- Estudiar les tècniques emprades per a potenciar l'ús de microorganismes en activitats de profit per a la societat. Valorar i contraposar la utilitat i la vigència de les tècniques de biologia molecular i els mètodes clàssics de microbiologia i la seva aplicació en la biotecnologia.

- Utilització de microorganismes en el tractament de residus. Avantatges de l'ús de cultius purs o mixtes. Revisió de les reaccions catalitzades per les poblacions bacterianes en el tractament secundari de les aigües residuals.

- Sensibilitzar l'alumne en els aspectes positius de la utilització dels microorganismes per complementar la visió de la tècnica microbiològica com a eina útil en altres camps tecnològics i científics.

-Microbiologia General (2on curs) 

-Bioquímica (2on curs)

El contingut de l'assignatura s'aprofita més bé si s'ha cursat Anàlisis Microbiològiques

1.Microbiologia aplicada. Concepte: aplicació de la microbiologia o aplicacions dels microorganismes. Història i desenvolupament. Biotecnologia: utilització dels microorganismes per l'home. L'àmbit de la biologia molecular.

I. TECNOLOGIA MICROBIANA

2. Obtenció de soques microbianes y millora genètica. Microorganismes útils en Biotecnologia. Bases per a la millora de soques: screening, mutació-selecció, enginyeria genètica. Mètodes de recombinació en eucariotes i procariotes. Manteniment i estabilitat de les soques modificades.

3. Models i tipus de fermentació I. Fermentació industrial i fermentació metabòlica. Cinètica dels processos microbiològics. Expressió matemàtica del creixement, ús de substrats i producció de productes.

4. Models i tipus de fermentació II. Models de fermentadors: discontinus, continus i alimentats. Fermentadors amb biomassa lliure i fixada. Productivitat i velocitat de producció. Sistemes de agitació i aireació.

5. Materials usats com a substrats. Fonts de nitrogen i carboni. Mercat de subproductes una activitat en augment. Mètodes racionals d'optimització de substrats basats en el coneixement bioquímic. Mètode Plackett-Burman de disseny de medis de cultiu.

6. Recuperació de productes. Productes intra o extracel·lulars. Mètodes de recuperació en funció de la mida i de les característiques químiques. Separació de partícules.

7. Esterilització i escalat dels processos industrials. Esterilització de fermentadors industrials: mètodes continus i discontinus. Criteris de esterilització i de qualitat. Inoculació de fermentadors industrials. Escalat del inòcul.

II. MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL

8. Producció microbiana de productes d'interès comercial (I). Alcohols i disolvents. Àcids orgànics. Aminoàcids i nucleòtids. Producció a gran escala de proteïnes i enzims a partir de microorganismes recombinants. Proteïnes terapèutiques: interferons humans i hormones de creixement. Endonucleases de restricció.

9. Producció de productes d’interès comercial (II). Síntesi d'antibiòtics, clonatge dels gens de biosíntesi d'antibiòtics, millora de la producció d'antibiòtics. Biopolímers: goma de xantà, síntesi de biopolímers adhesius i vegetals. Producció de proteïnes d'origen unicel.lular (SCP).

10. Noves aplicacions en microbiologia. Sensors microbians. Nous productes terapèutics. Producció microbiana de sabors i fragancies. Precipitació i adsorció de metalls. Aplicacions de microorganismes amb metabolismes específics.

III. MICROBIOLOGIA D'ALIMENTS

11. Microorganismes, descomposició d'aliments i preservació. Introducció al mecanismes de deteriorament dels aliments: factors interns i externs. Condicions ambientals que afecten el creixement dels microorganismes. Infexions e intoxicacions de origen alimentari: microorganismes implicats i detecció. Mètodes de conservació d'aliments. Ús de microorganismes per la seva activitat antagonista. 

12. Producció d'aliments per fermentació. Tipus de producte. Microorganismes implicats i característiques del procés d'el.laboració. Producció de begudes alcohòliques, productes lactis, càrnics, fermentació de productes d'origen vegetal. Preparació de cultius iniciadors. Probiòtica, ús de microorganismes vius com a agents terapèutics. Ús de microorganismes modificats genèticament.

IV. MICROBIOLOGIA AMBIENTAL

13. El tractament biològic d'aigües residuals. Depuració biològica d'aigües residuals. Processos aeròbics i anaeròbics en el tractament de les aigües. Biofilms, "trickling filters", llacunatge i fangs actius. Els protozous en el tractament aeròbic d’aigües residuals. Eliminació de microorganismes patògens. Sistemes de eliminació biològica de nutrients: nitrogen i fòsfor. Factors ambientals que afavoreixen la eliminació, microorganismes implicats i sistemes específics

14. Tractament biològic de residus sòlids. Sistemes i condicions del procés: temperatura, pH, aireació, humitat, sistemes oberts i tancats. Productes que es poden descomposar. Evolució dels paràmetres físics, químics i orgànics durant el procés de degradació. Principals grups bacterians i interaccions entre ells. Compostatge.

15. Utilització de microorganismes en l'agricultura. Bacteris promotors del creixement vegetal. Agents de nodulació. Producció de fitohormones. Activitat bioinsecticida: Toxines de Bacillus thuringiensis. Control microbiològic de plagues i enfermetats. Alternatives a l'ús de pesticides convencionals.

