BIOTECNOLOGIE

L’insegnamento ricade tra le attività formative caratterizzanti del corso di laurea di Biotecnologie per l’ambiente e lo sviluppo sostenibile, che preparano gli studenti ad operare nel settore delle biotecnologie industriali legate alla valorizzazione delle risorse e delle energie rinnovabili. Il corso si propone di fornire allo studente le conoscenze teoriche ed il quadro aggiornato delle applicazioni tecnologiche riguardo ai processi di trasformazione microbica in ambito industriale e ambientale mirati all’ottenimento di prodotti ad elevato valore aggiunto e servizi basati sia sul ricorso a substrati di partenza rinnovabili e filiere sostenibili dal punto di vista ambientale, sia su interventi di decontaminazione di matrici inquinate.
In particolare, verranno illustrate le caratteristiche molecolari e metaboliche dei microrganismi utilizzati nei processi di biodegradazione delle sostanze inquinanti, nella produzione di fonti alternative di energia, nella produzione di enzimi, nello sviluppo di nuovi prodotti ad alto valore commerciale e impatto sociale, nella trasformazione delle principali componenti polimeriche delle biomasse vegetali, nella produzione industriale di aminoacidi, acidi organici, antibiotici, bioinsetticidi e altri metaboliti.

Conoscenza e comprensione:
- I laureati conoscono le tecniche biotecnologiche per la produzione di biocombustibili
- I laureati conoscono i processi di trasformazione microbica in ambito industriale e i processi fermentativi per la produzione di prodotti con elevato valore aggiunto partendo da scarti.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
- I laureati sanno applicare il metodo scientifico sperimentale nell'ambito dei sistemi biologici, nel contesto delle bioraffinerie
- I laureati sono in grado di comprendere e approfondire le problematiche in essere applicando le conoscenze acquisite nell'ambito della produzione e sviluppo di prodotti e di servizi innovativi nei contesti tipici del settore delle bioraffinerie per la valorizzazione degli scarti organici, la produzione di composti bio-based ad elevato valore aggiunto, bioenergie e biocombustibili.

Autonomia di giudizio:
- I laureati sanno trattare informazioni e dati complessi ricavati da fonti diverse e sono in grado di analizzare e manipolare questi dati per elaborare chiare ed accurate sintesi, traendo conclusioni pertinenti per avanzare eventuali proposte di azione.
- I laureati sanno valutare in maniera autonoma le ricadute ambientali (per la salute umana e gli ecosistemi) di un processo produttivo, e ne sanno individuare possibili miglioramenti.

Abilità comunicative:
- I laureati acquisiranno adeguate competenze e strumenti di comunicazione scritta e orale, moderne competenze per analizzare, proporre e discutere criticamente i dati della propria sperimentazione con interlocutori specialisti e non specialisti, anche in occasione di eventi di presentazione e diffusione di dati sperimentali e di discussione di questioni di attualità relative allo sviluppo delle biotecnologie.

Capacità comunicative:
- I laureati svilupperanno capacità di apprendimento e approfondimento di aspetti legati alla ricerca innovativa e di risoluzione di problemi attuali che riguardano il settore della applicazione delle biotecnologie in campo industriale.

Nozioni fondamentali di Biologia molecolare e Biochimica

Il ruolo cruciale delle biotecnologie nella bioeconomia. Degradazione microbica degli idrocarburi lineari e ramificati. La degradazione dei composti aromatici. Biotrasformazione microbica mediante dealogenazione di composti aloaromatici. Regolazione genica delle vie cataboliche di degradazione delle sostanze organiche inquinanti.
Biotecnologie per la produzione di aminoacidi, acidi organici, antibiotici, insetticidi di natura microbica.
Biotecnologie per la trasformazione delle principali componenti polimeriche delle biomasse vegetali.
Biotecnologie per la produzione di correnti elettriche e biogas: produzione di elettricità, idrogeno e altri prodotti ad alto valore commerciale medianti sistemi bioelettrochimici, interazione tra cellule batteriche e superfici polarizzate (anodi e/o catodi) per la produzione di correnti elettriche (MFC) e/o di chemicals di alto valore commerciale. Produzione batterica di biogas: principi generali e microrganismi di interesse biotecnologico anaerobi e fototrofi (CH4, H2).

Materiale forniti dal docente, review e articoli

Esame scritto con domande a risposta multipla per la verifica della parte teorica e domande a risposta aperta dove verrà verificata l’acquisizione di specifici argomenti.

scritto

Il corso verrà svolto in modalità didattica frontale

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Capitale naturale e qualità dell'ambiente" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile