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Biotecnologie microbiche in enologia (Anno Accademico 2015/2016)

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MICROBIAL BIOTECHNOLOGY IN OENOLOGY

Oggetto:

Anno accademico 2015/2016

Codice dell'attività didattica
INT0616
Docente
Dott. Ileana Vigentini (Contratto)
Corso di studi
[f290-c511] LM - Scienze viticole ed enologiche
Anno
2° anno
Tipologia
B - Caratterizzante
Crediti/Valenza
5
SSD dell'attività didattica
AGR/16 - microbiologia agraria
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
Prerequisiti
Nessuno / None
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

La finalità del corso è fare acquisire conoscenze sull’identità, sugli aspetti genetici e sul ruolo dei microrganismi che possono intervenire nella filiera vinicola. Oggetto di studio sono i lieviti e i batteri di principale interesse per il processo di vinificazione.  Saranno forniti allo studente strumenti conoscitivi per isolare, identificare e caratterizzare i microrganismi per il monitoraggio del processo di vinificazione e per il riconoscimento e la prevenzione delle alterazioni microbiche del vino. Inoltre, verranno trattate le nozioni di base sulle biotecnologie microbiche e l’uso di microrganismi geneticamente modificati in enologia.

 

 Aim of the course is to give basic knowledge for understanding the identity, the genetic traits and the role of wine microorganisms with particular attention to lactic acid bacteria and yeasts, as well as the microorganisms that can modify the final product. In addition, the course will release information on microbial biotechnology and the use of genetically modified microorganisms in winemaking.

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Risultati dell'apprendimento attesi

 Lo studente, alla fine del corso, acquisirà delle conoscenze di base e avanzate
nell'ambito della genetica dei microrganismi enologici e della biologia
molecolare. In generale, i risultati dell'apprendimento attesi riguarderanno:
i)  identificazione e tipizzazione delle specie microbiche associate
all’ambiente enologico; ii) tecnologia del DNA ricombinante. Lo studente sarà
in grado di elaborare consulenze/soluzioni relativamente all’applicazione di
tecniche di identificazione e caratterizzazione molecolare dei microrganismi.
Acquisirà autonomia di giudizio partecipando personalmente ad esercitazioni
pratiche incentrate su punti chiave della trasformazione enologica
(inoculo/ceppi starters, monitoraggio della fermentazione/identificazione e
caratterizzazione dei ceppi dominanti, deterioramento del
prodotto/identificazione di microrganismi contaminanti).

 

At the end of the course, the student will acquire basic and advanced knowledge regarding genetics and molecular biology of wine microorganisms. In general,
the expected learning outcomes will include: i) identification and typing of microbial species associated with wine environment; ii) recombinant DNA technology; iii) GMM in oenology. The student will be able to provide advice/solutions for the implementation of molecular techniques useful for the identification and typing of microorganisms. The student will improve her/his judgment thanks to the participation to practical lessons focusing on key points in wine transformation (inoculum/starter strains, monitoring of fermentation/identification and characterization of the dominant
strains
, wine spoilage/identification of spoilage microorganisms).

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Modalità di insegnamento

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Modalità di verifica dell'apprendimento

 Journal Club: preparazione di una presentazione orale e scritta sulla base di una pubblicazione scientifica avanzata e internazionale. Domande orali sui temi della pubblicazione e su quelli trattati durante il corso.

 

 Journal Club: oral presentation on the available international scientific literature.

Esame scritto e orale

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Programma

Lezioni teoriche

Sistematica di lieviti e batteri lattici basata su criteri molecolari

Filogenesi dei microrganismi di interesse enologico

Il genoma di S. cerevisiae

Il genoma di O. oeni

Dinamica dei genomi di lieviti e batteri

Lieviti non-Saccharomyces in enologia

Analisi genetica di microrganismi di interesse enologico

  • Tecniche di estrazione di acidi nucleici da      matrici enologiche
  • Sequenziamento      del DNA
  • Strumenti      molecolari d’identificazione della specie
  • Strumenti      molecolari di tipizzazione

Le biotecnologie microbiche

La tecnologia del DNA ricombinante

Applicazioni biotecnologiche in enologia

Esercitazioni

Isolamento di lieviti da mosto

  1. Estrazione e purificazione del DNA degli      isolati
  2. Amplificazione PCR delle regioni ITS e      separazione elettroforetica dei prodotti di PCR
  3. Tipizzazione attraverso amplificazione PCR      delle regioni Interdelta di S.      cerevisiae e digestione enzimatica del DNA mitocondriale di lievito
  4. Separazione su gel di agarosio dei prodotti      di amplificazione e digestione
  5. Clonaggio genico in S. cerevisiae: disegno di primers con adeguati siti di      restrizione, ligazione del gene di interesse in un vettore shuttle E. coli/S. cerevisiae, trasformazione di E. coli, Miniprep da E.      coli trasformati, trasformazione di lievito e verifica per PCR.

 

Lessons

Yeast and Lactic Acid Bacteria (LABs) Systematics

Phylogenesis of the microorganisms with oenological interest

Genetics of S. cerevisiae

Genetics of O. oeni

Dynamic of Yeast and LABs Populations during must/wine fermentation

Non-Saccharomyces wine yeasts

Bimolecular Analysis of the microorganisms with oenological interest:

  • Nucleic      acids extraction from oenological substrates
  • DNA      sequencing: Sanger and Pyrosequencing approaches
  • Molecular      tools for the yeasts and LABs identification
  • Molecular      tools for the typing of yeasts and LABs

Microbial Biotechnology

Recombinant DNA technology

Wine Biotechnology

Laboratory classes

  1. Yeast      isolation from musts
  2. Extraction      and purification of DNA
  3. PCR of the ribosomal regions ITS and      electrophoretic separation of the PCR products on agarose gel
  4. Typing of the S. cerevisiae species

Gene cloning in S. cerevisiae: design of the primers, gene ligation in a shuttle vector E. coli/S. cerevisiae, E. coli transformation, Mini-preps from recombinant colonies of E. coli, S. cerevisiae transformation, cloning confirmation by PCR. 

Testi consigliati e bibliografia

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Materiale del docente distribuito durante le lezioni

Vincenzini M., Romano P., Farris G.A. Microbiologia del Vino. Casa editrice Ambrosiana.

Helmut K., Gottfried U., Jürgen F. Biology of Microorganisms on Grape, in Must and in Wine. Springer

 

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Note

 

 

 

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Ultimo aggiornamento: 10/06/2015 17:22
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