Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura
CONTENIDOS TEÓRICOS
- Profesor/a: Dr. Fernando Perestelo Rodríguez
Bloque1. INTRODUCCIÓN
Lección 1.- CONCEPTOS GENERALES EN MICROBIOLOGÍA APLICADA.
Perspectiva histórica: Aplicaciones de los microorganismos. Microbiología aplicada y Biotecnología. Objetivos e impacto de la biotecnología industrial. Microorganismos de interés industrial: características y principales grupos taxonómicos. Búsqueda y selección de microorganismos de interés.
Bloque 2. BIOINGENIERÍA DE LOS PROCESOS INDUSTRIALES
Lección 2.- CULTIVO MICROBIANO CON FINES BIOTECNOLÓGICOS.
Medios de cultivo y nutrición de microorganismos industriales. Crecimiento de microorganismos en diferentes ambientes: controlados y complejos. Rutas metabólicas para la biosíntesis de productos microbianos: metabolismo primario y metabolismo secundario. Superproducción de metabolitos por microorganismos.
Lección 3.- FERMENTADORES Y TIPOS DE FERMENTACIONES. Fermentadores aeróbicos. Fermentadores anaeróbicos. Diseño de fermentadores. Escalado de las fermentaciones industriales: de las factorías microbianas a las factorías industriales.
Lección 4.- CONTROL Y SEGUIMIENTO DEL PROCESO DE FERMENTACIÓN.
Esterilidad en microbiología industrial. Mezclado y evaluación del oxígeno disuelto. Aireación y agitación. Técnicas para el control de parámetros: manuales y automáticos. Extracción de productos de la fermentación.
Bloque 3. LOS MICROORGANISMOS COMO FACTORÍAS INDUSTRIALES
Lección 5.- COMPUESTOS QUÍMICOS DE INTERÉS INDUSTRIAL.
Producción de ácidos orgánicos: ácidos cítrico, acético, etc. Producción de aminoácidos: Ácido Glutámico y Lisina. Producción de enzimas. Producción de acetona y biocombustibles. Biotransformaciones.
Bloque 4. MICROBIOLOGÍA APLICADA A LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
Lección 6.- PRESENCIA DE MICROORGANISMOS EN LOS ALIMENTOS. Crecimiento de microorganismos en alimentos: factores intrínsecos y extrínsecos. Control del deterioro de los alimentos producido por microorganismos: técnicas basadas en la temperatura, presión, etc. El concepto Análisis de Peligros y Puntos de Control Críticos (APPCC). Enfermedades transmitidas por alimentos. Microorganismos como alimentos y complementos alimenticios.
Lección 7.- PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS Y BEBIDAS MEDIANTE FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA.
Producción de vino: fermentación alcohólica. Fermentación maloláctica. Producción de cerveza: tipos de fermentaciones. Producción de pan y derivados. Producción de aditivos alimentarios: vitaminas, polisacáridos, nucleósidos.
Lección 8.- PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS Y BEBIDAS MEDIANTE FERMENTACIÓN LÁCTICA.
Producción de derivados lácteos: queso, yogurt, etc. Probióticos y prebióticos. Producción de encurtidos. Elaboración de derivados cárnicos fermentados: embutidos y otros productos. Otras fermentaciones: producción de mijo, sushi, salsa de soja, fermentaciones de pescado, etc.
Bloque 5. MICROBIOLOGÍA APLICADA A LA INDUSTRIA FARMACÉUTICA
Lección 9.- PRODUCCIÓN MICROBIANA DE ANTIBIÓTICOS.
Aislamiento y caracterización de cepas productoras de antibióticos. Biosíntesis de penicilinas y cefalosporinas: penicilinas semisintéticas. Precursores y enzimas implicadas. Proceso de producción industrial de penicilina. Otros antibióticos.
Lección 10.- OTROS PRODUCTOS DE INTERÉS FARMACÉUTICO.
Producción de hormonas. Producción de esteroides y alcaloides. Producción de compuestos antitumorales. Papel de los microorganismos en el desarrollo de vacunas. Ventajas e inconvenientes de las vacuna recombinantes.
