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Oggetto:
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Chimica degli alimenti (CTF)

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Food chemistry

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
STF0007
Docente
Chiara Emilia Irma Cordero (Titolare)
Corso di studio
[f003-c504] laurea magistrale in chimica e tecnologia farmaceutiche - a torino
Anno
4° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
7
SSD attività didattica
CHIM/10 - chimica degli alimenti
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano/Inglese
Frequenza
Consigliata
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
E' necessario aver consolidato quanto appreso nelle discipline di: Chimica Generale ed Inorganica, Biologia Animale e Vegetale, Anatomia e Fisiologia, Chimica Fisica, Chimica Organica I e Biochimica.
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'insegnamento di Chimica degli Alimenti richiede una ottima preparazione nelle discipline ad esso propedeutiche: Chimica Generale ed Inorganica, Biologia Animale e Vegetale, Anatomia e Fisiologia, Chimica Analitica, Analisi dei Farmaci, Chimica Fisica, Chimica Organica I, Biochimica.

Scopo dell'Insegnamento è fornire le conoscenze di base sulla composizione chimica degli alimenti, sulle modificazioni che i principi alimentari subiscono durante i processi di trasformazione, sui metodi di conservazione, sulle nuove prospettive tecnologiche e biotecnologiche del settore, sui principali aspetti di tossicologia alimentare, normativi ed analitici. Sono previste (qualora possibile) visite ad industrie del settore alimentare.

 

Food Chemistry requires basic knowledge on fundamental disciplines such as: General and Inorganic Chemistry, Organic Chemistry, Biochemistry, Analytical Chemistry and Physical Chemistry. The student-based learning objectives of this course include knowledge on the chemical composition of food, main transformation processes and their impact on food quality and safety. General framework of EU legislation on food safety and quality will be also introduced providing students of practical tools for real-world application of basic concepts.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

A.Conoscenza e capacità di comprensione

Al termine dell’insegnamento lo studente/la studentessa dimostra di:

  • Conoscere gli aspetti riguardanti la composizione chimica degli alimenti, i cicli produttivi dai quali derivano e che li portano ad avere diverse caratteristiche, le reazioni a carico dei principi alimentari durante i processi tecnologici di trasformazione, sanitizzazione e conservazione, nonché gli aspetti analitici legati alla valutazione della sicurezza e della qualità degli alimenti.
  • Conoscere le basi molecolari dei principali marker di qualità e di autenticità degli alimenti, le loro vie di formazione e di degradazione.
  • Conoscere gli aspetti di bio-attività di composti attivi ai fini della qualità sensoriale degli alimenti alla base della scelta dei consumatori, le principali reazioni di formazione dei composti chiave di aroma, gusto e chemestesi nonché le reazioni responsabili della degradazione di tali composti.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding)

Raggiungimento della capacità di applicare conoscenza e comprensione al fine di orientarsi in modo appropriato e proficuo nell'ambito della professione anche quando, alla luce di nuove conoscenze ed evidenze scientifiche, non siano ancora stati definiti parametri guida e/o di riferimento. Inoltre lo studente sarà in grado di saper descrivere i parametri che definiscono la qualità e le caratteristiche chimico/compositive dei diversi alimenti, le reazioni di formazione e degradazione dei marker di qualità e/o di bioattività con relazione alle proprietà nutraceutiche.

Autonomia di giudizio (making judgements)

Capacità di effettuare scelte razionali e valutare quali, tra diversi alimenti e/o prodotti correlati, siano più appropriati nei contesti di prevenzione e mantenimento di una buona salute. Effetuerà scelte sulla base di conoscenze e competenze acquisite durante il corso da punti di vista differenti: composizione chimica, aspetti merceologici, profilo di percezione sensoriale e profilo di sicurezza.

Abilità comunicative (communication skills)

Acquisizione di capacità fondamentali nella comunicazione scritta e orale utile a diffondere le conoscenze scientifiche oggettive e le competenze acquisite durante il percorso e le attività proposte dal corso.

