L-25: Classe delle lauree in scienze e tecnologie agrarie e forestali. AGR/15-07/F1: Scienze e tecnologie alimentari (4 CFU)

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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI MEDITERRANEA DI REGGIO CALABRIA Cod Materia Titolazione Fondamenti di microbiologia generale e di industrie agrarie Docente CARIDI Andrea, MINCIONE Antonio Dipartimento: Corso di laurea: Classe: Tipo Attività formativa: Ambito disciplinare: Settore Scientifico-Disciplinare: Propedeuticità obbligatoria: Anno di corso: Semestre: AGRARIA Scienze e tecnologie agrarie L-5: Classe delle lauree in scienze e tecnologie agrarie e forestali Affini Attività formative affini o integrative AGR/6-07/F: Microbiologia agraria (5 CFU) AGR/5-07/F: Scienze e tecnologie alimentari ( CFU) Genetica Secondo Primo CFU: 9 Ore di insegnamento: 90 Descrizione sintetica: Il modulo Fondamenti di microbiologia generale ha il compito di fornire, anche mediante svolgimento di attività didattiche in laboratorio, specifiche conoscenze di base sul mondo dei microrganismi, sotto l aspetto dell organizzazione cellulare, metabolica e genetica. Gli studenti apprenderanno, inoltre, alcuni aspetti applicativi della microbiologia generale, tra cui il riconoscimento dei microrganismi mediante osservazione microscopica, la loro colorazione, la loro corretta manipolazione, la preparazione dei substrati di crescita. In tutte le esercitazioni di laboratorio sarà data adeguata enfasi alle strategie da porre in essere per operare in condizioni di massima sicurezza. L obiettivo del modulo Fondamenti di industrie agrarie è di fornire conoscenze sull industria olearia, enologica e lattiero-casearia, relativamente alle materie prime utilizzate ed ai sistemi di estrazione dell olio, di vinificazione e di caseificazione. Le nozioni apprese conferiscono allo studente uno strumento integrato di verifica e di intervento per le specifiche filiere di produzione. Le attività di lezione frontale sono integrate da esercitazioni pratico-applicative su temi rilevanti per la preparazione professionale dell allievo. Acquisizione conoscenze su: Acquisizione di specifiche competenze teoriche e operative. Acquisizione di specifiche competenze applicative. Valutazione e interpretazione dei dati sperimentali propri dei settori scientifico-disciplinari coinvolti; capacità di operare in sicurezza in laboratorio. Comunicazione verbale, scritta e informatica; elaborazione e presentazione di dati sperimentali; capacità di lavorare in gruppo; trasmissione e divulgazione dell'informazione su temi propri dei settori scientifico-disciplinari coinvolti. Capacità di sviluppare e approfondire ulteriori specifiche competenze, con riferimento a: consultazione di materiale bibliografico, consultazione di banche dati e altre informazioni in rete, capacità di apprendere come programmare e realizzare specifici progetti di ricerca su temi propri dei settori scientifico-disciplinari coinvolti.

2 Metodo di valutazione: Gli studenti potranno scegliere tra l esame finale di tipo tradizionale oppure prove di verifica relative all accertamento degli obiettivi formativi previsti dall articolazione del corso in due moduli (lo studente può sostenere fino a un massimo di due prove di verifica, una per modulo). In questo caso la commissione giudicatrice tiene conto dei risultati conseguiti nelle prove di verifica e l esame finale registra tali risultati. Sono possibili anche opzioni intermedie. Lavoro autonomo dello studente 35 ore Programma dettagliato del corso MODULO I: Fondamenti di microbiologia generale ARGOMENTO DELLE LEZIONI Lezione introduttiva: presentazione dei contenuti del programma, del testo di riferimento suggerito e delle modalità di valutazione adottate. La cellula, la sua origine e la sua evoluzione: generalità e origine della vita; architettura cellulare; l albero della vita; differenze tra cellule di procarioti ed eucarioti. Le tecniche microscopiche: generalità, cenni di storia della microscopia; teoria alla base delle tecniche microscopiche; i principali microscopi ottici; principali tecniche di preparazione dei campioni per l osservazione al microscopio ottico. Morfologia e citologia dei microrganismi: generalità, dimensioni e morfologia delle cellule batteriche; struttura della cellula: membrana citoplasmatica, parete cellulare e divisione della cellula, membrana periplasmatica dei batteri Gram-negativi, strato S, capsula e strato mucoso, appendici associate alla parete cellulare; il movimento della cellula batterica; il citoplasma; l organizzazione cellulare nel regno dei funghi. Nutrizione e isolamento in coltura pura dei microrganismi: generalità; gruppi nutrizionali; terreni colturali; isolamento di microrganismi in coltura pura. Crescita microbica e conservazione del microrganismi: generalità sulla curva di crescita microbica; descrizione e velocità della crescita microbica; misurazione della crescita microbica: metodi diretti e indiretti; richieste ambientali per la crescita microbica; endospora batterica: generalità, sporulazione e germinazione; le fasi della sporificazione; dormienza, germinazione e resistenza delle endospore batteriche; fattori della sporificazione; implicazioni ambientali, sanitarie e tecnologiche della produzione di spore; aspetti applicativi della sporificazione; metabolismo secondario associato alla sporulazione; conservazione delle colture microbiche. Il controllo dei microrganismi: agenti fisici, chimici e ORE farmacologici. Genetica batterica: trasferimenti genetici orizzontali. Virologia: batteriofagi; trasduzione. Lezione conclusiva: verifica dell efficacia didattica del ciclo di 9 8