Bloque 6. APLICACIONES AMBIENTALES DE LOS MICROORGANISMOS
Lección 11.- INTERACCIONES DE LOS MICROORGANISMOS CON COMPUESTOS XENOBIÓTICOS CONTAMINANTES.
Principales tipos de compuestos xenobióticos. Biodegradación de Pesticidas. Biodegradación de polímeros sintéticos. Biodegradación de hidrocarburos del petróleo. Interacciones microorganismo-metal: efectos tóxicos y mecanismos detoxificantes. Microorganismos y biodeterioro.
Lección 12.- BIORRECUPERACIÓN (BIOREMEDIATION).
Relación entre Biodegradación y biorrecuperación: Biorrecuperación in situ y ex situ, intrínseca y elaborada. Micorrecuperación. Métodos de biorrecuperación. Evaluación de un proceso de biorremediación: evaluación de campo. Biorrecuperación de ecosistemas: algunos ejemplos.
Lección 13.- TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES Y RESIDUOS DOMÉSTICOS.
Tratamiento de residuos líquidos: demandas bioquímica y química de oxígeno (DBO, DQO). Tratamiento de aguas residuales. Eutroficación. Microbiología del agua y salud pública. Tratamiento de residuos sólidos: Vertederos (Landfills) y Compostaje (Composting).
Bloque 7. APLICACIONES AGRÍCOLAS DE LOS MICROORGANISMOS
Lección 14.- INTERACCIONES MICROORGANISMO-PLANTA.
Microorganismos del suelo “potencialmente ecológicos”. Rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas (PGPR). Rizosfera y colonización radical por inoculantes bacterianos. Inoculantes en micorrizas. Aplicaciones de los microorganismos simbiontes: protección frente a la congelación, mejora productiva mediante bacterias fijadoras de nitrógeno.
Lección 15.- CONTROL MICROBIOLÓGICO DE LAS ENFERMEDADES DE LAS PLANTAS.
El Biocontrol como alternativa a los pesticidas químicos. Agentes para el control microbiológico (Biopesticidas): virus, bacterias, hongos y protozoos. Mecanismos para el biocontrol de fitopatógenos. Interacciones de los pesticidas con la microbiota del suelo. Pesticidas de Baculovirus. Bioinoculantes fúngicos para el manejo de enfermedades de plantas. Insecticidas microbianos, seguridad alimentaria y salud humana.
PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Profesorado: Dr. Fernando Perestelo Rodríguez, Dra. Victoria de Zárate Machado y Dr. Eduardo Pérez Roth
Práctica 1.- Biodiversidad microbiana en la naturaleza. Observación de eubacterias, cianobacterias, actinomicetos, algas, parásitos, levaduras y hongos filamentosos.
Práctica 2.- Control Microbiológico del aire y fómites. Evaluación cualitativa y cuantitativa de la contaminación microbiana en el aire interior (Aeromicrobiología intramural) y exterior (Aeromicrobiología extramural) de un recinto y de superficies.
Práctica 3.- Aislamiento de microorganismos presuntamente productores de antibióticos y evaluación de su actividad inhibidora sobre el crecimiento de bacterias de referencia.
Práctica 4.- Análisis microbiológico de aguas mediante el método de filtración de membrana. a) Aguas destinadas al abastecimiento público. b) Aguas marinas destinadas a actividades recreativas.
Práctica 5.- Participación de los microorganismos en los procesos de elaboración y deterioro de alimentos.
Práctica 6.- Aislamiento e identificación de bacterias fitopatógenas a partir de hojas y/o tubérculos infectados.
Práctica 7.- Aislamiento y cuantificación de microorganismos del suelo degradadores de pesticidas. El caso del herbicida 2,4-D (2,4-diclorofenoxiacético).
Práctica 8.- Aislamiento de microorganismos marinos degradadores de hidrocarburos. El caso del n-hexadecano.
Práctica 9.- Estudio de la biodegradación de compuestos aromáticos por bacterias (Serratia marcescens, Pseudomonas putida) y/u hongos (Phanerochaete chrysosporium, Phlebia radiata, Fusarium proliferatum).
- Profesor/a: Dr. Fernando Perestelo Rodríguez
Bloque1. INTRODUCCIÓN
Lección 1.- CONCEPTOS GENERALES EN MICROBIOLOGÍA APLICADA.
