Scienze dell'Alimentazione e Gastronomia L-26
Microbiologia degli alimenti
| Settore scientifico disciplinare | Numero crediti formativi (CFU) | Docente |
| AGR/16 (AGRI-08/A) | 6 | Maria Luisa Savo Sardaro, Michela Verni |
Obiettivi
Scopo del corso è introdurre i principi fondamentali della microbiologia degli alimenti al fine di acquisire le conoscenze scientifiche relative ai microrganismi pro-tecnologici alla base della produzione degli alimenti fermentati e del controllo delle contaminazioni da parte dei microorganismi patogeni e alterativi. Particolare attenzione è posta alle applicazioni delle conoscenze e competenze acquisite nell'ambito delle Scienze dell'Alimentazione e Gastronomia.
Gli obiettivi specifici del corso sono:
1) Storia della Microbiologia: la scoperta del mondo dei microrganismi; Citologia: cellula procariote ed eucariote: generalità; struttura della cellula batterica; struttura e funzione della membrana; sistemi di trasporto attraverso la membrana; la parete cellulare, composizione chimica e caratteristiche; i batteri Gram+ e Gram-; il movimento e gli organi di movimento; l'endospora batterica, struttura, funzione ed importanza; cenni all'arrangiamento del DNA ed alla divisione cellulare.
2) Conoscere i fondamenti della fisiologia microbica in particolare della nutrizione, del metabolismo e dei parametri che condizionano la crescita microbica. Conoscere le basi della tassonomia microbica con lo studio dei diversi microrganismi patogeni, alterativi e virtuosi nei diversi alimenti.
3) Conoscere i principali alimenti fermentati in commercio con i diversi tipi di fermentazione e i microrganismi implicati (i batteri lattici, i lieviti, gli starter naturali e selezionati). I microrganismi probiotici. I prodotti lattiero caseari: yogurt, latti fermentati e formaggi.
4) Il ruolo dei microrganismi nel processo di vinificazione: vinificazione in bianco, in rosso e vini speciali: i lieviti enologici; i batteri lattici, le muffe. Il ruolo dei microrganismi per la produzione della birra. Il ruolo dei microrganismi nella produzione dell’aceto di vino e dell’aceto balsamico.
5) Ruolo dei microrganismi per la produzione dei prodotti carnei fermentati: i salami ed altri prodotti fermentati a base di carne.
6) Ruolo dei microrganismi per la produzione di vegetali fermentali: prodotti base di crauti, le olive.
7) Il ruolo dei microrganismi per la produzione di prodotti lievitati da forno: La fermentazione e il substrato di fermentazione; Il lievito di birra e il lievito madre. Principali differenze tra le due lievitazioni.
Risorse
Il docente consiglia l’integrazione del materiale fornito (videolezioni, slides, esercitazioni) con i seguenti testi, a cui il docente può fare riferimento durante le lezioni:
· Giovanni Antonio Farris, Marco Gobbetti, Erasmo Neviani, Massimo Vincenzini “Microbiologia dei prodotti alimentari” (2012) Casa Editrice Ambrosiana ISBN: 978-88-08-18246.
· Michael T. Madigan, John M. Martinko Brock “Biologia dei microrganismi. Microbiologia generale, ambientale e industriale” (2016) Editore: Pearson. ISBN: 889190094X.
