Tehnologija enzima
Šifra:
39780
ECTS:
4.0
Nositelji:
prof. dr. sc.
Blaženka Kos
Izvođači:
prof. dr. sc.
Blaženka Kos
- Seminar
prof. dr. sc. Jasna Novak - Predavanja
dr. sc. Martina Banić - Laboratorijske vježbe
Katarina Butorac , mag. ing. biotechn. - Laboratorijske vježbe
izv. prof. dr. sc. Andreja Leboš Pavunc - Laboratorijske vježbe
prof. dr. sc. Jasna Novak - Laboratorijske vježbe
prof. dr. sc. Jasna Novak - Predavanja
dr. sc. Martina Banić - Laboratorijske vježbe
Katarina Butorac , mag. ing. biotechn. - Laboratorijske vježbe
izv. prof. dr. sc. Andreja Leboš Pavunc - Laboratorijske vježbe
prof. dr. sc. Jasna Novak - Laboratorijske vježbe
Prijava ispita:
Opterećenje:
1. komponenta
| Vrsta nastave | Ukupno |
|---|---|
| Predavanja | 22 |
| Seminar | 10 |
| Laboratorijske vježbe | 17 |
Opis predmeta:
1. Određivanje kinetičkih parametara enzima za konverziju supstrata u proizvod u uvjetima industrijske primjene enzima
P: Povijest razvoja tehnologije enzima. Izvori enzima. Odabir enzima za industrijsku primjenu: određivanje kinetičkih parametara i utjecaj pojedinih parametara na brzinu enzimske reakcije i produktivnost procesa (koncentracija supstrata, koncentracija enzima, Km kao mjera afiniteta enzima za supstrat, broj obrtaja enzima, vmax). Utjecaj okolišnih parametara (pH, temperatura, ionska jakost) na enzimsku aktivnost i enzimsku stabilnost u uvjetima industrijske primjene enzima. Primijenjena kinetika enzimskih reakcija. Utjecaj inhibitora i aktivatora enzima na brzinu enzimske reakcije i njihova primjena u industrijskim procesima.
2. Biotehnološka proizvodnja slobodnih enzima
P: Biosinteza enzima s mikroorganizmima: podloga, uvjeti, mikroorganizmi, površinski i submerzni uzgoj, metode površinskog uzgoja. Izolacija enzima: opća shema, filtracija, taloženje, ekstrakcija, koncentriranje i razbijanje stanica, kromatografija, ultrafiltracija i elektroforeza.
S: Biotehnološka proizvodnja slobodnih enzima za industrijsku primjenu
V: Wohlgemuthova metoda. Ansonova metoda. Biosinteza alfa-amilaze pomoću bakterije Bacillus subtilis. Purifikacija enzimski aktivnog filtrata. SDS-PAGE elektroforeza enzimskih uzoraka.
3. Biotehnolopška proizvodnja imobiliziranih enzima
P: Imobilizacija i stabilizacija enzima. Metode imobilizacije enzima za industrijsku primjenu. Primjena membranskih bioreaktora u tehnologiji enzima. Utjecaj okolišnih čimbenika i difuzijskih ograničenja na kinetiku imobiliziranih enzima.
S: Biotehnološka proizvodnja slobodnih i imobiliziranih enzima za industrijsku primjenu
V: Imobilizacija alfa-amilaze u agaru. Imobilizacija alkalne proteaze u kalcijevom alginatu. Određivanje aktivnosti imobiliziranih enzima.
4. Industrijska primjena enzima
P: Reaktori i kinetičke usporedbe enzimskih reaktora. Pregled pojedinačnih industrijski važnih enzima: proteolitičkih, amilolitičkih, pektinolitičkih, celulaza, penicilin-amidaza i L-aminoacilaza. Primjena enzima u biotehnologiji, prehrambenoj i drugim industrijama, analitička i znanstvena uporaba, biosenzori. Priređivanje i uporaba genetički modificiranih mikroorganizama za proizvodnju enzima, enzimsko-proteinsko inženjerstvo. Primjena termofilnih enzima i enzima u organskom otapalu. Zakonski propisi o primjeni industrijskih enizma u proizvodnji hrane i dodataka hrani.
S: Izračun potrebnog slobodnog/imobiliziranog enzima za provedbu biokatalize u industrijskim uvjetima. Primjena enzima za uporabu u biotehnologiji, prehrambenoj I drugim industrijama.
