Vai al contenuto principale
Coronavirus: aggiornamenti per la comunità universitaria / Coronavirus: updates for UniTo Community
Oggetto:
Oggetto:

CHIMICA DEGLI ALIMENTI E METABOLITII NATURALI BIOATTIVI

Oggetto:

Food Chemistry and Bioactive Natural Metabolites

Oggetto:

Anno accademico 2021/2022

Codice attività didattica
INT0703
Docenti
Prof. Cinzia Margherita Bertea (Titolare del corso)
Prof. Claudio Medana (Titolare del corso)
Corso di studio
[f090-c506] SCIENZE DEGLI ALIMENTI E DELLA NUTRIZIONE UMANA
Anno
1° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
10
SSD attività didattica
BIO/04 - fisiologia vegetale
CHIM/01 - chimica analitica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Orale
Tipologia unità didattica
corso
Prerequisiti
Conoscenze approfondite di chimica inorganica, organica e biochimica

Extensive knowledge of inorganic and organic chemistry and biochemistry
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Obiettivi formativi

 

L'insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi formativi del corso di studi in Scienze degli Alimenti e della Nutrizione Umana fornendo conoscenze approfondite e aggiornate riguardanti la composizione e le proprietà nutrizionali degli alimenti, compresi i metaboliti naturali bioattivi (nutraceutici), composti importanti per le loro applicazioni nel settore alimentare.

L’obiettivo di questo insegnamento è quello di fornire un quadro approfondito dei costituenti alimentari e del loro ruolo nel determinarne le proprietà esterne (forma, colore, consistenza), le proprietà organolettiche (aroma e sapore) e la conservabilità. Inoltre indaga a fondo le trasformazioni chimiche che si verificano in seguito ai trattamenti termici tipici della cottura. Il modulo di Chimica degli alimenti intende fornire una visione globale del quadro chimico degli alimenti, delle relazioni esistenti tra composizione chimica e proprietà nutrizionali, aspetto esteriore, consistenza, aroma, sapore e delle procedure analitiche necessarie sia per controllo qualità che per ricerca e sviluppo. Dettagli sulle classi di composti coinvolte in fenomeni di trasformazione/degradazione a seguito di conservazione o processamento. Il modulo Metaboliti Naturali Bioattivi ha la finalità di approfondire i processi biochimici connessi alle vie metaboliche che portano alla formazione di quei metaboliti, prevalentemente di origine vegetale, che abbiano interesse come composti bioattivi alimentari. Inoltre fornisce agli studenti una base adeguata per la comprensione delle problematiche connesse alle varie strategie tecnologiche per la produzione e l’incremento di metaboliti naturali bioattivi ad alto valore aggiunto nei prodotti agro-alimentari, nonché una preparazione teorico-pratica sulle principali tecniche impiegate nello studio di questi prodotti naturali.

 

The course contributes to the achievement of the educational objectives of the course of study in Food Sciences and Human Nutrition by providing in-depth and updated knowledge regarding the composition and nutritional properties of foods, including natural bioactive metabolites (nutraceuticals), important compounds for their applications in the food sector.
The aim of this course is to provide an in-depth picture of the food constituents and their role in determining the external properties (shape, color, texture), the organoleptic properties (aroma and flavor) and shelf life. Furthermore thoroughly investigates the chemical transformations that occur following the heat treatments typical of the cooking. The Food Chemistry module aims to provide an overview of the chemical framework of food, of the relationship between chemical composition and nutritional properties, appearance, texture, aroma, flavor and analytical procedures necessary both for quality control and for research and development. Details on the classes of compounds involved in the phenomena of transformation / degradation as a result of storage or processing. The module Bioactive Natural Metabolites aims to investigate the biochemical processes associated with the metabolic pathways that lead to the formation of these metabolites, mainly of plant origin, such as bioactive compounds that have an interest in food. In addition, students will be provided an adequate basis for understanding the issues related to the various technological strategies for the production and the increase of natural bioactive metabolites with high added value in the agro-food products, as well as a theoretical and practical preparation of the main techniques used in the study of these natural products.

