Microbiologia dei microrganismi

FATTORI CHE INFLUENZANO LA CRESCITA MICROBICA

INTERVALLO DI CRESCITA: per ogni microrganismo mette in relazione la velocità di crescita con la variazione di un secondo parametro sull'asse della x. Si ottengono delle curve a campana al cui apice si trova l'optimum di crescita: la massima velocità di crescita, a destra e sinistra di questo valore la velocità di crescita sarà sempre minore.

Presenza di ossigeno:

• Aerobi obbligati: crescono soltanto in presenza di O2
• Aerobi facoltativi: crescono meglio in presenza di O2, ma anche in assenza
• Anaerobi obbligati: crescono in assenza di O2
• Anaerobi facoltativi: crescono meglio in assenza di O2 (Sacharomyces Cerevisiae), ma anche in presenza
• Microaerofili: gli basta pochissimo ossigeno per crescere (per es. muffe)

TEST CATALASI: i microrganismi con metabolismo aerobio generano specie radicaliche dalle quali si difendono mediante 2 attività enzimatiche: la superossidodismutasi, dall'anione superossido genera H2O2.

che viene poitrasformata in H₂O dall'enzima catalasi. Il test consiste nel versare H₂O₂ sulla coltura. In presenza dell'enzima catalasi immediatamente inizia a formarsi una schiuma che indica la liberazione di ossigeno a seguito del lavoro dell'enzima. Questo procedimento ha effetto anche a basse concentrazioni e la velocità della reazione dipende dalla presenza di polisaccaridi (da degradare) o monosaccaridi nel terreno di coltura. I microrganismi anaerobi non hanno queste attività enzimatiche e per loro l'ossigeno è tossico.

TEMPERATURA

I batteri crescono in intervalli di temperatura, ma la velocità massima di crescita la hanno a una temperatura detta optimum di crescita.

Psicrofili: crescono nel range 0 - 20 °C (Listeria monocitogenes; Cereus per esempio sono i più problematici perché crescono molto bene a temperatura di frigorifero)

Mesofili: crescono nel range 10 - 50 °C (maggior parte; E. coli)

Termofili:

crescono nel range 40 – 80 °C (Bacillus stearotermophilus)

Ipertermofili: crescono nel range 65 – PIù DI 90°C (Pyrodictium brockii)

DISPONIBILITA’ ACQUA LIBERA

attività dell’acqua (aw), che si definisce come rapporto tra la pressione di vapore su una sostanza.

grazie all’ aw possiamo classificare i microrganismi in:

• Non alofili, con aw=1
• Moderatamente alofili,con aw=0.93
• Alofili estremi, con aw=0.91;

Un microrganismi alofilo cresce anche con aw=1, ma non avviene il contrario, le muffe per esempio crescono con pochissima acqua libera. Conservando un alimento sotto sale o sotto etanolo, o con alte concentrazioni di zucchero come le marmellate, si diminuisce l’acqua libera, per cui l’alimento si conserva bene.

pH

La maggior parte dei batteri cresce a valori di pH tra 6 e 8, ma hanno la massima velocità di crescita ad un certo “optimum di pH”

Acidofili: crescono al di sotto di pH 6 (pH 2-6, generalmente); funghi

Le lieviti sono generalmente più tolleranti dei batteri al pH (5-6).

I neutrofili crescono a pH 6-8, che è la gamma di pH in cui cresce la maggior parte dei batteri.

Gli alcalofili crescono a pH superiore a 8, generalmente tra pH 8-9.5.

Le spore batteriche, osservate al microscopio a contrasto di fase, appaiono come bastoncini o catenelle molto luminose.

I batteri sporigeni si dividono per scissione binaria. In condizioni ambientali pericolose, quando la cellula non può riprodursi, forma una prespora dalla quale nasce la spora. La spora è una forma di resistenza che è ricoperta dalla membrana cellulare, parete cellulare, corteccia e tunica sporale. La cellula madre si lisa e libera la spora, che è una forma quiescente che non necessita di acqua né di nutrienti, ma contiene tutto ciò che serve al batterio per vivere. Le spore possono mantenere questa forma anche per 100 anni, sono ubiquitarie e possono essere trasportate con facilità. Quando giungono in un ambiente favorevole alla divisione cellulare, le spore germinano.

La colorazione delle spore avviene prima che fosse...

