Bioquímica Industrial

Código:

Q4004

Sigla:

Q4004

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Química

Ocorrência: 2014/2015 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Química e Bioquímica
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Bioquímica

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M:BQ	26	Plano de Estudos do MBIOQ_2013-2014	1	-	6	56	162
M:TCA	17	Plano de Estudos Oficial	1	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

 

Pretende-se com esta disciplina abordar várias aplicações das áreas da Bioquímica, Biotecnologia, Biologia molecular e celular, Biofísica, Biologia, Química e mesmo Engenharia Biológica, a nível industrial. Serão discutidos e analisados vários processos utilizados na Indústria (bioprocessos e bioreactores) e ainda o papel da Biotecnologia no ambiente e na saúde.

 

As aulas práticas da disciplina incluem a realização dos seguintes trabalhos laboratoriais:

 

Escurecimento enzimático dos frutos: cinética da enzima PPO

 

Determinação da actividade proteolítica em detergentes em pó

 

Determinação da actividade da lipase em detergentes em pó

 

Imobilização da invertase por oclusão em alginato de cálcio

 

Determinação da actividade de uma fitase para uso em rações animais

 Sempre que possível, os conteúdos dos trabalhos práticos estarão em articulação com a matéria dada nas aulas teóricas.

Resultados de aprendizagem e competências

Esta unidade curricular é essencialmente demonstrativa e em atualização constante ano após ano. Isto deriva do facto de novas tecnologias e aplicações estarem constantemente a ser introduzidas no mercado. Deste modo, a componente experimental de trabalho monográfico sobre novos desenvolvimentos é fundamental.

Pretende-se que os estudantes sejam capazes de se inserir em diferentes tipos de ambiente industrial direta ou indiretamente relacionados com as temáticas desta unidade curricular.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

Capítulo 1 – Introdução (2 aulas)

 1.1 Apresentação da disciplina (normas de funcionamento, método de avaliação e objectivos gerais).

 1.2. Prefácio – A bioquímica e a biotecnologia no nosso dia-a-dia.

 1.2.1. Histórico

 1.2.2. Empresas e multinacionais

 1.2.3. Criação de empresas de biotecnologia em Portugal (Bio-empreendorismo)

 1.2.4. Impacto socioeconómico da Bioquímica Industrial

Capítulo 2 – Introdução à Enzimologia (2 aulas)

    2.1 Histórico

   2.2 Definição

   2.3 Propriedades gerais

   2.4 Classificação e nomenclatura das enzimas

 2.5 Conceitos básicos de cinética enzimática

Capítulo 3 – Engenharia Enzimática e de Proteínas (6 aulas)

  3.1 Engenharia enzimática: generalidades

   3.2 Enzimas em processos de biocatálise

   3.3 Estabilidade de proteínas

   3.4 Engenharia de proteínas

   3.5 Aplicações de enzimas na Indústria

      3.5.1 Aplicações como produtos finais – Indústria dos detergentes

      3.5.2 Aplicações como aditivos do processo – Indústria do papel e indústria têxtil

      3.5.3 Aplicações na produção de alimentos e bebidas

         3.5.3.1 Enzimas na Indústria dos sumos de fruta e processamento da fruta

         3.5.3.2 Enzimas na indústria de lacticínios

         3.5.3.3 Enzimas na indústria da cerveja

         3.5.3.4 Enzimas na indústria da panificação

         3.5.3.5 Enzimas na indústria de carnes e peixes

         3.5.3.6 Enzimas na indústria de óleos e gorduras

      3.5.4 Aplicações em processos de biotransformação

         3.5.4.1 Indústria do processamento de amido

         3.5.4.2 Indústria de antibióticos b-lactâmicos

         3.5.4.3 Indústria de Química fina

      3.5.5 Novos desenvolvimentos de enzimas na Indústria

   3.6 Perspectivas futuras em engenharia enzimática

Capítulo 4 – Biossensores  (3 aulas)

   4.1 Características gerais de um biossensor “ideal”

   4.2 Tipos de transdutor

   4.3 Enzimas utilizadas em biossensores

   4.4 Áreas de aplicação

   4.5 Biossensores ópticos

   4.6 Biossensores electroquímicos

   4.7 Biossensores condutimétricos

  4.8 Biossensores termométricos

   4.9 Biossensores enzimáticos para imunodetecção

   4.10 Desenvolvimento de micro e nanobiossensores

  4.11 Desenvolvimentos recentes em bio-nanotecnologia

Capítulo 5 – Bioprocessos  (4 aulas)

   5.1 Generalidades sobre bioprocessos

   5.2 Imobilização de Biocatalisadores

      5.2.1 Vantagens e limitações

      5.2.2 Métodos de imobilização de biocatalisadores

      5.2.3 Factores que afectam a cinética enzimática em sistemas multifásicos

      5.2.4 Aplicações de sistemas de células e enzimas imobilizadas

   5.3 Biocatálise em meios não-convencionais

      5.3.1 Objectivos do uso de meios não-convencionais

      5.3.2 Biocatálise em solventes orgânicos: vantagens e desvantagens

      5.3.3 Meios não convencionais usados em Biocatálise

   5.4 Bioreactores

      5.4.1 Classificação dos reactores em função do regime de operação

      5.4.2 Classificação dos reactores em função das características hidrodinâmicas

     5.4.3 Reactores para biocatalisadores imobilizados

Capítulo 6 – Biotecnologia microbiana (4 aulas)

