La struttura universitaria che, dal 1999, costituisce la Sezione di Microbiologia agraria, alimentare ed ambientale e di Igiene, con annessa Stazione di Microbiologia industriale, del Dipartimento di Scienza degli alimenti dell’Università Federico II deriva dal “Laboratorio di Batteriologia agraria” istituito nel 1902 presso la Regia Scuola Superiore di Agricoltura di Portici in occasione di una riforma degli studi superiori di agraria che introdusse la Batteriologia fra gli insegnamenti del terzo anno di corso. Fu Giacomo Rossi, medico e chimico modenese, a “fondare” questa istituzione che rappresenta in Campania il maggiore riferimento istituzionale per la formazione dei microbiologi applicati e per lo sviluppo continuo di progetti di ricerca attinenti agli aspetti microbiologici interessanti la produzione vegetale, la conservazione e trasformazione dei prodotti agrari, la protezione della qualità dell’ambiente. Nel 1907 il professor Rossi affiancò alla sua Cattedra, che fruiva di locali al primo piano della Reggia borbonica di Portici, la Stazione di Microbiologia industriale, realizzata in ambienti del “Castello”, nel circostante Parco Gussone. Ciò sicuramente avvertendo la necessità di confortare gli studi di laboratorio con prove applicative.
Furono infatti immediatamente avviati studi su importanti processi legati ad attività microbiche; e risalgono a partire dal 1905 lavori di Giacomo Rossi sulla selezione di lieviti vinari (eseguì per primo fermentazioni a bassa temperatura), sulle cure e le fermentazioni del tabacco, sull’insilamento del foraggio (miranti a trasferire il sistema ‘cremasco’ nel Mezzogiorno) e sui prodotti carnei insaccati (prima pubblicazione scientifica in assoluto sull’argomento). Ma i primi maggiori impegni del fondatore furono rivolti al miglioramento della vita rurale e delle attività agricole attraverso un considerevole contributo alla lotta alla malaria. Furono oggetto di studio dapprima le paludi di Napoli, della sua provincia e di quella di Terra di Lavoro (Caserta); poi la piana di Fondi e Monte S.Biagio, il bacino inferiore del Sele, l’Agro Sarnese, la valle del Crati in provincia di Cosenza, quella dell’Idro in provincia di Lecce, l’ex lago Fucino, zone del Circeo, del Maccarese e dell’Agro Romano. Gli studi furono alla base di opere di bonifica, di risanamento delle acque, di razionalizzazione degli allevamenti animali, dello smaltimento dei rifiuti solidi e dei liquami, monitorandone l’influenza, divulgando attraverso convegni, pubblicazioni e didattica itinerante ogni tipo di conoscenza utile e organizzando l’attivazione di “consorzi antianofelici”. I locali della Stazione di Microbiologia industriale ospitarono una “Stazione agricolo-antimalarica” e, con una visione naturalistica modernissima, fu promosso il “paludismo senza malaria”. I risultati destarono interesse anche a livello internazionale.
