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    Mario DE STEFANO

    Insegnamento di BIOTECNOLOGIE DELLE ALGHE

    Corso di laurea in BIOTECNOLOGIE

    SSD: BIO/01

    CFU: 6,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 48,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    La biotecnologia algale è "l'applicazione tecnologica delle alghe (sia microalghe che macroalghe) o dei loro derivati per creare o modificare prodotti o processi per un uso specifico". La diversità filogenetica delle alghe si riflette anche nella diversità degli habitat in cui possono essere trovate e nella loro diversità morfologica, fisiologica e biochimica. Le alghe hanno già un'ampia applicazione come fonti di sostanze chimiche utili come polisaccaridi, carotenoidi, pigmenti di ficobilina e acidi grassi polinsaturi a catena lunga. Hanno anche trovato applicazione nell'industria alimentare e dei mangimi, come fertilizzanti e promotori della crescita in agricoltura e nel trattamento delle acque reflue. Di recente le alghe, in particolare le microalghe, stanno ricevendo un rinnovato interesse come potenziali fonti di combustibili rinnovabili. La ricerca di nuovi prodotti da nuove specie e di applicazioni nuove o migliorate continua. Ci sono nuovi sviluppi nella coltura, raccolta e lavorazione delle alghe e gli sviluppi nella biologia molecolare, nella metabolomica e nelle altre "omiche" stanno creando nuove opportunità per la biotecnologia algale. Ilo corso in oggetto esamina le applicazioni esistenti e i potenziali nuovi sviluppi nella biotecnologia delle alghe con un'attenzione specifica alle microalghe.

    Testi di riferimento

    Biotecnologia delle alghe: ingegneria algale integrata per la bioenergia, il biorisanamento e applicazioni biomediche
    Ashfaq Ahmad (Curatore) , Fawzi Banat (Curatore) Elsevier - Health Sciences Division, 2022

    Obiettivi formativi

    L’insegnamento si prefigge di fornire le conoscenze di base sulle principali tematiche relative alle moderne biotecnologie algali e in particolare sulle applicazioni delle alghe per la produzione di biocarburanti, di prodotti per la nutraceutica e per applicazioni biomedicali. L’insegnamento tratterà le nuove tecnologie di coltura algale e le tecniche di ingegnerizzazione dei bioprocessi per l'ottimizzazione degli approcci operativi per la produzione algale su scala commerciale. Verranno inoltre presentate le metodiche molecolari, esistenti ad innovative, per l'ingegnerizzazione genetica e metabolica delle alghe.
    Al termine del corso, lo studente avrà acquisito le conoscenze di base relative alle principali tematiche delle moderne biotecnologie algali e la capacità di utilizzare il linguaggio specifico proprio della disciplina specialistica

    Prerequisiti

    Non sono previste propedeuticità, tuttavia sono richiese nozioni di base di biologia e degli elementi di chimica e fisica utili per l'introduzione allo studio della biologia e delle biotecnologie vegetali.

    Metodologie didattiche

    Il corso è strutturato in 48 ore di lezioni teoriche online (6 CFU). Le lezioni si svolgono settimanalmente e sono supportate dalla proiezione di presentazioni PowerPoint. Al termine di ciascuna unità tematica, il docente propone una revisione dei contenuti. Nel suo lavoro personale lo studente dovrà assimilare conoscenze e concetti delle Biotecnologie vegetali e in particolare delle Biotecnologie algali.

    Metodi di valutazione

    La prova d’esame consiste nel verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma del corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi con voto minimo 18/30.
    La modalità d’esame consiste in una prova orale.

    Altre informazioni

    Lo studente potrà avvalersi dei libri di testo consigliati e del materiale didattico (dispense, esercizi, ecc.) messo a disposizione sul sito web di Ateneo (sharepoint) e sulla pagina personale del Docente.
    Il docente è disponibile per ricevimento studenti nei giorni indicati sulla scheda insegnamento e su richiesta inoltrata via email.

    Programma del corso

    Ingegneria algale per il biorisanamento, la produzione di bioenergia e per applicazioni biomediche.

    Biotecnologia delle microalghe per applicazioni di biorisanamento.

    Biorisanamento delle acque reflue mediante alghe per una potenziale cogenerazione di bioenergia rinnovabile.

    Microalghe per il biorisanamento dei pesticidi: panoramica, sfide e tendenze future.

    Coltivazioni algali: applicazioni per potenziali coagulanti naturali.

    Coltivazione di microalghe nelle acque reflue delle agroindustrie: un approccio integrato per il biorisanamento e la produzione di biomassa.

    Sistemi basati sulle microalghe applicati al duplice scopo di biorisanamento dei rifiuti e produzione di bioenergia.

    Utilizzo diretto di lipidi e amido da microalghe umide (Chlorella vulgaris).

    Alghe: una materia prima emergente per la produzione di biocarburanti.

