GUIA DOCENTE DE LA ASIGNATURA INDICAR NOMBRE DE LA ASIGNATURA MÓDULO MATERIA ASIGNATURA CURSO SEMESTRE CRÉDITOS CARÁCTER Docencia MT 31 PROFESOR(ES) Nikolay Vassilev MÁSTER EN EL QUE SE IMPARTE Tecnologías de bioinmovilización: aplicaciones bioquímicas, medicinales, alimentarias y medioambientales I 3 optativo DIRECCIÓN COMPLETA DE CONTACTO PARA TUTORÍAS (Dirección postal, teléfono, correo electrónico, etc.) Universidad de Granada, Facultad de Ciencias, Departamento de Ingeniería Química, c/fuentenueva s/n, Granada-18071; 648462581; nbvass@yahoo.com HORARIO DE TUTORÍAS Cualquier día y hora a lo largo de todo el curso OTROS MÁSTERES A LOS QUE SE PODRÍA OFERTAR Máster Universitario en Biotecnología PRERREQUISITOS Y/O RECOMENDACIONES (si procede) * Lectura fluida de inglés científico. * Conocimientos básicos (nivel de pregrado) de las principales teorías y enfoques en análisis del comportamiento. * Conocimientos básico (nivel de pregrado) de la metodología de investigación BREVE DESCRIPCIÓN DE CONTENIDOS (SEGÚN MEMORIA DE VERIFICACIÓN DEL MÁSTER) Fundamentos de la bio-inmovilización. Tipos de bio-materiales inmovilizados. Aplicaciones más importantes. Aplicaciones en la industria alimentaria. Producción industrial de metabolitos microbianos con biocatalizadores inmovilizados. Aplicaciones Página 1
en la Medicina moderna. Soluciones medio-ambientales con enzimas y células inmovilizadas. Aplicaciones en el campo de la agricultura sostenible. COMPETENCIAS GENERALES Y ESPECÍFICAS DEL MÓDULO CEM30, CE1, CE3, CE4, CE OBJETIVOS (EXPRESADOS COMO RESULTADOS ESPERABLES DE LA ENSEÑANZA) El alumno sabrá/comprenderá: La filosofía, el sentido, la importancia de la inmovilización enzimática y celular; Las bases de los métodos de inmovilización; Equipamiento principal a nivel de laboratorio e industrial utilizado en los procesos de inmovilización; Aplicaciones mas importantes de los objetos biológicos inmovilizados presente y futuro. El alumno será capaz de: Analizar trabajos científicos en el campo de la inmovilización biológica; Preparar y presentar trabajos sobre estudios en el campo de la aplicación de enzimas y células inmovilizadas; Planear futuras investigaciones relacionadas con los objetos biológicos inmovilizados; Manejar los instrumentos mas básicos de inmovilización de células. TEMARIO DETALLADO DE LA ASIGNATURA Parte 1: Fundamentos de bio-inmovilización 1) Inmovilización de (bio)materiales definición e historia 2) Métodos de inmovilización 3) Materiales aplicados a los procesos de inmovilización 4) Biorreactores y procesos biotecnológicos empleados para (bio)materiales inmovilizados Parte 2: Tipos de (bio) materiales inmovilizados. 1) Células inmovilizadas de microorganismos 2) Células inmovilizadas vegetales 3) Células inmovilizadas de animales 4) Inmovilización de enzimas 5) Cambios en la característica y el comportamiento de los materiales inmovilizados Página 2
Parte 3. Aplicaciones más importantes. 1) Aplicaciones en la industria alimentaría a. Producción de cerveza y vino con células inmovilizadas b. Células inmovilizadas en la industria lechera c. Biotransformación de varios tipos de alimentos d. Preparación y uso de probioticos. e. Producción de aromas encapsulados. 