Course Syllabus
Obiettivi
Questo modulo fornisce alle studentesse e agli studenti una comprensione integrata delle relazioni tra microrganismi, sistemi alimentari e salute umana, all’interno di una prospettiva One Health e di sostenibilità. Il modulo affronta il ruolo dei microrganismi nella produzione alimentare, nella conservazione degli alimenti e nella riduzione dello spreco alimentare, nonché gli aspetti di sicurezza e regolatori associati ai prodotti e alle applicazioni basati su microrganismi. Particolare attenzione è dedicata alle malattie a trasmissione alimentare, all’antimicrobico-resistenza, ai probiotici, ai nutraceutici basati su microrganismi e alla teoria dello svuotamento del bioma, con l’obiettivo di collegare la microbiologia degli alimenti alla salute pubblica e ai sistemi alimentari sostenibili.
Conoscenza e capacità di comprensione
Le studentesse e gli studenti acquisiranno conoscenze riguardanti:
il ruolo dei microrganismi nei sistemi alimentari e la loro rilevanza per la salute umana;
i principi di base delle fermentazioni alimentari e dell’impiego degli starter microbici;
il contributo dei microrganismi alla conservazione degli alimenti e alla riduzione dello spreco alimentare;
i principali aspetti di sicurezza e regolatori relativi alle applicazioni microbiche negli alimenti;
i concetti di probiotici, prebiotici e nutraceutici basati su microrganismi;
la rilevanza delle malattie a trasmissione alimentare, dell’antimicrobico-resistenza e della teoria dello svuotamento del bioma in una prospettiva One Health.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Le studentesse e gli studenti svilupperanno la capacità di applicare concetti microbiologici di base all’analisi dei sistemi alimentari e delle problematiche di salute connesse agli alimenti. Saranno in grado di valutare applicazioni microbiche nella produzione alimentare, nella conservazione degli alimenti e nella riduzione dello spreco alimentare, considerando il loro potenziale contributo alla sostenibilità, alla sicurezza alimentare e alla salute pubblica. Le studentesse e gli studenti impareranno inoltre a interpretare esempi e casi studio relativi a prodotti e processi basati su microrganismi, con attenzione al razionale scientifico, alle implicazioni di sicurezza e al contesto regolatorio.
Autonomia di giudizio
Le studentesse e gli studenti acquisiranno la capacità di valutare criticamente le opportunità e i limiti associati all’impiego dei microrganismi nei sistemi alimentari. Saranno in grado di valutare, a un livello di base ma scientificamente fondato, i potenziali benefici e rischi delle applicazioni microbiche nella produzione alimentare e per la salute umana, inclusi alimenti fermentati, probiotici e altri prodotti basati su microrganismi. Svilupperanno inoltre la capacità di inquadrare le problematiche microbiologiche all’interno delle più ampie sfide della sostenibilità e dell’approccio One Health, incluse l’antimicrobico-resistenza, le malattie a trasmissione alimentare e le alterazioni degli ecosistemi microbici associati all’uomo.
Abilità comunicative
Le studentesse e gli studenti saranno in grado di comunicare i principali concetti della microbiologia degli alimenti e delle applicazioni microbiche per la sostenibilità e la salute utilizzando un linguaggio scientifico appropriato. Svilupperanno la capacità di spiegare temi microbiologici a interlocutori con background disciplinari diversi, con particolare attenzione alla connessione tra sistemi alimentari, salute pubblica, sostenibilità ambientale e One Health.
Capacità di apprendimento
Le studentesse e gli studenti acquisiranno gli strumenti concettuali e metodologici di base necessari per approfondire autonomamente temi relativi alla microbiologia degli alimenti, ai sistemi alimentari sostenibili e al contributo dei microrganismi alla salute umana. Saranno in grado di consultare materiali didattici, letteratura scientifica, documenti istituzionali e fonti regolatorie per aggiornare e integrare le proprie conoscenze in un contesto interdisciplinare.
Contenuti sintetici
• La microbiologia degli alimenti nel quadro One Health.
• Fondamenti delle fermentazioni alimentari e delle applicazioni microbiche nei sistemi alimentari.
• Starter microbici e loro applicazioni nella produzione alimentare.
• Ruolo dei microrganismi nella conservazione degli alimenti e nelle strategie di riduzione dello spreco alimentare.
• Aspetti di sicurezza e regolatori delle applicazioni microbiche negli alimenti.
• Microrganismi, alimenti e salute pubblica: probiotici, antimicrobico-resistenza, malattie a trasmissione alimentare e teoria dello svuotamento del bioma.
Programma esteso
La microbiologia degli alimenti nel quadro One Health
• Ruolo dei microrganismi all’interfaccia tra sistemi alimentari, salute umana, salute animale e ambiente.
