- Oggetto:
- Oggetto:
Biotecnologie microbiche C.I.
- Oggetto:
MICROBIAL BIOTECHNOLOGY
- Oggetto:
Anno accademico 2025/2026
- Codice attività didattica
- INT0771
- Docenti
- Valentina Alessandria (Affidamento interno)
Giovanna Cristina Varese (Affidamento interno) - Corso di studio
- [056502] BIOTECNOLOGIE VEGETALI
- Anno
- 2° anno
- Periodo
- Primo semestre
- Tipologia
- C - Affine o integrativo
- Crediti/Valenza
- 12
- SSD attività didattica
- AGR/16 - microbiologia agraria
BIO/02 - botanica sistematica - Erogazione
- Convenzionale
- Lingua
- Italiano
- Frequenza
- Facoltativa
- Tipologia esame
- Orale
- Prerequisiti
- Conoscenze di microbiologia generale (struttura e funzione della cellula, metabolismo microbico, genetica microbica)
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
I contenuti dell'insegnamento rientrano nell'Area di Apprendimento Biotecnologica.
L’insegnamento contribuisce alla realizzazione degli obiettivi formativi del corso di studi in Biotecnologie Vegetali fornendo conoscenze e competenze teoriche e pratiche sui processi industriali legati all'impiego di microorganismi (batteri, funghi, alghe) nel settore ambientale (es: biorisanamento), farmaceutico (es: produzione di metaboliti di interesse farmaceutico quali antibiotici), industriale (es: processi biocatalitici) ed alimentare (es: fermentazioni di prodotti alimentari).
L’insegnamento è diviso in due moduli:
- Applicazioni biotecnologiche in campo industriale, farmaceutico e ambientale
- Applicazioni biotecnologiche in campo alimentare.
Studenti e studentesse, al termine dell'insegnamento, saranno in grado di comprendere i principali processi biotecnologici applicati nei settori ambientale, alimentare, farmaceutico e industriale. Avranno a disposizione strumenti conoscitivi e operativi per analizzare l’impiego dei microrganismi nella produzione di metaboliti bioattivi, nel biorisanamento ambientale e nei processi biocatalitici, con particolare attenzione alla selezione degli organismi, all’ottimizzazione delle condizioni di processo e alla purificazione dei prodotti.
Inoltre, saranno in grado di comprendere i processi biotecnologici coinvolti nelle trasformazioni alimentari e disporranno di competenze utili per il miglioramento della qualità degli alimenti, attraverso l’analisi dell’apporto di batteri e lieviti e l’utilizzo di moderne tecniche molecolari per il controllo dei processi di trasformazione.
The course content falls within the Biotechnological Learning Area.
The course contributes to achieving the educational objectives of the degree program in Plant Biotechnology by providing theoretical and practical knowledge and skills on industrial processes involving the use of microorganisms (bacteria, fungi, algae) in the environmental (e.g., bioremediation), pharmaceutical (e.g., production of pharmaceutically relevant metabolites such as antibiotics), industrial (e.g., biocatalytic processes), and food (e.g., fermentation of food products) sectors.
The course is divided into two modules:- Biotechnological applications in the industrial, pharmaceutical, and environmental sectors
- Biotechnological applications in the food sector
At the end of the course, students will be able to understand the main biotechnological processes applied in the environmental, food, pharmaceutical, and industrial sectors. They will have access to knowledge and practical tools to analyze the use of microorganisms in the production of bioactive metabolites, environmental bioremediation, and biocatalytic processes, with particular attention to organism selection, process optimization, and product purification.
