Guia en format PDF
Logo

Bioquímica Industrial

Codi: 100909
Crèdits: 6
2026/2027
Titulació Tipus Curs
Bioquímica OB 3

Professor/a de contacte

Nom :
Mohammed Moussaoui Keribii
Correu electrònic :
mohammed.moussaoui@uab.cat

Equip docent

Jaume Farrés Vicén

Idiomes dels grups

Podeu consultar aquesta informació al final del document.

Prerequisits

No hi ha prerequisits oficials. De tota manera, part dels continguts de les assignatures de 1r curs i 2n curs són necessaris per poder seguir correctament l’assignatura. En especial, els de les assignatures següents: Biocatàlisi, Biologia molecular, Microbiologia i Cultius Cel.lulars.

Objectius

L'assignatura tè com objectius integrar els coneixements de la bioquímica i la biologia molecular amb els de la microbiologia i l'enginyeria bioquímica, fent èmfasi en la seva aplicació en els processos biotecnològics.

Resultats d'aprenentatge

  • CM27 (Dissenyar un protocol bàsic per al processament i la purificació d’un producte biotecnològic a escala industrial, així com estratègies de producció i millora de fàrmacs i aliments.) Dissenyar un protocol bàsic per al processament i la purificació d’un producte biotecnològic a escala industrial, així com estratègies de producció i millora de fàrmacs i aliments.
  • CM28 (Integrar els coneixements de bioquímica i biologia molecular amb els de microbiologia i enginyeria per al desenvolupament de processos i productes biotecnològics.) Integrar els coneixements de bioquímica i biologia molecular amb els de microbiologia i enginyeria per al desenvolupament de processos i productes biotecnològics.
  • CM29 (Interpretar les polítiques públiques per a la promoció de la biotecnologia i valorar les qüestions ètiques, legislatives, socials i mediambientals d’aquesta activitat professional.) Interpretar les polítiques públiques per a la promoció de la biotecnologia i valorar les qüestions ètiques, legislatives, socials i mediambientals d’aquesta activitat professional.
  • KM30 (Descriure les característiques i aplicacions d’enzims, biocatalitzadors immobilitzats i biosensors.) Descriure les característiques i aplicacions d’enzims, biocatalitzadors immobilitzats i biosensors.
  • KM31 (Identificar els elements d’un procés biotecnològic, inclosos els productes d’interès i les seves fonts, així com el disseny, el control i el funcionament d’un bioreactor.) Identificar els elements d’un procés biotecnològic, inclosos els productes d’interès i les seves fonts, així com el disseny, el control i el funcionament d’un bioreactor.
  • SM31 (Aplicar recursos bioinformàtics en la predicció del creixement cel·lular, l’obtenció d’equacions cinètiques, el disseny i la simulació de bioreactors.) Aplicar recursos bioinformàtics en la predicció del creixement cel·lular, l’obtenció d’equacions cinètiques, el disseny i la simulació de bioreactors.
  • SM32 (Desenvolupar les operacions bàsiques i l’equipament a escala industrial en el processament i bioseparació de productes biotecnològics.) Desenvolupar les operacions bàsiques i l’equipament a escala industrial en el processament i bioseparació de productes biotecnològics.
  • SM33 (Distingir els criteris de garantia i control de qualitat en l’obtenció de productes biotecnològics.) Distingir els criteris de garantia i control de qualitat en l’obtenció de productes biotecnològics.

Continguts

TEORIA



PART I. INTRODUCCIÓ


1. Introducció a la Biotecnologia. Historia de la Biotecnologia. Definicions de Biotecnologia. Biotecnologia tradicional i Biotecnologia moderna. Fites històriques. Elements del procés biotecnològic: primeres matèries, agents biològics i productes.


2. Importància econòmica i social de la Biotecnologia. Productes d’interès industrial–Potencialitat de la Biotecnologia. Exemples: alimentació, energia, sanitat – Sectors industrials – Sectors empresarials– Protecció de la propietat intel·lectual – Biotecnologia: perspectives i preguntes.




