|
Objectius
|
Programa provisional
|
|
Proporcionar a l'alumne coneixements generals sobre microbiologia: estructura i composició dels microorganismes, morfologia, diversitat metabòlica, genètica microbiana, mètodes de control, per tal que adquireixin les bases necessàries per la comprensió del paper dels microorganismes en els processos industrials.
Estudiar, per diferents tipus d'aliments, els microorganismes interessants des del punt de vista industrial per la seva activitat en processos de transformació i/o deteriorament de productes i instal.lacions agroindustrials.
Estudiar els microorganismes, transmesos pels aliments, implicats en processos de patogenicitat.
L'estudiant en acabar de cursar l'assignatura ha de ser capaç de:
Conèixer els microorganismes i processos implicats en l'elaboració i deteriorament dels aliments.
Conèixer els principals microorganismes patògens de transmissió alimentària.
Conèixer els microorganismes responsables del deteriorament d'instal.lacions i equipaments agro-industrials.
Conèixer els mètodes de control del creixement microbiològic i les tècniques d'anàlisi.
Saber com afecten els tractaments tecnològics a la qualitat microbiològica dels aliments.
|
|
|
|
|
Prerrequisits
|
|
|
|
Biologia, Matèries primeres per a les indústries agroalimentàries. |
|
|
|
|
Contingut (Programa)
|
|
|
PART 1: MICROBIOLOGIA GENERAL
A. INTRODUCCIÓ (6 hores)
Tema 1. La Ciència de la Microbiologia i el món microbià
Evolució històrica i àmbit de la Microbiologia. Postulats de Koch. Tipus de microorganismes i nivells d'organització. La Microbiologia com a Ciència aplicada.
Tema 2. Tècniques d'observació, morfologia, estructura i composició dels microorganismes
Nocions generals de microscòpia. Microscòpia òptica. Microscòpia electrònica de transmissió i d'escombrat.- Tècniques de fixació i tinció de microorganismes.- Estructura, composició i morfologia dels virus, bacteris i microorganismes eucariotes.
B. CULTIU, CONSERVACIÓ I CONTROL DELS MICROORGANISMES (10 hores)
Tema 3. Aïllament, cultiu axènic i conservació
Preparació del material i medis de cultiu. Requeriments nutricionals dels microorganismes i tipus de medis.- Obtenció de cultius axènics. Tècniques. Aïllament de microorganismes aerobis i anaerobis. Aïllament i cultiu de virus.- Conservació dels microorganismes. Col.leccions de cultius tipus.
Tema 4. Tècniques per a la quantificació
Anàlisi quantitativa de bacteris i fongs mitjançant mètodes microbiològics. Determinació de cèl.lules totals i de viables. Mètodes bioquímics, turbidimètrics, reològics i calorimètrics.- Anàlisi quantitativa de virus.
Tema 5. Creixement cel.lular, poblacional i cultiu en massa
Creixement cel.lular i poblacional.- Cultiu tancat: fases i paràmetres cinètics. Efecte de la concentració de nutrients i dels paràmetres físico-químics.- Cultiu continu. Quimiostat i turbistat. Els "fermentadors" industrials.- Multiplicació i cultiu de virus.
Tema 6. Control dels microorganismes mitjançant agents físics i químics
La cinètica de mort en poblacions de microorganismes. Determinació de constants d'inactivació.- Efecte de la temperatura. Calor i fred. Esterilització, tindalització i pasteurització.- Pressió osmòtica i activitat de l'aigua.- Potencial redox i pH.- Toxicitat i disponibilitat d'oxigen.- Radiacions.- Pressió hidrostàtica.
C. METABOLISME I GENÈTICA (12 hores)
Tema 7. Nocions generals de metabolisme microbià
Bioenergètica. Anabolisme i catabolisme. Fonts d'energia, poder reductor i carboni.- Tipus fisiològics de microorganismes segons la seva nutrició.- Relació entre el tipus de metabolisme i potencial redox.- Esquema metabòlic global.
Tema 8. Principals vies catabòliques
Hidròlisi de polimers i principals exoenzims implicats.- Degradació de monosacàrids.- Degradació de compostos orgànics no glucídics: àcids grassos, hidrocarburs, compostos aromàtics i aminoàcids.- El cicle dels àcids tricarboxilics.
Tema 9. Fermentació
Concepte de fermentació.- Tipus de fermentacions: Fermentació alcohòlica i làctica.
Fermentació àcida-mixta i butilenglicòlica. Fermentació acetona-butanol i butírica.
