Vai al contenuto principale
Oggetto:
Oggetto:

Chimica Bromatologica

Oggetto:

Anno accademico 2010/2011

Codice dell'attività didattica
F3009B
Docente
Chiara Emilia CORDERO (Titolare del corso)
Corso di studi
[f003-c502] laurea a ciclo unico in chimica e tecnologia farmaceutiche - a torino
Anno
3° anno
Tipologia
Affine o integrativo
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
CHIM/10 - chimica degli alimenti
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Il corso di Chimica Bromatologica richiede una ottima preparazione nelle discipline ad essa propedeutiche: chimica genetale ed inorganica, chimica organica, biochimica, chimica analitica e microbiologia. Scopo del corso 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.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

La frequenza ed il superamento con profitto dell'esame permettono allo studente di completare la propria formazione nelle discipline chimico-biologiche. La conoscenza degli aspetti compositivi, delle reazioni di trasformazione dei principi alimentari durante i processi tecnologici di trasformazione e sanitizzazione nonchè gli aspetti analitici legati alla valutazione della sicurezza e della qualità degli alimenti offrono allo studente la possibilità di orientarsi in modo appropriato e proficuo nell'ambito della produzione, distribuzione e controllo alimentari più in generale negli ambiti di Qualità e Sicurezza Alimentare.

Oggetto:

Programma

 

 

Acqua. Introduzione, definizione di acqua libera e legata. Interazione con i soluti, definizione di acqua libera (aw) e ruolo nella conservazione degli alimenti. Teoria cinetica e reazioni permesse. Temperatura di transizione vetrosa e caratteristiche “strutturali” degli alimenti. Acqua destinata al consumo umano: caratteristiche compositive: sali inorganici e specie organiche (durezza, domanda chimica di ossigeno). Contaminazione chimica e microbiologica, trattamenti consentiti, cenni normativi. Acque minerali: definizione, origine, trattamenti consentiti e normativa di riferimento. 

Lipidi: natura chimica, nomenclatura e classificazione. Caratteristiche compositive dei grassi alimentari: frazione saponificabile ed insaponificabile, costituenti, caratteristiche biosintetiche, proprietà chimico-fisiche. Acidi grassi essenziali: concetto di essenzialità. Reazioni a carico della frazione lipidica: irrancidimento ossidativo, idrolitico e chetonico. Autossidazione e fotossidazione. Modifiche indotte dall’esposizione ad alte temperature (deep-frying) e dovute all’invecchiamento. Cenni di tecnologia: tecniche di estrazione dei grassi alimentari (spremitura ed estrazione), processi di rettifica, idrogenazione, trans-esterificazione e frazionamento, caratteristiche dei prodotti derivati. Olio di oliva: cenni botanici, normativa di riferimento, tecnologia di produzione, caratteristiche compositive, parametri di qualità e di autenticità. Analisi dell'olio di oliva: analisi chimiche e sensoriali.

Latte: definizione merceologica del latte destinato al consumo umano. Ghiandola mammaria: struttura anatomica e cenni di fisiologia. Origine biosintetica dei principali costituenti del latte. Composizione chimica media nelle varie specie animali. Composizione chimica e caratteristiche chimico-fisiche del latte bovino: frazione lipidica (globuli di grasso, origine biosintetica degli acidi grassi e loro distribuzione nelle varie specie), frazione proteica (caseine, sieroproteine, enzimi e NPN, struttura e funzioni dei complessi caseinici e micelle), frazione glucidica (lattosio) ed altre sostanze (acidi organici). Cenni legislativi: latte destinato al consumo umano, cartteristiche compositive e trattamenti termici ammessi. Durabilità. Marker di trattamento termico: effetti su sostanze native e sostanze di neo-formazione: attività enzimatica residua, lattulosio, lattulosil-lisina e furosina, AGEs. Loro correlazione ed andamento in funzione del rapporto tempo/temperatura.

Latti fermentati, yogurt: definizione, cenni alla normativa. Microorganismi fermentanti e peculiarità metaboliche. Composizione chimica e distribuzione dei principali nutrienti. Cenni di tecnologia: preparazione di yogurt a coagulo fluido e compatto. Burro: definizione e materia prima di partenza. Creme acide da affioramento e creme dolci da centrifuga: composizione chimica e processi di ottenimento. Cenni di tecnologia: burrificazione tradizionale e burrificazione continua. Prodotti particolari. Formaggio: definizioni (normativa Italiana e Comunitaria, Codex Alimentarius), possibili classificazioni. Cenni di tecnologia casearia: schema generale di produzione di formaggi, coagulazione acida e coagulazione presamica (processi chimici coinvolti e caratteristiche chimico-fisiche ed organolettiche dei prodotti derivati). Stagionatura e reazioni a carico della frazione lipidica e proteica della cagliata, esempi di formazione dei principali composti aromatici. Classificazioni IGP, SGT e DOP.

