Obiettivi formativi
Il corso ha l’obiettivo di consentire allo studente di conoscere e comprendere l’organizzazione generale di un laboratorio di analisi chimico-bromatologiche. Il secondo obiettivo del corso è quello di fornire conoscenze approfondite sugli aspetti tecnico-pratici delle analisi chimico-fisiche per la valutazione della composizione, qualità e sicurezza degli alimenti, con particolare riferimento a quelli di origine animale.
D1 - CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Al termine dell’attività formativa lo studente dovrà dimostrare:
1. un buon grado di autonomia all’interno di laboratori di analisi di alimenti, in particolare nella gestione di alcune tipologie di analisi.
2. un buon grado di autonomia per la gestione dei campioni alimentari all’interno di un laboratorio preliminare all’applicazione dell’analisi (modalità di campionamento, conservazione).
D2 - CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Al termine dell’attività formativa lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di preparare soluzioni a titolo noto, utilizzare le comuni attrezzature di laboratorio e la strumentazione per la determinazione di pH, attività dell’acqua, composizione centesimale. Lo studente inoltre dovrà dimostrare di conoscere i sistemi di mineralizzazione, estrazione, separazione, purificazione, digestione, distillazione, titolazione. Lo studente dovrà anche dimostrare di essere in grado di presentare correttamente i risultati analitici.
D3 - AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Al termine dell’attività formativa, lo studente sarà in grado di:
1. interpretare i risultati analitici ottenuti dall’applicazione di procedure analitiche volte alla determinazione della composizione degli alimenti e della ricerca di specifici analiti.
2. valutare l’opportuno metodo analitico da applicare per la determinazione della composizione degli alimenti, qualità e sicurezza degli alimenti, con particolare riferimento a quelli di origine animale.
D4 - ABILITÀ COMUNICATIVE
Al termine dell’attività formativa, lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di esprimersi chiaramente e con termini appropriati nella descrizione di concetti riguardanti le analisi chimico-bromatologiche degli alimenti.
D5 - CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Al termine dell’attività formativa, lo studente sarà in grado di:
1. reperire ed apprendere autonomamente i nuovi orientamenti in materia di metodologie, tecniche e strumentazioni analitiche per le analisi chimico-bromatologiche degli alimenti;
2. fornire un supporto nella gestione del laboratorio di analisi chimico-bromatologiche sulla base delle conoscenze riguardanti le analisi di composizione, qualità e sicurezza degli alimenti, con particolare riferimento a quelli di origine animale.
Prerequisiti
Conoscenze adeguate di chimica generale, chimica organica ed inorganica, biochimica, con particolare riferimento alla chimica delle proteine e dei lipidi, proprietà degli acidi, delle basi e dei solventi organici.
Contenuti dell'insegnamento
• Organizzazione generale di un laboratorio di analisi degli alimenti con riferimenti alle attrezzature di base, la gestione del reagentario, il sistema di gestione dei rifiuti di laboratorio ed i dispositivi di protezione individuale. Principali attività di un laboratorio chimico-bromatologico.
• Attività propedeutiche all’analisi degli alimenti. Modalità di espressione delle concentrazioni e attività di calcolo per la preparazione di soluzioni saline, acide, basiche, di composti organici a titolo noto e diluizioni. Criteri di scelta dei solventi. Nutrienti, componenti e contaminanti alimentari: modalità di espressione delle loro concentrazioni.
• Principi del campionamento degli alimenti, conservazione e preparazione del campione per l’analisi. Principi e tecniche di estrazione, isolamento e purificazione di analiti dalla matrice alimentare. Analisi qualitativa e quantitativa. Definizione di limite di rilevabilità e quantificazione. Modalità di espressione ed elaborazione di risultati analitici; calcolo dell’incertezza di misura. Curve di calibrazione per l’analisi quantitativa: elaborazione ed utilizzo.
• Misura di pH e attività dell’acqua di alimenti di origine animale: principi teorici, aspetti operativi ed applicazioni. Composizione centesimale delle carni: principi teorici e aspetti operativi.
• Metodi spettrofotometrici: principi teorici ed applicazioni per la valutazione della qualità e sicurezza degli alimenti di origine animale.
• Metodi cromatografici in fase liquida e gassosa: principi teorici ed applicazioni nell’analisi degli alimenti con particolare riferimento ai saggi per la determinazione della composizione dei lipidi e della vitamina E nelle carni.
Programma esteso
Analisi chimica applicata agli alimenti
L’analisi chimica degli alimenti. Principi nutritivi; contaminanti; adulterazioni.
Alterazione e conservazione dei prodotti alimentari. Processi tecnologici. Packaging.
