AVVISO:
A seguito degli avvisi di allerta meteo diramati questo pomeriggio dalla Protezione Civile regionale, per la giornata di martedì 20 gennaio 2026, sono sospese tutte le attività didattiche in presenza (lezioni, esami, sedute di laurea) previste in tutte le sedi dell'Università di Catania (incluse le strutture didattiche di Ragusa e Siracusa). Le strutture di Ateneo resteranno pertanto chiuse e le attività potranno essere erogate in modalità online.
BIOTECNOLOGIE MICROBICHE E AGROALIMENTARI
Anno accademico 2019/2020 - 1° anno
Docenti
Lingua di insegnamento: Italiano
Organizzazione didattica: 300 ore d'impegno totale, 195 di studio individuale, 63 di lezione frontale, 42 di esercitazione
Semestre: 2°
- BIOPROCESSI: Agata Mazzaglia
- GENETICA DEI MICRORGANISMI: Cinzia Caggia
Lingua di insegnamento: Italiano
Organizzazione didattica: 300 ore d'impegno totale, 195 di studio individuale, 63 di lezione frontale, 42 di esercitazione
Semestre: 2°
Obiettivi formativi
- BIOPROCESSI
Il corso si prefigge di fornire le conoscenze generali e applicative sulle biotecnologie, in particolare sui processi industriali legati all'impiego di microrganismi ed enzimi impiegati nei bioprocessi di produzione di alimenti, bevande e ingredienti alimentari.
Lo studente alla fine del corso dovrà essere in grado di applicare, controllare e ottimizzare l’uso delle biotecnologie alimentari.
- GENETICA DEI MICRORGANISMI
Possedere adeguate conoscenze per comprendere, condurre e interpretare attività di laboratorio che utilizzano metodologie molecolari in ambito agro-industriale.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
- BIOPROCESSI
Lezione partecipata e interattiva, con esposizione tramite ppt
- GENETICA DEI MICRORGANISMI
L'insegnamento sara' svolto secondo metodologie convenzionali che prevedono lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio. Le esercitazioni in laboratorio sono riservate per gli studenti che frequenteranno i 2/3 delle lezioni.
Prerequisiti richiesti
- BIOPROCESSI
Elementi di Microbiologia generale
- GENETICA DEI MICRORGANISMI
Elementi di biologia dei microrganismi
Frequenza lezioni
- BIOPROCESSI
Consigliata
- GENETICA DEI MICRORGANISMI
Fortemente consigliata. La frequenza alle lezioni non è obbligatoria per sostenere l’esame.
Contenuti del corso
- BIOPROCESSI
Biofermentazioni continue e discontinue d’interesse alimentare. Impiantistica fermentativa (cenni). Parametri di controllo delle fermentazioni. Enzimi e cellule immobilizzate. Recupero, separazione e purificazione dei prodotti di fermentazione. Applicazioni delle biotecnologie nell’industria alimentare. Uso delle biotecnologie per la produzione e/o trasformazione degli alimenti. Esempi di metaboliti primari e secondari d’interesse alimentare. Trattamento dei sottoprodotti delle industrie agro-alimentari.
- GENETICA DEI MICRORGANISMI
Concetti di base della genetica batterica e dei lieviti e studio degli effetti dell'applicazione dell'ingegneria genetica microbica sullo sviluppo delle biotecnologie agro-alimentari.
Testi di riferimento
- BIOPROCESSI
Testo 1. C. Gigliotti - R. Verga. “Biotecnologie Alimentari”. Piccin Editore;
Testo 2. M. Manzoni. “Microbiologia Industriale”. Casa Editrice Ambrosiana.
- GENETICA DEI MICRORGANISMI
Testo 1 Brock – Biologia dei Microrganismi – Ed Pearson
Testo 2 Glick BR, Pasternak JJ. - Biotecnologia Molecolare- Principi e applicazioni del DNA ricombinante- Ed Zanichelli
Testo 3 Donadio S, Marino G. Biotecnologie Microbiche – Ed CEA
Testo 4. Manzoni M, Microbiologia Industriale – Ed. CEA
Programmazione del corso
| BIOPROCESSI | |||
| Argomenti | Riferimenti testi | ||
|---|---|---|---|
| 1 | Biotecnologie: definizione, campi di applicazione, suddivisione. | Testo 1 - Testo 2 - Materiale fornito dal docente | |
| 2 | I microrganismi delle fermentazioni industriali – curva di crescita – classificazione delle fermentazioni microbiche – fermentatore – parametri di controllo delle fermentazioni – operazioni per il recupero, la separazione e la purificazione dei prodotti di fermentazione. Microrganismi come fonte proteica. Single Cell Protein da alghe | Testo 2 - Materiale fornito dal docente | |
| 3 | Tecniche di immobilizzazione: attiva e passiva. | Testo 2 - Materiale fornito dal docente | |
| 4 | Processi industriali e prodotti: biomasse microbiche – acidi organici (acido lattico, acido citrico, acido gluconico) – etanolo – aminoacidi (acido glutammico, lisina). | Testo 1 - Testo 2 - Materiale fornito dal docente | |
| 5 | Uso delle biotecnologie per la produzione e/o trasformazione degli alimenti: latte e derivati (latte delattosato, microrganismi utilizzati nella produzione dei formaggi, azione del caglio, chimosina e altre proteasi utilizzate, azione dei microrganismi e degli enzimi nei processi di maturazione e aromatizzazione) | Testo 1 - Materiale fornito dal docente | |