Perspectiva histórica: Aplicaciones de los microorganismos. Microbiología aplicada y Biotecnología. Objetivos e impacto de la biotecnología industrial. Microorganismos de interés industrial: características y principales grupos taxonómicos. Búsqueda y selección de microorganismos de interés.
Bloque 2. BIOINGENIERÍA DE LOS PROCESOS INDUSTRIALES
Lección 2.- CULTIVO MICROBIANO CON FINES BIOTECNOLÓGICOS.
Medios de cultivo y nutrición de microorganismos industriales. Crecimiento de microorganismos en diferentes ambientes: controlados y complejos. Rutas metabólicas para la biosíntesis de productos microbianos: metabolismo primario y metabolismo secundario. Superproducción de metabolitos por microorganismos.
Lección 3.- FERMENTADORES Y TIPOS DE FERMENTACIONES. Fermentadores aeróbicos. Fermentadores anaeróbicos. Diseño de fermentadores. Escalado de las fermentaciones industriales: de las factorías microbianas a las factorías industriales.
Lección 4.- CONTROL Y SEGUIMIENTO DEL PROCESO DE FERMENTACIÓN.
Esterilidad en microbiología industrial. Mezclado y evaluación del oxígeno disuelto. Aireación y agitación. Técnicas para el control de parámetros: manuales y automáticos. Extracción de productos de la fermentación.
Bloque 3. LOS MICROORGANISMOS COMO FACTORÍAS INDUSTRIALES
Lección 5.- COMPUESTOS QUÍMICOS DE INTERÉS INDUSTRIAL.
Producción de ácidos orgánicos: ácidos cítrico, acético, etc. Producción de aminoácidos: Ácido Glutámico y Lisina. Producción de enzimas. Producción de acetona y biocombustibles. Biotransformaciones.
Bloque 4. MICROBIOLOGÍA APLICADA A LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
Lección 6.- PRESENCIA DE MICROORGANISMOS EN LOS ALIMENTOS. Crecimiento de microorganismos en alimentos: factores intrínsecos y extrínsecos. Control del deterioro de los alimentos producido por microorganismos: técnicas basadas en la temperatura, presión, etc. El concepto Análisis de Peligros y Puntos de Control Críticos (APPCC). Enfermedades transmitidas por alimentos. Microorganismos como alimentos y complementos alimenticios.
Lección 7.- PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS Y BEBIDAS MEDIANTE FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA.
Producción de vino: fermentación alcohólica. Fermentación maloláctica. Producción de cerveza: tipos de fermentaciones. Producción de pan y derivados. Producción de aditivos alimentarios: vitaminas, polisacáridos, nucleósidos.
Lección 8.- PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS Y BEBIDAS MEDIANTE FERMENTACIÓN LÁCTICA.
Producción de derivados lácteos: queso, yogurt, etc. Probióticos y prebióticos. Producción de encurtidos. Elaboración de derivados cárnicos fermentados: embutidos y otros productos. Otras fermentaciones: producción de mijo, sushi, salsa de soja, fermentaciones de pescado, etc.
Bloque 5. MICROBIOLOGÍA APLICADA A LA INDUSTRIA FARMACÉUTICA
Lección 9.- PRODUCCIÓN MICROBIANA DE ANTIBIÓTICOS.
Aislamiento y caracterización de cepas productoras de antibióticos. Biosíntesis de penicilinas y cefalosporinas: penicilinas semisintéticas. Precursores y enzimas implicadas. Proceso de producción industrial de penicilina. Otros antibióticos.
Lección 10.- OTROS PRODUCTOS DE INTERÉS FARMACÉUTICO.
Producción de hormonas. Producción de esteroides y alcaloides. Producción de compuestos antitumorales. Papel de los microorganismos en el desarrollo de vacunas. Ventajas e inconvenientes de las vacuna recombinantes.
Bloque 6. APLICACIONES AMBIENTALES DE LOS MICROORGANISMOS
Lección 11.- INTERACCIONES DE LOS MICROORGANISMOS CON COMPUESTOS XENOBIÓTICOS CONTAMINANTES.
