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 2022 |
| Erogato | Erogato nel 2022/23 |
| Erogato altro regolamento | |
| Anno | 1 |
| Periodo | Secondo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa integrata |
| Suddivisione |
ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY
| Codice | A002228 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente responsabile | Benedetta Turchetti |
| Docenti |
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| Ore |
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| 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 (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: 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 Testi in inglese Language of instruction English Contents Microbial biodiversity. Metabolic Diversity of Microorganisms. Geochemical Cycles. Applied environmental microbiology (silage, compost, biogas, wastewater treatment, bioregionation, hydrogen) Reference texts - 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 Educational objectives Provide students with the knowledge of: major factors affecting microbial survival; the main microbial groups present in the environment in relation to their metabolic ability, the main microbial metabolites, the main applications of microorganisms in the environment: silage, composting, biogas production, water purification and environmental rehabilitation. Provide students with the capabilities to: conduct and evaluate environmental sampling, perform selective microbial isolation, perform microbial counts from environmental samples, critically analyze and discuss laboratory results Prerequisites In order to understand and interpret critically the covered topics, good preparation in general microbiology (basic techniques of microbiology) and biochemistry (principal metabolisms) is required Teaching methods Teaching methods: frontal lectures, laboratory exercises, student seminars, educational visit to plants. Teaching and learning support: video screenings of lessons, teaching material distributed by the teacher, texts recommended for study, papers selected by the teacher 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. - 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 |
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| Ore |
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| 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 |
| 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. |