| 6 | Uso delle biotecnologie per la produzione e/o trasformazione degli alimenti: prodotti da forno (aspetti microbiologici, produzione industriale di lievito per panificazione, tipologie di lievito, lievito naturale e impasto acido). Farina deglutinata | Testo 1 - Materiale fornito dal docente | |
| 7 | Uso delle biotecnologie per la produzione e/o trasformazione degli alimenti: vino (starter per l’enologia, enzimi ad uso enologico) | Testo 1 - Materiale fornito dal docente | |
| 8 | Uso delle biotecnologie per la produzione e/o trasformazione degli alimenti: succhi di frutta (utilizzo degli enzimi nella preparazione dei succhi di frutta, pectinasi e vantaggi del loro utilizzo, riduzione del gusto amaro nei succhi di agrumi) | Testo 1 - Materiale fornito dal docente | |
| 9 | Uso delle biotecnologie per la produzione e/o trasformazione degli alimenti: birra (impiego degli enzimi nell’industria della birra) | Testo 1 - Materiale fornito dal docente | |
| 10 | Altre applicazioni delle biotecnologie nell’industria alimentare: carboidrati (saccarificazione, inversione del saccarosio) – aromi alimentari (produzione di aromi mediante estrazione del metabolita, produzione di aromi mediante biotecnologie). | Testo 1 - Testo 2 - Materiale fornito dal docente | |
| 11 | Biomasse particolari: colture insetticide da Bacillus. | Testo 1 - Materiale fornito dal docente | |
| 12 | Prodotti complessi: aceto, vegetali fermentati, salame. | Testo 1 - Materiale fornito dal docente | |
| 13 | Cacao e cioccolato (sfruttamento di enzimi endogeni nei processi di trasformazione, fermentazione, imbrunimento enzimatico). | Testo 1 - Materiale fornito dal docente | |
| GENETICA DEI MICRORGANISMI | |||
| Argomenti | Riferimenti testi | ||
| 1 | 1. La genetica batterica e le biotecnologie. I microrganismi come fattorie cellulari. | Materiale fornito dal docente Testo 1 | |
| 2 | 2. Esempi di impiego dei microrganismi nelle biotecnologie. Tappe storiche delle acquisizione scientifiche. Le scoperte piu' importanti della storia della microbiologia. | Materiale fornito dal docente Testo 2 | |
| 3 | 3. Definizione di microrganismo. La tassonomia. I 5 Regni degli esseri viventi. La tassonomia numerica e filogenetica. Organismi unicellulari e pluricellulari | Materiale fornito dal docente. Qualsiasi testo di Biologia Generale | |
| 4 | 4. La cellula procariotica ed eucariotica. La cellula batterica. Descrizione delle principali strutture. La coltivazione in laboratorio e le osservazioni al microscopio | Materiale fornito dal docente Qualsiasi testo di Biologia Generale | |
| 5 | 5. L'albero filogenetico. Lo studio del DNA per la classificazione dei batteri. Il DNA: tecniche di estrazione e di restrizione. | Materiale fornito dal docente | |
| 6 | La duplicazione del DNA, la trascrizione e la traduzione | Qualsiasi testo di Biologia Generale | |
| 7 | 7. Il codice genetico e la sua degenerazione. Il DNA come depositario dell'informazione genetica. | Materiale fornito dal docente Testo 1 | |
| 8 | L'esperimento di Griffith e la trasformazione batterica | Materiale fornito dal docente | |
| 9 | La variabilita' genetica. Le mutazioni. Test di Ames. Test delle fluttuazioni | Materiale fornito dal docente | |
| 10 | Replica plating. Mutazioni, mutageni e mutanti. | Materiale fornito dal docente Testo 2 | |
| 11 | La variablita' genetica. Fenomeni di trasposizione del DNA. | Materiale fornito dal docente | |
| 12 | Coniugazione, trasformazione e trasduzione nei batteri. | Materiale fornito dal docente Testo 1 | |
| 13 | 19. Regolazione metabolica nei procarioti. Regolazione post-traduzionale. Geni costitutivi e geni induttivi. | Materiale fornito dal docente Testo 1 | |
| 14 | 20. Controllo dell'espressione genica. Gli operoni. L'operone lattosio in Escherichia coli. | Materiale fornito dal docente Testo 1 | |
| 15 | 21. Controllo dell'espressione genica. L'operone triptofano in Escherichia coli. | Materiale fornito dal docente Testo 1 | |
| 16 | 22. I lieviti e il loro impiego nelle biotecnologie | Materiale fornito dal docente Testo 1 | |
| 17 | 23. Saccharomyces cerevisiae | Materiale fornito dal docente Testo 1 | |
| 18 | 24. Omotallismo ed eterotallismo nei lieviti. | Materiale fornito dal docente Testo 1 | |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
- BIOPROCESSI
L’esame consiste in una prova orale.
- GENETICA DEI MICRORGANISMI
L’esame consiste in una prova orale sui principali meccanismi di ingegneria genetica. Il colloquio orale è individuale e prevede la verifica della capacità di ragionamento e di collegamento tra le conoscenze acquisite attraverso i due moduli.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
- BIOPROCESSI
Descrivi le tecniche di immobilizzazione passiva e attiva - Tipologie di curve di crescita - I lieviti utilizzati per la produzione della birra e del vino e loro caratteristiche.
- GENETICA DEI MICRORGANISMI
L’esame consiste in una prova orale sui principali meccanismi di ingegneria genetica. Il colloquio orale è individuale e prevede la verifica della capacità di ragionamento e di collegamento tra le conoscenze acquisite attraverso i due moduli.