Ma, in quegli stessi anni, vocazione particolare dell’agricoltura campana era la coltivazione della canapa, quale fonte di fibre tessili. La provincia di Caserta in Campania e quella di Ferrara in Emilia detenevano in Italia un primato produttivo per quantità e per qualità. Questa produzione, all’epoca molto proficua perché ancora non disponibili le fibre artificiali, rendeva però insopportabile la vita degli addetti, dal momento che il “macero rustico” dell’epoca faceva “spiacer suo lezzo per centinaia di metri attorno”; ed il processo stesso era imprevedibile per durata e variabile nelle rese e nella qualità della fibra prodotta. Giacomo Rossi studiò l’istologia delle piante tessili e i microrganismi responsabili della macerazione. Scelse di privilegiare i pectinolitici aerobi, attivissimi nel degradare le sostanze che cementano le fibre liberiane, ma inattivi sui materiali cellulosici; quindi in grado di fornire fibre pure e resistenti. Isolò e valutò con prove tecnologiche numerosi ceppi di sporigeni aerobi: alcuni rapportati alla nota specie Bacillus subtilis, altri descritti come nuove entità tassonomiche, fra i quali il Bacillus comesii, così denominato per rendere omaggio ad Orazio Comes, Maestro della Botanica porticese. Definì un processo che prevedeva l’eliminazione della microflora naturale con vapor acqueo surriscaldato e l’inoculo del ceppo microbico selezionato, posto in condizioni ottimali di attività mediante insufflazione di aria. Le ricerche furono estese alle più svariate essenze vegetali tessili. In quel periodo, la Stazione di Microbiologia industriale, attrezzata con impianti-pilota e macchine per la completa lavorazione delle fibre, fu qualificata come “specializzata per la macerazione delle piante tessili” e frequentata da decine di ricercatori provenienti da ogni continente. Una Commissione incaricata del controllo della macerazione a Ferrara poté stabilire che il processo Rossi aveva: “1) breve durata, di circa tre giorni; 2) indipendenza assoluta dalle variazioni meteorologiche esterne, svolgendosi per intero in ambiente regolabile ad arte e quindi possibilità di macerare tutto l’anno; 3) minore pericolo di danneggiare il tiglio lasciando la canapa macerare oltre il suo optimum, anche per 24 ore; 4) assenza completa di puzzo caratteristico dei maceri rustici e di qualunque altro cattivo odore. Infine molti caratteri merceologici della fibra sono superiori a quelli della fibra ottenuta dalla macerazione rustica”. Il metodo fu adottato anche all’estero, in molte zone e per più specie di fibre; perfino in Belgio, per i famosi lini delle Fiandre ed in Germania, per il ramiè, ottenuto da Boehmeria nivea e Boehmeria tenacissima provenienti dalle colonie di quello Stato. A Le Mans, in Francia, una relazione a firma di A.L. Marchandier su prove sperimentali, concluse: “Nous devons donc réjouir de cette découverte du rouissage artificiel qui sera pour notre agriculture locale – et à bref délai – une source de richesse certain”.
La visione sistemica di Giacomo Rossi trova poi conferma nei suoi studi di Microbiologia del suolo, al punto che quando Winogradsky richiamò, con la sua “Microbiologie œcologique”, l’attenzione degli studiosi sui limiti dell’approccio fondato sullo studio di colture pure, era già stata avviata a Portici l’osservazione diretta dei microrganismi nel loro habitat naturale. La tecnica dei “preparati per impronta”, nota poi col nome di metodo Rossi-Cholodny, fu applicata correlando i risultati delle osservazioni ad eventi agronomici ed alle proprietà dei terreni. Questi studi valsero sicuramente a Giacomo Rossi l’onore di far parte, fino alla fine dei suoi giorni, del comitato redazionale di ‘Soil Science’ e di altre storiche riviste di Microbiologia. Fondò una rivista scientifica, ‘Annali di Tecnica Agraria’, che fu redatta dall’Istituto, e propugnò cenacoli culturali quali la ‘Società Dante Alighieri’ e ‘Corda Frates’. Fra i suoi allievi vanno ricordati Bartolo Majmone, Domenico Carbone ed ultimo, destinato a continuarne l’opera, Salvatore Riccardo.
Riccardo, a partire dagli anni ’40, detenne l’insegnamento, che nel frattempo era stato ridenominato ‘Microbiologia agraria e tecnica’, e la direzione dell’Istituto fino al 1962, svolgendo per incarico attività didattiche anche presso la più giovane Università di Bari. Sul piano scientifico proseguì gli studi volti al miglioramento dei processi di macerazione della canapa, apportò contributi alla conoscenza dei microrganismi ricorrenti in formaggi italiani e greci, alla “fermentoterapia lattica” derivata dalle proprietà probiotiche delle bevande fermentate lattiche ed alla stabilizzazione dei vini. In Microbiologia del suolo continuò ad applicare l’approccio ecologico aggiungendo alla tecnica dei preparati per impronta quelle dei “vetrini sepolti” e dei tubi capillari, promuovendo un vivace dibattito coi Colleghi italiani e stranieri sulla biologia degli azotofissatori liberi, sia aerobi che anaerobi. Avviò lo studio dell’impianto della vita sulle lave eruttate dal Vesuvio, avvalendosi del suo allievo Mario Formisano; stimolò dapprima quest’ultimo e quindi chi scrive ad occuparsi della “rizosfera” e dei rapporti piante-microrganismi.
