Il documento fornisce una panoramica dettagliata sui virus e batteri, evidenziando le loro strutture, modalità di riproduzione e impatti sulla vita e sull'industria alimentare. Vengono descritti i virus come entità infettive prive di struttura cellulare, mentre i batteri sono organismi unicellulari fondamentali per i processi ecologici e industriali. Inoltre, si discute l'importanza della qualità microbiologica degli alimenti e i rischi associati alla contaminazione da microrganismi patogeni.

1. I MICRORGANISMI
Prof. Michele Iannizzotto

2. I virus sono entità infettive prive di struttura cellulare
Schema del virus del mosaico del
tabacco (TMV) che può essere
assunto a modello dei virus
allungati in genere.
RNA: (sequenza di molti
nucleotidi) avvolto dal capsidio
(insieme di subunità proteiche S) a
struttura elicoidale)
1 nm (nanometro) è pari a 10-9
1 nm (manometro) = 1 mµ (millimicron) = 10 Å Angstrom
L’RNA predomina nei virus che intessano i vegetali superiore,
mentre il DNA predomina nei batteriofagi (virus dei batteri).
Entrambi gli acidi, invece, concorrono, singolarmente,
alla costituzione dei vari virus degli animali superiori.

4. I virus sono entità infettive prive di struttura cellulare
 I virus sono le più piccole e le più semplici strutture biologiche
esistenti in natura,e non hanno organizzazione cellulare; essi sono
costituiti da acido nucleico, di un solo tipo, racchiuso in un involucro
proteico.
 Invisibili al microscopio ottico, tranne i più grandi (per esempio il
virus del vaiolo), sono stati identificati la prima volta come agenti
infettivi e causa di malattie quando alla fine dell'800 si dimostrò che il
succo estratto da foglie di tabacco malate, filtrato per eliminare i
batteri, trasmetteva la malattia in foglie sane: era stato identificato il
responsabile del cosiddetto "mal del tabacco".
 La stessa cosa accadde con un filtrato di cellule ammalate di afta
epizootica: inoculato faceva ammalare animali sani.
 Nel 1935 Stanley isolò dal succo delle foglie di tabacco malate dei
cristalli che, posti in soluzione e iniettati, inducevano la malattia: più
simili, quindi, a sostanze chimiche che ad organismi, furono chiamati
virus, cioè veleno.
 I virus hanno il potere di indurre la produzione di anticorpi negli
organismi che hanno superato la malattia virale, consentendo loro di
non ammalarsi in caso di infezioni successive (immumtà).

5. Resistenza agli agenti fisici o chimici
 Calore – A 55-60°C sono distrutti in 30-60 minuti. Il calore è un
ottimo mezzo di disinfezione. .
 Freddo - Resistono a lungo fino a circa -70°C.
 pH - Il potere infettante rimane ottimo a pH 7 per la maggior
parte dei virus.
 Disinfettanti - Scarsa la resistenza a tutti i disinfettanti.
 Raggi ultravioletti e raggi X - Scarsa resistenza.
 Antibiotici - Non sono sensibili a questi farmaci. È dunque
inutile prendere l'antibiotico per l'influenza! Quando il medico lo
prescrive, è solo per evitare le complicazioni batteriche che
andrebbero ad aggravare

6. Struttura
Una particella virale completa prende il nome di virione ed è
suddivisa in due parti:
- interna fatta di DNA o RNA: contiene le informazioni genetiche
per la replicazione di sé stessa e per la sintesi dei protidi della parte
esterna;
- esterna di natura proteica: si chiama capside è costituita da
capsomeri (catene polipeptidiche) simmetricamente distribuiti.