Principali Cereali coltivati (frumento, riso, mais, orzo, avena, segale, sorgo e miglio). Caratteristiche ecologiche (cereali microtermi e macrotermi) dei principali cereali. Frumento: cenni botanici, distribuzione di macro e micronutirenti. Composizione chimica del Frumento: Frazione proteica (albumine, globuline, gliadine, glutenine), classificazione chimica di Osborne e Shewry, caratteristiche costitutive e tecnologiche, il glutine, forza delle farine di frumento. Frazione glicidica (amido, pentosani e zuccheri liberi), caratteristiche chimiche di amilosio ed amilopectina, gelatinizzazione dell’amido, idrolisi enzimatica ed industriale. Lipidi, minerali, vitamine. Cenni di tecnologia e legislazione: la molitura e gli sfarinati, farine e semole;pasta, pane e prodotti da forno. Riso, orzo mais.

Vino. Definizione di vino, principali uve da vino in Italia ed all’estero. Caratteristiche botaniche e fenologiche di Vitis vinifera e composizione chimica del frutto. Composizione chimica del mosto: zuccheri, acidi organici, macro e microelementi, proteine ed aa, alcoli e carboidrati, fenoli (antocianine, flavan-3-oli, tannini condensati ed idrolizzabili, acidi fenolici, flavanoli e prodotti di copigmentazione). Aroma del vino: aromi primari, secondari e terziari. Fermentazioni: fermentazione alcolica, malo-lattica, malo-alcolica, glicero-piruvica. Approfondimento sui microrganismi responsabili della fermentazione alcolica e delle peculiarità metaboliche nei processi di vinificazione. Cenni di tecnologia: vinificazione in rosso, vinificazione in bianco, macerazione carbonica e vinificazioni speciali – champenoise e metodo Martinotti). Solfitazione, chiarifica, stabilizzazione. Cenni di legislazione: denominazioni e disciplinari.

Alimenti Vegetali. Definizioni e classificazioni di vegetali e frutta destinati al consumo umano, composizione chimica e distribuzione di macro e micronutrienti. Fibra alimentare: definizioni, composizione chimica e caratteristiche nutrizionali. Definizione di pre-biotico e pro-biotico (alimenti funzionali) ed effetti sul metabolismo umano. Antiossidanti: definizione, classificazioni ed esempi di sostanze biologicamente attive presenti negli alimenti di origine vegetale (acido ascorbico, flavonoidi,  tocoferoli e tocotrienoli, carotenoidi). Sostanze antinutrizionali e sostanze tossiche presenti nei vegetali: inibitori delle proteasi, lectine, fitati, glucosinolati, derivati aa,  alcaloidi, glicosidi cianogenetici, saponine).

Alimenti Nervini. Caffè: cenni botanici, distribuzione geografica, coltivazioni, varietà e caratteristiche compositive (distribuzione di metaboliti primari e secondari, composti bio-attivi presenti nel caffè verde e tostato), cenni di tecnologia (raccolta, trattamenti post raccolta, stoccaggio e tostatura, decaffeinizzazione). Modificazioni chimiche a carico del chicco durante la tostatura, formazione di acrilamide e sviluppo dell’aroma. Tè: cenni botanici, distribuzione geografica, classificazione merceologica, tipologie e caratteristiche compositive (distribuzione di metaboliti primari e secondari), cenni di tecnologia (raccolta, fermentazione, preparazione dell’infuso). Aroma del tè. Cacao: cenni botanici, distribuzione geografica, varietà e cultivar, caratteristiche compositive (distribuzione di metaboliti primari e secondari), cenni di tecnologia (raccolta, fermentazione, lavorazione delle fave e prodotti derivati). Aroma del cioccolato e cenni legislativi inerenti l’uso di CBE.

Carni alimentari. Definizione di carne alimentare, valore nutrizionale e composizione chimica: proteine, lipidi, macro e micro elementi, vitamine. Muscolo scheletrico: cenni alla struttura, proteine costitutive (actina, miosina, mioglobina, collagene, elastina). Modificazioni post-mortem: rigor-mortis e frollatura. Amine biogene: origine e distribuzione. Difetti della carne: PSE e DFD; WHC capacità di trattenere l’acqua e conseguenze sulla qualità del prodotto. Cenni di legislazione: etichettatura e tagli delle carni bovine. Cenni di tecnologia: macellazione, refrigerazione, congelamento, salagione, affumicatura. Gusto ed aroma della carne. 

