Биотехнология микроорганизмов

Ботбаева Жанар Турлыбековна - к.б.н., и.о. ассоциированного профессора. Характеристика МООК Данный раздел направлен на формирование у обучающихся современных представлений о микроорганизмах как объектах и инструментах биотехнологических процессов, их роли в биосинтезе целевых продуктов и применении в промышленности, медицине, сельском хозяйстве и пищевых технологиях. Рассматриваются биологические особенности промышленных штаммов микроорганизмов, закономерности их роста, метаболизма и регуляции в условиях искусственного культивирования. Особое внимание уделяется изучению методов биотехнологического использования микроорганизмов, включая способы культивирования, поддержания чистых культур, оптимизации условий ферментации и управления биотехнологическими процессами в лабораторных и промышленных масштабах. Осваиваются принципы работы с биореакторами, а также методы контроля технологических параметров, обеспечивающих высокий выход и стабильное качество биотехнологической продукции. В процессе освоения раздела обучающиеся приобретают практические навыки проведения биотехнологических экспериментов, включая приготовление и стерилизацию питательных сред, инокуляцию, культивирование микроорганизмов, отбор проб и анализ продуктов микробного синтеза. Формируются умения работы с промышленными и лабораторными штаммами микроорганизмов с соблюдением требований биологической безопасности. Дополнительно рассматриваются современные методы селекции и генетической модификации микроорганизмов, основы генной инженерии, а также методы идентификации и контроля стабильности штаммов-продуцентов. Изучаются вопросы оценки эффективности и биобезопасности продуктов микробиологического синтеза, включая ферменты, антибиотики, аминокислоты, витамины и пробиотики. В результате освоения раздела обучающиеся получают современные теоретические знания в области биотехнологии микроорганизмов, приобретают практические навыки управления микробиологическими процессами, идентификации и культивирования микроорганизмов, а также оценки качества, эффективности и биобезопасности продукции биотехнологических производств. 1.1 Цель изучения дисциплины: получение знаний о принципах и особенностях микробиологических процессов, методах получения высокопродуктивных промышленных штаммов микроорганизмов, их культивирования и хранения. Изучение технологии микробного синтеза целевой продукции, освоение способов получения кисломолочных продуктов, микробного белка, органических кислот, микробных полисахаридов и нейтральных продуктов. Понимание принципа обеспечения производственной безопасности промышленных штаммов. 1.2 Задачи изучения: 1. С чем знакомит дисциплина: • с основными направлениями и задачами биотехнологии микроорганизмов; • с видами микроорганизмов, используемых в биотехнологических процессах (бактерии, дрожжи, плесневые грибы и др.); • с принципами получения биотехнологических продуктов (ферментов, аминокислот, витаминов, антибиотиков, органических кислот и др.); • с современными методами генной и клеточной инженерии микроорганизмов; • с промышленными биореакторами и особенностями культивирования микроорганизмов в производственных условиях. 2. Чему научит дисциплина: • подбирать микроорганизмы-продуценты для получения целевых веществ; • разрабатывать и оптимизировать условия культивирования и технологические схемы биопроизводств; • применять методы генетической модификации микроорганизмов для повышения их продуктивности; • анализировать эффективность биотехнологических процессов и контролировать качество биопродуктов; • использовать знания о метаболизме микроорганизмов для решения практических задач в пищевой, фармацевтической и химической промышленности. 3. Что вырабатывает данная дисциплина: • профессиональные компетенции в области промышленной микробиологии и биотехнологии; • умение проектировать и анализировать биотехнологические процессы на основе свойств микроорганизмов; • навыки работы с культурами микроорганизмов, биореакторами и аналитическим оборудованием; • способность применять биотехнологические подходы для создания инновационных и экологически безопасных технологий. • ответственное отношение к обеспечению санитарно-гигиенических условий на предприятиях пищевой промышленности. 1.3 Результаты обучения: Знания: разнообразие микроорганизмов, используемых в биотехнологии; биологические особенности промышленных штаммов-продуцентов; основы микробного метаболизма и регуляции биосинтетических процессов; принципы культивирования микроорганизмов; нормативные документы, определяющие организацию биотехнологических производств и требования техники биологической безопасности при работе с микроорганизмами. Умения: идентифицировать и характеризовать микроорганизмы, применяемые в биотехнологических процессах; оценивать биобезопасность микроорганизмов и продуктов микробиологического синтеза; проводить экспериментальные исследования в области биотехнологии микроорганизмов; выполнять измерения и наблюдения в ходе культивирования; описывать и документировать результаты биотехнологических экспериментов; анализировать полученные данные и формулировать обоснованные выводы. Навыки: владение специальной профессиональной терминологией в области биотехнологии микроорганизмов; навыками приготовления и стерилизации питательных сред; работы с чистыми культурами микроорганизмов; проведения микробиологических и биотехнологических экспериментов; самостоятельного применения полученных знаний и умений в профессиональной деятельности. Компетенции: приобретает навыки разработки, проведения и контроля биотехнологических процессов с использованием микроорганизмов; осуществления биотехнологического и микробиологического контроля качества и безопасности продуктов микробного синтеза и технологических процессов их производства. Пререквизиты. Пищевая микробиология, Биохимия. Постреквизиты. Объекты биотехнологии, Биотехнология бродильных производств. Количество академических кредитов/продолжительность МООК 15 недель 5 кредитов. 1. Уровень сложности курса: начинающий, средний и продвинутый