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Facoltà di Scienze Agrarie e Alimentari Università degli Studi di Milano
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Microrganismi probiotici: biotecnologie e applicazioni
Codice: G-014-
Docente:  Simone Domenico Guglielmetti
Anno di corso:   
Quadrimestre/semestre: 
CFU: 
Articolazione dei CFU: Lezioni frontali: 4
Obiettivi formativi:  Il corso si prefigge come obiettivi formativi la conoscenza dei microrganismi probiotici (tassonomia e fisiologia), la comprensione dei meccanismi attraverso cui i probiotici interagiscono con la fisiologia dell’ospite e l’apprendimento delle strategie di ricerca scientifica adottate per determinare tali meccanismi. Infine ci si prefigge l’apprendimento delle normative vigenti e degli aspetti tecnologici legati ai probiotici.
Competenze acquisite:  Lo studente al termine del corso dovrà avere acquisito la capacità di valutare criticamente i prodotti contenenti probiotici, sia da un punto di vista microbiologico che tecnologico. Inoltre, dovrà essere in grado di stabilire i criteri più adatti per la selezione di un microrganismo da impiegare come probiotico e per la valutazione scientifica della sua efficacia. Infine dovrà riuscire a stabilire un’appropriata formulazione di prodotto in funzione ad una specifica applicazione, in accordo con le normative vigenti.
Sintesi del programma:  Questo corso descrive l’interpretazione moderna dell’approccio probiotico, analizzato dalla prospettiva della ricerca scientifica. Saranno anche discussi aspetti tecnici industriali e legislativi.
Programma:  Il rapporto tra i microrganismi e l’uomo è imprescindibile, e si estende dal punto di vista di Koch (un microrganismo, una malattia) a quello di Metchnikoff (“germi lattici” per prolungare la vita). I microrganismi creano una profonda interazione ed un delicato equilibrio con il loro ospite, la perturbazione dei quali può portare dal mutualismo alla patologia. È possibile modulare queste interazioni dall’esterno ed in modo controllato al fine di migliorare o preservare lo stato di salute? La drastica espansione della ricerca e del mercato dei probiotici sembra suggerire che molte persone, oggi, credono che ciò sia realizzabile. Questo corso descrive l’interpretazione moderna dell’approccio probiotico, analizzato dalla prospettiva della ricerca scientifica. Saranno anche discussi aspetti tecnici industriali e legislativi. Programma dettagliato Le interazioni tra i microrganismi e l’organismo umano; la classificazione dei viventi; i concetti di superorganismo, microbiota e microbioma; il microbiota gastro-intestinale umano. Lo studio della composizione del microbiota intestinale: l'approccio metagenomico (la preparazione della 16S rDNA gene library); differenze nel microbiota intestinale tra individui diversi e nel tempo. Il core microbiome umano; i progetti microbioma umano; studio metagenomico del microbioma intestinale attraverso shotgun sequencing (il pyrosequencing); la dipendenza del microbiota dai nutrienti della dieta; le principali funzioni del microbiota intestianale. Il coinvolgimento del microbiota intestinale nell'obesità; le origini dell'approccio probiotico (Metchnikoff e "il prolungamento della vita", Tissier e i bifidobatteri nei neonati); le attività enzimatiche dei batteri intestinali dannose per la salute umana. La definizione di probiotico; le linee guida della FAO/WHO (descrizione dell'iter necessario per la valutazione di un probiotico); l'identificazione tassonomica di genere e specie e la caratterizzazione del ceppo microbico (la definizione di specie batterica, tecniche di identificazione della specie, l'identificazione e le indicazioni in etichetta ai prodotti probiotici). La caratterizzazione a livello di ceppo (le collezioni internazionali di ceppi microbici, tecniche molecolari di fingerprinting PFGE, RAPD). Caratterizzazione funzionale di un probiotico: valutazione della resistenza al transito gastro-intestinale; strategie di incremento della sopravvivenza al transito gastro-intestinale: la microincapsulazione; l’adesione batterica all’epitelio intestinale. Lo studio dell'adesione batterica (metodi indiretti attraverso lo studio delle proprietà chimico-fisiche cellulari superficiali; metodi diretti attraverso l'uso delle linee cellulari epiteliali intestinali); antagonismo e attività antimicrobica dei probiotici verso patogeni (saggio di valutazione dell'attività antagonistica, le batteriocine, la reuterina, saggi di identificazione dell'attività antimicrobica). Prove per la valutazione della sicurezza di un probiotico (determinazione dell’infettività dei probiotici in modelli animali; la resistenza antibiotica nei probiotici; i microrganismi impiegati come probiotici (batteri lattici, bifidobatteri e gli altri microrganismi impiegati come probiotici); i lattobacilli (tassonomia e metabolismo). Il genere Bifidobacterium(tassonomia e metabolismo; i bifidobatteri probiotici); i microrganismi probiotici non batteri lattici e non bifidobatteri: prodotti probiotici che li contengono; i prodotti probiotici "borderline": lo yogurt e i prodotti tradizionali fermentati; i probiotici e la sperimentazione su uomo; gli effetti benefici sulla salute umana attribuiti ai probiotici. Effetto probiotico di prodotti contenenti microrganismi inattivati; la ceppo-specificità delle attività probiotiche; i ceppi probiotici più comunemente impiegati in Europa; i limiti e le problematiche associati all'uso dei probiotici; i prebiotici e i sinbiotici. Il sistema immunitario e l'intestino; il ruolo delle cellule dendritiche nei processi di immunità; i batteri intestinali e i probiotici e la modulazione della risposta immunitaria (i batteri segmentati filamentosi, i bifidobatteri). Il mercato dei probiotici; la legislazione europea in materia di probiotici (regolamento 258/97/EC sui novel food, il concetto di “presunzione qualificata di sicurezza” QPS, la legislazione 1924/2006 sugli health claims, le conseguenze del regolamento EC 1924/2006). Visita didattica presso l’Azienda Clerici-Sacco a Cadorago (CO) (Lezione introduttiva sugli aspetti industriali di produzione dei prodotti probiotici, visita agli impianti di produzione delle biomasse batteriche per il settore alimentare). Impiego non convenzionale dei microrganismi probiotici (biopreservation: l’uso dei batteri e di loro prodotti per la conservazione e la sicurezza alimentare; l’approccio probiotico per la salute umana al di fuori del tratto gastrointestinale; i probiotici come Drug Delivery System in farmacoterapia). Journal club: presentazione e discussione di letteratura scientifica nel campo dei probiotici.
Prerequisiti:  Info non disponibile
Propedeuticità:  Biochimica; Microbiologia Generale.
Materiale didattico:  Dispense preparate dal docente; articoli scientifici e altro materiale cartaceo, consegnati direttamente a lezione dal docente.
Modalità d'esame e altre info:  Orale
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Programma di Microrganismi probiotici: biotecnologie e applicazioni (versione in pdf)
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