| CHIMICA E BIOTECNOLOGIE DELLE FERMENTAZIONI
(obiettivi)
Il corso ha lo scopo di fornire agli studenti gli strumenti necessari per la gestione di bioprocessi su scala industriale. Verranno trattate le problematiche relative all’isolamento, alla conservazione e al miglioramento genetico di microrganismi di interesse industriale, alla formulazione dei terreni industriali, al controllo della crescita microbica e dei parametri di processo e al recupero del prodotto. Verrà inoltre trattato il funzionamento di processi biotecnologici destinati alla produzione di starter, birra, metaboliti, molecole bioattive e proteine ricombinanti.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
"Conoscenza e capacità di comprensione" - Aver sviluppato conoscenza dei processi fermentativi e delle tecnologie utilizzate per la coltivazione dei microrganismi su scala industriale.
"Conoscenza e capacità di comprensione applicate" - Lo studente conoscerà e sarà in grado di eseguire le operazioni di base per l’allestimento e il controllo di un processo fermentativo e per il dosaggio di nutrienti e metaboliti.
"Autonomia di giudizio" - Lo studente acquisirà la capacità di interpretare, in modo autonomo, le conoscenze relative alla gestione dei processi fermentativi, all’isolamento e alla manipolazione genetica di ceppi microbici di interesse industriale, alla purificazione dei prodotti di interesse e alla gestione dei dati e delle informazioni raccolte durante le attività di laboratorio.
"Abilità comunicative" - L’esame scritto, le relazioni scritte sulle attività di laboratorio e l'elaborazione del project work permettono allo studente di dimostrare la sua capacità di trasmettere efficacemente la propria conoscenza e competenza sui temi esposti e sui problemi affrontati.
"Capacità di apprendere" - Nelle prove scritte e nella stesura del project work, lo studente dovrà dimostrare di possedere le abilità di apprendimento necessarie per lo sviluppo e l'approfondimento continuo delle competenze nel settore delle biotecnologie delle fermentazioni.
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Codice
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16180 |
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Lingua
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ITA |
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Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
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Crediti
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4
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Settore scientifico disciplinare
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BIO/19
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Ore Aula
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24
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Ore Laboratorio
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8
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Ore Studio
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-
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Attività formativa
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Attività formative affini ed integrative
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Crediti
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6
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Settore scientifico disciplinare
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CHIM/11
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Ore Aula
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40
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Ore Laboratorio
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8
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Ore Studio
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-
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Attività formativa
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Attività formative affini ed integrative
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Canale Unico
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Docente
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RUZZI Maurizio
(programma)
PARTE GENERALE
Biocatalizzatori di interesse industriale e processi biotecnologici (2 ore)
- Catalizzatori biologici e tipologie di processi
- Fasi di un processo biotecnologico
Cinetica della crescita microbica (4 ore)
- Colture batch, batch ripetuto, fed-batch (a volume fisso e a volume variabile) e in continuo.
- Colture con cellule libere e immobilizzate
Isolamento e miglioramento di microrganismi di interesse industriale (4 ore)
- Isolamento di batteri, lieviti e funghi filamentosi
- Miglioramento genetico di ceppi industriali
Materie prime e terreni di coltura impiegati nei processi fermentativi (4 ore)
- Terreni per colture sommerse, di superficie e su stato solido
- Formulazione del terreno
- Acqua
- Fonti di carbonio, azoto, fosforo ed energia
- Sali minerali
- Fattori di crescita
- Tamponi
- Precursori e regolatori metabolici
- Ossigeno
- Antischiuma
- Ottimizzazione della formulazione del terreno di coltura
Sterilizzazione (2 ore)
- Sterilizzazione del terreno, del fermentatore, delle linee di alimentazione
- Processi di sterilizzazione in batch e in continuo
- Sterilizzazione mediante filtrazione
Conservazione dei ceppi industriali e preparazione dell'inoculo (2 ore)
- Tecniche di conservazione dei microrganismi industriali
- Modalità di preparazione dell'inoculo per microrganismi sporigeni e non sporigeni
- Criteri per l’inoculo di colture sommerse e a stato solido
PARTE SPECIALE
Recupero e purificazione dei prodotti di fermentazione (4 ore)
- Rimozione di cellule microbiche e di altre sostanze solide
- Separazione della schiuma
- Precipitazione
- Filtrazione
- Centrifugazione
- Lisi cellulare
- Estrazione liquido-liquido, con micelle inverse e liquido supercritico
- Adsorbimento
- Rimozione di prodotti volatili
- Cromatografia
- Processi a membrana
- Essiccamento
- Cristallizzazione
Esempi di processi fermentativi di interesse industriale (16 ore)
- Proteine eterologhe da batteri e lieviti
- Birra
- Acidi organici
- Starter microbici
- Molecole bioattive di interesse agroalimentare e farmaceutico
ESERCITAZIONI (8 ore)
- Isolamento di ceppi microbici per la produzione di enzimi e/o metaboliti intra- ed extracellulari
- Allestimento e analisi di colture in batch e determinazione della crescita microbica
- Dosaggio di nutrienti e prodotti
- Determinazione della shelf-life di starter microbici
(testi)
"Principles of Fermentation Technology" (3rd ed.)
Peter Stanbury, Allan Whitaker & Stephen Hall
Elsevier (2016) - ISBN: 9780080999531
Cap. 1-6, 9-10 & 12
Per i "Processi fermentativi", materiale didattico integrativo fornito dal docente sulla piattaforma Google Classroom (codice insegnamento: d6vz7u9)
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Dal 30/09/2019 al 17/01/2020 |
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova scritta
Valutazione di un progetto
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Docente
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CROGNALE Silvia
(programma)
Bioreattori per colture sommerse ad agitazione meccanica ed agitazione pneumatica
Bioreattori per colture in stato solido
Strumenti di controllo dei fermentatori
Aereazione ed agitazione
determinazione delle Kla
Scale up-scale down
Processi industriali per la produzione di metaboliti microbici
Polisaccaridi, antibiotici, olii microbici, bioetanolo
(testi)
Principles of Fermentation Technology" (3rd ed.)
Peter Stanbury, Allan Whitaker & Stephen Hall
Elsevier (2016) - ISBN: 9780080999531
Stefano Donadio Gennaro Marino
Biotecnologie microbiche
Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Dal 30/09/2019 al 17/01/2020 |
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova orale
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