I microrganismi

I microrganismi sono quegli esseri viventi che per le loro piccole dimensioni non sono visibili a occhio nudo e per osservare i quali è necessario l’utilizzo del microscopio.

I microrganismi sono esseri unicellulari appartenenti a tre grandi gruppi biologici: batteri, protisti e funghi. Anche i virus sono considerati microrganismi pur non essendo, in senso stretto, esseri viventi. Molti di questi microrganismi sono indispensabili per la vita sulla superficie terrestre: basta pensare al ruolo svolto dai batteri saprofiti, capaci di decomporre la materia organica e di trasformarla in sostanze semplici che possono essere utilizzate dalle piante, oppure al ruolo dei microrganismi autotrofi, come i cianobatteri che, compiendo la funzione clorofilliana, producono enormi quantità di ossigeno necessario per la vita dei pesci nel mare. Altri microrganismi sono invece dei parassiti, come gli agenti patogeni responsabili delle malattie infettive. La maggior parte dei microrganismi di interesse nel campo alimentare appartiene ai batteri, seguiti da muffe, lieviti e virus.

Classificazione dei microrganismi

In base all’utilità o meno per l’uomo i microrganismi si possono suddividere in:

  • microrganismi patogeni: causano malattie all’uomo, agli animali domestici o alle piante coltivate;
  • microrganismi innocui: la loro presenza non influisce sulle condizioni di salute dell’ospite, rispetto al quale sono indifferenti;
  • microrganismi utili: mediante il loro metabolismo sono in grado di fornire sostanze utili per la specie umana;
  • microrganismi alternativi: causano modificazioni in un alimento tali da rendere inaccettabile per il consumo umano.

    Virus

    I virus sono agenti infettivi di dimensioni dell’ordine di grandezza di nanometri e risultano visibili soltanto al microscopio elettronico. Un virus tipico è costituito da un involucro esterno di natura proteica chiamato capside e da un filamento interno di un acido nucleico. Talvolta i virus presentano strutture esterne che servono per ancorarsi sulla superficie esterna della membrana della cellula ospite. Non possiedono strutture interne e neppure enzimi, perciò vivono come parassiti obbligati all’interno delle cellule ospiti, dove si riproducono. Al di fuori della cellula ospite, i virus perdono la loro autonomia e sono incapaci di compiere le proprie funzioni vitali e di riprodursi. Essi rimangono in uno stato di vita latente finché non vengono a contatto con cellule viventi: allora riprendono velocemente la loro attività e si moltiplicano.

    I virus sono responsabili di molte malattie dei vegetali, degli animali e degli esseri umani. I virus possono anche parassitare batteri; in questo caso sono chiamati batteriofagi.

    Batteri

    I batteri sono gli esseri viventi più diffusi: sono presenti dovunque, nel terreno, nell’acqua e nell’aria. Numerosi sono anche i batteri che vivono come parassiti, o come simbionti, all’interno di altri organismi. Alcune specie di batteri vivono isolate, altre sono riunite a formare colonie.

    I batteri sono microrganismi unicellulari, generalmente eterotrofi, le cui dimensioni sono dell’ordine di micron. Sono visibili al microscopio ottico, ma soltanto con quello elettronico è possibile distinguere bene gli organuli che li compongono. La cellula batterica è una tipica cellula procariota: è infatti sprovvista di membrana nucleare, e di conseguenza il materiale genetico è sparso nel citoplasma. Il citoplasma invece è delimitato dalla membrana plasmatica, esternamente alla quale si trova la parete cellulare, rivestimento costituito da più strati, che ha la funzione di mantenere la forma e la rigidità della cellula. Nel citoplasma sono presenti i ribosomi, organuli in cui avviene la sintesi proteica. Spesso nel citoplasma si possono osservare inclusioni di varia natura con funzione di riserva; mancano invece altri organuli tipici della cellula eucariota. Esistono batteri privi di mobilità e altri capaci di muoversi nell’ambiente che li circonda; in questo caso possono presentare lunghe appendici filiformi, dette flagelli, oppure piccoli filamenti simili a corti peli che ricoprono tutto il corpo. Il loro numero e la loro disposizione variano a seconda della specie batterica.