Fermentació propiònica i succínica. Fermentació de compostos nitrogenats.
Fermentació de compostos aromàtics.
Tema 10. Respiració
Concepte de respiració.- Compostos respirables i transport electrònic.- La cadena respiratòria aeròbia en microorganismes heterotrofs. Respiracions anaeròbies de nitrats, sulfats i carbonats.- Respiració en microorganismes quimiolitotrofs. Oxidació de compostos reduïts de ferro, sofre, nitrogen.
Tema 11. Biosíntesi i regulació del metabolisme microbià
Reducció assimilatòria de diòxid de carboni, nitrats i sulfats. Principals vies anabòliques en microorganismes heteròtrofs. Biosíntesi de metabolits secundaris en bacteris i fongs: principals substàncies d'interès. Nivells de regulació. Regulació de la síntesi d'enzims: Control de la transcripció i control post-transcripcional.- Factors ambientals que influeixen en la regulació del metabolisme.
Tema 12. Cicle cel.lular i transmissió de caràcters
Cicle cel.lular en microorganismes procariotes i eucariotes. Concepte i bases moleculars de la mutació. Mutacions induïdes i espontànies. Tipus d'agents mutagènics. Expressió fenotípica. Intercanvi genètic en microorganismes: Transformació i transfecció. Transducció especialitzada i generalitzada. Conjugació. Seqüències d'inserció i transposons. Enzims de restricció. L'enginyeria genètica. Aplicacions, restriccions i legislació.
D. DIVERSITAT (11 hores)
Tema 13. Principis de sistemàtica microbiana i mètodes per a la identificació en microbiologia
Categories taxonòmiques. Concepte d'espècie. Problemàtica de la classificació dels virus. El manual Bergey's de Bacteriologia Sistemàtica. Manuals de classificació de llevats, fongs i d'altres microorganismes eucariotes. Proves morfològiques i ultraestructurals. Tincions específiques. Proves bioquímiques i presència d'activitats enzimàtiques. Microauxanogrames. Immunodiagnòstic. Tècniques d'hibridació i amplificació d'àcids nucleics. Anàlisi de lípids de membrana.- Automatització del procés d'identificació.
Tema 14. Eubacteris Gramnegatius.
Bacteris fotòtrofs, quimiolitòtrofs, gramnegatius anaerobis i espiroquetes. Bacteris gramnegatius aerobis, rickèttsies i clamídies. Bacils gramnegatius aerobis facultatius
Tema 15. Eubacteris Grampositius
Cocs i bacils grampositius no esporulats. Cocs i bacils grampositius endosporulats.
Tema 16. Grups bacterians diversos
Bacteris sense paret. Actinomicets i grups relacionats. Arquebacteris
Tema 17. Floridures i llevats
Característiques, cicles vitals i principals grups de fongs. Interès agroindustrial, farmacèutic i patològic.
Tema 18. Algues i protozous
Algues microscòpiques. Principals grups. Protozous. Principals grups.
Tema 19. Prions, viroids i virus
Viroids i prions. Naturalesa i tipus.-Classificació dels virus. Bacteriòfags. Principals grups. Micòfags. Principals grups. Virus de vegetals. Principals grups i malalties víriques dels vegetals. Virus d'animals. Principals grups i malalties víriques dels animals.
E. MICROBIOLOGIA AMBIENTAL (6 hores)
Tema 20. Els microorganismes en el medi natural
Ambients terrestres, aquàtics i aeris. Importància ecològica de les interfases i gradients: Colonització de les superfícies i fenòmens d'adsorció, dispersió i successió. Els microorganismes com agents de canvi geoquímic: cicles biogeoquímics. Interaccions entre microorganismes i d'altres organismes: Mutualisme. Competència. Amensalisme. Predació. Parasitisme. Sinergisme.
Tema 21. Interaccions entre microorganismes i organismes superiors
Interaccions amb vegetals: sistema radicular, part aèria. Reconeixement específic hoste-paràsit. Patogènesi i mecanismes de defensa en vegetals. Principals virosis, bacteriosis i micosis dels vegetals i la seva epidemiologia. Control químic i biològic de malalties.
Interaccions amb animals. Interaccions no patogèniques. Interaccions patogèniques: sistema immunitari en animals. Principals malalties infeccioses d'interès clínic i veterinari i la seva epidemiologia. Quimioteràpia, vacunoprofilaxis i sueroteràpia.
