UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 1

Transcripción

1 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 1 PROGRAMA DE: CODIGO 1295 AREA NRO: H O R A S D E C L A S E P R O F E S O R R E S P O N S A B L E T E O R I C A S P R A C T I C A S Por semana Por cuatrimestre Por semana Por cuatrimestre Dra. María Amelia Cubitto A S I G N A T U R A S C O R R E L A T I V A S P R E C E D E N T E S Para Cursar A P R O B A D A S C U R S A D A S Biología General (IA, planes 2002 y 2006) Química de los Alimentos (IA plan 2002) Química Orgánica General (IA plan 2006) A P R O B A D A S Biología General (IA, planes 2002 y 2006) Química Orgánica General (IA plan 2006) Química de los Alimentos (IA plan 2002) DESCRIPCIÓN Y OBJETIVOS Para Rendir C U R S A D A S Microbiología Industrial y de los Alimentos es una asignatura de servicio para el departamento de Ingeniería Química, y forma parte del plan de estudios de la carrera de Ingeniería de Alimentos. Es optativa para la Lic. en Ciencias Biológicas, orientación Biología celular, Licenciatura en química y Farmacia El curso tiene carácter teórico-práctico. OBJETIVOS: I. Lograr la comprensión del crecimiento, metabolismo, fisiología y ecología de los microorganismos aplicados en el desarrollo de procesos biotecnológicos. II. Conocer de la ecología y fisiología de lo microorganismos para una mejor comprensión de las técnicas de conservación, control y prevención en la producción de alimentos. III. Brindar conocimientos teórico-prácticos sobre el control microbiológico de alimentos IV. Capacitar en la interpretación resultados de los análisis para poder detectar fallos de producción e implementar medidas correctivas.

2 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 2 AREA NRO PROGRAMA SINTÉTICO Eucariotas y Procariotas (Dominio Bacteria y Archea). Virus. Organización y estructuras de la célula procariota. Nutrición y cultivo de microorganismos. Crecimiento microbiano. Cinética del crecimiento, cultivo discontinuo (Batch), cultivo continuo. Factores que afectan el crecimiento microbiano. Control de los microorganismos. Metabolismo celular: Generación de energía y Biosíntesis. Regulación. Microbiología Industrial y procesos Biotecnológicos implicados en la producción de alimentos, aditivos, y enzimasy antibióticos. Aislamiento, selección y conservación de Cepas de microorganismos de interés industrial. Biorreactores. Escalamiento. Mejoramiento de cepas. Bacterias del ácido láctico. Fermentaciones ácido-lácticas para la obtención de alimentos y piensos. Fabricación de quesos y yogur. Probióticos. Bacterias del ácido acético. Fabricación de Vinagre. Levaduras. Levaduras de panificación. Fermentaciones alcohólicas. Producción de vinos y cerveza. Hongos filamentosos. Producción de ácido cítrico. Ecología microbiana en los alimentos. Fuentes de contaminación. Factores que afectan la supervivencia de los microorganismos en los alimentos. Factores que determinan el biodeterioro de un alimento. Fundamento microbiológico de los métodos de conservación de alimentos. Enfermedades trasmitidas por alimentos de etiología microbiana. Fundamentos del control microbiológico de los alimentos. Control microbiológico de alimentos. Gestión de calidad. Buenas Prácticas de Manufactura. Procesos Operativos Estandarizados de sanitización. Introducción al HACCP