   6.1 Histórico

   6.2 Objectivos da utilização industrial de microrganismos

   6.3 Os microrganismos com maior importância industrial

   6.4 Processo de biotecnologia microbiana

   6.5 Selecção e melhoramento de estirpes

   6.6 Condições de cultura e produção

   6.7 Produtos do metabolismo microbiano

  6.8 Exemplos da utilização industrial de microrganismos

   6.9 Perspectivas: engenharia metabólica

Capítulo 7 – Biotecnologia ambiental (3 aulas)

   7.1 Poluição

   7.2 Bioremediação

   7.3 Controlo da poluição aquática

   7.4 Biotecnologia dos ambientes aéreos e confinados

     7.4.1 Biossorvedores

      7.4.2 Biopercoladores

      7.4.3 Biofiltros

Capítulo 8 – Biotecnologia da saúde (4 aulas)

   8.1 Terapia génica e novas vacinas

   8.2 Sistemas de libertação controlada de fármacos

      8.2.1 Sistema clássico ou convencional de libertação de fármacos

      8.2.2 Sistema não convencional de libertação de fármacos

      8.2.3 Vantagens da libertação controlada de fármacos

      8.2.4 Abordagens para a obtenção de libertação controlada de fármacos

      8.2.5 Aplicações terapêuticas e formas comercializadas de sistemas de libertação

   8.3 Biomateriais

      8.3.1 Local vs Tipo de aplicação

      8.3.2 Materiais utilizados em medicina

         8.3.2.1 Metais

         8.3.2.2 Cerâmicos

         8.3.2.3 Polímeros

         8.3.2.4 Materiais compósitos

      8.3.3 Aplicações de biomateriais

      8.3.4 Ensaios

 

Bibliografia Obrigatória

Lima Nelson 340; Biotecnologia. ISBN: 978-972-757-197-0
Joaquim Cabral; Engenharia Enzimática. ISBN: 972-757-272-3

Bibliografia Complementar

Aehle Wolfgang 340; Enzymes in industry. ISBN: 3-527-29592-5

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

 

Aulas teóricas em modo de data-show de slides em PowerPoint que são previamente disponibilizados aos estudantes.

 

As aulas práticas da disciplina incluem a realização de 5 trabalhos laboratoriais.

 

Outra componente das aulas práticas constitui na elaboração de uma monografia sobre um tema pré-designado pelo docente ou, em alternativa, a apresentação oral do trabalho de pesquisa realizado.

 

A avaliação global será calculada com base em:

 

notas dos relatórios das aulas práticas + discussão de artigos científicos ou apresentação de monografia+ avaliação contínua

 

 

 

Obtenção de frequência

 

Realização de um mínimo de 4 trabalhos práticos completos (com entrega do respectivo relatório), discussão de artigos científicos ou apresentação de monografia, e realização do exame final.

 

 

 

Os alunos serão excluídos de exame final se ocorrer qualquer uma das seguintes condições:

 

1. Exceder o limite de faltas nas aulas práticas (3).

 

2. Não obtiver uma nota prática igual ou superior a 9,45 valores.

 

Método de avaliação

 

Nota Teórica (NT): exame final escrito.

 

 

 

Nota Prática (NP): notas dos relatórios das aulas práticas + discussão de artigos científicos ou apresentação de monografia+ avaliação contínua.

 

 

 

A componente de avaliação prática só será contabilizada na nota final desde que o aluno obtenha uma classificação no exame escrito igual ou superior a 9 valores. Ficarão aprovados os alunos que obtenham uma nota final (NF) igual ou superior a 9,45 valores.

 

Nestes casos, a nota final (NF) corresponderá a:

 

 

 

NF = 0,30 x NP + 0,70 x NT

 

 O exame final (NT) é constituído por questões de escolha múltipla e questões de desenvolvimento. Alunos cuja classificação no exame final seja inferior a 9 valores estarão automaticamente reprovados. Os alunos com classificação igual ou superior a 9 valores poderão requerer um exame oral.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia biomédica

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	70,00
Trabalho laboratorial	30,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Elaboração de projeto	40,00
Elaboração de relatório/dissertação/tese	14,00
Estudo autónomo	40,00
Frequência das aulas	28,00
Trabalho de investigação	14,00
Trabalho laboratorial	14,00
Total:	150,00

Fórmula de cálculo da classificação final

 

Método de avaliação

 

Nota Teórica (NT): exame final escrito.

 

 

 

Nota Prática (NP): notas dos relatórios das aulas práticas + discussão de artigos científicos ou apresentação de monografia+ avaliação contínua.

 

 

 

A componente de avaliação prática só será contabilizada na nota final desde que o aluno obtenha uma classificação no exame escrito igual ou superior a 9 valores. Ficarão aprovados os alunos que obtenham uma nota final (NF) igual ou superior a 9,45 valores.

 

Nestes casos, a nota final (NF) corresponderá a:

 

 

 

NF = 0,30 x NP + 0,70 x NT

 

 

O exame final (NT) é constituído por questões de escolha múltipla e questões de desenvolvimento. Alunos cuja classificação no exame final seja inferior a 9 valores estarão automaticamente reprovados. Os alunos com classificação igual ou superior a 9 valores poderão requerer um exame oral.