Microbiologia industriale (2010/2011)

Corso a esaurimento

Codice insegnamento
4S00702
Docente
Giovanni Vallini
Coordinatore
Giovanni Vallini
crediti
4
Settore disciplinare
AGR/16 - MICROBIOLOGIA AGRARIA
Lingua di erogazione
Italiano
Periodo
II semestre dal 1-mar-2011 al 15-giu-2011.

Orario lezioni

II semestre
Giorno Ora Tipo Luogo Note
lunedì 8.30 - 9.30 lezione Aula H dal 7-mar-2011  al 15-giu-2011
lunedì 16.30 - 18.30 lezione Aula H dal 7-mar-2011  al 15-giu-2011
martedì 14.30 - 16.30 lezione Aula L dal 7-mar-2011  al 15-giu-2011

Obiettivi formativi

Il Corso di Microbiologia Industriale è rivolto agli studenti del 2° anno della Laurea Specialistica in Biotecnologie Molecolari e Industriali, i quali, già dotati di un adeguato bagaglio di conoscenze microbiologiche di base, vogliano acquisire ulteriore informazione circa l'impiego di microorganismi nell'ambito di processi mirati all'ottenimento di prodotti od allo sfruttamento di trasformazioni mediate da biocatalizzatori. In particolare, il Corso affronta lo studio dei criteri di gestione dei bioreattori e l'esame di filiere tecnologiche nelle quali si attuano produzioni/conversioni microbiche di interesse economico.

Programma

PARTE PRIMA - 1. Richiami ai criteri di gestione dei microorganismi nell'ambito dei bioprocessi - 1.1) Microorganismi come catalizzatori delle reazioni chimiche: a) processi catalizzati da cellule microbiche intere; b) processi catalizzati da enzimi di origine microbica. - 1.2) Scala di produzione nell'ambito dei bioprocessi. - 1.3) Modalità di conduzione dei bioprocessi industriali: a) modo discontinuo (batch); b) modo continuo. - 1.4) Processi biotecnologici a confronto con i processi di sintesi chimica: a) svantaggi della biocatalisi; b) vantaggi della biocatalisi. - 1.5) Sviluppo dei bioprocessi: a) scelta dei microorganismi; b) strategie per l'incremento delle capacità e delle rese biosintetiche dei microorganismi. - 1.6) Valutazione dell'efficienza di crescita e della form and azione dei prodotti: a) stechiometria della crescita microbica; b) relazioni tra formazione del prodotto e crescita microbica; c) determinazione delle necessità energetiche di mantenimento e di massima produzione di biomassa; d) determinazione dei quozienti P/O; e) superproduzione di metaboliti ed efficienza di crescita.

PARTE SECONDA - 2. Filiere biotecnologiche finalizzate al prodotto - 2.1) Produzione di SCPs (single cell proteins): a) natura delle SCPs; b) substrati per la produzione di SCPs (SCPs da anidride carbonica, da carboidrati, da idrocarburi e derivati); c) microorganismi per la produzione di SCPs; d) analisi di processi industriali (es. processo Pruteen). - 2.2) Produzione in larga scala di acidi organici: a) produzione di acido citrico; b) produzione di intermedi del ciclo degli acidi tricarbossilici (es. acido fumarico ed acido malico); c) produzione di acido itaconico; d) produzione industriale di gluconolattone ed acido gluconico. - 2.3) Produzione di enzimi: a) amilasi, lipasi e proteasi di origine microbica; b) applicazione in larga scala degli enzimi di derivazione microbica (es. industria tessile e dei detergenti). - 2.4) Produzione ed applicazione di esopolisaccaridi e poliesteri di origine microbica. - 2.5) Produzione industriale di aminoacidi: a) fermentazioni con ceppi selvaggi; b) fermentazioni con ceppi mutanti; c) recupero degli aminoacidi dal terreno di coltura; d) processi chemo-enzimatici.

PARTE TERZA - 3. Filiere biotecnologiche finalizzate al processo - 3.1) Trasformazione per via microbica di steroidi in steroli. - 3.2) Impiego di microorganismi in processi minerari (biomining o bioleaching). 3.3) Desolforazione biologica di combustibili fossili. 3.4) Rimozione di metalli pesanti da acque reflue mediante uso di microorganismi.

Modalità d'esame

La verifica delle conoscenze acquisite durante il Corso prevede il superamento di una prova finale scritta, articolata in quesiti multirisposta, nello sviluppo e soluzione di esercizi di calcolo inerenti la gestione dei bioreattori, nonché nella richiesta di descrizioni sintetiche su specifici argomenti teorici ed applicativi.