Programa de la asignatura "Biotecnología de microorganismos" Código (L. C y T Alimentos)

Transcripción

1 Programa de la asignatura "Biotecnología de microorganismos" Código (L. C y T Alimentos) Profesores: Félix Hernández Pérez (Temas 1-13) Lab 208. CBMSO. (fhernandez@cbm.uam.es) María Fernández Lobato (Temas 14-21) Lab 102. CBMSO (mfernandez@cbm.uam.es) Páginas Web de los profesores con información sobre la asignatura: INTRODUCCIÓN Tema 1. Introducción a la biotecnología microbiana Definición e historia. Importancia e impacto de la biotecnología en la industria alimentaria. Microorganismos industriales. Productos industriales de origen microbiano, metabolitos primarios y secundarios. Tema 2. Introducción a las técnicas de ingeniería genética. Aislamiento e identificación de genes. Clonación, transformación y expresión en varios microorganismos. Tema 3. Biorreactores. Tipos de biorreactores. Comportamiento de los biorreactores. Cambio/salto de escala, problemas. Biosensores. 2. SÍNTESIS Y PRODUCCIÓN DE PRODUCTOS COMERCIALES Tema 4. Desarrollo de cepas. Selección de nuevos metabolitos (Screening). Mutación, tipos. Selección de mutantes. Recombinación. Regulación y superproducción de metabolitos. Uso de la técnicas de la ingeniería genética. Mantenimiento de cepas. Tema 5. Productos lacteos. Bacterias del ácido láctico. Bacterias del ácido láctico, taxonomía. Descripción de productos lácteos fermentados. Ingeniería genética de las bacterias del ácido láctico. Sistemas metabólicos, metabolismo de azucares y del citrato, sistema proteolítico y metabolismo lipídico. Bacteriófagos. Bacteriocinas. Modificación genética de las bacterias del ácido láctico, perspectivas de futuro y nuevas aplicaciones. Tema 6. Productos cárnicos, vegetales y de origen marino fermentados. Descripción. Cultivos iniciadores, mejora Tema 7. Biomasa microbiana como fuente de proteína. Introducción. Microorganismos. Substratos. Producción, ejemplos. Aspectos nutricionales. Perspectivas de futuro. Tema 8. Aminoácidos y ácidos orgánicos. Introducción. Producción. Ejemplos y aplicaciones de aminoácidos: glutámico, aspártico, lisina, triptófano. Ejemplos y aplicaciones de ácidos orgánicos: ácido cítrico, ácido acético, ácido láctico, ácido glucónico. Perspectivas de futuro. Tema 9. Enzimas. Introducción, características relevantes de las enzimas. Importancia en la industria agroalimentaria.

2 Producción de enzimas. Estabilización de enzimas, enzimas inmovilizadas. Ejemplos y aplicaciones: amilasas, glucoamilasas, glucosa isomerasa, proteasas, pectinasas, lipasas, lactasas, otras. Perspectivas de futuro. Tema 10. Productos orgánicos producidos por fermentación. Etanol, obtención a partir de materiales lignocelulósicos. Acetona/butanol. Glicerol. Tema 11. Biopolímeros. Biopolímeros producidos por microorganismos. Procesos de fermentación. Polisacáridos: xantano, dextranos, alginatos, pululanos, otros polisacaridos. Otros polímeros microbianos: polifosfato, poli-bhidroxibutirato. Perspectivas de futuro Tema 12. Biotransformación. Introducción. Tipos de reacciones de biotransformación. Procesos industriales de biotransformación. Ejemplos y aplicaciones. Perspectivas de futuro. Tema 13. Vitaminas y aditivos. Acido Ascórbico. Vitamina B12. Riboflavina. beta-caroteno. Saborizantes. Edulcorantes. Intensificadores del sabor. Aromatizantes. Colorantes. Perspectivas futuras. 3.BIOTECNOLOGÍA DE LEVADURAS Tema 14. Levaduras con interés biotecnológico. Taxonomía. Ciclo haploide-diploide: esporulación, germinación, conjugación. Levaduras industriales y levaduras de laboratorio Metabolismo general de las levaduras: hidratos de carbono y compuestos nitrogenados. Tema 15. Vectores para transformar levaduras. YIp, YEp, YRp, Ycp. Minicromosomas. Vectores de expresión. Diseño de nuevos vectores. Tema 16. Transformación de levaduras. Métodos de transformación. Marcadores de selección: recesivos y dominantes. Recombinación e integración en el genoma. Problemas asociados a la transformación de levaduras industriales. Estabilidad de las cepas. Tema 17. Expresión de proteínas en levadura. Promotor, secuencia codificante, terminadores. Transcripción y traducción. Modificaciones posttraduccionales. Glicosilación. Secuencias de exportación: factor alfa, proteínas "Killer". Estabilidad de proteínas. Tema 18. Las levaduras en la industria cervecera. Cepas. Proceso. Modificaciones. Utilización de carbohidratos. Mejora de la eficiencia de fermentación. Floculación. Tolerancia alcohólica. Producción de diacetilo. Eliminación y producción de aromas. Utilización de beta-glucanos. Tema 19. Las levaduras en la industria enológica. Cepas. Proceso. Modificaciones. Tolerancia alcohólica. Floculación. Levaduras de velo de flor. Alteración de las características organolépticas del vino. Levaduras killer. Tema 20. Las levaduras en la industria panadera. Cepas. Proceso. Estabilidad de cepas almacenadas. Osmotolerancia. Tolerancia a propiónico. Utilización de distintos moléculas como fuente de energía alternativa. Tema 21. Utilización de levaduras no convencionales. Schwanniomyces occidentalis. Kluyveromyces lactis. Pichia. Hansenula polymorpha. Yarrowia lipolytica. Arxula adeninivorans. Candida maltosa.trichosporon. Aplicaciones.

