Università degli Studi di Perugia

• Microbiologia applicata all'agroindustria
• Tecniche molecolari applicate alle industrie alimentari

Esame orale finale. Frequenza e partecipazione attiva alla lezioni e alle esercitazioni.

Non disponibili dati ufficiali. Gli studenti che hanno frequentato regolarmente hanno finora superato l'esame al primo tentativo

Predisposto dal Corso di laurea entro l'nizio delle lezioni.

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Nessuna

- Inquadramento delle biotecnologie microbiche (tradizionali ed innovative) e dei processi di biocatalisi microbica. Selezione e conservazione di microrganismi di interesse biotecnologico (batteri, lieviti, funghi filamentosi), collezioni di colture (BRCs). Concetti di screening, miglioramento genetico, ottimizzazione, modellizzazione e di scale-up (1 CFU).
- Utilizzazione di bioreattori (ad agitazione meccanica, pneumatica ed idraulica) e sistemi di controllo dei parametri operativi. Sistemi chiusi, semiaperti ed aperti. Tecniche di immobilizzazione cellulare (1 CFU).
Sistemi di controllo dell'equilibrio nei sistemi aperti (chemostato e turbidostato). Terreni di coltura industriali, cinetica di utilizzazione del substrato, valutazione della biomassa (1 CFU).
- Esempi di utilizzazione industriale di microrganismi selezionati per processi di produzione di biomasse o di composti per l'industria (es. industria alimentare e farmaceutica: etanolo, enzimi, vitamine, acidi organici, glicerolo, polisaccaridi, VOCs) (1 CFU).
- Tecniche di screening di microrganismi per la produzione di molecole di interesse industriale (es. enzimi, vitamine, antibiotici, acidi organici) (1 CFU).
- Techiche di downstream processing e determinazione dell'attività biologica di molecole di origine microbica (1 CFU).

- Inquadramento delle biotecnologie microbiche e dei processi di biocatalisi microbica (1 CFU).
- Utilizzazione di bioreattori e sistemi di controllo dei parametri operativi. Sistemi chiusi, semiaperti ed aperti. Tecniche di immobilizzazione cellulare (1 CFU).
- Chemostato e turbidostato. Terreni di coltura industriali, cinetica di utilizzazione del substrato, valutazione della biomassa (1 CFU).
- Esempi di utilizzazione industriale di microrganismi selezionati per processi di produzione di biomasse o di composti per l'industria (1 CFU).
- Tecniche di screening di microrganismi per la produzione di molecole di interesse industriale (1 CFU).
- Techiche di downstream processing e determinazione dell'attività biologica di molecole di origine microbica (1 CFU).

lezioni frontali
esercitazioni di laboratorio

M. MANZONI. Microbiologia Industriale, Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2006.
B. BIAVATI, C. SORLINI. Microbiologia Generale e Agraria. Casa Editrice Ambrosiana, 2007 (per consultazione).
A. N. GLAZER, H. NIKAIDO. Microbial Biotecnology, Cambridge Univesrity Press, 2007 (per consultazione).
A. L. DEMAIN, J. E. DAVIS. Manual of Industrial Microbiology and Biotechnology. ASM Press, 1999 (per consultazione).
Dispense e materiale fornito dal docente.

Capacità di:
- operare con approcci biotecnologici innovativi nel settore delle biotecnologie microbiche applicate all?industria alimentare, nutraceutica, farmaceutica e degli additivi alimentari;
- approfondire gli aspetti legati all?utilizzazione di microrganismi selezionati per processi innovativi di tipo biotecnologico.
- applicare le conoscenze acquisite in processi di fermentazione condotti a differenti scale (scala di laboratorio, scala pilota, scala industriale) e con differenti modalità (processo batch, fed-batch e continuo);
- applicare le conoscenze acquisite per lo sviluppo di nuovi processi di fermentazione e/o miglioramento di processi esistenti.

Controllare il sito web della Facoltà http://www.agr.unipg.it/

Controllare il sito web della Facoltà http://www.agr.unipg.it/

esercitazioni di laboratorio

facoltativa

Facoltà di Agraria
Università di Parugia

Questo corso ha lo scopo di offrire allo studente le informazioni scientifiche e tecniche di base per la comprensione e l'applicazione delle principali tecnologie molecolari nelle industrie alimentari. In primo luogo saranno fornite le conoscenze fondamentali di biologia molecolare e genetica e le conoscenze teoriche e pratiche per l'analisi del DNA, anche con strumenti bioinformatici. Verrà presentata la tecnologia dei marcatori molecolari e le sue applicazioni principali all'analisi degli alimenti. Verranno poi forniti gli elementi di base delle moderne tecniche di ingegneria genetica applicate alle piante alimentari e verranno presentati casi di studio che daranno agli studenti un'idea concreta delle potenzialità e limiti di questa tecnologia. Infine verranno presentate le problematiche della tracciabilità molecolare degli OGM nella filiera agroalimentare.

