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Academic Year/course: 2018/19

446 - Degree in Biotechnology

27133 - Wine Biochemistry and Microbiology


Syllabus Information

Academic Year:
2018/19
Subject:
27133 - Wine Biochemistry and Microbiology
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
446 - Degree in Biotechnology
ECTS:
6.0
Year:
4
Semester:
First semester
Subject Type:
Optional
Module:
---

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

Achievements of learning objectives will be monitored through the following tasks:

1) Participation in the practical course:  submission of a Laboratory Notebook, and report on a winery.

The practical course will be based on problem-based learning, hence students will learn how to investigate practical cases such as identification of yeast isolates, detection of contaminant microorganisms, determination of microbiological features of oenological interest, chemical and sensorial inspection of fermenting musts for detecting deviations, etc. Students will record all activities in a Laboratory Notebook, including protocols, results, critical discussion and rationale for next experiments.

Laboratory Notebooks will be marked from 0 to 10, and this will contribute a 30% to the final mark of the subject.

Criteria for assessment Laboratory Notebooks are the following:

  • Does it describe methods precisely?
  • Does it discuss results conveniently?
  • When designing a new experiment, is it in agreement with previous results and with the final aim of the course?
  • Are there cross-references in the Laboratory Notebook?

The practical course will include as well a visit to a winery. Students will submit  a report after the visit to the winery, which will be marked from 0 to 10, and this will contribute a 5% to the final mark of the subject.

2) Individual seminars:  written report and oral presentations

Students will work on a specific topic, suggested either by the teachers or by the students themselves (upon agreement with the teachers). The teachers will help students in looking for information, and critically reviewing its relevance. Finally, students will present a written report and present orally their work in front of the class.

Submission of this written report along with the oral presentation will be compulsory for succeeding in this subject. This will be marked from 0 to 10 and this will contribute a 15% to the final mark of the subject.

Criteria for assessment reports and presentations are the following:

About the report:

  • Is it clearly structured in introduction, methods, results, discussion, conclusions and bibliography?
  • Does it describe clearly and properly the topic under investigation?
  • Are methods described clearly?
  • Presentation of results, is this done in a sequential and logical order?
  • Does the student suggest any original alternative when discussing results?
  • About bibliography, it is adequate and updated?

About the oral presentation:

  • Has it been presented clearly, and ordered?

3) Written exam

 The exam will include a series of questions about the topics presented during the course (practical and theoretical). Study materials will be available at Moodle2, Anillo Digital Docente, Universidad de Zaragoza (https://moodle2.unizar.es/add/).

  • Introduction and key concepts: history and microbiological foundations of wine-making.
  • Prokaryotic and Eukaryotic cells. Taxonomy, structure and genetics. Microbial growth.
  • Wine-making techniques: grapes and wine quality
  • Components in grapes and wine: analysis and relevance.
  • Using sulphur dioxide as antioxidant and antiseptic
  • Fermentations: culturing and working with microorganisms in the laboratory
  • Microorganisms: ecology, identification and characterisation. Yeast: Saccharomyces cerevisiae and other yeasts. Lactic acid bacteria. Acetic acid bacteria. Fungi.
  • Wine spoilage due to microorganisms (yeast, bacteria, fungi). Microbial analysis of wine. Preservation of wines and control of microbial growth.
  • Genetic improvement of microorganisms interesting for oenology. Applied microbiology of wine-making.

The written exam will be marked from 0 to 10 points and this will contribute a 50% to the final mark of the subject; a minimum mark of 5 points will be required in order to pass this subject.

Total or partial fraud or plagiarism in any of the evaluation tests will result in the immediate termination of the course for the student, who will get the lowest mark. Disciplinary actions will be undertaken, according to the University regulations on the field.

4.1. Methodological overview

This course is scheduled starting from an intensification of theoretical knowledge acquired an eminently practical and applied orientation. It is intended that students are able to apply in practice those theoretical and practical knowledge they have acquired in the course.

To achieve this, the theoretical, visit and practical classes are interleaved to optimize the learning process, reducing the time from students acquire theoretical knowledge until applied in the laboratory. This strategy progressively adapts to solve practical problems involved ultimately more applied part of the course, and a way of bringing students to situations that would confront in a job in the field of biochemistry and microbiology oenology.

Students are expected to participate actively in class throughout the semester. Further information regarding the course will be provided on the first day of class.

4.2. Learning tasks

The course will address the following task: 

  • Lectures. Presencial. 30 hours. They are presented to students basic theoretical knowledge of the subject
  • Laboratory practice sessions. Presencial. 20 hours.
  • Special practical classes. Presencial. 5 hours.
  • Redaction and exposition. Presencial, 5 hours. No presencial, 22 hours. This activity is that students collect information on a particular topic, aided by the teacher. The analysis of information should lead to the development of a structured in Introduction, Methods, Results, Discussion, Conclusions, and Bibliography work. Professor monitor at all times the individual work of students by scheduling tutoring sessions.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics: 

  • Topic 1. Introduction. Experiencing wine making.
  • Topic 2. Wine making. Grape berries and quality of wine.
  • Topic 3. Chemical composition of wine. Analysis and significance.
  • Topic 4. Sulphur dioxide in oenology.
  • Topic 5. Yeast and alcoholic fermentation. Historical overview.
  • Topic 6. Basic biology of yeast. 
  • Topic 7. Starter cultures. Natural and inoculated fermentations
  • Topic 8. Biochemistry of alcoholic fermentation.
  • Topic 9. Wine spoilage by yeast
  • Topic 10. Lactic acid bacteria. Starter cultures. Biochemistry of malolactic fermentation
  • Topic 11. Wine spoilage by lactic acid bacteria
  • Topic 12. Biochemistry of aromatic compounds in wine.
  • Topic 13. Using enzymes in oenology.
  • Topic 14: Fermentations for sparkling and sherry wines 
  • Topic 15. Wine spoilage by acetic acid bacteria. Vinegar.
  • Topic 16. Wine spoilage by filamentous fungi
  • Topic 17. Yeast genomics. Oenological biotechnology.
  • Topic 18. Cases of applied oenological microbiology.

Special practical course. Visit to a winery.

Practical course

  • Wine and must physic-chemical analysis
  • Monitoring microbes during wine fermentation
  • Isolation and identification of fermenting yeast
  • Starter cultures for wine fermentation
  • Detection of spoilage microorganisms

4.4. Course planning and calendar

For students enrolled in the subject, places, times and dates of lectures, visit and practical sessions will be public via Notice Board advertisements of the grade on the platform Moodle at the University of Zaragoza, https://moodle2.unizar.es/add/,  and in the moodle page for the course. These routes will be also used to communicate enrolled students their distribution by groups of practical sessions, which will be organized by the coordination of degree.

Provisional dates will be available on the website of the Faculty of Sciences in the corresponding section of the Degree in Biotechnology: https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia.

In this web there will be also available the dates of exams.


Curso Académico: 2018/19

446 - Graduado en Biotecnología

27133 - Bioquímica y microbiología enológicas


Información del Plan Docente

Año académico:
2018/19
Asignatura:
27133 - Bioquímica y microbiología enológicas
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
446 - Graduado en Biotecnología
Créditos:
6.0
Curso:
4
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Módulo:
---

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El objetivo general de la asignatura de Bioquímica y Microbiología Enológicas es que los alumnos adquieran una visión específica de la implicación de los procesos bioquímicos y los microorganismos en un proceso industrial de notable interés económico, como lo es la producción de vino, al mismo tiempo que desarrollen habilidades técnicas específicas de este perfil profesional.

Con las clases teóricas y las prácticas de laboratorio, que estarán basadas en muestras producidas por los alumnos a escala de laboratorio, los alumnos adquirirán los conocimientos y destrezas básicas. Con la visita a una bodega en plena producción, los alumnos trasladarán los conceptos manejados en el aula, a un nivel industrial.Con la elaboración de un trabajo personal, se pretende que los alumnos pongan en práctica los conocimientos adquiridos, y adquieran competencias adicionales relacionadas con la búsqueda de información y su análisis crítico, redacción y comunicación de contenidos científicos, etc.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Durante las clases teóricas y las prácticas de laboratorio, los alumnos adquirirán los conocimientos y destrezas básicas en el campo de la Bioquímica y Microbiología Enológicas, todo ello basado en la experiencia docente, investigadora, y profesional de los profesores en el contexto de esta asignatura. Esta formación se completa con la elaboración de un trabajo escrito y su presentación en la clase, con lo que se pretende que los alumnos pongan en práctica los conocimientos adquiridos en las clases y prácticas de laboratorio. Además, los alumnos aprenden a buscar y valorar información, redacción y comunicación de contenidos científicos, etc. Aprovechando la coincidencia en el tiempo, de la asignatura y la vendimia, se realizará una visita a una bodega en pleno proceso de elaboración de vino. En definitiva, es una asignatura especializada, que ofrece al alumno una ampliación notable de sus conocimientos en un perfil profesional relacionado con el mundo de la enología y con demanda laboral en nuestra Comunidad Autónoma.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

El profesorado de esta asignatura pertenece a las áreas de Microbiología, Bioquímica y Biología Molecular y Química Analítica.

Para cursar esta asignatura es recomendable revisar los conocimientos previos de Bioquímica y Microbiología adquiridos en las asignaturas básicas de estas dos áreas de conocimiento.

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

Conocer procedimientos de análisis de mostos y vinos de cualquier etapa del proceso de elaboración del vino, plantear los métodos a utilizar e interpretar los resultados

Valorar la influencia de los microorganismos en los vinos obtenidos y tomar  decisiones enfocadas a mejorar su calidad y propiedades.

Buscar y analizar información específica

Realizar presentaciones y exposiciones de temas relacionados con el proceso de elaboración del vino

Transmitir conceptos básicos acerca del proceso de elaboración del vino desde el punto de vista bioquímico y microbiológico

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

Planificar un análisis de cualquier etapa del proceso de elaboración del vino, plantear los métodos a utilizar, llevarlos a cabo, e interpretar los resultados.

Identificar los principales factores (bioquímicos y microbiológicos) que intervienen en la fermentación o en las alteraciones de los mostos y vinos y conocer las metodologías a escala de laboratorio y a escala industrial para su control.

Buscar y analizar información específica y transmitir conceptos básicos acerca del proceso de elaboración del vino

Resolver problemas específicos que pueden surgir en un laboratorio de enología, cumpliendo los requisitos de buenas prácticas de laboratorio, controles de calidad, trazabilidad, registro anotado de actividades, etc.

Explicar y argumentar adecuadamente los fundamentos analíticos, bioquímicos y microbiológicos de la producción del vino

Presentar y exponer trabajos realizados de forma individual

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

El sector vinícola representa una parte muy importante de la economía del Valle del Ebro, con innumerables bodegas, cooperativas, Denominaciones de Origen, y otras entidades o asociaciones profesionales, y ofrece empleo a titulados universitarios del ámbito agroalimentario. Para este tipo de profesionales, los conocimientos en Bioquímica y Microbiología Enológica resultan imprescindibles, habida cuenta de la importancia que tienen los procesos microbianos en el resultado final, calidad y propiedades organolépticas de los vinos.

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación

Asistencia a las clases prácticas de la asignatura: presentación de un “Cuaderno de Laboratorio” e informe de la visita a la bodega.