PART II. EL PROCÉS BIOTECNOLÒGIC


3. Primeres matèries. Primeres matèries naturals. Subproductes. Selecció i pretractament. Exemples.


4. Biocatàlisi. Els biocatalitzadors – Característiques dels enzims com a biocatalitzadors – Avantatges d’utilització dels enzims com a biocatalitzadors – Criteris d’eficàcia dels enzims – Estratègies per al desenvolupament d’enzims eficients – Enzims industrials – Aplicacions industrials dels enzims: alimentació, tèxtil, paper, detergents, indústria farmacèutica – Inconvenients d’utilització d’enzims com a biocatalitzadors.


5. Biocatalitzadors immobilitzats (I). Concepte, característiques i utilitat industrial –Tipus de suports d’immobilització – Mètodes d’immobilització – Tipus de bioreactors per a biocatalitzadors immobilitzats.


6. Biocatalitzadors immobilitzats (II). Propietats dels enzims immobilitzats – Especificitat de substrat – Efectes de la immobilització sobre l'activitat i les propietats cinètiques dels enzims: repartiment i velocitat de difusió – Avantatges i desavantatges de la immobilització dels enzims – Aplicacions industrials dels enzims immobilitzats –Cèl·lules immobilitzades.


7. Cèl·lules microbianes (I). Microorganismes d'interès industrial – Avantatges dels microorganismes – Composició elemental dels microorganismes i dels medis de cultiu – Obtenció, selecció i conservació de microorganismes – Col·leccions de soques tipus.


8. Cèl·lules microbianes (II). Manipulació genètica i enginyeria metabòlica de microorganismes – Millora de soques per mutagènesi, recombinació gènica i tècniques de DNA recombinant.


9. Fermentacions. Concepte de fermentació – Règims de funcionament – Fermentació discontínua, discontínua alimentada, contínua i perfusió – Fermentació en estat sòlid- Cinètica del creixement d’un cultiu discontinu – Paràmetres cinètics: velocitat específica de creixement (μm) i constant de Monod (Ks), Rendiment global (YX/S), Quocient metabòlic (qS) – Factors que afecten la velocitat de creixement – Cinètica de la formació de producte – Productes del metabolisme primari i secundari – Rendiment de producte (YP/S).


10. Fermentació en continu. Avantatges i inconvenients de la fermentació en continu. Tipus de fermentació en continu: Quimiostat i turbidostat. Balanç material de cèl·lules. Taxa de dilució (D). Extinció del cultiu per dilució: wash-out. Balanç material de nutrient limitant. Productivitat. Enriquiment. Contaminació.




PART III. BIOREACTORS


11. Disseny de bioreactors. Concepte de bioreactor. Tipus de bioreactors. Escales de treball. Elements d’un bioreactor. Requeriments dels bioreactors industrials. Instal·lacions auxiliars.


12. Funcionament d'un bioreactor. Operacions asèptiques. Inoculació asèptica i obtenció de mostres. Juntes i vàlvules. Mesura i control de les condicions de fermentació: temperatura, pH, concentració d’oxigen dissolt (DO), formació d'escuma, consum i formació de gasos i productes. Quoficient respiratori (RQ). Control per ordinador del bioreactor. Estudi del perfil típic d’una fermentació.


13. Esterilització del bioreactor i dels medis de cultiu. Consideracions generals. Esterilització del medi de cultiu. Mètodes d'esterilització. Esterilització per calor. Teoria de l'esterilització per calor. Càlcul de la durada de l'esterilització d'un medi. Esterilització en continu. Esterilització per filtració. Esterilització de l’aire.


14. Aireig del bioreactor. Consideracions generals. Transferència de matèria gas-líquid. Velocitat específica de captació d'oxigen. Concentració crítica d'oxigen (CCRIT). Coeficient de transferència d'oxigen. Consideracions que afecten la velocitat de transferència de l'oxigen. Determinació experimental de kLa. Elements emprats en l'aireig: tipus i eficàcia. Hold-up: concepte i distribució en bioreactors amb agitació.


15. Agitació del bioreactor. Geometria i tipus d'agitadors. Potència necessària per a l'agitació: nombre de potència i nombre de Reynolds. Potència necessària per als bioreactors agitats i airejats: nombre d'aireig. Potència necessària per a l'agitació i aireig de fluids newtonians i no newtonians.