A Mario Formisano, che all’epoca svolgeva un corso complementare di ‘Tecnica della conservazione dei prodotti agricoli’, con l’anno accademico 1962-63, fu affidato l’insegnamento della ‘Microbiologia agraria e tecnica’ e della direzione dell’Istituto. Formisano svolse queste funzioni per incarico fino al 1968 e quindi come professore di ruolo dal 1973 al collocamento a riposo, nel 1997; con una parentesi quinquennale che vide la presenza a Portici di Giovanni Picci, durante la quale Formisano ricoprì, in qualità di professore di ruolo, la Cattedra di Microbiologia lattiero-casearia di nuova attivazione.
Formisano ha svolto e promosso indagini su molteplici aspetti della Microbiologia applicata riguardanti il settore pedologico, quello lattiero-caseario, enologico, ambientale ed industriale; ha curato con efficacia la stesura di testi che hanno rappresentato un valido riferimento per studenti e cultori della Microbiologia, ricoprendo argomenti relativi alle più interessanti problematiche del settore, compresa la Microbiologia marina e le tecniche di studio. Ha guidato autorevolmente l’Istituto in momenti importanti che hanno consentito l’ampliamento dell’organico, l’attivazione di nuove discipline e l’acquisizione, in Palazzo Mascabruno, di una nuova e più adeguata sede. Ha partecipato all’attivazione dell’Università degli Studi del Molise, ponendo in quella sede basi ottimali per gli sviluppi della Microbiologia e reggendovi la carica di Rettore. Dei suoi numerosi contributi scientifici vanno citati almeno quello sul “calore rosso” delle pelli bovine salate, che portò, con studi affidati dall’U.S. Department of Agriculture di Washington, alla individuazione di cause e rimedi, e quello sul compostaggio dei rifiuti solidi urbani per l’ottenimento di ammendanti e di fertilizzanti, nell’ambito di una pionieristica visione relativa al riciclo di scarti e rifiuti.
Giovanni Picci, negli anni in cui fu titolare dell’insegnamento e della direzione d’Istituto a Portici, sostenne con passione gli studi, intrapresi da Salvatore Coppola, che vi si andavano svolgendo sulla produzione microbiologica di sostanze biologicamente attive con proprietà fitormonali, fra le quali le adenine N6-sostituite, dotate di attività citochininica. Ebbe poi cura di promuovere studi su un altro interessante argomento rapportabile ai rapporti piante-microrganismi, catalizzando la collaborazione di Salvatore Coppola, Giorgio Percuoco ed Astolfo Zoina per lo svolgimento di ricerche sulla cosiddetta ‘stanchezza’ del pesco, nota anche come “malattia specifica da reimpianto” e segnalata in tutte le aree del mondo ove gli stessi appezzamenti di terreno sono costantemente sottoposti a coltura di quel fruttifero, importantissimo per la Campania. Ma, al di là di questi meriti, gli va riconosciuta l’apprezzata capacità di influenzare le giovani leve dell’Istituto, rafforzandone l’interesse per le problematiche fondamentali della biologia e della biochimica microbica. Dopo il suo rientro all’Università di Pisa, Formisano tornò a ricoprire la Cattedra di Microbiologia agraria; l’insegnamento della Microbiologia lattiero-casearia fu affidato a Salvatore Coppola, il quale lo ha poi svolto in qualità di professore ordinario a partire dal 1980.
