COMPOSIZIONE E ANALISI DEGLI ALIMENTI

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1 DIPARTIMENTO DI AGRICOLTURA, ALIMENTAZIONE E AMBIENTE (Di3A) Corso di laurea in Scienze e tecnologie alimentari Anno accademico 205/206-3 anno - Curriculum ALIMENTAZIONE E SALUTE e Curriculum VALORIZZAZIONE DEI PRODOTTI TIPICI COMPOSIZIONE E 2 CFU - semestre Docenti titolari dell'insegnamento BARBARA TOMASELLO - Modulo - CHIM/0-6 CFU btomase@unict.it Edificio / Indirizzo: Cittadella Universitaria Edifico 2- V.le Andrea Doria, 6 Telefono: 095/ Orario ricevimento: per appuntamento da concordare con il docente oppure al termine delle lezioni ELENA ARENA - Modulo - AGR/5-6 CFU earena@unict.it Edificio / Indirizzo: Di3A - Via S. Sofia 98 Telefono: Orario ricevimento: lunedì ore -3 OBIETTIVI FORMATIVI Obiettivo del corso è quello di fornire agli studenti le nozioni relative: - i principali macro- e micro-nutrienti presenti nelle matrici alimentari, le caratteristiche chimiche e le proprietà di tali molecole - la loro reattività e la loro degradazione; - l interazione tra i differenti componenti (acqua, proteine, glucidi e lipidi) e gli effetti sulla qualità nutrizionale e sensoriale, sulle proprietà funzionali e sicurezza degli alimenti - gli effetti della conservazione, dei processi tecnologici e dello storage sulla composizione degli alimenti. Lo studente alla fine del corso avrà conoscenza del ruolo delle molecole presenti negli alimenti focalizzando sulla composizione, valore nutrizionale e caratteristiche tecnologiche. Inoltre lo studente acquisirà gli strumenti per affrontare successivamente i problemi di carattere tecnologico relativi alla trasformazione e conservazione degli alimenti. Il corso si propone di dare allo studente le nozioni di base sul funzionamento, i rischi e il ruolo di un

2 laboratorio di analisi chimico-fisiche dei prodotti alimentari. In particolare, lo studente alla fine del corso dovrà essere in grado di scegliere le metodiche analitiche appropriate, preparare il campione, eseguire l'analisi e i calcoli stechiometrici, interpretare i risultati ottenuti confrontandoli con la legislazione di settore e/o i parametri di qualità. PREREQUISITI RICHIESTI Le competenze e conoscenze necessarie per seguire l'insegnamento sono: - nozioni fondamentali di chimica generale e organica (CHIM03-CHIM06), principi di biochimica generale (BIO0) e microbiologia generale. Conoscenze di base di Chimica generale, organica e analitica FREQUENZA LEZIONI FORTEMENTE CONSIGLIATA Fortemente consigliata CONTENUTI DEL CORSO Il corso affronta in dettaglio la composizione chimica degli alimenti, le reazioni chimiche/fisiche/biochimiche subite dagli alimenti e l'impatto di queste reazioni sulla qualità degli alimenti. PROGRAMMA SINTETICO DEL CORSO Introduzione al corso; Acqua: attività, migrazione e stabilità degli alimenti; Enzimi: ruolo degli enzimi nella produzione, nei processi tecnologici e nella qualità degli alimenti. Carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi, dolcificanti artificiali, polisaccaridi e reazioni dei carboidrati. Lipidi: chimica degli acidi grassi, lipidi saponificabili ed insaponificabili; Lipidi negli alimenti: struttura, presenza, valore nutrizionale ed effetti biologici. Etero-lipidi. Gliceridi. Reazioni dei lipidi: idrolisi, acroleina, ossidazione e rancidità; Reazioni degli acidi grassi insaturi. Idrogenazione, margarina e acidi grassi trans; emulsionanti e sostitutivi dei grassi. Proteine: chimica degli amminoacidi e proteine; peptidi e proteine negli alimenti: valore nutrizionale, presenza e cambiamenti durante la conservazione e il processing; reazione di imbrunimento; proteine del latte, yogurt, formaggio e uova. Sali minerali e Vitamine. Additivi. Cenni di Nutraceutica. Argomenti Opzionali (alcuni di questi invece saranno trattate all'interno dei moduli principali): Gruppi di alimenti: composizione chimica e trasformazioni dei principali nutrienti. Sostanze

3 indesiderabili negli alimenti Sicurezza in laboratorio, Concentrazioni (molarità, normalità, peso/peso, peso/volume, volume/volume), Diluizioni, Espressione dei risultati nelle unità di misura appropriate; Analisi gravimetriche, Analisi volumetriche (acidimetria, redox, complessometria, retrotitolazioni). Validazione di un metodo analitico: recupero, limite di rivelazione e quantificabilità, accuratezza e precisione, RSD e (RSD)r, Errori sistematici e casuali, rette di taratura, LOD, LOQ e intervallo di lavoro. Metodiche analitiche per l analisi del latte e dei prodotti caseari; Metodiche analitiche per l analisi di mosti e vini; Metodiche analitiche per l analisi degli oli; Metodiche analitiche per l analisi dei mieli; Metodiche analitiche per l analisi delle acque potabili TESTI DI RIFERIMENTO. Tom Coultate, La chimica degli alimenti, Zanichelli 2. P.Cappelli, V. Vannucchi, "Chimica degli alimenti - Conservazione e trasformazioni", Zanichelli 3. P. Cabras, A. Martelli, "Chimica degli alimenti, Piccin Altre fonti: - Belitz, H.-D., Grosch, W., Schieberle, P., Food Chemistry. Springer. (Immagini presenti nelle slides) - Articoli scientifici di recente pubblicazione: a) per aggiornamento e approfindimento di alcuni argomenti; b) per i progetti di guppo curati dagli studenti. Cabras P., Tuberoso C.I.G. Analisi dei prodotti alimentari. Piccin Nuova Libraria S.p.a., Mannino S., Bianco M.G. Esercitazioni di analisi chimica dei prodotti alimentari Edizioni Tecnos s.r.l., 996 PROGRAMMAZIONE DEL CORSO * Argomenti Riferimenti testi. Introduzione: oggetto di studio della chimica degli alimenti. Definizione e classificazione degli alimenti. Principi alimentari e loro funzioni - Acqua negli alimenti e acqua come alimento 2 * Richiami stereochimica carboidrati; monosaccaridi e reazioni negli alimenti (polioli, ossidazioni, idrolisi) Materiale didattico docentetesto : cap 2 Testo 3: cap 7 : cap. 2 Testo 2: cap 2 Testo 3: cap 2, par -2