3 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 3 AREA NRO PROGRAMA ANALÍTICO Unidad 1: Introducción a la Microbiología. La microbiología como ciencia básica y como ciencia aplicada. Los microorganismos. Propiedades de una célula: Nutrición, crecimiento, diferenciación, señalización química y evolución. Relaciones evolutivas entre organismos: Bacteria, Archea y Eukarya. Diversidad Microbiana. Virus. Impacto de los microorganismos en las actividades humanas. Unidad 2: Célula procariota Estructura de la membrana citoplasmática. Permeabilidad y mecanismos de transporte. Pared celular de los procariotas. Bacterias Gram negativas, Gram positivas y Archeas. Membrana externa en las Gram negativas. Síntesis de la pared celular. Morfologías. Estructura del ADN División celular. Flagelos y motilidad. Estructuras de la superficie bacteriana: Fimbrias y Pili; cápsula y capa mucosa, capas de estructura paracristalina. Inclusiones y sustancias de reserva. Endosporas: estructura y propiedades, formación y germinación. Trascendencia de la endospora en el desarrollo de métodos de control. Comparación entre células procariotas y eucariotas. Unidad 3: Nutrición y Metabolismo. Generalidades de metabolismo: catabolismos y anabolismo. Clasificación de los microoganismos según su forma de obtener energía: Fototrofos, Quimiotrofos; Quimioorganotrofos, Quimiolitotrofos. Clasificación de los microoganismos según su forma de obtener carbono: autótrofos y heterótrofos. Nutrición Microbiana: Macronutrientes y micronutrientes. Factores de crecimiento. Requerimientos nutricionales y capacidad biosintética. Cultivo de microorganismos en el laboratorio. Medios de Cultivo. Unidad 4: Crecimiento microbiano Fisión binaria. Crecimiento de poblaciones. Curva de crecimiento. Cinética del crecimiento. Parámetros de crecimiento. Medición directa e indirecta de crecimiento. Rendimiento. Nutriente limitante y velocidad de crecimiento. Cultivo continúo de microorganismos: quimiostato. Aplicaciones. Unidad 5: Efecto del medio sobre el crecimiento microbiano. Temperatura: temperaturas cardinales, clasificación de los microorganismos según la temperatura de crecimiento, crecimiento a bajas temperaturas. Adaptaciones moleculares a la psicrofilia y a la termofilia. Aspectos biotecnológicos de la termofilia. Crecimiento y ph. Efectos osmóticos. Actividad acuosa. Microorganismos halotolerates, halófilos, osmotolerantes y osmófilos. Solutos compatibles. Oxígeno. Clasificación de los microorganismos según su relación con el oxígeno. Formas tóxicas del oxígeno, enzimas que destruyen las formas tóxicas. Unidad 6: Control de los microorganismos Aplicación de los parámetros ambientales en el control de los microorganismos y su importancia en la conservación de alimentos. Esterilización. Appertización. Pasteurización. Refrigeración. Congelación. Atmósferas modificadas. Irradiación. Acidificación. Salazones, azucarados y deshidratación. Unidad 7: Bioenergética y Metabolismo. Energía libre, Energía libre de formación y cálculo de ΔGº. Catálisis y enzimas. Estructura de las enzimas. Grupos prostéticos y coenzimas. Reacciones de oxidación-reducción. Pares de oxidación-reducción. Transportadores de electrones. Compuestos de alta energía. Almacenamiento de la energía. Unidad 8: Principales vías metabólicas. Conservación de la energía. Fermentación: Glucólisis, ruta de Embden-Meyerhof. Respiración. Ciclo de ácido cítrico. Sistemas transportadores de electrones. Fuerza motriz de protones. Formación de ATP. Alternativas catabólicas: respiración anaeróbica, quimiolitotrofia, fototrofia.. Biosíntesis de monómeros. Relación entre catabolismo y anabolismo.