Furthermore, they will be able to understand the biotechnological processes involved in food transformations and will possess skills useful for improving food quality, through the analysis of the contribution of bacteria and yeasts and the use of modern molecular techniques to control transformation processes.- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine dell’insegnamento, studentesse e studenti saranno in grado di:
- descrivere i principali processi biotecnologici alla base della produzione alimentare, del biorisanamento e dei processi industriali;
- conoscere i microrganismi coinvolti nei processi fermentativi, di biorisanamento e nei processi industriali;
- individuare le principali problematiche associate ai processi di biorisanamento, industriali e alimentari;
- comprendere il ruolo dei microrganismi nelle trasformazioni alimentari e ambientali;
- discutere delle metodiche microbiologiche tradizionali e molecolari utilizzate per lo studio dei processi di biorisanamento, industriali e alimentari.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Studentesse e studenti saranno in grado di:
- interpretare i dati di analisi microbiologiche in diversi contesti (alimentare, ambientale, industriale);
- analizzare le potenzialità biotecnologiche dei microrganismi per applicazioni ecotossicologiche o industriali;
- discutere criticamente le metodiche analitiche utilizzate nei diversi ambiti;
- gestire un processo fermentativo in ambito alimentare;
- selezionare e applicare colture starter adatte ai diversi processi tecnologici;
- individuare microrganismi alteranti o contaminanti in prodotti fermentati o in ambienti naturali/contaminati;
Autonomia di giudizio
Al termine del corso, la componente studentesca sarà in grado di:
- analizzare dati provenienti da analisi microbiologiche ambientali e alimentari;
- valutare l’impatto della presenza dei diversi microrganismi su sicurezza e qualità degli alimenti e su ecosistemi ambientali;
- effettuare ricerche bibliografiche approfondite e autonome su tematiche biotecnologiche nei diversi ambiti di applicazione
- pianificare e interpretare le analisi microbiologiche più appropriate per la ricerca di microrganismi tecnologici, patogeni o alteranti;
- analizzare le cinetiche di fermentazione nella produzione di alimenti;
Abilità comunicative
Al termine dell’insegnamento, studentesse e studenti saranno in grado di:
- esprimersi in modo chiaro e con proprietà di linguaggio utilizzando una terminologia tecnico-scientifica appropriata nell’ambito della microbiologia, dell’ecotossicologia con particolare riferimento a processi di biorisanamento e di biocatalisi industriale;
- presentare e discutere, anche in forma scritta e orale, dati e risultati di analisi microbiologiche o attività di laboratorio;
- comunicare in modo efficace i contenuti scientifici relativi all’uso di microrganismi nei processi fermentativi, di biorisanamento e di biocatalisi.
Capacità di apprendimento
Al termine dell’insegnamento, studentesse e studenti saranno in grado di:
- individuare fonti scientifiche autorevoli e aggiornarsi in modo autonomo su tematiche biotecnologiche alimentari, ambientali e industriali
- aggiornarsi costantemente su innovazioni metodologiche e applicative nei settori della fermentazione alimentare, del biorisanamento e dei processi industriali;
- consultare e interpretare la letteratura scientifica di settore.
Knowledge and Understanding
At the end of the course, students will be able to:-
describe the main biotechnological processes underlying food production, bioremediation, and industrial processes;
-
know the microorganisms involved in fermentative, bioremediation, and industrial processes;
-
identify the main issues associated with bioremediation, industrial, and food processes;
-
understand the role of microorganisms in food and environmental transformations;
-
discuss traditional and molecular microbiological methods used to study bioremediation, industrial, and food processes.
Ability to Apply Knowledge and Understanding
Students will be able to:-
interpret microbiological analysis data in different contexts (food, environmental, industrial);
-
analyze the biotechnological potential of microorganisms for ecotoxicological or industrial applications;
-
critically discuss the analytical methods used in various fields;
-
manage a fermentative process in the food sector;
-
select and apply starter cultures suitable for different technological processes;
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identify spoilage or contaminating microorganisms in fermented products or in natural/contaminated environments.
Judgment Autonomy
At the end of the course, students will be able to:-
analyze data from environmental and food microbiological analyses;
-
assess the impact of different microorganisms on food safety and quality, and on environmental ecosystems;
-
conduct in-depth and independent bibliographic research on biotechnological topics in various application areas;
-
plan and interpret the most appropriate microbiological analyses for detecting technological, pathogenic, or spoilage microorganisms;
-
analyze fermentation kinetics in food production.
Communication Skills
At the end of the course, students will be able to:-
express themselves clearly and appropriately using technical-scientific terminology in the fields of microbiology and ecotoxicology, with particular reference to bioremediation and industrial biocatalysis processes;
-
present and discuss microbiological analysis data or laboratory results, both in written and oral form;
-
effectively communicate scientific content related to the use of microorganisms in fermentative, bioremediation, and biocatalytic processes.
Learning Skills
At the end of the course, students will be able to:-
identify authoritative scientific sources and independently stay updated on food, environmental, and industrial biotechnological topics;
-
continuously update themselves on methodological and applied innovations in the areas of food fermentation, bioremediation, and industrial processes;
-
consult and interpret the relevant scientific literature.
- Oggetto:
Programma
Modulo Applicazioni biotecnologiche in campo industriale, farmaceutico e ambientale
Richiami alle caratteristiche morfologiche e strutturali dei talli fungini. Fisiologia fungina: nutrizione, respirazione e moltiplicazione. Impatto dei terreni di coltura e delle condizioni colturali sull’esito del processo industriale. I funghi di interesse industriale: inquadramento tassonomico.
