Microbiologia degli alimenti fermentati

RADICALE OSSIDRILE

13/03/2018

Gli enzimi più importanti per il sistema di detossificazione dell'ossigeno. Tra i più importanti:

• CATALASI: converte due molecole di perossido di idrogeno in acqua e ossigeno gassoso
• PEROSSIDASI: permette la detossificazione del perossido di idrogeno e coinvolge il cofattore NADH
• SUPEROSSIDO DISMUTASI: permette la detossificazione dell'anione superossido con produzione di perossido di idrogeno e ossigeno. Questo significa che deve lavorare in maniera coordinata con un altro enzima che detossifichi l'ossigeno come ad esempio la catalasi.

La presenza della catalasi ci permette facilmente di discriminare i microrganismi aerobi grazie ad un semplice saggio di laboratorio chiamato appunto saggio della catalasi. Quest'ultimo consiste nello stemperare con l'ansa parte di una colonia prelevata da una piastra in una goccia di perossido di idrogeno diluito. Se il microrganismo possiede la catalasi ovvero se è catalasi positivo

Si osserva l'immediata formazione di una effervescenza (bollicine). Le bollicine corrispondono all'ossigeno gassoso che si forma in seguito all'areazione della catalasi. Se non succede niente siamo di fronte ad un microrganismo anaerobio. I batteri facoltativi sono anaerobi aerotolleranti mentre i lieviti sono anaerobi facoltativi con catalasi positiva. Le condizioni di sviluppo dei microrganismi nelle matrici alimentari non sono mai quelle ottimali, nella quasi totalità dei casi i microrganismi si ritrovano a crescere in condizioni sub-ottimali ovvero di stress (stress da freddo, stress da alte temperature, stress osmotico, stress da radiazioni, stress acido). I microrganismi però hanno dei meccanismi di resistenza allo stress. Lo studio di questi meccanismi di resistenza è importante in campo alimentare perché condiziona le modalità di impiego degli starter. Dal punto di vista biologico i meccanismi di resistenza agli stress sono legati a sequenze.

geniche altamente conservate (si possono trovare i medesimi meccanismi di resistenza in organismi filogeneticamente lontani fra loro). I meccanismi di resistenza sono tantissimi. Questi enzimi o proteine legati ai meccanismi di resistenza si chiamano PROTEINE DA STRESS. Tra le proteine da stress rivestono un ruolo importante le CIAPERONINE. Queste proteine svolgono essenzialmente due ruoli:

1. il primo corrisponde alla demolizione delle proteine danneggiate dallo stress con l'obiettivo di ricavare aminoacidi da utilizzare nella sintesi di proteine attive nella condizione di stress.
2. Il secondo ruolo è quello di assistere le proteine danneggiate reversibilmente dallo stress nel recupero della configurazione attiva.

Studi sull'adattamento dallo stress. Lo strumento più utilizzato è costituito dalla elettroforesi bidimensionale. L'elettroforesi bidimensionale, assieme ad altre tecniche analitiche, permette lo studio del proteoma.ovvero dell'insieme delle proteine di un organismo. Questa tecnica ci permette di separare le proteine di un campione sfruttando due principi di separazione differenti (che rappresentano la prima e la seconda dimensione). Il campione in questo caso è costituito dal citoplasma di un microrganismo. Il citoplasma si recupera o con gli enzimi litici o con gli ultrasuoni che spaccano le pareti cellulari. 1 DIMENSIONE: la separazione delle proteine avviene sulla base del punto isoelettrico e per questo questa fase prende il nome di focalizzazione isoelettrica. Per ottenere questa separazione si utilizza un sottilissimo strato di acrilammide gelificata (è una sostanza che permette la formazione di una maglia in forma di gel che ci permette la separazione delle proteine. È un preparato in polvere che viene solubilizzato in acqua e che solidifica grazie all'aggiunta di un particolare agente chimico, generalmente un gel elettroforetico contiene un percentuale di acrilammide tra.

Il 10%-15%) dello spessore di un paio di mm che aderisce ad una striscetta plastica. Questo gel si chiama STRIP. La strip elettroforetica è caratterizzata da un gradiente di pH variabile a seconda delle esigenze analitiche. Nel nostro esempio teorico va da pH 3 a pH 11. Il campione viene posto sulla strip elettroforetica la quale è sottoposta ad un campo elettrico, qui le proteine migrano in funzione della loro carica. La migrazione delle singole proteine verso l'uno o l'altro elettrodo si arresta nel momento in cui la proteina specifica si ritrova nella zona della strip corrispondente al suo punto isoelettrico.

2 DIMENSIONE: è una separazione delle proteine sulla base della massa molecolare. Per operare utilizziamo un gel di acrilammide verticale. All'estremità superiore di questo gel poniamo la strip elettroforetica proveniente dalla prima dimensione. Il gel viene sottoposto ad un campo elettrico, le proteine migrano dall'altro verso il basso.