4 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 4 AREA NRO Unidad 9: Regulación de la expresión génica. Generalidades de regulación. Regulación de la actividad enzimática. Regulación de la transcripción. Unidad 10: Microbiología Industrial Aislamiento y selección de microorganismos de aplicación industrial. Propiedades de un microorganismo con interés industrial. Metabolitos primarios y secundarios. Bioconversión. Producción de biomasa. Tipos de biorreactores. Escalamiento. Conservación de cepas microorganismos de interés industrial. Unidad 11: Aplicación de las técnicas de genética bacteriana en el mejoramiento de procesos biotecnológicos. Introducción a la genética bacteriana. Mutación. Bases moleculares de la mutación. Selección de mutantes. Mutagénesis in vitro y dirigida. Recombinación genética. Transformación genética. Transducción. Plásmidos. Conjugación. Elementos transponibles. Introducción a la Ingenieria Genética. Clonación molecular. Unidad 12: Bacterias del ácido láctico. Características generales y ecología. Taxonomía. Requerimientos nutricionales. Metabolismo: Homofermentación y heterofermentación. Fermentación maloláctica. Lipólisis y esterólisis. Producción de bacteriocinas. Géneros: Streptococcus y Lactobacillus. Su aplicación en la industria láctea: Transformaciones microbianas durante la elaboración de quesos y yogur. Producción de alimentos acidificados. Ensilado de piensos. Probióticos. Unidad 13: Bacterias del ácido acético. Características generales. Metabolismos. Suboxidantes y superoxidantes. Géneros Acinetobacter spp y Gluconobacter spp. Producción de vinagre. Unidad 14: Levaduras Taxonomía. Fisiología del crecimiento, características nutricionales. Ecología. Metabolismo. Aplicaciones industriales. Levaduras de panificación. Producción de cerveza, Producción de vinos. Producción de proteínas. Unidad 15: Hongos microfilamentosos Taxonomía. Ecología. Crecimiento vegetativo y reproducción. Metabolismo primario y secundario. Obtención biotecnológica de ácido cítrico. Unidad 16: Microbiología de los alimentos. Sanidad de alimentos y alteración microbiana de alimentos. Factores que afectan la supervivencia y crecimiento de los microorganismos en los alimentos: factores intrínsecos, extrínsecos e implícitos. Fuentes de contaminación. Microambiente. Biofilm microbianos y su impacto en la industria. Unidad 17: Enfermedades de origen microbiano trasmitidas por los alimentos Intoxicación alimentaria. Infección alimentaria. Intoxicación alimentaría por Staphilococcus aureus: Agente etiológico, biología, patogénesis, epidemiología y prevención. Intoxicación alimentaria por clostridios: Agentes etiológicos, biología, patogénesis, epidemiología y prevención. Bacillus cereus: biología, patogénesis, epidemiología y prevención. Salmonelosis: Agente etiológico, biología, patogénesis, epidemiología y prevención. Cepas patógenas de Escherichia coli, biología, patogénesis, epidemiología y prevención. Listeriosis: Agente etiológico, biología, patogénesis, epidemiología y prevención. Otras enfermedades infecciosas trasmitidas por alimentos: virus, parásitos y priones. Micotoxinas. Unidad 18: Control microbiológico de alimentos

5 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 5 AREA NRO Criterio microbiológico para el análisis de alimentos. Estándar, Especificación y Recomendación. Microorganismos indicadores: Significado y métodos de recuento. Ventajas y limitaciones de los Microorganismos indicadores. Muestreo y programa de muestreo. Curva característica de operación. Unidad 19: Métodos preventivos en la industria productora de alimentos. Buenas Prácticas Agrícolas. Buenas Prácticas de Manufactura. Procesos Operativos Estandarizados de Sanitización (POES). Higiene y desinfección en la industria de los alimentos. Evaluación de desinfectantes. Control de superficies. Análisis de Peligros y Puntos Críticos de Control (HACCP) Prácticos de laboratorio y clases teórico prácticas 1. Introducción a la bioseguridad y a la técnica Aséptica. 2. Observación de microorganismos: Microscopia de fondo claro, microscopia de fluorescencia, microscopia electrónica. Tinciones simples y diferenciales para microscopia de fondo claro. 3. Métodos de esterilización y desinfección. Esterilización de material y medios de cultivo. 4. Medios de cultivo. Siembra y aislamiento de microorganismos. 5. Recuento de microorganismos. 6. Determinación de parámetros de crecimiento en cultivo Batch de Escherichia coli en bajo diferentes condiciones nutricionales y de incubación, mediante recuento en placa y método turbidimétrico. Discusión de resultados. 7. Resolución de problemas sobre la elaboración de medios de cultivo. 8. Elaboración de productos lácteos fermentados: Yogur y Kefir, seguimiento del proceso mediante titulación de ácido láctico Recuento en placa de Lactobacillus sp. y Streptococcus sp. en yogur comercial. 9. Análisis microbiológico de aguas según la legislación nacional vigente. Discusión de resultados y elaboración de informes 10. Análisis microbiológico de productos lácteos según la legislación Nacional vigente. Discusión de resultados y elaboración de informes 11. Análisis microbiológico de productos cárnicos según la legislación Nacional vigente. Discusión de resultados y elaboración de informes. 12. Control microbiológico de superficies.