· L.S Cocolin e G. Comi “La microbiologia applicata alle industrie alimentari” Aracne Editrice,2007
Verifica
Programma del corso
UNITÀ DIDATTICA 1 Introduzione alla microbiologia(0.6 CFU)
- Sistematica e classificazione dei microrganismi
- Classificazione dei batteri
- Metodi di identificazione
- Citologia: cellula procariote ed eucariote
- Struttura e caratteristiche della cellula batterica; Citoplasma, Membrana cellulare, Parete cellulare, Locomozione microbica
- Morfologia dei batteri
- Batteri Gram+ e Gram-
- Endospora batterica, struttura, funzione ed importanza
- Cenni all'arrangiamento del DNA ed alla divisione cellulare
UNITÀ DIDATTICA 2: I fondamenti della fisiologia microbica (1.2 CFU)
· Il metabolismo e i parametri che condizionano la crescita microbica
· Parametri Intrinseci (pH del substrato, attività dell’acqua, potenziale redox, e disponibilità di ossigeno, composizione dell’alimento, nutrienti)
· Parametri estrinseci ( (temperatura e atmosfera di conservazione)
· Cinetica dello sviluppo
· Monitoraggio microbiologico ambientale
UNITÀ DIDATTICA 3 Tassonomia microbica e microrganismi virtuosi (0.8 CFU)
· Definizione di qualità microbiologica degli alimenti
· Ruolo e importanza delle fermentazioni alimentari
· I principali gruppi microbici nel regno Bacteria implicati nelle fermentazioni degli alimenti
· I microrganismi virtuosi
· Starter microbici
UNITÀ DIDATTICA 4 Microrganismi patogeni e alterativi (1.2 CFU)
· Fattori che influenzano lo sviluppo microbico e il rischio associato ai microrganismi patogeni e alterativi :
-Gram positivi
-Gram negativi
UNITÀ DIDATTICA 5 Fermentazione alcolica e mista(0.8 CFU)
- Ruolo dei microrganismi nel processo di vinificazione: i lieviti enologici; i batteri lattici e le muffe
· Ruolo dei microrganismi per la produzione della birra: fermentazione Ale e Fermentazione Lager
- Ruolo dei microrganismi per la produzione dei lievitati da forno: La fermentazione e il substrato di fermentazione;
- Il lievito di birra e il lievito madre; Principali differenze tra i due tipi di fermentazioni
UNITÀ DIDATTICA 6: Microbiologia dei prodotti lattiero caseari (1 CFU)
· I batteri lattici, i lieviti, gli starter naturali e selezionati
· I microrganismi probiotici
· Yogurt e Latti fermentati
· I Formaggi: le diverse tipologie di produzione
UNITÀ DIDATTICA 7: Microbiologia degli alimenti di origine animale e prodotti vegetali (0.4 CFU)
- Il ruolo dei microrganismi per la produzione dei prodotti a base di carne fermentati: i salumi
· I microrganismi nella produzione dell’aceto di vino e dell’aceto balsamico
- Ruolo dei microrganismi per la produzione di vegetali fermentati: prodotti a base di crauti, olive.
Le lezioni sincrone approfondiranno argomenti relativi:
· Terreni di coltura e loro preparazione
· Tecniche di isolamento di colture batteriche pure
· Il microscopio e la conta batterica diretta
· Reazione a catena della polimerasi (PCR)
· Rilevazione del DNA mediante gel di agarosio
· Identificazione della carica batterica mediante Real time PCR
· Caratterizzazione della carcica microbica mediante 16S metabarcoding, PacBio, Shotgun.
· Controllo dei patogeni e della shelf life degli alimenti
· Ruolo degli alimenti fermentati sulla salute
· Tecniche convenzionali e innovative per il controllo dei microrganismi (sostanze chimiche, basse e alte temperature, radiazioni elettromagnetiche, filtrazione e bactofugazione, essiccamento, alte pressioni, campi elettrici pulsati, gas plasma, ultrasuoni, biocontrollo)
· Processi fermentativi per la valorizzazione di matrici vegetali alternative (legumi, cereali non convenzionali, pseudocereali)
Lezioni
Tassonomia e classificazione
Procarioti ed Eucarioti
La parete cellulare e caratteristiche dei procarioti
Importanza e Funzione
Parametri che influenzano la crescita microbica, il pH
Parametri che influenzano la crescita microbica, Aw
Parametri che influiscono sulla crescita microbica, il potenziale redox e ossigeno
Parametri estrinseci che influenzano la crescita microbica
Monitoraggio microbiologico ambientale
Gli alimenti fermentati
Microrganismi utili nella fermentazione 1
Microrganismi utili nella fermentazione 2
Microrganismi utili nella fermentazione 3
Microrganismi patogeni negli alimenti
Patogeni GRAM- 1
Patogeni GRAM- 2
Patogeni GRAM- 3
Patogeni GRAM + 1
Patogeni GRAM + 2
La birra 1
La birra 2
La birra 3
Lievito Madre o madre acida
Le carni fermentate 1
Le carni fermentate 2
Aceto
Latte fermentato 1
Latte fermentato 2
I formaggi 1
I formaggi 2
I formaggi 3
Prodotti vegetali fermentati
Il vino