En las clases prácticas, los alumnos guiados por el profesor, resolverán una serie de problemas prácticos, tales como identificación de aislamientos levaduriformes, detección de microorganismos contaminantes, evaluación de parámetros microbiológicos de interés enológico, evaluación química y olfativa de parámetros que permiten controlar de forma rápida la presencia de desviaciones fermentativas. Por tanto, el método que se utilizará en las clases prácticas es el de aprendizaje basado en problemas. Durante el transcurso de las clases prácticas, se pedirá a los alumnos que confeccionen un Cuaderno de Laboratorio, en el que se detallen los procedimientos utilizados cada día, el resultado obtenido, su interpretación, y el razonamiento para plantear el siguiente experimento.

Criterios de valoración y niveles de exigencia

La presentación del Cuaderno de Prácticas se puntuará de 0 a 10 y contribuirá en un 30% a la calificación final. Los criterios para valorar el Cuaderno de Prácticas son los siguientes:

  • ¿describe los métodos utilizados con precisión?
  • ¿interpreta de forma correcta los resultados?
  • ¿los planteamientos de nuevos experimentos, son coherentes con los resultados previos y con los objetivos propuestos?
  • ¿existen referencias cruzadas claras en el Cuaderno de Laboratorio?

Las clases prácticas incluirán también la visita a una bodega. Los estudiantes, después de la visita a la bodega, presentarán un informe que será calificado de 0 a 10 y que contribuirá en un 5% a la nota final de la asignatura.

Presentación y exposición de un trabajo individual

Los trabajos versarán sobre una temática relacionada con la asignatura, que cada alumno concretará con el profesor. El profesor supervisará el trabajo personal del alumno, guiándole en la búsqueda de información y en su valoración. El trabajo deberá presentarse por escrito y posteriormente, presentado y debatido en clase.

Criterios de valoración y niveles de exigencia

La presentación de un trabajo escrito y su presentación ante la clase será obligatoria para superar la asignatura. Se puntuará de 0 a 10 y contribuirá en un 15% a la calificación final.

Los criterios de valoración son los siguientes:

  • ¿el trabajo sigue una estructura coherente en bloques (introducción, métodos, resultados,
  • discusión, conclusiones, bibliografía)?
  • ¿describe de forma clara y adecuada el planteamiento del problema?
  • ¿describe los métodos de forma clara?
  • La descripción de los resultados, ¿sigue un orden lógico y secuencial?
  • ¿aporta ideas originales en la discusión de los resultados?
  • ¿ha utilizado bibliografía abundante y actualizada?
  • ¿la exposición del trabajo en clase ha sido clara y ordenada?

Realización de una prueba objetiva

La prueba consistirá en una serie de preguntas sobre los contenidos (teóricos o prácticos) de la asignatura.

  • Introducción y conocimientos básicos: Historia y fundamentos microbiológicos de la vinificación.
  • Células procariotas y eucariotas. Taxonomía, estructura y genética. Crecimiento microbiano.
  • Técnicas de vinificación: la uva, base de la calidad del vino
  • Componentes de la uva y el vino: análisis y significado
  • Uso del sulfuroso en Enología como antiséptico y antioxidante.
  • Fermentaciones. Técnicas de cultivo y trabajo con microorganismos en el laboratorio.
  • Microorganismos: Ecología, identificación y caracterización. Levaduras. Saccharomyces cerevisiae y otras levaduras. Bacterias lácticas. Bacterias acéticas. Hongos.
  • Alteraciones de los vinos causadas por levaduras, bacterias y hongos. Análisis microbiológico de los vinos. Control microbiológico y conservación.
  • Mejora genética de microorganismos de interés en enología. Microbiología aplicada de las vinificaciones.

Los contenidos de las clases teóricas estarán a disposición de los alumnos en el Anillo Digital Docente (ADD) de la Universidad de Zaragoza

Criterios de valoración y niveles de exigencia

La prueba objetiva se puntuará de 0 a 10 y contribuirá en un 50% a la calificación final. Para superar la asignatura será necesario obtener una nota igual o superior a 5 puntos en esta prueba objetiva.

 

El fraude o plagio total o parcial en cualquiera de las pruebas de evaluación dará lugar al suspenso de la asignatura con la mínima nota, además de las sanciones disciplinarias que la comisión de garantía adopte para estos casos.