Prodotti Ittici. Classificazione, valore nutrizionale e composizione chimica: proteine, lipidi, macro e micro elementi, vitamine. Muscolo scheletrico: cenni alla struttura, proteine costitutive. Modificazioni post-mortem e qualità del prodotto. TMAO e TMA correlazione con lo stato di conservazione. Cenni di legislazione: classificazione dei prodotti ittici e standard qualitativi, rassegna normativa comunitaria di riferimento.

Sicurezza Alimentare: introduzione, principi generali del pacchetto igiene e norme quadro europee in materia di sicurezza alimentare. Alimenti di origine animale ed alimenti di origine vegetale (normativa comunitaria e nazionale in tema di LMR). Il controllo ufficiale: obiettivi dei Piani di Controllo Integrati (PNI) e del Piano di Controllo Residui (PNR) e competenze dei vari organismi. Rintracciabilità, Autocontrollo ed HACCP. Principi generali dell’autocontrollo e Manuali di Corretta Prassi Igienica. Sistema di allerta Europeo - RASFF -  principio di funzionamento e linee guida generali.

Additivi alimentari: inquadramento normativo. Requisiti di sicurezza e valutazione del rischio tossicologico. Cenni al concetto di NOEL, NOAEL ed ADI (approfondimenti seguiranno nel corso di Tossicologia). Requisiti richiesti ad un additivo alimentare e classificazione funzionale. Il sistema di codifica europeo. Esempi: coloranti, conservanti (acido benzoico e benzoati, acido p-idrossi benzoico e derivati, nitriti e nitrati, lisozima, nisina).

Contaminazione Chimica degli Alimenti. Introduzione: fonti di contaminazione e fattori di rischio. Contaminazione microbica (microrganismi termofili, psicrofili, mesofili)  trattamenti di sanitizzazione (trattamenti termici, refrigerazione e atmosfera modificata). Contaminazione chimica: composti attivi/fitofarmaci, normativa di riferimento per il controllo dei limiti massimi di residuo (LMR) DM 27/08/2004 e normativa comunitaria, classificazioni, alcuni esempi (clororganici, fosforganici, triazine, carbammati ecc). Contaminazione chimica: metalli pesanti. Fonti di contaminazione ed effetti tossici per Cadmio, Mercurio, Cromo, Piombo. Tossine alimentari: definizione e fonti di inquinamento. Classificazione e normativa di riferimento Feed & Food, esempi (aflatossine, fumonisine, zearalenone, tricoteceni, ocratossina, patulina).

Materiali destinati al contatto con gli alimenti: definizioni ed inquadramento normativo. Idoneità funzionale ed idoneità alimentare, conformità di composizione e rispetto limiti di migrazione. Migrazione globale e specifica: definizioni e limiti. Meccanismi di migrazione. Determinazione della migrazione: liquidi simulanti e condizioni test. Modalità di calcolo simulanti A-C e simulante D. Idoneità sensoriale. Imballaggi funzionali: definizione e normativa di riferimento. Intelligent packaging e Active packaging: esempi. Materiali destinati al contatto con gli alimenti: acciaio, banda cromata e banda stagnata, alluminio, vetro, carta e cartone, ceramica, materie plastiche.

 

 

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.

Meat: structure of muscle tissue, composition and structure. Proteins of the contractile apparatus (myosine, actin, tropomyosin, troponine), soluble proteins (enzymes, myoglobine), insoluble proteins (collagen, elastin, free aa, peptides). Curing and reddening, Post Mortem changes in Muscle, rigor mortis, water holding capacity, defects (PSE and DFD meat). Kinds of meat: veal, beef, pork etc. Storage and preservation processes: cooling, freezing, drying, salt and pickle curing, smoking, heating and canning.

Fish, Crustaceans and mollusks: skin and muscle tissue structure, composition, sarcoplasma proteins, contractile proteins, serum proteins, other constituents. Post mortem changes: rigor-mortis. Storage and processing: general.

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.

Coffe, Tea and Cocoa: chemical composition, technological treatments, biologically active secondary metabolites, aroma and taste.

Food contamination: heavy metals, pesticides, mycotoxins, generals, MRL, toxicological impact, food and feed safety regulations.

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

Food additives: definition, positive list, classification. Examples: nitrites and nitrates, parabens, benzoic acid and salts, nisine.

 

 

 

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

H.D. Belitz, W. Grosh, P. Shieberle. Food Chemistry. Ed Springer Martelli, Cabras. Chimica degli Alimenti. Ed. Piccin Lerici, Lercker. Principi di tecnologie alimentari, ed. CLUEB, Bologna. Biffoli. Chimica degli alimenti, ed. USES, Firenze; Cappelli, Vannucchi. Chimica degli alimenti, ed. Zanichelli, Bologna



Oggetto:

Note

Modalità di svolgimento dell'esame: prova scritta e/o orale.

Oggetto:
Ultimo aggiornamento: 15/09/2011 15:35

Non cliccare qui!