BIOTECNOLOGIE MICROBICHE E AGROALIMENTARI

Anno accademico 2017/2018 - 1° anno
Docenti
  • BIOPROCESSI: Agata Mazzaglia
  • GENETICA DEI MICRORGANISMI: Cinzia Caggia
Crediti: 12
Organizzazione didattica: 300 ore d'impegno totale, 237 di studio individuale, 63 di lezione frontale
Semestre:

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 di produzione di alimenti, bevande e ingredienti alimentari.

    Lo studente alla fine del corso dovrà essere in grado di applicare, controllare e ottimizzare l’uso delle biotecnologie alimentari.

  • GENETICA DEI MICRORGANISMI

    Possedere adeguate conoscenze per comprendere, condurre e interpretare attività di laboratorio che utilizzano metodologie molecolari in ambito agro-industriale.


Prerequisiti richiesti

  • BIOPROCESSI

    Elementi di Microbiologia generale

  • GENETICA DEI MICRORGANISMI

    Elementi di biologia dei microrganismi


Frequenza lezioni

  • BIOPROCESSI

    Consigliata

  • GENETICA DEI MICRORGANISMI

    Fortemente consigliata. La frequenza alle lezioni non è obbligatoria per sostenere l’esame.


Contenuti del corso

  • BIOPROCESSI

    Biofermentazioni continue e discontinue d’interesse alimentare. Impiantistica fermentativa (cenni). Parametri di controllo delle fermentazioni. Enzimi e cellule immobilizzate. Recupero, separazione e purificazione dei prodotti di fermentazione. Applicazioni delle biotecnologie nell’industria alimentare. Uso delle biotecnologie per la produzione e/o trasformazione degli alimenti. Esempi di metaboliti primari e secondari d’interesse alimentare. Trattamento dei sottoprodotti delle industrie agro-alimentari.

  • GENETICA DEI MICRORGANISMI

    Concetti di base della genetica batterica e studio degli effetti dell'applicazione dell'ingegneria genetica batterica sullo sviluppo delle biotecnologie agro-alimentari.


Testi di riferimento

  • BIOPROCESSI

    Testo 1. C. Gigliotti - R. Verga. “Biotecnologie Alimentari”. Piccin Editore;
    Testo 2. M. Manzoni. “Microbiologia Industriale”. Casa Editrice Ambrosiana.