3 lezioni frontali e dibattito su tematiche di ampio respiro connesse; svolgimento di un test di prova analogo a quello che sarà somministrato in sede d esame; presentazione del programma delle esercitazioni. Esercitazione: metodologie e tecniche di base in microbiologia finalizzate a garantire asepsi e antisepsi in tutte le fasi di lavoro in laboratorio; metodologie e tecniche di base in microscopia ottica finalizzate a garantire i migliori risultati perseguibili con le attrezzature disponibili. Esercitazione: esecuzione della tecnica di preparazione di vetrini di colture pure di batteri e lieviti per l osservazione a fresco mediante obiettivi 0x, 0x e 00x; riconoscimento delle differenze strutturali tra procarioti ed eucarioti rilevabili al microscopio composto e a contrasto di fase. Esercitazione: preparazione di colture batteriche per l osservazione al microscopio ottico della loro capacità di muoversi mediante vetrino di Kock; riconoscimento dei ceppi mobili. Esercitazione: esecuzione della colorazione di Gram; osservazione al microscopio mediante obiettivo 00x dei preparati ottenuti; riconoscimento dei batteri Gram+ e Gram-; identificazione degli eventuali difetti di ciascun vetrino. Esercitazione: esecuzione del ciclo completo di sterilizzazione in autoclave di substrati di crescita; preparazione di piastre Petri contenenti substrati solidi. Esercitazione: esecuzione della tecnica di striscio in substrato solido mediante ansa sterile per l isolamento dei microrganismi in coltura pura. Esercitazione: esecuzione della colimetria in campioni di acqua potabile mediante filtrazione in membrane di acetato di cellulosa e semina in substrato solido. TOTALE MODULO II: Fondamenti di Industrie Agrarie ARGOMENTO DELLE LEZIONI Lezione introduttiva: presentazione del corso, dei suoi contenuti, dei testo di riferimento suggeriti e delle modalità di valutazione adottate. La materia prima dell'industria olearia: costituzione dell'oliva, maturazione e raccolta delle olive. Cenni di industria di estrazione dell'olio dalle olive: Lavaggio, cernita e molitura delle olive; gramolatura, spremitura e centrifugazione dell'olio. L'industria degli oli di semi: tecnologia di estrazione, principali caratteristiche di alcuni oli di semi: soia, girasole, mais, colza, arachide. La materia prima dell'industria enologica: costituzione dell'uva. Maturazione e raccolta dell'uva. Cenni sul ruolo tecnologico dei componenti dell'uva. La vinificazione: la fermentazione alcolica, chimismo e prodotti principali della fermentazione alcolica. Tecnica e controllo della fermentazione alcolica ore ORE

