BIOTECNOLOGIE MICROBICHE E AGROALIMENTARI

12 CFU - 2° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

LUCIA PARAFATI - Modulo BIOPROCESSI - AGR/15 - 6 CFU
CINZIA CAGGIA - Modulo GENETICA DEI MICRORGANISMI - AGR/16 - 6 CFU

Obiettivi formativi

BIOPROCESSI
Il corso si prefigge di fornire le conoscenze generali e applicative sulle biotecnologie, in particolare sui processi industriali legati all'impiego di microrganismi ed enzimi impiegati nei bioprocessi industriali

Lo studente alla fine del corso dovrà essere in grado di a conoscere quali sono i prodotti ottenibili dai "bioprocessi" e capirne il potenziale applicativo
GENETICA DEI MICRORGANISMI
Possedere adeguate conoscenze per comprendere, condurre e interpretare attività di laboratorio che utilizzano metodologie molecolari in ambito agro-industriale.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

BIOPROCESSI
L'insegnamento consta di 56 ore (6 CFU) suddivise in 28 ore di lezione partecipata e interattiva, con esposizione tramite ppt. Le restanti 28 ore sono di esercitazione, durante le quali sono previste: esercitazioni in laboratorio, eventuali visite tecniche in aziende del settore agroalimentare che utilizzano Biotecnologie;

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
GENETICA DEI MICRORGANISMI
L’insegnamento prevede 35 ore di lezioni frontali (o a distanza) e 14 ore di esercitazioni.

Le attivita’ previste riguardano esercitazioni pratiche, prove di laboratorio, visite guidate, seminari di approfondimento, lavori di gruppo. Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto.Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA. A garanzia di pari opportunità A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. possibile rivolgersi anche ai docenti referenti CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, prof.ssa Giovanna Tropea Garzia e prof.ssa Anna De Angelis.

Prerequisiti richiesti

BIOPROCESSI
E' fortemente consigliata la conoscenza dei contenuti di base riguardanti la microbiologia generale
GENETICA DEI MICRORGANISMI
Pur non essendo previste propedeuticita’, la conoscenza della biologia dei microrganismi è considerata "utile" per comprendere meglio i contenuti dell’insegnamento.

Frequenza lezioni

BIOPROCESSI
Fortemente consigliata ma non obbligatoria
GENETICA DEI MICRORGANISMI
Fortemente consigliata. La frequenza alle lezioni non è obbligatoria per sostenere l’esame.

Contenuti del corso

BIOPROCESSI

	Argomenti	Riferimenti testi
1	Biotecnologie e bioprocessi: definizione e campi di applicazione. Microrganismi utilizzati nelle applicazioni biotecnologiche ed industriali	Testo 1 - Testo 2 - Materiale fornito dal docente
2	Prodotti ottenibili dalle biotecnologie microbiche: biomasse microbiche, prodotti di estrazione da biomasse, metaboliti secondari, ecc.	Testo 1 - Materiale fornito dal docente
3	I substrati colturali: composizione dei terreni colturali e gestione delle materie prime Il fermentatore	Testo 1 - Materiale fornito dal docente
4	Crescita dei microrganismi: curva di crescita, fattori che influenzano la crescita, valutazione dello sviluppo microbico,	Testo 1 - Testo 2 - Materiale fornito dal docente
5	Classificazione delle fermentazioni, colture batch, fed-batch e continua	Testo 1 - Materiale fornito dal docente
6	Accumuli metabolici d’interesse industriale Procedure per l’ottenimento di metaboliti microbici	Testo 1 - Materiale fornito dal docente
7	Isolamento dei prodotti di fermentazione: recupero e purificazione	Testo 1 - Materiale fornito dal docente
8	Tecniche di immobilizzazione di cellule microbiche: attiva e passiva	Testo 1 - Materiale fornito dal docente
9	Tecnologie enzimatiche: classificazione degli enzimi, enzimi in soluzione ed immobilizzati, impiego degli enzimi nell’industria	Testo 2 – Testo 3 - Materiale fornito dal docente
10	Uso delle biotecnologie per la produzione e/o trasformazione degli alimenti (prodotti complessi)	Testo 1 - Testo 2 – Testo3- Materiale fornito dal docente
11	Casi studio di processi e prodotti industriali per l’ottenimento di: biomasse microbiche, acidi organici, etanolo, ecc.	Testo 1 -Testo2 - Testo3- Materiale fornito dal docente
12	Esercitazioni in laboratorio	Materiale fornito dal docente