    Biocarburanti microalgali: un percorso sostenibile per l'energia rinnovabile.

    Cinetica del trattamento termico delle microalghe per la produzione di energia.

    Coltivazione di alghe per applicazioni biomediche: scenario attuale e prospettive future.

    Profilazione biochimica, analisi trascrittomica e potenziale biotecnologico delle microalghe mediterranee.

    Alghe in medicina e salute umana.

    Biotecnologia delle microalghe: applicazioni biomediche emergenti.

    Carotenoidi delle microalghe: una panoramica delle applicazioni biomediche.

    Nanoparticelle a base di diatomite: strategie di fabbricazione per applicazioni biomediche.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Algal Biotechnology is “the technological application of algae (both microalgae and macroalgae) or their derivatives to make or modify products or processes for specific use”. The phylogenetic diversity of the algae is also reflected in the diversity of habitats they can be found in, and their morphological, physiological and biochemical diversity. Algae already have wide application as sources of useful chemicals such as polysaccharides, carotenoids, phycobilin pigments, and long-chain polyunsaturated fatty acids. They have also found application in the food and feed industries, as fertilizers and growth promoters in agriculture, and in wastewater treatment. Recently algae, especially the microalgae, are receiving renewed interest as potential sources of renewable fuels. The search for new products from new species as well new or improved applications continues. There are new developments in algae culture, harvesting and processing, and developments in molecular biology, metabolomics and the other ‘omics’ are creating opportunities for algal biotechnology. This course reviews existing applications and potential new developments in algal biotechnology with a specific focus on the microalga

    Textbook and course materials

    Algal Biotechnology: Integrated Algal Engineering for Bioenergy, Bioremediation, and Biomedical Applications
    Ashfaq Ahmad (Curatore) , Fawzi Banat (Curatore) Elsevier - Health Sciences Division, 2022

    Handbook of Algal Science, Technology and Medicine
    1st Edition - March 28, 2020
    Editor: Ozcan Konur
    Language: English

    Course objectives

    The course aims to provide basic knowledge on the main issues related to modern algal biotechnology and in particular on the applications of algae for the production of biofuels, nutraceutical products and biomedical applications. The course will deal with new algal cultivation technologies and bioprocess engineering techniques for the optimization of operational approaches for algal production on a commercial scale. Molecular methods, both existing and innovative, for the genetic and metabolic engineering of algae will also be presented.
    At the end of the course, the student will have acquired basic knowledge on the main issues of modern algal biotechnology and the ability to use the specific language of this specialized discipline

    Prerequisites

    There are no prerequisites, however basic knowledge of biology and elements of chemistry and physics useful for the introduction to the study of plant biology and biotechnology is required.

    Teaching methods

    The course is structured in 48 hours of online theoretical lessons (6 CFU). The lessons take place weekly and are supported by the projection of PowerPoint presentations. At the end of each thematic unit, the teacher proposes a review of the contents. In his personal work the student will have to assimilate knowledge and concepts of Plant Biotechnology and in particular of Algal Biotechnology.

    Evaluation methods

    The exam consists of verifying the level of knowledge and depth of the topics of the course program and the reasoning ability developed by the student. The evaluation is expressed in thirtieths with a minimum grade of 18/30. The exam modality consists of an oral test.

    Other information

    338 / 5.000
    The student will be able to use the recommended textbooks and teaching materials (handouts, exercises, etc.) made available on the University website (sharepoint) and on the Teacher's personal page.
    The teacher is available for student reception on the days indicated on the teaching sheet and upon request sent by email.

    Course Syllabus

    Algal engineering for bioremediation, bioenergy production, and biomedical applications.

    Microalgae biotechnology for bioremediation applications.

    Bioremediation of wastewater using algae for potential renewable bioenergy cogeneration.

    Microalgae for bioremediation of pesticides: Overview, challenges, and future trends.

    Algae harvesting: Application of natural coagulants.

    Microalgae cultivation in wastewater from agro-industries: An approach integrated for bioremediation and biomass production.

    Microalgae-based systems applied to the dual purpose of waste bioremediation and bioenergy production.

    Direct utilization of lipid and starch from wet microalgae (Chlorella vulgaris).

    Algae: An emerging feedstock for biofuels production.

    Microalgal biofuels: A sustainable pathway for renewable energy.

    Thermal treatment kinetics of microalgae for energy production.

    Harnessing the potential of microalgal species Dunaliella: A biofuel and biocommodities perspective.

    Algae cultivation for biomedical applications: Current scenario and future direction.

    Biochemical profiling, transcriptomic analysis, and biotechnological potential of native microalgae from Mediterranean Sea.

    Algae in medicine and human health.

    Microalgae biotechnology: Emerging biomedical applications.

    Microalgae carotenoids: An overview of biomedical applicati.

    Diatomite-based nanoparticles: Fabrication strategies for medical applications.

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