6 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 6 AREA NRO: BIBLIOGRAFÍA - Mandigan, T., Martinko J., Parker J.. Brock-Biología de los Microorganismos.10º Ed. Prentice Hall, Madrid Tortora B., Funke B, case C. Introducción a la Microbiología. 9º Ed. Editorial Panamericana. Buenos Aires Forsythe S J, Hayes P. R. Higiene de los Alimentos, Microbiología y HACCP. Ed Acribia, Zaragoza, España, ICMSF. Microorganismos de los alimentos 2. Método de muestreo para análisis microbiológicos: Principios y aplicaciones específicas. 2da edición. Ed. Acribia. Zaragoza, España, ICMSF 7. Microorganismos de los Alimentos 7. Análisis microbiológico en la gestión alimentaria. Ed. Acribia. Zaragoza, España, Jagnow G, Dawid W.,A. Biotecnología. Zaragoza, España, Jay M. Microbiología Moderna de los Alimentos. 4º edición. Ed Acribia, Madrid, España, Leveau J. Y., Bouix M. Microbiología Industrial: Los microorganismos de interés industrial. Editorial Acribia. Zaragoza, España, Mandigan T., Martinko J.M. & Parker. Brock, Biología de los Microorganismos. 8º edición, Prentice Hall Iberia, Mossel D.A.A., Moreno B., Struijk C. B. Microbiología de los Alimentos. 2ª Edición. Editorial Acribia. Zaragoza, España Parés Farrás R., Juárez Jiménez A. Bioquímica de los Microorganismos. Ed Reverté, Barcelona, España, Pascual Anderson M, Calderón y Pascual, V. Microbiología Alimentaria: Metodología Analítica para Alimentos y Bebidas. 2a. ed. Madrid: Díaz de Santos, A Ñ O P R O F E S O R R E S P O N S A B L E A Ñ O P R O F E S O R R E S P O N S A B L E (f i r m a a c l a r a d a) (f i r m a a c l a r a d a) Dra. M. Amelia Cubitto V I S A D O C O O R D I N A D O R A R E A S E C R E T A R I O A C A D E M I C O D I R E C T O R D E D E P A R T A M E N T O Dra. Adriana FERRERO Dra. Marta AVELDAÑO FECHA: Agosto FECHA: FECHA

7 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 7 ANEXO AREA NRO: SISTEMA DE EVALUACIÓN CONDICIONES DE CURSADO: El alumno debe rendir 2 evaluaciones a lo largo del cuatrimestre. Las mismas incluyen los temas prácticos y teóricos dictados hasta la fecha. El alumno deberá aprobar con 6 puntos las 2 evaluaciones que incluiran teoria y práctica, cada evaluación tendra un recuperatorio. El alumno deberá tener el 80% de asistencia a las clases practicas y explicaciones de trabajos prácticos. Deberá aprobar el 80% de los trabajos prácticos. CONDICIONES PARA LA PROMOCION: Los alumnos tienen la opción de promocionar la materia si obtienen 7 puntos ó más en cada una de las evaluciones. El no aprobar una de la evaluaciones anula automáticamente el derecho a la promoción, aunque el recuperatorio de la misma se haya aprobado. PRACTICAS EN GABINETE / LABORATORIO /CAMPO Prácticos de laboratorio y clases teórico prácticas Introducción a la bioseguridad y a la técnica Aséptica. Observación de microorganismos: Microscopia de fondo claro, microscopia de fluorescencia, microscopia electrónica. Tinciones simples y diferenciales para microscopia de fondo claro. Métodos de esterilización y desinfección. Esterilización de material y medios de cultivo. Medios de cultivo. Siembra y aislamiento de microorganismos. Recuento de microorganismos. Determinación de parámetros de crecimiento en cultivo Batch de Escherichia coli en bajo diferentes condiciones nutricionales y de incubación, mediante recuento en placa y método turbidimétrico. Discusión de resultados. Resolución de problemas sobre la elaboración de medios de cultivo. Elaboración de productos lácteos fermentados: Yogur y Kefir, seguimiento del proceso mediante titulación de ácido láctico Recuento en placa de Lactobacillus sp. y Streptococcus sp. en yogur comercial. Análisis microbiológico de aguas según la legislación nacional vigente. Discusión de resultados y elaboración de informes Análisis microbiológico de productos lácteos según la legislación Nacional vigente. Discusión de resultados y elaboración de informes Análisis microbiológico de productos cárnicos según la legislación Nacional vigente. Discusión de resultados y elaboración de informes. Control microbiológico de superficies. ACTIVIDADES DIRIGIDAS A DESARROLLAR HABILIDADES PARA LA COMUNICACIÓN ORAL Y ESCRITA VIAJES DE ESTUDIO