La selezione dei microrganismi per la produzione di metaboliti di interesse industriale. Lo screening ed il miglioramento genetico dei ceppi mediante la genetica classica e l’impiego del DNA ricombinante
Utilizzo di funghi per la produzione di acidi organici (ac. citrico, ac. gluconico, ac, itaconico, ac. lattico) per via fermentativa: esempi di vie biosintetiche, cicli produttivi e applicazioni
Utilizzo di funghi per la produzione di enzimi (amilasi, glucoamilasi, cellulasi, lipasi, proteasi laccasi...) e loro applicazioni nei diversi settori industriali e nel biorisanamento ambientale.
Le micoproteine e le vitamine prodotte per via fermentativa dai funghi: cicl produttivo e applicazioni.
Importanti metaboliti secondari prodotti da funghi: antibiotici, antifungini, antitumorali, statine, immunosoppressori, alcaloidi, fitoormoni etc: esempi di vie biosintetiche, cicli produttivi e applicazioni.
I funghi nelle biotrasformazioni,vantaggi e svantaggi e applicazioni. Tecniche di biotrasformazione utilizzanto cellule proferanti, immobilizzate o loro enzimi. Selezione e miglioramento dei biocatalizzatori. Esempi di importanti biotrasformazioni a livello industriale: modificazione di steroidi e steroli, produzione di aminoacidi, reazioni enantioselettive, biosintesi di aromi (vanillia, benzaldeide, terpeni).
I funghi nelle biotecnologie ambientali: biorisanamento di ambienti contaminati e contollo biologico di organismi patogeni o infestanti.
Richiami alle caratteristiche morfologiche e strutturali dei talli algali. Inquadramento sistematico. Fisiologia delle alghe: nutrizione e moltiplicazione. Impatto dei terreni di coltura e delle condizioni colturali sull’esito del processo industriale per le diverse applicazioni nella produzione di biocombustibili e metaboliti ad elevato valore aggiunto.
Esercitazioni pratiche circa l’identificazione e l’osservazione microscopica di funghi e alghe
Modulo Applicazioni biotecnologiche in campo alimentare
La biotecnologia applicata al settore alimentare
Le colture starter: batteri lattici, stafilococchi e lieviti
La selezione e miglioramento delle colture starter: approcci tradizionali e molecolari
Gli approcci tradizionali e molecolari nello studio delle fermentazioni alimentari: metodi coltura dipendenti ed indipendenti
Impiego di microrganismi nei processi di fermentazione di alimenti
Esercitazioni:
Analisi microbiologica di prodotti fermentati
Isolamento, identificazione e caratterizzazione di batteri lattici e lieviti con metodiche tradizionali e molecolari
Applicazione di metodiche coltura indipendenti per lo studio dell'ecologia microbica
Module: Biotechnological Applications in the Industrial, Pharmaceutical, and Environmental Fields
- Review of the morphological and structural characteristics of fungal thalli. Fungal physiology: nutrition, respiration, and reproduction. Impact of culture media and growth conditions on the outcome of industrial processes. Industrially relevant fungi: taxonomic framework.
- Selection of microorganisms for the production of industrially relevant metabolites. Strain screening and genetic improvement through classical genetics and recombinant DNA techniques.
- Use of fungi for the fermentative production of organic acids (citric acid, gluconic acid, itaconic acid, lactic acid): examples of biosynthetic pathways, production cycles, and applications.
- Use of fungi for enzyme production (amylases, glucoamylases, cellulases, lipases, proteases, laccases, etc.) and their applications across various industrial sectors and environmental bioremediation.
- Mycoproteins and vitamins produced by fungi via fermentation: production cycles and applications.
- Important secondary metabolites produced by fungi: antibiotics, antifungals, antitumor agents, statins, immunosuppressants, alkaloids, phytohormones, etc.; examples of biosynthetic pathways, production cycles, and applications.
- Fungi in biotransformations: advantages, disadvantages, and applications. Biotransformation techniques using proliferating or immobilized cells or their enzymes. Selection and improvement of biocatalysts. Examples of major industrial biotransformations: steroid and sterol modifications, amino acid production, enantioselective reactions, biosynthesis of flavors (vanillin, benzaldehyde, terpenes).
- Fungi in environmental biotechnology: bioremediation of contaminated environments and biological control of pathogenic or pest organisms.
