Cinetica di sviluppo dei microrganismi Flashcards
(37 cards)
Qual è la differenza principale tra lo studio dei microrganismi in laboratorio e in natura (o negli alimenti)?
: In laboratorio è possibile monitorare e controllare costantemente ogni singola condizione ambientale (T, nutrienti, pH, ecc.) per identificare parametri ottimali per la coltivazione. In natura (e negli alimenti), l’habitat influenza la riproduzione microbica con numerosi fattori intrinseci, estrinseci e di processo che interagiscono.
Cosa si intende per “valore ottimale”, “valore massimo” e “valore minimo” di un fattore ambientale per un microrganismo?
o Valore ottimale: Condizione in cui la moltiplicazione avviene al massimo tasso di crescita.
o Valore massimo e minimo: Valori al di sopra e al di sotto dei quali il microrganismo non può moltiplicarsi (tasso di crescita = 0).
Cosa succede a una cellula microbica quando si allontana dalle sue condizioni ottimali di un fattore ambientale?
La cellula subisce uno stress che riduce le sue performance metaboliche. Se lo scostamento è tale da impedire la moltiplicazione, si raggiungono i valori massimi o minimi tollerati per la crescita.
Lo scostamento dai valori ottimali di un fattore (es. NaCl) come influisce sulla curva di crescita microbica?
Comporta un aumento dello stress, che può allungare la fase di lag, ridurre la velocità di moltiplicazione in fase esponenziale e/o abbassare il valore massimo di cellule raggiungibile in fase stazionaria.
La morte cellulare inizia immediatamente quando si superano i valori minimi o massimi di un fattore ambientale per la crescita?
No, la morte cellulare non inizia immediatamente. Può esserci un’ampia gamma di valori in cui la cellula si garantisce la sopravvivenza e persistenza senza essere in grado di moltiplicarsi.
Definisci “fattori intrinseci” che influenzano la crescita microbica negli alimenti. Fornisci almeno 3 esempi.
Caratteristiche proprie dell’alimento (habitat). Esempi: pH, attività dell’acqua (aw), potenziale di ossido-riduzione, presenza di ossigeno, composizione (nutrienti, sostanze antimicrobiche naturali), struttura fisica.
Definisci “fattori estrinseci”. Fornisci almeno 2 esempi.
Caratteristiche esterne all’alimento, rilevanti per l’ambiente in cui si trova. Esempi: Temperatura, umidità relativa, composizione dei gas (es. atmosfera della confezione).
Cosa sono i “fattori tecnologici e di processo”? Fai un esempio.
Fattori che si verificano durante la produzione o implementati per modificare l’alimento e influenzare la popolazione microbica. Esempi: Trattamenti termici, atmosfera modificata, aggiunta di conservanti, tecnologie mild.
Qual è l’obiettivo principale della cellula riguardo al pH intracellulare?
Mantenere l’omeostasi nell’ambiente intracellulare, mantenendo il pH citoplasmatico normalmente compreso tra 6 e 7, contrastando i cambiamenti ambientali.
Come vengono classificati i microrganismi in base al loro profilo di crescita in relazione al pH?
Neutrofili (pH ottimale vicino alla neutralità), Basofili (pH ottimale alcalino), Acidofili (pH ottimale acido). Esistono anche gli acido-tolleranti.
Qual è, approssimativamente, il valore di pH al di sotto del quale la maggior parte degli agenti patogeni di origine alimentare non può crescere?
pH 4.4.
Descrivi brevemente uno dei 5 gruppi in cui possono essere suddivisi i microrganismi di interesse alimentare in base alla loro relazione con il pH.
(Scegliere uno tra i 5 gruppi descritti nella slide 13, es: Gruppo 1 comprende lieviti e muffe, il cui pH minimo di crescita è generalmente al di fuori dei valori tipici degli alimenti; Gruppo 3 comprende la maggior parte dei batteri lattici che producono acido lattico/acetico con limite inferiore vicino a pH 4).