4 Cenni di industria enologica: Vinificazione in rosso, in bianco e con macerazione carbonica. Altre fermentazioni: f. malolattica, f. maloalcolica. Cure, gestione, difetti ed alterazioni dei vini: svinatura, colmature e travasi. Ruolo dell'anidride solforosa in enologia. Cenni di difetti ed alterazioni dei vini. Imbottigliamento ed invecchiamento dei vini. La materia prima dell'industria lattiero-casearia: caratteristiche chimico-fisiche del latte. Glucidi, lipidi e protidi del latte. Componenti minori del latte. Gestione e trattamento del latte alimentare. La coagulazione del latte: coagulazione termica, acida e 3 presamica. Cenni di industria casearia: Classificazione dei formaggi. Formaggi a pasta molle, a pasta dura ed a pasta filata. Maturazione e stagionatura dei formaggi. Difetti ed alterazioni dei formaggi. Derivati del latte: Ricotta, crema, mascarpone e burro. Esercitazioni: principi metodologici e comuni procedure di base per 6 il controllo di qualità dell'olio, del vino e dei prodotti caseari. TOTALE 0 ore Risorse e bibliografia essenziale MODULO I: Fondamenti di microbiologia generale Biavati B., Sorlini C. - Microbiologia generale e agraria. Seconda edizione. Casa Editrice Ambrosiana (MI), 0. MODULO II: Fondamenti di Industrie Agrarie Materiale didattico reso disponibile dal docente durante il corso e sulla pagina personale del sito istituzionale. Sciancalepore V. (998)- Industrie Agrarie - olearia, enologica, lattiero-casearia. UTET, Torino. Salvadori del Prato O. (009) - I minicaseifici aziendali. Edagricole, Bologna.

5 UNIVERSITA DEGLI STUDI MEDITERRANEA DI REGGIO CALABRIA Subject Code Subject Name Fundaments of General Microbiology and Agriculture Industries Professor CARIDI Andrea, MINCIONE Antonio Department: Degree course: Class: Type of educational activity: Disciplinary Area: AGRARIA Agriculture Science and Technologies L-5: Degree class in agriculture and forestry science and technologies Similar Educational activities in similar or additional educational areas Scientific-Disciplinary Sector: AGR/6-07/F: Agriculture Microbiology (5 CFU) AGR/5-07/F: Food Science and Technologies ( CFU) Compulsory preliminary exams: Course Year: Semester: ECTS: 9 Hours: 90 Genetics Second First Synthetic description: The module of Fundaments of General Microbiology aims to give, also by training activities in laboratory, specific basic knowledge on microorganism world concerning cellular organization, metabolic and genetics. Moreover, the students will learn some practical aspects of the general microbiology, among which the microorganism recognition by microscopic observation, Gram staining, correct manipulation, growth media preparation. Throughout the training in the laboratory, adequate emphasis on the strategies to use in order to operate under optimal safety conditions will be given. The aim of the module of Fundaments of Agriculture Industries is to give knowledge on olive and seed oil industry, wine industry, and dairy industry, concerning the raw materials used and the system to extract oil, to perform winemaking and cheese making. The knowledge gained will confer to the students an integrated instrument to verify and to act in the specific production chain fields. The lesson activities are completed by laboratory training activities on relevant themes useful for the professional growth of the students. Acquisition of knowledge on: Acquisition of theoretic and operative competences. Acquisition of specific applicative competences. Evaluation and interpretation of experimental data in the scientific sectors involved in the course; ability to operate in safe way in the laboratory. Oral, written, and informatics communications; elaboration and presentation of experimental data; ability to work in groups; communication and dissemination of the information in the scientific sectors involved in the course. Ability to develop and deepen other competences with respect to: consultation of bibliographic materials, consultation of database and other

6 piece of information on the web, ability to acquire knowledge on learn how to program and carry out specific research projects on typical themes of the scientific sectors involved in the course. Evaluation method: The students will choose between traditional exam and trials to verify the reaching of the formative objectives foreseen by the course organization in two modules (the student can perform up to two trials, one for each module). In this case, the evaluation commission will consider the results of the trials and the final exam will confirm those results. Intermediate options are possible. Student s independent work 35 hours. Detailed course program MODUL E I: Fundaments of General Microbiology LECTURE TOPICS Introductory lesson: presentation of the program contents, the suggested book, and the adopted evaluation modalities. The cells, its origin and evolution: generalities and life origin; cellular architecture; the life tree; re-calls on the differences between prokaryotic and eukaryotic cells. Microscopic techniques: generalities, introduction on the microscopy history; theory on the mcirscopical techniques; main optical microscopes; main techniques of samples preparation for their microscopic observation. Morphology and citology of microorganisms: generalities, size and morphology of bacterial cells; cell structure: citoplasmatic membrane, cell wall and cell division, periplasmatic membrane of the Gram-negative bacteria, S layer, capsule and mucous layer, appendices associated to cell wall; bacterial cell movement; citoplasm; cellular organization in fungi domain. Nutrition and isolation of microorganisms as pure culture: generalities; nutritional groups; growth media; microorganism isolation in pure culture. Microbial growth and microorganism conservation: generalities on microbial growth curve; description and rapidity of the microbial growth; measurement of the microbial growth: direct and indirect methods; environmental requirements for the microbial growth; bacterial endospore: generalities, sporulation and germination; sporification phases; dormancy, germination and resistance of the bacterial endospore; sporification factors; environmental, sanitary, and technological implications of the spore poroductions; applicative aspects of the sporification; secondary metabolism associated to sporulation; conservation of the microbial cultures. HOURS Microorganism control: fisical, chemical, and pharmacological agents. Genetics of bacteria: genetic horizontal transfers. Virology: bacteriofages; trasduction. Conclusive lesson: check on the efficacy of the lessons and discussion on related themes; execution of a written test similar to that one that will be given at the exam day; presentation of the laboratory training program. Laboratory training: basic microbiological methodologies and techniques useful to guarantee asepsis and antisepsis throughout the work phases in the laboratory; basic methodologies and techniques on optical microscopy useful to guarantee the best using the available equipments. 9 8