 

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

 

Conoscenza e capacità di comprensione

Alla fine di questo insegnamento lo/la studente/essa dovrà saper:

  • riconoscere i costituenti maggioritari e minoritari negli alimenti e dei loro ruoli funzionali
  • collegare i processi di conservazione e trasformazione degli alimenti alle proprietà dei loro costituenti chimici
  • gestire un patrimonio di idee di base a cui fare riferimento in maniera autonoma per interpretare processi di trasformazione (senescenza, inquinamento, variazioni proprietà organolettiche) sia di materie prime che di prodotti finiti; 
  • utilizzare un linguaggio descrittivo delle problematiche alimentari chiaro e rigoroso senza eccessivo ricorso all’utilizzo di termini tecnici.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Alla fine di questo insegnamento lo/la studente/studentessa saprà:

  • acquisire competenze teoriche e operative con riferimento alla biologia degli organismi vegetali, aspetti chimici/biochimici, aspetti nutrizionali e farmacologici
  • collegare i processi di conservazione e trasformazione degli alimenti alle proprietà dei loro costituenti chimici
  • utilizzare le conoscenze acquisite per interpretare processi di trasformazione (senescenza, inquinamento, variazioni proprietà organolettiche) sia di materie prime sia di prodotti finiti.  
  • applicare metodologie di analisi chimiche, biochimiche, biomolecolari e biotecnologiche
  • applicare procedure metodologiche e strumentali ad ampio spettro per la ricerca nell’ambito della scienza degli alimenti
  • interpretare i dati raccolti

Autonomia di giudizio

Alla fine di questo insegnamento lo/la studente/essa saprà:

  • discutere in gruppo e con il docente il contenuto di pubblicazioni scientifiche nell’ambito della chimica degli alimenti
  • operare seguendo le condizioni di sicurezza in laboratorio
  • valutare ed interpretare dati sperimentali di laboratorio

Capacità di apprendimento

Alla fine di questo insegnamento lo/la studente/essa sarà in grado di:

  • utilizzare in modo corretto i termini specifici della chimica degli alimenti
  • esporre articoli scientifici legati alla chimica degli alimenti
  • avere adeguate competenze e strumenti per l’elaborazione e presentazione dei dati, sapendo individuare le criticità del processo
  • acquisire la capacità di lavorare in gruppo.

Tale abilità verrà sviluppata mediante il coinvolgimento attivo degli/delle studenti/esse attraverso discussioni orali in aula ed in laboratorio

 

Knowledge and understanding ability

At the end of this course the student will able to:

  • recognize the major and minor constituents in foods and their functional roles
  • connect the preservation and processing of food to the properties of their chemical constituents
  • have basic ideas of the transformation processes (aging, contamination, changes in organoleptic properties) both of raw materials and end products
  • use a descriptive language about food issues clear and rigorous without excessive recourse to the use of technical terms

Ability to apply Knowledge and understanding

At the end of this course the student will be able to:

  • acquire theoretical and operative skills related to the biology of plant organisms, chemical/biochemical, nutritional and pharmacological aspects
  • connect the preservation and processing of food to the properties of their chemical constituents
  • apply the knowledge in order to make interpretation of the transformation processes (aging, contamination, changes in organoleptic properties) both of raw materials and end products.
  • apply biochemical, molecular and biotechnological methodologies.
  • apply a broad spectrum methodological and instrumental  procedures for the research in the field of food science
  • give an interpretation of the collected data

 Making Judgements

At the end of this course the student will be able to:

  • discuss with both the class and the teacher scientific articles in the food chemistry field
  • operate following laboratory safety rules
  • evaluate and interpret laboratory experimental data

Learning ability

At the end of this course the student will be able to:

  • correctly manage chemical terms
  • present scientific articles in the food chemistry field
  • use adequate skills and tools for data processing and presentation, knowing how to identify the critical aspects of the process
  • acquire the capability of working in team

This capability will be developed through the active involvement of students in oral discussions in the classroom and in the laboratory

Oggetto:

Programma

 

Modulo Chimica degli Alimenti:

  •  Acqua, attività dell'acqua e conservabilità
  • Zuccheri e polisaccaridi
  • Lipidi
  • Proteine e Vitamine
  • Aromi
  • Colori
  • Conservanti
  • Sostanze indesiderabili.