Capacità di apprendimento

La chiarezza nella conoscenza porta ad affinare la capacità di valutare il proprio grado di preparazione nel campo di studio, con relativo sviluppo di autonomia sulla valutazione della necessità di affrontare livelli formativi successivi.

Expected learning outcomes

Knowledge and understanding

At the end of the course, the student demonstrates that:

  • Know the aspects concerning the chemical composition of foods, the production cycles from which they derive and which lead them to have different characteristics, the reactions to the food principles during the technological processes of transformation, sanitization and conservation, as well as the analytical aspects related to food safety and quality assessment.
  • Know the molecular basis of the main quality and authenticity markers of food, their formation and degradation pathways.
  • Know the aspects of bio-activity of active compounds for the sensory quality of food at the basis of consumer choice, the main reactions of formation of key aroma, taste and chemesthesia compounds as well as the reactions responsible for the degradation of these compounds.

Applying knowledge and understanding

Achievement of the ability to apply knowledge and understanding in order to orient oneself appropriately and profitably within the profession even when, in the light of new knowledge and scientific evidence, guiding and / or reference parameters have not yet been defined. Furthermore, the student will be able to describe the parameters that define the quality and the chemical / compositional characteristics of the different foods, the reactions of formation and degradation of the quality and / or bioactivity markers in relation to the nutraceutical properties.

Making judgments

Ability to make rational choices and evaluate which, among different foods and / or related products, are most appropriate in the contexts of prevention and maintenance of good health. He will make choices on the basis of knowledge and skills acquired during the course from different points of view: chemical composition, product aspects, sensory perception profile and safety profile.

Communication skills

Acquisition of fundamental skills in written and oral communication useful for spreading objective scientific knowledge and skills acquired during the course and the activities proposed by the course.

Learning skills

Clarity in knowledge leads to refine the ability to evaluate one's level of preparation in the field of study, with the relative development of autonomy on the assessment of the need to face subsequent training levels.

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Programma

Acqua: definizione di acqua libera e legata e ruolo nella conservazione degli alimenti. Acque destinate al consumo umano, acque minerali, acque di sorgente. Durezza delle acque, Numero di ossidabilità. Parametri qualitativi e di sicurezza.

Grassi alimentari: quadro d’insieme. Composizione chimica: frazione saponificabile ed in saponificabile. Costituenti, caratteristiche biosintetiche, proprietà chimico-fisiche. Reazioni a carico della frazione lipidica: irrancidimento ossidativo, idrolitico e chetonico. Cenni di tecnologia: estrazione, raffinazione, idrogenazione, trans-esterificazione e frazionamento, caratteristiche dei prodotti derivati. Olio di Palma e Olio di oliva, approfondimenti su tecnologia e composizione dei prodotti finiti.

Latte: composizione chimica. Caratteristiche chimico-fisiche del latte bovino: frazione lipidica, frazione proteica, frazione glucidica (lattosio) ed altre sostanze (acidi organici). Trattamenti termici e marker di trattamento.

Prodotti lattiero caseari: Microorganismi fermentanti e peculiarità metaboliche nella preparazione degli yogurt e dei latti fermentati. Formaggi: schema generale di produzione. Stagionatura e reazioni a carico della frazione lipidica e proteica, formazione dei principali composti aromatici.

Cereali: caratteristiche ecologiche (cereali microtermi e macrotermi). Frumento: cenni botanici, distribuzione di macro e micronutirenti. Composizione chimica: frazione proteica- il glutine, forza delle farine di frumento. Frazione glicidica, caratteristiche chimiche di amilosio ed amilopectina, gelatinizzazione dell’amido, idrolisi enzimatica ed industriale. Lipidi, minerali, vitamine.

Vino. Caratteristiche botaniche e fenologiche di Vitis vinifera e composizione chimica del mosto: zuccheri, acidi organici, macro e microelementi, proteine ed aa, alcoli e carboidrati, fenoli. Aroma del vino: aromi primari, secondari e terziari. Fermentazioni. Cenni di tecnologia: vinificazione in rosso, vinificazione in bianco, macerazione carbonica e vinificazioni. Cenni di legislazione: denominazioni e disciplinari.

Ossidazione e anti-ossidanti. Reazioni di ossidazione a carico di lipidi, proteine e carboidrati. Cross-reattività e conseguenze sulla qualità degli alimenti. Antiossidanti: reazioni di protezione all’ossidazione e tipologie di anti ossidanti (primari e secondari – donatori di protoni, radical scavengers, spegnitori di ossigeno singoletto, chelanti metallici). Esempi di component naturalmente presenti negli alimenti con azione antiossidante (acido ascorbico, polifenoli, tocoferoli ecc).

Alimenti Vegetali. Fibra alimentare: definizioni, composizione chimica e caratteristiche nutrizionali. Definizione di pre-biotico e pro-biotico. Sostanze anti-nutrizionali e sostanze tossiche - esempi.

Qualità sensoriale degli alimenti. Percezione olfattiva, gustativa e chemestetica. Meccanismi recettoriali e chimica del flavour. Interazioni cross-modali visione, udito, aroma e gusto. Coloranti naturali e loro caratteristiche di stabilità. Esempi di casi studio: plant-based meat e ricostruzione di aroma, stabilità chimica dei componenti e colore.

Sicurezza alimentare. Organizzazione del sistema di sicurezza alimentare europeo e pianificazione dei controlli. Laboratori di Controllo ufficiale e attività sul territorio. Visita didattica presso Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Piemonte, Liguria e valle d’Aosta.

Materiali ed oggetti a contatto con gli alimenti - MOCA: idoneità alimentare e idoneità funzionale; migrazione globale e specifica. Meccanismi di migrazione, simulanti e condizioni test. Imballaggi funzionali: active packaging e Intelligent packaging.

Water: water activity, food’s chemical and enzymatic reactions, water for human consumption chemical and biological quality. Mineral waters, pre-requisites and labeling. EU and national legislation.

Milk and dairy products: milk, physical and physico-chemical properties, general composition, casein fractions, micelle formation, whey proteins, carbohydrates, lipids and other constituents. Enzimes. Milk processing: thermal treatments, creaming, heat treatments and markers of treatments (enzyme residual activity, Maillard reactions, lattulose formation). Dairy products: fermented milk products, yogurt, sour milk pro-biotic and pre-biotic products. Cream and butter production: introduction to technological treatments. Cheese: curd formation, ripening and whey products (ricotta), chemical changes in the lipid and protein fraction. Aroma and taste of dairy products.

Edible fats and oils: data on production and consumption, origin of individual fats and oils, animal fats, oils of plant origin. General compositive characteristics, biosynthetic peculiarities (odd number of carbons, cis/trans configuration). Processing: extraction, refining, bleaching, deodorization, deacidification, fractionation, interesterification, hydrogenation. Olive oil legislation: denomination of extra virgin olive oil, peculiarities, marker of authenticity and quality.

Cereals and cereal products: wheat and rye origin, general composition, proteins (gluten composition anc chemical characteristics), carbohydrates (starch and gelatinization), lipids and other constituents. Milling, milling products (wheat flour characteristics and legislation), backing products (bread and pasta). 

Wine: grape cultivars, growth and harvest, must production and chemical composition. Fermentation, cellar operations after fermentation, racking, storing and aging. Sulfur treatment, clarification and stabilization. Aroma and phenolic substances, pigments and chemical modification during storage and aging. Sparkling wines: production (Champenoise method and Charmat/Martinotti methods). National and EU legislation.

Food packaging: pre-requisites for materials adopted in food packaging, migration test conditions, simulants.

