Obiettivi formativi
L'insegnamento di Microbiologia Industriale si pone l'obiettivo di mettere lo studente in condizione di trarre autonomamente conclusioni riguardo all'impiego industriale dei microrganismi ed ai processi utilizzabili per la produzione di biomassa e metaboliti coerentemente con quanto definito negli obiettivi specifici del Corso di Laurea Magistrale.
I risultati di apprendimento attesi sono:
1) la conoscenza e comprensione dei fattori che regolano l’utilizzo dei microrganismi a scopo industriale;
2) le capacità di comprendere dal punto di vista microbiologico i processi e gli impianti per lo sfruttamento dei microrganismi sia in termini di performance che di sicurezza e qualità nonché le potenziali applicazioni innovative;
3) l’autonomia di giudizio per valutare l'effetto dei parametri ambientali e tecnologici sulla duplicazione cellulare per la produzione di biomassa, di metaboliti; per raccogliere e interpretare criticamente i dati degli alimenti trasformati per via fermentativa;
4) Abilità nella comunicazione attraverso il lessico scientificamente corretto; Capacità di presentazione, trasmissione e divulgazione dell'informazione di temi relativi alla microbiologia industriale (dalla produzione al consumo); Capacità di comunicare con persone esperte o non esperte del settore delle trasformazioni degli alimenti, e quando avviato al lavoro a superiori e/o clienti; capacità di comunicare e collaborare in lavori di gruppo nell'ambito degli alimenti;
5) capacità di apprendere attraverso la consultazione di materiale bibliografico e delle banche dati relative ai microorganismi e al loro sfruttamento industriale; capacità di consultazione in modo critico dei siti web relativi ai microorganismi e al loro sfruttamento industriali; capacità di partecipazione in modo proficuo a seminari e giornate studio di formazione; capacità di ampliare autonomamente il proprio bagaglio scientifico-culturale e continuare ad aggiornarsi sugli sviluppi scientifici e tecnologici più recenti connessi al mondo degli alimenti fermentati; capacità di svolgere proficuamente un possibile percorso di un dottorato di ricerca nell’ambito delle biotecnologie e scienze degli alimenti.
Prerequisiti
Conoscenze di base di microbiologia e microbiologia degli alimenti
Contenuti dell'insegnamento
L’insegnamento Microbiologia Industriale è offerto in co-docenza.
Una parte dell’insegnamento è relativa al concetto della trasformazione degli alimenti per via fermentativa (Prof. Monica Gatti). Nello specifico, dopo aver verificato la comprensione dei concetti di sterilità, stabilità e sicurezza degli alimenti, saranno affrontati gli aspetti che sono alla base della comprensione di come sia possibile sfruttare i diversi metabolismi microbici per produrre alimenti. Saranno considerati i principi che differenziano la possibilità di trasformare biotecnologicamente materie prime di origine animale e vegetale attraverso starter selezionati di batteri, lieviti e funghi filamentosi e consorzi microbici degli starter naturali.
Una parte dell’insegnamento è relativa all’utilizzo più specifico dei microrganismi a scopo industriale (Prof. Elena Bancalari). Nello specifico saranno definiti i concetti necessari alla completa comprensione delle cinetiche di crescita microbica nelle fermentazioni industriali mediante fermentatori Batch, Fed-batch e in continuo. Inoltre, saranno definiti i principi alla base della produzione di nuovi starter selezionati e come vengono utilizzati a livello industriale. Saranno inoltre affrontati i concetti generali ed esempi relativi all’applicazione della microbiologia industriale per il trattamento dei reflui, per la bioremediation, per la produzione di energia e riutilizzo degli scarti alimentari.
Programma esteso
- Curve di crescita microbica e tecniche innovative per valutarle.
- Verifica della conoscenza delle malattie alimentari causate da microrganismi.
- Coinvolgimento microbico nella produzione di alimenti
- Gli starter per la produzione di alimenti
- Starter selezionati: step di produzione di un nuovo starter (isolamento, caratterizzazione, valutazione della sicurezza, conservazione)
- Produzione di biomassa
- Suscettibilità delle colture starter all'infezione
- Principi alla base del funzionamento dei Fermentatori Batch, Fed Batch, in continuo.
