Ateneo - UPO

- Biotecnologie alimentari: introduzione e significato
- Caratteristiche dei microorganismi utili in biotecnologie, la cellula come “fabbrica molecolare”
- Fermentazioni di interesse alimentare
- Microorganismi virtuosi e concetto di “starter microbico”
- Prebiotici, probiotici, sinbiotici
- Gli alimenti fermentati
- Fermentazioni industriali: classificazione delle fermentazioni e caratteristiche
- Impianti di fermentazione: i bioreattori e le operazioni a valle, parametri di controllo delle fermentazioni
- Cinetiche di reazione delle fermentazioni (cenni)
- Immobilizzazione enzimatica e immobilizzazione di cellule
- Biomasse e Single Cell Proteins (SCP).
- Esempi di metaboliti primari e secondari di interesse alimentare ottenuti per via fermentativa o ricombinante: alcoli, edulcoranti, polisaccaridi neutri, acidi organici, amminoacidi, aromi, pigmenti
- Esempi di bio-conversioni e bio-remediation in campo alimentare (cenni).
- Enzimi: significato, produzione e applicazioni.
- Biotecnologie alimentari della seconda generazione: DNA ricombinante. MOGM e OGM
- Normativa nazionale ed internazionale di riferimento (cenni).
- Cenni sulle biotecnologie analitiche
- Risorse web utili in campo biotecnologico.

Materiale fornito dal Docente (slides);
Fundamentals of Food Biotechnology, 2nd Edition.
Byong H. Lee
ISBN: 978-1-118-38491-6 December 2014 Wiley-Blackwell 544 Pages

Il corso di biotecnologie alimentari ha come obiettivo fornire allo studente le conoscenze di base nel campo delle biotecnologie in campo alimentare (basi di biologia molecolare; microorganismi virtuosi e starter microbici; fermentazioni; bio-produzioni e recupero dei bio-prodotti di interesse alimentare, nutraceutico e farmaceutico; produzione di aromi e additivi per via biotecnologica; enzimi ed applicazioni in campo alimentare; biotecnologie ricombinanti, MOGM e OGM; cenni sulla normativa di riferimento).
Le conoscenze completeranno il knowledge nel campo “Food Science” relativo alle altre discipline attivate nel Corso di Studi, fornendo i mezzi utili per conoscere a fondo gli alimenti derivati dalla applicazione di queste tecnologie.

Si consiglia, per una proficua frequenza del corso, di aver acquisito le nozioni relative ai corsi di Chimica organica, Biochimica e Chimica degli alimenti, fondamentali per la comprensioni delle lezioni del corso.

Il metodo didattico utilizzato prevede lezioni tenute dal Docente, completate dalla discussione di casi studio particolari. Potranno essere organizzati Seminari specifici in collaborazione con Docenti ed esperti del settore.
Le lezioni saranno erogate in presenza

Il corso è volto a completare le conoscenze in campo alimentare necessarie al Biologo per gestire le problematiche correlate all'area alimentare, della nutrizione e della nutraceutica, sia a livello di controllo della qualità/sicurezza (conoscenza delle matrici per scopi analitici) sia a livello di controllo di ingredienti bioattivi/alimenti per via biotecnologica, sia per il loro utilizzo nei regimi alimentari. Il Biologo conseguirà anche esperienza nella gestione di enzimi, microorganismi e sistemi di fermentazione per la produzione (pilota e scalata) di bio-prodotti di interesse alimentare.

La verifica dell’apprendimento è in forma orale: l'esame verte sulle tematiche trattate nel corso: una domanda riguarda la prima parte del corso (introduzione, fermentazioni, microorganismi starter e virtuosi, probiotici), una la seconda parte del corso (fermentazioni industriali e bioprodotti) ed una la terza parte del corso (OGM e prodotti biotecnologici). I quesiti prevedono e richiedono la descrizione critica delle tematiche trattate durante il corso, richiedendo di esplicitare tutti i collegamenti possibili fra gli argomenti trattati nonchè collegamenti con altre tematiche trattate nell’ambito dei corsi nell’area “food” e “nutrizione”.

