4.1: Competencias Básicas:

Se espera que los egresados:

- sean capaces de integrar los conocimientos básicos sobre los microorganismos que participan en la producción de alimentos y bebidas, en la producción de metabolitos y en la protección medioambiental.

- conozcan y comprendan los fundamentos teóricos necesarios para superproducir metabolitos específicos (antibióticos, aminoácidos, etanol, etc) mediante la manipulación selectiva y programada de microorganismos.

- conozcan la utilidad de los microorganismos en el mantenimiento del medio ambiente, bien por biorremediación o por control biológico.

4.2: Competencias Específicas:

Se espera que los egresados:

- hayan adquirido las habilidades básicas para diseñar la estrategia y los métodos de producción de distintos procesos biotecnológicos en los que participen activamente los microorganismos.

- sean capaces de conocer y mejorar los principales productos alimenticios en cuya obtención intervienen los microorganismos (alimentos, bebidas).

4.3: Competencias Transversales:

Se espera que los egresados

- sean capaces de realizar y analizar experimentos y/o aplicaciones mediante la aplicación del método científico en el contexto de la Microbiología Industrial.

- sean capaces de analizar, sintetizar e interpretar la información recibida, y de saber utilizarla en la elaboración de trabajos, informes y presentaciones, de forma individualizada o en equipo.

- puedan trabajar de forma adecuada y segura en un laboratorio de Microbiología.

PROGRAMA TEORICO

INTRODUCCIÖN. Resumen de contenidos. Microorganismos industriales. Que es un proceso biotecnológico microbiano.

A) APLICACIONES RELACIONADAS CON LOS ALIMENTOS. FERMENTACIONES ALIMENTARIAS

TEMA 1. PRODUCTOS LÁCTEOS FERMENTADOS. Conocimientos básicos sobre la elaboración de productos lácteos: leche, yogur, queso. Sistemas metabólicos en las bacterias ácido-lácticas. Productos lácteos Modificación genética de las bacterias ácido-lácticas. Bacterias probióticas.

TEMA 2. PRODUCCIÓN DE CERVEZA. Principios científicos de la elaboración de cerveza. Malteado. Macerado. Cocción. Fermentación. Tratamientos pos-fermentación.

TEMA 3. PRODUCCIÓN DE VINO. La elaboración de vino. Las uvas, estrujado y tratamientos pre-fermentativos. Fermentación alcohólica. Fermentación maloláctica. Procesos pos-fermentativos. Las levaduras en la fermentación. Las bacterias lácticas. Bacterias acéticas. Otras bacterias. Vinos espumosos. Vinos generosos.

TEMA 4. PRODUCTOS FERMENTADOS DE ORIGEN ANIMAL. Productos derivados de carne. Factores que afectan al color, textura, sabor y apariencia de los productos cárnicos fermentados. Productos fermentados derivados de pescado.

TEMA 5. VEGETALES FERMENTADOS. Conservas vegetales, col acida y encurtidos. Salsa de soja. Miso, natto, sufu, tempeh, etc. Fermentaciones de café, cacao y té. Productos de panadería.

B) PROCESOS INDUSTRIALES Y PRODUCTOS

TEMA 6. PRODUCCIÓN DE AMINOÁCIDOS. Regulación del metabolismo microbiano. Alteración de los mecanismos regulatorios para la producción de metabolitos primarios. Importancia de las corinebacterias en la producción de aminoácidos. Biosíntesis de lisina, ácido glutámico, prolina, histidina y ácido aspártico.

TEMA 7. PRODUCCIÓN DE ANTIBIÓTICOS. Metabolitos secundarios con actividades antibióticas, antitumorales, inhibidores de la síntesis de colesterol e inmunosupresores. Antibióticos: función natural. Clasificaciones y grupos principales de antibióticos.  Biosíntesis y producción industrial de antibióticos –lactámicos: penicilinas y cefalosporinas. Antibióticos sintéticos.

TEMA 8. PRODUCCIÓN DE ETANOL INDUSTRIAL. Etapa I. Producción de etanol. Conversión de biomasa en azúcares fermentables. Etapa II. De azúcares a alcohol. Zymomonas mobilis, como alternativa a Saccharomyces cerevisiae en la producción de alcohol. Sacarificación y fermentación simultáneas (SSF). Obtención de jarabes de maíz con alto contenido en fructosa (HFCS).

TEMA 9. BIOSINTESIS DE PLASTICOS Y POLISACÁRIDOS DE INTERES INDUSTRIAL. Poli-beta-hidroxialcanoatos. Biosíntesis de co-polímeros. Manipulación de las condiciones de cultivo para producir nuevos poliésteres bacterianos. Ingenieria genética de microorganismos y de plantas para producir poli-beta-hidroxialcanoatos. Producción de xantano por manipulación genética de Xantomonas campestris.

