L’insegnamento di Biotecnologie Microbiche industriali e Ambientali ha l’obiettivo di fornire i principi basilari della biodiversità nel mondo dei microrganismi, evidenziando gli aspetti di interazione e interdipendenza dei componenti delle comunità microbiche. Specifici obiettivi formativi sono: conoscenze delle diverse metodiche per l’isolamento e la caratterizzazione dei microrganismi da campioni ambientali di diversa origine, in modo da essere in grado di isolare microrganismi in possesso di specifiche caratteristiche fisiologiche; conoscenze delle principali metodiche molecolari e genomiche per la caratterizzazione delle comunità microbiche complesse, finalizzati anche alla ricerca di geni funzionali potenzialmente interessanti per successive applicazioni biotecnologiche; conoscenze dei principali approcci molecolari per la caratterizzazione e lo studio di comunità microbiche non coltivabili. Le conoscenze e competenze acquisite nel presente insegnamento costituiranno un quadro di riferimento per la progettazione di analisi genomica applicata anche in contesti non convenzionali e per la comprensione delle potenziali applicazioni biotecnologiche.

Gli studenti che abbiano superato l’esame saranno in grado di conoscere e comprendere (conoscenze acquisite)

- le origini e la scala di complessità della biodiversità microbica
- le interazioni e le problematiche connesse nel funzionamento delle comunità microbiche;
- le problematiche relative alla costruzione di un biocatalizzatore microbico ricombinante e/o geneticamente modificato e con proprietà migliorate nel processo;
- le strategie da impiegare per identificare i principali limiti fisiologici e molecolari che possono impedire o rendere poco vantaggioso l’impiego di un microrganismo in un processo biotecnologico e le possibili alternative;

Gli studenti che abbiano superato l’esame saranno in grado di (competenze acquisite):
- saper progettare lo sviluppo di processi di produzione industriale o di applicazioni ambientali con impiego di biocatalizzatori microbici;
- saper indicare metodologie per valutare le sue performances, e saper proporre nuove soluzioni per superare eventuali limiti fisiologici o molecolari evidenziati in sede di valutazione del processo;
- saper spiegare a persone non esperte le nozioni di base sulle metodologie, i principi e le possibilità applicative della microbiologia industriale;
- saper presentare un elaborato o riassumere in maniera completa ma concisa i risultati raggiunti utilizzando correttamente il linguaggio tecnico.;
- essere in grado di aggiornarsi o ampliare le proprie conoscenze attingendo in maniera autonoma a testi, articoli scientifici, mediante la consultazione delle principali banche dati disponibili in rete.

L’insegnamento di Biotecnologie Microbiche industriali e Ambientali – Modulo II ha l’obiettivo di fornire gli strumenti metodologici essenziali allo sviluppo e all’analisi di modelli matematici di processi biotecnologici industriali. A tal fine, i principi elementari dell’ingegneria di processo sono presentati nella prima parte del corso e successivamente discussi attraverso l’analisi di processi di interesse delle biotecnologie industriali. Specifici obiettivi formativi del corso sono: conoscenza delle metodologie di sviluppo e analisi di modelli matematici a parametri concentrati di bioreattori attraverso formulazione di equazioni di bilancio di materia; conoscenza delle metodologie di sviluppo di modelli cinetici di crescita microbica; conoscenza dei principali approcci finalizzati allo sviluppo di modelli cinetici di processi catalizzati da enzimi; conoscenza degli approcci che possono essere impiegati ai fini della identificazione parametrica di modelli matematici di processo attraverso analisi di dati sperimentali. Le conoscenze e competenze acquisite nel presente insegnamento costituiranno un quadro di riferimento per lo studio della dinamica e per il controllo di processi industriali di sintesi e/o risanamento ambientale basati sulla applicazione di comunità di microrganismi.


Gli studenti che abbiano superato l’esame saranno in grado di conoscere e comprendere (conoscenze acquisite)

- le problematiche di progettazione e controllo di impianti di interesse delle biotecnologie industriali.
- la complessità dell’interazione tra i meccanismi di trasporto e chimico-fisici che governano la dinamica di sistemi di processo basati sulla applicazione di comunità di microrganismi.
- le strategie da adottare ai fini dello sviluppo di modelli matematici di processi delle biotecnologie industriali;
- le strategie da impiegare ai fini della ottimizzazione e del controllo di processi basati sulla applicazione di microrganismi.

Gli studenti che abbiano superato l’esame saranno in grado di (competenze acquisite):
- Illustrare l’applicazione di modelli matematici ai fini della identificazione dei meccanismi che governano la dinamica di sistemi di processo, e dello sviluppo di strategie di ottimizzazione e controllo di processo.
- sviluppare, attraverso applicazione dei principi primi di conservazione, modelli matematici a parametri concentrati di sistemi di processo basati sulla applicazione di microrganismi.
- valutare, attraverso analisi dei modelli matematici formulati, come la dinamica di un sistema di processo cambia al variare dei parametri operativi e di progetto.
- descrivere qualitativamente le metodologie che possono essere adottate per identificare, attraverso analisi dati sperimentali, modelli matematici di sistemi di processo.
- saper spiegare a persone non esperte le nozioni di base sulle metodologie di sviluppo, i principi e le possibilità applicative di modelli matematici di processo;
- saper presentare un elaborato o riassumere in maniera completa ma concisa i risultati raggiunti utilizzando correttamente il linguaggio tecnico.;
- essere in grado di aggiornarsi o ampliare le proprie conoscenze attingendo in maniera autonoma a testi, articoli scientifici, mediante la consultazione delle principali banche dati disponibili in rete.