PART 2: MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL I DELS ALIMENTS
A. INTRODUCCIÓ (10 hores)
Tema 22. La microbiologia aplicada a la indústria agroalimentària
Perspectiva històrica i desenvolupament. Els aliments com a substrat pels microorganismes. Tipus, incidència i principals transformacions microbianes en aliments, matèries primeres i instal.lacions.
Tema 23. Microorganismes relacionats amb l'obtenció o deteriorament dels aliments
Psicrotròfics. Termodúrics. Proteolítics. Lipolítics. Halòfils i osmòfils. Pectinolítics. Acidogènics. Esporogènics.
Tema 24. Els aliments com a font de microorganismes patògens de l'home i els animals)
Enterobacteris: coliforms, coliforms fecals i coliforms enteropatògens. Salmonella. Shigella. Yersinia. Vibrionàcies: Vibrio. Campylobacter. Enterococs : Streptococcus. Estafilococs : Staphylococcus. Bacils aerobis i anaerobis esporogènics : Bacillus, Clostridium. Listeria.Fongs toxigènics. Principals virus humans i d'animals transmesos per aliments.
Tema 25 . Microorganismes relacionats amb el deteriorament d'instal.lacions i equipaments agroindustrials
Biocorrosió de metalls. Producció de biofilms microbians. Deteriorament de materials de construcció. Biodegradació de lubricants.
B. METODOLOGIA (14 hores)
Tema 26. Presa de mostres, transport, emmagatzematge i preparació per a l'anàlisi
Planificació del mostreig. Grandària i representativitat de les mostres. Col.lecció de les mostres. Material i equipament. Transport i emmagatzematge. Mètodes d'extracció: homogeneïtzació, sistemes per pales, ultrasons i contacte. Revitalització de microorganismes malmesos.
Tema 27. Mètodes generals per a la quantificació de microorganismes relacionats amb el deteriorament o processament dels aliments
Recompte microscòpic. Mètodes basats en el recompte de colònies. Dilució i sembra en placa. Filtració sobre membrana. Mètodes basats en la tècnica del Nombre Més Probable; principi i aplicacions. Mètodes bioquímics i de biologia molecular. Bioassajos. Determinació de toxines i metabòlits microbians.
Tema 28. Avaluació i control microbiològic d'instal.lacions
Control de les operacions de neteja i productes utilitzats. Desinfecció i esterilització de superfícies i materials. Sisptema ARCPC: definició de risc, punt crític de control, mesures correctores, documentació. Control de l'aire. Control d'estris, instruments i equipaments. Higiene i control sanitari del personal manipulador.
Tema 29. Determinació de l'activitat de biocides, antimicrobians i productes genotòxics
Corbes dosi-efecte. Determinació de la dosi infectiva mitjana (DE50). Tractament matemàtic: Mètode del Probit. Determinació de la concentració mínima inhibitòria (CMI). Determinació del coeficient fenòlic en desinfectants. Assajos bacterians per a la detecció d'agents genotòxics i mutagènics.
Tema 30. Aspectes tècnico-microbiològis de la conservació d'aliments
Conservació per calor. Esterilització i pasteurització. Procés UHT. Tindalització. Refrigeració i congelació. Conservació per dessecació. Deshidratació i liofilització. Radiacions. Conservació per pH. Acidificació. Conservació per potencial osmòtic elevat. Conservadors. Noves tecnologies de conservació d’aliments: manotermosonicació, pulsos elèctrics, alta pressió hidrostàtica, biocontrol.
C. MICROBIOLOGIA DELS ALIMENTS I BEGUDES NO FERMENTADES (11 hores)
Tema 31. Carn i productes carnis no fermentats. Peix i marisc
Tema 32. Llet i derivats làctics no fermentats. Ous i ovoproductes.
Estructura i composició. Fonts de contaminació microbiològica. Microbiota normal. Mètodes de conservació. Tipus més freqüents d'alteracions: deteriorament per acció de bacteris aeròbics, anaeròbics, fongs i llevats. Microorganismes patògens i indicadors. Mètodes d'anàlisi microbiològica. Normes de qualitat microbiològica.
Tema 33. Fruites, sucs i derivats. Verdures i hortalisses. Condiments i assaonaments
Tema 34. Cereals i derivats. Pinsos i derivats per a l’alimentació animal
Naturalesa i composició. Tipus i formes de comercialització. Microbiota normal. Fonts de contaminació microbiològica. Mètodes de conservació. Alteracions microbianes més freqüents. Microorganismes indicadors i patògens. Control microbiològic i normes de qualitat.