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

Esta asignatura está programada para que partiendo de una intensificación de conocimientos teóricos adquiera una orientación eminentemente práctica y aplicada. Se pretende que los alumnos sean capaces de aplicar en la práctica aquellos conocimientos teórico-prácticos que han adquirido en la asignatura.

Para conseguir lo anterior, la visita a la bodega, las clases teóricas y las clases prácticas se intercalan para optimizar el proceso de aprendizaje, reduciendo el tiempo que transcurre desde que los alumnos adquieren los conocimientos teóricos hasta que los aplican en el laboratorio. Esta estrategia, progresivamente, se adapta a la resolución de problemas prácticos que supone en definitiva, la parte más aplicada de la asignatura, y un modo de aproximar a los estudiantes a las situaciones que confrontarían en un trabajo en el ámbito de la bioquímica y microbiología enológica.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

Clases teóricas. Presencial. 30 horas. En ellas se presentan a los alumnos los conocimientos teóricos básicos de la asignatura, que versarán sobre los siguientes temas:

  • Introducción y conocimientos básicos: Historia y fundamentos microbiológicos de la vinificación.
  • Células procariotas y eucariotas. Taxonomía, estructura y genética. Crecimiento microbiano.
  • Composición de la uva y del vino. Análisis y significado
  • Técnicas de vinificación. La uva, la base de la calidad del vino
  • El uso del sulfuroso en enología
  • Fermentaciones. Técnicas de cultivo y trabajo con microorganismos en el laboratorio.
  • Microorganismos: Ecología, identificación y caracterización. Levaduras. Saccharomyces cerevisiae y otras levaduras. Bacterias lácticas. Bacterias acéticas. Hongos.
  • Alteraciones de los vinos causadas por levaduras, bacterias y hongos. Análisis microbiológico de los vinos. Control microbiológico y conservación.
  • Mejora genética de microorganismos de interés en enología. Microbiología aplicada de las vinificaciones.

Clases prácticas de laboratorio. Presencial. 20 horas.

En estas prácticas de laboratorio, los alumnos realizarán las actividades siguientes

  • Preparación de medios de cultivo.
  • Cultivo y observación microscópica de levaduras. Tinciones.
  • Recuento de levaduras y bacterias.
  • Pruebas microbiológicas de interés enológico.
  • Ensayo del factor killer.
  • Microfermentaciones.
  • Seguimiento microbiológico de fermentación.
  • Análisis de mosto y vino. Densidad, grado Baumé, azúcares reductores, pH, acidez total, nitrógeno fácilmente asimilable, grado alcohólico, acidez volátil, sulfuroso.
  • Seguimiento microbiológico de la fermentación espontánea de mosto de uva recién preparado.
  • Aislamiento e identificación de especies fermentativas del mosto.
  • Preparación de cultivos iniciadores o starters de levaduras seleccionadas y bacterias lácticas.
  • Alteraciones de los vinos. Análisis sensorial de defectos producidos por microorganismos alterantes

Prácticas especiales. Visita. Presencial, 5h. Esta actividad consiste en la visita a una bodega en plena campaña de elaboración de vinos. Los alumnos atenderán las explicaciones del enólogo y cuestionarán de forma crítica los aspectos microbiológicos del proceso, ayudados por el profesor.

Presentación y exposición de un trabajo. Presencial, 5 horas; no presencial, 22 horas. Esta actividad consiste en que los alumnos recopilarán información sobre un tema concreto, ayudados por el profesor.

El análisis de la información deberá conducir a la elaboración de un trabajo estructurado en Introducción, Métodos, Resultados, Discusión, Conclusiones, y Bibliografía. El profesor supervisará en todo momento el trabajo individual de los alumnos mediante la programación de sesiones de tutorías.

Finalmente, los trabajos son expuestos y debatidos en clase

Realización de una prueba objetiva. Presencial, 1 hora; no presencial, 67 horas. Al finalizar la asignatura, los alumnos realizarán una prueba objetiva para evaluar la adquisición de conceptos básicos, procedimientos y otros conocimientos, tanto en las clases teóricas como en las prácticas de laboratorio.