V. PRÀCTIQUES

Les pràctiques de l'assignatura de Microbiologia Aplicada pretenen experimentar aspectes propis de la microbiologia industrial a escala de laboratori. Cada grup de pràctiques realitzarà dos experiments, que desenvoluparà des del inici amb el plantejament d'uns objectius, el seu disseny, la preparació del material, la realització de l'experiment i la recollida i anàlisi de les dades.

16. Producció de penicil·lina per Penicillium chrysogenum. Efecte de la composició del medi i dels substrats utilitzats en els rendiments de producció. Conceptes: escalat del procés, recuperació de productes, anàlisis d'activitats, bioassaig, utilització de reactors, fongs, producció i productivitat, productes secundaris, cinètica de producció. 

17. Capacitat antagonista del bacteris de l'àcid làctic. Evaluació de l'activitat antagonista de bacteris de l'àcid làctic aïllats de mostres naturals. Conceptes: processos d'aïllament i d'enriquiment, screening de microorganismes, caracterització fenotípica, caracterització genètica, bioassaigs, manteniment de cultius, antagonisme, probiòtica.

La bibliografia a la biblioteca

• Bitton, G. (1994) Wastewater Microbiology. J. Wiley and Sons.
• Bu’lock, J. & Kristiansen, B. (1987) Basic Biotechnology. Academic Press
• Crueger, W & A. Crueger (1989). Biotecnologia: Manual de microbiologia industrial. Acribia S A Ed.
• Demain, A.L., J.E. Davies & R.M. Atlas (1999) Manual of Industrial Microbiology and Biotechnology. ASM Press.
• Dunn, I.J., E. Heinzle, J. Ingham & J.E. Prenosil (1992). Biological reaction engineering. VCH.
• Durieux, A. & J.P. Simon (2001) Applied Microbiology. Focus on Biotechnology (Vol II). Kluwer Acad. Publ.
• Frazier, W.C. & D.C. Westhoff (1988). Food Microbiology (4th ed.). McGraw-Hill Inc.
• Glick, B.R. & Pasternak, J.J. (2003). Molecular Biotechnology (3rd ed.). Principles and applications of recombinant DNA. American Society for Microbiology.
• Mc Neil, B. & Harvey, L.M. (eds.)(1990). Fermentation a practical approach. IRL Press
• Metcalf & Eddy (1979). Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, Reuse. McGraw-Hill Inc.
• Ray, B. (1996). Fundamental Food Microbiology.CRC Press.
• Salminen, S. & A. von Wright (1998). Lactic Acid Bacteria. Microbiology and Functional Aspects 2nd ed. Marcel Dekker Inc.
• Singer, S. (2001) Experiments in Applied Microbiology. Academic Press.
• Waites, M. et al. (2001). Industrial Microbiology. An Introduction. Blackwell science.
  

Revistes

• Applied and Environmental Microbiology. American Society for Microbiology
• Annual Review of Microbiology. Annual Reviews Inc.
• Trends in Biotechnology. Elsevier Sciences Publisher
• Applied Microbiology and Biotechnology

• (fins a 30 punts) Examen final de l'assignatura. L'examen és individual i es realitzarà en les dates assenyalades en el calendari oficial d'exàmens publicat a la UdG. Constarà de 5 a 10 preguntes d'aplicació referents a tots els continguts treballats durant el curs incloent tant els aspectes pràctics com teòrics.
• (fins a 20 punts) Presentació de treballs o qüestions. El professor/s responsable/s fixaran terminis per a la presentació de petits treballs durant el curs. Es realitzaran tres treballs diferents que s'hauran d'entregar en dates fixades prèviament.  
• (fins a 10 punts) Realització d'un seminari o comentari d'un article científic i exposició a classe. Aquesta part es pot fer en grup de dues persones com a màxim. La realització del seminari s'ha de notificar al professor de pràctiques abans del 15 d'Octubre. Es valorarà la capacitat d'exposició i la claredat en l'argumentació dels temes exposats en el seminari. 
• (fins a 25 punts) Presentació d'un informe dels resultats obtinguts en el treball pràctic. L'informe és individual i ha de contenir obligatòriament els resultats obtinguts i la discussió dels mateixos. Durant el curs es proporcionarà a l'alumne una guia més detallada de com haurà de presentar-se el treball pràctic. 
• (fins a 15 punts) Disseny experimental. Aquesta part de l'avaluació forma part dels crèdits pràctics i es realitzarà en grups. L'objectiu és aprendre a plantejar un disseny experimental a partir de la definició d'uns objectius i de la consulta de material bibliogràfic. S'utilitzaran com a punt de partida els conceptes i els experiments analitzats a les sessions de laboratori. 

Els apartats assenyalats amb negreta són de realització obligada. No presentar alguna de les proves assenyalades en el termini fixat pel professor representa un NO PRESENTAT a la qualificació final de l'assignatura en primera convocatòria. Els treballs no presentats podràn lliurar-se en segona convocatòria. La valoració màxima és de 100 punts a partir de la qual es calcularà la qualificació final en una escala de 1 a 10.

Podeu trobar més informació sobre l'assignatura, els seus continguts i el procés d'avaluació a la pàgina:

http://morgat.udg.edu/docencia/microaplicada/index.htm