Modulo Metaboliti Naturali Bioattivi:

  • Introduzione generale: distribuzione e biodiversità dei metaboliti naturali bioattivi
  • Produzione dei metaboliti bioattivi e loro siti di sintesi ed accumulo
  • Ruolo ecologico dei metaboliti naturali bioattivi
  • Biosintesi dei metaboliti bioattivi di origine vegetale: composti fenolici, terpeni e composti contenenti azoto
  • Le proprietà delle piante alimentari. Tabelle dei valori nutrizionali di frutta e verdura. Principali fitochimici presenti nelle piante alimentari e loro effetto biologico
  • Le alghe come fonte alimentare 
  • Le piante geneticamente modificate (piante OGM): aspetti nutrizionali.
  • Biodisponibiltà e bioassorbimento di alcuni metaboliti bioattivi
  • Applicazione dei metaboliti bioattivi nel settore alimentare. Esempi di alimenti e bevande funzionali e funzionalizzati.
  • Esercitazioni di laboratorio: determinazione dell’attività antiossidante di un campione biologico: estrazione e quantificazione spettrofotometrica dei composti fenolici totali in frutta, verdura e prodotti alimentari.
  • Esercitazioni di laboratorio: tecniche biomolecolari per la detection di OGM in alimenti di origine vegetale  

 

Food chemistry

  • Water, water activity and food shelf life
  • Sugars and Polysaccharides 
  • Lipids
  • Proteins and vitamins
  • Aroma compounds
  • Colors
  • Preservatives
  • Food contamination

Bioactive Natural Metabolites

  • General introduction: distribution and biodiversity of natural bioactive metabolites
  • Production of bioactive metabolites and sites of synthesis and accumulation
  • Ecological role of bioactive metabolites
  • Biosynthesis of bioactive metabolites of plant origin: phenolic compounds, terpenoids and nitrogen-containing compounds. 
  • Food plant properties. Fruit and vegetable nutritional charts. Phytochemicals in food plants
  • Algae as a food source
  • Genetically modified (GM) plants: nutritional aspects.
  • Bioavailability and biosorption of some bioactive metabolites
  • Application of bioactive natural compounds in the food sector. Examples of functional and functionalized foods and bevarages.
  • Laboratory exercises: determination of the antioxidant activity of a biological sample: extraction and spectrophotometric quantification of total phenolic compounds in fruits, vegetables and food products.
  • Laboratory exercises: biomolecular techniques for the detection of genetically modified organisms (GMOs) in foods of plant origin.
Oggetto:

Modalità di insegnamento

 
Per raggiungere gli obiettivi formativi di questo insegnamento, si utilizzano lezioni teoriche (68 ore) ed esercitazioni di laboratorio svolte a piccoli gruppi (24 ore per il modulo Metaboliti Naturali Bioattivi). Le lezioni magistrali sono supportate da presentazioni (ppt) con illustrazioni grafiche. Le esercitazioni di laboratorio prevedono la partecipazione attiva degli/delle studenti/esse e comprendono analisi chimiche e biomolecolari di matrici di origine vegetale. La frequenza alle lezioni e alle esercitazioni pratiche è obbligatoria nella misura del 60% delle ore.

Si prevede di erogare le attività didattiche in presenza, compatibilmente con l’evoluzione dell’emergenza sanitaria COVID19 e con le disposizioni in materia di sicurezza. In particolare le attività di laboratorio verranno svolte a piccoli gruppi e concentrate alla fine del semestre in ottemperanza con le disposizioni in materia di COVID19. In ogni caso, l'attività didattica sarà garantita in modalità telematica, comprese le attività pratiche di esercitazioni in laboratorio.

