Appunti di lezione di Microbiologia

Sommario

Storia................................................................................................................................................ 1

Origine dei microrganismi ................................................................................................................1

Ruolo dei microrganismi nelle trasformazioni chimiche ...................................................................1

Visualizzazione dei batteri ...........................................................................................................4

Calore........................................................................................................................................... 4

Radiazione.................................................................................................................................... 4

Filtrazione..................................................................................................................................... 6

Disinfezione.................................................................................................................................. 6

Agenti gassosi .......................................................................................................................... 6

Disinfezione con cloro ..............................................................................................................6

Le cloramine ............................................................................................................................. 6

Cloro richiesta immediata .........................................................................................................7

Disinfezione con acido peracetico ................................................................................................7

Cellula procariotica .......................................................................................................................... 8

Struttura: parete cellulare ............................................................................................................. 8

Peptidoglicano .......................................................................................................................... 8

Cellule dei Gram - .................................................................................................................... 9

Anticorpi ................................................................................................................................... 9

Sostanze polimeriche extracellulari ..........................................................................................9

Capsula..................................................................................................................................... 9

Flagelli..................................................................................................................................... 10

Fimbrie.................................................................................................................................... 11

Spora batterica ....................................................................................................................... 11

Membrana citoplasmatica .......................................................................................................... 13

Acidi grassi e isoprene ........................................................................................................... 13

Citoplasma procarioti.................................................................................................................. 15

Cellula eucariotica: miceti .............................................................................................................. 16

Caratteristiche ............................................................................................................................ 16

Dimorfismo ................................................................................................................................. 17

Metabolismo .............................................................................................................................. 17

Funghi miceliari .......................................................................................................................... 17

Formazione delle colonie ........................................................................................................... 18

Pigmenti ..................................................................................................................................... 18

Accrescimento delle ife .............................................................................................................. 19

Struttura della parete ................................................................................................................. 19

Idrofobine.................................................................................................................................... 19

Nuclei ......................................................................................................................................... 20

Modificazioni e aggregazioni ifali ...............................................................................................20

Funghi più o meno evoluti .......................................................................................................... 20

Meccanismo in caso di rottura....................................................................................................21

Talli ............................................................................................................................................ 21

Tallo eterocariotico ................................................................................................................. 22

Strutture riproduttive nei funghi ..................................................................................................23

I lieviti ..................................................................................................................................... 23

Cicli ........................................................................................................................................ 23

Riproduzione .............................................................................................................................. 25

Sessuata ................................................................................................................................ 25

Asessuata .............................................................................................................................. 25

Accrescimento batterico ................................................................................................................ 27

Curva di crescita ........................................................................................................................ 28

Determinazione della massa cellulare ........................................................................................28

Determinazione della concentrazione cellulare: conta totale su vetrino .....................................30

Conta vitale per diluizione e piastraggio .................................................................................30

Piastraggio ............................................................................................................................. 31

Diluenti usati in microbiologia .................................................................................................31

Terreni nutritivi per la coltivazione dei microrganismi ..............................................................31

Contenuto qualitativo .............................................................................................................. 32

Conte differenziali ................................................................................................................... 32

Escherichia coli ...................................................................................................................... 32

Test ........................................................................................................................................ 33

Metodo del most probable number: campioni solidi ................................................................33

Metodo della crescita continua ...............................................................................................34

Metabolismo .................................................................................................................................. 36

Fattori biofisici condizionanti la crescita microbica .....................................................................36

Pesenti nel mezzo di coltura....................................................................................................36

Relazioni tra stress idrici e microrganismi ..............................................................................37

Meccanismi di bilanciamento osmotico ..................................................................................38

Adattamenti molecolari alla psicrofilia .....................................................................................38

Adattamenti molecolari alla termofilia......................................................................................39

Posizione delle colonie nelle provette in rapporto all’ossigeno ...............................................39

Anoxic jar................................................................................................................................ 39

Reazioni all’ossigeno .............................................................................................................. 40

Potenziale redox ........................................................................................................................ 40

Tipi di metabolismo: eterotrofi ....................................................................................................40