Oxidation and anti-oxidants. Oxidation reactions of lipids, proteins and carbohydrates. Cross-reactivity and consequences on food quality. Antioxidants: oxidation protection reactions and types of antioxidants (primary and secondary – proton donors, radical scavengers, singlet oxygen quenchers, metal chelators). Examples of components naturally present in foods with antioxidant action (ascorbic acid, polyphenols, tocopherols, etc.).

Vegetable foods. Dietary fiber: definitions, chemical composition and nutritional characteristics. Definition of pre-biotic and pro-biotic. Anti-nutritional substances and toxic substances - examples.

Sensory quality of foods. Olfactory, gustatory and chemesthetic perception. Receptor mechanisms and flavor chemistry. Cross-modal interactions of vision, hearing, aroma and taste. Natural dyes and their stability characteristics. Examples of case studies: plant-based meat and reconstruction of aroma, chemical stability of components and color.

Food safety. Organization of the European food safety system and control planning. Official control laboratories and local activities. Educational visit to the Experimental Zooprophylactic Institute of Piedmont, Liguria and Valle d'Aosta.

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Modalità di insegnamento

Tradizionale

L’insegnamento sarà erogato in presenza in aula.
La piattaforma Moodle accoglie: materiali delle lezioni (slides e audiopresentazioni); esercitazioni da svolgere online e/o in aula virtuale; materiali didattici di approfondimento che potranno essere discussi attraverso forum e/o in aula durante la lezione-dibattito; materiali didattici realizzati in collaborazione con Visiting Professors.

Traditional

The course will be delivered in presence.
On Moodle students will find: slides, video lessons; practical exercises, self-assessment tests, scientific literature, seminars and webinars dealing with the discipline. A selection of video lessons from Visiting Professors will be also made available.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame (in forma orale) potrà essere sostenuto (fino al superamento) non più di tre volte (escluse le assenze) per anno accademico a partire dalla sessione Invernale (Gennaio). Non sono previste propedeuticità “di filiera” da regolamento del CdLM; è altresì prevista la verifica dei requisiti minimi di accesso. Le domande di esame riguarderanno il programma ufficiale così come pubblicato nelle piattaforme “Campusnet” e “Moodle”.

NB: gli studenti/le studentesse che hanno seguito in una annualità in cui era prevista l'attività di Visiting Professors (AA 2019/2020 Prof. Giorgia Purcaro Advances in Food Analysis - AA 2020/2021 Prof. Giorgia Purcaro Food Safety and Food Security - AA 2020/2021 Prof. Marco Beccaria Advances in Food Analysis) dovranno sostenere la prova d'esame integrata con gli argomenti affrontati con i VPs. I dettagli della prova di esame dei VPs sono descritti nelle pagine Campusnet di pertinenza.

The oral exam can be taken (until passed) no more than three times (excluding absences) per academic year starting from the Winter session (January). There is no propaedeutic "chain" by regulation; the verification of the minimum access requirements is also envisaged. The exam questions will concern the official program of the course as published on the "Campusnet" and "Moodle" platforms.

NB: students who attended the course in a year in which the activity of Visiting Professors was foreseen (AY 2019/2020 Prof. Giorgia Purcaro Advances in Food Analysis - AY 2020/2021 Prof. Giorgia Purcaro Food Safety and Food Security - AY 2020/2021 Prof. Marco Beccaria Advances in Food Analysis) will have to take the exam integrated with the topics addressed with the VPs. The details of the VPs exam are described in the relevant Campusnet pages.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

H.D. Belitz, W. Grosh, P. Shieberle. Food Chemistry. Editore Springer

Luisa Mannina, Maria Daglia, Alberto Ritieni. La Chimica e Gli Alimenti. Casa Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli 2019

Cappelli, Vannucchi. Chimica degli alimenti, Nuova Edizione. Zanichelli, Bologna

Martelli, Cabras. Chimica degli Alimenti. Ed. Piccin Lerici,

Cabras Tuberoso. Analisi dei Prodotti Alimentari, ed. Piccin



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    Ultimo aggiornamento: 31/01/2024 12:02

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