Anno di corso: 1

Crediti: 8
Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 6

Anno di corso: 2

Crediti: 12
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 8
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 6
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 4
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 40
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 4
Tipo: Altro

INGEGNERIA METABOLICA E BIOPROCESSI DI NUOVA GENERAZIONE

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2019/2020
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2019/2020
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
6
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
42
Prerequisiti: 

Prerequisiti. Conoscenze di biochimica, microbiologia industriale, tecniche e tecnologie bioreattoristiche.
Propedeuticità: nessuna

Moduli

Metodi di valutazione

Tipo di esame: 
Orale
Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

Esame orale (30 min).
Durante la prova, allo studente saranno poste almeno due domande, su tutto il programma.

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Il Corso si propone di introdurre argomenti e problematiche relative alle applicazioni industriali derivanti dall'utilizzo di microrganismi ricombinanti per applicazioni biotecnologiche avanzate nei settori della Bioeconomia Circolare e Sostenibilità ambientale.

Conoscenza e capacità di comprensione.
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà saper valutare i principi basi, sia di carattere biologico che di processo, per lo sviluppo do processi industriali che si basano su microorganismi ricombinanti. Il Corso si propone quindi di fornire gli strumenti per poter studiare gli aspetti molecolari e metabolici che limitano rese, produzioni e produttività attuali così che si possano pianificare gli interventi per sviluppare bioprocessi di nuova generazione che portino ad una decarbonizzazione delle attuali produzioni. Include quindi il miglioramento di ceppi microbici di interesse industriale. Lo studente dovrà essere in grado di sviluppare analisi comparate delle caratteristiche di diverse cell factories per le varie produzioni avanzate della industria biotecnologica in campi diversi quali quello alimentare, farmacologico e sanitario, nella produzione di fine-chemicals, ma anche per processi per la salvaguardia dell’ambiente e recuperi energetici (Bioeconomia Circolare).

Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà essere in grado di applicare le conoscenze acquisite a metodologie biosintetiche per processi industriali.

Autonomia di giudizio.
Lo studente dovrà essere in grado di elaborare quanto appreso e saper riconoscere i processi e i problemi in cui le metodologie della microbiologia industriale e biotecnologie delle fermentazioni apprese possano essere utilizzate.

Abilità comunicative.
Alla fine dell'insegnamento lo studente saprà esprimersi in modo appropriato nella descrizione delle tematiche affrontate con proprietà di linguaggio e sicurezza di esposizione.

Capacità di apprendimento
Alla fine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di consultare la letteratura sugli argomenti trattati e saprà analizzare, applicare e integrare e collegare le conoscenze acquisite con quanto verrà appreso in insegnamenti correlati alla produzione di prodotti chimici di interesse merceologico dell'industria biotecnologica.

Contenuti

Saranno analizzate le ricerche relative allo sviluppo di microorganismi ricombinanti per la produzione di:
1. Metabolismo ed ingegneria metabolica del metabolismo centrale.
2. Sviluppo di microorganismi ricombinanti per la produzione di acidi organici.
3. Produzione di biocarburanti e bioplastiche.
4. Bioeconomia ed economia circolare: concetto ed esempi di applicazione delle diverse bioraffinerie.

Programma esteso

Da diversi anni, la possibilità di modificare il metabolismo microbico via DNA ricombinante ha consentito lo sviluppo di nuovi bioprocessi per la produzione di fine-chemcals (es: vitamine, aminoacidi, additivi alimentari, nutraceutici, etc.), bulk chemicals (acidi organici, .), biocarburanti (bioetanolo, biobutanolo, biogas, .), nuovi materiali (acido polilattico, PHA, etc.), enzimi industriali e agenti farmaceutici (api). L'insegnamento si propone di fornire gli strumenti per poter studiare gli aspetti molecolari e metabolici che limitano rese e produzioni attuali così che si possano pianificare gli interventi per sviluppare i bioprocessi di nuova generazione. Include quindi il miglioramento di ceppi microbici di interesse industriale.

In particolare verranno approfondite le seguenti tematiche:
1. Metabolismo ed ingegneria metabolica del metabolismo centrale.
Analisi del metabolismo centrale di una cell factory.
1. Sviluppo di microorganismi ricombinanti per la produzione di acidi organici.
Ingegneria metabolica del metabolismo centrale e concetto di fonte di energia. Vantaggi e svantaggi offerti da diversi microrganismi per la produzione di acidi organici. Evoluzione guidata ed ingegneria metabolica inversa. Robustezza della cell factory e di processo.
2. Produzione di biocarburanti e bioplastiche.
Valutazione degli esempi in essere a livello industriale.
4 Bioeconomia ed economia circolare: concetto ed esempi di applicazione delle diverse bioraffinerie.
Concetto di bioraffineria di diversa generazione. Valutazione compartiva di raffineria e bioraffineria. Concetto di LCA. Esempi di applicazione dai principali centri di ricerca del mondo.

Bibliografia consigliata

L'insegnamento sarà svolto con l’ausilio di diapositive o grazie ai supporti didattici a disposizione. Tutto il materiale didattico proiettato viene messo a disposizione degli studenti sulla piattaforma e-learning dell'insegnamento.

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezioni frontali supportate da presentazioni in PowerPoint e approfondimenti alla lavagna. L’approccio metodologico prevede una ricostruzione storica del progredire delle conoscenze accompagnata da un’analisi del processo logico che ha guidato la sperimentazione e che ha portato alla comprensione dei meccanismi alla base dei bioprocessi.

L'insegnamento è tenuto in lingua italiana

Contatti/Altre informazioni

Ricevimento. Su appuntamento tramite richiesta via email o telefono al docente.