Aspetti introduttivi alla microbiologia degli alimenti.
I lieviti: la cellula, il ciclo vitale, la curva di crescita, il metabolismo, la respirazione, la fermentazione alcolica,la fermentazione malo-alcolica, effetto Pasteur, effetto crabtree, la tassonomia, il carattere killer.
Le muffe: il ciclo vitale, flora fungina tipica e critica. Esempi di muffe più utilizzate in campo alimentare. La produzione di micotossine.
I batteri lattici: caratteristiche generali, la tassonomia, il metabolismo, la fermentazione omolattica ed etero lattica, la fermentazione malo-lattica, la produzione di batterio cine, la sintesi di aromi, la produzione di amine biogene. I batteri lattici e i fagi: l’autolisi. La resistenza agli antibiotici.
Altri microrganismi coinvolti nelle produzioni alimentari. I bifido batteri: la storia, le caratteristiche, l’habitat, il metabolismo.
I batteri propionici: caratteristiche generali, la fermentazione propionica. I micrococchi: caratteri generali. Gli stafilococchi: caratteristiche generali e ruolo nei salumi. I corinebatteri: caratteri generali. I microrganismi acetici: caratteri generali e metabolismo.
Gli starter e loro ruolo nelle fermentazioni. Criteri di selezione e produzione. Vantaggi e svantaggi del loro utilizzo in campo alimentare. Gli starter e i fagi.
Il pane e i prodotti da forno:classificazione e storia. La materia prima: la farina e l’impasto. Le gliadine e le glutenine. La formazione e il ruolo del glutine negli impasti. Il pane: la lievitazione chimica e biologica, la lievitazione diretta ed indiretta. Il pane quotidiano (fermentazione alcolica) e il pane a pasta acida (fermentazione alcolica e lattica). Interazione tra lieviti e lattobacilli nella produzione di pane a pasta acida. La reazione di Maillard.
L’aceto: la legislazione, la materia prima. I batteri acetici e l’acetificazione: produzione domestica ed industriale. La fermentazione sommersa e superficiale, il metodo Orleans. Le alterazioni dell’aceto. L’aceto balsamico:la storia, la materia prima, il metodo di produzione. Altri tipi di aceto.
I salumi: classificazione, definizione, lavorazione. La microflora coinvolta nella trasformazione: ruolo dei micrococchi, degli stafilococchi, dei lattobacilli e dei penicilli. La fermentazione dei salami: metodo rapido e metodo naturale. Esempi di salami: il salame di Varzi e il salame di Felino
Il formaggio: definizione e storia. La materia prima: il latte e le proprietà chimiche. La coagulazione naturale e presamica. Schema di produzione del formaggio crudo, semicotto e cotto. Utilizzo e selezione di starter per la produzione di formaggio. Esempi: la mozzarella, il taleggio, il gorgonzola, il pecorino di fossa, la ricotta.
Il vino: la definizione, la storia. La materia prima, i criteri di qualità. Le fasi di produzione nella vinificazione in bianco, in rosso e in rosato. La fermentazione naturale: inconvenienti e soluzioni. La fermentazione guidata con starter. La solfitazione. La spumantizzazione: il metodo Chempenois e Charmat.
Il cacao: la materia prima, la storia e le fasi di produzione. Successione ecologica durante il processo fermentativo del cacao. Il caffè: la materia prima, la fermentazione (metodo umido e metodo secco). Il caffè decaffeinato.
Le olive: la materia prima, il metodo di fermentazione sivigliano e greco, i microrganismi coinvolti.
La cassava: esempio di fermentazione per rendere il prodotto commestibile.
La vaniglia: la pianta e l’importanza economica. La fermentazione della vaniglia: metodo messicano e dell’Oceano indiano. Sintesi chimica della vanillina. I cetriolini e i crauti: cenni di produzione e fermentazione. I microrganismi coinvolti.