Tema 35. Productes de fleca, pastisseria i confiteria
Naturalesa i composició. Microbiota normal. Fonts de contaminació microbiològica. Mètodes de conservació. Alteracions microbianes més freqüents. Microorganismes indicadors i patògens. Control microbiològic i normes de qualitat.
Tema 36. Aliments enllaunats (conserves) i precuinats.
Procés d'enllaunat i envasat. Tipus d'aliments enllaunats. Alteracions més freqüents segons el pH. Signes i causes. Microorganismes indicadors i patògens. Control microbiològic de la fabricació d'aliments enllaunats i envasats. Claus per a la determinació de possibles causes d'alteració.
Tema 37. Aigua
Naturalesa i composició d'aigua potable. Origen dels microorganismes i fonts de contaminació. Microbiota normal. Tipus i formes de comercialització. Microorganismes indicadors i patògens. Control microbiològic i normes de qualitat.
D. MICROBIOLOGIA DELS ALIMENTS OBTINGUTS PER FERMENTACIÓ (6 hores)
Tema 38. Productes carnis fermentats curats
Composició, aspectes tècnico-microbiològics i bioquímics de la fabricació de productes carnis fermentats. Microbiota inicial i evolució durant la fermentació i maduració. Tipus de productes, Alteracions, control microbiològic i normes de qualitat.
Tema 39. Formatge, iogurt i derivats làctics
Iogurt i altres llets fermentades. Microorganismes utilitzats en la seva fabricació. Procediment. Alteracions microbianes, control microbiològic i normes de qualitat. Formatge. Microorganismes utilitzats en la seva fabricació. Procediment, microbiota inicial i evolució durant la maduració. Tipus de formatge. Alteracions microbianes, control microbiològic i normes de qualitat.
Tema 40. Begudes alcohòliques: Cervesa, vi, cava
Composició, aspectes tècnico-microbiològics i bioquímics de la fabricació de cervesa, vi i cava. Llevats utilitzats. Microbiota inicial i evolució durant la fermentació i maduració. Tipus de cerveses, vins i caves. Alteracions, control microbiològic i normes de qualitat.
E. PRODUCTES I PROCESSOS DIVERSOS (4 hores)
Tema 41. Tractament microbiològic d'aigües residuals i aprofitament de residus
Microbiota de les aigües residuals. Tipus de contaminació i efectes. Tractament de les aigües residuals. Tipus de plantes depuradores. Oxidació biològica: fangs activats. Filtres de degoteig. Llacunes d'oxidació natural. Digestió anaeròbica: metanització. Fangs negres i fongs sèptics. Desinfecció i tractament final. Aprofitament dels fangs residuals.
Tema 42. Elaboració microbiològica de productes químics industrials
Producció d'àcids orgànics, vitamines, aminoàcids, enzims, antibiòtics, proteïnes unicel.lulars, dissolvents i bioalcohols. Obtenció de nous productes per enginyeria genètica: Interferó, hormones, vacunes. Altres productes d'interès: obtenció de biopolímers, extracció de metalls.
|
|
|
|
|
Bibliografia
|
|
|
Bibliografia bàsica de Microbiologia General a utilitzar durant el curs.
. Brock T.D., Madigan MT. Biology of microorganisms (6a. edició). Ed. PrenticeHall, 1991. .
. Davis, B.D. et al. (eds). Microbiology (4a. edició). Ed. Lippincott, 1989.
. De Kruif, P. Cazadores de microbios, Biblioteca de iniciación científica. Ed. Aguilar, 1975.
. Krieg, N.R. i Holt, J.G. (eds). Bergey's manual of systematic bacteriology. Vol. I. Ed. Williams & Wilkins, 1984.
. Hugo, W.B., Rusell, A.D. (eds). Pharmaceutical microbiology (3a. edició). Ed. Blackwell, 1983.
. Luria, S.E. et al. General Virology (3a. edició), 1978.
. Willey Sneathe, P.H.A., Holt, J.G. (eds.) Bergey's manual of systematic bacteriology. Vol II. Ed. Willians & Wilkings, 1986.
. Pelzcar, J.M., Chan E.C.S., Krieg, N.R. Microbiology: concepts and applications. Ed. McGrawHill, New York, 1993.
. Staley, J.T. et al. (eds.) Bergey's manual of systematic bacteriology. Vol III. Ed. Williams & Wilkings, 1989.
. Stanier, R.Y. et al. Microbiología (2a. edició). Ed. Reverté, 1988.
. Williams, S.T. et al (eds.). Bergey's manual of systematic bacteriology. Vol IV. Williams & Wilkings, 1989.
