MICROBIOLOGIA INDUSTRIALE E PREDITTIVA

Crediti: 
12
Anno accademico di offerta: 
2016/2017
Semestre dell'insegnamento: 
Secondo Semestre
Lingua di insegnamento: 

italiano

Obiettivi formativi

Prima parte:
Raggiungere conoscenze di base relative a: Microorganismi: struttura, fisiologia e metabolismo Crescita microbica, sopravvivenza e produzione di metaboliti. DNA, RNA e espressione proteica. Modificatione genica in procarioti ed eucarioti. Impiego industriale di organismi modificati geneticamenteFermentazione e fermentatori . Fermentazioni industriali - Batch; Fed-batch, fermentatore in continuo Up stream e down stream . Equazione Monod. Biomassa e produzione di metaboliti primari e secondari . Scaling up

Seconda parte:
il corso si propone di dare una visione critica delle potenzialità della microbiologia predittiva nel settore alimentare, i campi di applicazione (formulazione nuovi prodotti, previsione shelf life, previsione sicurezza, HACCP, risk analysis, ecc.), l'utilizzo dei principali strumenti disponibili, l'interpretazione e la significatività dei risultati ottenuti.
Le varie sezioni in cui è strutturato il corso saranno trattate con lezioni teoriche affiancate da esempi pratici, inerenti le tematiche del corso, con particolare attenzione alla previsione dello sviluppo microbico, agli effetti di trattamenti di sanificazione (termici e non termici), alla valutazione della shelf life commerciale di alimenti nonché alla loro sicurezza igienico sanitaria.

Prerequisiti

Conoscenze di base di microbiologia, matematica e statistica

Contenuti dell'insegnamento

Prima parte del corso - "microbiologia industriale"
Microorganismi: struttura, fisiologia e metabolismo Crescita microbica, sopravvivenza e produzione di metaboliti . DNA, RNA e espressione proteica. Modificatione genica in procarioti ed eucarioti. Impiego industriale di organismi modificati geneticamenteFermentazione e fermentatori . Fermentazioni industriali - Batch; Fed-batch, fermentatore in continuo Up stream e down stream. Equazione Monod. Biomassa e produzione di metaboliti primari e secondari . Scaling up

Seconda parte del corso- "microbiologia predittiva"
I principali argomenti saranno: - Scopi, finalità e utilizzo della microbiologia predittiva; - Modelli primari: cinetiche microbiche in funzione dell'applicazione di un singolo fattore. Modelli di sviluppo: funzione logisitica, equazione di Gompertz e modello di Baranyi: Modelli di abbattimento microbico: modello lineare, Gompertz e logistica "mirror", modello di Weibull esteso a temperature variabili - Modelli secondari: modelli di Ratkowski, disegni sperimentali, equazioni polinomiali. Aspetti teorici ed esempi applicativi. Utilizzo dei modelli ottenuti a scopo predittivo. Validazione e significato - Modelli terziari: utilizzo dei principali programmi disponibili per la microbiologia predittiva (ComBase, PMP, ecc.) - Modelli probabilistici: funzione logit e modelli loglineari. Utilizzo dei modelli ottenuti a scopo predittivo. Validazione e significato. - Future applicazioni e prospettive. Applicazione di tecniche di classificazione (alberi di classificazione).

Bibliografia

Fausto Gardini, Eugenio Parente. Manuale di microbiologia predittiva. Concetti e strumenti per l'ecologia microbica quantitativa. Springer Italia
PRICIPLES OF FERMENTATIO TECHNOLOGY; Stanbury and Whitaker - Pergamo Press (1984). BIOTECNOLOGIE MICROBICHE; Donadio and Marino - Ambrosiana (2008)-

Dispense del corso di microbiologia industriale.
Materiali forniti durante le lezioni.
Appunti lezioni.

Metodi didattici

lezioni teoriche ed esercitazioni teoriche di "casi studio"
Durante le lezioni saranno discusse le basi e le applicazioni della microbiologia industriale e predittiva. La discussione da parte degli studenti di "casi studio" avrà lo scopo di verificare l'apprendimento e la capacità di elaborazione critica da parte degli studenti.

Modalità verifica apprendimento

Durante il corso, alcune lezioni saranno dedicate alla valutazione dello stato di apprendimento.
In itinere saranno assegnati e discussi con presentazione da parte degli studenti di "casi studio" utili alla verifica dello stato di apprendimento e della capacità di elaborazione delle nozioni base di microbiologia industriale e predittiva a fini applicativi
Alla fine del corso sarà sostenuto esame scritto con domande chiuse e aperte ed eventualmente approfondimento orale relativo alle domande non superate pienamente.
Il superamento dell'esame e il voto finale saranno determinati assegnando alle differenti domande una percentuale definita del voto complessivo. Alcune domande dovranno essere necessariamente superate. . Ai fini della valutazione finale i voti dei due singoli insegnamenti incideranno sul voto finale rispettivamente per il 50%