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Effetto di rame e pH sulla crescita di lieviti Saccharomyces isolati da mosto e vinaccia in fermentazione

Informazioni tesi

  Autore: Roberto Calzavara
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2012-13
  Università: Università degli Studi di Padova
  Facoltà: Agraria
  Corso: Scienze e tecnologie agroalimentari
  Relatore: Viviana Corich
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 78

In questa tesi sono riportati i risultati relativi alla valutazione dell’effetto dei parametri pH e concentrazione di rame su alcuni ceppi di lievito Saccharomyces cerevisiae provenienti da mosto e vinaccia in fermentazione, ottenuti da uve Tocai e Glera in una sperimentazione precedente. Il progetto ha previsto la determinazione dell’evoluzione della popolazione di lieviti in termini quantitativi mediante conta su piastra. Successivamente, su un totale di 200 isolati per ogni varietà e tempo di campionamento (dopo 6 giorni e al termine della fermentazione), è stata effettuata una caratterizzazione molecolare a livello di ceppo attraverso l’analisi del DNA mitocondriale. Sono stati quindi individuati un totale di 8 profili diversi per Tocai e 24 per Glera. Rispettivamente tre e cinque ceppi per ogni varietà sono stati scelti in base alla maggiore o minore presenza in mosto per valutare la crescita a diverse concentrazioni di rame. Innanzitutto sono state messe a punto le condizioni del test, valutando il terreno opportuno e le concentrazioni di rame (tra 0,05 e 1,5 mM) in grado di evidenziare il comportamento dei ceppi. I ceppi più resistenti in mezzo minimo sono risultati in generale quelli maggiormente presenti in vinaccia. Si è voluto quindi valutare l’effetto della variazione di pH sulla concentrazione critica di rame individuata per ciascun ceppo. In questo caso il comportamento è risultato in alcuni casi variabile in relazione al pH, in altri la crescita è stata favorita da pH più alti. Per tre ceppi inoltre è stato valutato l’effetto della variazione di pH sulla velocità di acidificazione. Le cinetiche di fermentazione in mosto sintetico a diversi pH non hanno evidenziato differenze rilevanti. La resistenza al rame è stata infine testata in mosto sintetico, le concentrazioni critiche osservate in mezzo YNB sono confermate in alcuni casi, mentre in altri sono state notevolmente aumentate. Per concludere, sui ceppi analizzati, è stata effettuata un’ analisi molecolare in real time PCR per verificare il numero di copie del gene CUP1, codificante per una metallotioneina che svolge un ruolo essenziale nel metabolismo del rame.

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1 1. INTRODUZIONE 1.1 Il rame come microelemento Il rame è un elemento naturale che si trova sulla crosta terrestre, negli oceani, laghi e fiumi, ed è presente in quantità variabili, da piccole tracce fino a costituire ricchi depositi minerari. Diversi studi ritengono il rame un indicatore dell’evoluzione delle condizioni dell’ossigeno sulla terra (da anaerobie ad aerobie) e quindi legato alla presenza di organismi superiori (cellule eucariotiche). Nel periodo Precambriano quando la pressione stazionaria dell’ossigeno nell'atmosfera era piuttosto bassa, il rame esisteva come metallo insolubile in acqua e non poteva essere utilizzato dagli organismi. Quando poi il rame ossidandosi è diventato Cu 2+ per aumento della pressione dell’ ossigeno atmosferico, è divenuto disponibile per gli organismi contribuendo quindi all’evoluzione, durante l’era del Proteozoico, alle prime forme di cellule eucariotiche. (EI Ochia, 1987). Tutt'altro che nocivo quindi, in dosi opportune, il rame fa parte dei microelementi o oligoelementi necessari per la sopravvivenza di ogni forma di vita (umana, animale, vegetale e microrganismi). E’ necessario per un’ampia gamma di processi biochimici sia nei microrganismi procarioti che eucarioti, ed è in grado di comportarsi come donatore o accettore di elettroni a seconda che il suo stato di ossidazione sia Cu +1 o Cu +2 . Il rame è perciò coinvolto in reazioni di ossidoriduzione che avvengono nei processi metabolici, come la respirazione mitocondriale, la sintesi della melanina e la reticolazione del collagene. Inoltre è contenuto in enzimi antiossidanti come la superossidodismutasi (Cu/Zn-SOD) e ha un ruolo di cofattore di proteine coinvolte nell’omeostasi del ferro. È un minerale ubiquitario, lo si può trovare in moltissimi alimenti, tra i quali anche l’uva, perché grazie alla sua azione fungicida, ha un ruolo da protagonista nella lotta antiperonosporica nei vigneti. Per questo motivo, ogni organismo ha elaborato una serie di meccanismi complessi per il controllo dell’assorbimento cellulare, la distribuzione, la disintossicazione e l'eliminazione del rame.

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Parole chiave

rame
ph
fermentazione
saccharomyces
copper
yeast
must
mosto
vinaccia
grape must

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