Lieviti e Muffe: Classificazione, Caratteristiche e Ruolo nell'Alimentazione e nella Salute

Quando parliamo di batteri, è difficile pensare che possano essere utili per la nostra salute. Tuttavia, moltissime specie batteriche presenti nel nostro intestino, sulla nostra pelle e in alcuni alimenti non hanno lo scopo di danneggiarci, ma di proteggerci o addirittura di migliorare i prodotti alimentari e di modificarli. Sarebbe giusto chiamarli micro-organismi, perché parliamo di specie microscopiche come batteri e lieviti.

Un ruolo importante è dato dai lieviti e dalle muffe, che insieme ai batteri lattici contribuiscono alla creazione di prodotti come formaggi, yogurt, pane, salsa di soia e bevande alcoliche. Queste ultime sono tipiche di alcuni formaggi come il gorgonzola. Il vino, la birra e il pane vedono l’impiego di un lievito che è il Saccharomyces Cerevisiae.

Saccharomyces Cerevisiae al microscopio elettronico

Classificazione di Funghi Patogeni: Lieviti e Muffe

Costituiti da cellule eucariote, i funghi potenzialmente patogeni si suddividono in due categorie principali: i lieviti e le muffe. In realtà, è opportuno precisare fin da subito che la distinzione lieviti/muffe non è sempre così netta.

• Lieviti: Dotati di una sola cellula (quindi sono, di fatto, dei microrganismi).
• Muffe: Organismi pluricellulari.

La branca della medicina che tratta lo studio dei funghi patogeni prende il nome di micologia medica. In gergo specialistico, le infezioni da funghi potenzialmente patogeni prendono il nome di micosi. Poiché esistono tanti tipi di funghi patogeni, esistono anche numerosi tipi di micosi. Per semplificare lo studio dell'enorme varietà di micosi, i medici hanno pensato di classificare le malattie infettive in questione in base al sito d'infezione.

Caratteristiche Cellulari dei Funghi

I funghi presentano alcune peculiarità cellulari simili a quelle di animali, piante o batteri. In altre parole, sono, per certi aspetti, equiparabili agli animali, mentre, per altri aspetti, sono simili alle piante o ai batteri.

• Similitudini con gli animali: Le cellule dei funghi possiedono i mitocondri e non i cloroplasti (tipici delle piante). Inoltre, sono eterotrofi.
• Similitudini con le piante: Le cellule dei funghi possiedono una parete cellulare, attorno alla membrana citoplasmatica, e il vacuolo.
• Similitudini con i batteri: Le cellule dei funghi sono capaci di sintetizzare l'aminoacido L-lisina.

Chiaramente, se i funghi possiedono i mitocondri, come gli animali, non possono essere piante o batteri; ma non possono essere nemmeno animali, perché le loro cellule sono avvolte da una parete cellulare, contengono un vacuolo e hanno la capacità di sintetizzare l'aminoacido L-lisina (che sono peculiarità di piante e batteri). Dal punto di vista strutturale, la parete cellulare dei funghi è diversa da quella delle piante.

Fattori di Rischio per Infezioni Fungine

Raramente, i funghi con capacità patogene infettano persone in buona salute. Tuttavia, alcune condizioni possono aumentare il rischio:

• Soffrire di diabete.
• Essersi sottoposti a terapie antibiotiche inadeguate o per periodi troppo lunghi.
• Presentare un sistema immunitario poco efficace.

L'assunzione prolungata e/o inadeguata di antibiotici distrugge la flora batterica intestinale, che ha il compito di controllare la proliferazione dei funghi con capacità patogene, presenti fisiologicamente all'interno dell'intestino umano. La compromissione della flora batterica rende più facile la diffusione, nell'essere umano interessato, dei funghi potenzialmente patogeni.

A pregiudicare l'efficienza del sistema immunitario umano possono essere condizioni morbose, quali l'AIDS (cioè l'infezione da HIV) o l'assunzione di determinati farmaci, come per esempio i corticosteroidi, i chemioterapici o gli immunosoppressori. Inoltre, è bene ricordare che un sistema immunitario debole è tipicamente presente nei soggetti molto giovani (perché non è ancora del tutto sviluppato) e nei soggetti molto anziani (perché subisce un fisiologico calo d'efficacia).

Classificazione delle Micosi

Per semplificare lo studio dell'enorme varietà di micosi, i medici hanno pensato di classificare le malattie infettive in questione in base al sito d'infezione. Esistono 5 tipi di micosi:

1. Micosi superficiali
2. Micosi cutanee
3. Micosi sottocutanee
4. Micosi sistemiche dovute a patogeni primari
5. Micosi sistemiche dovute a patogeni opportunisti

Micosi Superficiali

Le micosi superficiali interessano gli strati più esterni della pelle, i capelli e/o i peli cutanei.