8 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 8 ANEXO AREA NRO: METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA - Clases teóricas: se dictan con el auxilio de material didáctico como el programa Power Point, proyección de transparencias, fotos. Algunas clases se realizan en el laboratorio, ya que favorece la comprensión observar cultivos, realizar observaciones microscópicas y/o reacciones metabólicas sobre el microorganismo en cuestión. - Las clases relacionadas con técnicas de microbiología se dictan en el laboratorio donde se encuentra todos los materiales y equipos que el alumno empleará en el trabajo práctico. Se realizan demostraciones de las técnicas. Los alumnos disponen de una Guía de trabajos prácticos. - Trabajos Prácticos: Los alumnos se dividen en comisiones de 4 alumnos como máximo y cada ayudante tiene a su cargo 2 comisiones. Cada comisión dispone de todo el material necesario para llevar a cabo las técnicas microbiológicas aplicadas en los prácticos y proyectos. El ayudante debe interrogar a los alumnos sobre las tareas a realizar, colabora con ellos para organizar el trabajo durante el práctico, corrige las técnicas, supervisa la participación de cada uno de los alumnos y colabora con ellos en la lectura de resultados. Cada comisión debe realizar un informe de los resultados obtenidos y compartirlo con el resto de la comisiones, a fin de favorecer la discusión, cuya coordinación esta a cargo del jefe de Trabajos Prácticos. Muchos de los trabajos prácticos requieren dos jornadas: Una para realizar las siembras y otra para leer los resultados, elaborar el informe y discutir los resultados. Al inicio de algunos trabajos práctico se tomará un cuestionario básico (3 preguntas) sobre el tema del trabajo práctico. - Guías de estudio: Se le entregan al alumno 5 guías con preguntas y problemas con distinto grado de dificultad. Esta guias incluyen los 5 grandes nucleos temáticos de la materia, 1- Organización y estructura celular, 2- Nutrición y crecimiento microbiano, 3- Metabolismo, 4- Microbiología industrial, 5- Microbiología de alimentos. Las guías deben ser resueltas por los alumnos y al finalizar el dictado de los temas y de los trabajos practicos del nucleo, y previo a una evaluación, se realiza la discusión de las mismas. El objetivo de las guias es incentivar al alumno a consultar bibliografía, favorecer la comprensión y la intergración de los conocimientos. También ayudan al alumno a planterase dudas que mejoran la calidad de las consultas. AÑ O P R O F E S O R R E S P O N S A B L E A Ñ O P R O F E S O R R E S P O N S A B L E (f i r m a a c l a r a d a) (f i r m a a c l a r a d a) Dra. M. Amelia Cubitto V I S A D O C O O R D I N A D O R A R E A S E C R E T A R I O A C A D E M I C O D I R E C T O R D E D E P A R T A M E N T O Dra. Adriana FERRERO Dra. Marta AVELDAÑO FECHA: Agosto FECHA: FECHA