 |
Ders Öğretim Planı| Dersin Kodu | Dersin Adı | Dersin Türü | Yıl | Yarıyıl | AKTS | | GM314.1B | Gıda Biyoteknolojisi | Seçmeli | 3 | 6 | 3 |
| | Dersin Seviyesi | | Lisans | | Dersin Amacı | | Dersin temel amacı öğrencileri, 2000’li yılların bilimi olarak kabul edilen biyoteknoloji ve fermentasyon kavramları konusunda, geniş uygulama alanlarını da temel alarak bilgilendirmektir. Bu çerçevede öğrencilere biyoteknolojinin gıda başta olmak üzere geniş uygulama alanlarını, mikrobiyal beslenme ilkelerini, biyoteknolojik proseslerin temel aşamalarını, fermentasyon sistemlerini öğretmek temel amaçtır. Elde edilen ham ürünün alt akım işlem basamak seçenekleri hakkında bilgilendirmek ve gerektiğinde değişiklik yönetimini uygulayarak sonuca gitmeyi öğretmek. Atık madde işleme proseslerinden biyolojik arıtma (aerobik ve anaerobik) yöntemlerini tanıtmak. Ayrıca endüstriyel çapta bazı anaerobik (etil alkol üretimi, laktik asit üretimi) ve aerobik (ekmek mayası ve sitrik asit üretimi) biyoteknolojik proseslerin uygulamaları hakkında bilgi vermektir. | | Dersi Veren Öğretim Görevlisi/Görevlileri | | Dr. Öğr. Üyesi Sebahat ÖZTEKİN | | Öğrenme Çıktıları | | 1 | Biyoteknolojik bir prosesin temel işlem basamaklarını öğrenme. | | 2 | Mikroorganizmaların neden ürün ürettiği ve mikrobiyal metabolizma hakkında bilgi sahibi olma. | | 3 | Temel metabolik yol izlerini öğrenme. | | 4 | DNA’nın yapısı ve rekombinant DNA teknolojisi hakkında temel bilgileri edinme. | | 5 | Edüstriyel çapta bazı anaerobik (etil alkol üretimi, laktik asit üretimi) ve aerobik (ekmek mayası ve sitrik asit üretimi) biyoteknolojik proseslerin uygulamaları hakkında bilgi sahibi olmak. | | 6 | Biyoteknolojinin geniş uygulama alanları hakkında bilgi sahibi olma. |
| | Öğrenim Türü | | Birinci Öğretim | | Dersin Ön Koşulu Olan Dersler | | Yok | | Ders İçin Önerilen Diğer Hususlar | | Yok | | Dersin İçeriği | | Biyoteknoloji ve fermentasyon terimlerinin tanımları. Biyoteknolojinin temel uygulama alanları. Biyoteknolojik proseslerle kimyasal proseslerin karşılaştırılması. Mikrobiyal beslenme ilkeleri. Mikrobiyal metabolizma, temel metabolik yol izleri, aerobik ve anaerobik solunum, fermentasyon, oksidatif fosforilasyon. DNA’nın yapısı, rekombinant DNA teknolojisi ve uygulamaları, polimeraz zincir reaksiyonu. Biyoteknolojik proseslerin temel aşamaları. Biyoteknolojik proseslerde kullanılan biyoreaktörler. Kesikli, sürekli ve yarı sürekli ve kesikli beslemeli fermantasyon sistemleri. Ürünün alt akım işlem basamakları. Atık madde işleme proseslerinden biyolojik arıtma (aerobik ve anaerobik) yöntemleri. Endüstriyel çapta bazı anaerobik (etil alkol üretimi, laktik asit üretimi) ve aerobik (ekmek mayası ve sitrik asit üretimi) biyoteknolojik proseslerin uygulamaları. | | Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği | |
| 1 | Fermentasyon ve biyoteknolojinin tanımı. Biyoteknolojinin tarihçesi. Biyoteknolojinin temel uygulama alanları. Biyoteknolojik ve kimyasal prosesler arasındaki temel farklılıklar. Biyoteknolojik üretim yapan bir tesisteki temel üniteler. | | | | 2 | Mikrobiyal metabolizme ve metabolizmadaki temel yol izleri. Glikoliz, Krebs çevrimi, oksidatif fosforilasyon, aerobik solunum, anaerobik solunum, fermentasyon, laktik asit fermentasyonu, etil alkol fermentasyonu. | | | | 3 | DNA’nın yapısı, rekombinant DNA teknolojisi ve uygulamaları, polimeraz zincir reaksiyonu. | | | | 4 | Mikroorganizmaların üreme safhaları. Mikroorganizmaların fermentasyon ortamında en iyi şekilde çoğalıp ürün oluşturabilmeleri için gereken ön şartlar. Mikrobiyal beslenme ilkeleri. | | | | 5 | Biyoteknolojik proseslerin temel basamakları, alt akım ve üst akım işlemleri. Endüstriyel fermentasyon ortamı formülasyonu ve hazırlanması. Sentetik ortam ve kompleks ortam. Fermentasyon sanayinde kullanılan bazı azot ve karbon kaynakları. | | | | 6 | Endüstriyel mikroorganizmalarda olması gereken özellikler, kültür koleksiyonları, mikroorganizmanın aseptik koşullarda aşılanması ve fermentasyonun başlatılması. | | | | 7 | Aerobik proseslerde havalandırma problemi, oksijen transfer katsayısı, havalandırma veriminin biyoteknolojik proseslere etkisi. Biyoreaktörler ve biyoreaktör tipleri. Biyoreaktör tasarımı. | | | | 8 | Ara sınav | | | | 9 | Fermentasyon