L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi formativi

Il corso si prefigge di fornire informazioni generali sulla struttura, fisiologia, biochimica, genetica e l’ecologia dei microrganismi per la comprensione delle strategie adottate per la loro crescita e sopravvivenza e di come evitare proliferazioni incontrollate. Verranno illustrate e discusse le basilari tecniche di microbiologia e le più recenti acquisizioni in materia di metodi di caratterizzazione dei microrganismi.
Nel corso saranno forniti gli strumenti necessari per acquisire competenze teoriche e pratiche relative agli aspetti biotecnologici della fermentazione e della trasformazione dei mosti e dei vini, e alla stabilità del prodotto finito. Tali competenze sono di fondamentale importanza per comprendere, gestire e ottimizzare l'attività dei lieviti e batteri in rapporto alle caratteristiche della materia prima utilizzata e del vino che si vuole ottenere nonché del processo produttivo adottato.

Laboratorio
Esercitazioni di laboratorio intese ad acquisire manualità su metodiche analitiche classiche e innovative.

Programma

Parte I. Microbiologia agraria.
Sviluppo storico della microbiologia. La cellula: concetti generali, distinzione tra procarioti ed eucarioti. Morfologia e citologia della cellula microbica. Strutture e funzioni della cellula procariotica: parete cellulare, capsula, flagelli, membrana citoplasmatica, citoplasma, organelli, ribosomi, sostanze di riserva, genoma batterico. La spora batterica.
Nutrizione microbica. Tecniche colturali, tecniche di selezione e isolamento. I microrganismi e l’ambiente: risposte alle variazione di temperatura, tensione di ossigeno, pH e attività dell’acqua. Cinetica della crescita microbica. Controllo dei microrganismi mediante agenti fisici e chimici.
Il metabolismo microbico. La respirazione aerobia e anaerobia. Le principali fermentazioni.
Cenni di genetica dei microrganismi. L’informazione genetica nei batteri: cromosoma batterico, plasmidi e trasposoni. Le mutazioni: selezione e identificazione dei mutanti. Trasferimento orizzontale di informazione genica tra batteri: trasformazione, coniugazione, trasduzione. Produzione di ricombinanti batterici. I virus. I batteriofagi: ciclo litico e lisogenia.
Classificazione dei microrganismi. Il concetto di specie. Tassonomia tradizionale e molecolare. Gruppi di microrganismi.

Parte II. Microbiologia enologica.
I microrganismi di interesse enologico: lieviti e batteri della fermentazione vinaria.
I lieviti: classificazione, metabolismo, riproduzione, genetica. Mosto come substrato di sviluppo. La fermentazione alcolica e malo-alcolica. I prodotti principali e secondari di fermentazione. I batteri lattici: definizione e classificazione. La fermentazione malo-lattica: effetti sulle caratteristiche sensoriali e sulla salubrità dei vini. Altri microrganismi di interesse enologico: batteri acetici e muffe. Le alterazioni dei vini di origine microbica. Definizione e caratteristiche di microrganismi alterativi. Produttori di ammine biogene, etilcarbammato e ocratossina.
Ecologia microbica: la fermentazione spontanea dei mosti. Le fermentazioni guidate. Colture starter di lieviti e di batteri malolattici per enologia. Selezione clonale dei lieviti, miglioramento genetico, scelta dei caratteri tecnologici, dei caratteri aromatici e qualitativi, capacità autolitica. Selezione clonale dei batteri malolattici, scelta dei caratteri tecnologici e aromatici-compositivi. Impiego di inoculanti microbici in enologia. Condizioni operative, induzione/blocco della fermentazione alcolica. Interazioni microbiche e qualità dei vini.
Metodi per l’isolamento, identificazione e caratterizzazione tecnologica di lieviti e dei batteri malolattici. Metodi tradizionali. Metodi rapidi, diretti ed indiretti. Tecniche molecolari.

Laboratorio:
Parte I. Microbiologia agraria.
Il laboratorio di microbiologia: strumenti e attrezzature.
Introduzione alle tecniche microbiologiche di laboratorio (preparazione mezzi colturali, tecniche di sterilizzazione, metodo della coltura pura, diluizioni seriali).
Ricerca di gruppi microbici specifici in campioni di diversa provenienza.
Semina per spatolamento, conta su piastra.
Esame al microscopio ottico di preparati a fresco.
Colorazioni semplici e differenziali.
Identificazione dei microrganismi mediante multitest-miniaturizzati.
Parte II. Microbiologia enologica.
Microscopia applicata ai microrganismi di interesse enologico (lieviti ellittici e apiculati, batteri lattici, batteri acetici, muffe).
Analisi della qualità microbiologica di starter enologici. Isolamento di lieviti.
Test fisiologici e tecnologici su isolati.
Estrazione DNA e tipizzazione genetica di ceppi di Saccharomyces cerevisiae.
Prove di microvinificazione e monitoraggio della fermentazione malolattica.

Modalità d'esame

Modalità di accertamento del profitto – Teoria e Laboratorio:
La prova d’esame consisterà in una valutazione scritta e/o orale del grado di apprendimento conseguito sul programma svolto, sia teorico che pratico.
Sono previste 2 prove scritte in itinere (prova 1 - Microbiologia agraria; prova 2 - Microbiologia enologica) e 1 prova finale orale.