Créditos: 6 (2 h de teoría y 2 de taller) Modalidad: Semipresencial Horas Semana: 4 Horas curso: 64. Ingeniería Química y Metalurgia

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1 UNIVERSIDAD DE SONORA Unidad Regional Centro División de Ingeniería Departamento Ingeniería Química y Metalurgia LICENCIATURA EN INGENIERÍA QUÍMICA Asignatura: Biotecnología de Procesos Clave: 6967 Antecedente: Bioquímica General Consecuente: ninguno Créditos: 6 (2 h de teoría y 2 de taller) Modalidad: Semipresencial Horas Semana: 4 Horas curso: 64 Modalidad enseñanza-aprendizaje: Curso/Taller Departamento de Servicio: Ingeniería Química y Metalurgia Eje de formación: Especializante Carácter: Optativa Competencias específicas a desarrollar del docente: Competencia 1: Identifica, analiza y diagnostica el efecto o impacto de las variables de un proceso físico y/o químico. Competencia 2: Analiza y resuelve problemas relacionados con los cambios fisicoquímicos de materia y energía. Competencia 3: Diseña e implementa mejoras para el desarrollo óptimo de un proceso físico y/o químico. Competencia 4: Capacidad para interpretar y evaluar datos derivados de observaciones y mediciones, relacionándolos con la teoría para explicar los fenómenos físicos y/o químicos. Competencia 6: Aplica técnicas de simulación y optimización para determinar los valores más convenientes de las variables de interés en un proceso físico y/o químico. Competencia 7: Diseña sistemas de instrumentación y control para mantener el comportamiento óptimo de un proceso físico y/o químico. Competencia 8: Conocimiento de las fronteras de la investigación en la Ingeniería Química y sus aplicaciones.

2 Introducción: En esta asignatura el estudiante adquiere una visión global de la biotecnología de procesos en áreas industrial, alimentaría y ambiental. Con este fin se estudian las especies microbianas útiles en este tipo de procesos, el crecimiento y las fermentaciones, así como el metabolismo y genética microbianas para poder desarrollar estrategias de búsqueda, selección, mejora y diseño de cepas de interés. Propósito: La materia proporciona los conocimientos básicos del área de biotecnología sobre los procesos para obtener productos de interés industrial. Objetivo General: Conocer el papel de los y moléculas de origen biológico en la transformación de la materia y las importantes aplicaciones que esto tienen en la producción y control de productos de interés industrial. Objetivos Específicos: 1. Aplicar los conceptos de la cinética de crecimiento y fisiología microbiana. 2. Conocer las aplicaciones de los y moléculas de origen biológico en la elaboración industrial de productos para el hombre. 3. Aprender los principales modos metabólicos involucrados en el crecimiento microbiano. 4. Aprender a formular y balancear medios de cultivo para el aislamiento y/o cultivo de. 5. Conocer la aplicación de la biotecnología en los procesos de transformación. Unidad de Competencia I. Introducción: 1.1 Conceptos de biotecnología de procesos. 1.2 Aspectos históricos. 1.3 Biotecnología. Unidad de Competencia II. Crecimiento Bacteriano: 2.1 Concepto del crecimiento microbiano. 2.2 Fisiología y bioquímica. 2.3 Metabolismo. 2.4 Metabolitos primarios y secundarios. 2.5 Control del Crecimiento Microbiano. 2.6 Diseño de medios de cultivo. Unidades de Competencia Unidad de Competencia III. Microorganismos Industriales: 3.1 Utilidad de los. 3.2 Posibilidades de utilización de un microorganismo. 3.3 Características que deben reunir los industriales. 3.4 Grupos microbianos de interés industrial. 3.5 Aislamiento y selección de. 3.6 Métodos acelerados de selección. 3.7 Mantenimiento y conservación de. 3.8 Colecciones de cultivo. 3.9 Cultivos iniciadores Preparación de inóculos Propiedades y problemas de los inóculos.

