Obiettivi Formativi

Il corso verte sullo studio relativo alla biochimica, biodiversità, ecologia, fisiologia, genetica e tassonomia dei microrganismi di interesse agrario, alimentare, ambientale, industriale e zootecnico. Il corso si propone di approfondire in particolare il ruolo dei microrganismi negli ecosistemi naturali ed artificiali, l’impiego e il controllo dei microrganismi nelle trasformazioni degli alimenti (di origine animale e vegetale), nel biorisanamento e conservazione dell’ambiente e nella produzione di energia.

Learning Goals

The course is focused on the biochemistry, biodiversity, ecology, physiology, genetics and taxonomy of microorganisms of agricultural, food, environmental, industrial and zootechnical interest. The aim of this course is to provide a comprehensive overview of the role of microorganisms in natural and artificial ecosystems and the use and control of microorganisms in food (of both animal and vegetable origin) transformation, in bioremediation and environmental conservation and in bioenergy production.

Metodi didattici

Il docente svolge attività didattica frontale in aula, mediante videoproiezione di slides e dispositivi informatici, anche in lingua inglese. E' prevista interattività con gli studenti. La percentuale minima di frequenza necessaria per accedere all’esame di profitto è pari al 51% del monte ore. *******

Teaching Methods

The professor carries out didactic activity in the classroom, using video slides and computing device. To have access to the final examination the minimum attendance is equal to 51% of the exercise/lab total number of hours.

Prerequisiti

Al fine di una completa comprensione degli argomenti trattati nel corso, si auspica che lo studente possieda una adeguata cultura di base relativamente alle scienze chimiche, chimica degli alimenti e biologia

Prerequisites

In order to have a complete understanding of the topics covered in the course, it is hoped that the student has an adequate basic culture related to the chemical sciences, food chemistry and biology

Verifiche dell'apprendimento

E’ previsto un esame in forma orale. La valutazione tiene conto della capacità espositiva nell’argomentare le domande formulate che dovranno essere esposte con un adeguato linguaggio scientifico secondo i criteri qui di seguito riportati: Non idoneo Conoscenza e comprensione argomento: Importanti carenze. Significative imprecisioni Capacità di analisi e sintesi: Irrilevanti. Frequenti generalizzazioni. Incapacità di sintesi Utilizzo di referenze: Completamente inappropriato 18-20 Conoscenza e comprensione argomento: A livello soglia. Imperfezioni evidenti Capacità di analisi e sintesi: Capacità appena sufficienti Utilizzo di referenze: Appena appropriato 21-23 Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza routinaria Capacità di analisi e sintesi: È in grado di analisi e sintesi corrette. Argomenta in modo logico e coerente Utilizzo di referenze: Utilizza le referenze standard 24-26 Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza buona Capacità di analisi e sintesi: Ha capacità di analisi e sintesi buone. Gli argomenti sono espressi coerentemente Utilizzo di referenze: Utilizza le referenze standard 27-29 Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza più che buona Capacità di analisi e sintesi: Ha notevoli capacità di a. e s. Utilizzo di referenze: Ha approfondito gli argomenti 30-30L Conoscenza e comprensione argomento: Conoscenza ottima Capacità di analisi e sintesi: Ha notevoli capacità di a. e s. Utilizzo di referenze: Importanti approfondimenti

Assessment

An oral exam is scheduled. The assessment shall take into account the ability to explain the questions that will be explained in appropriate scientific language according to the following criteria: Unsuitable Topic knowledge and understanding: Significant deficiencies. Significant inaccuracies Analysis and synthesis skills: Irrelevant. Frequent generalizations. Inability to synthesize Using references: Completely inappropriate 18-20 Topic knowledge and understanding: Threshold level. Obvious imperfections Analysis and synthesis skills: Barely sufficient capacity Using references: Just appropriate 21-23 Topic knowledge and understanding: Routine knowledge Analysis and synthesis skills: Students are capable of correct analysis and synthesis. They argue logically and coherently Using references: Use of standard references 24-26 Topic knowledge and understanding: Good knowledge Analysis and synthesis skills: Students have good analytical and synthesis skills. Topics are expressed coherently Using references: Students use standard references 27-29 Topic knowledge and understanding: Detectable neat knowledge Analysis and synthesis skills: Students have remarkable analytical and synthesis skills Using references: Students have delved into the topics 30-30L Topic knowledge and understanding: Evident general knowledge Analysis and synthesis skills: Students have remarkable analytical and synthesis skills Using references: Significant insights

