OBIETTIVI RIFERIMENTI AL PROGRAMMA MINISTERIALE. Lactobacillus

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1 La sezione 1.2,, mette in evidenza che non tutti i microbi sono dannosi esaminando vari modi in cui alcuni microrganismi possono essere usati a nostro beneficio. Preparando in classe lo yogurt gli studenti osservano in modo pratico come i microbi possono essere utilizzati nell industria alimentare. Un ulteriore attività incoraggia gli studenti ad approfondire l esperienza esaminando i batteri utili nello yogurt mediante un microscopio. Lactobacillus OBIETTIVI DIDATTICI Tutti gli studenti: Capiranno che i microbi buoni possono aiutarci a rimanere in buona salute Impareranno che la maggior parte dei batteri sono utili Impareranno come i batteri possano essere utilizzati a nostro beneficio Gli studenti più abili Capiranno che la colonizzazione dei batteri nel nostro corpo può è necessaria per mantenerci in buona salute Impareranno che dobbiamo proteggere la nostra flora microbica normale RIFERIMENTI AL PROGRAMMA MINISTERIALE Programma di scienze Organismi unicellulari Microbi: batteri e virus Germi patogeni Anno scolastico Scuola primaria di secondo grado: primo anno Tempo di lezione stimato 50 minuti

2 1.2 Microrganismi Nozioni di base Parole chiave Coltura Colonizzazione Contaminazione Fermentazione Flora naturale Incubare Pastorizzazione Probiotico Materiale necessario Per studente Contenitore per lo yogurt Pellicola o carta d alluminio Una copia di SH 1 e SW 1 Latte in polvere Yogurt vivo naturale Cucchiaino sterile Per gruppo Camping gas Bacinella d acqua a 20 o C e 40 o C Attività supplementare Una copia di SW 2 Fiamma Bunsen Vetrini coprioggetto Blu di metilene Microscope a risoluzione minima di 40X Vetrini da microscopio Contagocce sterile Salute e sicurezza Gli studenti dovrebbero indossare dei camici o dei grembiuli e degli occhiali protettivi Colorate i vetrini sopra un lavello I batteri sono organismi unicellulari e sebbene alcuni possano causare malattie, altri sono utili e benefici. Una delle applicazioni più comuni dei batteri benefici è il loro uso nell industria alimentare. I prodotti naturali di scarto della crescita dei microbi sono usati per preparare molti dei prodotti alimentari che noi compriamo quotidianamente. La fermentazione causa un cambiamento chimico negli alimenti. Il processo atto a produrre energia per i microbi, consiste nella demolizione degli zuccheri complessi in composti semplici come anidride carbonica e alcol. In seguito alla fermentazione alcuni cibi cambiano a nostro vantaggio. Quando la fermentazione produce acido acetico si produce l aceto. La fermentazione che produce acido lattico dà yogurt e formaggio. Alcuni funghi sono usati per dare al formaggio la colorazione blu! Il lievito, Saccharomyces cerevisiae, è utilizzato per fare il pane. Anche il vino e la birra sono prodotti nello stesso modo ma in questo caso l alcol che deriva dalla fermentazione quando i microbi crescono senza aria (senza ossigeno). Anche l industria del cioccolato si avvale di funghi e batteri. Questi organismi producono dell acido di fermentazione che aiuta a sbucciare i durissimi semi del cacao da estrarre. Quando i batteri Streptococcus thermophilous o Lactobacillus bulgaricus vengono messi nel latte, essi consumano gli zuccheri per nutrirsi e gli acidi prodotti dalla fermentazione trasformano il latte in yogurt. Inoltre altri batteri eventualmente dannosi che non sopportano l acidità, non possono sopravvivere. Il Lactobacillus è generalmente definito un batterio amichevole. I batteri amichevoli che ci aiutano nei processi digestivi sono definiti batteri probiotici, che letteralmente significa per la vita. Questi sono i batteri che trovate negli yogurt o nelle bibite probiotiche. Preparazione 1. Una copia di SH 1, SW 1 e SW 2 per ogni studente. 2. Fornite alla classe un vasetto di yogurt intero e latte in polvere. 3. Bollite almeno 1cucchiaino di yogurt per gruppo per sterilizzarlo. Risorse disponibili sul sito web Una animazione a dimostrazione dell attività Fotografie di batteri utili SH 1 in formato MS PowerPoint Immagini dello striscio di yogurt

