Chimica e tecnologia farmaceutiche (sede di Latina)

Il corso prevede una parte generale, una parte speciale e una di approfondimento. Nella parte generale vengono svolti concetti introduttivi relativi alla composizione chimica degli alimenti e alla sicurezza alimentare. È anche messa in evidenza l’importanza di una buona alimentazione per il benessere della persona e l’esistenza di patologie legate all’assunzione di specifici nutrienti. Nella parte speciale vengono invece trattati alcuni alimenti mettendo in evidenza la loro composizione chimica, eventuali effetti salutistici dati da specifici componenti e le analisi che si effettuano per garantire genuinità e qualità. L'articolazione nei vari nuclei tematici dell'insegnamento è profondamente interconnessa, in quanto trattando gli alimenti nella parte speciale si rimanderà alla loro composizione chimica, alla proprietà salutistiche o alla presenza di problemi della loro assunzione descritti nella parte generale. Compatibilmente con le esigenze di approfondimento presentate dagli studenti in aula, si può prevedere un'articolazione dei vari temi nel seguente numero di ore orientative: punto 1 = 24 ore (3 CFU); punto 2 = 24 ore (3 CFU); punto 3 = 16 ore (3 CFU). PARTE GENERALE – 3 CFU Alimentazione e nutrizione. Nutrienti; Principi alimentari; Nutrienti semplici; Nutrienti essenziali; Macronutrienti; Micronutrienti; funzione plastica; funzione energetica; funzione bioregolatrice; fabbisogno alimentare; fabbisogno energetico; metabolismo basale; indice di massa corporea; piramide alimentare, livelli di assunzione giornaliera. Acqua. Proprietà chimico-fisiche, legame a idrogeno, acqua negli alimenti, acqua libera; acqua legata; acqua di idratazione; acqua di cristallizzazione;acqua dello strato molecolare; acqua immobilizzata; attività dell’acqua; acqua destinata la consumo umano, acqua potabile; acqua di sorgente; acqua minerale naturale; caratteristiche di composizione; criteri organolettici; criteri idrogeologici; criteri fisici; criteri chimici; criteri microbiologici. Micronutrienti. Sali minerali, micro e macroelementi e relative fonti alimentari, il loro ruolo nell’organismo, gli apporti di riferimento, biodisponibilità/bioaccessibilità, le modifiche a cui vanno incontro durante i processi di trasformazione/conservazione/cottura degli alimenti in cui sono contenuti. Vitamine idrosolubili: vitamine e vitameri, vitamine del gruppo B: tiamina; riboflavina; niacina; acido pantotenico; piridossina; biotina; acido folico; cobalammina; acido ascorbico; vitamine liposolubili; retinolo; carotenoidi; vitamina D; vitamina E; vitamina K. Macronutrienti. Carboidrati. Caratteristiche generali dei glucidi, aldosi, chetosi, monosaccaridi, scrittura dei monosaccaridi, emiacetalizzazione, mutuarotazione, anomero alfa; anomero beta, forme tautomeriche, zucchero riducente. Proprietà chimico- fisiche dei glucidi (solubilità, igroscopicità, punto crioscopico e punto ebulloscopico, cristallizzazione, conservanti, potere edulcorante, fermantazione). Monosaccatidi, glucosio; fruttosio; galattosio; galattosemia. Disaccaridi, legame glicosidico, saccarosio; zucchero invertito; lattosio; maltosio. Sciroppi, sciroppo di glucosio, sciroppo d’agave, sciroppo di malto, sciroppo d’acero, HFCS. Oligosaccaridi, polisaccaridi, omopolisaccaridi eteropolisaccaridi;amido; amilosio; amilopectina; processo di gelatinizzazione e di retrogradazione dell’amido, ruolo dell’amido nel pane, enzimi amiolitici; endoplitting; exosplitting; debranching; derivati dell’amido: amidi modificati, destrine; ciclodestrine; glicogeno; cellulosa. Reazioni dei glicosidi: Gruppo carbonilico (riduzione, ossidazione, imbrunimento non enzimatico - caramellizzazione, Maillard – imbrunimento enzimatico) Reazione dell’emiacetale, reazione dei gruppi ossidrilici. Sostanze edulcoranti: proprietà chimiche, la teoria del dolce (sistema donatore-accettore) gli impieghi, la classificazione, la produzione; potere dolcificante; edulcoranti naturali (fruttosio; dolcificanti bulk o polioli (sorbitolo; xilitolo; dulcitolo;maltitolo), maltodestrine; edulcoranti sintetici: Acesulfame K, Aspartame, Aspartame-acesulfame sale, Ciclammato, Neoesperidina DC, Saccarina, Sucralosio, Neotame, Steviosidi Rebauside A;Stevioside; Glisosidi steviolici; Neoesperidina; Saccarina; Sucralosio; Sweet protein; Taumatina; Monellina; Miracolina; Neotame. Fibra alimentare: il suo ruolo nell’alimentazione, la descrizione delle diverse tipologie di fibre, la distinzione tra fibra solubile e insolubile, amido resistente; emicellulose (xilani, mannani e glucomannani, galattani e arabinogalattani), lignina, inulina; pectine; polisaccaridi delle alghe (alginati; agar, carragenine). Pre e Probiotici: Microbiota; microbioma; alimento funzionale; alimenti funzionali naturali; alimenti funzionali arricchiti; alimenti funzionali supplementari; alimenti modificati; probiotici, lattobacilli, bifidobatteri, requisiti, azioni, prebiotici; simbiotici; fruttooligosaccaridi (FOS); neosugar, bifidina; acidi grassi a corta catena; xilooligosaccaride (XOS); polialcoli; oligosaccaridi non digeribili Proteine. Caratteristiche chimiche dei singoli amminoacidi, proprietà acido-base, punto isoelettrico, amminoacido essenziale e amminoacido limitante, fenilchetonuria, caratteristiche delle proteine, legame peptidico, struttura primaria; strutturasecondaria; struttura terziaria; struttura quaternaria; valore nutrizionale delle proteine, amino acids score (AAS), digeribilità, net protein utilization (NPU); Protein Digestibility Corrected Amino Acids Score (PDCAAS);complementarità delle proteine; proteine nobili. Reattività degli amminoacidi e proteine negli alimenti, denaturazione e degradazione, idrolisi, modificazioni chimiche di amminoacidi, peptidi e proteine in alimenti, reazione di addizione di Michael, reazione di racemizzazione. Analisi delle proteine: metodo Kjeldahl. Proteine e reazioni allergiche, reazioni allergiche, intolleranze. Lipidi.Caratterizzazione chimico-fisica. Frazione saponificabile e non saponificabile, reazione di saponificazione. Lipidi saponificabili: acidi grassi, nomenclatura, saturi, insaturi; acidi grassi monoinsaturi (MUFA); acidi grassi diinsaturi (DUFA); acidi grassi poliinsaturi (PUFA); acidi grassi essenziali (AGE); acilgliceroli gliceridi; trigliceridi, digliceridi e monogliceridi; fosfolipidi; fosfogligeridi; sfingolipidi; glicolipidi; glicosildiacilgliceroli; glicosfingolipidi; cere; Lipidi insaponificabili: steroli; terpeni; terpenoidi, squalene; terpenoidi; carotenoidi. Irrancidimento; proossidanti (radicali, specie reattive, ROS) irrancidimento lipolitico; irrancidimento chetonico; irrancidimento ossidativo (autossidazione; fotossidazione). Antiossidanti; fattore antiossidante; antiossidante primario; antiossidante sinergico. Fattori antinutrizionali: Caratteristiche generali (ruolo, meccanismo d’azione, classificazione); proteine (inibitori delle proteasi, inibitori delle amilasi, lectine, avidina); composti azotati (ODAP, ammine biogene); composti solforati (glucosinolati, sulforafano, goitrina); polifenoli (gossipolo, tannini); acidi organici (acido ossalico, acido fitico, acido erucico); zuccheri (alfa-galattosidi, saponine, glicosidi cianogenetici); alcaloidi (solanina, tomatina, alcaloidi chinolizidinici, vicina, convicina). PARTE SPECIALE - Alimenti – 3 CFU Cereali: Composizione cariossidi (mandorla fibrosa, cuticole, glumelle); Composizione in macro e micronutrienti; alterazioni e principali analisi (esame al microscopio, determinazione dell’umidità. Determinazione dell’acidità, determinazione del glutine, determinazione della cellulosa, determinazione delle ceneri, determinazione delle sostanze azotate). Frumento, composizione, proteine del frumento (albumine, globuline, gliadine, glutenine), glutine, celiachia, fattori antinutrizionali del frumento. Farine: classificazione, farinografo, alveografo di Chopin. Pane: composizione, agenti lievitanti (lievito compresso, lievito secco, lievito naturale, agenti lievitanti) additivi, processo di produzione (impastamento, fermentazione, formatura, cottura). Pasta: composizione, problematiche e frodi, analisi, processo di pastificazione (impastamento, trafilatura, essiccamento). Riso: classificazione (riso comune, riso semifino, riso fino, riso superfino, riso semigreggio, riso sbramato speciale, risone, riso integrale, riso paraboiled); produzione (risone, pulitura, sbramatura, sbiancatura, brillatura). Altri cereali: mais, segale, orzo, avena. Alimenti lipidici: Olio di oliva: oliva, fattori che incidono sulla composizione (cultivar, difesa fitosanitaria, periodo e metodi di raccolta); qualità, genuinità; fasi di produzione (cernita, lavaggio, molitura, frangitura, gramolatura, estrazione, conservazione); normativa e classificazione, categorie merceologiche dell’olio di oliva (vergine-extravergine; vergine; lampante-; olio raffinato olio di oliva; olio di sansa di oliva grezzo; olio di sansa raffinato; olio di sansa di oliva); processo di raffinazione (neutralizzazione, decolorazione, winterizzazione, deodorazione). Composizione: frazione saponificabile (gliceridi, acidi grassi, fosfolipidi, cere); frazione insaponificabile (pigmenti, steroli e alcoli triterpenici, squalene, composti fenolici). Analisi: Panel test; caratteristiche chimico- fisiche (acidità libera; numero di perossidi; potenzialità ossidativa, analisi spettrofotometrica UV, determinazione delle cere, analisi GC degli