Insegnamento APPLIED MICROBIOLOGY

Nome del corso di laurea Biotecnologie agrarie e ambientali
Codice insegnamento A002227
Curriculum Comune a tutti i curricula
Docente responsabile Pietro Buzzini
CFU 12
Regolamento Coorte 2021
Erogato Erogato nel 2021/22
Erogato altro regolamento
Periodo Secondo Semestre
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Tipo attività Attività formativa integrata
Suddivisione

ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY

Codice A002228
CFU 6
Docente responsabile Pietro Buzzini
Docenti
  • Benedetta Turchetti (Codocenza)
Ore
  • 54 Ore (Codocenza) - Benedetta Turchetti
Attività Caratterizzante
Ambito Discipline biotecnologiche generali
Settore AGR/16
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento inglese
Contenuti Biodiversità microbica. Diversità metabolica dei microrganismi. Cicli
geobiochimici. Esempi di applicazione dei microrganismi in ambito
ambientale (insilati, compost, biogas, trattamento acque reflue,
biorisanamento, idrogeno)
Testi di riferimento - Environmental Microbiology (Third Edition)Edited by:Ian L. Pepper,
Charles P. Gerba and Terry J. Gentry - Elsevier Inc
- Brock Biology of Microorganisms - Michael T. Madigan, Kelly S. Bende, Daniel H. Buckley, W. Matthew Sattley, David A. Stahl - Pearson 2017
Obiettivi formativi Fornire agli studenti le conoscenze relative a: concetto di diversità e
diffusione microbica (concetto di habitat), principali fattori che
condizionano la sopravvivenza microbica; principali gruppi microbici
presenti nell'ambiente in relazione alla loro capacità metabolica,
principali metabolismi microbici, principali applicazioni dei microrganismi
in ambito ambientale: insilati, compostaggio, produzione di biogas,
depurazione delle acque e risanamento ambientale.
Fornire agli studenti le capacità per: eseguire e valutare campionamenti
ambientali, eseguire isolamenti microbici selettivi, eseguire conte vitali
da campioni ambientali, analizzare e discutere criticamente i risultati
ottenuti in laboratorio
Prerequisiti Al fine di comprendere e saper interpretare criticamente gli argomenti
trattati è richiesta una buona preparazione in microbiologia generale
(tecniche base di microbiologia) e biochimica (principali metabolismi)
Metodi didattici Modalità di insegnamento: lezioni frontali, esercitazioni in laboratorio,
seminari svolti dagli studenti, visita di istruzione presso un'azienda della
zona.
Supporti per l'insegnamento e l'apprendimento: video proiezioni delle
lezioni, materiale didattico distribuito dal docente, testi consigliati per lo studio, dispense consegnate dal docente
Modalità di apprendimento (oltre alla frequenza delle attività didattiche):
lettura e studio personale su testi di riferimento, lettura e studio
personale su materiale consegnato dal docente, pratica di abilità di
laboratorio, realizzazione e presentazione di relazioni individuali o
eseguite in piccoli gruppi di lavori su temi e progetti specifici
Modalità di verifica dell'apprendimento L’esame prevede una prova orale della durata di circa 30 minuti
finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di
comprensione degli argomenti trattati nel corso e l’abilità di saperli
correlare tra loro. La prova orale consentirà inoltre di verificare la
capacità di comunicazione dello studente e le proprietà di linguaggio
tecnico in relazione agli argomenti trattati
Programma esteso - Fattori che influenzano la diversità microbica.
- Diversità metabolica dei microrganismi: fototrofia, chemiotrofia, autotrofia e eterotrofia.
- Ruolo dei microrganismi nei cicli biogeochimici degli elementi: ciclo del carbonio, dell'azoto, dello zolfo.
- Biofilm microbici.
- Gli insilati: ecologia microbica negli insilati, tecniche di insilamento, uso di additivi e starter microbici, valutazione dello stato di conservazione.
- Compostaggio: processo di compostaggio, microflora durante il processo, valutazione dello stato di maturazione.
- Produzione di energia sotto forma di metano: metanogenesi, ecologia dei microrganismi metanogeni, biochimica del processo, applicazioni.
- Produzione di energia sotto forma di idrogeno: produzione di idrogeno per via fermentativa, produzione negli impianti, produzione di idrogeno
da microrganismi fotosintetici.
- Depurazione biologica delle acque: struttura di un impianto di depurazione, ecologia microbica dei fanghi attivi, biochimica dei processi
microbiologici.
- Biorisanamento dei suoli contaminati: ruolo dei microrganismi nei processi di degradazione degli inquinanti nel suolo, influenza dei fattori
ambientali, biorisanamento in situ, tecnologie di biorisanamento

INDUSTRIAL MICROBIOLOGY

Codice A002138
CFU 6
Docente responsabile Pietro Buzzini
Docenti
  • Pietro Buzzini (Codocenza)
Ore
  • 54 Ore (Codocenza) - Pietro Buzzini
Attività Caratterizzante
Ambito Discipline biotecnologiche generali
Settore AGR/16
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento Inglese
Contenuti - Inquadramento delle biotecnologie microbiche e dei processi di biocatalisi microbica.
- Utilizzazione di bioreattori e sistemi di controllo dei parametri operativi. Sistemi chiusi, semiaperti ed aperti. Tecniche di immobilizzazione cellulare.
- Chemostato e turbidostato. Terreni di coltura industriali, cinetica di utilizzazione del substrato, valutazione della biomassa.
- Esempi di utilizzazione industriale di microrganismi selezionati per processi di produzione di biomasse o di composti per l'industria.
- Tecniche di screening di microrganismi per la produzione di molecole di interesse industriale.
- Techiche di downstream processing e determinazione dell'attività biologica di molecole di origine microbica.
Testi di riferimento 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.
Obiettivi formativi 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.
Prerequisiti Conoscenze di base di microbiologia e biochimica
Metodi didattici Lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del corso
Esercitazioni in laboratorio
Altre informazioni nessuna
Modalità di verifica dell'apprendimento Esame orale finale

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso - 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.
- 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.
Sistemi di controllo dell'equilibrio nei sistemi aperti (chemostato e turbidostato). Terreni di coltura industriali, cinetica di utilizzazione del substrato, valutazione della biomassa.
- 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).
- Tecniche di screening di microrganismi per la produzione di molecole di interesse industriale (es. enzimi, vitamine, antibiotici, acidi organici).
- Techiche di downstream processing e determinazione dell'attività biologica di molecole di origine microbica.
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