Pertanto, questo insegnamento affiancherà al maggior numero possibile di ore in presenza per ogni studente la didattica telematica, secondo le modalità e i tempi che verranno comunicati dal docente compatibilmente con il tipo di attività, la numerosità degli studenti e le disposizioni di carattere sanitario.

 
To achieve the educational objectives of this course, theoretical lectures (68 hours) and laboratory exercises carried out in small groups (24 hours). Theoretical lectures are supported by ppt presentations with graphic illustrations. The pratical part of the course (lab execises) involves the active participation of students and includes chemical and biomecolar analyses carried out on matrices of plant origin. Lectures and laboratory practical activities are mandatory (60% of the total hours).

It is expected to provide lessons in presence, compatibly with the health emergency COVID19. In particular, laboratory activities will be provided in presence, in small groups and at the end of the semester.  In any cases, online teaching materials will be granted, including laboratory practical activities.

As a consequence, alongside a number of hours in presence for each student, this course will include online teaching. Detailed information will be provided by the teacher based on the type of activity, the number of students and public health recommendations.

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

 

Modulo Chimica degli Alimenti: la prova finale di questo modulo è scritta e consiste di trentacinque brevi domande sull'intero programma svolto a lezione (in 45 minuti). Le domande mirano a valutare la comprensione dei principi fondamentali della chimica delle molecole alimentari e del loro ruolo nell'alimentazione. Ogni risposta viene valutata con un voto da 0 a 1 e la valutazione complessiva per questo modulo viene calcolata come somma.

Modulo Metaboliti Naturali Bioattivi: la prova finale di questo modulo è orale e consiste di quattro domande sull'intero programma svolto a lezione. Le domande mirano a valutare la comprensione dei principi fondamentali della chimica delle molecole bioattive e del loro ruolo nell'alimentazione e la capacità dello/a studente/essa di esprimere i concetti in forma orale utilizzando la giusta terminologia. Ogni risposta viene valutata con un voto da 0 a 30 e la valutazione complessiva per questo modulo viene calcolata come media matematica.

A causa dell'emergenza sanitaria dovuta a COVID 19 le modalità di esame sono state riorganizzate secondo due alternative: o in presenza (se le disposizioni in materia di salute pubblica lo consentiranno) o in remoto, tramite le piattaforme di didattica online. I docenti forniranno tutte le informazioni a riguardo prima di ogni appello.

Voto finale: La media matematica tra le valutazioni dei due moduli darà la valutazione finale per l'insegnamento.

 

Food Chemistry Module: the final examination of this module is a written test consisting of 30+5 short questions related to the entire syllabus. Each answer is evaluated as a mark between 0 and 1 and the mathematical sum is used as the global evaluation of theis module.

Bioactive Natural Metabolites Module: the final examination of this module is a written test consisting of 3 questions related to the entire syllabus. The questions are addressed to understand the basic principles of the chemistry of food molecules and their role in nutrition. Each answer is evaluated as a mark between 0 and 30 and the mathematical average is used as the global evaluation of this module.

Due to the COVID 19, examination modalities have been reorganized in two alternatives: either in presence (as long as public health dispositions allow it) or trough online teaching platforms. Teachers will provide detailed information before each exam session.

Final grade: the mean between the grades obtained in each module gives the final evaluation for the course.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

 

  • H.D. Belitz, W. Grosch, P. Schieberle. Food Chemistry (2009). 
  • Massimo Maffei. Molecole Bioattive delle Piante (2015).
  • Taiz-Zeiger. Elementi di Fisiologia Vegetale. Capitolo 9. Piccin (2013).
  • Dispense, slides e articoli di approfondimento disponibili sul sito internet del corso di laurea

 

  • H.D. Belitz, W. Grosch, P. Schieberle. Food Chemistry (2009). 
  • Massimo Maffei. Molecole Bioattive delle Piante (2015).
  • Taiz-Zeiger. Elementi di Fisiologia Vegetale. Capitolo 9. Piccin (2013).
  • Handouts, slides and scientific papers available as online materials

 



Registrazione
  • Aperta
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 12/07/2021 15:17
    Non cliccare qui!