Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Biotechnologia Żywności

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: T.BTZ.BTZYW.SI.TTZTX
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Biotechnologia Żywności
Jednostka: Katedra Biotechnologii Żywności
Grupy:
Punkty ECTS i inne: (brak) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Skrócony opis:

Celem kursu jest zapoznanie studentów z kluczowymi problemami biotechnologii żywności pochodzenia mikrobiologicznego, roślinnego i zwierzęcego oraz z bioprocesami realizowanymi w wybranych gałęziach przemysłu spożywczego.

Pełny opis:

Przedmiot biotechnologii żywności. „Bios” znaczy życie. Harmonia technologii i natury ? Alternatywne biotechnologie. Różne rozwiązania problemu. Biotechnologia korporacyjna i globalistycznaNarzędzia biotechnologii żywności Wyodrębnienie DNA i RNA z materiału biologicznego. Enzymy restrykcyjne. Elektroforeza i blotting kwasów nukleinowych. Techniki PCR. cDNA i banki DNA. Lokalizacja miejsc położenia i działania genu. Sekwencjonowanie DNA. Wyposażenie laboratorium biotechnologii żywności.Technologie rDNA i produkcja białek rekombinowanych. Wektory i wektory alternatywne: pUC, lambda, kosmidy. Wektory dwufunkcyjne. Wielokrotne kopie genu, kontrola obcego promotora i inne techniki otrzymywania enzymów z organizmów genetycznie modyfikowanych. Ekspresja białka w tkance roślinnej i zwierzęcej. Bioreaktory „naturalne”. Transgeniczne rośliny i zwierzęta. Techniki rekombinacji komórek roślinnych i zwierzęcych. Kultury tkankowe. Główne kierunki modyfikacji genetycznych roślin. Soja Rundup-ready. Kukurydza Starlink. Gen „terminatorowy”. Nadzieje i obawy transgeniki roślin. Kontrowersje wokół rBGH. Kierunki modyfikacji genetycznych zwierząt. Klonowanie – techniczne i etyczne ograniczenia.Izolacja i oczyszczanie białek na skalę przemysłową. Warunki prowadzenia procesu biosyntezy z udziałem komórek mikroorganizmów, komórek roślinnych i zwierzęcych. Systemy fermentacji powierzchniowej i wgłębnej. Bioreaktory i ich oprzyrządowanie. Urządzenia do separacji i dezintegracji biomasy. Techniki membranowe i chromatograficzne. Metody elektrochemiczne i powinowactwo biologiczne.

Enzymatyczne modyfikacje składników żywności. Główne kierunki stosowania preparatów enzymatycznych. Enzymy unieruchomione. Bioreaktory CSTR i PBR.

Wybrane bioprocesy w przemyśle spożywczym: Rekombinowana chymozyna. Genomika probiotycznych bakterii kwasu mlekowego. Modyfikacje białek mleka. Transgeniczne ryby i gen „trojański”. Geny „uśpione”. Pomidory Flavr Savr i Endless Summer.Ziemniaki NewLeafTM . Właściwości agrotechniczne i technologiczne. Problemy marketingu i akceptacji konsumenckiej.

Bioprocesy i biotechnologia w produkcji żywności funkcjonalnej. Żywność funkcjonalna z hodowli powierzchniowych.

Tematyka ćwiczeń:

1.Badanie właściwości kwasów nukleinowych

2.Izolacja oraz detekcja elektroforetyczna DNA plazmidu bakteryjnego pBR322

3.Detekcja żywności genetycznie modyfikowanej (4 godz)

W tym ćwiczeniu studenci będą mieli okazje do zapoznania się z nowoczesnymi technikami biologii molekularnej które znalazły aplikację w biotechnologii żywności.

Sekwencje DNA które występują w organizmach genetycznie modyfikowanych (GMO) zostaną zamplifikowane metodą reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR), a następnie poddane reakcji immunoenzymatycznej. Komplementarne do tych fragmentów sekwencje unieruchomione na mikropłytce, znakowane enzymatycznie, pozwolą na spektrofotometryczną detekcję potencjalnie transgenicznej żywności z soji oraz kukurydzy i porównanie tego materiału ze standardami zanieczyszczenia GMO obowiązującymi na rynku Unii Europejskiej.

4.Oznaczenie aktywności oksydazy o-difenolowej z bulwy ziemniaka oraz badanie aktywności dehydrogenazy alkoholowej z drożdży.