• Piedraia hortae: Responsabile di un'infezione nota come piedra nera, una malattia del cuoio capelluto che comporta la formazione di noduli bruno/neri sul fusto dei capelli. Le infezioni da Piedraia hortae sono poco comuni nel mondo, salvo nelle aree tropicali di Africa e America Meridionale.
• Trichosporon: I funghi Trichosporon (nello specifico Trichosporon asahii, Trichosporon beigeii, Trichosporon inkin e Trichosporon mucoides) sono responsabili di un'infezione nota come piedra bianca. Le infezioni da Trichosporon sono particolarmente diffuse nelle aree geografiche tropicali e subtropicali.
• Malassezia furfur.
• Hortae werneckii (o Phaeoannellomyces): È un lievito responsabile di un'infezione nota come tinea nigra.

Micosi Cutanee

Note anche come tigna, le micosi cutanee colpiscono gli strati cheratinizzati dell'epidermide, i capelli, i peli e/o le unghie (N.B: cheratinizzati significa che contengono la proteina cheratina). Diversamente dalle micosi superficiali, le micosi cutanee evocano una risposta immunitaria e sono responsabili di un processo di degradazione a carico degli strati epidermici contenenti cheratina; tale processo di degradazione induce irritazione, infiammazione e, in alcuni casi, anche reazioni di tipo allergico.

In natura, esistono tre generi di dermatofiti: il genere Microsporum, il genere Trichophyton e il genere Epidermophyton.

• Genere Microsporum: Comprende funghi unicellulari e pluricellulari. Tutte e tre le specie possono provocare episodi di tigna sul cuoio capelluto e sull'intero corpo, ma, mentre Microsporum audouinii e Microsporum gypseum colpiscono specificatamente l'essere umano, Microsporum canis interessa con maggiore preferenza cani, gatti e bestiame.
• Genere Trichophyton: Comprende funghi unicellulari e pluricellulari. Le specie più conosciute del genere Trichophyton sono: Trichophyton rubrum, Trichophyton mentagrophytes e Trichophyton verrucosum.
  • Trichophyton rubrum causa tigna a livello di piedi, mani, inguine e/o unghie.
  • Trichophyton mentagrophytes è l'agente infettivo responsabile della condizione nota come piede d'atleta.
  • Trichophyton verrucosum è responsabile di micosi cutanee soprattutto tra cavalli, asini, cani e pecore; solo in rari casi infetta anche l'essere umano. In quest'ultimo, intacca il cuoio cappelluto, determinando alopecia o calvizie.
• Genere Epidermophyton: La specie più importante del genere Epidermophyton è Epidermophyton floccosum.

Micosi Sottocutanee

Evocanti una risposta immunitaria, le micosi sottocutanee (o subcutanee) sono infezioni fungine che possono svilupparsi a partire da: derma, ipoderma (tessuti sottocutanei), muscoli, tendini o tessuto osseo. I funghi patogeni responsabili delle micosi subcutanee hanno il suolo come habitat naturale ed esercitano il loro potere infettivo solo quando entrano nell'organismo attraverso ferite o tagli sulla pelle.

• Fonsecaea compacta, Fonsecaea pedrosoi, Cladosporium carionii e Phialophora verrucosa: Causano un tipo di micosi sottocutanea nota come cromoblastomicosi (o cromomicosi). La cromoblastomicosi induce lesioni verrucoidi, dolorose e pruriginose, la cui crescita è lenta e le cui dimensioni sono variabili. Coinvolge i tessuti sottocutanei, ma non le ossa, i muscoli e i tendini. Oltre ai tessuti sottocutanei, può coinvolgere anche ossa e muscoli.
• Sporothrix schenckii: Causa un tipo di micosi subcutanea chiamata sporotricosi. Nel provocare sporotricosi, Sporothrix schenckii può introdursi nel sistema linfatico e disseminarsi, attraverso i vasi linfatici, in vari organi del corpo umano, determinando: infezioni polmonari, infezioni ossee, infezioni articolari, endoftalmiti, meningiti e sinusiti.

Micosi Sistemiche

Le micosi sistemiche sono le infezioni fungine che interessano buona parte o la totalità dell'organismo.

