3.15 Lieviti e muffe alimentari

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Leonora Danieli
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1 Facoltà di Agraria -Corso di Laurea in Tecnologie Alimentari Microbiologia degli alimenti UD3 biologia dei microrganismi protecnologici e probiotici 3.15 Lieviti e muffe alimentari Prof. Francesco Villani Dipartimento di Agraria Sezione di Microbiologia

2 Classificazione dei funghi Il Regno dei Funghi comprende organismi Eucarioti Sulla base del ciclo vitale, della struttura e dei metodi di riproduzione è suddiviso: Due gruppi importanti negli alimenti, denominati comunemente come: o MUFFE o LIEVITI

3 Principali caratteristiche dei funghi Il Regno dei Funghi comprende organismi Eucarioti Ä Il materiale genetico è contenuto per la maggior parte nel nucleo Ä Il nucleo è separato dal resto della cellula da una membrana nucleare selettivamente permeabile grazie alla presenza di pori nucleari (20-80 nm diametro) Ä Il DNA a doppia elica è organizzato in strutture lineari dette cromosomi Ä Le cellule eucariotiche contengono i mitocondri, i quali svolgono impotanti processi energetici all interno della cellula. Essi contengono materiale genetico che è formato da una singola molecola circolare di DNA a doppia elica Ä Molte cellule vegetali contengono i cloroplasti, grandi organelli implicati nella fotosintesi. Anche i cloroplasti come i mitocondri contengono materiale genetico che è formato da una singola molecola circolare di DNA a doppia elica

4 Principali caratteristiche delle muffe Le muffe sono funghi multicellulari con una struttura vegetativa chiamata micelio. I lunghi e sottili filamenti delle cellule che costituiscono il micelio sono chiamate ife. L ifa può essere non-settata, settata uninucleata o settata multinucleata. L ifa può essere vegetativa o riproduttiva. In quest ultimo caso l ifa si estende nell aria e produce esospore libere (conidi) o in corpi fruttiferi (sporangi).

5 Principali caratteristiche delle muffe L accrescimento dell ifa è apicale e avviene in una zona detta di estensione. Ascomiceti e Basidiomiceti presentano ife con setti trasversali a intervalli regolari. Nella maggior parte dei Zigomiceti i setti sono solitamente assenti. I setti sono dotati di pori attraverso i quali possono migrare il citoplasma e i nuclei verso l apice ifale in crescita. L apice ifale contiene vescicole importanti nella crescita apicale.

6 Principali caratteristiche delle muffe I. Chytridiomycota: presentano micelio con ife non settate (senza divisione trasversale della parete cellulare); la riproduzione asessuata avviene mediante zoospore mobili, mentre la riproduzione sessuata mediante oospore. Immagini coperte da copyright

Principali caratteristiche delle muffe II.

multipli in un citoplasma continuo); sessualmente si

asessuata è affidata a sporangiospore prodotte all

7 Principali caratteristiche delle muffe II. Zygomycota: micelio non settato, cenocitico (nuclei multipli in un citoplasma continuo); sessualmente si riproducono mediante zigospore, mentre la riproduzione asessuata è affidata a sporangiospore prodotte all interno di sporangi (corpi fruttiferi) aerei. Immagini coperte da copyright

Ascomycota: Principali caratteristiche delle muffe hanno micelio con ife settate che producono conidiospore per la riproduzione asessuata e ascospore in

8 Ascomycota: Principali caratteristiche delle muffe hanno micelio con ife settate che producono conidiospore per la riproduzione asessuata e ascospore in strutture specializzate dette aschi, per la riproduzione sessuata. Immagine coperta da copyright

9 Principali caratteristiche delle muffe IV. Basidiomycota: micelio settato che produce grossi corpi fruttiferi (basidiocarpi) che supportano i basidi che a loro volta producono le basidiospore adibite alla riproduzione sessuata. La produzione di spore asessuate è rara. Questo phylum comprende, tra gli altri, anche i funghi eduli. Immagine coperta da copyright

10 Principali caratteristiche delle muffe TEMPERATURA Crescono tra 15 e 30 (opt: C) - alcune crescono a 4 C; altre anche a C Sono distrutte dai trattamenti di pastorizzazione - alcune sono termoresistenti UMIDITA Influenza la germinazione delle spore Attività dell acqua: 0,95-0,80 Muffe xerofile: aw<0,75 (es. Aspergillus glaucus) Sopportano grosse concentrazioni di sale e zuccheri ph Tra 4 e 8 (opt: <5,5) OSSIGENO Aerobie (sviluppano superficialmente) NEGLI ALIMENTI: Problemi di ordine IGIENICO, TOSSICOLOGICO, TECNOLOGICO

11 Esempi di muffe riscontrate negli alimenti Muffa Alimenti Botritys cinerea Frutta e verdura Byssoclamys fulva Conserve di frutta nivea Cladosporium erbarum Carne, cereali, latte Monilia fructigena Pane, frutta Penicillium expansus citrinum crysogenum cyclopium Frutta, cereali, riso, uova, carne, latte Rhizopus stolonifer nigricans Frutta pane

roqueforti=glaucum Geotrichum candidum Penicillium nalgiovense

12 Muffe impiegate nelle tecnologie alimentari Formaggi erborinati Formaggi a crosta fiorita Salami Penicillium camemberti Penicillium roqueforti=glaucum Geotrichum candidum Penicillium nalgiovense Scopulariopsis brevicaulis ATTENZIONE alcune Muffe possono produrre MICOTOSSINE negli alimenti