acidi grassi, analisi degli isomeri trans, analisi degli acidi grassi in posizione 2). Frodi e adulterazioni dell’olio di oliva. Oli di semi: Caratteristiche generali, produzione, raffinazione (demucillaginazione, deacidificazione, decolorazione, deodorazione, demargarinizzazione); olio di arachide; olio di semi di girasole, olio di mais; olio di sesamo; olio di palma e palmisti; olio di colza; olio di soia; olio di cartamo; olio di vinaccioli; olio di cocco. Frittura: punto di fumo, trasformazioni della frazione triglicerica. Margarina: normativa, produzione, classificazione Burro: normativa e definizione, classificazione, crema di latte (dolce o di centrifuga, acida o di affioramento, da siero, rigenerate, zangolato di creme fresche per burrificazione); produzione (neutralizzazione o titolazione, pastorizzazione della crema, insemenzamento, maturazione, zangolatura, lavaggio e impasto); burro concentrato. Composizione: sostanza grassa (trigliceridi, CLA, acidi grassi liberi), sostanze aromatiche: diacetile. Struttura del burro. Difetti e alterazioni (irrancidimento). Sofisticazioni. Ruolo del burro in pasticceria. Alimenti proteici: Latte: caratteristiche generali, differenza di composizione in latte di diversa origine animale; composizione, origine dei componenti e fattori che influenzano la composizione (fattori genetici, stato fisiologico, stato sanitario, fattori ambientali, alimentazione, fattori tecnologici). Caratterizzazione chimico-fisica: fase acquosa, fase lipidica, fase proteica. Proteine del latte: caseine (alfa, beta, k, gamma) e micelle caseiniche; sieroproteine (beta e alfa lattoalbumine, sieroalbumine, immunoglobuline, proteoso-peptoni, lattoferrina, ceruloplasmina, enzimi); proprietà funzionali di interesse tecnologico delle proteine; allergie. Lipidi del latte: trigliceridi, fosfolipidi, acidi grassi liberi. Carboidrati del latte: lattosio, glicoproteine, glucosio e galattosio. Vitamine e Sali minerali. Confronto latte materno e vaccino. Latte alimentare: definizione e classificazione, latte crudo, latte risanato: trattamenti termici: pastorizzazione (latte pastorizzato, latte fresco pastorizzato, latte pastorizzato di alta qualità), sterilizzazione (classica, UHT – diretto o uperizzazione; indiretto) trattamento misto (latte microfiltrato); parametri di controllo dei trattamenti termici (fosfatasi alcalina, perossidasi); effetti del riscaldamento sulla frazione nutrizionale (HMF, furosina). Difetti e alterazioni, adulterazioni (annacquamento e scrematura – indice crioscopico – aggiunta di sostanze). Derivati del latte: latti fermentati, yogurt, formaggio (produzione, coefficiente di maturazione, trasformazioni durante la fase di maturazione). Uova: caratteristiche generali, normativa (marchio, categorie); struttura: guscio, camera d’aria, calaza, albume (proteine–ovoalbumina, ovotransferrina, ovoalbumina, ovomucoide, ovomucina, lisozima, globuline – sali minerali vitamine, glicosio), tuorlo (composizione, proteine e lipoproteine – granuli: lipovitelline ad alta densità e fosfvitine – plasma – lipovitelline a bassa densità – ruolo del tuorlo in pasticceria; fattori che influenzano la coagulazione) Prodotti ittici: classificazione merceologica, composizione: proteine, sostanze azotate non proteiche (TMAO), lipidi (frazione saponificabile, frazione insaponificabile). Modificazione post-mortem. Freschezza (parametri principali e ausiliari), etichetta. Carne: muscolo scheletrico (tessuto connettivo e tessuto muscolare); composizione: proteine (miofibrillari – miosina, actina -, sarcoplasmatiche – mioglobina -, dello stroma – collagene, elastina). Colorazione della carne, composti azotati non proteici (carnosina, anserina), funzioni delle proteine (idratazione, solubilizzazione, gelificazione, emulsionante); lipidi (sottocutaneo, intermuscolare, intramuscolare, intracellulare), sali minerali, carboidrati, vitamine. Reazione di Maillard nella carne. Modificazioni post-mortem. Etichetta Legumi: caratteristiche generali, composizione: proteine (albumine, globuline – viciline, legumine - gluteline, inibitori enzimatici, lectine). Bevande alcoliche: Vino. composizione chimica, vinificazione, componenti bioattivi ed effetti fisiologici Birra: composizione chimica, birrificazione, componenti bioattivi ed effetti fisiologici Etanolo e tossicità. APPROFONDIMENTI – 2 CFU Argomenti di attualità (es. novel foods, contaminanti emergenti negli alimenti, prodotti biologici/biodinamici/OGM) nell’ambito della chimica degli alimenti concordati con gli studenti che, con le conoscenze e competenze acquisite, potranno approfondire e sviluppare una lettura critica. Gli approfondimenti coinvolgeranno attivamente gli studenti con l’elaborazione di presentazioni.

