Elektyw X: Biotechnologia żywności
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | T.F4.EL01.SI.TTDDX.T |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Elektyw X: Biotechnologia żywności |
Jednostka: | Katedra Biotechnologii i Ogólnej Technologii Żywności |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Skrócony opis: |
Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z kluczowymi problemami biotechnologii żywności pochodzenia mikrobiologicznego, roślinnego i zwierzęcego oraz z bioprocesami realizowanymi w wybranych gałęziach przemysłu spożywczego. Kurs wprowadza słuchaczy w problematykę technik inżynierii genetycznej, zagadnień enzymologii stosowanej oraz procesów izolacji związków bioaktywnych (zwłaszcza białek) w różnej skali. |
Pełny opis: |
Treść kształcenia Przedmiot biotechnologii żywności. „Bios” znaczy życie. Harmonia technologii i natury. Alternatywne biotechnologie. Różne rozwiązania problemów technicznych oferowane przez różne gałęzie biotechnologii. Biotechnologia korporacyjna i globalistyczna Narzędzia 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. 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. 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. Gen terminatorowy. Kontrowersje wokół rBGH. Kierunki modyfikacji genetycznych zwierząt. Transgeniczne ryby i gen „trojański” 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. Bioreaktory STR i PBR. 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.. Biosensory. Ograniczenia techniki i technologii unieruchamiania. Wybrane bioprocesy w przemyśle spożywczym: Rekombinowana chymozyna. Wytwarzanie kwasów organicznych metodą biosyntezy. Nowe substraty: melibioza, laktoza, skrobia, lignoceluloza. Nadprodukcja aminokwasów, witamin, prebiotyków. Wprowadzenie do technik hodowli roślinnych i zwierzęcych kultur tkankowych In vitro. Izolacja, oczyszczanie oraz detekcja genomowego DNA w żywności Immobilizacja enzymu poprzez pułapkowanie w żelach Oznaczanie aktywności pektynoesterazy oraz aktywności amylolitycznej w preparatach o przemysłowym zastosowaniu |
Literatura: |
podstawowa 1. Ratletge, C., Kristiansen, B. 2011. Podstawy biotechnologii. PWN, Warszawa 2. Bednarski W., Reps A. 2012. Biotechnologia żywności, WNT, Warszawa 3. Lee, B. H. 2015. Fundamentals of Food Biotechnology. Wiley Blackwell, Oxford, UK. uzupełniająca 1. Kołakowski, E., Bednarski, W., Bielecki, S. 2005. Enzymatyczna modyfikacja składników żywności, Wydawnictwo AR Szczecin 2. Buchowicz, J. 2012. Biotechnologia molekularna. PWN, Warszawa |
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 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 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. Analizuje wpływ obróbki enzymatycznej na wartość żywieniową produktów spożywczych i ich prozdrowotny charakter Dokonuje wyboru najlepszej metody i matrycy do immobilizacji w zależności od typu preparatu poddawanego unieruchomieniu Identyfikuje i analizuje metody immunoenzymatyczne do oznaczania substancji alergennych, toksycznych i patogenów w żywności Potrafi korzystać z komputerów w celu zdobywania i gromadzenia informacji, przetwarzania danych i budowania nowych tekstów, informacji graficznych i prezentacji 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 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 Wiedza 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) Umiejętności 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. Kompetencje Nie jest świadomy zagrożeń środowiskowych wynikających z niewłaściwych procedur immobilizacji preparatów enzymatycznych Na ocenę 3 Wiedza 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) Umiejętności 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. Kompetencje Zna zagrożenia środowiskowe wynikających z zastosowania niewłaściwych procedur immobilizacji preparatów enzymatycznych, ale nie uwzględnia ich w praktycznym działaniu Na ocenę 4 Wiedza Wymienia reguły i analizuje zależności, wykazuje znajomość zasad klasyfikacji zjawisk i dobrą (75 %) znajomość treści zdefiniowanych w odpowiednich efektach kształcenia (tabela wyżej) Umiejętności 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. Kompetencje Jest świadomy zagrożeń środowiskowych wynikających z zastosowania niewłaściwych procedur immobilizacji preparatów enzymatycznych i częściowo uwzględnia w swoich działaniach Na ocenę 5 Wiedza 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) Umiejętności 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. Kompetencje Jest świadomy zagrożeń środowiskowych wynikających z zastosowania niewłaściwych procedur immobilizacji preparatów enzymatycznych, przypisuje im znaczącą wagę i uwzględnia w swoich działaniach |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.