Oksydaza o-difenoli utlenia o-difenole do o-chinonów (aktywność katecholazowa), ale też katalizuje hydroksylację monofenoli w pozycji orto (aktywności krezolazowa) i obie reakcje mogą być sprzężone. Przykładem jest enzym (dawna nazwa tyrozynaza) utleniający tyrozynę do indochinonu, który przez polimeryzację tworzy czarnobrunatne barwniki melaninowe. Ich powstawanie powoduje intensywne ciemnienie produktów roślinnych zawierających enzym i garbniki.

W ćwiczeniu studenci otrzymują ekstrakt enzymów, którego aktywność zostanie oznaczona metodą spektrofotometryczną po reakcji z kwasem chlorogenowym (oksydazy o-dwufenolowe) lub w obecności żelazicyjanku potasu (dehydrogenaza alkoholowa).

Literatura:

1)Bednarski W., Reps A. 2004. Biotechnologia żywności, WNT, Warszawa.2)Chmiel A. 1998. Biotechnologia. Podstawy mikrobiologiczne oraz biochemiczne. PWN, Warszawa.3)Elderidge S. 2003. Food biotechnology. Current Issues and Perspectives. Nova Science Publishers, Inc., New York.

4)Fiedurek J. 2000. Procesy jednostkowe w biotechnologii. Wydawnictwo UMCS, Lublin.

5)Johnson-Green, P. 2002. Introduction to Food Biotechnology. CRC Press, Boca Raton, London, New York, Washington, D.C.

6)Kołakowski, E., Bednarski, W., Bielecki, S. 2005. Enzymatyczna modyfikacja składników żywności, Wydawnictwo AR Szczecin

7)Malepszy S. 2001. Biotechnologia roślin. Praca zbiorowa. PWN, Warszawa.

8)Neseser, J-R., German, J.B. 2004. Bioprocesses and Biotechnology for Functional Foods and Nutraceuticals. Marcel Dekker, Inc., New York, Basel

9)Smith, J. E. 2004. Biotechnology. Fourth Edition. Cambridge University Press.

Efekty uczenia się:

Wiedza

Demonstruje zrozumienie istoty aktywności biologicznej substancji naturalnych, elementów struktury chemicznej, które decydują o tej aktywności oraz wykazuje zdolność eksperymentalnego badania różnych aktywności biologicznych. Rozumie zasady chemii oraz termodynamiki dotyczące biokatalizy.

Rozpoznaje podstawowe fizjologiczne, metaboliczne i molekularne mechanizmy rządzące produkcją i nadprodukcją kwasów organicznych, aminokwasów, białek, enzymów, węglowodanów w różnych rodzajach komórek. Potrafi opisać ogólne zasady rozwiązań technologicznych stosowanych w przeszłości oraz obecnie w produkcji substancji biologicznie aktywnych na potrzeby przemysłu spożywczego i innych gałęzi przemysłu

Charakteryzuje techniki biologii molekularnej (inżynierii genetycznej) oraz definiuje podstawowe obszary ich stosowania w naukach o żywności i technologii przemysłu spożywczego. Wskazuje na zagrożenia i nadzieje dla człowieka i środowiska związane ze stosowaniem manipulacji genetycznych u mikroorganizmów roślin i zwierząt.

Potrafi wytłumaczyć rolę mikroorganizmów w prowadzeniu bioprocesów. Rozpoznaje podstawowe rodzaje mikroorganizmów stosowanych w przetwórstwie żywności. Rozpoznaje i wyjaśnia techniki hodowli komórek mikroorganizmów, roślinnych i zwierzęcych kultur tkankowych oraz definiuje czynniki kontrolujące hodowle komórek i tkanek w różnej skali z użyciem różnych urządzeń

Charakteryzuje zasady dobierania maszyn i urządzeń stosowanych w procesach hodowli mikroorganizmów, oraz w operacjach i procesach oczyszczania i izolowania substancji obdarzonych aktywnością biologiczną. Wybiera maszyny i urządzenia dostosowane do skali i etapu hodowli, izolacji i oczyszczania

Zna naturalne, odnawialne zasoby substancji istotnych w produkcji żywności. Rozpoznaje ograniczenia w wykorzystywaniu zasobów naturalnych oraz charakteryzuje możliwe zastosowania metod nowoczesnej biotechnologii w racjonalnym gospodarowaniu zasobami.

Zna czynniki determinujące efektywność ekonomiczną produkcji substancji biologicznie czynnych oraz rozumie wpływ różnych rozwiązań technicznych i technologicznych na koszty produkcji

Wybiera metody kierowania aktywnością fizjologiczną mikroorganizmów oraz aktywnością katalityczną enzymów w celu uzyskania lepszych cech tekstualnych, sensorycznych, odżywczych i przechowalniczych żywności.

