EFFETTI DELL'AMBIENTE SULLA CRESCITA MICROBICA

AMBIENTE: Fattori esterni ad un organismo che sono indispensabili per la sua sopravvivenza ↓ Fattori chimici, fisici, biologici

DISPONIBILITA' DI ACQUA

Presenza di acqua: indispensabile per la sopravvivenza dei micorganismi

Disponibilità di acqua: i soluti requisiscono l'acqua rendendola non disponibile per le cellule microbiche

La disponibilità di acqua viene espressa come:

Attivita' dell'acqua (Aw):rappresenta la quantità di acqua disponibile, cioè quella non legata alle molecole di soluto.E' inversamente proporzionale alla pressione osmotica

Aw= p(sol) = p p(water) p

°

Nel caso dell'acqua distillata: Aw = 1

Valori di Aw delle soluzioni di NaCl e saccarosio______________________________________________________________

Aw NaCl (% in peso) Saccarosio (%in peso) 0,99 1,7 15,4 0,98 3,4 26,0 0,86 18,1 65,6* 0,82 21,5*

* Saturazione

I microrganismi prevengono la perdita di acqua mantenendo la pressione osmotica del loro protoplasma superiore a quella ambientale mediante l'utilizzo di Soluti compatibili

Soluti compatibili: sostanze che non interferiscono sui normali processi metabolici della cellula. Es. colina, prolina, glicina, glicerolo, ecc.

Conc. di NaCl Attività Ambiente

tollerate (%g/100 ml) dell’acqua

________________________________________________________________________

Non alofili o basso alofili 0-6 1-0,95 carne,vegetali, pane

Es. E. coli. Caulobacter frutta, acqua di mare

Pseudomonas

Alofili moderati 6-15 0,90-0,85 prosciutto, salame,

Es. Bacillus, Stafilococchi marmellate

Lieviti, Penicillium torte alla frutta

Alofili estremi 15-36 0,75-0,70 laghi salati, alimenti

Es. Halobacterium (saturazione) sotto sale, dolci,

Actinospora frutta secca

Aspergillus

Saccaromyces 0,60 cioccolato, miele

rouxii latte in polvere

PH

Limite pH Limite inferiore ottimale superiore ACIDOFILIEs. Thiobacillus tioxidans 0,5 2,0-3,5 6,0 Cyanidium caldarium 0 2 5 Funghi 0 5 6,8

NEUTROFILILa maggior parte dei 4 6,8-7,0 8batteri e dei protozoi

ALCALOFILIAlcuni batteri 7 8-10 11,5Es. Bacillus alcalophilus

Il pH cellulare dei neutrofili è vicino alla neutralitàNegli acidofili e nei basofili il pH intracellulare può discostarsi dalla neutralità

Variazioni ambientali del pH danneggiano il microrganismo disgregando la membrana citoplasmatica, ostacolando l'attività degli enzimi e delle proteine di trasporto di membrana.

I microrganismi possono modificare il pH del loro habitat producendo metaboliti acidi o basici

TEMPERATURA

Influenza la velocità delle reazioni enzimaticheEntro certi valori di temperatura, la velocità di una reazione enzimatica raddoppia ogni 10°CTemperature cardinali: Temperatura di crescita minima “ “ “ ottimale “ “ “ massima

Limiti superiori di temperatura per la crescita di diversi organismi

Animali T° massima

Pesci e altri vertebrati acquatici 38

Insetti 45-50

Crostacei 49-50

Piante

Piante vascolari 45

Muschi 50

Microrganismi eucarioti

Protozoi 56

Alghe 55-60

Funghi 60-62

Procarioti 70-113

Microrganismi Temperatura °C Minima Ottimale Massima

PSICROFILI -5 +5 12 – 15 15 – 20Es. Bacillus insolitus Aquaspirillum psychrophilum Chlamydomonas nivalis (-36; 0; +4)Habitats: mari e ghiacciai

PSICROTROFI -5+5 25 – 30 30 – 35(o psicrofili facoltativi)Es. Pseudomonas Listeria SaccaromycesHabitats: suolo e acque dei climi temperati alimenti

Microrganismi Temperatura °C Minima Ottimale Massima

MESOFILI 5 – 15 30 – 40 35 – 47Es. Escherichia coli Staphylococcus aureusHabitats: suolo, acque, animali, piante

Microrganismi Temperatura °C Minima Ottimale Massima

TERMOFILI 35 – 40 55 – 75 60 -90 Es. Bacillus stearothermophilus Thermus aquaticusHabitats: sorgenti termali, aree vulcaniche, cataste di composti organici fertilizzanti, foraggio conservato nei silos, acque industriali calde, impianti di riscaldamento ad acqua calda

IPERTERMOFILI 69 – 90 88 – 106 100 – 113Es.Pyrodictium occultum (121) Thermococcus celer Pyrolobus fumariiHabitats: sorgenti termali

Adattamento alla psicrofilia- Gli enzimi funzionano in modo ottimale alle basse temperature- La frazione lipidica della membrana citoplasmatica è ricca di acidi grassi insaturi

Adattamento alle alte temperature- Le proteine e gli enzimi sono più stabili alle alte temperature- La frazione lipidica della membrana citoplasmatica è ricca di acidi grassi saturi

OSSIGENOI microrganismi si distinguono in:-Aerobi obbligati: crescono solo in presenza di ossigeno molecolare-Aerobi facoltativi: possono vivere in presenza o in assenza di ossigeno-Microaerofili: richiedono concentrazioni di ossigeno dal 2 al 10%-Anaerobi obbligati: sono subito uccisi dall'ossigeno-Anaerobi aerotolleranti: tollerano l'ossigeno ma non possono utilizzarlo per il loro metabolismo

FUNGHI:Sono aerobi obbligati Alcuni lieviti sono aerobi-anaerobi facoltativiAlghe: Sono aerobi obbligatiBATTERI e PROTOZOI sono: aerobi obbligati aerobi facoltativi anaerobi (obbligati e aerotolleranti) microaerofili

Formazione di derivati tossici dell'ossigeno

Enzimi che agiscono sui composti tossici dell'ossigeno, distruggendoli