PART IV. PRODUCTES BIOTECNOLÒGICS


16. Bioseparacions. Processament de productes de la fermentació. Disseny del procés i canvis d'escala. Avaluació del cost del procés en funció dels requeriments de puresa i del rendiment. Disseny dels aparells de tipus industrial i aplicacions. Homogenització. Centrifugació. Filtració. Cromatografia. Assecatge. Liofilització.


17. Producció d'enzims a escala industrial. Agents inactivadors dels enzims. Estabilització de les preparacions enzimàtiques. Additius. Efecte dels ions. Avaluació de qualitat i seguretat de les preparacions enzimàtiques.


18. Productes biològics d'interès industrial. Productes del metabolisme primari i secundari. Producció d'etanol, acetona-butanol, glicerol, àcid làctic i glutamat.


19. Producció d'antibiòtics. Principals classes d’antibiòtics. Antibiòtics naturals i semisintètics. Mecanismes de resistència als antibiòtics. Producció de penicil·lina.


20. Productes de la indústria alimentària i de begudes. Bioquímica de la producció de begudes alcohòliques i d'altres productes.






SEMINARIS




Temes proposats:



1. Biosensors. Concepte. Estructura i funcionament. Tipus: electroquímics, redox, FET, termomètrics, òptics, immunosensors. Bioxips Aplicacions en clínica, sector agroalimentari i control mediambiental.



2. Depuració biològica d'aigües residuals. Processos aeròbics i anaeròbics. Demanda biològica d'oxigen (DBO). Tractament d'aigües residuals: esquema de planta depuradora. Fases del tractament. Llacunatge i fangs activats. Compostatge.



3. Bioenergia. Biomassa com a font de recursos renovables. Producció d'etanol. Primeres matèries. Producció de metà (biogàs). Digestió anaeròbia.Producció d’hidrogen.



4. Biomineria i bioreparació. Lixiviació de metalls. Degradació del petroli i recuperació de metalls pesants.



5. Proteïnes i enzims d’organismes extremòfils d’interès industrial. Psicròfils. Termòfils i hipertermòfils. Halòfils. Acidòfils i alcalòfils. Aplicacions industrials.




6. Biopolímers. Classificació. Polisacàrids microbians. Dextrans. Polihidroxialcanoats. Polihidroxibutirat (PHB). Plàstics biodegradables. Aplicacions industrials.




7. Garantia i control de qualitat en els productes biotecnològics. Bones pràctiques de laboratori (GLP) i bones pràctiques de producció (GMP). Procediments normalitzats de treball. Normativa ISO 9000. Unitat de garantia de qualitat i auditories. Desenvolupament de nous fàrmacs. Fases de R+D i pre-clínica. Assaigs clínics en humans.




8. Alliberament al medi ambient d'organismes manipulats genèticament. Alliberament controlat: proves de camp. Impacte medi-ambiental. Organismes \"suïcides\". Mètodes d'etiquetatge genètic o molecular. Bioseguretat. Avaluació de riscs. Legislació. Etiquetatge.




9. Patents en Biotecnologia. Condicions de patentabilitat. Procediment d’obtenció d’una patent. Patentabilitat de gens i d'organismes. Exemples de patents importants i \"guerres\" de patents. Impacte econòmic. Empreses capdavanteres en beneficis per patents.




10.Bioètica i legislació en Biotecnologia. Impacte mèdic, social i econòmic de la Biotecnologia. Pràctiques biotecnològiques que poden plantejar problemes ètico-socials. Informació derivada del projecte Genoma Humà. Teràpia gènica i cel·lular. Cèl·lules mare. Utilització d’embrions per a recerca biomèdica. Transplantament de cèl·lules embrionàries. Xenotransplantaments. Generació de teixits a partir de cèl·lules mare. Comitès de Bioètica. Normativa, recomanacions i legislació.