3 1.2 Microrganismi Introduzione 1. Iniziate la lezione spiegando che esistono milioni di diverse specie di microbi e che la maggior parte di essi sono completamente innocui per l uomo; alcuni ci sono addirittura utili. Chiedete agli studenti se conoscono dei modi per utilizzare i microbi a nostro vantaggio. Tra gli esempi si possono includere: il Penicillium (fungo) per produrre gli antibiotici, alcuni microbi che decompongono i resti di animali e piante morti trasformandoli in humus, alcuni microbi che ci aiutano nei processi digestivi ed altri che trasformano il latte in yogurt, formaggio e burro. 2. Ricordate alla classe che i microbi, come noi, sono vivi Hanno bisogno quindi di nutrimento per crescere e moltiplicarsi. Le loro esigenze nutrizionali variano ma in generale ciò che noi consideriamo cibo è considerato tale anche da molti microbi. Essi producono inoltre degli scarti che possono esserci utili come anche dannosi. Chiedete agli studenti se hanno mai visto il latte diventare acido: anche se questo sembra essere un problema, è un processo (fermentazione) che viene utilizzato nell industria alimentare per fare lo yogurt. 3. Spiegate agli studenti che la fermentazione è un cambiamento/processo chimico mediante il quale i microbi mangiano zuccheri e producono acidi e gas come scarto. Noi usiamo questo processo per produrre il vino, la birra, il pane, lo yogurt e molti altri generi alimentari. Quando facciamo lo yogurt, i batteri aggiunti al latte ne consumano lo zucchero e, attraverso la fermentazione lo convertono in acido lattico, trasformando il latte in yogurt. Gli studenti prepareranno quindi il loro yogurt in classe e sperimenteranno di persona la fermentazione. Attività 1.Quest attività consiste di 3 diversi tests e può essere svolta dall intera classe o in gruppi. 2. Fornite alla classe o ad ogni gruppo la ricetta (SH 1). È importante seguire ogni fase della ricetta con la classe spiegando il perchè di ogni operazione. a. Il latte in polvere serve ad addensare la mistura b. Bollire il latte elimina eventuali altri microbi, l incubazione sarà condotta alla temperatura favorevole per la crescita microbica. Altri organismi potrebbero interferire con il processo di fermentazione e potrebbe se dannosi, causarci un intossicazione alimentare. NOTE 1 se non è possibile bollire il latte in classe si può usare il latte UHT o sterile. c. Non raffreddare il latte prima di aggiungere lo yogurt potrebbe comportare l uccisione dei batteri che dovrebbero produrlo. d. Lo yogurt contiene i microbi che lo producono (Lactobacillus or Streptococcus)quindi aggiungerlo alla mistura significa aggiungere anche questi batteri che nella nuova mistura riprenderanno a fermentare lo zucchero disponibile. e. Mescolare la mistura è necessario per distribuire bene il Lactobacillus. È importante usare un cucchiaio sterile per prevenire le contaminazioni. f. Anche sterilizzare i contenitori aiuta a prevenire eventuali contaminazioni che potrebbero interferire con il processo di fermentazione voluto. g o C è la temperatura di crescita ideale per Lactobacilli o Streptococcus. La mistura potrebbe dunque essere lasciate a temperatura ambiente ma la crescita dei batteri per giungere alla quantità di acido lattico richiesta sarebbe di almeno 5 giorni. NOTE 2 é possibile fare questo esperimento partendo da una quantità di latte inferiore.