- Scaling up di processo
- Impiego degli starter selezionati per le diverse produzioni di alimenti
- Starter naturali: comprensione dei principi alla base dei consorzi microbici a composizione indefinita
- Impiego degli starter naturali per le diverse produzioni di alimenti
- Concetti alla base dell’applicazione della microbiologia industriale per il trattamento dei reflui
- Concetti alla base dell’applicazione della microbiologia industriale per la bioremediation,
- Concetti alla base dell’applicazione industriale delle microalghe e cianobatteri
- Concetti alla base dell’applicazione della microbiologia industriale per il riutilizzo degli scarti alimentari
- E’ previsto lo svolgimento di un attività di gruppo non obbligatoria. Tale attività prevede che piccoli gruppi costituiti da 3-4 studenti svolgano una ricerca bibliografica su un argomento che sarà presentato in aula durante le ore di lezione. L'argomento della ricerca sarà scelto tra quelli proposti dalla docente.
Bibliografia
- MICROBIOLOGIA INDUSTRIALE - MATILDE MANZONI - CASA EDITRICE AMBROSIANA (2010)
- BIOTECNOLOGIE MICROBICHE; Donadio and Marino - Ambrosiana (2008)
- Luca Cocolin Marco Gobbetti Erasmo Neviani “Microbiologia alimentare applicata” (2022) Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli. ISBN 8808120074
- Principles of Fermentation Technology - 3rd Edition - August 31, 2016 - Authors: Peter F Stanbury, Allan Whitaker, Stephen Hall
Slide delle lezioni
Metodi didattici
L'insegnamento sarò svolto mediante lezioni frontali in aula con l'ausilio slides che rappresenteranno materiale didattico. Ad integrazione sono conigliati alcuni testi.
Le slides saranno disponibili on line in Elly in formato pdf per gli studenti.
Le lezioni prevedono anche la discussione di esempi dei casi reali più recenti. Per questo motivo, le slides, che vengono gradualmente aggiornate per ogni argomento, saranno caricate su Elly prima di ogni argomento trattato e non tutte insieme all’inizio del corso.
Durante le lezioni, sarà ribadito l’uso appropriato del linguaggio tecnico, e sottolineati i collegamenti fra le varie parti del corso. Per questo motivo è fortemente incentivata la presenza e la partecipazione attiva.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento per la valutazione della conoscenza e capacità di comprensione, dell’autonomia di giudizio e capacità di collegamento tra i temi studiati, dell’appropriatezza nell’impiego del linguaggio tecnico-scientifico, sarà effettuata al termine dell’insegnamento attraverso un’unica prova mediante un esame scritto costituito sia da domande a risposte chiuse che domande a risposte aperte.
La prova d’esame si svolge in aula informatica mediante la piattaforma Elly.
La parte a risposte chiuse è costituita da 31 domande atte a valutare il livello della conoscenza acquisita in tutti gli argomenti trattati.
Ogni risposta corretta vale 1 punto. Le risposte sbagliate o non date valgono 0 punti. La sufficienza di 18/30 si consegue con almeno 18 risposte corrette. Il raggiungimento della sufficienza di questa parte è vincolante per l’accesso alle domande aperte.
Il voto conseguito da questa parte peserà al 50% sulla votazione finale. Il tempo a disposizione è di 30 minuti.
La parte a risposte aperte è costituita da due domande dove lo studente deve dimostrare di saper applicare la competenza acquisita. La risposta alle due domande è valutata anche in base a come lo studente è in grado di esprimersi correttamente, con il linguaggio scientifico specifico della microbiologia degli alimenti.
Ogni risposta vale 15 punti così che la valutazione della terza parte sarà espressa in 30esimi.
Il voto conseguito da questa parte peserà al 50% sulla votazione finale. Il tempo a disposizione è di 30 minuti.
Per poter essere ammessi a sostenere l’esame, lo studente deve sostenere una prova di sbarramento atta a verificare la conoscenza minima dei concetti fondamentali del corso. La verifica della soglia viene effettuata mediante la risposta a 10 domande a risposte chiuse. E’ ammesso 1 errore. Il tempo a disposizione è di 10 minuti.
Al voto conseguito potrà essere sommata la valutazione (da 0 a 1.5 punti) del lavoro di gruppo non obbligatorio.
La valutazione della presentazione del lavoro di gruppo verrà comunicata dal docente prima del primo appello d’esame.
I risultati dell’esame sono pubblicati sul portale ESSE3 (https://unipr.esse3.cineca.it/Home.do) entro tempi ragionevoli compatibili con il numero degli studenti iscritti. Gli studenti possono visionare l’esame e discutere gli errori commessi, previo appuntamento con le docenti.
Altre informazioni
no
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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