Principales tipos de compuestos xenobióticos. Biodegradación de Pesticidas. Biodegradación de polímeros sintéticos. Biodegradación de hidrocarburos del petróleo. Interacciones microorganismo-metal: efectos tóxicos y mecanismos detoxificantes. Microorganismos y biodeterioro.
Lección 12.- BIORRECUPERACIÓN (BIOREMEDIATION).
Relación entre Biodegradación y biorrecuperación: Biorrecuperación in situ y ex situ, intrínseca y elaborada. Micorrecuperación. Métodos de biorrecuperación. Evaluación de un proceso de biorremediación: evaluación de campo. Biorrecuperación de ecosistemas: algunos ejemplos.
Lección 13.- TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES Y RESIDUOS DOMÉSTICOS.
Tratamiento de residuos líquidos: demandas bioquímica y química de oxígeno (DBO, DQO). Tratamiento de aguas residuales. Eutroficación. Microbiología del agua y salud pública. Tratamiento de residuos sólidos: Vertederos (Landfills) y Compostaje (Composting).
Bloque 7. APLICACIONES AGRÍCOLAS DE LOS MICROORGANISMOS
Lección 14.- INTERACCIONES MICROORGANISMO-PLANTA.
Microorganismos del suelo “potencialmente ecológicos”. Rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas (PGPR). Rizosfera y colonización radical por inoculantes bacterianos. Inoculantes en micorrizas. Aplicaciones de los microorganismos simbiontes: protección frente a la congelación, mejora productiva mediante bacterias fijadoras de nitrógeno.
Lección 15.- CONTROL MICROBIOLÓGICO DE LAS ENFERMEDADES DE LAS PLANTAS.
El Biocontrol como alternativa a los pesticidas químicos. Agentes para el control microbiológico (Biopesticidas): virus, bacterias, hongos y protozoos. Mecanismos para el biocontrol de fitopatógenos. Interacciones de los pesticidas con la microbiota del suelo. Pesticidas de Baculovirus. Bioinoculantes fúngicos para el manejo de enfermedades de plantas. Insecticidas microbianos, seguridad alimentaria y salud humana.
PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Profesorado: Dr. Fernando Perestelo Rodríguez, Dra. Victoria de Zárate Machado y Dr. Eduardo Pérez Roth
Práctica 1.- Biodiversidad microbiana en la naturaleza. Observación de eubacterias, cianobacterias, actinomicetos, algas, parásitos, levaduras y hongos filamentosos.
Práctica 2.- Control Microbiológico del aire y fómites. Evaluación cualitativa y cuantitativa de la contaminación microbiana en el aire interior (Aeromicrobiología intramural) y exterior (Aeromicrobiología extramural) de un recinto y de superficies.
Práctica 3.- Aislamiento de microorganismos presuntamente productores de antibióticos y evaluación de su actividad inhibidora sobre el crecimiento de bacterias de referencia.
Práctica 4.- Análisis microbiológico de aguas mediante el método de filtración de membrana. a) Aguas destinadas al abastecimiento público. b) Aguas marinas destinadas a actividades recreativas.
Práctica 5.- Participación de los microorganismos en los procesos de elaboración y deterioro de alimentos.
Práctica 6.- Aislamiento e identificación de bacterias fitopatógenas a partir de hojas y/o tubérculos infectados.
Práctica 7.- Aislamiento y cuantificación de microorganismos del suelo degradadores de pesticidas. El caso del herbicida 2,4-D (2,4-diclorofenoxiacético).
Práctica 8.- Aislamiento de microorganismos marinos degradadores de hidrocarburos. El caso del n-hexadecano.
Práctica 9.- Estudio de la biodegradación de compuestos aromáticos por bacterias (Serratia marcescens, Pseudomonas putida) y/u hongos (Phanerochaete chrysosporium, Phlebia radiata, Fusarium proliferatum).
Actividades a desarrollar en otro idioma
- Profesor/a: Dr. Fernando Perestelo Rodríguez
- Manejo de protocolos de laboratorio para el desarrollo de los trabajos prácticos y utilización de bibliografía necesaria para el seguimiento de la asignatura.
- Manejo de protocolos de laboratorio para el desarrollo de los trabajos prácticos y utilización de bibliografía necesaria para el seguimiento de la asignatura.