Obiettivi formativi
L’obiettivo del corso di Laboratorio di chimica applicata agli alimenti è l’acquisizione delle conoscenze relative all’ambito analitico della chimica degli alimenti. In particolare, il corso vuole fornire le nozioni di base sulle principali tecniche analitiche di base e strumentali che si applicano per analizzare un alimento, caratterizzarlo e quindi conoscere a fondo i suoi contenuti. Nell’ambito del corso vengono trattate in particolare le tecniche analitiche di base per l’analisi di una matrice alimentare, per passare a tecniche analitiche strumentali ed infine al trattamento critico dei dati ottenuti. Inoltre, vengono approfonditi gli aspetti legati alle possibili modificazioni che possono avvenire in un alimento in fase di trasformazioni e lavorazione.
I risultati di apprendimento attesi sono: 1. Conoscenza e capacità di comprensione: comprensione dei parametri analitici da andare a determinare e delle metodiche da applicare per l’analisi di una matrice alimentare, sia qualitativa che quantitativa. Capacità di utilizzare il linguaggio specifico della chimica degli alimenti. 2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: capacità di gestire i principi alla base delle metodiche per l’analisi chimica delle matrici alimentari al fine di decidere in autonomia quali test applicare sugli alimenti e perché applicarli. 3. Abilità 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 i concetti acquisiti, oltre ad acquisire la capacità di lavorare in gruppo. 4. Autonomia di giudizio: lo studente dovrà essere in grado di valutare autonomamente quali siano le modalità da scegliere e applicare per caratterizzare a fondo una matrice alimentare a seconda dell’alimento a cui si trova di fronte, oltre a saper interpretare i dati ottenuti dalle analisi, valutare i cambiamenti avvenuti in seguito ai processi tecnologici applicati agli alimenti in esame e confrontare i risultati con i dati riscontrati in letteratura. 5. Capacità di apprendimento: lo studente dovrà essere in grado di sviluppare un approccio scientifico nell’esecuzione di esperimenti e nella formalizzazione matematica dei loro risultati così come nella consultazione della letteratura e dei siti web e di sintetizzare e correlare i diversi argomenti trattati negli altri insegnamenti del corso di studio.
Prerequisiti
Sono necessarie le conoscenze di chimica generale, organica, analitica e alimentare acquisite nei corsi precedenti/contemporanei.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso si prefigge di fornire allo studente le conoscenze di base concernenti le tecniche di laboratorio, spaziando dalla chimica generale alla chimica analitica, alla chimica organica, alla chimica degli alimenti ed a tecniche strumentali di utilizzo comune in un laboratorio di chimica degli alimenti.
Le prime lezioni riguardano argomenti di carattere generale relativi alle tecniche e alle strumentazioni di base in dotazione ad un laboratorio chimico-alimentare. La seconda parte del corso è invece dedicata alla trattazione e applicazione di specifiche metodiche per l’analisi qualitativa e quantitativa degli alimenti. Nella prima parte del corso vengono infatti affrontate metodiche e protocolli che prevedono un numero limitato di passaggi, per poi passare a esperimenti più complessi, ed arrivare infine alle tecniche strumentali. Le ultime esercitazioni sono dedicate alla trattazione dei dati raccolti nel corso degli esperimenti.
Programma esteso
Si prenderanno in considerazione tecniche per preparare ed analizzare soluzioni, tecniche di estrazione e di separazione cromatografica, tecniche per la sintesi di molecole di interesse alimentare, tecniche per la purificazione degli estratti, tecniche per l’analisi degli alimenti e infine anche tecniche per il trattamento dei dati ottenuti da analisi. Il corso comprende quindi: lo studio della preparazione ed analisi di soluzioni standard; analisi quantitativa tramite titolazione acido-base; estrazione di composti bioattivi da matrici alimentari (estrazione della caffeina dalle foglie di thè) e valutazione della purezza dell’estratto tramite misure strumentali; studio del recupero e del comportamento dei coloranti naturali (carotenoidi estratti dalle foglie di spinaci; clorofilla nei piselli; antocianine del mirtillo); sintesi, purificazione ed analisi di aromi di interesse alimentare (sintesi dell’aroma di banana); metodi per la determinazione degli zuccheri in una matrice alimentare; metodi per la determinazione di aminoacidi e proteine negli alimenti; Valutazione dei processi termici in un alimento (studio della reazione di Maillard); analisi della componente grassa di un alimento (determinazione dei parametri di qualità di un olio); studio del colore degli alimenti (clorofille e anotciani); proprietà emulsionanti, schiumogene e di coagulazione delle proteine; utilizzo di tecniche strumentali quali spettrofotometria UV-Visibile per determinare la presenza e la quantità di particolari composti in alimenti e/o bevande; gas-cromatografia accoppiata a spettrometria di massa (GC-MS) e cromatografia liquida (HPLC); strumentazione di base per un laboratorio di chimica degli alimenti come estrattore Soxhlet e metodica Kjeldhal; trattamento dei dati derivanti da analisi tramite appositi software.
