Morfologia, dimensioni, organizzazione. Differenze Batteri, Archea, Eucarioti. La parete: Gram positivi, Gram negativi, Archea. Membrana citoplasmatica; sistemi di secrezione e trasporto. Capsula, strati S. Appendici esterne: flagelli e movimento casuale e orientato; fimbrie e pili. Il protoplasto: citoplasma, ribosomi, nucleoide, corpi di inclusione.
Composizione elementare della cellula. Categorie nutrizionali. Terreni di coltura: minimi e complessi, selettivi e differenziali. Arricchimento e isolamento in coltura pura. Crescita di popolazioni microbiche: metodi per la determinazione della biomassa e del numero di cellule. Descrizione matematica della crescita. Curva di crescita. Fattori ambientali che influenzano la crescita microbica: temperatura, pH, disponibilità di acqua, disponibilità di ossigeno. Microrganismi estremofili. Metodi fisici e chimici per il controllo della crescita.
Chemiotrofia. Fermentazione. Respirazione aerobica. Respirazione anaerobica: denitrificazione, desulfuricazione, metanogenesi, omoacetogenesi. Chemiolitotrofia e principali microrganismi chemiolitotrofi. Fotosintesi ossigenica e anossigenica. Metabolismo assimilativo e biosintetico. Assimilazione di composti organici. Assimilazione di CO2. Assimilazione di N combinato, azoto fissazione. Assimilazione di zolfo e fosforo.
Sistemi di classificazione. Metodi convenzionali e molecolari per l’identificazione.
Ruolo dei microrganismi nei cicli di C, N, S. Cenni alla degradazione di composti organici naturali e di sintesi in aerobiosi e anaerobiosi. Simbiosi diazotrofe. Esempi di applicazioni in biotecnologie ambientali.
Proprietà generali dei virus. Struttura e organizzazione dei virioni. Moltiplicazione dei virus. Modalità di studio dei virus. Esempi di cicli vitali di batteriofagi e di virus di eucarioti.
Il genoma dei procarioti; cromosoma, plasmidi, altri elementi genetici accessori. Integrità dell’informazione genetica e generazione di mutazioni. Tipi di mutanti e sistemi di selezione. Trasferimento genico orizzontale: coniugazione, trasformazione, trasduzione. Significato evolutivo della plasticità del genoma.
Il ruolo del microbiota dell’uomo. I batteri patogeni: serbatoi e trasmissione. Concetti di patogenicità e virulenza. I fattori di virulenza. Endotossine. Classificazione ed esempi di meccanismi di azione di esotossine. Cenni alle difese dell’ospite.

Microrganismi di interesse enologico. I lieviti di interesse enologico. I lieviti della vinificazione. Cinetica di crescita dei lieviti. La fermentazione spontanea e la fermentazione controllata. I lieviti selezionati. La rifermentazione. L’autolisi dei lieviti. I lieviti killer. Genetica dei lieviti da vino. I lieviti geneticamente modificati. Significato enologico dei batteri lattici. Le alterazioni del vino originate da lieviti. Le alterazioni del vino dovute a muffe. Alterazioni del vino dovute a batteri lattici. Alterazioni del vino dovute ai batteri acetici ed altri. Vinificazioni speciali da un punto di vista microbiologico. La stabilizzazione biologica di mosti e vini. La depurazione microbiologica delle acque di scarico dell’industria enologica.
Esercitazioni - Preparazione di mezzi di coltura, conteggio, identificazione e selezione di microrganismi di interesse enologico. Osservazione di lieviti di importanza enologica.

Madigan et al., Brock - Biologia dei Microrganismi, Pearson Italia, 16 ed., 2022
Zambonelli C. Microbiologia e Biotecnologia dei vini, Ed agricole, Bologna, 1998.