|
Ders Öğretim Planı| Dersin Kodu | Dersin Adı | Dersin Türü | Yıl | Yarıyıl | AKTS | | 200100106103 | GIDA BİYOTEKNOLOJİSİ | Zorunlu | 3 | 6 | 3 |
| | Dersin Seviyesi | | Lisans | | Dersin Amacı | | Dersin temel amacı öğrencileri, milenyumun 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 yöntemlerini tanıtmak. Ayrıca endüstriyel çapta bazı anaerobik (etil alkol üretimi, laktik asit üretimi vb.) ve aerobik (ekmek mayası ve sitrik asit üretimi gibi) biyoteknolojik proseslerin uygulamaları hakkında bilgi vermektir. | | Dersi Veren Öğretim Görevlisi/Görevlileri | | Dr. Öğr. Üyesi Mehmet Selim ŞILBIR | | Öğrenme Çıktıları | | 1 | Biyoteknoloji ve fermentasyon terimlerinin kavranması ve gıda mühendisliğindeki öneminin öğrenilmesi. | | 2 | Biyoteknolojik bir prosesin temel işlem basamaklarını öğrenme. | | 3 | Mikroorganizmaların neden ürün ürettiği ve mikrobiyal metabolizma hakkında bilgi sahibi olma. | | 4 | DNA’nın yapısı ve rekombinant DNA teknolojisi hakkında temel bilgileri edinme. | | 5 | Edüstriyel çapta bazı anaerobik (etil alkol üretimi, laktik asit üretimi vb) ve aerobik (ekmek mayası ve sitrik asit üretimi gibi) biyoteknolojik proseslerin uygulamaları hakkında bilgi sahibi olmak. |
| | Öğrenim Türü | | Birinci Öğretim | | Dersin Ön Koşulu Olan Dersler | | yok | | Ders İçin Önerilen Diğer Hususlar | | | Dersin İçeriği | | Biyoteknoloji ve fermentasyon konuları ilgili 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 vb.) ve aerobik (ekmek mayası ve sitrik asit üretimi gibi) 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. | | Laboratuarların tanıtımı | | 2 | Mikrobiyal metabolizme ve metabolizmadaki temel yol izleri. Glikoliz, Krebs çevrimi, oksidatif fosforilasyon, aerobik solunum, anaerobik solunum, fermentasyon, laktik asit fermentasyonu, etil alkol fermentasyonu. | Turşu üretimi | Turşu üretimi | | 3 | DNA’nın yapısı, rekombinant DNA teknolojisi ve uygulamaları, polimeraz zincir reaksiyonu. | Turşuda yapılan analizler | Turşuda yapılan analizler | | 4 | Mikroorganizmaların üreme safhaları. Mikroorganizmaların fermentasyon ortamında en iyi şekilde çoğalıp ürün oluşturabilmeleri için gereken ön şartlar. Mikrobiyal beslenme ilkeleri. | | Fermentasyon ortamı olarak melas kullanımı ve melasa uygulanan ön işlemler | | 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. | Aspergillus niger kullanılarak sitrik asit üretimi | Aspergillus niger kullanılarak sitrik asit üretimi | | 6 | Endüstriyel mikroorganizmalarda olması gereken özellikler, kültür koleksiyonları, mikroorganizmanın aseptik koşullarda aşılanması ve fermentasyonun başlatılması. | | Fermentasyon örneklerinde asitlik, pH tayinleri ve asitlik artışının yorumlanması | | 7 | Aerobik proseslerde havalandırma problemi, oksijen transfer katsayısı, havalandırma veriminin biyoteknolojik proseslere etkisi. Biyoreaktörler ve biyoreaktör tipleri. Biyoreaktör tasarımı. | | Biyoreaktörde levansükraz enzim üretimi | | 8 | Arasınav | | Arasınav | | 9 | Fermentasyon sistemleri, kesikli sistem, yarı sürekli sistem, sürekli sistem, kesikli beslemeli sistem. | | Durultma denemesi | | 10 | Fermente içecekler üretimi ve üretimde kullanılan temel ekipmanlar. | Maltta şekerlenme süresi tayini | Maltta şekerlenme süresi tayini | | 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). | | Birada piknometre ile yoğunluk, alkol ve gerçek ekstrakt tayini | | 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. | Şarapta genel ve serbest SO2 tayini ve ebülyometrik alkol tayini | Şarapta genel ve serbest SO2 tayini ve ebülyometrik alkol tayini | | 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. | Şarapta uçar asit tayini | Şarapta uçar asit tayini | | 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. | Sirkede asetil metil karbinol tayini | Sirkede asetil metil karbinol tayini | | 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. | Genel değerlendirme | Genel değerlendirme | | 16 | Final sınavı | Uygulama sınavı | Uygulama sınavı |
| | Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar | | 1. Waites, M.J., Morgan, N.L., Rockey, J.S., Higton, G. 2001. Industrial 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,. 5. Pirt, S.J., 1985, Principles of Microbe and Cell Cultivation, Blackwell Scientific Publications, Oxford. 6. Doran, P.M.,1995. “Bioprocess Engineering Principles” , Elsevier Science and Technology Books, Sydney. YARDIMCI KİTAPLAR: 1. Bisswanger, H., 2002, Enzyme Kinetics, Principles and Methods, Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim, 255 pp. 2.Stanbury, P.F., Whitaker, A., Hall, S.J., 1995, Principles of Fermentation Technology, Elsevier Science Ltd, Oxford, 357 pp. 3.Geankoplis,C.J.,2003.“Transport Processes and Separation Process Principles”, Pearson Education Ins., New Jersey. 4.Verrall, M.,1996. “Downstream Processing of Natural Products”, Wiley. 5.Telefoncu , A.,1995. “Biyoteknoloji”, Ege Üniversitesi Fen Fakültesi Yayınları,No.152 6.Hutkins, R.W.,2006.”Microbiology and Technology of Fermented Foods”,Blackwel Publishing, Iowa. | | 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 | | | Staj Durumu | | yok |
| | İş Yükü Hesaplaması | |
| Ara Sınav | 1 | 2 | 2 | | Bireysel Çalışma | 14 | 4 | 56 | | Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma | 14 | 2 | 28 | |
| Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi | | ÖÇ1 | 4 | 1 | 1 | 2 | 4 | 3 | 5 | 4 | 4 | 3 | 4 | 3 | 2 | 1 | 4 | | ÖÇ2 | 4 | 1 | 2 | 1 | 3 | 3 | 4 | 5 | 4 | 3 | 4 | 3 | 2 | 1 | 2 | | ÖÇ3 | 5 | 1 | 2 | 1 | 3 | 3 | 3 | 3 | 5 | 4 | 3 | 4 | 1 | 1 | 2 | | ÖÇ4 | 3 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | 3 | 3 | 1 | 2 | | ÖÇ5 | 5 | 1 | 5 | 1 | 4 | 3 | 4 | 5 | 4 | 4 | 5 | 3 | 2 | 1 | 3 |
| | * Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek |
|
|
|
|
Iğdır University, Iğdır / TURKEY • Tel (pbx): +90 476
226 13 14 • e-mail: info@igdir.edu.tr
|
|
|