L'insegnamento di biotecnologie alimentari si propone di conferire agli studenti una formazione che consenta di comprendere il ruolo del biotecnologo nel settore dell'alimentazione. Sarà dato spazio sia alle biotecnologie alimentari tradizionali ampiamente innovate attraverso nuove soluzioni tecnologiche sia alle biotecnologie progettuali che si servono dell'avvento della tecnologia del DNA ricombinante. In particolare, lo studente dovrà conoscere le modalità attraverso le quali sia possibile modificare geneticamente microrganismi procarioti ed eucarioti per la produzione di proteine di interesse alimentare con particolare riferimento alle strategie che consentono di ottimizzare la produzione a livello industriale. Dovrà conoscere le fasi che si susseguono nei processi fermentativi e le caratteristiche dei bioreattori. Lo studente dovrà inoltre conoscere le modalità attraverso le quali sia possibile ottenere prodotti di interesse alimentare (enzimi, aminoacidi, aromi) con particolare riferimento alle strategie che consentono di ottimizzarne la produzione. Dovrà essere a conoscenza inoltre dei processi biotecnologici atti alla produzione di dolcificanti quali l'HFCS (high fructose corn syrup) e alla tecnologia altamente innovativa per la produzione di proteine ad alto potere dolcificante. Si richiede inoltre la conoscenza delle tecniche per la preparazione di piante transgeniche. In particolare dovrà essere a conoscenza delle innovazioni biotecnologiche apportate alle piante di interesse alimentare (mais, riso, pomodoro) al fine di ottenere il miglioramento qualitativo e quantitativo dei prodotti. Dovrà pure dimostrare di essere a conoscenza della possibilità di utilizzare piante commestibili quali bioreattori per la produzione di sostanze utili all'uomo e quali originale sistema di rilascio di antigeni per una immunizzazione orale.

1.Cenni introduttivi sulle biotecnologie
1.1 Le 4 fasi delle biotecnologie1
1.2 Pasteur e le basi per lo sviluppo industriale

2.Tecniche delle biotecnologie progettuali
2.1 Manipolazione dell’espressione genica ed ottimizzazione della produzione di proteine ricombinanti per uso industriale

3.Tecnologia dei bioprocessi
3.1 Fasi di un processo fermentativo industriale
3.2 Massimizzazione del rendimento dei bioprocessi
3.3 Fermentatori: struttura ed applicazioni

4.Starters ed enzimi nell’industria alimentare
4.1 Enzimi solubili ed enzimi immobilizzati
4.2 Starters ed enzimi nell’industria casearia
4.3 Produzione di latte delattosato
4.4 Enzimi nell’industra dell’amido

5.Probiotici e prebiotici
5.1 Classificazione e descrizione dei principali ceppi
5.2 Ruolo benefico dei probiotici sulla salute dell’ospite
5.3 Classificazione e funzione dei prebiotici

6.Processo di produzione della birra
6.1 Linee generali e possibilità di intervento delle biotecnologie avanzate per ottenere varianti di processo e di prodotto

7.Dolcificanti
7.1 HFCS
7.2 Produzione di aspartame
7.3 Proteine come dolcificanti: espressione di monellina, taumatina e miraculina
7.4 Dolcificanti naturali alternativi

8.Produzione industriale di aminoacidi
8.1 Produzione di aminoacidi tramite idrolisi chimica, processi fermentativi, sintesi enzimatica e tecnologia del DNA ricombinante
8.2 Metodi fermentativi: produzione di aminoacidi tramite mutanti autotrofi, mutanti regolativi e ceppi selvaggi

9.Biotecnologie progettuali applicate alle piante di interesse alimentare
9.1 Tecniche generali di preparazione di piante transgeniche
9.2 Creazione di piante resistenti ad insetti, virus ed erbicidi
9.3 Creazione di piante con senescenza ritardata
9.4 Piante di riso modificate geneticamente per la produzione di sostanze utili all’uomo: Golden rice 1 e 2
9.5 Piante transgeniche come sistema di rilascio di antigeni per una immunizzazione orale

Modalità didattiche

Lezione frontale

Testi di studio

• Gigliotti C., Verga R., Biotecnologie alimentari, Piccin Ed., 2007
• Glick B.R., Pasternak JJ, Biotecnologia molecolare, Zanichelli Ed.,1999
• Smith J.E., Biotecnologie, Zanichelli Ed., 1998
• Cernia E., Degan L., Le biotecnologie nel settore agroalimentare, NIS Ed., 1995
• Alberghina L., Cernia E., Biotecnologie e agroindustria, UTET Ed., 1996
Poli G., Biotecnologie, UTET Ed., 2001
• Johnson-Green P., Introduction to food biotechnology CRC Press 2002

Modalità di
accertamento

Esame orale

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.