• Blastomyces dermatitidis: Può esistere sia in forma di lievito sia in forma di muffa.
• Coccidioides immitis e Coccidioides posadasii: Possono esistere sia come muffe che come lieviti.
• Histoplasma capsulatum: Può esistere sia come muffa che come lievito.
• Paracoccidioides brasiliensis: Può esistere sia come muffa sia come lievito.
• Candida albicans.
• Cryptococcus neoformans.
• Alcuni Aspergillus (es: Aspergillus fumigatus, Aspergillus flavus ecc).
• Penicillium marneffei.
• Alcuni Zigomiceti.
• Pneumocystis carinii.

Micromiceti e la Loro Crescita

I micromiceti sono organismi più grandi ed evoluti rispetto ai batteri (>2цm) e sono composti da più cellule organizzate in caratteristiche strutture che prendono il nome di “ife”. La crescita apicale delle ife e la loro organizzazione in un sistema ramificato così complesso come il micelio consente la propagazione dell’organismo in modo capillare e mirato verso i siti con il maggior quantitativo di nutrienti. È proprio la presenza di questa spessa parete cellulare, incredibilmente resistente ai normali biocidi, a causare i maggiori danni nei sistemi industriali.

Micromiceti al microscopio

La parete cellulare fungina costituisce la barriera e l’interfaccia tra il microrganismo e l’ambiente esterno.

Ruolo dei Lieviti e delle Muffe nell'Industria Alimentare

La categoria delle muffe ha un ruolo fondamentale nella lavorazione di diversi tipi di formaggi; infatti la loro attività proteolitica e di lipolisi, contribuisce alla creazione dell’aroma, della struttura finale e dell’aspetto. I prodotti che meglio rappresentano l’utilizzo delle muffe bianche, sono i cosiddetti formaggi a crosta fiorita: caratterizzati da una copertura miceliare e pasta morbida che racchiude elevata umidità. La maturazione è fortemente influenzata dalla microflora della crosta esterna, che modifica non solo l’aspetto esteriore, ma anche le caratteristiche strutturali ed aromatiche della pasta.

I lieviti coinvolti nelle produzioni casearie, apportano molteplici effetti positivi, quali la creazione della corretta struttura ed aroma, si coordinano con altri microrganismi presenti in lavorazione per conferire al prodotto le sue caratteristiche tipiche e proteggono l’ambiente da specie indesiderate. Funzione determinante consiste nell’interazione con la microflora alofila che favorisce la maturazione centripeta dei formaggi.

In enologia, però, i più importanti sono i Saccharomyces cerevisiae (var. Anche la temperatura influenza l’attività metabolica dei lieviti condizionandone sia la velocità sia la capacità fermentativa. A dosi minime i lieviti sono stimolati nel loro metabolismo e la fermentazione risulta attivata.

Fermentazione e Anidride Solforosa

La fermentazione fu considerata per lungo tempo un mistero, le cui origini diedero luogo a supposizioni e teorie, che la ritenevano un processo di decomposizione delle sostanze organiche presenti nel mosto. Nel XVIII secolo il primo a comprendere il processo fu Antoine Lavoisier, che intuì che gli zuccheri presenti naturalmente nell’uva si trasformavano in alcool e anidride carbonica.

Per evitare eventuali infezioni o alterazioni del mosto, e poi del vino, è utile l’impiego di sostanze che impediscono o limitano la diffusione di microrganismi indesiderati. La più importante di tali sostanze è senza dubbio l’anidride solforosa (SO2), un gas che si sviluppa dalla combustione dello zolfo e che si trova in commercio sotto varie forme.

L’anidride solforosa si aggiunge al mosto soprattutto per regolare la fermentazione alcolica, poiché ha il potere di inibire la vita dei batteri, delle muffe e dei lieviti indesiderati (vale a dire di quelli apiculati, che producono poco alcool e molto acido acetico); con dosi opportune, resta invece inibita solo per qualche ora l’attività dei lieviti ellittici (buoni vinificatori) che poi riprendono la fermentazione in modo meno tumultuoso, con una buona resa alcolica e scarsa produzione di acido acetico. Viene anche favorito il naturale illimpidimento del mosto.

La fermentazione così regolata consente anche un’efficace dispersione del calore che ne deriva: ciò è particolarmente utile nelle regioni meridionali, dove l’elevata temperatura ambientale potrebbe favorire lo sviluppo di un calore eccessivo, con fermentazione anomala e dannosa.

Lieviti Selezionati

Per ottenere i lieviti selezionati si sterilizza una piccola quantità di mosto, vi si immette una piccola quantità di cellule che si moltiplicano fino a 5-10 milioni per millilitro. Questa piccola massa di mosto innestato è detta lievito d’avviamento (o fermentino o pied-de-cuve).

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