P: Povijest razvoja tehnologije enzima. Izvori enzima. Odabir enzima za industrijsku primjenu: određivanje kinetičkih parametara i utjecaj pojedinih parametara na brzinu enzimske reakcije i produktivnost procesa (koncentracija supstrata, koncentracija enzima, Km kao mjera afiniteta enzima za supstrat, broj obrtaja enzima, vmax). Utjecaj okolišnih parametara (pH, temperatura, ionska jakost) na enzimsku aktivnost i enzimsku stabilnost u uvjetima industrijske primjene enzima. Primijenjena kinetika enzimskih reakcija. Utjecaj inhibitora i aktivatora enzima na brzinu enzimske reakcije i njihova primjena u industrijskim procesima.
2. Biotehnološka proizvodnja slobodnih enzima
P: Biosinteza enzima s mikroorganizmima: podloga, uvjeti, mikroorganizmi, površinski i submerzni uzgoj, metode površinskog uzgoja. Izolacija enzima: opća shema, filtracija, taloženje, ekstrakcija, koncentriranje i razbijanje stanica, kromatografija, ultrafiltracija i elektroforeza.
S: Biotehnološka proizvodnja slobodnih enzima za industrijsku primjenu
V: Wohlgemuthova metoda. Ansonova metoda. Biosinteza alfa-amilaze pomoću bakterije Bacillus subtilis. Purifikacija enzimski aktivnog filtrata. SDS-PAGE elektroforeza enzimskih uzoraka.
3. Biotehnolopška proizvodnja imobiliziranih enzima
P: Imobilizacija i stabilizacija enzima. Metode imobilizacije enzima za industrijsku primjenu. Primjena membranskih bioreaktora u tehnologiji enzima. Utjecaj okolišnih čimbenika i difuzijskih ograničenja na kinetiku imobiliziranih enzima.
S: Biotehnološka proizvodnja slobodnih i imobiliziranih enzima za industrijsku primjenu
V: Imobilizacija alfa-amilaze u agaru. Imobilizacija alkalne proteaze u kalcijevom alginatu. Određivanje aktivnosti imobiliziranih enzima.
4. Industrijska primjena enzima
P: Reaktori i kinetičke usporedbe enzimskih reaktora. Pregled pojedinačnih industrijski važnih enzima: proteolitičkih, amilolitičkih, pektinolitičkih, celulaza, penicilin-amidaza i L-aminoacilaza. Primjena enzima u biotehnologiji, prehrambenoj i drugim industrijama, analitička i znanstvena uporaba, biosenzori. Priređivanje i uporaba genetički modificiranih mikroorganizama za proizvodnju enzima, enzimsko-proteinsko inženjerstvo. Primjena termofilnih enzima i enzima u organskom otapalu. Zakonski propisi o primjeni industrijskih enizma u proizvodnji hrane i dodataka hrani.
S: Izračun potrebnog slobodnog/imobiliziranog enzima za provedbu biokatalize u industrijskim uvjetima. Primjena enzima za uporabu u biotehnologiji, prehrambenoj I drugim industrijama.
Ishodi učenja:
Literatura:
-
1. J. Šušković, B. Kos: Tehnologija enzima (interna skripta, predavanja)
2. J. Šušković, B. Kos: Tehnologija enzima, Laboratorijske vježbe (interna skripta)
3. M. F. Chaplin, C. Bucke (ured.) (2017) Enzyme Technology, Cambridgge University Press, Cambridge, New York, Sydney, M. Kuddus (ured.) (2018) Enzymes in Food Technology, Springer, Singapore (pdf format).,
Preporučena literatura:
- , Popis znanstvenih publikacija vezanih uz nastavu:
1. Beganović J, Kos B, Leboš Pavunc A, Uroić K, Džidara P, Šušković J. (2013): Proteolytic activity of probiotic strain Lactobacillus helveticus M92, Anaerobe. 2013 Feb 27. doi:10.1016/j.anaerobe.2013.02.004.
2. A. L. Demain, P. Vaishnav (2009): Production of recombinant proteins by microbes and higher organisms, Biotechnology Advances 27, 297-306.
Popis priručnika:
1. K. Buchholz, V. Kasche, U. T. Bornscheuer: Biocatalysts and enzyme technology, WILEY-VCH Verlag GmbH i Co. KgaA, Weinheim (2012).
2. W. Aehle: Enzymes in industry, production and applications, WILEY-VCH Verlag GmbH i Co. KgaA, Weinheim (2004)., , , .
Preduvjeti za:
Upis predmeta
:
Položen : Biokemija 1
Položen : Biokemija 2
Položen : Biotehnologija 2
Položen : Fenomeni prijelaza
Položen : Jedinične operacije
Položen : Mikrobiologija
Položen : Biokemija 1
Položen : Biokemija 2
Položen : Biotehnologija 2
Položen : Fenomeni prijelaza
Položen : Jedinične operacije
Položen : Mikrobiologija
6. semestar
Biotehnologija - izborni A
-
Redovni
studij
-
Biotehnologija
Termini konzultacija: