22BBI472 - Enzimsko inženjerstvo
| Specifikacija predmeta | ||||
|---|---|---|---|---|
| Naziv | Enzimsko inženjerstvo | |||
| Akronim | 22BBI472 | |||
| Studijski program | Biohemijsko inženjerstvo i biotehnologija | |||
| Modul | ||||
| Nastavnik (predavač) | ||||
| Nastavnik/saradnik (vežbe) | ||||
| Nastavnik/saradnik (DON) | ||||
| Broj ESPB | 6.0 | Status predmeta | obavezan predmet | |
| Uslovljnost drugim predmetom | nema | Oblik uslovljenosti | ||
| Ciljevi izučavanja predmeta | Cilj kursa je da studenti steknu teorijska znanja i niz akademskih veština iz oblasti enzimskog inženjerstva koje se odnose na proizvodnju, prečišćavanje, karakterizaciju, imobilizaciju i primenu industrijskih enzima. Pored toga, cilj je da studenti ovladaju principima optimizacije, modelovanja i dizajna bioprocesa koji se zasnivaju na primeni slobodnih i imobilisanih enzima kao katalizatora. | |||
| Ishodi učenja (stečena znanja) | Posle uspešnog savladavanja kursa studenti su sposobni da samostalno obrađuju kinetičke podatke i usvajaju osnovne kinetičke modele koji opisuju enzimske reakcije u homogenim i heterogenim sistemima. Pored toga, oni su sposobni da koriste savremene tehnike izolovanja, prečišćavanja i imobilizacije enzima i da koriste stručna znanja za kritičku analizu i vrednovanje efikasnosti enzimskih procesa. | |||
| Sadržaj predmeta | ||||
| Sadržaj teorijske nastave | • Uvod u Enzimsko inženjerstvo i osnovni principi biokatalize; • Proizvodnja enzima (načini dobijanja;industrijska proizvodnja mikrobnih enzima;specifičnosti proizvodnje enzima i regulatorni mehanizmi; optimizacija i tehnološki postupci proizvodnje industrijskih enzima; primena genetičkog inženjerstva); • Izolovanje, prečišćavanje i karakterizacija enzima (osnovni principi; metode dezintegracije ćelija; tehnike koncentrovanja i osnovnog prečišćavanja; izdvajanje enzima vezanih za membrane; primena hromatografskih metoda; tehnološke šeme i primeri proizvodnje industrijskih enzima, provera čistoće i standardi kvaliteta; računski primeri); • Optimizacija svojstava industrijskih enzima metodama molekularnog inženjerstva; • Imobilisani enzimi (tehnike imobilizacije enzima i svojstva imobilisanih enzima sa računskim primerima); • Optimizacija enzimskih procesa (uticaj procesnih parametara na brzinu enzimskih reakcija, hemijska kontrola enzimskih reakcija); • Matematičko opisivanje enzimskih reakcija (enzimski reaktori,kinetika enzimskih reakcija u homogenim i heterogenim sistemima-sa računskim primerima; • Industrijski enzimi: svojstva i primena: 1. Oksidoreduktaze i njihova primena;2. Amilaze i primena u industriji skroba;3. Pektinaze i njihova primena;4. Celulaze i hemicelulaze i njihova primena;5. Proteolitički enzimi i primena u industriji detergenata, prehrambenoj,hemijskoj i tekstilnoj industriji;6. Ostali enzimi: lipaze;aminoacilaze; penicilin-acilaze),... | |||
| Sadržaj praktične nastave | Računske vežbe iz prečišćavanja enzima, optimizacije enzimskih procesa i imobilizacije enzima. DON obuhvata seriju laboratorijskih vežbi: 1) izolovanje invertaze iz kvasca i njeno delimično prečišćavanje (isoljavanje, taloženje organskim rastvaračima, taloženje na pI); 2) izolovanje peroksidaze iz rena (ekstrakcija, isoljavnje, ultrafiltracija, dijaliza, hromatografske metode); 3) Određivanje molekulske mase izolovane i prečišćene peroksidaze primenom permeabilne hromatografije; 4) Određivanje stepena čistoće i molekulske mase izolovane peroksidaze primenom SDS-PAGE elektroforeze; 5) Mikrobiološka proizvodnja a-amilaze, proteaze, pektinaze i celulaze fermentacijom na čvrstoj podlozi; 6) Hidroliza sojinih proteina proteolitičkim enzimima (određivanje stepena hidrolize pomoću više metoda); 7) Razdvajanje sojinih proteinskih hidrolizata na frakcije primenom membranskih tehnika i određivanje antioksidativne aktivnosti hidrolizata; 8) Imobilizacija peroksidaze iz rena adsorpcijom i određivanje specifične aktivnosti biokatalizatora; 9) Imobilizacija lipaze kovalentnom metodom i određivanje specifične aktivnosti; 10) Enzimska hidroliza skroba i određivanje dekstroznog ekvivalenta. Ovim bi studenti ovladali tehnikama dezintegracije ćelija, izolovanja, prečišćavanja i karakterisanja enzima, kao i tehnikama imobilizacije enzima. Isto tako, na odabranim praktičnim primerima, studenti se upoznaju sa značajem i primenom industrijskih enzima. | |||
| Literatura | ||||
| ||||
| Broj časova aktivne nastave nedeljno tokom semestra/trimestra/godine | ||||
| Predavanja | Vežbe | DON | Studijski i istraživački rad | Ostali časovi |
| 2 | 1 | 2 | ||
| Metode izvođenja nastave | Predavanja (pripremljene prezentacije u PowerPoint-u) sa interaktivnim karakterom i demonstracijom rešavanja problema, računske i lab. vežbe. Kurs je praćen koordiniranim laboratorijskim vježbama, uključujući mjerenje, prikupljanje podataka, analizu, interpretaciju i prezentaciju podataka. | |||
| Ocena znanja (maksimalni broj poena 100) | ||||
| Predispitne obaveze | Poena | Završni ispit | Poena | |
| Aktivnosti u toku predavanja | Pismeni ispit | 40 | ||
| Praktična nastava | 20 | Usmeni ispit | ||
| Projekti | ||||
| Kolokvijumi | 40 | |||
| Seminari | ||||