Ateneo - UPO

Il modulo fornisce le basi concettuali e applicative della microbiologia applicata all'ambito biotecnologico, farmaceutico e alimentare. Vengono trattati i microrganismi di interesse industriale e le loro applicazioni biotecnologiche, i principi del controllo microbiologico della qualità nella produzione farmaceutica secondo le normative vigenti, e i principi del controllo microbiologico degli alimenti, con particolare attenzione alla formazione e al controllo dei biofilm negli ambienti produttivi. Un modulo di laboratorio di 16 ore completa la formazione con attività pratiche di isolamento, conta, identificazione e monitoraggio microbiologico.

- Biotecnologie microbiche. Stefano Donadio. Casa Editrice Ambrosiana
- Microbiologia industriale. Matilde Manzoni. Casa Editrice Ambrosiana
Microbiologia farmaceutica. Nicola Carlone. Casa Editrice EdiSES
- Handbook of microbiological quality control: pharmaceuticals and medical devices Edited by Rosamund M. Baird, Norman A. Hodges, Stephen P. Denyer. - New York: CRC Press, c2000.-XVI, 254 p.
- Brock. Biologia dei microrganismi. Microbiologia generale, ambientale e industriale. Pearson
Per le attività di laboratorio le dispense saranno fornite dal docente.

Il modulo si propone di fornire alle studentesse e agli studenti le conoscenze e gli strumenti metodologici necessari per:
● comprendere le caratteristiche microbiologiche e le potenzialità applicative dei principali microrganismi di interesse biotecnologico e industriale;
● acquisire i principi e i metodi del controllo microbiologico di qualità dei prodotti farmaceutici, sterili e non sterili, secondo le normative vigenti;
● comprendere i principi del controllo microbiologico degli alimenti e riconoscere i principali patogeni di origine alimentare;
● comprendere il fenomeno della formazione di biofilm negli ambienti produttivi farmaceutici e alimentari e le relative strategie di controllo;
● acquisire competenze pratiche di laboratorio per l'isolamento, la conta e l'identificazione microbica, il monitoraggio ambientale e la conduzione di una fermentazione microbica.

Conoscenze di microbiologia generale (morfologia, fisiologia e genetica microbica, metodi colturali) acquisite nell'insegnamento di Biologia Cellulare e Microbiologia del Corso di Laurea.

L'insegnamento prevede 32 ore di lezione frontale, con l'ausilio di presentazioni multimediali, visione di video in italiano e in inglese ed esempi tratti dalla letteratura scientifica e dalla prassi industriale. Al termine di ogni parte del corso verranno effettuate esercitazioni in aula. Infine, l'insegnamento prevede 16 ore di attività di laboratorio, svolte in piccoli gruppi, dedicate a tecniche di analisi microbiologica di matrici alimentari, monitoraggio ambientale e conduzione di una fermentazione microbica. Le attività di laboratorio sono precedute da un'introduzione teorica sulle procedure operative.

E’ possibile consultare le diapositive delle lezioni e materiale supplementare sul sito della Didattica in Rete dell’Ateneo: https://www.dir.uniupo.it/ Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti e consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studenti-disabili-e-dsa Le studentesse e gli studenti con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo, possono contattare la/il docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame, in merito agli aspetti didattici.

L'esame è orale e verte sui contenuti trattati nel corso con l'obiettivo di verificare il raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi. Per maggiori dettagli vedere la scheda dell'insegnamento padre.

1. Microrganismi d'interesse biotecnologico e industriale / (8 ore)
Bioprospezione: esplorazione della biodiversità microbica per scopi biotecnologici, farmaceutici e industriali
Microrganismi di interesse biotecnologico: Escherichia coli, Streptomyces, Bacillus, lieviti, funghi filamentosi — caratteristiche microbiologiche e applicazioni
Cinetica dei processi microbiologici: curva di crescita, processi batch, fed-batch e continui
Metodi di valutazione dello sviluppo microbico
Biotensioattivi microbici: produzione, caratterizzazione e applicazioni biotecnologiche

