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