Necessari: concetti di chimica organica (capacità di scrivere le formule brute e di struttura, conoscenza della nomenclatura e delle reazioni caratteristiche, descritte attraverso i loro meccanismi). Importante: conoscenze dei concetti fondamentali di biochimica e dei processi fisiologici umani Utile: nozioni di chimica generale e inorganica, biologia

Mannina Luisa, Daglia Maria, Ritieni Alberto: la chimica degli Alimenti - Nutrienti e Aspetti Nutraceutici, CEA - Casa Editrice Ambrosiana - Slide delle lezioni

La frequenza al corso è facoltativa.

Modalità di valutazione L'effettivo conseguimento dei risultati di apprendimento attesi da parte dello studente, in coerenza con gli obiettivi formativi, viene valutato tramite una prova orale. Tra gli aspetti che concorrono alla formazione del giudizio finale, oltre la preparazione specifica dello studente su argomenti d'esame, viene valutata anche la sua capacità di ragionamento sulla base dello studio che ha condotto in modo autonomo, che non deve essere basato sulle sole capacità mnemoniche. La durata della prova, in quanto orale, è difficilmente definibile e dipende essenzialmente dal grado di preparazione e dalle relative capacità espositive dello studente. È ipotizzabile una durata media di circa 20 minuti. L'insegnamento, come stabilito da Manifesto, non prevede prove intermedie ma solo prove al termine dell’erogazione dell'insegnamento. Tali prove hanno date prestabilite e comunicate annualmente alle Segreterie e pubblicate via Infostud. Lo studente ha comunque l'opportunità di una sorta di "autovalutazione" durante il corso in quanto, durante le lezioni, vengono dedicati momenti ad hoc di ripasso e domande sui concetti svolti. Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli argomenti di carattere generale e speciale e di essere in grado di fornire informazioni utili, relativamente alla composizione degli alimenti, agli effetti benefici ed eventuali effetti indesiderati. Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso e di essere in grado di raccordarli in modo logico e coerente.

- Belitz, H. D.; Grosch, W. ; Schieberle, P. FOOD CHEMISTRY di Springer Nature, 4a Edizione - Cappelli Patrizia; Vannucchi Vanna: Chimica Degli Alimenti. Conservazione e trasformazioni. Ed. Zanichelli, Bologna, 2005 - P. Cabras, A Martelli - Chimica degli alimenti - Piccin, Padova. - P. Cabras, C. Tuberoso – Analisi dei prodotti alimentari – Piccin, Padova.

Il corso si svolge in un’alternanza ● lezioni frontali utili ad affrontare i concetti di teoria di base ● Lavoro di gruppo per analisi di argomenti di attualità e successiva predisposizione di presentazioni idonee a stimolare le loro capacità critico-applicative e di comunicazione.