 

4.3. Programa

PROGRAMA DE CLASES TEÓRICAS

Tema 1. Presentación. La experiencia de hacer vino

Tema 2. La vinificación. La uva, base de la calidad del vino.

Tema 3. Componentes de la uva y el vino. Análisis y significado

Tema 4. El SO2 en Enología.

Tema 5. La fermentación alcohólica y las levaduras. Antecedentes históricos.

Tema 6. Biología básica de las levaduras.

Tema 7. Fermentación natural o espontánea. Cultivos iniciadores.

Tema 8. Bioquímica de la fermentación alcohólica.

Tema 9. Alteraciones de los vinos causados por levaduras.

Tema 10. Bacterias lácticas. Cultivos iniciadores. Bioquímica de la fermentación maloláctica.

Tema 11. Alteraciones de los vinos causadas por bacterias lácticas. 

Tema 12. Bioquímica de los compuestos aromáticos en el vino.

Tema 13. Uso de enzimas en enología.

Tema 14. Vinificaciones especiales: vinos espumosos y de crianza

Tema 15. Alteraciones causadas por bacterias acéticas. El vinagre.

Tema 16. Deterioros causados por hongos en vinificación.

Tema 17. Genómica de levaduras. Biotecnología enológica.

Tema 18. Casos de microbiología enológica aplicada.

 

PRÁCTICAS ESPECIALES. Visita a una bodega en vendimias.

 

PROGRAMA DE PRÁCTICAS

1. Análisis de mosto y vino. Densidad, grado Baumé, azúcares reductores, pH, acidez total, nitrógeno fácilmente asimilable, grado alcohólico, acidez volátil, sulfuroso.

2.-Seguimiento microbiológico de la fermentación espontánea de mosto de uva recién preparado.

3.-Aislamiento e identificación de especies fermentativas del mosto.

4.-Preparación de cultivos iniciadores o starters de levaduras seleccionadas y bacterias lácticas.

5. Alteraciones de los vinos. Análisis sensorial de defectos producidos por microorganismos alterantes

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

El periodo de clases teóricas y de problemas coincidirá con el establecido oficialmente. Consultar en: https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia.

Los lugares de impartición de las sesiones, el calendario y los grupos de prácticas se establecerán de manera coordinada con el resto de materias a principio de curso. El coordinador confeccionará los grupos de prácticas a principio de curso con el objeto de no producir solapamientos con otras asignaturas.

La distribución temporal de las actividades previstas en esta asignatura será el siguiente:

En primer lugar se impartirán las clases teóricas, junto con la visita a una bodega; que serán seguidas de las prácticas de laboratorio. Posteriormente, se realizará la presentación y exposición de los trabajos. Por último, se hará la prueba objetiva.

El calendario y horarios de la visita, las clases teóricas y prácticas de laboratorio, de la presentación y exposición de trabajos, de la prueba objetiva y de las tutorías, se establecerán en función de lo dispuesto en los horarios de la Facultad de Ciencias y en función de lo que determinen los profesores.

La asignatura se impartirá en el primer cuatrimestre. 

Para aquellos alumnos matriculados los lugares, horarios y fechas de clases teóricas, visita y sesiones prácticas se harán públicos a través del TABLON DE ANUNCIOS DEL GRADO en la plataforma Moodle de la Universidad de Zaragoza  https://moodle2.unizar.es/add/ y en el moodle de la asignatura. Dichas vías serán también utilizadas para comunicar a los alumnos matriculados su distribución por grupos de prácticas que serán organizados desde la Coordinación del Grado.  

Unas fechas provisionales se podrán consultar en la página web de la Facultad de Ciencias en la sección correspondiente del Grado en Biotecnología: https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia.

En dicha web se podrán consultar también las fechas de exámenes en el apartado Grado en Biotecnología.