    Il processo di riproduzione cellulare nei batteri avviene per semplice scissione binaria. Ogni cellula madre si divide in due cellule figlie perfettamente uguali. La divisione avviene gradualmente, partendo da un settore che viene a formarsi a partire da!la membrana cellulare verso l’interno, fino a quando la strozzatura è totale e si formano i due batteri autonomi. Se le condizioni ambientali sono adeguate per la crescita batterica, ogni ciclo vitale avviene in un periodo di circa 20-30 minuti.

    In condizioni ambientali sfavorevoli o in mancanza di sostanze nutritive, la maggior parte dei batteri muore. Tuttavia alcuni batteri hanno sviluppato forme di resistenza particolari: essi sono in grado di circondarsi di un forte involucro protettivo esterno e di arrestare il loro metabolismo. Tali forme di resistenza sono denominate spore batteriche e, in questo stato, i batteri possono sopravvivere molti anni. Quando le condizioni esterne migliorano, le spore batteriche germinano e riprendono le loro normali attività, tra le quali quella riproduttiva. I batteri che producono spore sono detti sporigeni e, data la resistenza che presentano alle normali temperature di cottura degli alimenti, sono i più pericolosi dal punto di vista igienico-sanitario. I batteri incapaci di formare le spore sono chiamati asporigeni.

    I batteri patogeni, nel loro metabolismo, producono sostanze complesse che risultano tossiche per l’organismo umano. Tali sostanze, dette tossine, possono essere di due tipi differenti:

    • le esotossine: di natura proteica, vengono prodotte durante il ciclo vitale dei batteri ed eliminate nei tessuti dell’organismo ospite;
    • le endotossine: di natura glucidica, si disperdono nei tessuti dell’ospite soltanto dopo la morte e la disgregazione delle cellule batteriche.

    Funghi microscopici

    I funghi sono un gruppo di organismi piuttosto eterogenei formati da cellule di tipo eucariota. I più semplici sono unicellulari, ma per la maggior parte sono pluricellulari. I funghi possono vivere nel suolo, nell’acqua e in qualsiasi ambiente contenente sostanze organiche. Le cellule dei funghi pluricellulari sono organizzate in strutture filamentose dette ife; il corpo del fungo, costituito da un insieme di ife intrecciate, è detto micelio. I funghi sono privi di clorofilla, quindi incapaci di compiere la funzione clorofilliana, pertanto sono organismi eterotrofi. Alcuni funghi si nutrono di sostanze organiche in decomposizione, altri di sostanze tratte da organismi viventi, altri ancora vivono in simbiosi con diversi organismi.

    Le muffe sono funghi microscopici pluricellulari che vivono come saprofiti su sostanze organiche, dove le ife si ramificano formando il tipico micelio. Molte muffe si sviluppano sugli alimenti provocando marciumi e macchie variamente colorate, come ad esempio le muffe dei generi Penicillium e Aspergillus. Alcuni ceppi di queste muffe, in particolari condizioni ambientali, possono anche produrre sostanze tossiche e cancerogene dette micotossine. Non tutte le muffe sono però dannose, ad esempio il Penicillium roqueforti e Penicillium camemberti sono impiegate nell’industria casearia, per la produzione dei formaggi cosiddetti “erborinati”. Le muffe si possono riprodurre mediante:

    • riproduzione asessuata: avviene sia per frammentazione delle ife, sia per produzione di spore. Le spore fungine in genere si formano all’interno di organi detti sporangi. A occhio nudo è possibile notare lo sviluppo degli sporangi perché formano strutture polverose, di colore diverso secondo la specie: bianco, grigio, verdastro o nero;
    • riproduzione asessuata: avviene per fusione di ife geneticamente diverse.

    I lieviti sono funghi unicellulari di forma tondeggiante, diffusissimi in natura. Normalmente si riproducono per gemmazione: da una cellula madre si forma un’estroflessione che cresce fino a raggiungere le dimensioni definitive, per poi staccarsi dalla cellula madre. Non esiste quindi un micelio vero e proprio. I lieviti della famiglia Saccharomycetaceae sono i più importanti nell’industria alimentare, essendo impiegati nella produzione di bevande alcoliche, come il vino e la birra. Questi microrganismi sono in grado di trasformare gli zuccheri in alcol etilico e anidride carbonica: tale processo è noto come fermentazione alcolica. I lieviti sono utilizzati anche nella panificazione, per la lievitazione del pane: in questo processo si verifica la stessa fermentazione alcolica, ma l’alcol formatosi evapora durante la cottura del pane.

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