Bibliografia bàsica de Microbiologia dels aliments a utilitzar durant el curs.
. Banwart, G. J. Microbiología básica de los alimentos, Barcelona , Ediciones Bellaterra, 1982.
. Frazier, W.C.; Westhoff, D.C. Food Microbiology (4a ed.), Nova York , McGraw-Hill Co,1988.
. ICMSF. Microoganismos de los alimentos (Vol. I). Técnicas de análisis microbiológico, Saragossa, Acribia S.A., 1985.
. ICMSF. Microorganismos de los alimentos (Vol. II). Métodos de muestreo para análisis microbiológicos : principios y aplicaciones específiques, Saragossa, Acribia S.A., 1985.
. ICMSF. Ecología microbiana de los alimentos 1. Factores que afectan a la supervivencia de los microorganismos en los alimentos, Saragossa, Acribia S.A., 1980.
. ICMSF. Ecología microbiana de los alimentos 2. Productos alimenticios, Saragossa, Acribia S.A., 1980.
. Jay J.M. Modern Food Microbiology, Nova York , Van Nostrand Reinhold Co.,1986.
. Mossel, D.A.A.; Moreno García, B. Microbiología de los alimentos, Saragossa, Acribia S.A., 1985.
. Pascual Anderson, M.R. Microbiología alimentaria. Metodología analítica para alimentos y bebidas, Madrid, Díaz de Santos, 1992.
Altra bibliografia utilitzada.
. Brown, M.H.(ed.), Meat Microbiology, Nova York, Applied Science Publications, 1982.
. Hopton, J.W.; Hill, E.C. (eds.) Industrial Microbiological Testing, Oxford, Blackwell Scientific Publications, 1987.
. Richardson, G.H. (ed.) Standard Methods for the examination of dairy products (15a. ed.), Washington, American Public Health Association, 1985.
. Robinson, R.K. Ed. Dairy Microbiology (Vol 1). The Microbiology of Milk. Londres i Nova York, Elsevier Applied Science, 1990.
. Robinson, R.K. Ed. Dairy Microbiology (Vol 2). The Microbiology of Milk Products. Londres i Nova York, Elsevier Applied Science, 1990.
. Speck, M.L. (ed.) Compendium of methods for the microbiological examination of foods, American Public Health Association, 1984.
. Wood, B.J.B. Microbiology of fermented foods (Vol 1), Essex, Elsevier Applied Science Publishers, 1985.
. Wood, B.J.B. Microbiology of fermented foods (Vol 2), Essex, Elsevier Applied Science Publishers, 1985.
|
|
|
|
|
Mètodes docents
|
|
|
Classes de teoria i problemes: 3 hores setmanals
Pràctiques: 30 hores intensives de laboratori |
|
|
|
|
Tipus d'exàmens i avaluacions
|
|
|
|
Es realitzarà un examen escrit que contemplarà tant els continguts teòrics com els pràctics: teoria (70%), problemes (10%) i pràctiques (20%). Cal aprovar per separat l'examen i les pràctiques (assistència i nota de l'informe). La nota de l'assignatura serà la de l'examen modulada per la nota de l'informe de pràctiques. |
|
|
|
|
Informació addicional
|
|
|
Pràctiques de laboratori:
1. Tècniques microbiològiques generals. (5 hores)
2. Tècniques per a la quantificació de microorganismes. (2 hores)
3. Creixement en cultiu tancat. Identificació de microorganismes: proves bioquímiques i tècniques de tinció. (4,5 hores)
4. Realització d'un antibiograma i determinació de concentració mínima inhibitòria de diferents productes. (2,5 hores)
5. Identificació de fongs i llevats i observació d'estructures fúngiques. (1 hora)
6. Anàlisi microbiològica d'un aliment : carn picada (5 hores)
7. Avaluació de l'efecte de tres desinfectants sobre tres microorganismes (coeficient fenòlic) (3 hores)
8. Control microbiològic de l’ambient i de superfícies de treball (2 hores)
9. Avaluació de l'efecte de la calor sobre els microorganismes (5 hores)
Les pràctiques són intensives i es realitzaran en dues setmanes. L'estudiant disposa d'un guió que descriu el fonament i el desenvolupament de la pràctica i que conté una sèrie de qüestions i problemes relacionats amb cada pràctica que l'estudiant haurà de contestar. S’haurà d'entregar un informe de pràctiques contestant les qüestions plantejades en el guió.
|
|
|
|
|
|
La bibliografia a la biblioteca