2) Producción industrial de metabolitos microbianos con biocatalizadores inmovilizados: a. aminoácidos b. ácidos orgánicos c. enzimas d. farmacéuticos e. etanol 3) Aplicaciones en la Medicina Moderna a. Ingeniería de tejidos. Órganos artificiales: páncreas, piel, hígado, sangre, miocardium y corazón, huesos. b. Microencapsulacion para tratamientos de enfermedades c. Terapias con enzimas, células y medicinas microencapsuladas 4) Soluciones Medioambientales con enzimas y células inmovilizadas a. Remediación de suelos degradados y contaminados b. Control de contaminaciones del aire c. Tratamiento de aguas residuales y/o contaminadas d. Tratamiento de residuos agro-industriales 5) Aplicaciones en el campo de Agricultura Sostenible a. Bioproducción de fertilizantes b. Formulaciones de inoculantes microbianos c. Preparación de semillas artificiales BIBLIOGRAFÍA 1) Fundamentals of cell immobilization biotechnology. Eds Nedovic Victor, Willaerts Ronnie, Spinger, Serie Focus on Biotechnology, vol 88A, 2004. 2) Applications of cell immobilization biotechnology. Eds Nedovic Victor, Willaerts Ronnie, Spinger, Serie Focus on Biotechnology, vol 88, 2005 3) Immobilized Cells: Basics and Applications. Eds. Wijffels et al., Progress in Biotechnology, vol 11, Elsevier, 1996. 4) Carrier-bound immobilized enzymes: Principles, applications and design. Lingui Cao. John Wiley & Son's, 2006. 5) Immobilized enzymes: Science or art? Cao L., 2005, Curr. Opin. Chem. Biol., 9, 217-226. Página 3
6) Engineering and Manufacturing for Biotechnology. Focus on Biotechnology, vol. 4, Eds Hofman M, Thonart P, 2001, Springer. 7) Production of organic acids by immobilized filamentous fungi. Vassilev N, Vassileva M., 1992, Mycological Research, 96, 563. 8) Microencapsulation: Methods and Industrial Applications. Ed. Benita S., Marcel Dekker, NY, vol, 73 9) Microencapsulation: Industrial appraisal of existing technologies and trends. Gouin S., 2004, Trends in Food Science and Technology, 15, 330. 10) Biomedical Application of Immobilized Enzymes. Liyang JF et al., 2000, Journal of Pharmaceutical Science, 89 (8), 979-990. 11) Biocatalysis for pharmaceutical inermediates: The future is now! Pollard DJ and Woodley JM, 2006, Trends in Biotechnology, 25, 2 12) Microbial remediation of nitro-aromatic compounds. A review. Kulkarni M., Chaudhari A., 2007, Journal of Environmental Management, 85, 496. 13) Environmental applications of immobilized microbial cells. Cassidy M.B. et al., Journal of Industrial Mcrobiology, 16, 79. 14) Polymer-based preparation of soil inoculants: Applications to arbuscular mycorrhizal fungi. Vassilev N. et al., 2005, Reviews in EnvironmentalScience and Bio/Technology, 4, 235. 15) Immobilization cell technology applied in solubilization of insoluble inorganic (rock) phosphates and plant P acquisition. Vassilev et al., 2001, Bioresource Technology, 79, 263. 16) Inoculants of plant growth promoting bacteria for use in agriculture. Bashan Y., 1998, Biotechnology Advances, 16, 722. ENLACES RECOMENDADOS METODOLOGÍA DOCENTE * Clases presénciales (12 horas) * Exposición del profesor * Análisis crítico y discusión de artículos en grupo * Exposiciones orales de trabajos * Prácticas guiadas * Examen global de los contenidos de la asignatura * Trabajo no presencial (38 horas) * Búsquedas bibliográficas sobre temas específicos * Lectura crítica de artículos * Realización de trabajos sobre temas específicos * Preparación de exposiciones orales de temas específicos * Tutorías virtuales (correo electrónico) * Trabajos en grupo * Prácticas guiadas EVALUACIÓN (INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN, CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y PORCENTAJE SOBRE LA CALIFICACIÓN FINAL, ETC.) Página 4
* Participación en discusiones de clase (10%) * Trabajo sobre un tema especifico del curso (30%) * Exposición oral de un tema específico (30%) * Participación en las prácticas (10%) * Evaluación integral de los contenidos del curso (20%) INFORMACIÓN ADICIONAL Idioma en que se imparte: Castellano con lecturas en inglés Página 5