I latti fermentati e i probiotici. Classificazione dei latti fermentati: lo yogurt, il koumiss e il kefir. Materi prima, processi produttivi e microrganismi coinvolti. I probiotici: definizione, microrganismi coinvolti e criteri di selezione, effetti sulla salute umana. I prebiotici e i simbiotici.
Gli insilati: la storia, la definizione e la materia prima. Le fasi di produzione: i microrganismi coinvolti e il loro ruolo. Fattori che influenzano le successioni microbiche nell’insilato. L’utilizzo di starter.
La birra: storia, materia prima e fasi di processo. I lieviti starter nella produzione della birra: caratteri tecnologici. La fermentazione spontanea e la Birra Lambic: microrganismi coinvolti e successione ecologica.
Storia e significato delle biotecnologie e delle biotecnologie alimentari.
Impiantistica fermentativa: i bioreattori e il loro funzionamento. Fermentazioni continue e discontinue. La curva di crescita batterica nei bioreattori, operazioni upstream e downstream. La produzione di amino acidi: importanza economica, la scelta del microrganismo. La prolina, la lisina, il glutammato (sindrome da ristorante cinese), l’aspartato e l’aspartame (dibattito sulla salute e fenilchetonuria), il triptofano (la sindrome eosinofilia-mialgia). La produzione di polisaccaridi: lo xantano, il curdlano, il gellan gum. La produzione di acido citrico: fermentazione superficiale e sommersa, purificazione.
Gli enzimi: i batteri e i funghi come fonte di enzimi. Le amilasi, le cellulasi, le lipasi, le proteasi, le poligalatturonasi. Gli enzimi immobilizzati, metodi chimici e fisici di immobilizzazione. Le cellule immobilizzate. La chimosina ricombinante. Le single cell protein: definizione. Le alghe, i lieviti e i batteri come SCP: vantaggi e svantaggi. Alcuni esempi: il Toprina, il Pruteen, il Torutein, SCP da ligninocellulosa, coltivazione di Agaricus, il Pekilo, il Quorn. La domesticazione delle piante e il plant breeding. Domesticazione del frumento, del mais, della vite, dell’olivo. La domesticazione e la perdita di biodiversità. Il breeding classico: il pomodoro, le fragole, il triticale. Induzioni di mutazioni. Ibridazione somatica e fusione di protoplasti. La rivoluzione verde.
Piante OGM: il pomodoro Flavr Savr, piante modificate per la resistenza agli erbicidi, piante modificate per la resistenza agli insetti (mais Bt), il golden rice, la tecnologia Terminator. Argomentazioni pro e contro.
I cibi funzionali. Definizione, differenza tra alimenti funzionali e dietetici, classificazione. Probiotici, simbiotici, phytochemicals, fitosteroli, acidi grassi mono e poli insaturi. Esempi di alimenti funzionali.
Introduction to food microbiology. The yeast: the cell, life cycle, growth curve, metabolism, sugar oxidation and fermentation, alcoholic and malo-alcoholic fermentation, Pasteur and crab-tree effect, taxonomy. The killer character in yeast.
Fungi and molds: life cycle, autochthonous fungi in food. Fungi and molds used as starter in food production. Production of mycotoxins.
Lactic acid bacteria: general characters, taxonomy, metabolism, homolactic and heterolactic fermentation, malo-lactic fermentation, synthesis of bacteriocins, aroma and biogenic amines production. Lactic bacteria and phages: autolysis. Antibiotic resistance in lactic acid bacteria.
Other microorganisms involved in food production. Bifidobacteria: history, characteristics, habitat and metabolism. Propionic bacteria: general characters, propionic fermentation. Micrococcus: general characters. Staphylococcus: general characters and role in sausages production. Corynebacteria: general characters. Acetic bacteria: general characters and metabolism.
Microbial starter and their role in fermentation. Criteria for selection and production of starter. Advantages and disadvantages in the exploitation of starter during food production. Starter and phages.