GENETICA DEI MICRORGANISMI
Microrganismi di interesse biotecnologico. I microrganismi come "cell factory" per la produzione di beni e servizi. Ricerca e sviluppo nei processi industriali screening e ottimizzazione dei processi produttivi. Produzione di antibiotici e di amminoacidi. Problematiche ambientali e applicazioni dei microrganismi a salvaguardia dell’ambiente. Miglioramento genetico di microrganismi impiegati nell’industria alimentare. Messa a punto di starter microbici per l’ottimizzazione delle fermentazioni alimentari. Fornire agli studenti i concetti di base della genetica batterica e gli effetti che tali scoperte hanno sullo sviluppo delle biotecnologie.

Testi di riferimento

BIOPROCESSI
Testo 1. M. Manzoni. “Microbiologia Industriale”. Casa Editrice Ambrosiana.

Testo 2. Michele M. Bianchi. ‘’Chimica e Biotecnologia delle fermentazioni’’-. Edizioni Nuova Cultura

Testo 3. C. Gigliotti - R. Verga. “Biotecnologie Alimentari”. Piccin Editore
GENETICA DEI MICRORGANISMI
Testo 1 Brock – Biologia dei Microrganismi – Ed Pearson

Testo 2 Glick BR, Pasternak JJ. - Biotecnologia Molecolare- Principi e applicazioni del DNA ricombinante- Ed Zanichelli

Testo 3 Donadio S, Marino G. Biotecnologie Microbiche – Ed CEA

Testo 4. Manzoni M, Microbiologia Industriale – Ed. CEA

Altro materiale didattico

GENETICA DEI MICRORGANISMI
Il materiale didattico integrativo sarà reso disponibile agli studenti attraverso la piattaforma STUDIUM.

Programmazione del corso

GENETICA DEI MICRORGANISMI
	Argomenti	Riferimenti testi
1	La genetica batterica e le biotecnologie. I microrganismi come fattorie cellulari.	Materiale fornito dal docente Testo 1
2	Esempi di impiego dei microrganismi nelle biotecnologie.	Materiale fornito dal docente Testo 2
3	Definizione di microrganismo. La tassonomia microbica.	Materiale fornito dal docente. Qualsiasi testo di Biologia Generale
4	La cellula procariotica ed eucariotica. La diversita’ microbica come risorsa.	Materiale fornito dal docente Qualsiasi testo di Biologia Generale
5	L'albero filogenetico. Lo studio del DNA per la classificazione dei batteri.	Materiale fornito dal docente
6	*L'esperimento di Griffith e la trasformazione batterica	Materiale fornito dal docente Testo 1
7	La variabilita' genetica. Le mutazioni. Test di Ames. Test delle fluttuazioni	Materiale fornito dal docente
8	Replica plating. Mutazioni, mutageni e mutanti.	Materiale fornito dal docente Testo 2
9	La variablita' genetica. Fenomeni di trasposizione del DNA.	Materiale fornito dal docente
10	Coniugazione, trasformazione e trasduzione nei batteri.	Materiale fornito dal docente Testo 1
11	Controllo dell'espressione genica. Gli operoni. L'operone lattosio e l'operone triptofano in Escherichia coli.	Materiale fornito dal docente Testo 1
12	I lieviti e il loro impiego nelle biotecnologie	Materiale fornito dal docente Testo 1
13	Saccharomyces cerevisiae	Materiale fornito dal docente Testo 1
14	Omotallismo ed eterotallismo nei lieviti	Materiale fornito dal docente Testo 1
15	Esercitazioni in laboratorio

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

BIOPROCESSI
La verifica dell’apprendimento avviene attraverso un colloquio orale, dove verrà valutata la qualità dei contenuti, la proprietà del linguaggio e la capacità di collegare l'argomento con altri trattati nel programma. La verifica dell'apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
GENETICA DEI MICRORGANISMI
La verifica dell’apprendimento avviene attraverso un colloquio che puo’ prevedere la presentazione e la discussione di un eleborato tecnico, di gruppo. Sono valutati la pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate, la qualità dei contenuti, la capacità di collegamento tra argomenti del programma, la capacità di riportare esempi, la proprietà di linguaggio tecnico e la capacità espressiva complessiva dello studente. La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

GENETICA DEI MICRORGANISMI
L’esame consiste in una prova orale sui principali meccanismi di ingegneria genetica. Il colloquio orale è individuale e prevede la verifica della capacità di ragionamento e di collegamento tra gli argomenti del programma.

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