I contenuti dell’insegnamento sono le basi della microbiologia industriale, la tecnologia delle fermentazioni e i principali processi di produzione per via microbica di metaboliti primari, secondari ed enzimi. Microbiologia industriale (20 ore): Funzionamento e struttura della cellula microbica, tassonomia, duplicazione cellulare, mitosi e meiosi, replicazione del DNA, trascrizione genica e traduzione, metabolismo – Batteri, lieviti e muffe industriali, organismi modello, morfologia cellulare e della colonia, membrane e parete batterica, sporificazione, fenomeni di sessualità batterica, coniugazione, trasformazione, trasduzione – Manipolazione e conservazione dei microrganismi, sterilità – Struttura del gene, mutagenesi, mutazioni e ingegneria genetica, tecniche di biologia molecolare, plasmidi. Tecnologia delle fermentazioni (6 ore): Crescita microbica, tempi di duplicazione – Metodi di misura della crescita microbica, diretti e indiretti, metodi automatici – Fattori che influenzano la crescita, temperatura, pH, attività dell’acqua, ossigeno – Colture discontinue – Colture continue, applicazioni – Colture semicontinue, applicazioni – Terreni industriali, melasse, substrati amidacei e cellulosici. Fermentazioni primarie (12): Produzione di etanolo, lieviti e batteri che producono alcol, metabolismo fermentativo, regolazione del metabolismo, Saccharomyces cerevisiae e Zymomonas mobilis, materie prime e processi, processi discontinui e continui, distillazione e prodotti secondari – Produzione di birra – Produzione di biomassa, aspetti teorici, materie prime, probiotici – Produzione di acido acetico, fermentazione acetica, batteri dell’aceto – Produzione di acido lattico, fermentazione lattica e omolattica, batteri lattici – Produzione di acido citrico, regolazione del metabolismo, fattori che influenzano la produzione, organismi produttori - Produzione di amminoacidi, uso industriale degli amminoacidi – Produzione di glutammato – Mutanti per la produzione di amminoacidi, regolazione del metabolismo biosintetico, mutanti auxotrofici e regolativi, produzione di lisina, treonina, ornitina – Produzione di amminoacidi da precursori biosintetici, produzione di isoleucine e serina – Produzione enzimatica di amminoacidi, enzimi litici e biosintetici, risoluzione di racemi – Produzione di vitamine. Antibiotici (6 ore): Metabolismo secondario, regolazione e origine del metabolismo secondario – Antibiotici, classificazione, struttura e meccanismi di funzionamento – Antibiotici beta-lattamici, penicilline, cefalosporine, cefamicine, antibiotici semisintetici, meccanismi di azione e resistenza, genetica molecolare, compartimentazione della biosintesi – produzione delle penicilline, precursori e terreni, regolazione della biosintesi, flussi metabolici – Miglioramento della produzione di penicilline, mutagenesi e selezione mutanti, ingegneria metabolica. Enzimi (4): Produzione di enzimi industriali, microrganismi produttori, applicazioni – Produzione di proteine ricombinanti ed eterologhe, produzione in E. coli e in lieviti – Enzimi e cellule immobilizzati, supporti, tecniche di immobilizzazione, applicazioni.

• Michele M. Bianchi - Chimica e biotecnologia delle fermentazioni industriali, Edizioni Nuova Cultura