Lezioni frontali
Introduzione alla genetica: eredità e variabilità. Struttura chimica degli acidi nucleici. Tecniche di analisi, manipolazione, amplificazione e sequenziamento del DNA: elettroforesi, restrizion, ligazione e clonaggio, reazione a catena della polimerasi (PCR) e PCR quantitativa, sequenziamento con il metodo Sanger e cenni alle tecnologie più recenti di sequenziamento. Mitosi e meiosi. Le leggi di Mendel: segregazione e ricombinazione genica. Associazione genica. Meccanismi dell'espressione genica: codice genetico, trascrizione e traduzione del materiale ereditario, eventi post-traduzionali. Marcatori molecolari e applicazioni all'analisi delle piante alimentari.
Fondamenti di ingegneria genetica e preparazione di costrutti genici. Ottenimento e caratterizzazione di piante geneticamente modificate (PGM): trasformazione mediata da Agrobacterium tumefaciens e mediante sistema biolistico, selezione in vitro della cellule transgeniche e rigenerazione di PGM, caratterizzazione molecolare delle PGM. PGM e alimentazione: casi di studio. Tecniche per la ricerca di PGM e derivati nella filiera agroalimentare. Tecniche per l'identificazione delle proteine nei prodotti alimentari.

Esercitazioni
Verrà realizzato un test basato sul DNA per la determinazione della provenienza delle carni e dei prodotti derivati, che prevede estrazione ed elettroforesi del DNA da campioni di carne e insaccati da analizzare, amplificazione mediante PCR di una sequenza diagnostica, restrizione del DNA amplificato ed analisi elettroforetica del risultato.
Verranno condotte esercitazioni presso l'aula informatica nelle quali verrà fatto conoscere agli studenti un software online per la progettazione in silico di analisi PCR (progettazione di primer) e gli elementi di base dell'utilizzo di banche dati del DNA (NCBI, BLAST). Infine verrà effettuata la progettazione in silico di un test diagnostico per contaminazione alimentare basato sul DNA.

Fondamenti di biologia molecolare e genetica. Tecniche di analisi e manipolazione del DNA. Marcatori molecolari e applicazioni all'analisi degli alimenti. Ingegneria genetica delle piante alimentari e casi di studio applicati alla qualità degli alimenti. Tracciabilità molecolare degli OGM nella filiera agroalimentare.

Lezioni con videoproiezione, esercitazioni in laboratorio, esercitazioni in aula (informatica)

1. Lorenzetti, Ceccarelli, Veronesi, Rosellini - Genetica Agraria, 2011, Patron, Bologna
2. Slater, Scott, Fowler - Plant Biotechnology, Second Edition, 2008, Oxford
Dispense e presentazioni powerpoint saranno forniti via web

Conoscenze (sapere)
1. Struttura chimica degli acidi nucleici
2. Tecniche di analisi, manipolazione, amplificazione e sequenziamento del DNA
3. Elementi di base dell?utilizzo di banche dati di sequenza del DNA
4. Mitosi e meiosi, Segregazione e ricombinazione genica
5. Meccanismi dell?espressione genica
6. Marcatori molecolari e loro applicazione all?analisi dei prodotti alimentari
7. Principi di ingegneria genetica
8. Ottenimento e caratterizzazione di piante geneticamente modificate (PGM)
9. PGM e alimentazione: casi di studio
10. Tecniche per la ricerca di PGM e derivati nella filiera agroalimentare
11. Tecniche per l?identificazione delle proteine nei prodotti alimentari

Abilità (saper fare)
1. Estrazione del DNA
2. Elettroforesi del DNA
3. Progettazione in silico di analisi PCR
4. Reazione a catena della polimerasi
5. Restrizione del DNA
6. Interpretazione dei risultati di un?analisi di restrizione
7. Leggere ed interpretare in gruppo un lavoro scientifico di genetica molecolare

Comportamenti (saper essere)
1. Collaborare in un lavoro di gruppo
2. Partecipare attivamente al lavoro in classe

Stabilite dalla Facoltà di Agraria.
Orientativamente 3 marzo- 30 maggio 2014

Sarà fornito il primo giorno di lezione

Nessuna

Facoltativa, ma vivamente consigliata

Polo didattico della Facoltà di Agraria, Borgo XX giugno 74, 06121 Perugia

Contatto:
Dipartimento di Biologia Applicata, Sezione Genetica agraria e biotecnologie genetiche, Tel.: 075 5856211, E-mail: roselli@unipg.it
Orario di ricevimento: Lun e Ven ore 11-13 (contattare il docente in anticipo per possibili impegni fuori sede)