BIOTRASFORMAZIONI INDUSTRIALI

Obiettivi formativi

L'insegnamento di Biotrasformazioni Industriali ha l'obiettivo di fornire allo studente conoscenze fondamentali di tipo specialistico relativamente alla produzione, separazione e purificazione di prodotti di interesse biotecnologico e industriale utilizzando metodologie e strategie di sintesi biotecnologica avanzate e innovative evidenziandone problematiche e vantaggi dal punto di vista produttivo. L'obiettivo principale del corso è pertanto quello di fornire gli strumenti per comprendere a fondo i concetti di sviluppo sostenibile e sostenibilità industriale e il ruolo delle biotecnologie nella sostenibilità dei processi industriali. Le lezioni frontali si sviluppano a partire dallo studio del mercato degli enzimi industriali e delle sue caratteristiche, per poi affrontare i nuovi strumenti biologico-molecolari per l’ottenimento di nuove attività enzimatiche, fino alla analisi di alcuni esempi di applicazioni biotecnologiche di produzioni industriali con enzimi isolati (industria della detergenza, amido, bioetanolo, industria tessile, industria alimentare (alimentazione animale e umana) e chimica fine. Successivamente si affronteranno tematiche tipiche delle bioproduzioni industriali (la cellula come fabbrica cellulare) fino alla produzione di proteine e metaboliti di interesse industriale. Le conoscenze acquisite nel presente insegnamento, costituiscono un quadro di riferimento per le competenze successive, intese nel loro significato più ampio. Gli studenti che abbiano superato l’esame saranno in grado di conoscere e comprendere (conoscenze acquisite) - La relazione struttura-performance dei catalizzatori biologici e loro principali applicazioni tecnologiche. - le principali trasformazioni biotecnologiche e la loro importanza dal punto di vista industriale. - le principali tecniche di bioseparazione e purificazione dei prodotti biotecnologici - i più recenti sviluppi della letteratura nell'ambito della biotecnologie industriali - aspetti relativi allo studio delle principali ed attuali applicazioni di enzimi isolati (o immobilizzati) e di cellule intere nelle produzioni industriali Gli studenti che abbiano superato l’esame saranno in grado di (competenze ed abilità acquisite): - interpretare criticamente l’influenza delle condizioni di reazione sulla struttura ed attività (enantio e regioselettività) dei catalizzatori biologici - comprendere la connessione con le altre aree culturali del CdS, in particolare gli aspetti della chimica analitica, chimica inorganica, chimica organica e chimica fisica. - sviluppare la capacità di comunicare quanto appreso, attraverso prove d'esame orali. - capacità di sviluppare lo studio autonomo attraverso l'indicazione di fonti di aggiornamento accessibili.

Canale 1
CLEOFE PALOCCI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Introduzione al corso (2 CFU) • Sviluppo sostenibile e sostenibilità industriale; processi industriali sostenibili; ruolo delle biotecnologie nella sostenibilità dei processi industriali • Fondamenti e criteri guida delle bioproduzioni e bioconversioni industriali • Bioconversioni industriali (3CFU) • Nuovi Strumenti per l’ottenimento di attività enzimatiche: evoluzione molecolare (DNA shuffling), disegno razionale; • Ingegneria dei bioprocessi (risoluzione cinetica di tipo dinamico) • Biocatalisi in fluidi supercritici: metodologie ed applicazioni industriali • Enzimi estremofili: applicazioni biotecnologiche • Enzimi mesofili in biotrasformazioni: alcuni esempi di applicazioni (industria della detergenza, amido, bioetanolo, industria tessile, industria alimentare (alimentazione animale e umana), chimica fine • Bioconversioni per una maggiore sostenibilità di talune grandi produzioni industriali (cuoio, gelatina. carta) • Prospettive future II. Bioproduzioni (4CFU) • La cellula come fabbrica cellulare; produzione di proteine e metabolici di interesse industriale • Bioproduzione di acidi organici: Etanolo, Acido citrico. • Bioproduzione di Antibiotici; amminoacidi; vitamine. • Bioplastiche: biodegradabilità e compostabilità. La bioraffineria • Bioproduzione di Polisaccaridi: le gomme polisaccaridiche (caso dello xanthan), la cellulosa batterica, • Biosintesi di Poliesteri (poliidrossialcanoati). Applicazioni dei 3-idrossi metil alcanoati come biocarburanti • Il caso del PLA (acido polilattico). Poliamminoacidi • Biopolimeri da piante transgeniche
Prerequisiti
Conoscenze di base di Biochimica e chimica organica
Testi di riferimento
l docente renderà disponibile insieme alle slides delle presentazioni in .pptx delle lezioni copia di recenti articoli/reviews su alcuni degli argomenti trattati.
Frequenza
Il corso prevede 6 ore settimanali di didattica frontale
Modalità di esame
La valutazione delle conoscenze acquisite sarà effettuata attraverso la formulazione di domande puntuali relative ai contenuti del programma
Modalità di erogazione
Le ore di didattica frontale saranno svolte in aula, mediante l'ausilio di videoproiezione che consentirà la visualizzazione dei contenuti delle lezioni mediante presentazioni in power point. Ampio spazio viene dedicato alla discussione dei temi trattati a lezione e alle domande poste dagli studenti in merito a chiarimenti e/o approfondimenti
  • Codice insegnamento1022453
  • Anno accademico2024/2025
  • CorsoChimica Industriale
  • CurriculumOrganico Biotecnologico (OB)
  • Anno2º anno
  • Semestre1º semestre
  • SSDCHIM/04
  • CFU9
  • Ambito disciplinareDiscipline chimiche ambientali, biotecnologiche, industriali, tecniche ed economiche