• Microrganismi associati agli alimenti come agenti benefici, tecnologici, alteranti o patogeni.
• Contributo dei microrganismi ai sistemi alimentari sostenibili, alla sicurezza alimentare e alla salute pubblica.
• Applicazione dell’approccio One Health alla microbiologia degli alimenti e ai rischi microbici.
Fondamenti delle fermentazioni alimentari e delle applicazioni microbiche nei sistemi alimentari
• Origini e significato delle fermentazioni alimentari.
• Definizione di alimento fermentato.
• Fermentazioni spontanee e fermentazioni con inoculo.
• Principali categorie di alimenti fermentati e loro rilevanza per conservazione, qualità nutrizionale e sostenibilità.
Starter microbici e loro applicazioni nella produzione alimentare
• Evoluzione, definizione e classificazione delle colture starter.
• Funzioni tecnologiche degli starter microbici nella produzione alimentare.
• Colture starter come strumenti per standardizzare i processi alimentari, migliorare la sicurezza e ridurre le perdite alimentari.
• Starter microbici e salute pubblica: contesto regolatorio, status QPS e problematiche emergenti di sicurezza.
Ruolo dei microrganismi nella conservazione degli alimenti e nelle strategie di riduzione dello spreco alimentare
• Ruolo dei microrganismi nella conservazione degli alimenti.
• Strategie microbiche per controllare l’alterazione degli alimenti e migliorarne la shelf-life.
• Contributo dei processi microbici alla prevenzione, riduzione e valorizzazione dello spreco alimentare.
• Esempi di applicazioni microbiche per il riuso o la trasformazione di sottoprodotti alimentari.
Aspetti di sicurezza e regolatori delle applicazioni microbiche negli alimenti
• Principali aspetti di sicurezza relativi all’uso intenzionale di microrganismi negli alimenti.
• Concetti regolatori rilevanti per le applicazioni microbiche nei sistemi alimentari.
• Valutazione della sicurezza delle colture microbiche e dei prodotti basati su microrganismi.
• Razionale scientifico e valutazione critica dei claim relativi ai prodotti microbici per la salute umana.
Microrganismi, alimenti e salute pubblica: probiotici, antimicrobico-resistenza, malattie a trasmissione alimentare e teoria dello svuotamento del bioma
• Definizioni scientifiche e legali di probiotici.
• Prebiotici e altri prodotti correlati ai microrganismi.
• Malattie a trasmissione alimentare: principali tipologie, vie di trasmissione e impatto socio-economico.
• Strategie per la prevenzione e il contenimento delle malattie a trasmissione alimentare.
• Diffusione dei geni di antimicrobico-resistenza attraverso alimenti, animali, esseri umani e ambiente.
• Strategie per ridurre l’uso di antibiotici e l’antimicrobico-resistenza in una prospettiva One Health.
• Teoria dello svuotamento del bioma e sua possibile relazione con le malattie non comunicabili nelle società industrializzate.
Prerequisiti
• Conoscenze di base di biologia.
• Conoscenze di base di chimica.
• Una comprensione di base dei concetti di ecologia e sostenibilità è utile ma non obbligatoria.
Modalità didattica
Il modulo prevede 4 CFU, corrispondenti a 40 ore di attività didattiche svolte in presenza.
Le attività didattiche comprendono 30 ore di didattica erogativa (DE), svolte in presenza (LEL), dedicate alla presentazione delle basi scientifiche e concettuali del modulo. Queste attività introdurranno i principali concetti relativi alla microbiologia degli alimenti, alle applicazioni microbiche nei sistemi alimentari, alla sicurezza alimentare, alla salute pubblica e alla sostenibilità.
Il modulo comprende inoltre 10 ore di didattica interattiva (DI), svolte in presenza (LEL). Le attività interattive includeranno discussione guidata di casi studio, analisi di esempi tratti dalla letteratura scientifica, attività di problem-solving, brevi dibattiti ed esercitazioni di gruppo focalizzate sulle applicazioni dei microrganismi nei sistemi alimentari, sulla conservazione degli alimenti, sulla riduzione dello spreco alimentare, sulle malattie a trasmissione alimentare, sull’antimicrobico-resistenza e sull’approccio One Health.
Eventuali laboratori virtuali potranno essere utilizzati come attività di supporto facoltative, in funzione della disponibilità di strumenti adeguati e della loro coerenza con gli obiettivi formativi del modulo. Non sono previsti come attività didattiche obbligatorie.
Materiale didattico
Le slide delle lezioni e il materiale didattico di approfondimento saranno resi disponibili sulla piattaforma e-learning dell’insegnamento. Il materiale di approfondimento potrà includere articoli scientifici, report istituzionali, documenti regolatori e altre risorse relative agli argomenti trattati nel modulo.