Concetto di procedimento analitico e di analisi qualitativa e quantitativa.
Fasi di una tipica analisi quantitativa. Campionamento. Trattamento del campione. Estrazione.
Organizzazione di un laboratorio di analisi di alimenti. Vetreria, strumentazione di base e cenni sulla sicurezza.
Analisi organolettica. Analisi centesimale. Attività dell’acqua. Stabilità ossidativa. Oxitest.
Costruzione di una retta di calibrazione. Metodo a standard esterno e interno. Linearità. Limite di rivelazione, limite di quantificazione.
Incertezza associata ad una misura: tipi di errore; sensibilità, accuratezza e precisione. Espressione del dato analitico.
Distribuzione gaussiana. Deviazione standard. Test di significatività. Qualità del dato analitico.
Concetti generali di chimica di base
Unità di misura della concentrazione di soluzioni. Preparazione di soluzioni per pesata e per diluizione.
Esercizi di calcolo.
Prodotto ionico dell’acqua. Equilibrio chimico.
Acidi e basi. Misura del pH.
Idrolisi salina.
Soluzioni tampone.
Equilibri di precipitazione. Prodotto di solubilità. Tipi di precipitati. Ione a comune
Analisi Gravimetrica
Sostanze igroscopiche. Essiccatori, stufe, muffole. Umidità. Ceneri.
Analisi Volumetrica
Principi generali. Determinazione del titolo di una soluzione. Definizione di standard primario.
Titolazioni acido-base. Indicatori. Titolazioni complessometriche. EDTA. Titolazioni di ossido-riduzione. Titolazioni di precipitazione. Esempi di applicazione all’analisi di alimenti.
Chimica Analitica Strumentale applicata all’analisi di alimenti
Metodi spettroscopici di analisi
Onde elettromagnetiche. Assorbimento ed emissione. Spettri, relazione tra struttura elettronica e bande di assorbimento. Campi spettrali di interesse analitico e tipi di transizioni energetiche.
Spettrofotometria UV-visibile. Legge di Lambert-Beer. Limitazioni. Fluorescenza molecolare. Derivatizzazione.
Spettrofotometria molecolare in assorbimento Infrarosso. Bande caratteristiche. NIR.
Spettroscopia atomica. Strumentazione: sorgenti, sistemi di atomizzazione.
Metodi cromatografici di analisi
Principi. Cromatografia liquida di adsorbimento e ripartizione. Eluizione isocratica e a gradiente. Fase diretta e inversa, scambio ionico, esclusione molecolare. Parametri cromatografici.
Strumentazione per HPLC. Rivelatori (indice di rifrazione; ELSD; UV-DAD; fluorescenza; elettrochimici). Gascromatografia. Spettrometria di massa e tecniche combinate. Modalità di acquisizione.
Bibliografia
- Gli studenti possono trovare i file pdf delle lezioni sulla piattaforma Elly
-Analisi dei prodotti alimentari
Autori Cabras P e Tuberoso C.I.G.
Ed. Piccin Nuova Libraria Spa (Padova) Edizione 2014
Metodi didattici
Il corso prevede lezioni in aula, erogate con il supporto di sistemi di proiezione audiovisive, e in due laboratori dotati di attrezzature di base e strumentazione analitica adeguata a visionare le procedure delineate in forma teorica in aula. L’attività che prevede l’uso di fogli di calcolo sarà svolta sia in aula sia in laboratorio. Sono previste esercitazioni in laboratorio organizzate per gruppi di studenti.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dei risultati di apprendimento attesi descritti dall’indicatore D1, D2 e D3 viene effettuata mediante l’effettuazione di una prova scritta. Quest’ultima sarà costituita da domande volte a verificare il grado delle conoscenze di base e della terminologia acquisite e per valutare la capacità critica dello studente nell’affrontare problematiche legate alla metodica analitica da applicare per la determinazione della composizione chimica degli alimenti e di specifici analiti indicatori della qualità e sicurezza degli alimenti. La prova scritta prevede due/tre domande relative alla risoluzione di esercizi di calcolo per verificare il grado di conoscenza acquisita delle attività propedeutiche all’analisi degli alimenti (preparazione di soluzioni a titolo noto, diluizioni).
Alcuni dei risultati di apprendimento attesi descritti dagli indicatori D4 e D5 non sono oggetto diretto di valutazione, ma parte delle lezioni in aula e delle attività esercitative sono articolate in modo tale da porre gli studenti di fronte a problematiche di carattere pratico, rispetto alle quali gli studenti stessi devono effettuare un’analisi, una valutazione e discussione con il Docente.
La valutazione della preparazione dello studente viene effettuata su scala espressa in trentesimi.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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