Activitats formatives i Metodologia

Títol Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Preparació de les presentacions publiques 22,5 0,9 CM28, CM29, SM33
Tutoria 7,5 0,3
Estudi-treball autònom 48 1,92
Presentació publica de temes relacionats amb la materia 15 0,6 CM28, CM29, SM33
Classes de teoria 30 1,2 CM27, CM28, CM29, KM30, KM31, SM31, SM32, SM33
Fòrum virtual 4,5 0,18 CM28

L’assignatura de Bioquímica industrial consta de classes teòriques, presentació publica de temes relacionats amb la matèria, i tutories. Les activitats formatives de l’assignatura es complementen amb el lliurament de treballs pel Campus Virtual i participació individual mitjançant fòrums virtuals en debat i opinió sobre temes relacionats amb la biotecnologia.

Per a la presentació pública de temes o seminaris, el grup classe es dividirà en dos subgrups (màxim 30 estudiants per subgrup), les llistes dels quals es faran públiques a començaments de curs. Es realitzaran 10-15 sessions de seminaris durant el curs on els alumnes exposaran els treballs d'autoaprenentatge proposats (vegeu continguts del seminaris). Les presentacions, en format PowerPoint i un resum d'una pàgina com a màxim que inclogui la bibliografia consultada, s'hauran d'enviar al professor una setmana abans a través del Campus Virtual. El professor podrà suggerir canvis o modificacions durant aquella setmana que s'hauran d'incorporar a la presentació.

El professorat destinarà aproximadament uns 15 minuts d’alguna classe a permetre que el seu alumnat pugui respondre les enquestes d’avaluació de l’actuació docent i d’avaluació de l’assignatura o mòdul.

 

Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, perquè l'alumnat completi les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura.

Avaluació

Activitats d'avaluació continuada

Títol Pes Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Seminaris 20% 14,5 0,58 CM28, CM29, SM33
Proves parcials i final de teoria 75% 4 0,16 CM28
Campus virtual 5% 4 0,16 CM27, CM28, CM29, KM30, KM31, SM31, SM32, SM33

A/ Avaluació continuada

Aquest sistema d'avaluació consta de: 1) Resolució de qüestions teòriques escrites parcials, que consisteixen en preguntes de desenvolupament curt/mitjà i/o de tipus test 2) Valoració de la presentació publica de temes relacionats amb la matèria (Seminaris) 3) Valoració de la participació en el Campus Virtual segons el nombre, la freqüència i la qualitat de les aportacions.

1) Resolució de qüestions teòriques (7,5/10)

L’avaluació d’aquesta activitat es realitza mitjançant dues proves parcials escrites, en què l’estudiant ha de demostrar el grau d’assoliment dels conceptes teòrico-pràctics de l’assignatura.

- Les proves parcials, programades al llarg del semestre, avaluen continguts de cadascuna de les dues parts en què es divideix l'assignatura i cadascuna té un pes del 37,5% en la nota global. Aquestes proves poden eliminar matèria de la prova final sempre i quan s'hagi obtingut una nota igual o superior a 3,5. Igualment, en la prova final caldrà obtenir una qualificació igual o superior a 3,5 de cadascuna de les dos parts per poder fer promig amb la resta de les qualificacions.

- La prova o examen de recuperació es realitza a finals de semestre. Aquesta prova la poden realitzar aquells alumnes que no hagin superat una o més proves parcials o vulguin millorar les qualificacions corresponents. La realització d’aquesta nova prova suposa la renúncia a la primera qualificació.

- Les activitats Seminaris i Campus virtual NO son recuperables.

- La data, l'hora i el lloc de les proves es podran consultar amb la suficient antelació al Campus Virtual de l'assignatura o a la pàgina web de la Facultat.


2) Avaluació dels seminaris (2,0/10)

En aquesta activitat, s’avalua el grau d’assoliment que té l’estudiant dels temes proposats pel professor i relacionats amb la matèria. Es valorara la presentació oral i discussió del tema presentat per l'estudiant. La nota obtinguda serà la mateixa per a tots els membres del grup, sempre i quan tots ells hagin preparat i exposat de forma equivalent. Es valorarà també la participació (preguntes, intervencions, debat, etc.) dels estudiants assistents a la presentació dels seminaris. Hi haurà una pregunta sobre el contingut presentat en els seminaris a la prova final de recuperació.

- Els alumnes poden presentar el seu seminari en anglès. Aquest concepte es valorará amb 0,5 punts a la nota final dels seminaris.

- La participació als seminaris és obligatòria, tant el dia de la presentació com l'assistència a la resta de seminaris dels companys. Cada falta d'assistència no justificada documentalment serà penalitzada sobre la nota final de seminaris.

La data, l’hora el lloc de les proves es podran consultar amb la suficient antelació en el Campus Virtual de l’assignatura o en la pàgina web de la Facultat.

3)Avaluació pel Campus Virtual (0,5/10)

Es proposaran periòdicament preguntes sobre temes relacionats amb la matèria. L’estudiant enviarà les seves aportacions mitjançant l’eina de lliurament d’arxius del Campus Virtual.

- Per participar a la recuperació, l'alumnat ha d'haver estat prèviament avaluat en un conjunt d'activitats el pes de les quals equivalgui a un mínim de dues terceres parts de la qualificació total de l'assignatura. Per tant, l'alumnat obtindrà la qualificació de \"No Avaluable\" quan les activitats d'avaluació realitzades tinguin una ponderació inferior al 67% en la qualificació final

Els alumnes repetidors a partir de la segona matrícula de l'assignatura no hauran de dur a terme les activitats docents ni les avaluacions d'aquelles competències superades amb una notasuperior a 5, consistents en els seminaris i les aportacions a través del Campus Virtual.

B/ Avaluació única

L’avaluació única consistirà en una única prova en la que s’avaluaran els continguts de tot el programa de l'assignatura. La prova constarà de preguntes de desenvolupament curt/mitjà y una pregunta opcional sobre els temes de seminaris presentats pels alumnes.

- La nota obtinguda en aquesta prova de síntesi suposarà el 75% de la nota final de l’assignatura.

- La prova d’avaluació única es farà el mateix dia, hora i lloc que la darrera prova d’avaluació continuada de l’assignatura.

- S’aplicarà el mateix sistema de recuperació que per l’avaluació continuada. L’avaluació única es podrà recuperar el dia fixat per la recuperació de l'avaluació continuada.

- S’aplicarà el mateix criteri de no avaluable que per l’avaluació continuada

Al 75% de la nota de teoria se li sumarà el 20% corresponent a la nota de presentació del seminari que l'alumna haurà presentat anteriorment a classe durant el semestre y el 5% corresponent als lliuraments pel C.V.

És necessari obtenir una qualificació final igual o superior a 5 per superar l’assignatura.


C/ Sobre les irregularitats en els actes d'avaluació (frau acadèmic, plagi o ús indegut de la IA):

«La realització de qualsevol irregularitat en un acte d’avaluació (frau acadèmic, plagi o ús indegut de la IA, tret que aquest ús estigui autoritzat expressament a la guia docent), que pugui conduir a una variació significativa de la qualificació, suposa que aquest acte es qualificarà amb un 0. En cas que la guia docent prevegi que per superar l’assignatura sigui requisit imprescindible haver obtingut una nota mínima en aquest acte d’avaluació o que es produeixin diverses irregularitats en els actes d’avaluació d’una mateixa assignatura, la qualificació final d’aquesta assignatura és 0. Al marge d’això, es podrà instruir un procés disciplinari a l’estudiant que incorri en alguna d’aquestes irregularitats.»

Bibliografia

BIBLIOGRAFIA


- Bickerstaff, Gordon F. (1997). Immobilization of Enzymes and Cells. (1st ed.) Imprint Humana; Humana Press. Disponible en línia.

- Bickerstaff, Gordon F. (1997). Immobilization of enzymes and cells. Humana Press. Disponible en paper a la biblioteca.

- Buchholz, Klaus & Bornscheuer U. T. & Kasche, Volker. (2005). Biocatalysts and enzyme technology.Wiley-VCH. Disponible en paper a la biblioteca.

- Bull, Alan T [i altres]. (2010). Manual of industrial microbiology and biotechnology. (3rd ed.) ASM Press. Disponible en paper a la biblioteca.

- Casado, María & López Baroni, Manuel Jesús. (2018). Manual de bioética laica (I) : as

cuestiones clave. Universitat de Barcelona Edicions. Disponible en paper a la biblioteca.

- Doran, Pauline M. (2013). Bioprocess engineering principles. (2nd ed.) Elsevier.Disponible en línia.

- Doran, Pauline M. (2025). Bioprocess engineering principles. (3rd ed.) Academic Press. Disponible en paper a la biblioteca.

- Doran, Pauline M. (1998). Principios de ingeniería de los bioprocesos. Acribia.Disponible en paper a la biblioteca

- Faber, Kurt. (2011). Biotransformations in organic chemistry : a textbook. (6th ed.) Springer. Disponible en línia.

- Faber, Kurt. (2017). Biotransformations in organic chemistry : a textbook. (7th extended and corrected ed.) Springer. Disponible en paper a la biblioteca.

- Glazer, Alexander N. & Nikaido, Hiroshi. (2007). Microbial biotechnology : fundamentals of applied microbiology. (2nd ed.) Cambridge University Press. Disponible en línia.

- Glazer, Alexander N. & Nikaido, Hiroshi. (2007). Microbial biotechnology : fundamentals of applied microbiology. (2nd ed.) Cambridge University Press.Disponible en paper a la biblioteca

- Katoh, Shigeo. (2009). Biochemical engineering : a textbook for engineers, chemists and biologists.Wiley-VCH. Disponible en línia.

- Katoh, Shigeo & Yoshida, Fumitake. (2015). Biochemical engineering : a textbook for engineers, chemists and biologists. (2nd, completely revised and enlarged ed.) Wiley-VCH.Disponible en paper a la biblioteca

- Kristiansen, B. & Ratledge, Colin. (2006). Basic biotechnology. (3rd ed.) Cambridge University Press. Disponible en línia.

- Kristiansen, B. & Ratledge, Colin. (2006). Basic biotechnology. (3rd ed.) Cambridge University Press. Disponible en paper a la biblioteca.

- Ladisch, Michael R. (2001). Bioseparations engineering : principles, practice and economics. Wiley-Interscience. Disponible en paper a la biblioteca.

- López Santín, Josep [i altres]. (2010). Ingeniería bioquímica. Síntesis. Disponible en línia.

- Okafor, Nduka & Okeke, Benedict C. (2018). Modern industrial microbiology and biotechnology. (2nd ed.) CRC Press Taylor & Francis Group.Disponible en paper a la biblioteca.

- Oort, Maarten van & Whitehurst, Robert J. (2009). Enzymes in food technology. (2nd ed.) Wiley-Blackwell. Disponible en línia.

- Oort, Maarten van & Whitehurst, Robert J. (2010). Enzymes in food technology. (2nd ed.) Wiley-Blackwell. Disponible en paper a la biblioteca.

- Rao, D. G. (2010). Introduction to biochemical engineering. (2ª ed.) Tata McGraw Hill Education. Disponible en paper a la biblioteca.

- Riet, Klaas van 't & Tramper, J. (1991). Basic bioreactor design. Marcel Dekker.Disponible en paper a la biblioteca.

- Shetty, Kalidas. (2007). Functional foods and biotechnology. CRC/Taylor & Francis. Disponible en paper a la biblioteca.

- Walker, J. M. & Rapley Ralph. (2009). Molecular biology and biotechnology. (5th ed.) Royal Society of Chemistry. Disponible en paper a la biblioteca

- Wood, Brian J. B. (1998). Microbiology of fermented foods. (2nd ed.) Blackie Academic & Professional. Disponible en paper a la biblioteca.

.

Programari

No s'utilitzarà cap programa informàtic específic en aquesta assignatura

Grups i idiomes de l'assignatura

La informació proporcionada és provisional fins al 30 de novembre. A partir d'aquesta data, podreu consultar l'idioma de cada grup a través d'aquest enllaç. Per accedir a la informació, caldrà introduir el CODI de l'assignatura

Tipus de docència Grup Idioma Semestre Torn
(TE) Teoria 33 Espanyol primer quadrimestre matí-mixt
(SEM) Seminaris 331 Anglès primer quadrimestre matí-mixt
(SEM) Seminaris 332 Anglès primer quadrimestre matí-mixt