3 HORARIO Primer cuatrimestre. Aula: C-III-401 ASIGNATURA LUNES MARTES MIÉRCOLES JUEVES VIERNES Biotecnología de Microorganismos 14:30 16:30 PRÁCTICAS Profesor responsable María Fernández Lobato. (Pagina docente de María Fernández Lobato y guión de prácticas en Horario: 4, 5, 6 y 13 de noviembre (mañana) Lugar: Edificio Ingeniería Química y Tecnología de Alimentos (C/ Marx, 10). Laboratorio LO. TRABAJOS BIBLIOGRÁFICOS 13 y 15 de Enero. Exposición oral (por orden alfabético) de los trabajos bibliográficos. El listado de trabajos aparecerá en las páginas web de los profesores. CRITERIOS DE EVALUACIÓN La evaluación de la asignatura se lleva a cabo mediante dos exámenes parciales y uno final. Las prácticas de la asignatura son obligatorias. La nota final será el resultado de las calificaciones obtenidas en los parciales, un trabajo bibliográfico y de la nota de prácticas. Se calculará según la tabla adjunta. Será necesario que ninguna de las notas parciales sea inferior a 3. Licenciatura de Ciencia y Tecnología de los alimentos (6 créditos) Trabajo Bibliográfico 15% Prácticas Primer parcial (Bloque I y II) Segundo parcial (Bloque III) 15% 45% 25% El primer parcial de teoría comprende los bloques I a II del temario. En el mes de Noviembre se realizará un examen del mismo, y aquellos alumnos que obtengan una calificación igual o superior a 5 no tendrán que volver a examinarse en el examen final (Enero/Febrero) de esa parte. El segundo parcial abarca el bloque III del temario y no habrá examen parcial del mismo. El examen final coincidirá con el del segundo parcial y a él se tendrán que presentar todos los alumnos, aquellos que hayan suspendido el primer parcial con toda la materia, o únicamente al bloque III del temario aquellos que hayan liberado el primer parcial. El examen de prácticas es obligatorio para los alumnos que las hayan cursado. Aquéllos que no se presenten al examen de prácticas serán considerados no presentados. El examen de prácticas se realizará al final de las clases prácticas. Los que realicen el examen de prácticas se consideran presentados a la asignatura, independientemente de que se examinen o no de teoría, y por tanto su calificación en Febrero

4 no podrá ser no presentado. Si la calificación del examen de prácticas es igual o superior a 5, el alumno no tendrá que repetir las prácticas en el caso de que su calificación global en Junio sea SUSPENSO. Una calificación final de SUSPENSO implica que el alumno ha de examinarse de toda la teoría en sucesivas convocatorias. La nota de los exámenes parciales no se guarda para Septiembre ni para sucesivas convocatorias. La nota de prácticas se guarda un año. Los exámenes, tanto de teoría como de prácticas, se basaran en un sistema de preguntas cortas y algún tema a desarrollar. EXÁMENES Primer parcial: Finales de Noviembre (fecha por determinar) Febrero: Segundo parcial y examen final Viernes, 23 de enero de 2009 Tarde Septiembre: Martes, 01 de septiembre de 2009 Mañana BIBLIOGRAFIA No se sigue un libro específico para todo el temario. La relación que se indica a continuación es sólo orientativa e incluye los textos más utilizados. Microbiology of fermented foods. Ed. Brion JB Wood. Vol 1,2. 2nd ed Blackie Academic & Professional. Fermented meats. Ed. G Campbell-Platt & PE Cook Blackie Academic & Professional. Food Microbiology. Fundamentals and frontiers. Ed. MP Doyle, LR Beuchat, TJ Montville ASM Press. Dairy starter cultures. Ed. TM Cogan, JP Accolas VCH Publishers. Fundamentals of food biotechnology. Byong H. Lee. VCH Publishers, Inc Genetic and biotechnology of lactic acid bacteria. Edited by MJ Gasson and WM de Vos. Blackie Academics and Professional Biotecnología: manual de microbiología industrial. Wulf Crueger y Anneliese Crueger. Ed. Acribia, SA Biotecnología básica. John Bu'lock y Bjorn Kristiansen, Ed. Acribia SA, 1993 Saccharomyces. Biotechnology handbooks Michael F. Tuite and J. Stephen G. Oliver. Plenum Press, NY. The Yeast vol 5. Yeast Technology AH Rose and S Harrison. Academic Press Molecular Biotechnology. Principles and applications of recombinant DNA BR Glick and JJ Pasternak. ASM Press. Aroma Biotechnology RG Berger. Springer. Nonconventional Yeast in Biotechnology Klaus Wolf. Springer.

5 Essentials of the microbiology of foods DAA Mossel, JEL Corry, CB Struijk and RM Baird. John Wiley and Sons. Yeast Physiology and Bbiotechnology G.M. walker, Ed. John Wiley & Sons. Methods in Microbiology, vol. 26. Yeast Gene Analysis Alistair JP. Brown. Academic Press.