3 Unidad de Competencia IV. Fermentaciones: 4.1 concepto de fermentación desde el punto de vista bioquímico y desde el punto de vista industrial. 4.2 Tipos de fermentaciones (continua y discontinua). 4.3 Rendimiento energético de la respiración y fermentación. 4.4 Rutas metabólicas que utilizan energía (anabolismo). 4.5 Tipos de fermentadores. 4.6 Esterilización. Unidad de Competencia V. Aplicaciones de la Biotecnología de procesos: 5.1 Fermentaciones alcohólicas y lácticas. 5.2 Proteínas de interés clínico; Nuevo diseño de vacunas; Terapia génica. 5.3 Producción de Antibióticos. 5.4 Tratamiento de residuos; Biorremediación; Degradación de hidrocarburos; Biominería. 5.5 Bioinsecticidas. Evaluación: criterios generales para la acreditación del curso: Asistencia a clases 5% Exámenes parciales 50% Tareas 10% Laboratorio: Reportes de práctica 20% Presentación de oral de reportes de práctica 15% Bibliografía: Madigan M. T., Martinko J. M., Parker J. (2004) Brock Biología de los Microorganismos, 10ª edición, Pearson Prentice Hall, Madrid (España). Prescott L.M., Harley J.P., Klein D.A. (2004) Microbiologia (5ª ed.), Mcgraw-Hill / Interamericana de España, S. A. Voet D. y Voet J. G. (2006) Bioquímica. 3a.ed. Médica Panamericana. México. 1776pp Caldwell D.R. (2000) Microbial Physiology and Metabolism. 2nd ed. Star Publishing Co., Estados Unidos.403 pp. Moat A.G., Foster J.F.(1995) Microbial Physiology. Wiley-Liss, 580 pp.** Tipo (básica o complementaria) Pirt S.J.(1985) Principles of Microbe and Cell Cultivation. Oxford, London, Edinburgh. Blackwell Scientific Publications.

4 Desarrollo de las competencias Resultados del aprendizaje Comprender la importancia de la biotecnología en el desarrollo de productos de interés industrial Aprender el concepto del crecimiento microbiano. Conocer la fisiología y bioquímica microbiana. Conocer el metabolismo microbiano para optimizar la producción de metabolitos primarios y secundarios Actividades educativas SEMANA 1 SEMANA 2 SEMANA 3 SEMANA 4 Volumen de trabajo del estudiante calculado en horas Evaluación 4 Proyecto 1, ejemplos de la aplicación de la biotecnología industrial 4 Proyecto 2, Aplicación de la cinética microbiana. 4 Proyecto 3, Aplicación teórica de la fisiología y bioquímica microbiana 4 Proyecto 4 Diseño de una practica de laboratorio en donde se obtenga un metabolito primario y secundario Analizar el control del crecimiento microbiano. Diseñar medios de cultivo SEMANA 5 SEMANA 6 2 Proyecto 5, Aplicación de modelos predictivos de 2 crecimiento, Formulación y balanceo de medios de cultivo en el laboratorio

5 Conocer las posibilidades de utilización de un microorganismo, así como las características que deben reunir los industriales. 4 Proyecto 6, Análisis de actualizadas sobre las tendencias de los industriales Conocer los grupos microbianos de interés industrial. Aislar y seleccionar Conocer los métodos acelerados de selección de mantenimiento y conservación de, así como la forma en que se almacenan los cultivos. Conocer los Cultivos iniciadores, preparación y propiedades de los inóculos. Analizar el concepto de fermentación desde el punto de vista bioquímico y desde el punto de vista industrial. SEMANA 7 SEMANA 8 SEMANA 9 SEMANA 10 4 Proyecto7, Seleccionar un microorganismo en el laboratorio 4 Proyecto 8, Análisis de actualizadas los métodos acelerados de selección, conservación y almacenaje de 4 Cultivar con diferentes tamaño de inoculo 4 Seguir el proceso fermentativo Analizar los tipos de fermentaciones SEMANA 11 4 Desarrollar el proceso en lote y en continuo

6 Comprender el rendimiento energético de la respiración y fermentación. Estudiar principales metabólicas utilizan (anabolismo). las rutas que energía Analizar los diferentes tipos de fermentadores. Revisar el concepto de esterilización Revisar la tendencias en fermentaciones alcohólicas y lácticas. Conocer las principales proteínas de interés clínico; Nuevo diseño de vacunas; Terapia génica. Antibióticos Analizar la importancia del tratamiento de residuos; Biorremediación; Degradación de hidrocarburos; Biominería. Bioinsecticidas SEMANA 12 SEMANA 13 SEMANA 14 SEMANA 15 SEMANA 16 2 Aplicar los concepto de respiración y fermentación sobre el crecimiento microbiano 2 Análisis de actualizadas sobre casos de interés 4 Análisis de actualizadas sobre casos de interés 4 Aplicación de ingeniería de procesos en las fermentaciones alcohólicas y lácticas, practica de laboratorio 4 Aplicación de ingeniería de procesos en la producción de proteínas, vacunas, terapia génica y antibióticos 4 Aplicación de la biotecnología de procesos en la biorremediación, biominería y bioinsecticidas

7 PERFIL ACADÉMICO DESEABLE DEL RESPONSABLE DE IMPARTIR LA ASIGNATURA Profesionista en el área de la materia, de preferencia con estudios de posgrado y experiencia académica y laboral.