sistemleri, kesikli sistem, yarı sürekli sistem, sürekli sistem, kesikli beslemeli sistem. | | | | 10 | Bira üretimi ve üretimde kullanılan temel ekipmanlar. | | | | 11 | Biyoproseslerde alt akım işlemlerine giriş (biyolojik ürünlerin özellikleri). Ön işlemler a)ısıtma/soğutma;b)sedimentasyon; c)köpük oluşumu (köpük ayırımı; köpük flotasyonu); flokulasyon ve koagülasyon; presipitasyon. Hücre parçalama yöntemleri: a)mekanik parçalama - katı halde kırma kuvvetleri, çözeltide kırma kuvvetleri; b) mekanik olmayan parçalama - fiziksel yöntemler (osmotik şok, dondurma ve çözme, basınç düşürme); - kimyasal yöntemler; -enzimatik yöntemler; - kurutma (liofilizasyon, çözgen ile kurutma, havada kurutma). | | | | 12 | Katı – Sıvı ayırma işlemleri:a)filtrasyon; b)mikrofiltasyon; c) santrifügasyon; d)santrifügal filtasyon; Konsantrasyon işlemleri: ekstraksiyon; membranlı ayırma yöntemleri (ultrafiltasyon, ters osmoz, elektrodiyaliz). Saflaştırma işlemleri: a)kromatografi (adsorpsiyon kromatografisi, iyon değişim kromatografisi, jel filtasyonu, affinite kromatografisi, hidrofobik kromatografi, dağılım kromatografisi; b) elekroforez. Üründe son işlemler: kurutma; formulasyon. | | | | 13 | Atık madde işleme proseslerine giriş : tanımlar (BOD; COD).Yöntemler : a) fiziksel yöntemler; b)kimyasal yöntemler; c)biyolojik yöntemler. Karışık kültür kullanımı. Aerobik fermantasyon uygulamamalı ve kullanılan farklı biyoreaktör tipleri. Anaerobik fermantasyon uygulamaları. Su arıtma sistemleri. Yan ürünlerin değerlendirilmesi – tek hücre proteini, etil alkol, organik asitler, fenolik asitler, aromatik bileşiklerin eldesi. | | | | 14 | Endüstriyel çapta bazı anaerobik biyoteknolojik proseslerin uygulamaları. Etil alkol üretimi: substrat seçimi, mikroorganizma seçenekleri, fermantasyon şekilleri, kullanılan biyoreaktör tipleri, alt akım işlemleri, yan ürünler, problemler ve çözüm yöntemleri. Laktik asit üretimi: substrat seçimi, laktik asit bakterilerinin özellikleri, metabolitik yollar- homofermetatif ve heterofermentatif izyolları, kütle transferi, kullanılan biyoreaktör tipleri, üretim problemleri ve çözüm yöntemleri. | | | | 15 | Endüstriyel çapta bazı aerobik biyoteknolojik prosesler. Aerobik bioproseslerden ekmek mayası üretimi: ortam seçenekleri (melas), S. cerevisiae’in özellikleri, fermantasyon şekli, kullanılan biyoreaktör tipleri ve özellikleri, alt akım işlemleri ( kurutma), problemler ve çözüm yöntemleri. Sitrik asit üretimi: ortam seçimi ve ön işlemler, A.niger’in özellikleri, fermantasyon şekli, kullanılan biyoreaktör tipleri, saflaştırma, yan ürünler, problemler ve çözüm yöntemleri. | | |
| | Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar | | 1. Waites, M.J., Morgan, N.L., Rockey, J.S., Higton, G. 2001. Industrrial Microbiology : An Introduction, Blackwell Science Ltd., 288 pp. 2. Demain, A. L., Solomon, N.A. (eds.). 1986. Manual of Industrial Microbiology and Biotechnology, American Society for Microbiology, Washington D.C., 466 pp. 3.Göksungur, Y, 2009, Reaction and Fermentation Kinetics in Food Engineering, Sidas Medya Ltd. Şti., İzmir, 143 sayfa 4. Glazer, A. N., Nikaido, H., 1995, Microbial Biotechnology, W.H. Freeman and Company, New York,. | | Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları | | | Değerlendirme | |
| Ara Sınav | 1 | 100 | | TOPLAM | 100 | |
| Final Sınavı | 1 | 100 | | TOPLAM | 100 | | Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | 40 | | Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | 60 | | TOPLAM | 100 |
| | Dersin Sunulduğu Dil | | Türkçe | | Staj Durumu | | Yok |
| | İş Yükü Hesaplaması | |
| Ara Sınav | 1 | 1 | 1 | | Final Sınavı | 1 | 2 | 2 | | Derse Katılım | 14 | 3 | 42 | | Bireysel Çalışma | 10 | 2 | 20 | | Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma | 10 | 1 | 10 | | Final Sınavı içiin Bireysel Çalışma | 14 | 1 | 14 | |
| Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi | | ÖÇ1 | 4 | 4 | 5 | 2 | 2 | 2 | | ÖÇ2 | 2 | 4 | 4 | 4 | 5 | 3 | | ÖÇ3 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 | | ÖÇ4 | 2 | 2 | 4 | 4 | 4 | 4 | | ÖÇ5 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 3 | | ÖÇ6 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 |
| | * Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek |
 |
| |
|
|