7. Batteriofago,simmetria binaria. Modelli di strutture virali.

8. Alterazioni di colore e malformazioni indotte
da CMVsu foglia di zucchino Striature su foglie di orzo indotte dal
(CMV= Virus del mosaico del citriolo) Virus del mosaico giallo striato dell’orzo (BYSMV).
Alterazioni di colore su frutto di pesco indotte Giallume su pomodoro indotto
dal viroide del mosaico latente del pesco dal virus del mosaico dell’erba medica (AMV)

9. I batteri
 I batteri sono organismi unicellulari appartenenti al Regno delle Monere.
 Le dimensioni sono variabili da frazioni di micron a qualche micron.
 Le cellule sono procariote (il nucleo non è avvolto da membrana e contiene
un solo cromosoma), sono quindi cellule più semplici di quelle degli
organismi superiori, ma più complesse dei virus che, come già detto, possono
svilupparsi solo all'interno di cellule e contengono un solo acido nucleico.
 I batteri sono fondamentali per la vita sulla Terra. Basti pensare alloro ruolo
in natura nel processo di riciclaggio dei materiali di scarto, animali e vegetali, e
alla loro partecipazione a cicli naturali, quali quello dell'azoto, che
condizionano la vita sul pianeta.
 Una grande quantità di microrganismi, inoltre, sono uti­lizzati nei processi
industriali, come agenti naturali delle fermentazioni, della trasformazione e
della produzione di sostanze con effetto terapeutico, come gli antibiotici.

10. Rappresentazione schematica di una cellula batterica

11. Struttura
 Osservandoli al microscopio ottico ed
elettronico si vede dall'esterno all'interno la
parete cellulare a volte coperta da una capsula e
dotata di ciglia, una membrana citoplasmatica
che racchiude il citoplasma in cui sono immersi
la sostanza nucleare, i plasmidi ed i ribosomi.

12. Struttura
 Capsula: in alcune specie, oltre alla parete cellulare, c'è
un'ulteriore struttura di difesa: uno strato muco-
gelatinoso (proteine e polisaccaridi) per lo più molto
sottile, ma in alcuni casi, come nello pneumococco o
nel carbonchio, di una certa consistenza.
 Ciglia: di natura proteica, sono l'organo di
locomozione dei batteri. Sono presenti in numero
variabile e permettono di classificare i batteri in atrichi
(immobili), monotrichi, anfitrichi, peritrichi; .
 In alcuni batteri si trovano i pili, strutture più corte
delle ciglia, che svolgono un'importante funzione nel
processo di riproduzione batterica.

13. Parete cellulare
 Parete cellulare: circonda la cellula al di là della membrana citoplasmatica ed
ha funzione di protezione.
 Alcuni antibiotici distruggono la parete rendendo il batterio vulnerabile e
consentendo la sua distruzione anche in soluzione iso­tonica.
 Chimicamente la parete è costituita di un muco-complesso, soprattutto
aminoacidi, che formano uno strato più o meno spesso. La struttura
biochimica della parete è responsabile della diversa colorazione che i batteri
assumono dopo trattamento con il colorante di Gram.
 Le cellule vengono colorate con violetto di genziana e soluzione iodo-iodurata
finché tutte le forme microbiche appaiono colorate. Dopo lavaggio in alcol,
alcune conservano il colore e sono dette Gram-positive (conservano il blu-
violetto), altre lo perdono e sono dette Gram-negative (si colorano in rosso).
La diversa risposta è dovuta ai peptidoglicani che costituiscono per metà o
quasi completamente (40-90%) la parete delle cellule che restano colorate e
solo il 5-10% delle altre, dove la parete è formata soprattutto da
lipopolisaccaridi.

14. Membrana citoplasmatica
 Membrana citoplasmatica: è la porzione più
sottile del citoplasma, ricca di lipidi; svolge la
funzione di permeabilità selettiva per le sostanze.
che escono ed entrano nel batterio.
 È sede degli enzimi respiratori e svolge un ruolo
fondamentale nel processo di divisione cellulare.

