Microbiologia applicata

Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti mediante un approccio learning by doing le conoscenze tecnico/scientifiche relative ai più comuni protocolli attuati in un laboratorio di microbiologia ambientale e alimentare. L'insegnamento si propone di fornire agli studenti la capacità di definire le modalità e le procedure analitiche da adottare per valutare qualitativamente e quantitativamente i microorganismi indicatori qualità/processo e di sicurezza di un alimento lungo tutta la sua filiera produttiva a partire dalla materia prima. L'insegnamento fornirà infine gli strumenti operativi necessari per applicare in laboratorio le nozioni di microbiologia industriale.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento gli studenti sapranno svolgere le più comuni attività di un laboratorio di microbiologia ambientale e alimentare. Gli studenti al termine dell'insegnamento sapranno progettare, organizzare ed eseguire protocolli sperimentali per la corretta identificazione dei microrganismi di interesse alimentare oltre che affrontare con spirito critico i vari passaggi di un processo alimentare al fine di arrivare a sviluppare l'analisi del rischio. Al termine dell'insegnamento gli studenti sapranno inoltre organizzare ed eseguire le operazioni di allestimento di un processo biotecnologico, a partire dalla scala di laboratorio e sapranno associare macro- e micro-morfologia dei gruppi microbici maggiormente impiegati su scala industriale.
Organizzazione didattica
Esercitazioni: 8 ore
Laboratori: 28 ore
Lezioni: 34 ore
Programma
Preparazione di terreni di coltura per la coltivazione e il mantenimento di microorganismi di interesse ambientale e alimentare. Coltivazione di microorganismi in coltura pura. Isolamento di microorganismi da campioni ambientali e alimentari. Quantificazione della carica microbica attraverso il metodo della conta vitale. Descrizione della colonia batterica. Esecuzione della colorazione di Gram su colture batteriche. Esecuzione di prove di fermentazione di zuccheri in colture pure di microorganismi isolati da matrici alimentari. Il concetto di specie batterica: caratteristiche fenotipiche, genetiche, filogenetiche. I principi della amplificazione in vitro del DNA (PCR) e le metodologie impiegate nella identificazione microbica. Geni target, costruzione dei primers, impiego di banche date genomiche. Estrazione, quantificazione e analisi elettroforetica del DNA microbico. Esecuzione di analisi PCR per l'identificazione di microorganismi di interesse alimentare.
Aspetti microbiologici dei più importanti prodotti alimentari (latte e derivati, cereali e derivati, carni e derivati, prodotti ortofrutticoli, acque, bibite, prodotti a bassa aw). Linee guida per l'allestimento di analisi microbiologiche su campioni alimentari (analisi qualitative e quantitative). Esecuzione di analisi microbiologiche sulle principali tipologie di alimenti (prodotti freschi, confezionati, fermentati e a basso tenore di acqua), sia mediante l'utilizzo di tecniche della microbiologia tradizionale che ricorrendo all'impiego di metodiche rapide ed alternative, interpretazione dei risultati e modalità di stesura di un rapporto di prova. Modalità di analisi e monitoraggio dell'ambiente
Sviluppo dell'analisi del rischio ed elaborazione di un Piano di Autocontrollo per i più comuni processi di produzione e manipolazione degli alimenti. Principi di modellazione microbiologica e modalità di allestimento di microbial challenge test.
Preparazione e mantenimento di colture microbiche selezionate. Dalla provetta al fermentatore: allestimento delle colture di pre-inoculo e scelta delle condizioni di processo; il concetto di scaling-up. Progettazione di una linea di fermentazione. Preparazione e modalità di sterilizzazione di un terreno colturale e di un fermentatore. Preparazione e taratura delle sonde di pH e ossigeno disciolto. Modalità di controllo della schiuma. Modalità di inoculo e analisi del processo microbiologico, anche attraverso l'uso di software. Gestione dei prelievi. Strategie di mantenimento della concentrazione di ossigeno disciolto nei processi aerobi.