Programma del Corso

Introduzione, storia e sviluppo della microbiologia. Elementi di Microscopia. Struttura delle cellule dei microrganismi. Distinzioni fra cellule procariotiche ed eucariotiche; virus. Conoscenze di base sulla struttura e funzione della cellula microbica (procariotica ed eucariotica): capsula, parete, membrana, pili e flagelli, ribosomi, nucleoide, organelli delimitati da membrane. Genetica batterica. Genoma batterico (cromosoma procarioti, elementi genetici extracromosomiali). Replicazione, trascrizione, traduzione. Variazioni genetiche: mutazioni, scambio di geni (coniugazione, trasformazione, trasduzione) e ricombinazione. Metabolismo dei microrganismi. Processi bioenergetici nei microrganismi: fotofosforilazione; respirazione aerobica della sostanza organica; respirazione aerobica della sostanza inorganica; respirazione anaerobica; fermentazione. Fermentazioni alcolica, omolattica, acido mista, propionica, 2,3-butandiolica, butirrica, omoacetica, eterolattica. Nutrizione e crescita dei microrganismi. Macronutrienti. Micronutrienti. Fattori di crescita. Gruppi nutrizionali. Crescita dei microrganismi: curve di crescita, calcolo della velocità di crescita. Fattori che influenzano la crescita e la sopravvivenza dei microrganismi: pH, attività dell’acqua, pressione osmotica, richiesta di ossigeno. Elementi di tassonomia microbica. Gerarchia tassonomica. Criteri tassonomici, classificazione, nomenclatura, identificazione dei microorganismi. Tassonomia numerica. Tassonomia polifasica. Miceti. Caratteristiche e classificazione. Gemmazione. Riproduzione sessuata. Cicli ontogenetici. Interrelazioni tra miceti ed altri organismi viventi: saprofitismo; simbiosi; commensalismo; parassitismo; produzione di tossine. Microbiologia applicata agli alimenti: i microrganismi come agenti di trasformazione e produzione di alimenti derivati da: latte, cereali, frutta, vegetali e carne. Elementi di microbiologia enologica. I microrganismi di interesse enologico: lieviti, muffe, batteri lattici e acetici. La fermentazione alcolica. La fermentazione malolattica. Elementi di microbiologia lattiero-casearia. I microrganismi di interesse lattiero-caseario: batteri, lieviti e muffe. La microbiologia del latte, latti fermentati e formaggi.

Course Syllabus

Introduction, history, and development of microbiology. Elements of Microscopy. The cell structure of microorganisms. Distinctions between prokaryotic and eukaryotic cells; virus. Basic knowledge of the structure and function of the microbial cell (prokaryotic and eukaryotic): capsule, wall, membrane, pili and flagella, ribosomes, nucleoid, organelles delimited by membranes. Bacterial genetics. Bacterial genome (chromosome and extrachromosomal elements). Replication, transcription, translation. Genetic variations: mutations, gene exchange (conjugation, transformation, transduction), and recombination. Metabolism of microorganisms. Bioenergetic processes in microorganisms: photophosphorylation; aerobic respiration of the organic substance; aerobic respiration of the inorganic substance; anaerobic respiration; fermentation. Alcoholic, homolactic, acid, propionic, 2,3- butanediol, butyric, homoacetic and heterolactic fermentations. Nutrition and growth of microorganisms. Macronutrients. Micronutrients. Growth factors. Nutritional groups. Growth of microorganisms: growth curves, calculation of growth rate. Factors influencing the growth and survival of microorganisms: pH, water activity, osmotic pressure, and oxygen demand. Elements of microbial taxonomy. Taxonomic hierarchy. Taxonomic criteria, classification, nomenclature, identification of microorganisms. Numerical taxonomy. Polyphasic taxonomy. Fungi. Characteristics and classification. Asexual and sexual reproduction. Ontogenetic cycles. Interrelations between fungi and other living organisms: saprophytism; symbiosis; commensalism; parasitism; toxin production. Microbiology applied to food: microorganisms as agents of transformation and production of foods derived from milk, cereals, fruits, vegetables, and meat. Elements of enological microbiology. Microorganisms of oenological interest: yeasts, molds, lactic and acetic bacteria. Alcoholic fermentation. Malolactic fermentation. Elements of dairy microbiology. Microorganisms of dairy interest: bacteria, yeasts, and molds. Microbiology of milk, fermented milk, and cheese.