15. Struttura
 Citoplasma: è un sistema colloidale di aspetto omogeneo, costituito di
proteine e soprattutto di RNA, raccolti in granuli detti ribosomi dove avviene la
sintesi proteica. Nei batteri fotosintetici sono presenti strutture vescicolari
dette cromatofori contenenti pigmenti fotosintetici ed enzimi.
 Sostanza nucleare: è un ammasso tenue e compatto di un filamento di DNA
privo di membrana di rivestimento.
 Il cromosoma batterico contiene tutti i geni necessari alla crescita e
riproduzione della cellula, ma in quasi tutte le cellule, sono state osservate
altre molecole di DNA, dette plasmidi che contengono circa 30 geni. I plasmidi
sono circolari come il cromosoma e autoduplicanti. Di solito si duplicano
assieme al cromosoma ed ogni cellula figlia ne contiene una copia; altre volte
ancora non si duplica affatto e la nuova cellula è priva di plasmide. Esistono
molti tipi di plasmidi: particolarmente importanti sono il plasmide F (fattore
sessuale) e il plasmide R (fattore di resistenza ai farmaci, tra cui gli antibiotici) .
 Il cromosoma batterico è un unico filamento che può raggiungere, quando è
disteso, fino a 1000-1500 millimicron e, poiché la cellula non supera i 2-3
millimicron, il DNA batterico viene riavvolto più volte su sé stesso e compat­
tato da RNA specifici.

16. RIPRODUZIONE
 La maggior parte dei batteri si riproduce per scissione binaria e
spesso le cellule rimangono unite a formare catenelle anche
ramificate. Talvolta si riproducono per gemmazione.
 Tutti i batteri si riproducono asessuatamente, ma può avvenire
anche una riproduzione sessuata detta coniugazione. Di essa è
responsabile un particolare tipo di plasmide, detto F (fertilità).
 Il plasmide F contiene una ventina di geni, tra cui quello che
stimola la produ­zione dei pili.
 F+ (cellule maschio) sono dette le cellule che, possedendo il
plasmide F, hanno la possibilità di emettere pili, per mezzo dei
quali, come attraverso un ponte citoplasmatico, il plasmide viene
trasferito nella cellula, che ne era priva (F- o cellula femmina) che
diviene F+.

18. FORMAZIONE DELLE SPORE

22. Le spore batteriche
 Quando le condizioni esterne non sono del tutto
favorevoli si può avere la produzione di spore.
 Queste spore non devono essere confuse con le spore
prodotte dagli sporangi, tipiche della riproduzione
asessuata descritta studiando le Crittogame.
 Nei batteri le spore non sono strutture riproduttive, ma
una importante forma di sopravvivenza in condizioni
avverse.

23. Metabolismo batterico
 L'accrescimento e la riproduzione batterica richiedono
energia, che può essere ricavata dalla luce o da sostanze
chimiche.
 Da questo punto di vista i batteri possono essere divisi
in:
- batteri fotosintetici (autotrofi),
- batteri chemiosintetici litotrofi (autotrofi),
- batteri chemiosintetici organotrofi (eterotrofi)

24. Classificazione
 Forma: Cocchi (Stafilococchi, Diplococchi, Streptococchi),
Spirilli, Vibrioni, BaciIli, Micobatteri, Spirochete .
 Caratteristiche della parete cellulare: Gram + (parete con
peptidoglicano), Gram - (parete con peptidoglicano e
lipopolisaccaridi).
 Metabolismo: aerobi, anaerobi, aerobi/anaerobi facoltativi;
capacità fermentativa alcolica o lattica.
 Capacità di produzione di spore: Sporigeni, Asporigeni.
 Patogenicità: patogeni vegetali o animali, non patogeni.

25. I batteri nell’industria agroalimentare
 Molti sono i microrganismi capaci di operare negli alimenti trasformazioni
utili di cui l'industria agroalimentare si avvale, ma altrettanto spesso i
microrganismi possono raggiungere gli alimenti, alterarli o renderli pericolosi
per il consumatore.
 Tutta la filiera produttiva degli alimenti deve essere tenuta sotto controllo
poiché le fonti di contaminazione sono numerose.
 Aria, acqua e suolo infatti possiedono una carica microbica che può essere
trasmessa alle materie prime, ai macchinari, agli utensili di lavoro e ai
contenitori, mentre negli alimenti di origine animale possono essere presenti
poiché microrganismi provenienti da animali malati.
 Anche il personale addetto alle lavorazioni infine può essere causa di
contaminazione e deve osservare precise norme igieniche di preven­zione.

26. Tossinfezioni alimentari.
 Consumare cibi inquinati può dare luogo a disturbi più
o meno gravi noti come
 Le tossinfezioni alimentari sono dovute a tossine,
sostanze tossiche prodotte dai batteri in due modi:
- esotossine presenti nell'alimento ingerito, prodotte
in precedenza dai microrganismi che in quell'alimento
hanno proliferato;
- endotossine prodotte dai microrganismi, ingeriti
insieme al cibo inquinato, che continuano a
moltiplicarsi nell'intestino dell'ospite.

27.  L'alimento può pertanto essere pericoloso perché contaminato
dalla presenza del batterio stesso che raggiunge così l'organismo,
produce endotossine e causa la malattia:
- la brucellosi o febbre di Malta si trasmette spesso attraverso il
latte e i formaggi soprattutto di pecora o di capra inquinati da
Brucelle,
- la febbre tifoide attraverso le Salmonelle presenti nell'acqua, nei
molluschi raccolti vicino a sbocchi di fognature, nel latte o nei
gelati.
- il botulismo è dovuto al Clostndium botulinum, batterio
normalmente presente nell'intestino degli erbivori è diffuso in vari
alimenti vegetali ed animali. Il Clostridium produce spore molto
resistenti, difficilmente distrutte dalla temperatura di cottura del
cibo. Occorre pertanto fare molta attenzione ai cibi conservati,
poiché se il prodotto ne era contaminato e non è stato
sufficientemente sterilizzato, durante la conservazione le spore
germinano e danno forme batteriche normali che producono una
esotossina altamente venefica, capace di provocare la morte di chi
se ne ciba senza ulteriore cottura.

29. La contaminazione degli alimenti
 Le principali fonti di contaminazione degli alimenti sono di
origine biologica o chimica:
- microrganismi patogeni,
- micotossine
- composti chimici.
 Comunemente si crede che i maggiori pericoli per la salute
vengano dai composti chimici (ad esempio i pesticidi).
 In realtà, la maggior parte degli episodi di infezioni alimentari è di
origine biologica e, precisamente, microbica: in Italia, per
esempio, si registrano circa 23.000 casi all’anno di salmonellosi,
che potrebbero essere limitati con l’adozione di adeguate norme
di igiene.

30. I microrganismi
 I microrganismi
La qualità microbiologica di un alimento è un aspetto
fondamentale per il suo valore, in quanto ne condiziona la
conservazione e l’igiene.
 La qualità microbiologica degli alimenti è strettamente
correlata:
- all’assenza o alla presenza di microrganismi in grado di
provocare alterazioni nell’alimento stesso;
- a un’idonea procedura di produzione;
- all’assenza o alla presenza di microrganismi patogeni.

31. I microrganismi
 La presenza di microrganismi (batteri, lieviti e muffe)
nei prodotti alimentari è del tutto normale e non tutti i
microrganismi presenti sono coinvolti nei processi di
alterazione degli alimenti. Anzi, alcuni microrganismi
(definiti «utili», come per esempio i batteri lattici)
sono fondamentali nella produzione di alimenti quali i
prodotti lattiero-caseari e i salumi. Rientrano in questa
categoria anche quei microrganismi che riescono a
ridurre lo sviluppo di microrganismi patogeni o
indesiderati nell’alimento.
 Altri microrganismi (che sono detti «inerti») non
influenzano la conservazione del prodotto.

32. I microrganismi
 Esistono tuttavia alcuni microrganismi (detti «alteranti») che possono
modificare le caratteristiche organolettiche del prodotto alimentare, a volte
anche in maniera evidente. Ad esempio le alterazioni si manifestano sotto
forma di:
- sviluppo di cattivi odori di diverso tipo (identificati come odore di
ammoniaca, di pesce, di acido ecc.);
- modificazione della consistenza dell’alimento (produzione di gas, inizio del
processo di putrefazione ecc.);
- variazione del colore dell’alimento.
 I microrganismi più dannosi per la salute sono i microrganismi patogeni, che
possono essere presenti negli alimenti anche in assenza di evidenti alterazioni:
questo facilita la loro assunzione attraverso alimenti o bevande che pur
essendo contaminati non si presentano come tali.

33. I microrganismi patogeni
 Come indica il loro nome, i microrganismi patogeni possono provocare delle
malattie. Possono, ma non necessariamente le provocano.
 I loro effetti patogeni dipendono infatti da una serie di fattori:
- la quantità o il numero di cellule patogene presenti nell’alimento (è necessario un
dosaggio ben preciso che varia da specie a specie per provocare la malattia);
- lo stato di salute generale della persona;
- le condizioni del sistema di difesa della persona (anziani, bambini, immuno depressi,
gestanti e soggetti ospedalizzati sono i più esposti);
- la quantità di alimento contaminato ingerito.
 Le malattie causate dall’assunzione di alimenti contaminati da microrganismi patogeni
sono di due tipi:
(1) infezioni, causate dall’azione diretta del microrganismo sull’uomo;
(2) intossicazioni, provocate dalle tossine prodotte dal microrganismo nell’alimento.

36. Le micotossine
 Le micotossine sono sostanze prodotte da alcuni funghi filamentosi (muffe) che
crescono su cereali, frutta e altri vegetali, nel campo o dopo la raccolta. Queste muffe
(tossiche per l’uomo e per gli animali) si sviluppano solo in particolari condizioni
ambientali o climatiche e possono contaminare gli alimenti durante le fasi di
produzione, lavorazione, trasporto e immagazzinamento.
 Tali tossine possono rimanere nell’alimento anche quando la muffa che le produce non
è più viva.
 Gli alimenti più soggetti a contaminazione da micotossine sono:
- vegetali quali i cereali, i legumi, la frutta secca (ad esempio arachidi, pistacchi ecc.),
le spezie, il cacao e il caffè verde;
- alimenti di origine animale quali formaggi e salumi (se contaminati durante
l’immagazzinamento) e latte, carne e uova (se i mangimi destinati agli animali degli
allevamenti sono inquinati);
- birra e vino (se le materie prime utilizzate sono contaminate).
 L’assunzione di alimenti contaminati dalle micotossine può provocare intossicazioni
acute, quando si ha un’ingestione di una singola dose significativa o di più dosi elevate
(questi casi sono molto rari nei paesi occidentali) o croniche, quando si ha
un’ingestione di piccole dosi ripetuta nel tempo con effetto di accumulo

37. Composti chimici
 Gli alimenti possono essere contaminati anche da sostanze
chimiche,sia prodotte naturalmente da vegetali e animali, sia da
residui dei processi di produzione e trasformazione degli alimenti
stessi.
 Negli alimenti di origine vegetale, i contaminanti chimici sono
principalmente residui di prodotti fitosanitari (come i pesticidi),
mentre negli alimenti di origine animale sono residui di ormoni
e/o medicinali.
 Altre sostanze chimiche sono gli additivi usati per la
conservazione degli alimenti o quelle sostanze derivate dai
contenitori utilizzati per il confezionamento, il trasporto e la
vendita delle merci.