C) APLICACIONES RELACIONADAS CON EL MEDIO AMBIENTE.

TEMA 10. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. Tratamiento primario, secundario (aerobio y anaerobio) y terciario. Compostaje y tratamiento de residuos.

TEMA 11. DEGRADACION DE COMPUESTOS ORGANICOS Y XENOBIOTICOS POR MICROORGANISMOS.  Conceptos. Magnificación biológica. Degradación microbiana de agentes xenobióticos. y contaminantes inorgánicos. Acuíferos con pesticidas y mercurio como modelos de estudio. Ejemplos de cómo encontrar nuevos microorganismos que degraden productos y de optimizar la biodegradación en casos concretos.

TEMA 12. BIODEGRADACION DE PETROLEO. Refinado del crudo de Petróleo. Biorremediación del Petróleo usando diversos microorganismos. Bacterias hidrocarbonoclasticas. Degradación bacteriana de hidrocarburos alifáticos y aromáticos. El género Pseudomonas y los plásmidos TOL. Principales vertidos de petróleo. Sistemas de limpieza de los vertidos de petróleo (ejemplo Exxon Valdez).

TEMA 13. MICROORGANISMOS EN LA RECUPERACION DE MINERALES. La biominería. Operaciónes de concentración de minerales: bioflotación. Operaciones en la metalurgia extractiva: biolixiviación y biooxidación.

CONTENIDOS PRACTICOS

El programa práctico está basado en la agrupación temática escogida para el programa de la asignatura.

SECCIÓN I: APLICACIONES RELACIONADAS CON LOS ALIMENTOS. FERMENTACIONES ALIMENTARIAS

Práctica 1 – Aislamiento de levaduras a partir de mosto y vino.

Práctica 2 – Caracterización de las levaduras: resistencia a etanol

Práctica 3 - Realización de una micro-vinificación en laboratorio.

SECCIÓN II: PROCESOS INDUSTRIALES Y PRODUCTOS

Práctica 3 – Detección de organismos productores de enzimas hidrolíticas.

Práctica 4 – Detección de organismos productores de antibióticos: espectro de acción, producción en medio líquido.

Práctica 5 – Identificación molecular de los microorganismos productores

SECCIÓN III: APLICACIONES RELACIONADAS CON EL MEDIO AMBIENTE.

Práctica 6 – Aislamiento de microorganismos a partir de compost, formadores de endosporas.

-TITULO: Microbial Biotechnology. Fundamentals of Applied Microbiology.  AUTORES: Glazer, A.N. and Nikaido, H. EDITORIAL: Freeman and Co.

-TITULO: Industrial Microbiology. An introduction. AUTORES: Waites, M. J., Morgan, N. L., Jockey, J. S., and Higton, G. Blackwell Science.

-TITULO: Practical fermentation technology. AUTORES: B. McNeil, B, L. M. Harvey, L. M. John Wiley and Sons.

-TITULO: Bioremediation. Applied Microbial Solutions for Real-World Environmental Cleanup. AUTORES: ATLAS, R. M. and PHILP, J. (2005). ASM Press.

-TITULO: Biotecnología y medioambiente. AUTORES: Irma Marín, José Luis Sanz y Ricardo Amils. Editorial Ephemera.

Trends in Biotechnology: http://www.cell.com/trends/biotechnology

Trends in Microbiology: http://www.cell.com/trends/microbiology

Trends in Genetics: http://www.cell.com/trends/genetics

Current opinion in Biotechnology: http://www.journals.elsevier.com/current-opinion-in-biotechnology/

Current opinion in Microbiology: http://www.journals.elsevier.com/current-opinion-in-microbiology/

.1: Criterios de evaluación:

CONVOCATORIA ORDINARIA:

Teórico: primer parcial + segundo parcial= 75% de la nota final

Práctico: asistencia a prácticas obligatoria +cuaderno de prácticas = 5%.

Seminarios: asistencia obligatoria + exposición en clase (40 minutos) + evaluación de un trabajo escrito sobre el tema de seminario de aproximadamente 10 carillas = total 20% de la nota final.

CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA:

Si se han superado las pruebas de actitud y aptitud en los seminarios y prácticas el alumno sólo deberá aprobar el examen de contenidos. En caso contrario se recomienda al alumno la repetición del curso incluyendo el programa de seminarios y de prácticas.

8.2: Sistemas de evaluación:

Examen de tipo test + preguntas cortas y evaluación de los seminarios y practicas.

8.3: Consideraciones generales y recomendaciones para la evaluación y la recuperación:

El alumno será evaluado pos sus conocimientos a través de un examen. Además, sus actitudes y aptitudes serán evaluadas mediante evaluación continua de las actividades asociadas con seminarios y prácticas.