4 1.2 Microrganismi Attività 4. Spiegate i tests alla classe a. Test 1 fate l esperimento seguendo la ricetta con lo yogurt al punto 4. b. Test 2 - fate l esperimento seguendo la ricetta con lo yogurt sterile (bollito) al punto 4. c. fate l esperimento seguendo la ricetta, ma al punto 7 incubate metà dei campioni a 40 C e l altra metà a 20 o C o nel frigorifero. 5. Sottolineate come il Lactobacillus che si trova nello yogurt è utile o amichevole ed è noto come probiotico. I probiotici sono batteri che ci aiutano: a. Difendendoci da altri batteri eventualmente patogeni b. Aiutandoci a digerire alcuni tipi di alimenti 6. Gli studenti dovrebbero scrivere le loro osservazioni sul foglio di lavoro fornito (SW 1). Discusione Valutate l apprendimento ponendo agli studenti le seguenti domande: a. Qual è il processo che causa la trasformazione di latte in yogurt? È la fermentazione, un processo mediante il quale il latte si trasforma in yogurt, poiché i microbi consumano gli zuccheri e li convertono in acidi, gas ed alcol. b. Perché è stato importante aggiungere un p ò di yogurt alla mistura di latte? Lo yogurt vivo contiene i batteri che fanno la fermentazione. c. Cosa succede quando aggiungiamo al latte lo yogurt e perchè? Non succede nulla perchè lo yogurt bollito è morto e non crescendo non si avvia alcun processo di fermentazione. d. Quali cambiamenti si osservano quando la mistura è stata trasformata in yogurt e perché avvengono? L acido lattico prodotto dai batteri causa un aumento dell acidità nel latte e lo fa diventare più denso e di colore leggermente più scuro. e. Perché è stato importante incubare la mistura in ambiente caldo? I batteri preferiscono crescere a circa 37 o C, le temperature diverse possono uccidere o almeno ridurre la velocità di crescita e moltiplicazione dei microbi. È importante che crescano velocemente per produrre la quantità di acido lattico necessaria a trasformare il latte in yogurt. f. Cosa è successo se l esperimento non funziona? Il latte sterile si tramuta in yogurt il latte può non essere stato bollito abbastanza o può esserci stata una contaminazione mediante l uso degli strumenti non sterili. Attività supplementare Fornite agli studenti una copia del foglio SW 2. Seguite la procedura descritta ed esaminate i microbi al microscopio. Gli studenti potrebbero aver bisogno di diluire lo yogurt con acqua se è particolarmente denso. Ricordate però che se lo yogurt è troppo diluito i batteri potrebbero non essere visibili perchè troppo diffusi.

5 1.2 Microrganismi Test 1 Yogurt Conclusioni 2. Cosa ha fatto trasformare il latte in yogurt? I microbi aggiunti al latte hanno convertito gli zuccheri ad acido lattice che ha causato il cambiamento del latte in yogurt. 3. Come è chiamato questo processo? Fermentazione acido-lattica. Prima dell incubazione Dopo l incubazione Qual è la consistenza dalla mistura? liquida densa e cremosa di cibo in di latte Di cosa odora la mistura? decomposizione Di che colore è la mistura? bianco crema /bianco Test 2 Sterile Yogurt Qual è la consistenza dalla mistura? Di cosa odora la mistura? Di che colore è la mistura? Prima dell incubazione liquida di latte bianco Dopo l incubazione liquida (nessun cambiamento) di latte (nessun cambiamento) bianco (nessun cambiamento)) Com è cambiata la mistura durante la fermentazione? Durante il test 1 la mistura è cambiata da una consistenza liquida a densa e cremosa, per la presenza dell acido lattico causato dalla fermentazione fatta dai microbi presenti. Non si osserva nessun cambiamento nel secondo test per la mancanza dei batteri. Test 3 Quanto tempo è necessario alla formazione dello yogurt quando l incubazione avviene a: 20 o C 40 o C 4. Potete spiegare la differenza tra i risultati nel test 1 e nel test 2? Tutto nel test 2 era sterile; quindi non ci sono microbi che possano aver dato origine a processi di fermentazione. 5. Quali sono il tipo ed il nome dei microbi che sono usati per fare lo yogurt? Batteri del genere Lactobacillus e Streptococcus sterothermophilus. 6. Perchè fare lo yogurt a 20 o C richiede più tempo che farlo a 40 o C? I batteri crescono meglio alla temperatura del corpo, circa 37 o C, a 20 o C i batteri impiegano più tempo per crescere e quindi producono più lentamente l acido lattico. 7. Per mescolare la mistura è stato usato un cucchiaio sterile (punto 5) prima dell incubazione, cosa pensate potrebbe succedere se si usasse un cucchiaio non sterile? Lo yogurt prodotto potrebbe contenere batteri dannosi.