: Quali sono alcuni effetti del pH sulla cellula microbica?
Aumento del dispendio energetico per mantenere la neutralità intracellulare, influenza sull’espressione genica, influenza sul gradiente protonico transmembrana, influenza sulla protonazione/deprotonazione degli amminoacidi nelle proteine (cambiamento della loro funzione).
Cos’è l’attività dell’acqua (aw) e come è definita?
È una misura della disponibilità di acqua per le attività microbiche. È definita come aw = p / p0, dove p è la pressione di vapore dell’acqua in un sistema e p0 è la tensione di vapore dell’acqua pura alle stesse condizioni. Assume valori tra 0 e 1.
Perché l’aw da sola non basta per garantire la stabilità microbiologica di un alimento?
Perché sono necessari ulteriori fattori di conservazione (es. pH ridotto, conservanti, pastorizzazione) per controllare efficacemente la crescita microbica.
Qual è l’aw minima approssimativa per la crescita della maggior parte dei batteri che formano spore? E per Clostridium perfringens?
La maggior parte dei batteri sporigeni non cresce sotto aw 0.93. Per C. perfringens è tra 0.97 e 0.95.
Cosa sono i lieviti osmotici (o osmofili)? In quali tipi di alimenti possono crescere?
: Lieviti che crescono (o preferiscono crescere) in presenza di elevate concentrazioni di zuccheri (e quindi bassa aw). Possono crescere in alimenti come marmellate, miele e sciroppi.
Come si classificano i microrganismi in base alla loro resistenza al sale (NaCl)?
: Alofili (richiedono sale per crescere, con diversi gradi: estremi, moderati, deboli), Alotoleranti (tollerano alte concentrazioni di sale ma crescono meglio a concentrazioni inferiori), Alosensibili (si moltiplicano solo a basse concentrazioni di sale).
Cosa si intende per “plasmolisi” in relazione all’aw?
È un danneggiamento della cellula causato dall’efflusso di acqua dal citoplasma verso l’esterno, che avviene quando la cellula è posta in un ambiente con aw molto bassa (alta concentrazione di soluti).
Cosa sono i “soluti compatibili” e quale ruolo svolgono?
: Sostanze (ioni o molecole organiche come trealosio, glutammato, glicerolo) che la cellula accumula al proprio interno per bilanciare la pressione osmotica esterna, senza interferire con le attività enzimatiche.
Quali sono i due ruoli principali, e contrastanti, dell’ossigeno per le cellule microbiche?
Può agire come accettore terminale di elettroni durante la respirazione aerobica (benefico) e può formare composti estremamente dannosi (stress ossidativo, ROS).
Cosa sono le ROS (Reactive Oxygen Species)? Come si difendono le cellule?
Sono specie reattive dell’ossigeno (es. radicale superossido, perossido di idrogeno, radicale idrossile) che si formano durante il metabolismo aerobio. Le cellule si difendono tramite sistemi enzimatici come superossido dismutasi, perossidasi, catalasi.
Classifica i microrganismi in base alla loro relazione con l’ossigeno, descrivendo brevemente ogni gruppo.
o Aerobi obbligati: Richiedono O2 per la respirazione.
o Anaerobi facoltativi: Possono crescere sia in presenza (respirazione) che in assenza di O2 (fermentazione o respirazione anaerobica). Crescono meglio con O2.
o Microaerofili: Richiedono O2 ma a concentrazioni inferiori a quella atmosferica; alte concentrazioni sono inibitorie.
o Anaerobi aerotolleranti: Non usano O2 (fermentano) ma lo tollerano.
o Anaerobi obbligati: L’O2 è tossico; crescono solo in sua assenza (fermentazione o respirazione anaerobica).
Quali sono le “temperature cardinali” per un microrganismo?
Temperatura minima (sotto la quale non c’è crescita), temperatura massima (sopra la quale non c’è crescita), temperatura ottimale (alla quale la crescita è più rapida).
