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
0,98
0,86
0,82
1,7
3,4
18,1
21,5*
15,4
26,0
65,6*
* 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
tollerate (%g/100 ml)
dell’acqua
Ambiente
________________________________________________________________________
Non alofili o basso alofili
0-6
1-0,95
Es. E. coli. Caulobacter
carne,vegetali, pane
frutta, acqua di mare
Pseudomonas
Alofili moderati
6-15
0,90-0,85
Es. Bacillus, Stafilococchi
marmellate
Lieviti, Penicillium
Alofili estremi
Es. Halobacterium
prosciutto, salame,
torte alla frutta
15-36
0,75-0,70
(saturazione)
laghi salati, alimenti
sotto sale, dolci,
Actinospora
frutta secca
Aspergillus
Saccaromyces
rouxii
0,60
cioccolato, miele
latte in polvere
PH
Limite
inferiore
ACIDOFILI
Es.
Thiobacillus tioxidans
Cyanidium caldarium
Funghi
NEUTROFILI
La maggior parte dei
batteri e dei protozoi
ALCALOFILI
Alcuni batteri
Es.
Bacillus alcalophilus
pH
ottimale
Limite
superiore
0,5
0
0
2,0-3,5
2
5
6,0
5
6,8
4
6,8-7,0
8
7
8-10
11,5
Il pH cellulare dei neutrofili è vicino alla neutralità
Negli 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 enzimatiche
Entro certi valori di temperatura, la velocità di una reazione enzimatica
raddoppia ogni 10°C
Temperature cardinali: Temperatura di crescita minima
“
“ “
ottimale
“
“ “
massima
Limiti superiori di temperatura per la crescita di diversi organismi
Animali
Pesci e altri vertebrati acquatici
T° massima
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
Es. Bacillus insolitus
Aquaspirillum psychrophilum
Chlamydomonas nivalis (-36; 0; +4)
Habitats: mari e ghiacciai
12 – 15
15 – 20
PSICROTROFI
-5+5
(o psicrofili facoltativi)
Es. Pseudomonas
Listeria
Saccaromyces
Habitats: suolo e acque dei climi temperati
alimenti
25 – 30
30 – 35
Microrganismi
Minima
MESOFILI
Es. Escherichia coli
Staphylococcus aureus
Habitats: suolo, acque,
animali, piante
5 – 15
Temperatura °C
Ottimale
30 – 40
Massima
35 – 47
Microrganismi
Minima
Temperatura °C
Ottimale
TERMOFILI
35 – 40
55 – 75
Es. Bacillus stearothermophilus
Thermus aquaticus
Habitats: sorgenti termali, aree vulcaniche,
cataste di composti organici fertilizzanti,
foraggio conservato nei silos,
acque industriali calde,
impianti di riscaldamento ad acqua calda
IPERTERMOFILI
Es.Pyrodictium occultum
Thermococcus celer
Pyrolobus fumarii
Habitats: sorgenti termali
69 – 90
88 – 106
Massima
60 -90
100 – 113
(121)
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
OSSIGENO
I 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 facoltativi
Alghe:
Sono aerobi obbligati
BATTERI 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