Storia e significato delle biotecnologie alimentari. Molecole/macromolecole di interesse biotecnologico. Caratteristiche di microorganismi/organismi procarioti ed eucarioti. Trascrizione, traduzione, di regolazione genica (cenni). La cellula come “fabbrica molecolare”. Fermentazioni alimentari: alcolica, omo- ed etero-lattica, malo-lattica, propionica, acetica, butirrica e isobutirrica, citrica. Microorganismi virtuosi e starter nelle produzioni alimentari. Funghi di interesse alimentare (funghi filamentosi, lieviti, funghi eduli coltivati e spontanei).
Batteri lattici, bifidobatteri. Prebiotici, probiotici e sinbiotici. Peptidi bioattivi del latte; oligosaccaridi prebiotici.
Produzione industriale di microorganismi starter e probiotici. Batteriocine: caratteristiche e classificazione. Cianobatteri e microalghe, produzione di biomassa e pigmenti.
Alimenti fermentati: aspetti microbiologici, biochimici, fermentativi e biotecnologici (latte e derivati; bevande alcoliche; vegetali fermentati; prodotti da forno lievitati; cacao, caffè e te, salami, altri alimenti fermentati).
Fermentazione industriali: classificazione (continue e discontinue). Impiantistica fermentativa; fermentatori e applicazioni. Parametri di controllo delle fermentazioni. Cinetiche e rese di fermentazione (cenni). Immobilizzazione di enzimi/cellule, applicazioni. Operazioni unitarie (recupero, separazione, purificazione): downstream processing. Biomasse, Single Cell Proteins (SCP); riso rosso fermentato, Pruteen, Quorn. Metaboliti primari e secondari di interesse alimentare (via fermentativa o ricombinante): alcoli, amminoacidi, acidi organici, polisaccaridi neutri, altri metaboliti. Produzione di edulcoranti Esempi di bio-conversioni e bio-remediation in campo alimentare (cenni).
Aromi. Aromi “biotecnologici”: lattoni, terpeni, vanillina. Produzione di ciclodestrine. Pigmenti naturali; carotenoidi da biotecnologie.
Enzimi: significato e produzione; classificazione enzimatica. Enzimi come marker di processo. Esempi di applicazioni enzimatiche in campo alimentare. Enzimi da microorganismi estremofili.
Biotecnologie alimentari della seconda generazione: DNA ricombinante. MOGM: r-chym e r-BGH. Biotecnologie vegetali: tecniche di manipolazione e trasformazione. OGM alimentari. Biotecnologie in campo animale (clonazione, salmonidi, mammiferi, altre applicazioni). Normativa nazionale/internazionale di riferimento (cenni). Biotecnologie in capo analitico-alimentare (cenni). Risorse web di riferimento.

Lo studente dovrà dimostrare l’acquisizione delle conoscenze di base relative all’applicazione delle biotecnologie di prima e seconda generazione ai modelli produttivi alimentari, nutraceutici e farmaceutici; conoscenza dei principali temi specifici delle biotecnologie in campo nutraceutico-alimentare e dei prodotti/beni ottenibili, con proprietà di linguaggio e capacità di esposizione tecnico-scientifica di buon livello. Lo studente dimostrerà di conoscere le tecniche produttive legate alle biotecnologie, il quadro normativo correlato e di padroneggiare l’eventuale scelta della tecnica più utile per la gestione di una situazione lavorativa applicata (a livello di laboratorio e a livello industriale, in questo ultimo caso come parte di un team tecnico scientifico interdisciplinare). Lo studente dovrà infine dimostrare di saper pianificare un progetto biotecnologico applicato al settore alimentare e nutraceutico.