Obiettivi formativi
Chimica degli Alimenti
Conoscenza e capacità di comprendere
Durante il corso lo studente dovrà acquisire una conoscenza approfondita della
composizione chimica degli alimenti, delle caratteristiche dei diversi componenti,
della loro influenza sulle proprietà dell’alimento, della loro reattività e delle
trasformazioni che subiscono durante i processi tecnologici nonché delle
problematiche analitiche relative alla loro determinazione. Lo studente dovrà
acquisire capacità di correlare ed integrare gli aspetti generali con le caratteristiche
specifiche dei singoli alimenti, comprendendo così la correlazione tra composizione
e qualità e acquisendo la capacità di elaborare le informazioni presenti in etichetta.
Tali conoscenze costituiscono la base per poter operare fattivamente in un contesto
produttivo, di controllo e di analisi, di progettazione di nuovi prodotti e processi.
Competenze
Lo studente dovrà essere in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per
comprendere e prevedere le trasformazioni molecolari negli alimenti a seguito dei
processi tecnologici e della conservazione.
Autonomia di giudizio
Lo studente deve essere in grado di definire quali trasformazioni può subire o si
possono indurre in un alimento e quali sono gli effetti delle diverse formulazioni
sulle proprietà generali e sulla qualità di un prodotto alimentare e di individuare
quali condizioni di processo o di conservazione possono influenzare la qualità
globale del prodotto.
Capacità comunicative
Lo studente dovrà essere in grado di utilizzare in modo appropriato il linguaggio
scientifico ed il lessico specifico della chimica degli alimenti, dimostrando la
capacità di illustrare e trasmettere in forma orale e scritta i concetti acquisiti.
Capacità di apprendimento
Lo studente che ha frequentato il corso sarà in grado di approfondire le proprie
conoscenze in materia di Chimica degli Alimenti, attraverso la consultazione
autonoma di testi specialistici, riviste scientifiche o divulgative, anche al di fuori degli
argomenti trattati strettamente a lezione.
Chimica dei recettori
Al termine del corso, ci si attende che lo studente sia in grado di
Conoscenza e capacità di comprensione: conoscere le basi chimiche e chimico-fisiche che regolano il funzionamento dei recettori; conoscere i meccanismi alla base dell'attivazione o del blocco dei recettori nucleari o di membrana
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: conoscere che tipo di inibizione si verifica a livello recettoriale; applicare le proprie conoscenze all'analisi di rapporto attività-struttura delle più comuni classi di molecole di interesse farmaceutico; ideare e sostenere argomentazioni critiche nel campo della chimica farmaceutica, dimostrando di poter aver un approccio professionale alla disciplina
Autonomia di giudizio: interagire con le tematiche suggerite dal docente e, anche con l'ausilio dei testi consigliati e del materiale didattico, essere capace di formulare giudizi autonomi
Abilità comunicative: esporre in maniera chiara e critica i risultati delle proprie elaborazioni individuali, dimostrando conoscenza delle tematiche di ricerca svolte durante il programma
Capacità di apprendere: riuscire ad appropriarsi di un metodo di studio e di analisi che sia personalizzato ed allo stesso tempo efficace, in maniera da estendere il campo delle proprie conoscenze a diversi ambiti, ed in maniera da rendere la propria preparazione adeguata ad altri insegnamenti di livello superiore
Prerequisiti
Gli studenti devono aver sostenuto gli esami dei corsi di Chimica Generale, Chimica
Organica e Chimica Analitica.
Chimica Organica, Chimica Farmaceutica, Biochimica, Fisiologia, Farmacologia
Contenuti dell'insegnamento
Il corso di Chimica degli Alimenti si compone di una prima parte generale che riguarda la descrizione dei macrocomponenti degli alimenti (acqua, carboidrati,
proteine, lipidi) e delle loro proprietà chimiche, fisiche e tecnologiche, lo studio della
loro reattività generale nonché dei metodi di determinazione per la composizione centesimale dei prodotti alimentari.
La seconda parte del corso prende in considerazione diversi tipi di alimenti di origine animale e vegetale, descrivendone la composizione, i principali metodi di produzione e conservazione e le modificazioni chimiche e fisiche a seguito dei processi tecnologici e della conservazione, nonché gli aspetti analitici legati alla loro
caratterizzazione.
L’ultima parte del corso riguarda argomenti di carattere trasversale, in particolare: cenni relativi agli additivi alimentari ed al loro utilizzo nonché la descrizione delle principali classi di sostanze indesiderabili legate alle problematiche di sicurezza
alimentare.
