Guía docente de Tecnología Enzimática de Lípidos para Alimentación Funcional (M79/56/1/28)

Curso 2023/2024
Fecha de aprobación por la Comisión Académica 29/06/2023

Máster

Máster Universitario en Avances en Calidad y Tecnología Alimentaria

Módulo

Módulo I: Tecnología de los Alimentos

Rama

Ciencias de la Salud

Centro Responsable del título

Escuela Internacional de Posgrado

Semestre

Anual

Créditos

3

Tipo

Optativa

Tipo de enseñanza

Presencial

Profesorado

  • Rocío Morales Medina
  • María Del Mar Muñio Martínez

Horario de Tutorías

Rocío Morales Medina

Email
  • Tutorías 1º semestre
    • Martes 9:00 a 10:30 (Dpto. Iq)
  • Tutorías 2º semestre
    • Lunes 9:00 a 10:30 (Dpto. Iq)

María Del Mar Muñio Martínez

Email
  • Primer semestre
    • Martes 11:30 a 14:00 (Dpto. Iq)
    • Martes 9:00 a 10:30 (Dpto. Iq)
    • Miércoles 9:00 a 10:30 (Dpto. Iq)
    • Jueves 9:00 a 9:30 (Dpto. Iq)
  • Segundo semestre
    • Martes 10:00 a 13:00 (Dpto. Iq)
    • Miércoles 10:00 a 13:00 (Dpto. Iq)

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)

  •  Cinética enzimática en medios no acuosos.
  •  Actividad y estabilidad enzimática.
  •  Síntesis de esteres: mecanismo y cinética
  •  Transformación de triacil-gliceroles por acidólisis, alcoholisis e interesterificación
  •  Biorreactores con enzimas inmovilizadas en medios no acuosos.
  •  Soportes utilizados, Lipasas comerciales inmovilizadas
  •  Biorreactores de lecho fijo. Recirculación
  •  Biorreactores de dispersión (slurry)
  •  Simulación y optimización del funcionamiento del biorreactor
  •  Aplicaciones de los lípidos estructurados.
  •  Lípidos estructurados por acidólisis con ácidos grasos de cadena corta.
  •  Lípidos estructurados funciones, MLM, con ácidos grasos poli-insaturados en posición 2.

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Competencias

Competencias Básicas

  • CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  • CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  • CB8. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
  • CB9. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
  • CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Competencias Generales

  • CG01. Adquirir destrezas teóricas y experimentales avanzadas en el área de Calidad y Tecnología Alimentaria, y saber aplicar los conceptos, principios, teorías o modelos adquiridos en el Máster en el campo académico, de la investigación y de la innovación tecnológica. 
  • CG02. Capacidad de integrar los conocimientos avanzados adquiridos para gestionar y diseñar actividades en el campo de la Calidad y Tecnología de los Alimentos. 
  • CG03. Capacidad para actualizar el conocimiento, realizando un análisis crítico, evaluación y síntesis de ideas nuevas y complejas en los diversos aspectos de la Calidad y Tecnología Alimentaria, abarcando niveles más integradores y multidisciplinares. 
  • CG04. Elaborar adecuadamente y con cierta originalidad proyectos de trabajo o artículos científicos relacionados con la Calidad y Tecnología Alimentaria. 
  • CG05. Capacidad para recibir y transmitir información especializada en lengua inglesa en el área de Calidad y Tecnología Alimentaria con un nivel de competencia similar al B1 del Consejo de Europa. 

Competencias Específicas

  • CE01. Aplicar los conocimientos científicos y técnicos más avanzados adquiridos en el máster a la producción y elaboración de nuevos alimentos 
  • CE02. Ser capaz de diseñar un alimento nuevo integrando aspectos tecnológicos y económicos, de seguridad alimentaria, nutricionales y sensoriales, teniendo en cuenta los criterios establecidos por la legislación 
  • CE03. Identificar y valorar las mejoras nutricionales y/o organolépticas que supone la incorporación de nuevas tecnologías a la transformación de materias primas y diseño de nuevos alimentos 
  • CE05. Capacidad para asesorar científica y técnicamente a los organismos oficiales, las industrias alimentarias y a las organizaciones de consumidores sobre los avances nutricionales y tecnológicos. 
  • CE16. Formarse en fundamentos y técnicas de investigación relacionadas con la alimentación, tecnología de los alimentos, nuevos procesos y calidad y seguridad alimentaria 
  • CE18. Aplicación de la tecnología de las enzimas a la industria alimentaria 
  • CE19. Plantear e interpretar experimentos con vistas a la obtención de la ecuación cinética de un proceso enzimático en sistemas multifásicos y a diseñar y poner en operación el biorreactor necesario 

Competencias Transversales

  • CT01. Mostrar interés por la calidad y la excelencia en la realización de diferentes tareas. 
  • CT04. Ser capaz de trabajar en equipos interdisciplinarios para alcanzar objetivos comunes desde campos expertos diferenciados. 

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

  • Conocer el desarrollo de modelos cinéticos para procesos enzimáticos.
  • Conocer la aplicación de los modelos de biorreactores con enzimas inmovilizadas.
  • Conocer las aplicaciones de los lípidos estructurados en Nutrición y Alimentación.

Programa de contenidos Teóricos y Prácticos

Teórico

BLOQUE I: Cinética enzimática en medios no acuosos

  • Síntesis de esteres: mecanismo y cinética
  • Biocatálisis en líquidos iónicos
  • Transformación de triacil-gliceroles por acidólisis, alcoholisis e interesterificación

BLOQUE II: Biorreactores con enzimas inmovilizadas en medios no acuosos

  • Soportes utilizados. Lipasas comerciales inmovilizadas
  • Biorreactores de lecho fijo. Recirculación
  • Biorreactores de dispersión (slurry)
  • Simulación y optimización del funcionamiento del biorreactor

BLOQUE III: Aplicaciones de los lípidos estructurados

  • Lípidos estructurados por acidólisis con ácidos grasos de cadena corta.
  • Lípidos estructurados funciones, MLM, con ácidos grasos poliinsaturados en posición 2.

Práctico

Seminario I: Métodos analíticos para seleccionar el sustrato

  • Caracterización y selección de sustratos: total contenido de aceite, porcentaje de especies (MAG, DAG, TAG, ácidos grasos) y su composición, regiodistribución de los ácidos grasos.
  • Ejercicios prácticos para seleccionar al sustrato más adecuado para reacciones de acidolisis, alcoholisis o interesterificación teniendo en cuenta su caracterización empleando bibliografía internacional de la base de datos Scopus o similar.

Seminario II: Producción de concentrados de Omega-3 métodos enzimáticos

  • Descripción de los procesos llevados a cabo para concentrar Omega -3 e identificación de los casos en que esta etapa es necesaria en función del sustrato y la enzima elegidos.
  • Estudios de casos para aplicar los conceptos adquiridos de cinética química en medios no acuosos, regioselectividad de enzimas y composición del sustrato.

Seminario III: Caso práctico de producción de lípido estructurado MLM a partir de aceite de pescado

  • Diseño grupal del proceso teniendo en cuenta rendimientos por etapa, estado oxidativo.
  • Análisis de los distintos procesos enzimáticos manejando bibliografía internacional de la base de datos Scopus o similar y selección del más adecuado.

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • Tramper, J., Vermüe, M.H., Beeftink, H.H. y von Stockar (Editores) (1992): “Biocatalysis in non-conventional media”, Progress in Biotechnology, Vol. 8, Elsevier.

Bibliografía complementaria

  • Camacho Rubio, F; Robles, A; Camacho, B; González PA; Esteban L; Molina E (2007): Modeling of the kinetic for the acidolysis of different triacylglycerols and caprylic acid catalyzed by Lipozyme IM immobilized in packed bed reactor Chem. Eng. Sci., 62 (12): 3127-3141.
  • Camacho Rubio, F; Robles, A; González, PA; Camacho B; Esteban L; Molina E (2006): Mechanistic model for the lipase-catalyzed alcoholysis of triacylglycerols Appl. Cat. A-General, 301 (2): 158-168.
  • Dordick, J.S. (1992): Designing enzymes for use in organic solvents, Biotechnol. Progress, 8, 259-267.
  • Esteban, L., Muñío, M., Robles, A., Hita, E., Jiménez, M.J., González, P.A., Camacho, B., Molina, E. 2009: Synthesis of 2-monoacylglycerols (2-MAG) by enzymatic alcoholysis of fish oils using different reactor types. Biochemical Engineering Journal, 44 (2-3), 271-279.
  • Haraldsson, G.G., Kristinsson, B., Sigurdardottir, R., Gudmundsson, G.G. y Breivik, H. (1997): The preparation of concentrates of eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid by lipase-catalized transesterification of fish oil with ethanol, J. Am. Oil Chem. Soc., 74, 1419-1424.
  • Malcata, F.X., Reyes, H.R., Garcia, H.S., Hill, C.G. y Amundson, C.H. (1992): Kinetics and mechanisms of reactions catalysed by immobilized lipases, Enzyme Microb. Technol., 14, 426-446.
  • Moreno, PAG; Medina, AR; Camacho Rubio, F; Paez BC; Grima EM (2004): Production of structured lipids by acidolysis of an EPA-enriched fish oil and caprylic acid in a packed bed reactor: Analysis of three different operation modes Biotech. Progress, 20 (4): 1044-1052.
  • Moreno, PG; Medina, AR; Camacho Rubio, F; Camacho B; Esteban L; Molina E (2005): Production of structured triacylglycerols in an immobilised lipase packed-bed reactor: batch mode operation J. Chem. Tech. Biotech., 80 (1): 35-43.
  • Morales-Medina, R., García-Moreno, P.J., Pérez-Gálvez, R., Muñío, M.M., Guadix, A., Guadix, E.M. (2015) Seasonal variations in the regiodistribution of oil extracted from small-spotted catshark and bogue. Food and Function. 6, 2646-2652
  • Morales-Medina, R., Munio, M.M., Guadix, A., Guadix, E.M.  Development of an up-grading process to produce MLM structured lipids from sardine discards (2017) Food Chemistry, 228, 634-642.
  • Morales-Medina, R., Muñio, M., Guadix, A., Guadix, E.M. and Camacho, F. (2018) A lumped model of the lipase catalyzed hydrolysis of sardine oil to maximize polyunsaturated fatty acids content in acylglycerols. Food Chemistry, 240, 286-294.
  • Muñío M.M., Robles A., Esteban L., González P.A. y Molina E. 2009: Synthesis of structured lipids by two enzymatic steps: ethanolysis of fish oils and esterification of 2-monoacylglycerols. Process Biochemistry, 44 (7): 723-730.
  • Muñío M.M., Esteban L., Robles A., Hita E., Jiménez M.J., González P.A., Camacho B. y Molina E. 2008: Synthesis of 2-monoacylglycerides rich in polyunsaturated fatty acids by ethanolysis of fish oil catalyzed by 1,3 specific lipases. Process Biochemistry, 43 (10): 1033-1039
  • Mu, H., Xu, X. y Hoy, C.E. (1998): Production of Specific-Structured Triacylglycerols by Lipase Catalized Interesterification in a Laboratory-Scale Continuous Reactor, J. Am. Oil Chem. Soc., 75, 1187-1193.
  • Paez, BC; Medina, AR; Camacho Rubio, F; Moreno PG; Grima EM (2003): Modeling the effect of free water on enzyme activity in immobilized lipase-catalyzed reactions in organic solvents Enz. Micro. Technol., 33 (6): 845-853.
  • Paez, BC; Medina, AR; Camacho Rubio, F; Cerdan LE; Grima EM (2003): Kinetics of lipase-catalysed interesterification of triolein and caprylic acid to produce structured lipids J. Chem. Technol. Biotech., 78 (4): 461-470.
  • Pawongrat, R., Xu, X; H-Kittikun, A. (2008) Physico-enzymatic production of monoacylglycerols enriched with very-long-chain polyunsaturated fatty acids. J Sci Food Agric 88:256–262
  • Rubio-Rodriguez, N; Beltran, S; Jaime, I; De, Diego S. M; Sanz, M. T; Carballido, J. R. (2010) Production of omega-3 polyunsaturated fatty acid concentrates: A review. Innovative Food Sci. Emerging Technol, 11, 1-12
  • Xu, X. (2000). Production of specific-structured triacylglycerols by lipase-catalyzed reactions: a review. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 287–303
  • Zaks, A. y Klibanov, A.M. (1988): Enzymatic catalysis in nonaqueous solvents, The J. of Biol. Chem., 263, 3194-3201 y The effect of water on enzyme action in organic media, The J. of Biol. Chem., 263, 8017-8021.

Enlaces recomendados

  • Biblioteca de la Universidad de Granada
    • http://www.ugr.es/~biblio/
  • Libros Electrónicos de Ingeniería
    • http://www.engineeringvillage2.org/controller/servlet/Controller?EISESSION=1_94257f12723b9fc20M2f92ses3&CID=ebookSearch&database=131072

Metodología docente

  • MD01 Lección magistral 
  • MD02 Aprendizaje colaborativo (enseñanza en grupo) 
  • MD03 Aprendizaje autónomo (búsquedas, etc...) 
  • MD05 Aprendizaje basado en problemas 

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)

Evaluación Ordinaria

La evaluación ordinaria se llevará a cabo de la siguiente forma:

  • Prueba final integradora de los contenidos teórico-prácticos del curso (50%)
  • Participación en debates en clase y asistencia (30%)
  • Realización, debate y defensa de trabajos autónomos (20%)

Evaluación Extraordinaria

La evaluación extraordinaria se llevará a cabo de la siguiente forma:

  • Prueba final integradora de los contenidos teórico-prácticos del curso (100%)

Evaluación única final

La evaluación única final se llevará a cabo de la siguiente forma:

  • Prueba final integradora de los contenidos teórico-prácticos del curso (100%)

Información adicional