Programma
Ita
L’insegnamento prevede 64 ore di didattica frontale, suddivise in due sezioni, e 12 ore di esercitazioni.
Lezioni frontali
I sezione
Microbiologia Industriale (30 ore)
Introduzione al corso – definizione della chimica delle fermentazioni – processi lab, small and large scale - produzioni industriali storiche
Esigenze nutrizionali dei microrganismi – terreni per le fermentazioni di laboratorio e per processi industriali
Condizioni fisiche per l’accrescimento microbico
Tecniche microbiologiche – determinazione del numero di cellule
Metabolismo microbico – meccanismi di regolazione degli enzimi biosintetici - vie di utilizzazione del glucosio – Repressione da catabolita – crescita diauxica - effetto Pasteur – Effetto Crabtree
Selezione e screening – arricchimento di cellule mutanti – generazione dei campioni di una library – test e validazione – high throughput screening – esempi di screening
Miglioramento ceppi – tecniche ricombinanti e non ricombinanti- esempio: miglioramento ceppo produttore di Riboflavina (articolo 1)
Microrganismi di interesse per le biotecnologie microbiche: E. coli, Streptomyces, Bacillus, lievito, funghi filamentosi
II sezione:
Chimica delle Fermentazioni (30 ore)
Metodi di coltivazione – Espressione matematica della velocità di sviluppo - La fermentazione di batch, fed-batch e continua
Fermentatori ad agitazione meccanica e pneumatica – scale up - il trasferimento di ossigeno
Produzione di biomasse – produzione di lievito
Produzioni industriali: etanolo, bioetanolo (articoli 2, 3), birra (articolo 4), butanolo, acido lattico, acido citrico, acido glutammico (MSG), lisina (L-Lys), treonina (L-Thr), fenilalanina (L-Phe)
Ingegneria metabolica – sistema NICE – Conversione di un ceppo di Lactococcus lactis da omolattico a omoalaninico (articolo 5)
Antibiotici – PKS, NRPS, Penicillina e cefalosporina –Produzione industriale e miglioramento dei ceppi produttori
Bioconversioni
Produzione proteine eterologhe – scelta dell’ospite – E. coli, S. cerevisiae e lieviti non convenzionali Pichia pastoris e Kluyveromyces lactis.
Visite ad impianti industriali (4 ore, non effettuabili durante la pandemia da SARS-Cov2)
Esercitazioni in laboratorio (12h):
- Isolamento di microorganismi produttori di molecole bioattive
- Produzione di enzimi ricombinanti in ospiti microbici
Prerequisiti
L’insegnamento di Biotecnologie delle Fermentazioni nel percorso triennale è al III anno. Le conoscenze che sarebbero importanti avere acquisito sono quelle fornite dagli insegnamenti dei due anni precedenti, in particolare gli insegnamenti di Biologia Cellulare, Microbiologia, Genetica, Biochimica, Biologia Molecolare e Biotecnologie ricombinanti.
Testi di riferimento
- Biotecnologie microbiche S. Donadio e G. Marino. Casa EditriceAmbrosiana.(2008)
- Chimica e biotecnologia delle fermentazioni industriali. MM Bianchi. Edizioni Nuova Cultura. (2009)
- Microbiologia Industriale, Matilde Manzoni. Casa Editrice Ambrosiana. ISBN 88-408-1320-9
- Diapositive delle lezioni (consultabili sulla piattaforma E-learning)
- Articoli scientifici
Frequenza
La frequenza delle lezioni dell’insegnamento non è obbligatoria ma è caldamente consigliata
Modalità di esame
La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode).
La valutazione in itinere (riservata agli studenti frequentanti il corso) consiste di una prova scritta (della durata di due ore). L’esame complessivamente consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite così come le abilità comunicative.
La prova scritta prevede 31 domande a risposta multipla sugli argomenti trattati nel percorso Se il voto finale dello scritto è inferiore a 18/30 lo studente non può sostenere la prova orale. Nella prova orale vengono valutate la proprietà di linguaggio, la chiarezza espositiva e la capacità critica di fronte alle problematiche nella manipolazione dei microrganismi e nelle produzioni industriali.
Il voto finale risulta dalla media fra la prova scritta e la prova orale.
Modalità di erogazione
Il corso è strutturato in lezioni teoriche frontali ed esercitazioni. In particolare, sono previste 76 ore complessive di didattica (9 CFU), di cui 64 ore di lezione frontale (5 CFU) e 12 ore di esercitazioni (1 CFU). Le lezioni si svolgono settimanalmente in aula e l’esposizione avviene mediante l’utilizzo di diapositive su power-point.
Sono previste prove in aula (esoneri) in itinere (31 domande a risposta multipla) della durata di due ore. Gli studenti che supereranno con esito positivo (voto maggiore o uguale a 18/31) saranno esonerati dalla prova d’esame scritta.