- Review of the morphological and structural characteristics of algal thalli. Systematic framework. Algal physiology: nutrition and reproduction. Impact of culture media and growth conditions on the success of industrial processes for various applications, including biofuel production and high-value metabolites.
- Practical exercises on the identification and microscopic observation of fungi and algae.
Module: Biotechnological Applications in the Food Sector
- Biotechnology applied to the food sector.
- Starter cultures: lactic acid bacteria, staphylococci, and yeasts.
- Selection and improvement of starter cultures: traditional and molecular approaches.
- Traditional and molecular approaches in the study of food fermentations: culture-dependent and culture-independent methods.
- Use of microorganisms in food fermentation processes.
Lab classes:
- Microbiological analysis of fermented products.
- Isolation, identification, and characterization of lactic acid bacteria and yeasts using traditional and molecular methods.
- Application of culture-independent methods to study microbial ecology.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
L'insegnamento di ciascun modulo è strutturato in 40 ore di lezioni teoriche in cui sono previste discussioni di articoli scientifici e 20 ore dedicate ad attività pratiche. Durante l'insegnamento sono proposti quesiti volti a verificare la comprensione degli argomenti trattati.
Le attività pratiche prevedono l'acquisizione delle tecniche di microbiologia tradizionale e molecolare per lo studio delle dinamiche delle popolazioni microbiche durante i processi fermentativi.
La frequenza è facoltativa ma consigliata.
The teaching of each module is structured into 40 hours of theoretical lessons, which include discussions of scientific articles, and 20 hours dedicated to practical activities. During the course, questions are proposed to assess students’ understanding of the topics covered.
The practical activities involve acquiring traditional and molecular microbiology techniques to study the dynamics of microbial populations during fermentation processes.
Attendance is optional but recommended.- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Durante le lezioni verranno condotte discussioni critiche sugli argomenti trattati e spiegati; le esercitazioni in laboratorio consentiranno di verificare ulteriormente l'apprendimento.
La prova finale avverrà tramite un esame orale composto da domande sugli argomenti trattati.
Per entrambi i moduli verrà valutata la preparazione di studenti e studentesse sugli argomenti trattati durante le lezioni e le esercitazioni e la loro capacità di analizzare in maniera critica i risultati riportati in articoli scientifici sulle tematiche affrontate a lezione.
During the lessons critical discussions will be conducted on the main topics. The lab classes will offer the opportunity of verifying the knowledge acquired.
The final exam will be oral on the topics described during the lessons. The preparation of the students will be tested on the topics dealt with during the lessons and on their capability to discuss the results reported in scientific papers.
- Oggetto:
Attività di supporto
Attività di ricevimento, anche a distanza, da concordare via e-mail
Il materiale didattico disponibile verrà reso disponibilesu Moodle.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Food and Indoor Fungi
- Anno pubblicazione:
- 2019
- Editore:
- Centraalbureau voor Schimmelcultures
- Autore:
- Robert A Samson, Jos Houbraken, Ulf Thrane, Jens C Frisvad, Birgitte Andersen
- ISBN
- Obbligatorio:
- Si
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Microbiologia alimentare applicata
- Anno pubblicazione:
- 2022
- Editore:
- Casa Editrice Ambrosiana
- Autore:
- Cocolin, Gobbetti, Neviani
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
- Slide presentate durante le lezioni.
- Articoli scientifici indicati dai docenti.
- Biotecnologie microbiche (Donadio & Marino, eds), 2008. Casa Editrice Ambrosiana.- Microbiologia alimentare applicata (Cocolin, Gobbetti, Neviani), 2022, Casa Editrice Ambrosiana- Slides of the lessons
- Scientific papers suggested by the teacher
- Biotecnologie microbiche (Donadio & Marino, eds), 2008. Casa Editrice Ambrosiana.- Microbiologia alimentare applicata (Cocolin, Gobbetti, Neviani), 2022, Casa Editrice Ambrosiana- Oggetto:
Note
Per eventuali disturbi dell’apprendimento o disabilità, si prega di prendere visione delle modalità di supporto (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-con-disabilita) e di accoglienza (https://www.unito.it/accoglienza-studenti-con-disabilita-e-dsa) di Ateneo e in particolare delle procedure necessarie per il supporto in sede d’esame (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-e-studentesse-con-disabilita/supporto-studenti-e-studentesse-con).
- Oggetto:
Moduli didattici
- Registrazione
- Aperta
- Oggetto:
