En esta asignatura se aplican los conceptos y procedimientos básicos de Microbiología en el desarrollo de procesos biotecnológicos, por lo que se recomienda haber cursado con éxito la asignatura Microbiología de segundo curso. Gran parte de los procesos biotecnológicos implican células o componentes microbianos. La enorme diversidad y versatilidad de los microorganismos, junto con su rápido crecimiento y fácil manipulación, los convierten en herramientas indispensables en biotecnología, en la producción de alimentos y bebidas, fármacos y vacunas, enzimas, productos químicos, biocombustibles, y también en la mejora de la producción agrícola y en la solución de problemas medioambientales. Las aplicaciones biotecnológicas de los microorganismos en el momento actual son numerosas y muy diversas, pero son solo una pequeña muestra de su enorme potencial, dado que conocemos y somos capaces de cultivar menos del 1 % de los microorganismos existentes. De esta manera, la búsqueda de nuevos microorganismos mediante nuevas metodologías constituye un reto actual para la ciencia y abre la posibilidad de nuevas aplicaciones en todos los campos.



Al cursar esta asignatura el alumno adquiere los conocimientos básicos para que pueda utilizar las principales técnicas de selección y aislamiento de los microorganismos más adecuados para el proceso, su cultivo, mejora, caracterización y conservación. Dedicamos una especial atención al análisis del crecimiento microbiano en sistemas discontinuos y en sistemas continuos como el quimiostato. En las clases prácticas utilizamos diversas técnicas de medida del crecimiento, que nos permiten estimar e interpretan comparativamente los parámetros de crecimiento en diferentes situaciones buscando la optimización del proceso productivo. Asimismo se describen las etapas de los procesos de producción industrial desde el diseño de medios de cultivo, desarrollo del inóculo y los métodos de esterilización a gran escala, hasta el propio proceso de producción mediante el estudio de los diferentes tipos de biorreactores y las técnicas para la recuperación de los productos. Por último se presentan una serie de procesos de producción microbiana industrial seleccionados por su interés aplicado, como son la producción utilizando microorganismos, de compuestos químicos, antibióticos, alimentos y bebidas alcohólicas.

Después de cursar con éxito esta asignatura el alumno:

RA1. Diseñará y ejecutará correctamente procedimientos experimentales para el aislamiento, selección, cultivo, mejora y conservación de microorganismos de interés biotecnológico.

RA2. Analizará correctamente los parámetros de crecimiento microbiano en cultivo discontinuo y en cultivo continuo.

RA3. Describirá con precisión y rigor los equipos y las etapas de un proceso de producción industrial en el que intervienen microorganismos.

RA4. Creará informes debidamente fundamentados sobre resultados de experimentos de laboratorio.

PROGRAMA TEÓRICO

1- Selección de microorganismos con fines industriales. Criterios para la selección de un microorganismo en la industria. Aislamiento y selección de microorganismos de interés industrial.

2- Mecanismos reguladores del metabolismo microbiano. Superación de mecanismos reguladores. Métodos de mejora de la producción.

3- Mantenimiento de cultivos de microorganismos. Colecciones de cultivos.

4- Crecimiento de microorganismos en ambientes controlados. Caracterización del crecimiento de microorganismos en cultivos discontinuos y continuos.

5- Diseño y formulación del medio de cultivo. Aspectos generales. Sustratos industriales. Factores de crecimiento. Tampones. Precursores y reguladores. Antiespumantes. Agua. Oxígeno

6. Desarrollo del inóculo en fermentaciones industriales. Condiciones que debe cumplir un inóculo.

Criterios de transferencia del inóculo. Programa típico de desarrollo del inóculo.

7. Esterilización. Métodos de esterilización. Cinética de muerte de los microorganismos. Esterilización discontinua y continua.

8- Instalaciones y equipos. Tipos de biorreactores

9- Principales productos de la microbiología industrial. Descripción de procesos de producción de alimentos y bebidas. Descripción de procesos de producción de metabolitos primarios y secundarios. Descripción de procesos de producción de proteína monocelular.



PROGRAMA PRÁCTICO

1. Hongos filamentosos, cultivo e identificación

2. Métodos de medida del crecimiento

3. Influencia de la concentración de sustrato en el crecimiento de los microorganismos

4. Aislamiento de microorganismos productores de proteasas

5. Producción de vino

6. Espectro de acción de los antimicrobianos

Clases magistrales: exposición por el docente de los conceptos y fundamentos teóricos. Para facilitar el estudio y comprensión de los conceptos desarrollados en las clase magistrales se proporcionan en eGela preguntas guía y cuestionarios en los que se aplican los conceptos a casos prácticos concretos. Para su resolución es recomendable ampliar la información recurriendo a bibliografía especializada.



Seminarios: las clases de seminarios se emplean en la resolución de problemas de crecimiento microbiano. Los estudiantes disponen de los enunciados de los problemas en la plataforma digital y en horas no presenciales los analizan y proponen una solución, trabajando bien individualmente o en grupos. En las clases de seminarios se plantear las dificultades que han surgido en la resolución de los problemas y se proponen y discuten las soluciones más adecuadas.



Prácticas de laboratorio: aplicación experimental de los procedimientos y conceptos explicados en las clases magistrales y de seminarios y redacción en grupo de un informe escrito.



Otras actividades: participación en foros en la plataforma digital sobre temas de actualidad en biotecnología microbiana.

• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 50
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 35
  • Trabajos individuales (%): 15

La normativa reguladora de la evaluación del alumnado en las titulaciones oficiales de Grado puede consultarse en la siguiente dirección:

http://www.ehu.eus/es/web/estudiosdegrado-gradukoikasketak/ebaluaziorako-arautegia



El sistema de evaluación utilizado es la evaluación continua complementado con una prueba en la fecha oficial establecida para la convocatoria de exámenes correspondiente.



La prueba realizada en la fecha oficial consiste en un examen escrito con preguntas cortas y de desarrollo.



Evaluación del programa práctico: valoración de un informe sobre las prácticas. La asistencia a las clases prácticas es obligatoria.



Evaluación de los seminarios: valoración de la corrección en la resolución de los problemas y casos planteados.



La calificación final se determina con las contribuciones de las calificaciones del examen teórico (50 %), prácticas (35 %) y seminarios de problemas (15 %). Para aprobar la asignatura hay que tener aprobados el programa teórico y el programa práctico.



Aquellos alumnos que quieran renunciar a la evaluación continua deben presentar su renuncia por escrito en las 9 primeras semanas del curso. En estos casos la evaluación se hará mediante un examen escrito sobre los contenidos desarrollados en el programa teórico (70 % de la calificación final, nota mínima 5/10) y un examen teórico-práctico sobre los contenidos desarrollados en las clases prácticas (30 % de la calificación final, nota mínima 5/10).



En el caso de la evaluación continua no presentarse al examen final supone la renuncia a la convocatoria y en el acta constará un "No Presentado".



Durante el desarrollo de las pruebas de evaluación quedará prohibida la utilización de libros, notas o apuntes, así como de aparatos o dispositivos telefónicos, electrónicos, informáticos, o de otro tipo, por parte del alumnado. Solo se permite llevar calculadora cuando se indique. Ante cualquier caso de práctica deshonesta o fraudulenta se procederá aplicando lo dispuesto en el protocolo sobre ética académica y prevención de las prácticas deshonestas o fraudulentas en las pruebas de evaluación y en los trabajos académicos en la UPV/EHU.

Se conservan las calificaciones obtenidas en la evaluación continua durante el periodo formativo, así como los porcentajes con los que contribuyen a la calificación final. En caso de que el alumno quiera renunciar a ellas y optar a un 100 % de la calificación final debe comunicarlo al profesor y en este caso la evaluación se hará mediante un examen escrito sobre los contenidos desarrollados en el programa teórico (70 % de la calificación final) y un examen teórico- práctico sobre los contenidos desarrollados en las clases prácticas (30 % de la calificación final).



En el caso de la evaluación continua no presentarse al examen final supone la renuncia a la convocatoria y en el acta constará un "No Presentado".



Durante el desarrollo de las pruebas de evaluación quedará prohibida la utilización de libros, notas o apuntes, así como de aparatos o dispositivos telefónicos, electrónicos, informáticos, o de otro tipo, por parte del alumnado. Solo se permite llevar calculadora cuando se indique. Ante cualquier caso de práctica deshonesta o fraudulenta se procederá aplicando lo dispuesto en el protocolo sobre ética académica y prevención de las prácticas deshonestas o fraudulentas en las pruebas de evaluación y en los trabajos académicos en la UPV/EHU.

Bata de laboratorio

Bibliografía básica

. Baltz RH, Demain A, Davies J. (2010). Manual of industrial Microbiology and Biotechnology. 3ª Ed. ASM Press.

. Lee Y (2013) Microbial biotechnology: principles and applications. Word Scientific Pub.

. Leveau JY, Bouix M (2000) Los microorganismos de interés industrial. Acribia. Zaragoza.

. Madigan MT, Bender KS, Buckley DH, Sattley WM, Stahl DA (2020). Brock Biology of microorganisms (16ª ed.). Pearson, London.

. Ratledge C (2006) Basic Biotechnology. Cambridge Univ. Press.

. Renneberg R (2016) Biotechnology for Beginners. AcademicPress, NewYork.

. Tortora GJ, Funke BR, Case CL, Weber D, Bair W (2019). Microbiology: an Introduction (13ª Ed). Pearson, New York.

. Waites MJ, Morgan NL,Rockey JS, Hington G (2001) Industrial Microbiology. An Introduction. Blackwell Science, Oxford.

. Willey JM, Sandman K, Wood D (2020). Prescott's Microbiology (11ª Ed). MacGraw-Hill Education, New York.

Bibliografía de profundización

. El-Mansi EMT, Nielsen J, Mousdale D ,Allman T, Carlson R (2019) Fermentation microbiology and biotechnology. 4ª Ed. CRC Press.
. Hui YH,Evranuz EO(2012) Handbook of Fermented Food and Beverage Technology Two Volume Set, Second Edition: Handbook of Plant-Based Fermented Food and Beverage Technology. 2ª Ed. CCRC Press.
. Lahtinen S, Ouwehand AC, Salminen S, Wright A (2011) Lactic Acid Bacteria: Microbiological and Functional Aspects. 4ª Ed. CRC Press.
. Singh Jr. VP, Stapleton RD (2002) Biotransformations: Bioremediation Technology for Health and Environmental Protection Progress in Industrial Microbiology. Elsevier.
. Thieman WJ, Palladino MA, Thieman W(2014) Introduction to Biotechnology. 3ª Ed. Pearson Education.

Revistas

Applied and Environmental Microbiology
Biotechnology Advances
Biotechnology Annual Review
Critical Reviews in Biotechnology
Current Opinion in Biotechnology
Journal of Biotechnology
Microbial Biotechnology
Microbiology Today
Nature Biotechnology
The Scientist
Microbial Cell Factories
Trends in Biotechnology

Direcciones web

www.ncbi.nlm.nih.gov
www.asm.org
www.cnb.csic.es
www.simbhq.org
www.semicrobiologia.org
www.efbiotechnology.org
www.bio.org
https://schaechter.asmblog.org/schaechter/
www.microbeworld.org