Principi di microbiologia industriale: microrganismi, modalità di coltura, substrati e fermentatori.
Processi biotecnologici di interesse alimentare, industriale e ambientale.
M. Manzoni “Microbiologia industriale”, 2006, Casa Editrice Ambrosiana, Milano.
C. Ratlegde, B. Kristiansen “Biotecnologie di base”, 2004, Zanichelli, Bologna.
GA Farris, M Gobbetti, E Neviano, M Vincenzini “Microbiologia dei prodotti alimentari” 2012, Casa Editrice Ambrosiana, Milano.
Obiettivi Formativi
Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente avrà conoscenza dei principi di base della microbiologia industriale; comprensione del ruolo dei microrganismi nei processi di produzione industriale; comprensione della funzione dei microrganismi nei processi di produzione industriale di molecole di interesse.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente avrà conoscenze approfondite e competenze su alcuni dei principali processi della microbiologia applicata in campo alimentare e industriale. Al termine del corso lo studente avrà acquisito la capacità di prefigurare strategie atte a favorire le attività microbiche nei processi della microbiologia alimentare e industriale analizzati; avrà inoltre acquisito capacità di valutare il ruolo dei microrganismi nei processi industriali.
Prerequisiti
Corsi vincolanti: in accordo con il regolamento del CdS, per poter sostenere l'esame di questo corso è obbligatorio aver superato i seguenti esami: Elementi di matematica e Statistica; Fisica; Chimica generale e Inorganica; Chimica organica; Biologia Generale
Corsi raccomandati: Microbiologia; Biochimica generale
Metodi Didattici
Lezioni frontali, esercitazioni di laboratorio, didattica interattiva, visite didattiche
Altre Informazioni
Il materiale utilizzato nelle lezioni è disponibile in formato pdf sulla piattaforma Moodle di Ateneo
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale. Le domande saranno formulate in maniera da verificare che lo studente, oltre ad aver acquisito conoscenze specifiche, abbia acquisito la capacità di elaborare e correlare le tematiche affrontate durante il corso.
Programma del corso
Teoria delle biotecnologie microbiche
Aspetti generali: Cosa sono le Biotecnologie Microbiche. Classificazione dei metaboliti. Diversità microbica. Conservazione dei ceppi. Isolamento di nuovi ceppi. Sviluppo di nuovi ceppi: mutagenesi aspecifica, ricombinazione, ingegneria genetica. Ingegneria genetica e prodotti ricombinanti.
Modalità di coltivazione in coltura liquida: Cinetiche e bilanci di massa: Modello di crescita in batch: descrizione curva di crescita microbica. Cinetica di accumulo della biomassa, consumo del substrato, accumulo del prodotto.
Colture continue, discontinue e semicontinue. Condizioni colturali: formulazione del mezzo di crescita. Parametri che influenzano la crescita microbica. Tecniche di coltura. Sterilizzazione.
Tecnologia delle fermentazioni industriali: Fasi di un processo industriale. Terreni di coltura. Sterilizzazione degli impianti. Caratteristiche di un bioreattore.
Classificazione dei bioreattori: agitazione meccanica, pneumatica, idraulica, a letto fisso, fotobioreattori. Mass transfer.
Processi di recupero del prodotto: Separazione della biomassa: flottazione, centrifugazione, filtrazione. Rottura delle cellule. Concentrazione del prodotto. Purificazione: cromatografia liquida.
La fermentazione alcolica e la produzione industriale di vino, birra, alcol etilico. La produzione di lievito per panificazione. Alimenti fermentati di origine vegetale. La fermentazione lattica e la produzione industriale di latticini, salumi. Produzione microbiologica di molecole di interesse industriale: acidi organici (acido citrico, acido acetico), amminoacidi (acido glutammico). Depurazione delle acque reflue. Compostaggio
Laboratorio: assemblaggio fermentatori da laboratorio.
Attività interattive: progettazione di un impianto.
Visite a industrie microbiologiche.