Ossidazione del piruvato ........................................................................................................41

Ciclo del gliossilato ................................................................................................................. 42

Respirazione e fermentazione ................................................................................................42

Rigenerazione ATP nelle fermentazioni con il meccanismo della fosforilazione a livello del

substrato ................................................................................................................................ 42

Meccanismi di liberazione di H2..............................................................................................43

Idrogenosomi ......................................................................................................................... 44

Meccanismo alternativo di ossidazione NADPH2 in batteri anaerobi (con liberazione di H2) . 44

Autotrofi ..................................................................................................................................... 44

Chemiolitoautotrofi anaerobi o aerobi .....................................................................................44

Microrganismi nella biosfera .......................................................................................................... 44

Ruolo della crescita microbica ...................................................................................................46

Metaboliti primari..................................................................................................................... 46

Metaboliti secondari................................................................................................................ 47

Fermentazioni tradizionali........................................................................................................... 49

Fermentazione alcolica: lieviti..................................................................................................49

Fermentazione alcolica: riassunto...............................................................................................54

Fermentazione lattica ................................................................................................................. 54

Il sistema permeasico per il trasporto di lattosio .....................................................................55

Metabolismo dei carboidrati .......................................................................................................55

Omofermentanti...................................................................................................................... 55

Eterofermentanti...................................................................................................................... 56

Processo di insilamento.............................................................................................................. 56

Processi microbiologici degli insilati............................................................................................58

Clostridi....................................................................................................................................... 58

Controllo fermentazioni............................................................................................................... 59

Cellulosa..................................................................................................................................... 61

Lignina........................................................................................................................................ 62

Processi microbici di trasformazione della sostanza organica ...................................................63

Impatto ambientale: concetto di energia ....................................................................................67

Sostenibilità ambientale ......................................................................................................... 67

Testo unico.............................................................................................................................. 67

Parametri principali di dimensionamento dei sistemi di depurazione ......................................75

Andamento nel tempo del carico idraulico e organico: le punte ..............................................77

Punte di carico idraulico con sistema unitario (fognature miste) .............................................77

Corsi idrici superficiali.............................................................................................................. 78

Trattamenti depurativi.............................................................................................................. 78

Nitrificazione............................................................................................................................ 86

Assimilazione del nitrato .........................................................................................................87

Carico del fango Cf.................................................................................................................. 87

Tipologia impianti a fanghi attivi ..............................................................................................87

Solidi nel ricircolo e in vasca ..................................................................................................88

Ricerca di batteri ammonio ossidanti mediante sonde molecolari ..........................................88

Schema per la rimozione delle sostanze carboniose ..............................................................88

Il rendimento di depurazione del BOD5 % ..............................................................................88

Denitrificazione ....................................................................................................................... 89

Batteri annamox.......................................................................................................................... 93

Fosforo ...................................................................................................................................... 94

Trasformazioni microbiche .....................................................................................................95

Ambiente acquatico ................................................................................................................ 95

Rimozione del fosforo ............................................................................................................. 96

Rimozione biologica del fosforo ..............................................................................................98

Microrganismi per la rimozione del fosforo .............................................................................98

Zona anaerobica..................................................................................................................... 99

Poli-Beta-idrossi butirrato (PBH) ............................................................................................99

Zona aerobica ...................................................................................................................... 100

D.lgs. 27 gennaio 1992, n. 99................................................................................................100

Spandimento reflui zootecnici: direttiva nitrati........................................................................102

D.P.R. 10 settembre 1982, n. 915..........................................................................................102

Delibera comitato interministeriale 27.7.84............................................................................103

13 gennaio 2003, n. 36.......................................................................................................... 103

Decreto legislativo 5 febbraio 1997, n. 22.............................................................................103

Decisione della commissione europea, del 3 maggio 2000...................................................105

Cer........................................................................................................................................ 105

Deposito temporaneo............................................................................................................ 106

Stoccaggio (art. 183, 152/06)................................................................................................106

DM 25 ottobre 1999 numero 471...........................................................................................106

Allegato al D.lgs. n. 152/2006................................................................................................107

Direttiva 90/219/CEE ......................................