Biologia dei funghi

Eumiceti

• Sono organismi eucariotici, eterotrofi, privi di clorofilla e con parete cellulare di chitina.
• Possono essere unicellulari (lieviti) o pluricellulari (muffe).
• Si riproducono sia sessualmente che asessualmente.
• Possono essere saprofiti o, raramente, parassiti.

Riproduzione dei funghi

• Asessuata: Può avvenire tramite mitosi e successiva divisione cellulare, gemmazione o produzione di spore per mitosi.
• Sessuata: Coinvolge l'unione di due ife compatibili diverse (plasmogamia), la fusione dei nuclei aploidi (cariogamia) formando uno zigote diploide che subisce meiosi per produrre spore aploidi.
• I nuclei aploidi non si fondono subito dopo la plasmogamia, ma si dividono ripetutamente formando il dicarion, un'ifa con due nuclei di ceppi opposti in ogni cellula.

Il tallo fungino

• Il corpo vegetativo del fungo è chiamato tallo.
• Nei lieviti, il tallo è unicellulare e microscopico.
• Nelle muffe, il tallo è pluricellulare e visibile ad occhio nudo.

Muffe

• Sono costituite da ife che formano il micelio, un agglomerato pluricellulare e macroscopico.
• Le ife possono essere cenocitiche (senza setti) o settate (con setti).
• Il micelio si suddivide in micelio vegetativo (nutritivo) e micelio aereo (replicativo).

Phyla di funghi

• Chytridiomycota: Ifei non settati, zoospore mobili per riproduzione asessuata, oospore per riproduzione sessuata.
• Zygomycota: Ifei non settati (cenocitiche), zigospore per riproduzione sessuata, sporangiospore per riproduzione asessuata. Esempi: Rhizopus stolonifer.
• Ascomycota: Ifei settate, conidiospore per riproduzione asessuata, ascospore in aschi per la riproduzione sessuata.
• Basidiomycota: Ifei settate, basidiocarpi (corpi fruttiferi) con basidi che producono basidiospore per riproduzione sessuata, raramente asessuata (es. funghi commestibili).

Caratteristiche delle muffe

• Temperatura ottimale di crescita: 20-25°C, ma possono adattarsi a temperature più basse (psicrofile) o più alte (termofile).
• Aridità: alcune muffe (xerofile) crescono con Aw ridotta, altre (igrofile) necessitano di Aw maggiore di 0.95%.
• pH: tollerano un ampio range di pH (1-11), con ottimale crescita in ambiente acido.
• Aerobiche: necessitano di ossigeno per crescere.

Ruolo delle muffe negli alimenti

• Utili: Maturazione di alcuni formaggi (ad esempio, Taleggio e Gorgonzola).
• Alterative: Danneggiano le qualità organolettiche degli alimenti.
• Patogene: Possono produrre micotossine, anche se indirettamente, dannose per la salute.

Genere Penicillium

• Include specie importanti per la fermentazione di formaggi e salumi.
• Penicillium camemberti, Penicillium roqueforti: utilizzati nella produzione di formaggi.
• Altre specie Penicillium sono coinvolte nella maturazione di salumi.

Termoresistenza delle muffe

• Il micelio e le spore vegetative vengono eliminate dalla pastorizzazione.
• Alcune spore possono essere resistenti al calore, a causa dell' "effetto condominio" (difficoltà di penetrazione del calore).

Lieviti

• Sono microrganismi unicellulari microscopici.
• Formano colonie macroscopiche solo su terreni di coltura.
• Si riproducono asessualmente per gemmazione o divisione trasversale e sessualmente per spore.

Importanza dei lieviti in ambito alimentare

• Essenziali per processi fermentativi industriali.
• Utilizzati nella produzione di pane, vino, birra, formaggi, salsa di soia e alcuni acidi organici.

Genere Saccharomyces

• Include specie importanti per la fermentazione di bevande alcoliche e panificazione.
• Saccharomyces cerevisiae: pane, vino, birra
• Altre specie sono impiegate nella produzione di birra.

Metabolismo dei lieviti

• Sono organismo chemioorganotrofi: ricavano energia dalla degradazione di composti organici.
• Il loro metabolismo varia in presenza o assenza di ossigeno.
• Non tutti i lieviti presentano un metabolismo fermentativo.

Regolazione della respirazione e fermentazione

• Il glucosio e l'ossigeno sono fattori ambientali importanti per la respirazione e la fermentazione.
• Influenzano l'espressione di diversi fenomeni regolatori, come l'effetto Pasteur e l'effetto Crabtree.

Effetto Pasteur

• In presenza di ossigeno, i lieviti consumano meno glucosio e adottano la respirazione.
• La glicolisi è rallentata in aerobiosi.

Vantaggi della respirazione

• Produce più ATP rispetto alla fermentazione.
• Richiede un minor consumo di glucosio per ottenere la stessa resa energetica.

Perché l'Effetto Pasteur?

• L'enzima fosfofruttochinasi (PFK) è inibito da alti livelli di ATP.
• Questa inibizione riduce il consumo di glucosio in presenza di ossigeno.

Effetto Crabtree

• In presenza di elevate concentrazioni di glucosio, predomina la fermentazione, anche se c'è ossigeno.
• La respirazione è inibita.

Perché l'Effetto Crabtree?

• E' causato dalla repressione da catabolita del glucosio.
• Vengono repressi i geni per la via respiratoria e il trasporto del glucosio.

Differenze tra respirazione e fermentazione

• La respirazione comporta ossidazione ed eliminazione della CO2 a partire dal piruvato attraverso il complesso della piruvato deidrogenasi.
• La fermentazione prevede una semplice decarbossilazione del piruvato ad acetaldeide, catalizzata dalla piruvato decarbossilasi.

Caratteristiche tecnologiche dei lieviti

• Resistenti all'acidità, temperature medie e basse (psicrotrofi, talvolta psicrofili).
• Possono tollerare alte concentrazioni di sale o zucchero.
• Necessitano di una minore Aw rispetto ai batteri, ma una maggiore rispetto alle muffe.

Termoresistenza dei lieviti

• I lieviti non resistono alla pastorizzazione.
• Sono inattivi a 60-65°C con un tempo di riduzione a un decimo (D) generalmente di 1 minuto.
• La loro resistenza diminuisce in ambiente acido, in presenza di etanolo, mentre aumenta in presenza di zuccheri o sali.

Gruppi di Lieviti (Esempio)

Gruppi di Muffe (Esempio)