Elektyw specjalizacyjny 2 E: Metody wzbogacania żywności w witaminy

Każdy wykład poświęcony jest prezentacji jednej z metod biotechnologicznej syntezy wybranej witaminy. Omówienie szczegółów procesu produkcji poprzedzone jest syntetycznym ujęciem najważniejszych własności fizykochemicznych oraz walorów żywieniowych witaminy. W trakcie wykładu przedstawione będą również szlaki biosyntezy tych substancji oraz ich modyfikacje prowadzące do wzmocnienia produkcji witamin w roślinach.

Rola witamin jako dodatków do żywności

- Witaminy jako barwniki, utrwalacze oraz antyoksydanty w produktach żywnościowych

Strategie zwiększania produkcji karotenoidów w roślinach

- ścieżka biosyntezy prowitaminy A

- budowa i własności witaminy A

- tworzenie konstruktów DNA wykorzystywanych w procesach transformacji

Mikrobiologiczna produkcja ergosterolu

- szlak biosyntezy steroli

- fotochemiczna konwersja prowitaminy D3

- wykorzystanie drożdży do produkcji witaminy D

Wzmacnianie produkcji witaminy E w mikroorganizmach i roślinach

- omówienie etapów biosyntezy tokoferolu

- budowa i własności witaminy E

- źródła roślinne

- regulacja składu tokoferoli poprzez wpływ na ekspresję genów kodujących enzymy odpowiedzialne za proces biosyntezy

Zastosowanie mikroorganizmów do procesów biosyntezy witaminy C

- produkcja witaminy C technikami chemicznej syntezy

- wykorzystanie bakterii octowych do wytwarzania askorbinianu

- perspektywy wdrożenia bezpośredniej techniki produkcji kwasu L-askorbinowego z zastosowaniem nowej ścieżki biochemicznej i procesów fermentacji drożdży

Mikrobiologiczna produkcja cyjanokobalaminy

- ścieżka biosyntezy cyjanokobalaminy

- występowanie w przyrodzie oraz znaczenie żywieniowe witaminy B12

- produkcja koncernów farmaceutycznych, zastosowanie mutagenezy i selekcji szczepów bakteryjnych

Ekstrakcja oraz oznaczanie karotenoidów oraz tokoferoli w produktach przemysłu spożywczego

- zastosowanie wstępnej ekstrakcji rozpuszczalnikami organicznymi do oczyszczania witamin lipofilnych z produktów żywnościowych

- analiza witamin techniką wysokosprawnej chromatografii cieczowej z zastosowaniem detekcji spektrofotometrycznej oraz fluorymetrycznej

Monitorowanie poziomu witamin z grupy B w przetworzonych produktach zbożowych

- ekstrakcja ryboflawiny oraz tiaminy techniką SPE

- pozakolumnowa derywatyzacja witaminy B1 i detekcja spektrofotometryczna

1. Moszczyński P., Pyć R.: „Biochemia witamin” Wydawnictwo Naukowe PWN, 1999.

2. Gawęcki J.: „Witaminy” Wydawnictwo Akademii Rolniczej w Poznaniu, Poznań, 2000.

3. Ajjawi I., Shintani D.: Engineered plants with elevated vitamin E: a nutraceutical success story, Trends in Biotechnology, 22: 104-107, 2004.

4. Piao Y. i wsp.: Production of vitamin B12 in genetically engineered Propionibacterium freudenreichi. Journal of Bioscience and Bioengineering, 98: 167-173, 2004.

5. Hancock R.D., Viola R.: Biotechnological approaches for L-ascorbic acid production. Trends in Biotechnology, 20:299-305, 2002.

6. Martens J.H. i wsp.: Microbial production of vitamin B12. Appl. Microbiol. Biotechnol., 58: 275-285, 2002.

Posiada wiedzę na temat budowy i roli witamin w organizmach żywych. Potrafi różnicować wpływ określonych witamin na procesy metaboliczne.

Posiada wiedzę nt. zastosowania witamin w produkcji żywności.

Dysponuje wiedza nt. metod biotechnologicznej produkcji witamin i czynników wpływających na wydajność tej produkcji.

Zna techniki mutagenezy nieukierunkowanej oraz inżynierii genetycznej w projektowaniu metabolizmu mikrrogranizmów w celu nadprodukcji witamin.

Analizuje proces ekstrakcji witamin z wykorzystaniem nowoczesnych technik SPE

Posiada umiejętność doboru odpowiednich metod ekstrakcji pod kątem określonej witaminy i materiału źródłowego oraz stopnia jego przetworzenia

Projektuje metody izolacji witamin z żywności i płynów biologicznych przy pomocy dedykowanego oprogramowania.

Zaliczenie ćwiczeń na podstawie:

- oceny umiejętności obsługi sprzętu laboratoryjnego (5%)

- kolokwium zaliczeniowe na koniec zajęć (test wielokrotnego wyboru i krótkie pytania otwarte) lub sprawozdania z zajęć Ocena pozytywna dla min. 51% punktów - udział w ocenie końcowej modułu 50-10%.

Zaliczenie ćwiczeń na ocenę pozytywną jest warunkiem przystąpienia do egzaminu.

Egzamin w formie pisemnej; na ocenę pozytywną należy udzielić co najmniej 51% prawidłowych odpowiedzi na zadane pytania. Udział w ocenie końcowej z przedmiotu - 50% w terminie 1, 90% w terminie 2, 90% w teminie 3.