2. Controllo di qualità microbiologico in ambito farmaceutico e biotecnologico / (14 ore)
Microrganismi come strumenti biotecnologici nella produzione farmaceutica
Principali metodi di sterilizzazione dei prodotti farmaceutici e indicatori biologici di sterilizzazione
Saggi di sterilità per batteri e funghi; validazione dei saggi di sterilità
Contaminazione microbica nei prodotti non obbligatoriamente sterili: conta microbica totale, metodo del numero più probabile (MPN), filtrazione
Rilevamento di microrganismi specifici (E. coli, Salmonella, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Clostridi) secondo la Farmacopea Europea
Test LAL (Limulus Amebocyte Lysate) per la determinazione di endotossine batteriche nelle preparazioni parenterali
Norme di Buona Fabbricazione (GMP) e monitoraggio microbiologico ambientale: aree a contaminazione controllata
Biofilm in ambiente produttivo farmaceutico: formazione, rilevazione e strategie di controllo

3. Controllo microbiologico in ambito alimentare / (10 ore)
Principali patogeni alimentari e fonti di contaminazione: Salmonella, Listeria, E. coli VTEC, Campylobacter, Staphylococcus aureus
Metodi di analisi microbiologica degli alimenti
Biofilm sulle superfici di lavorazione alimentare: confronto con il contesto farmaceutico

4. Attività di laboratorio / (16 ore)
Isolamento, conta e identificazione di microrganismi da campioni alimentari (prodotto lattiero-caseario probiotico)
Ricerca di microrganismi specifici mediante metodi colturali su terreni selettivi e differenziali
Monitoraggio microbiologico ambientale: campionamento di aria e superfici
Allestimento e monitoraggio di una fermentazione microbica su matrice rinnovabile agroalimentare

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: le studentesse e gli studenti acquisiranno conoscenze e capacità di comprensione relative alle caratteristiche microbiologiche e alle applicazioni biotecnologiche dei principali microrganismi di interesse industriale (Escherichia coli, Streptomyces, Bacillus, lieviti, funghi filamentosi), nonché ai principi di base della cinetica dei processi microbiologici e ai metodi di valutazione dello sviluppo microbico, con particolare riferimento alla produzione e caratterizzazione di biotensioattivi microbici. Le studentesse e gli studenti conseguiranno inoltre gli elementi conoscitivi teorici per valutare le caratteristiche microbiologiche dei prodotti farmaceutici, sterili e non obbligatoriamente sterili, per conoscere, rilevare e quantificare la presenza di eventuali microrganismi patogeni in tali prodotti, per accertare la sterilità dei prodotti farmaceutici obbligatoriamente sterili e la presenza di endotossine batteriche mediante il test LAL, e per valutare le caratteristiche igienico-ambientali degli ambienti di produzione farmaceutica. Acquisiranno infine conoscenze relative ai principali patogeni di origine alimentare, ai metodi di analisi microbiologica degli alimenti e al fenomeno della formazione dei biofilm negli ambienti produttivi farmaceutici e alimentari, con particolare attenzione alle relative strategie di rilevazione e controllo.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: verranno forniti alle studentesse e agli studenti sia un quadro teorico sia gli strumenti metodologici relativi all'applicazione delle principali tecniche microbiologiche attualmente impiegate nei settori farmaceutico e alimentare, quali i saggi di sterilità, la conta microbica totale, il metodo del numero più probabile (MPN), la filtrazione, il rilevamento di microrganismi specifici secondo la Farmacopea Europea e il monitoraggio microbiologico ambientale. Le attività di laboratorio consentiranno inoltre di applicare concretamente le metodiche di isolamento, conta e identificazione microbica su campioni alimentari, di ricerca di microrganismi specifici su terreni selettivi e differenziali, e di allestimento e monitoraggio di una fermentazione microbica su matrice rinnovabile agroalimentare, con l'obiettivo di sviluppare la capacità di selezionare criticamente le tecnologie e le metodologie descritte nei diversi ambiti applicativi.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO E ABILITÀ COMUNICATIVE: al termine del modulo, le studentesse e gli studenti dovranno dimostrare autonomia di giudizio nel valutare il rischio di contaminazione microbica di un prodotto farmaceutico o alimentare e nell'individuare le strategie più appropriate di prevenzione, gestione e controllo, incluso il controllo dei biofilm. Dovranno inoltre aver acquisito competenze di comunicazione verbale e scritta mediante l'utilizzo di un linguaggio tecnico-scientifico appropriato, anche nell'ottica del confronto critico tra ambito farmaceutico e alimentare.