BIOTECNOLOGIE

L'insegnamento rientra tra le attività formative caratterizzanti del corso di laurea in Biotecnologie per l'Ambiente e lo Sviluppo Sostenibile, con l'obiettivo di formare gli studenti a operare nell'ambito delle biotecnologie.
In particolare, il corso si propone di fornire allo studente le conoscenze teoriche riguardo alle tecnologie innovative finalizzate alla valorizzazione delle risorse e delle energie rinnovabili, al biorisanamento di suoli degradati o contaminati, alla biofertilizzazione e al biocondizionamento di suoli soggetti a desertificazione.
Il corso prevede anche l'analisi di approcci biotecnologici applicati allo studio e conservazione dei beni culturali, oltre a un approfondimento sulle biotecnologie alimentari, con particolare attenzione ai processi fermentativi, alle biotrasformazioni e alla valorizzazione di scarti e sottoprodotti dell’industria alimentare attraverso biotecnologie microbiche applicate.
Il corso mira a fornire agli studenti una solida base teorica e un aggiornamento sulle applicazioni biotecnologiche avanzate nei settori industriale, ambientale e alimentare.

Conoscenza e comprensione:
I laureati conoscono le tecniche biotecnologiche per la produzione di biocombustibili, la valorizzazione delle risorse naturali, il biorisanamento dei suoli, la biofertilizzazione, la conservazione dei beni culturali e le biotecnologie alimentari, inclusi i processi di trasformazione microbica in ambito industriale e i processi fermentativi per la produzione di prodotti ad elevato valore aggiunto a partire da scarti alimentari e industriali.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
I laureati sono in grado di valutare le migliori tecnologie e biotecnologie applicate al biorisanamento dei suoli, alla biofertilizzazione, alla valorizzazione degli scarti organici, alla produzione di bioenergie, biocombustibili, e composti bio-based, nonché alle biotecnologie alimentari e alla conservazione dei beni culturali.
Autonomia di giudizio:
I laureati sanno trattare informazioni e dati complessi provenienti da fonti diverse, analizzandoli, manipolandoli e integrandoli per elaborare sintesi chiare e accurate. Sanno trarre conclusioni pertinenti e avanzare proposte concrete, considerando gli aspetti scientifici, tecnici e pratici delle soluzioni. Inoltre, sono in grado di valutare autonomamente le ricadute ambientali di un processo produttivo, in termini di impatti sulla salute umana e sugli ecosistemi, e di individuare possibili miglioramenti per ottimizzare la sostenibilità.
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 riguardo agli aspetti legati alla ricerca innovativa e alla risoluzione di problematiche attuali nei settori delle biotecnologie applicate in ambito industriale, ambientale e alimentare.

Per una migliore comprensione delle tematiche trattate nel corso, sono raccomandate conoscenze di base in microbiologia, biochimica e biologia molecolare.

Biodiversità microbica: Analisi della diversità microbica negli ambienti naturali e industriali, con particolare attenzione alle dinamiche ecologiche e alle interazioni tra specie.
Diversità metabolica dei microrganismi: Studio dei diversi percorsi metabolici dei microrganismi, delle loro capacità di adattamento a condizioni ambientali estreme e variabili, e del loro impatto sui cicli biogeochimici.
Funzioni ecologiche dei microrganismi: studio del ruolo dei microrganismi nei cicli biogeochimici e nei servizi ecosistemici, inclusi i processi di mineralizzazione e il riciclo dei nutrienti.
Ecologia microbica e biodiversità del suolo: Analisi degli impatti ecologici ed economici dei microrganismi nel suolo, con un focus particolare sugli effetti del cambiamento climatico sulla biodiversità microbica.
Tecnologie biologiche per il ripristino dei suoli e il contrasto alla desertificazione: Studio delle tecnologie biologiche basate su microrganismi fototrofi e altri approcci biotecnologici per la riabilitazione dei suoli degradati e il contrasto alla desertificazione.
Metodologie per la caratterizzazione del microbiota e microbioma: Approcci coltura-dipendenti e coltura-indipendenti per la caratterizzazione del microbiota e dei microbiomi ambientali, con l’uso di tecniche molecolari avanzate come il sequenziamento del DNA.
Applicazioni ambientali delle biotecnologie: Tecniche di monitoraggio ambientale, utilizzo di marcatori biologici, bioremediation, compostaggio, trattamento delle acque reflue, e biorisanamento.
Produzione di biomasse microbiche: Produzione e utilizzo di colture starter per la produzione di alimenti e bevande fermentate, con attenzione alle principali e innovative tecniche di screening e selezione dei microrganismi e ai metodi di fermentazione.
Produzione di metaboliti primari: Studio dei processi di biosintesi e produzione di acidi organici, vitamine, aminoacidi e alcoli, e della loro applicazione in ambito industriale e biotecnologico.
Produzione di metaboliti secondari: Sintesi e applicazioni degli esopolisaccaridi (EPS) e degli antibiotici, con un focus sui meccanismi biosintetici e sull’uso industriale di questi metaboliti.
Produzione di idrogeno e biopolimeri (PHB) da biomasse: studio dei processi di produzione di idrogeno e di biopolimeri mediante dark fermentation e fotofermentazione.
Approcci biotecnologici avanzati per la conservazione dei beni culturali: studio di tecniche biotecnologiche innovative applicate alla conservazione dei beni culturali, inclusi microrganismi e biopolimeri per la protezione dei materiali artistici e storici.
Valorizzazione degli scarti industriali e alimentari: Approcci di bioraffineria per la valorizzazione degli scarti alimentari e industriali, con particolare attenzione al loro recupero in un contesto di economia circolare e sostenibilità.

Materiale forniti dal docente, review e articoli scientifici.

L’esame prevede una prova orale della durata di circa 20 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione degli argomenti trattati nel corso e l’abilità di saperli correlare tra loro. La prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicazione dello studente e le proprietà di linguaggio tecnico in relazione agli argomenti trattati. Sarà valutata anche la realizzazione di relazioni individuali o eseguite in piccoli gruppi di lavoro su temi e progetti specifici indicati dal docente, consegnate durate il semestre di lezione e la loro esposizione mediante presentazione alla classe. Questo tipo di prova consentirà di valutare la capacità di sintesi dello studente e la propensione a lavorare in gruppo.

orale

Didattica frontale ed assegnazione di reviews e articoli scientifici.

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