Non è previsto un libro di testo obbligatorio.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre.
Modalità di verifica del profitto e valutazione
La valutazione del modulo si basa prevalentemente su una prova scritta individuale relativa ai principali argomenti trattati durante il modulo. La prova è parte della valutazione complessiva dell’insegnamento integrato di laboratorio e contribuisce alla determinazione del voto finale secondo le modalità definite nel syllabus dell’intero insegnamento.
La prova scritta comprende quesiti a risposta aperta finalizzati a verificare il raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi. I quesiti potranno richiedere di descrivere concetti chiave, collegare argomenti diversi, interpretare casi studio o esempi, e discutere criticamente il ruolo dei microrganismi nei sistemi alimentari, nella sicurezza alimentare, nella salute pubblica, nella sostenibilità e nel quadro One Health.
È prevista una prova orale facoltativa, su richiesta della studentessa, dello studente o del docente. La prova orale può essere utilizzata per integrare la prova scritta, discuterne gli esiti o, ove appropriato, sostituirla. In tutti i casi, la prova orale valuterà gli stessi risultati di apprendimento della prova scritta, con particolare attenzione alla capacità di argomentare criticamente, collegare argomenti diversi e utilizzare una terminologia scientifica appropriata.
La valutazione del modulo contribuirà al voto finale dell’insegnamento integrato di laboratorio, espresso in trentesimi, da 18/30 a 30/30 e lode. La valutazione terrà conto dei seguenti criteri:
• conoscenza e comprensione degli argomenti trattati nel modulo;
• capacità di applicare concetti microbiologici ai sistemi alimentari, alla sostenibilità e a problematiche di salute pubblica;
• capacità di collegare concetti diversi in una prospettiva One Health;
• autonomia di analisi e giudizio nell’interpretazione di casi studio ed esempi;
• chiarezza, coerenza e accuratezza delle risposte;
• uso appropriato della terminologia scientifica.
Orario di ricevimento
Su appuntamento, in presenza oppure online, previa richiesta via e-mail.
Sustainable Development Goals
Aims
This module provides students with an integrated understanding of the relationships between microorganisms, food systems and human health within a One Health and sustainability framework. The module addresses the role of microorganisms in food production, food preservation and food waste reduction, as well as the safety and regulatory aspects of microbial-based products and applications. Specific attention is given to foodborne diseases, antimicrobial resistance, probiotics, microbial-based nutraceuticals and biome depletion theory, with the aim of linking food microbiology to public health and sustainable food systems.
Knowledge and understanding
Students will acquire knowledge concerning:
- the role of microorganisms in food systems and their relevance for human health;
- the basic principles of food fermentation and the use of microbial starters;
- the contribution of microorganisms to food preservation and food waste reduction;
- the main safety and regulatory issues related to microbial applications in food;
- the concepts of probiotics, prebiotics and microbial-based nutraceuticals;
- the relevance of foodborne diseases, antimicrobial resistance and biome depletion theory in a One Health perspective.
Applying knowledge and understanding
Students will develop the ability to apply basic microbiological concepts to the analysis of food systems and food-related health issues. They will be able to evaluate microbial applications in food production, preservation and waste reduction, considering their potential contribution to sustainability, food safety and public health. Students will also learn to interpret examples and case studies concerning microbial-based products and processes, with attention to their scientific rationale, safety implications and regulatory context.
Making judgements
Students will acquire the ability to critically assess the opportunities and limitations associated with the use of microorganisms in food systems. They will be able to evaluate, at a basic but scientifically grounded level, the potential benefits and risks of microbial applications in food production and human health, including fermented foods, probiotics and other microbial-based products. They will also develop the capacity to frame microbiological issues within broader sustainability and One Health challenges, including antimicrobial resistance, foodborne diseases and changes in human-associated microbial ecosystems.
Communication skills
Students will be able to communicate the main concepts of food microbiology and microbial applications for sustainability and health using appropriate scientific language. They will develop the ability to explain microbiological topics to audiences with different disciplinary backgrounds, with particular attention to the connection between food systems, public health, environmental sustainability and One Health.
Learning skills
Students will acquire the basic conceptual and methodological tools needed to further explore topics related to food microbiology, sustainable food systems and microbial contributions to human health. They will be able to consult teaching materials, scientific literature, institutional documents and regulatory sources in order to update and integrate their knowledge in an interdisciplinary context.
Contents
• Food microbiology in the One Health framework.
• Fundamentals of food fermentation and microbial applications in food systems.
• Microbial starters and their applications in food production.
• Role of microorganisms in food preservation and food waste reduction strategies.
• Safety and regulatory aspects of microbial applications in food.
• Microorganisms, food and public health: probiotics, antimicrobial resistance, foodborne diseases and biome depletion theory.
Detailed program
Food microbiology in the One Health framework
• Role of microorganisms at the interface between food systems, human health, animal health and the environment.
• Food-associated microorganisms as beneficial, technological, spoilage or pathogenic agents.
• Microbial contributions to sustainable food systems, food safety and public health.
• The One Health approach applied to food microbiology and microbial risks.
Fundamentals of food fermentation and microbial applications in food systems
• Origins and significance of food fermentation.
• Definition of fermented foods.
• Spontaneous and inoculated fermentations.
• Main categories of fermented foods and their relevance for preservation, nutritional quality and sustainability.
Microbial starters and their applications in food production
• Evolution, definition and classification of starter cultures.
• Technological functions of microbial starters in food production.
• Starter cultures as tools to standardize food processes, improve safety and reduce food losses.
• Microbial starters and public health: regulatory context, QPS status and emerging safety concerns.
Role of microorganisms in food preservation and food waste reduction strategies
• Role of microorganisms in food preservation.
• Microbial strategies to control spoilage and improve food shelf-life.
• Contribution of microbial processes to the prevention, reduction and valorization of food waste.
• Examples of microbial applications for the reuse or transformation of food by-products.
Safety and regulatory aspects of microbial applications in food
• Main safety issues related to the intentional use of microorganisms in foods.
• Regulatory concepts relevant to microbial applications in food systems.
• Safety assessment of microbial cultures and microbial-based products.
• Scientific rationale and critical evaluation of claims related to microbial products for human health.
Microorganisms, food and public health: probiotics, antimicrobial resistance, foodborne diseases and biome depletion theory
• Scientific and legal definitions of probiotics.
• Prebiotics and other microbial-related products.
• Foodborne diseases: main types, routes of transmission and socio-economic impact.
• Strategies for the prevention and containment of foodborne diseases.
• Spread of antimicrobial resistance genes through food, animals, humans and the environment.
• Strategies to reduce antibiotic use and antimicrobial resistance from a One Health perspective.
• Biome depletion theory and its possible relationship with non-communicable diseases in industrialized societies.
Prerequisites
• Basic knowledge of biology.
• Basic knowledge of chemistry.
• Basic understanding of ecology and sustainability concepts is useful but not mandatory.
Teaching form
Teaching form
The module includes 4 CFUs, corresponding to 40 hours of in-person teaching activities.
Teaching activities include 30 hours of expository teaching (DE), delivered in person (LEL), dedicated to the presentation of the scientific and conceptual foundations of the module. These activities will introduce the main concepts related to food microbiology, microbial applications in food systems, food safety, public health and sustainability.
The module also includes 10 hours of interactive teaching (DI), delivered in person (LEL). Interactive activities will include guided discussion of case studies, analysis of examples from the scientific literature, problem-solving activities, short debates and group-based exercises focused on microbial applications in food systems, food preservation, food waste reduction, foodborne diseases, antimicrobial resistance and One Health.
Virtual laboratories may be used as optional supporting activities, depending on the availability of suitable tools and their coherence with the learning objectives of the module. They are not planned as compulsory teaching activities.
Textbook and teaching resource
Lecture slides and additional teaching materials will be made available on the e-learning platform of the course. Additional materials may include scientific articles, institutional reports, regulatory documents and other resources related to the topics covered during the module.
No compulsory textbook is required.
Semester
Second semester.
Assessment method
The assessment of the module is based primarily on an individual written test covering the key topics addressed during the module. The test is part of the overall assessment of the integrated laboratory course and contributes to the final grade according to the rules defined in the syllabus of the entire course.
The written test includes open-ended questions aimed at assessing the achievement of the expected learning outcomes. Questions may require students to describe key concepts, connect different topics, interpret case studies or examples, and critically discuss the role of microorganisms in food systems, food safety, public health, sustainability and the One Health framework.
An optional oral examination may be held at the request of the student or the lecturer. The oral examination may be used to integrate the written test, to discuss its outcomes, or, where appropriate, to replace the written test. In all cases, the oral examination will assess the same learning outcomes as the written test, with particular attention to the student’s ability to argue critically, connect different topics and use appropriate scientific terminology.
The module assessment will contribute to the final grade of the integrated laboratory course, expressed on a 30-point scale, from 18/30 to 30/30 cum laude. The assessment will take into account the following criteria:
• knowledge and understanding of the topics covered in the module;
• ability to apply microbiological concepts to food systems, sustainability and public health issues;
• ability to connect different concepts within a One Health perspective;
• autonomy of analysis and judgement in the interpretation of case studies and examples;
• clarity, coherence and accuracy of the answers;
• appropriate use of scientific terminology.
Office hours
By appointment, either in person or online, upon request by e-mail.
Sustainable Development Goals
Staff
-
Simone Domenico Guglielmetti