Bibliografia
-- P. Cabras, C. Tuberoso, “Analisi dei prodotti alimentari” Ed. Piccin (Padova, 2014)
-P. Cabras, A. Martelli, "Chimica degli alimenti“, Ed. Piccin (Padova, 2004)
-H.D. Belitz - W. Grosch, Food Chemistry, Springer-Verlag Ed. (Berlin, Germany)
- P. Cappelli, V. Vannucchi "Chimica degli alimenti-Conservazione e trasformazioni" Ed. Zanichelli (Bologna, 2000)
Metodi didattici
L'insegnamento sarò svolto in modalità mista mediante lezioni/esercitazioni frontali in aula e contemporanea lezione in sincrono on-line; le lezioni saranno svolte con l'ausilio slides che rappresenteranno materiale didattico, ad integrazione dei testi consigliati. Le slides saranno disponibili on line sul sito https://elly.saf.unipr.it/ in formato pdf per gli studenti, assieme alla registrazione della lezione. Durante le lezioni, sarà ribadito l’uso appropriato del linguaggio tecnico, e sottolineati i collegamenti fra le varie parti del corso. Per questo motivo è fortemente incentivata la presenza e la partecipazione attiva degli studenti, soprattutto per quanto riguarda le esercitazioni pratiche.
Il corso infatti prevede lezioni di esercitazione in laboratorio, riguardanti i principi e le la modalità di analisi che sono alla base della ricerca nel campo della chimica degli alimenti.
Il contenuto delle lezioni di esercitazioni, svolte in aula e in laboratorio, sarà parte integrante della valutazione finale.
Modalità verifica apprendimento
Al termine del corso sarà verificato il livello di apprendimento dei risultati attesi per tutti i contenuti offerti durante le lezioni, comprese le lezioni di esercitazioni.
Al fine di valutare la comprensione degli argomenti illustrati durante il corso, sia nelle fasi di esercitazione in aula, sia in quelle di esercitazione in laboratorio, e la capacità dello studente di rielaborare in autonomia i concetti, l’esame è suddiviso in 2 parti:
1. Esame orale: costituito da domande a riposte aperta inerenti gli argomenti trattati nel corso, per un massimo di 24 punti totali. Le domande verificano il raggiungimento della conoscenza minima dei concetti fondamentali del corso e potranno prevedere uno o due esercizi di calcolo. L’esame si ritiene superato si si raggiunge la soglia minima di 14.5 punti.
2. Compilazione del quaderno di laboratorio: il quaderno di laboratorio prevede che lo studente stili una relazione per ciascuna delle esperienze pratiche effettuate in laboratorio. In ciascuna relazione dovranno essere indicate e ben descritte le procedure eseguite per effettuare l’esperimento, i passaggi fondamentali che hanno permesso di raggiungere i risultati ottenuti, comprensive di buone norme di sicurezza e prevenzione, i calcoli eventualmente effettuati, i risultati ottenuti e commenti/conclusioni. Il quaderno verrà valutato al fine di verificare la comprensione degli esperimenti effettuati e la capacità di valutare i risultati ottenuti. Il quaderno di laboratorio può essere steso utilizzando i normali software di scrittura e deve essere inviato al Docente tramite posta elettronica almeno 10 giorni prima della data in cui è prevista la prova orale. Punti massimi: 6.
Il volo finale della prova di esame sarà dato dalla somma del punteggio ottenuta nella prova orale e quello ottenuto dalla valutazione del quaderno di laboratorio.
I risultati dell’esame sono pubblicati sul portale ESSE3 (https://unipr.esse3.cineca.it/Home.do) entro i tempi ragionevoli compatibili con il numero degli studenti iscritti o comunque entro 10-15 giorni dalla data dell’esame.
Il voto conseguito nel modulo peserà per il 50% sul voto finale del corso integrato.
Altre informazioni
In caso di grave emergenza sanitaria le modalità di erogazione della didattica e di verifica dell’apprendimento potrebbero subire delle modificazioni che verranno tempestivamente comunicate su Elly e/o sul sito del corso di studio.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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