Funghi: Struttura e Riproduzione

Funghi

• Funghi sono un gruppo di organismi eucariotici eterotrofi privi di clorofilla
• La parete cellulare dei funghi è costituita da chitina
• I funghi possono essere unicellulari (lieviti) o pluricellulari (muffe)
• Si riproducono sia in modo sessuato che asessuato

Riproduzione

• La riproduzione asessuata può avvenire attraverso la mitosi, la gemmazione o la produzione di spore
• La riproduzione sessuata coinvolge l'unione di due ife di ceppi compatibili, con la successiva fusione dei nuclei aploidi
• La fusione dei nuclei aploidi non avviene immediatamente, ma i nuclei si dividono ripetutamente nell'ifa, dando origine al dicarion
• In seguito, i due nuclei si fondono, formando uno zigote diploide che subisce la meiosi dando origine a 4 spore aploidi

Struttura

• Il corpo o struttura vegetativa del fungo è detto tallo
• Nelle muffe, il tallo è pluricellulare e può raggiungere dimensioni visibili ad occhio nudo
• Nei lieviti, il tallo è unicellulare e ha dimensioni microscopiche

Muffe

• Le muffe sono costituite da ife filamentose che formano il micelio
• Le ife possono essere cenocitiche o settate, mono- o pluri-nucleate
• Il micelio può essere diviso in micelio aereo (funzione replicativa) e micelio vegetativo (funzione nutritiva)
• I Phylum comprendono Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota e Basidiomycota

Caratteristiche delle Muffe

• La maggior parte delle muffe si sviluppano tra 15-30°C, con un'ottimale a 20-25°C
• Alcune muffe sono psicrofile o criofile, sviluppandosi a temperature inferiori a 5°C
• Alcune muffe sono termofile, sviluppandosi anche a 50°C
• Alcune muffe sono xerofile, sviluppandosi con un'attività dell'acqua (Aw) ridotta
• Alcune muffe sono igrofile, sviluppandosi con un'Aw superiore a 0.95%
• Alcune muffe sono osmofile o osmotoleranti
• Le muffe si sviluppano in un ampio range di pH, con un ottimale acido
• Le muffe sono aerobie

Ruolo delle Muffe negli Alimenti

• Le muffe possono essere utili nella maturazione di alcuni formaggi e salumi fermentati
• Alcune muffe sono alterative, provocando alterazioni dei caratteri organoelettici dei prodotti
• Alcune muffe sono patogene, producendo micotossine

Genere Penicillium

• Esempi di specie del genere Penicillium:
  • Penicillium camemberti (Camembert)
  • Penicillium nalgiovense (salumi)
  • Penicillium chrysogenum
  • Penicillium verrucosum var cyclopium
  • Penicillium gladioli (salami)
  • Penicillium roqueforti (Gorgonzola e Roquefort)

Termoresistenza delle Muffe

• Il micelio e le spore asessuate (vegetative) sono distrutti dalla pastorizzazione
• Le spore sessuate possono presentare elevata termoresistenza
• Durante il trattamento termico, può verificarsi l'effetto condominio, ovvero la penetrazione del calore è resa difficile dall'ammasso di miceli e spore

Lieviti

• I lieviti sono organismi unicellulari microscopici
• Sui terreni di coltura agarizzati, i lieviti formano aggregati macroscopicamente evidenti (colonie)
• I lieviti sono responsabili di importanti fenomeni regolatori, tra cui:
  • L'Effetto Pasteur
  • L'Effetto Crabtree (anti-pasteur)

Effetto Pasteur

• L'Effetto Pasteur si riferisce al rallentamento della glicolisi in presenza di ossigeno
• In aerobiosi, i lieviti consumano meno glucosio rispetto all'anaerobiosi
• La velocità di trasformazione del glucosio in piruvato è più lenta in aerobiosi

Vantaggi della Respirazione

• I processi di respirazione sono più favorevoli da un punto di vista metabolico rispetto ai processi fermentativi
• Durante la respirazione si producono 38 ATP a partire da 1 glucosio, mentre in anaerobiosi si producono solo 2 ATP
• Per ottenere la stessa resa energetica, è necessario un minor consumo di zucchero nella respirazione

Meccanismo dell'Effetto Pasteur

• L'Effetto Pasteur è strettamente relazionato all'azione della fosfo frutto chinasi (PFK)
• L'enzima PFK è inibito da alti livelli di ATP, che si riscontrano in aerobiosi
• L'effetto Pasteur si verifica a basse concentrazioni di glucosio

Effetto Crabtree

• L'Effetto Crabtree consiste nell'inibizione della respirazione cellulare ad opera di elevate concentrazioni di glucosio
• Ad alte concentrazioni di glucosio, predomina la fermentazione nei lieviti, anche in presenza di ossigeno
• Il NADH, generato durante la glicolisi, è ossidato con la fermentazione piuttosto che con la respirazione

Meccanismo dell'Effetto Crabtree

• L'Effetto Crabtree è una conseguenza della repressione da glucosio (repressione da catabolita)
• In presenza di un eccesso di glucosio, vengono repressi i geni che codificano per il trasporto di zuccheri all'interno della cellula e per la via respiratoria
• In particolare, sono inibiti i geni che codificano per la sintesi del citocromo a.

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