  • GENETICA DEI MICRORGANISMI

    Testo 1 Brock – Biologia dei Microrganismi – Ed CEA

    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


Programmazione del corso

BIOPROCESSI
 *ArgomentiRiferimenti testi
1 Biotecnologie: definizione, campi di applicazione, suddivisione.Testo 1 - Testo 2 - Materiale fornito dal docente 
2 I microrganismi delle fermentazioni industriali – curva di crescita – classificazione delle fermentazioni microbiche – fermentatore – parametri di controllo delle fermentazioni – operazioni per il recupero, la separazione e la purificazione dei prodotti di fermentazione. Testo 2 - Materiale fornito dal docente 
3 Tecniche di immobilizzazione: attiva e passiva.Testo 2 - Materiale fornito dal docente 
4  Processi industriali e prodotti: biomasse microbiche – acidi organici (acido lattico, acido citrico, acido gluconico) – etanolo – aminoacidi (acido glutammico, lisina).Testo 1 - Testo 2 - Materiale fornito dal docente 
5  Uso delle biotecnologie per la produzione e/o trasformazione degli alimenti: latte e derivati (latte delattosato, microrganismi utilizzati nella produzione dei formaggi, azione del caglio, chimosina e altre proteasi utilizzate, azione dei microrganismi e degli enzimi nei processi di maturazione e aromatizzazione)Testo 1 - Materiale fornito dal docente 
6 Uso delle biotecnologie per la produzione e/o trasformazione degli alimenti: prodotti da forno (aspetti microbiologici, produzione industriale di lievito per panificazione, tipologie di lievito, lievito naturale e impasto acido)Testo 1 - Materiale fornito dal docente 
7 Uso delle biotecnologie per la produzione e/o trasformazione degli alimenti: vino (starter per l’enologia, enzimi ad uso enologico)Testo 1 - Materiale fornito dal docente 
8 Uso delle biotecnologie per la produzione e/o trasformazione degli alimenti: succhi di frutta (utilizzo degli enzimi nella preparazione dei succhi di frutta, pectinasi e vantaggi del loro utilizzo, riduzione del gusto amaro nei succhi di agrumi)Testo 1 - Materiale fornito dal docente 
9 Uso delle biotecnologie per la produzione e/o trasformazione degli alimenti: birra (impiego degli enzimi nell’industria della birra)Testo 1 - Materiale fornito dal docente 
10 Altre applicazioni delle biotecnologie nell’industria alimentare: carboidrati (saccarificazione, inversione del saccarosio) – aromi alimentari (produzione di aromi mediante estrazione del metabolita, produzione di aromi mediante biotecnologie).Testo 1 - Testo 2 - Materiale fornito dal docente 
11 Biomasse particolari: colture insetticide da Bacillus.Testo 1 - Materiale fornito dal docente 
12 Prodotti complessi: aceto, vegetali fermentati, salame.Testo 1 - Materiale fornito dal docente 
13 Cacao e cioccolato (sfruttamento di enzimi endogeni nei processi di trasformazione, fermentazione, imbrunimento enzimatico).Testo 1 - Materiale fornito dal docente 
GENETICA DEI MICRORGANISMI
 *ArgomentiRiferimenti testi
1 1. La genetica batterica e le biotecnologie. I microrganismi come fattorie cellulari.Materiale fornito dal docente Testo 1  
2 2. Esempi di impiego dei microrganismi nelle biotecnologie. Tappe storiche delle acquisizione scientifiche. Le scoperte piu' importanti della storia della microbiologia.Materiale fornito dal docente Testo 2 
3 3. Definizione di microrganismo. La tassonomia. I 5 Regni degli esseri viventi. La tassonomia numerica e filogenetica. Organismi unicellulari e pluricellulariMateriale fornito dal docente. Qualsiasi testo di Biologia Generale 
4 4. La cellula procariotica ed eucariotica. La cellula batterica. Descrizione delle principali strutture. La coltivazione in laboratorio e le osservazioni al microscopioMateriale fornito dal docente Qualsiasi testo di Biologia Generale 
5 5. L'albero filogenetico. Lo studio del DNA per la classificazione dei batteri. Il DNA: tecniche di estrazione e di restrizione.Materiale fornito dal docente 
6*La duplicazione del DNA, la trascrizione e la traduzioneQualsiasi testo di Biologia Generale 
7 7. Il codice genetico e la sua degenerazione. Il DNA come depositario dell'informazione genetica. Materiale fornito dal docente Testo 1 
8*L'esperimento di Griffith e la trasformazione battericaMateriale fornito dal docente 
9*La variabilita' genetica. Le mutazioni. Test di Ames. Test delle fluttuazioniMateriale fornito dal docente 
10*Replica plating. Mutazioni, mutageni e mutanti.Materiale fornito dal docente Testo 2 
11*La variablita' genetica. Fenomeni di trasposizione del DNA.Materiale fornito dal docente 
12*Coniugazione, trasformazione e trasduzione nei batteri.Materiale fornito dal docente Testo 1 
13 19. Regolazione metabolica nei procarioti. Regolazione post-traduzionale. Geni costitutivi e geni induttivi.Materiale fornito dal docente Testo 1 
14 20. Controllo dell'espressione genica. Gli operoni. L'operone lattosio in Escherichia coli.Materiale fornito dal docente Testo 1 
15 21. Controllo dell'espressione genica. L'operone triptofano in Escherichia coli.Materiale fornito dal docente Testo 1 
16 22. I lieviti e il loro impiego nelle biotecnologieMateriale fornito dal docente Testo 1 
17 23. Saccharomyces cerevisiaeMateriale fornito dal docente Testo 1 
18*24. Omotallismo ed eterotallismo nei lieviti. Materiale fornito dal docente Testo 1 
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

  • BIOPROCESSI

    L’esame consiste in una prova orale.

  • 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 le conoscenze acquisite attraverso i due moduli.


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

  • BIOPROCESSI

    Descrivi le tecniche di immobilizzazione passiva e attiva - Tipologie di curve di crescita - I lieviti utilizzati per la produzione della birra e del vino e loro caratteristiche.

  • 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 le conoscenze acquisite attraverso i due moduli.