Il Corso di Chimica dei Recettori si articola nei seguenti contenuti:
1) Struttura dei recettori
- legame recettore/molecola di interesse
- inibizione recettoriale
- Analisi approfondita di particolari classi recettoriali comuni in chimica Farmaceutica
2) I recettori nucleari
- Classificazione
- Struttura
- Basi molecolari
dell'attività
trascrizionale
-definizione di un ormone steroideo
- nomenclatura e struttura chimica degli ormoni steroidei
- biosintesi degli ormoni steroidei
- meccanismo d'azione degli ormoni steroidei
3) Corticosteroidi
4) Ormoni sessuali femminili
5) Ormoni sessuali maschili
6) Iperlipoproteinemie e malattie cardiovascolari
- il colesterolo e gli altri lipidi plasmatici
- biosintesi del colesterolo
-lipoproteine
- iperlipoproteinemie
7) Inibitori dell'HMG-CoA reduttasi (Statine)
8) Farmaci per il trattamento del diabete
- diabete di tipo 1
- diabete di tipo 2
9) Ipoglicemizzanti orali
Programma esteso
Introduzione. Che cos’è la Chimica degli Alimenti? Acqua. Struttura dell’acqua.
Interazioni dell’acqua con i componenti degli alimenti e le matrici alimentari. Acqua
legata, attività dell’acqua (aw): definizione e correlazione con umidità relativa %
all’equilibrio. Isoterme di adsorbimento: significato e utilizzo. Metodi di misura del
contenuto di umidità degli alimenti (per disidratazione, per distillazione, per titolazione Karl-Fischer, IR, NIR, termobilance), delle ceneri (in muffola o con acidi) e dell’attività dell’acqua (igrometri, sensori a cloruro di litio, sensori a punto di
rugiada). Cenni sulle acque minerali (caratteristiche di potabilità e composizione).
Carboidrati. Monosaccaridi e oligosaccaridi negli alimenti: struttura, proprietà e
distribuzione. Zucchero di canna e di barbabietola. Zucchero invertito, sciroppi di
glucosio: preparazione e applicazioni. Alditoli: preparazione e applicazioni.
Decomposizione degli zuccheri negli alimenti in ambiente acido, alcalino e con il calore. Idrossimetilfurfurale, maltolo e isomaltolo, lattulosio. Caramellizzazione e caramelli. Reazione di Maillard. Principali metodi di analisi dei carboidrati.
Polisaccaridi. Amido. Gelificazione e retrogradazione. Amidi modificati e sciroppi da
amido. Amilasi. Pectine. Pectinesterasi e pectinliasi. Polisaccaridi delle alghe
marine (alginati e carragenani). Cellulosa, emicellulosa e fibre. Metodi di analisi della fibra alimentare. Gomme (gomma arabica, gomma xantano). Proprietà chimico-fisiche dei polisaccaridi e loro applicazione nei prodotti alimentari. La chimica dei prodotti fermentati: le bevande alcoliche, il vino, l’aceto e la birra. Lipidi. Acidi grassi: struttura e distribuzione negli alimenti. Punti di fusione e proprietà
fisiche di oli e grassi. Reazioni degli acidi grassi insaturi.
Idrogenazione, margarina e acidi grassi trans. Le reazioni di degrado ossidativo e la
rancidità (autossidazione, fotossidazione e ossidazione enzimatica, lipossigenasi).
Antiossidanti naturali e sintetici: classificazione, proprietà e meccanismo di azione.
Parametri di controllo dei fenomeni ossidativi negli oli. Trigliceridi. Le forme
cristalline dei trigliceridi: fusione e cristallizzazione dei grassi. Composizione chimica e proprietà: burro di cacao e cioccolato. Interesterificazione. Oli vegetali, grasso del latte, crema e burro: classificazione, composizione, produzione e trattamenti di rettifica. Tipi di emulsioni. Emulsionanti naturali e sintetici: caratteristiche e applicazioni. Il parametro HLB. Steroli. Lipidi polari. Colesterolo e
fitosteroli: caratteristiche chimiche, distribuzione e stabilità. Principali metodi di
analisi dei grassi. Proteine. Ammino acidi e proteine negli alimenti. Reazioni di
degradazione degli ammino acidi e delle proteine negli alimenti: effetto del calore e del pH. Denaturazione, racemizzazione, isopeptidi, lisinoalanina, furosina. Metodi di analisi. Proprietà tecnologiche delle proteine (idratanti, emulsionanti, schiumogene,
gelificanti, ecc.). Sistemi alimentari proteici. Il latte: classificazione, componenti
strutturali del latte, caseine e proteine del siero, struttura delle micelle caseiniche,
lipidi e globuli di grasso, lattosio, trattamenti termici e omogeneizzazione del latte e
loro effetto sui componenti, principali analisi sul latte. Il formaggio: classificazione e
composizione, coagulazione e modificazioni chimiche durante la maturazione, proteolisi, indice di proteolisi, frazioni azotate, analisi principali. La carne e il pesce: classificazione e composizione, caratteristiche delle proteine della carne, modificazioni post-mortem, anomalie (carni DFD, PSE), mioglobina e colore della
carne, additivi, prodotti carnei trasformati (salumi), analisi principali. Le uova: composizione, caratteristiche delle proteine dell’uovo, proprietà tecnologiche, ovoprodotti. I cereali e derivati: composizione chimica dei principali cereali, le proteine dei cereali, classificazione e proprietà, il glutine: formazione e proprietà, farine e semole, proprietà reologiche degli sfarinati, il pane e la pasta, additivi in panificazione, effetto della cottura e dell’essicazione. Il colore degli alimenti. Le basi molecolari del colore. La misura del colore: colorimetri e spettrofotometri. Coloranti naturali: clorofilla, carotenoidi, antocianine, betalaine, melanine, curcuma e cocciniglia. Coloranti artificiali. Esercitazioni: Effetto del pH e della temperatura sul
colore degli alimenti: clorofilla, antociani.Il flavour: aromi e sapori degli alimenti.