Muffe: alterazioni degli alimenti Alterazione di: Cereali (> di 50 milioni di tonnellate all anno nel mondo); Latte in polvere: inflorescenze arancioni di Neurospora; Burro: irrancidimento

13 Muffe: alterazioni degli alimenti Alterazione di: Cereali (> di 50 milioni di tonnellate all anno nel mondo); Latte in polvere: inflorescenze arancioni di Neurospora; Burro: irrancidimento (Aspergillus repens); Formaggi: ammuffimento da Mucor e Penicillium; Carne e insaccati: Wallemia sebi (micelio bruno cioccolato); Frutta: gusto acre in mele (Penicillium expansum); Putrefazione di colore blù (Penicillium italicum) e verde (Penicillium digitatum) degli agrumi; Parassiti di vegetali in coltura;

14 Muffe impiegate nelle tecnologie alimentari

15 Principali caratteristiche dei lieviti Funghi unicellulari che si moltiplicano prevalentemente per GEMMAZIONE o in alcuni casi per scissione. In alcuni stadi della loro vita cellulare possono moltiplicarsi sessualmente mediante formazione e fusione di spore (ascospore).

Ciclo vitale dei lieviti si moltiplicano prevalentemente per gemmazione gemmazione: dalla cellula madre viene prodotta una protuberanza chiamata

16 Ciclo vitale dei lieviti si moltiplicano prevalentemente per gemmazione gemmazione: dalla cellula madre viene prodotta una protuberanza chiamata gemma che quando è matura si separa dalla cellula madre. Una cellula può gemmare fino a 40 volte, poi muore. cellula madre cicatrice gemma cellula figlia

Ciclo vitale dei lieviti I lieviti possono vivere vegetativamente sia come cellule diploidi (corredo cromosomico 2N) che aploidi (corredo cromosomico 1N) Le cellule diploidi possono generare cellule

17 Ciclo vitale dei lieviti I lieviti possono vivere vegetativamente sia come cellule diploidi (corredo cromosomico 2N) che aploidi (corredo cromosomico 1N) Le cellule diploidi possono generare cellule aploidi attraverso un processo di sporulazione in cui i cromosomi subiscono una divisione riduzionale (meiosi) producendo 4 spore aploidi. Le spore restano racchiuse all interno della cellula madre, che viene detta asco e le spore chiamate ascospore. Le spore sono di due tipi sessuali o Mating type : α e a o L alternanza diploide aploide ha scopo di riassortimento genetico. o Per questo motivo le spore sono chiamate spore sessuali. o Lo scopo delle cellule aploidi è quello di accoppiarsi.

18 Principali caratteristiche dei lieviti o o I lieviti di interesse alimentare sono tutti ascomiceti. I più importanti dal punto di vista tecnologico appartengono alle seguenti Famiglie e Generi: Schizosaccharomycetaceae Saccharomycoidaceae Saccharomycetaceae Candidaceae Schizosaccharomyces Hanseniaspora Saccharomicoides Saccharomyces Dekkera Pichia Torulospora Zycosaccharomyces Brettanomyces Kloechera Candida Trigonopsis Debaryomyces Il Genere Saccharomyces comprende le specie di lieviti maggiormente utilizzate nelle industrie alimentari e le cui caratteristiche saranno considerate nei processi tecnologici specifici

19 Morfologia dei lieviti Ø FORMA SFERICA ED ELLITTICA Ø FORMA ALLUNGATA Ø FORMA APICULATA Ø FORMA TRIANGOLARE Ø PSEUDOMICELIO

20 Caratteristiche di crescita dei lieviti Temperatura Microrganismi tipicamente mesofili: C - alcuni sono in grado di svilupparsi a basse temperature (0-5 C lieviti bassi per la produzione di birre lager). Ossigeno Anaerobi facoltativi (effetto Pasteur) Attività respiratoria in presenza di ossigeno: rapida moltiplicazione e sviluppo di biomassa (glucosio respirato con produzione di 688 Kcal/mol) 1 gr di cellule (ps) vengono prodotte da 4 gr di glucosio Attività fermentativa in assenza di ossigeno: lenta moltiplicazione con scarsa biomassa e produzione di etanolo 1 gr di cellule (ps) vengono prodotte da 176 gr di glucosio

21 IMPIEGO TECNOLOGICO DEI LIEVITI Ø INDUSTRIA ENOLOGICA Ø INDUSTRA BIRRARIA Ø INDUSTRIA PANARIA MICROFLORA SECONDARIA IN DIVERSE PRODUZIONI ALIMENTARI: PRODOTTI LATTIERO-CASEARI PRODOTTI CARNEI Per il ruolo e l impiego nelle fermentazioni alimentari fare riferimento alle lezioni sulla microbiologia di specifici prodotti alimentari

22 Ricerca e numerazione di Lieviti negli alimenti Preparare diluizioni decimali del campione Distribuire 0,1 ml su piastre di DRBC Incubare a 25 C X 3-5 giorni

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