Insegnamento BIOTECHNOLOGIES FOR FOOD INDUSTRY
- Corso
- Tecnologie e biotecnologie degli alimenti
- Codice insegnamento
- A003108
- Curriculum
- Tecnologie alimentari
- Docente
- Daniele Rosellini
- CFU
- 12
- Regolamento
- Coorte 2022
- Erogato
- 2022/23
- Tipo insegnamento
- Obbligatorio (Required)
- Tipo attività
- Attività formativa integrata
INDUSTRIAL MICROBIOLOGY
| Codice | A002138 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente | Pietro Buzzini |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Discipline delle tecnologie alimentari |
| 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 |
| 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. |
MOLECULAR TECHNIQUES APPLIED TO THE FOOD INDUSTRIES
| Codice | A003109 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente | Daniele Rosellini |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Discipline della produzione e gestione. |
| Settore | AGR/07 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | INGLESE |
| Contenuti | 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. Le tecniche e le applicazioni dell’analisi delle proteine nei prodotti agroalimentari verrà trattata mediante un seminario tenuto da un esperto. |
| Testi di riferimento | Lorenzetti, Ceccarelli, Veronesi, Rosellini - Genetica Agraria, 2011, Patron, Bologna Dispense e presentazioni powerpoint saranno forniti via piattaforma e-learning Unistudium |
| Obiettivi formativi | Conoscenze (sapere) 1. Struttura chimica degli acidi nucleici 2. Tecniche di analisi, manipolazione, amplificazione e sequenziamento del DNA 3. Elementi di base dell'uso 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 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 e interpretazione |
| Prerequisiti | Buone conoscenze di biologia vegetale |
| Metodi didattici | Lezioni con videoproiezione, esercitazioni in laboratorio, esercitazioni in aula informatica |
| Altre informazioni | Il programma dettagliato delle lezioni sarà fornito il primo giorno di lezione. Contatto: daniele.rosellini@unipg.it Tel 075 5856211 Unità di ricerca di Genetica agraria e biotecnologie genetiche. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Esame orale finale. La partecipazione attiva in classe e in laboratorio contribuirà alla valutazione 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 | Lezioni frontali: Introduzione alla genetica - eredità e variabilità. Struttura chimica degli acidi nucleici. Tecniche di analisi, manipolazione, amplificazione e sequenziamento del DNA: elettroforesi, restrizione, 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. Mutazioni genetiche. 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. |