Bread and baking products: classification and history. The raw material: the flour and the dough. Gliadin and glutenin. Formation and role of gluten in dough.
The bread: chemical and biological leavening, direct and indirect leavening. Alcoholic fermentation and bread. Alcoholic and lactic fermentation in sourdough bread production: interactions between yeast and lactic acid bacteria. The Maillard’s reaction.
The vinegar: the raw material and the law. Acetic bacteria: home-made and industrial production of vinegar. Superficial and submerged fermentation, the Orleans method for vinegar production. Alteration of vinegar. Balsamic vinegar: history, raw material, method of production. Other types of vinegar. The sausages: classification, definition, production. The microflora involved in the production of the sausages: role of Staphylococcus, Micrococcus, Lactobacillus and Penicillium. The fermentation of sausages: fast and natural methods. Salami of Varzi and Felino
The cheese: definition and history. The raw material: milk and its chemical properties. Natural and presamic coagulation of milk. Production of cheese. Selection and use of starter for cheese production. Mozzarella, Taleggio, Gorgonzola, Pecorino di fossa, ricotta.
The wine: definition and history. The raw material, Production of red and white wines. Natural alcoholic fermentation: problem and solution. Fermentation carried by starter. The use of sulphites. The Champenois and Charmat methods.
The cocoa: the raw material, history and phases of production. Ecological succession of microorganisms during the fermentation process. The coffee: the raw material and the fermentation methods (wet and dry methods). The decaffeinated coffee.
The olives: the raw material, fermentation methods (Siviglian and Greek methods) and microorganisms involved.
The cassava: an example of fermentation for detoxification of food.
The vanilla: the plant and the economical relevance. The vanilla fermentation: methods used in Mexico and Indian Ocean area. Chemical synthesis of vanillin. The sauerkraut and pickles: production, fermentation and microorganisms involved.
Fermented milk and probiotics. Classification of fermented milk: yogurt, koumiss and kefir. The raw materials, production and microorganisms involved. The probiotics: definition, microorganisms involved in the fermentation and criteria for their selection. Effects of probiotics on human health. Prebiotics and symbiotic foods.
The silage: history, definition and raw materials. Phases of production: microorganisms involved and their role. Factors affecting the ecological succession inside the raw materials. Use of microbial starter.
The beer: history, raw material and phases of the production process. Yeast as starter in beer production: technological characters. The spontaneous fermentation and the production of Lambic beer: microorganisms involved and ecological succession.
History and meaning of biotechnology and food biotechnology.
The bioreactors and their functioning. Continuous and discontinuous fermentation. Growth curve of bacteria in bioreactors: upstream and downstream operations. Production of amino acids: economical importance, the choice of the microorganisms. The proline, lysine, glutamate, aspartate and aspartame, the tryptophan. Production of polysaccharides: xanthan, curdlan, gellan gum. The production of citric acid: superficial and submerged fermentations.
The enzymes: bacteria and fungi as source of enzymes. The amylase, the cellulase, lipase, protease polygalatturonase. The immobilized enzymes: chemical and physical methods of immobilization. The immobilized cells. The recombinant chimosin. The single cell proteins (SCP). The algae, yeast, bacteria and fungi as SCP: advantages and disadvantages. Examples of SCP: The Toprina, Pruteen, Torutein, SCP from lignin and cellulose, cultivation of Agaricus bisporus, Pekilo, Quorn. The plant domestication and plant breeding. The wheat, grapevine, mais, olive. The domestication and the loss of biodiversity. The breeding: the tomato, strawberry, triticale. Induction of mutations: somatic hybridization and protoplast fusion. The green revolution. OGM plants: the Flavr Savr tomato, plants modified for the resistance to herbicide, insect (Bt mais), the golden rice, the Terminator technology. The functional foods: definition, differences between functional and dietary foods, classification. Probiotic, symbiotic, phytochemicals, phytosterol, fatty acid. Examples of functional foods.
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