Percorrendo una distanza inversamente proporzionale alla propria massa molecolare (proteine più grosse si fermano in alto e quelle più piccole si fermano in basso). Un gel di questo tipo permette la separazione di proteine più o meno fra 200 kilodalton e 10KDa. Una volta ottenuta la separazione elettroforetica affinché le nostre proteine siano visibili è necessario colorare il gel, cioè immergiamo il gel in un colorante che reagisce con le proteine e una volta dilavato ci permette la visualizzazione di spot (macchie). I coloranti più comuni sono il blu di coomassie o il nitrato di argento (più sensibile).

L'elettroforesi bidimensionale ci permette di visualizzare una mappa elettroforetica con degli spot, cioè dei puntini, ognuno dei quali corrisponde ad una proteina caratterizzata da uno specifico punto isoelettrico e una specifica massa molecolare. L'elettroforesi monodimensionale invece ci permette di visualizzare delle

bande che raggruppano decine di proteine constessa massa molecolare ma diversi punti isoelettrici. L'intensità è la "grandezza" dello spot corrisponde alla concentrazione dellaspecifica proteina, più grande è lo spot più è concentrata la proteina. La massa elettroforetica viene elaborata attraverso un software che cipermette la comparazione fra mappe elettroforetiche. Se vogliamo studiare il microrganismo bisogna confrontare la mappa elettroforetica in condizioniottimali e quella in condizioni da stress. Da questa comparazione possiamoindividuare degli spot non presenti nella condizione di riferimento o presenti inmaniera molto minore. L'elettroforesi bidimensionale non ci dice che tipo diproteina troviamo per l'individuazione è necessario ricorrere ad una tecnicaaccoppiata come la spettrometria di massa che indica l'identità della proteina. Questi studi ci servono per avere una modalità di

1. IMPREGO CORRETTA.

2. TECNICHE PER IL CONTROLLO DEI MICRORGANISMI.

Il numero e la tipologia di microrganismi presenti in un alimento dipendono da diversi fattori:

• l'ambiente nel quale il prodotto è stato ottenuto;
• la qualità microbiologica della materia prima;
• le condizioni igienico-sanitarie in cui il prodotto viene manipolato;
• le condizioni di confezionamento e di conservazione (stoccaggio).

Perché è necessario nel settore alimentare effettuare il controllo dei microrganismi?

Ci sono tre motivi principali:

1. garantire la sicurezza dell'alimento, il microrganismo non deve essere vettore di patogeni;
2. evitare lo sviluppo di microrganismi alteranti, i quali modificano negativamente il profilo organolettico dell'alimento;
3. garantire e/o prolungare la shelf-life dell'alimento.

Il controllo dei microrganismi può essere definito come:

• decontaminazione, se intendiamo trattamenti che rendono oggetti o superfici tali da poter essere manipolati.

senza rischio di contaminazione; - Disinfezione ovvero un processo attraverso il quale si eliminano tutti i microrganismi patogeni ma non tutti i microrganismi; - Sterilizzazione ovvero processi finalizzati all'uccisione o alla rimozione di tutti i microrganismi presenti. In campo alimentare quando parliamo di microrganismi patogeni distinguia mo tre tipologie di problemi igienico-sanitari. I microrganismi patogeni sono infatti capaci di causare infezioni, intossicazioni e tossinfezioni. I microrganismi che causano infezione sono organismi che veicolati da un alimento raggiungono il tratto intestinale dove proliferano causando la patologia. Questi microrganismi si distinguono sulla base del fatto che è sufficiente un piccolo inoculo (questo termine viene usato per indicare l'aliquota di o è microorganismi che viene introdotta in un terreno di coltura per la successiva moltiplicazione) necessaria una massiva proliferazione dell'alimento. I sintomi possono manifestarsi.dopo giorni L'intossicazione è legata alla produzione di tossine che avviene nell'alimento da parte di un microrganismo specifico. Il sintomo dell'intossicazione è immediato. Il microrganismo che causa la tossinfezione è in grado di produrre la tossina nell'ume intestinale. Metodi per il controllo dei microrganismi: - uso di sostanze chimiche - basse temperature - alte temperature - filtrazione - radiazioni elettromagnetiche - essiccamento. USO DI SOSTANZE CHIMICHE. Esistono numerose sostanze chimiche in grado di inibire lo sviluppo microbico tuttavia non tutte possono essere introdotte in campo alimentare, vanno escluse quelle che possono provocare effetti nocivi a breve o a lungo termine sul consumatore. Le sostanze che possono essere impiegate devono essere autorizzate dalla Food and Drug Administration (FDA). Una sostanza chimica che può essere utilizzata in campo alimentare viene indicata con la sigla Gras (generally recognized as safe). Ad esempioiche o fungistatiche. Se invece l'effetto è indirizzato verso virus, si parla di sostanze virustatiche.