Sapore: dolce, amaro, salato, acido, astringenza, piccante, sapore di carne. Aroma:
carne, frutta, verdura, erbe aromatiche e spezie, aromatizzanti sintetici, odori
anomali e contaminanti. I principi dell’analisi sensoriale. Additivi. Classificazione e numerazione. Descrizione delle proprietà chimiche delle principali classi di additivi alimentari (conservanti, antiossidanti, emulsionanti, ecc.). Vitamine. Classificazione.
Proprietà, analisi e reazioni di degradazione negli alimenti. Sostanze indesiderabili.
Cenni di tossicologia. Descrizione delle principali classi di sostanze indesiderabili negli alimenti. Tossine endogene di alimenti vegetali. Sostanze tossiche endogene di alimenti di origine animale. Micotossine. Tossine batteriche. Allergeni. Residui tossici dell’agricoltura. Residui di metalli tossici. Sostanze tossiche che si originano durante i trattamenti termici degli alimenti. Residui degli imballaggi. Sostanze inquinanti dell’ambiente.
Bibliografia
T. P. Coultate, “La Chimica degli Alimenti”, Ed. Zanichelli (Bologna, 2004); P.
Cabras, A. Martelli, "Chimica degli alimenti“, Ed. Piccin (Padova, 2004); H.D. Belitz -
W. Grosch – P- Schieberle, “Food Chemistry”, Springer-Verlag Ed. (Berlin,
Germany, 2005); O. R. Fennema, “Food Chemistry”, CRC Press Ed. (New York,
USA); P. Cappelli, V. Vannucchi "Chimica degli alimenti-Conservazione e
trasformazioni" Ed. Zanichelli (Bologna, 2004).
Presentazioni power point dei diversi argomenti trattati a lezione.
Gragam L. Patrick, Chimica Farmaceutica, III edizione Edises
Metodi didattici
Chimica degli Alimenti
Durante le lezioni frontali, che saranno condotte con l’ausilio di presentazioni in
power point e alla lavagna , si illustreranno e verranno discussi i diversi aspetti che
caratterizzano gli alimenti e la loro produzione, con particolare riferimento alle
modificazioni chimiche e fisiche e al loro controllo.
Chimica dei recettori
Il corso verrà svolto attraverso lezioni frontali. Ciascuna lezione rappresenta un unità di modulo didattico, in cui, per ciascun argomento, vengono proposte allo studente le basi per acquisire conoscenza e capacità di comprensione, e per applicare la conoscenza e la capacità di comprensione al problema trattato nell'unità di modulo didattico.
Modalità verifica apprendimento
Chimica degli Alimenti
La verifica dell’apprendimento si effettuerà mediante esame scritto. L’esame scritto si comporrà di domande aperte sui principali argomenti del corso, sia sugli aspetti delle reazioni chimiche più importanti sia sugli aspetti descrittivi della
composizione e delle proprietà degli alimenti e dei loro componenti.
Chimica dei recettori.
La Valutazione sommativa degli apprendimenti è effettuata tramite un esame finale scritto.
L'esame consterà di domande a risposta multipla che lo studente dovrà selezionare. A ciascuna riposta verrà attributo un punteggio, che potrà essere negativo se sbagliata. Inoltre, in alcuni casi le domande prevederanno il disegno o la scrittura di strutture di interesse o di meccanismi di reazione. L'esame si intende superato se il voto sarà uguale o superiore a 18/30.
Il voto finale è dato dalla media aritmetica dei voti dei due moduli.
Altre informazioni
La frequenza alle lezioni teoriche non è obbligatoria, anche se fortemente consigliata.