6 Come fare lo Yogurt Sciogliete 2 cucchiai da tavola di latte scremato in polvere a 500ml di latte intero. Portate il latte ad ebollizione a fuoco lento e mescolate per 30 secondi per uccidere eventuali microbi presenti. Attenzione a non farlo fuoriuscire! Raffreddate a 37 C. Dividete la mistura in 2 contenitori sterili e contrassegnateli come test 1 e test 2. Test 1 : aggiungete 1-2 cucchiaini di yogurt vivo Test 2 : aggiungete 1-2 cucchiaini di yogurt normale Mescolate entrambe le misture usando un cucchiaio precedentemente sterilizzato mettendolo in acqua bollente. Coprite entrambi i contenitori con della carta d alluminio. Incubate le misture a C in acqua calda, per 9-15 ore fino a che otterrete la giusta consistenza firmness is reached.

7 Osservazioni Test 1 Yogurt Prima dell incubazione Dopo l incubazione Qual è la consistenza dalla mistura? Di cosa odora la mistura? Di che colore è la mistura? Test 2 Yogurt Sterile Prima dell incubazione Dopo l incubazione Qual è la consistenza dalla mistura? Di cosa odora la mistura? Di che colore è la mistura? Che cosa ha alterato la mistura durante la fermentazione? Test 3 Quanto tempo è passato prima che la mistura diventasse yogurt se incubata a: 20 o C 40 o C Conclusioni 1. Cosa ha fatto trasformare il latte in yogurt? 2. Come è chiamato questo processo? 3. Potete spiegare la differenza tra i risultati nel test 1 e nel test 2? 4. Quali sono il tipo ed il nome dei microbi che sono usati per fare lo yogurt? 5. Perchè fare lo yogurt a 20 o C richiede più tempo che farlo a 40 o C? 6. Per mescolare la mistura è stato usato un cucchiaio sterile (punto 5) prima dell incubazione, cosa pensate potrebbe succedere se si usasse un cucchiaio non sterile?

8 Guarda negli scaffali della cucina di casa tua. Quanti tra i prodotti che vedi, contengono microbi o sono stati prodotti grazie al loro utilizzo? Alimentari Pollo crudo Carne cruda Gorgonzola Yogurt Microbi presenti Batteri Batteri Funghi Batteri Dove dovrebbero essere riposti questi alimenti Gli ritrovate in casa? 1. Vi siete sorpresi di trovare microbi nel vostro cibo? 2. Di quali cibi vi siete maggiormente sorpresi? Carote Cereali per colazione Pane Insalata Limonata Batteri sulle carote sporche Nessuno Lieviti Batteri o virus se non lavata Nessuno se non aperta 3. C erano alimenti che necessitano di un attenzione precisa nella conservazione, come un particolare posto nel frigorifero? Birra Pizza Nessuno se non aperta Lieviti Suggerimento: ricordate che molti condimenti da insalata contengono aceto e che alcuni dolci e le pizze sono a base di impasti con il lievito. 4. Alcuni di questi potrebbero farvi ammalare se non conservati appropriatamente?