7 Laboratory training: slide technique preparation for observing pure culture of bacteria and yeasts by 0x, 0x, and 00x objectives; recognition of the structural differences between prokaryotic and eukaryotic cells by composite and contrast phase microscopes. Laboratory training: preparation of bacterial cultures for microscopic observation of their ability to move by Kock slide; recognition of the strains able to move. Laboratory training: Gram staining; microscopic observation using the 00x objective of the obtained slides; recognition of the Gram+ and Gram- bacteria; identification of the possible flaws of each slide. Laboratory training: sterilization of growth media by autoclave; preparation of 3 Petri plates by pouring the sterilized media. Laboratory training: streaking technique on solid media by sterile loop to obtain microorganism in pure culture. Laboratory training: preparation of homogenates from solid food samples by 3 Stomacher; preparation of serial dilutions and their inoculation in Petri plates to evaluate total microbial count in a food sample. Laboratory training: coliform bacteria test of drinking water samples by filtration on cellulose acetate filters and inoculation on solid media. TOTAL 50 hours MODULE II: Fundaments of Agricultural Industries LESSON TOPICS HOURS Introductory lesson: presentation of the course, its contents, suggested books, and the adopted evaluation modalities. The raw material in the olive oil industry: Olive composition, maturation and harvest of the olives. Introduction of the industry for the oil extraction from the olives: Washing, selection, and crashing of the olives; malaxing, squeezing out, and centrifugation of the oil. Industry of seed oil: extraction technology, main characteristics of some seed oils: soy, sunflower, corn, rapessed, peanut. The raw material for the wine industry: grape composition. Maturation and harvest of grape. Introduction on the technological role of the grape components. The vinification: the alcoholic fermentation, chemical systems and main products of the alcoholic fermentation. Technique and control of the alcoholic fermentation. Introduction of the wine industry: Vinification to produce red and white wines; vinification with carbonic maceration. Other fermentations: f. malo-lactic, f. malo-alcoholic. Care, management, flaws and alterations of wines: racking, filling up, and pouring out. Role of the sulfur dioxide in oenology. Introduction on flaws and alterations of the wines. Bottling and ageing of the wines. The raw material for the dairy industry: chemical-physical characteristic of the milk. Sugars, lipids and proteins of the milk. Minor components of the milk. Management and treatment of the milk. The milk coagulation: thermal, acidic, and rennet coagulations. 3

8 Introduction of dairy products industries: Cheese classification. Soft cheese, hard cheese, and pasta filata cheese. Ripening and ageing of cheeses. Flaws and alterations of cheeses. Products from milk: Ricotta cheese, heavy cream, mascarpone cheese, and butter. Laboratory training: methodological principles and basic common procedures to control the quality of oil, wine, and dairy products. TOTALE 6 0 hours Resources and main references MODULE I: Fundaments of General Microbiology Biavati B., Sorlini C. - Microbiologia generale e agraria. Second edition. Casa Editrice Ambrosiana (MI), 0. MODULE II: Fundaments of Agriculture Industries Didactic materials distributed from the Professor during the course and available on the Professor institutional web page. Sciancalepore V. (998) Industrie Agrarie - olearia, enologica, lattiero-casearia. UTET, Torino. Salvadori del Prato O. (009) - I minicaseifici aziendali. Edagricole, Bologna.