Inventato il microscopio a contrasto di fase viene fatta con lamalachite, un minerale verde, a oltre 100 gradi in modo da fare rilassare le maglie dei rivestimenti dellesporee e permettere al colorante di entrare, con la safranina si possono colorare le cellule vegetative.

CORTECCIA SPORALE è fatta da acido N-acetil-muramico che le conferisce robustezza contiene dipicolinato di calcio che conferisce termoressistenza alla spora, stabilizza gli acidi nucleici, limita la disidratazione del citoplasma.

BATTERI SPORIGENI clostridium sono anaerobi botulinum è letale. Si trova nelle conserve vegetali e di carne a pH non acido, muore a pH inferiore a 4,5. perfringens: bacillus cereus tossinfezione alimentare, nei cereali (riso bollito) anthracis thuringensis patogeno per larve dei lepidotteri, insetticida naturale.

AUXOTROFIA PER incapacità di sintesi PROTOTROFIA PER PROTOCOOPERAZIONE: due organismi interagiscono tra loro per ottenere entrambi benefici.

Streptococcus

thermophilus cresce più rapidamente rilasciando acido lattico e CO2 che sono utili al Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus che a sua volta idrolizza le caseine del latte e dopo l'azione peptidasica libera aminoacidi utili ad entrambi.

CATABOLISMO: insieme dei processi metabolici coi quali l'organismo scinde le molecole complesse in molecole semplici con liberazione di energia.

ANABOLISMO: insieme dei processi di sintesi delle molecole organiche più complesse partendo da quelle più semplici o dalle sostanze nutritive, questi processi richiedono energia.

La caratterizzazione dei ceppi microbici: si fa un saggio enzimatico per dosare la Beta galattosidasi, in commercio esistono dei substrati che, una volta idrolizzati, sviluppano un colore che può essere letto con una misura spettrofotometrica. Non esistono substrati in grado di mimare lattosio 6-fosfato; ad ogni modo il glucosio finisce nella via catabolica posseduta dal.

1. microrganismo (glicolisi o via dei pentoso fosfati), il galattosio quindi deve essere per forza trasformato in uno degli intermedi di queste vie.
2. Ci sono due possibilità: la via di Leilor, o quella del tagatosio

Pathway di Leloir

Quando il galattosio è trasportato all’interno della cellula per mezzo di una permeasi specifica come zucchero libero è fermentato secondo la via di Leloir; e’ comune in batteri lattici, GRAM (+), omo eetero fermentanti ossigeno tolleranti.

E’ costituito da 3 attività enzimatiche:

• GALATTOSIO CHINASI: dopo che lo zucchero viene attivato questa chinasi fosforilasi il galattosio in Galattosio-fosfato consumando una molecola di ATP.
• URIDIL TRANSFERASI: trasferisce il gruppo UDP dalla molecola di glucosio alla molecola di Galattosio.
• UDP GLUCOSIO 4 EPIMERASI: converte la molecola di galattosio in glucosio. in questo modo la reazione può rigenerare UDP glucosio che viene riutilizzato per ogni molecola di

galattosio che entra nel sistema. 17Nella fisiologia cellulare gli zuccheri possono essere attivati in due modi:● fosforilandoli: solitamente aumenta il livello energetico, è un segnale che muove lo zuccheroverso il catabolismo.● legando ad essi una molecola di UDP: in questo caso gli zuccheri sono destinati ad altre funzioniad esempio quella anabolica.

Via del tagatosio 18Se il lattosio arriva all'interno della cellula con un sistema PEP-PTS:

1. La fosfobeta-galattosidasi genera glucosio e galattosio 6 fosfato.
2. Il galattosio 6-fosfatoto viene convertito in tagatosio 6-fosfato.
3. Si consuma una molecola di ATP per ottenere il tagatosio 1,6 fosfato.
4. Infine si ha una aldolasi che permette la formazione di diidrossiacetonfosfato.

A questo punto si è di nuovo nella glicolisi e si prosegue fino all'ottenimento del piruvato e dal piruvatoall'acido lattico.

NB: L'utilizzazione di uno zucchero diverso dal glucosio, in questo caso galattosio, può

1. quello che porta alla produzione di acido lattico tramite batteri che svolgono una fermentazione omolattica: consumano al lattosio producono acido lattico (Streptococcus thermophilus, Lactobacillus helveticus); questi sono termofili e necessitano di una temperatura intorno ai 42-45°C per crescere.
2. quello che porta alla produzione di CO2 e acido propionico, a carico dei batteri propionici che essendo mesofili crescono bene intorno ai 12-15°C.