Sul piano scientifico, con gli anni ’80, l’Istituto è stato sede di ricerche sulle azioni svolte dai microrganismi del suolo sui gallotannini e sull’attitudine alla vita saprofitica di Bradyrhizobium lupini, nonchè sulla diffusione di questo microrganismo nella rizosfera dell’ospite, curate da Giorgio e Sergio Percuoco; sulla stabilizzazione aerobica in fase solida e riciclo agricolo dei fanghi risultanti dalla depurazione delle acque reflue, coordinate da Salvatore Coppola. L’insieme delle problematiche che quest’ultimo argomento sollevava fu affrontato da un’unità operativa multidisciplinare. Allo studio degli aspetti microbiologici hanno partecipato Paolo Marino, Eugenio Parente, Stefano Dumontet, Francesco Villani, Elena Sorrentino ed Olimpia Pepe. Queste ricerche hanno fruito di un continuo efficace confronto internazionale, rientrando in un’azione promossa dalla Comunità Economica Europea per considerare ogni evidenza scientifica possibile in vista della promulgazione di direttive sull’importante materia. Il gruppo di Portici è stato pertanto incessantemente chiamato a riferire i suoi risultati a decine di convegni, organizzandone direttamente alcuni e partecipando all’organizzazione di altri. L’Istituto di Microbiologia agraria e la Stazione di Microbiologia industriale, arricchita con impianti-pilota ad hoc, sono stati nuovamente siti di visite e frequentazioni da parte di esperti e ricercatori di varia provenienza.
Pressocchè contemporaneamente sono state riprese ricerche di Microbiologia lattiero-casearia, con marcata attenzione alla valorizzazione tecnologica del latte di bufala. Da questi studi poi, con l’attivazione del corso di laurea in Scienze e tecnologie alimentari, gli interessi sono stati estesi ai più stimolanti argomenti d’importanza alimentare e, con Salvatore Coppola e numerosi collaboratori, quali Eugenio Parente, Francesco Villani, Paolo Marino, Olimpia Pepe, Giovanni Salzano, Raffaele Coppola, Giancarlo Moschetti, Elena Sorrentino, Gianluigi Mauriello, Rosamaria Andolfi, Giuseppe Blaiotta, Danilo Ercolini e Maria Aponte, alcuni dei quali oggi docenti presso altri Atenei, l’Istituto ha apportato e sta apportando numerosi contributi scientifici di alto livello. Gli sviluppi scientifici non hanno mancato di influenzare l’articolazione del carico didattico che, con le modifiche ricorse negli ordinamenti universitari, comporta attualmente corsi di Microbiologia generale, Microbiologia agraria e forestale, Microbiologia ambientale, Fondamenti di Microbiologia del suolo, Microbiologia applicata alle produzioni animali, Microbiologia degli alimenti I (aspetti biotecnologici) e II (aspetti della qualità e della sicurezza), Controllo microbiologico degli alimenti, Applicazioni di analisi microbiologica degli alimenti e Microbiologia degli alimenti fermentati; ai quali dovranno aggiungersi, in base ai percorsi formativi già approvati dalla Facoltà, Microbiologia lattiero-casearia (disattivata dal 1996, dopo il rientro all’Università di Sassari di Pietrino Deiana, che l’ha ricoperta per un anno in qualità di professore di ruolo), Microbiologia enologica e Biotecnologia delle colture starter. Per queste attività, la Sezione comprende attualmente, per il settore scientifico-disciplinare della Microbiologia agraria (AGR/16), un professore ordinario, cinque associati (dei quali Francesco Villani è stato giudicato idoneo al ruolo superiore), cinque ricercatori, un funzionario tecnico laureato, quattro tecnici ed un bibliotecario. Alla Sezione afferisce inoltre la Cattedra di Igiene (settore MED/42), con Renata Amodio quale ordinario e Teresa Cirillo come ricercatore.