Umiejętności

Identyfikuje i analizuje czynniki wpływające na wydajność izolacji kwasów nukleinowych z żywności o różnym stopniu przetworzenia

Dokonuje wyboru najlepszej metody i matrycy do immobilizacji w zależności od typu preparatu poddawanego unieruchomieniu

Projektuje postępowanie analityczne do oznaczania aktywności pektynolitycznych preparatów stosowanych w obróbce żywności

Oblicza aktywność wybranych preparatów enzymatycznych w materiale biologicznym

Dokonuje wyboru najlepszego preparatu enzymatycznego do przetwarzania żywności w zależności od gałęzi przemysłu spożywczego

Kompetencje społeczne

Demonstruje zdolność efektywnej pracy indywidualnej, potrafi pracować w zespole, demonstruje umiejętność kierowania grupą, potrafi podejmować decyzje, planować i organizować pracę oraz wykazuje umiejętność zarządzania czasem

Potrafi korzystać z komputerów w celu zdobywania i gromadzenia informacji, przetwarzania danych i budowania nowych tekstów, informacji graficznych i prezentacji

Zdaje sobie sprawę ze znaczenia technik badania żywności opartych na metodach biotechnologicznych oraz immunoenzymatycznych dla oceny jakości i weryfikacji deklarowanego składu produktów

Metody i kryteria oceniania:

Na ocenę 2

Nie rozpoznaje istotnych zależności, nie wymienia reguł, nie wykazuje znajomości treści lub zasad klasyfikacji zjawisk i procesów zdefiniowanych w odpowiednich efektach kształcenia (tabela wyżej) lub czyni w stopniu niedostatecznym (mniej niż 50% treści)

Nie zna narzędzi do analizy aktywności enzymatycznej w preparatach o przemysłowym zastosowaniu.

Nie zna metod immobilizacji preparatów enzymatycznych, ich zalet i wad w kontekście określonego preparatu.

Nie oblicza wydajności izolacji DNA z próbek żywności.

Nie jest świadomy zagrożeń środowiskowych wynikających z niewłaściwych procedur immobilizacji preparatów enzymatycznych

Na ocenę 3

Wymienia reguły, ale nie analizuje zależności, lub wymienia zależności ale nie analizuje reguł, lub nie wykazuje znajomości zasad klasyfikacji ale wykazuje dostateczną znajomość treści zdefiniowanych w odpowiednich efektach kształcenia (tabela wyżej)

Zna kilka narzędzi do analizy aktywności enzymatycznej w preparatach o przemysłowym zastosowaniu. Opisuje metody immobilizacji preparatów enzymatycznych, ich zalety i wady w kontekście określonego preparatu. Oblicza wydajności izolacji DNA z próbek żywności ze znaczącymi błędami.

Zna zagrożenia środowiskowe wynikających z zastosowania niewłaściwych procedur immobilizacji preparatów enzymatycznych, ale nie uwzględnia ich w praktycznym działaniu

Na ocenę 4

Wymienia reguły i analizuje zależności, wykazuje znajomość zasad klasyfikacji zjawisk i dobrą (75 %) znajomość treści zdefiniowanych w odpowiednich efektach kształcenia (tabela wyżej)

Stosuje narzędzia do analizy aktywności enzymatycznej w preparatach o przemysłowym zastosowaniu i porównuje je. Stosuje metody immobilizacji preparatów enzymatycznych, wymienia ich zalety i wady w kontekście określonego preparatu. Oblicza wydajności izolacji DNA z próbek żywności z drobnymi błędami.

Jest świadomy zagrożeń środowiskowych wynikających z zastosowania niewłaściwych procedur immobilizacji preparatów enzymatycznych i częściowo uwzględnia w swoich działaniach

Na ocenę 5

Wymienia reguły i analizuje zależności, wykazuje bardzo dobrą znajomość zasad klasyfikacji zjawisk i bardzo dobrą (90 %) znajomość treści zdefiniowanych w odpowiednich efektach kształcenia (tabela wyżej)

Stosuje narzędzia do analizy aktywności enzymatycznej w preparatach o przemysłowym zastosowaniu, porównuje je oraz dobiera do rozwiązania konkretnego problemu. Dobiera i ocenia metody immobilizacji preparatów enzymatycznych, wymienia ich zalety i wady w kontekście określonego preparatu. Oblicza wydajności izolacji DNA z próbek żywności bez błędów.

Jest świadomy zagrożeń środowiskowych wynikających z zastosowania niewłaściwych procedur immobilizacji preparatów enzymatycznych, przypisuje im znaczącą wagę i uwzględnia w swoich działaniach

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.
kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.3.0 (2024-03-22)