4 3 * 3. Disaccaridi e oligosaccaridi, zucchero invertito e sciroppi di glucosio Fermentazioni e alimenti 4 * Imbrunimenti non enzimatici (degradazione termica) e modiche degli alimenti : cap. 2 Testo 2: cap. 7, par.3. : cap. 2 Testo 2: cap. 7, par * Polisaccaridi e fibra alimentare : cap.3 Testo 2: cap.2, par.5 e 8 Testo 3: cap 2, par * Polisaccaridi come additivi negli alimenti; Carboidrati come prebiotici; Indice glicemico ed edulcoranti 7 * Lipidi: caratteristiche chimiche e fisiche e distribuzione negli alimenti 8 * Idrogenazione e produzione di margarine; Ossidazione dei lipidi e rancidità dell olio 9 * Altre reazioni acidi grassi: formazione di acroleina e inacidimento chetonico; Antiossidanti ed inibizione della perossidazione negli alimenti : cap.3; cap 7 (pp ) Testo 2: cap.0, par.5 e 5 Testo 3: cap 2, par 7 : cap.4 Testo 2: cap. Testo 3: cap 3, par -2 : cap.4 Testo 2: cap.7, par 2.2; : cap.4 Testo 2: cap.0, par 4 0 * Trigliceridi e Reazioni negli alimenti : cap.4 Testo 2: cap.2 par * Composizione in TG e Reazione di interesterificazioni; Lipidi polari e emulsioni; Agenti emulsionati; Terpeni e Fitosteroli 2 * Proteine: introduzione, formazione e modifiche negli alimenti; proprietà nutrizionali e indici qualitativi 3 * Idrolisi delle proteine e putrefazione; Enzimi: imbrunimento enzimatico e impiego nell industria alimentare; Proprietà funzionali 4 * Sali Minerali & Vitamine: presenza e stabilità negli alimenti e modiche con i processi di trasformazione; Alimenti funzionali: regolamento ed esempi 5 * Additivi alimentari: conservanti, esaltatori di sapidità, agenti di rivestimento, agenti lievitanti, antischiumogeni e antiagglomeranti : cap.4 Testo 2: cap 7 par 2.3; cap.0, par 5. : cap.5 Testo 2: cap 3 Testo 3: cap 4 : cap.5 Testo 2: cap.3, par 6 : cap.8 (vitamine) e cap (Sali) Testo 3: cap 6 (vitamine); cap 2, par 3-5 : cap.9 (conservanti) Testo 2: cap.0

5 6 * Caratteri organolettici ed additivi : cap.6-7 Testo 2: cap.0, par 4 e 6 Testo 3: cap 8 7 Opzionale_Gruppi di alimenti: composizione chimica( parte) 8 Opzionale_Gruppi di alimenti: composizione chimica (2 parte) 9 Opzionale_Gruppi di alimenti: composizione chimica (3 parte) 20 OPzionale_Contaminanti presenti negli alimenti: concetti generali 2: cap Testo 3: cap 6-9 2: cap.2 Testo 3: cap 0,, 4-5, 2: cap Testo 3: cap 9, 2, 3,22,24 : cap.0 Testo 2: cap.9 Testo 3: parte IV (cenni) * Argomenti Riferimenti testi * Le analisi che misurano le proprietà fisiche: indice di rifrazione; Brix; densità; peso specifico, punto di congelamento e di ebollizione 2 * Le analisi gravimetriche: principi ed espressione dei risultati. Preparazione del campione Determinazione dell umidità e del residuo secco;. Determinazione delle ceneri. Determinazione del residuo fisso delle acque. 3 * Estrazione della sostanza grassa metodiche a confronto. Determinazione della sostanza grassa nel latte. Metodo Rose Gottlieb 4 * Le analisi volumetriche: titolazioni acido-base. Metodiche analitiche per la determinazione dell'acidità in matrici alimentari ed espressione dei risultati; 5 * Le titolazioni redox : il saggio di Fehling: principio del metodo e metodologia 6 * Determinazione degli zuccheri riducenti mediante il saggio di Fehling in differenti matrici alimentari ed espressione dei risultati nelle unità di misura appropriate 7 * La determinazione delle proteine: metodo di Kjeldhal metodologia e applicazioni e 2 e 2 e 2

6 8 * I parametri di qualità di un olio e legislazione di riferimento: acidità; analisi spettrofotometrica; analisi gascromatografica degli acidi grassi; numero di perossidi 9 * Le titolazioni complessometriche: la determinazione della durezza dell acqua. Espressione dei risultati nelle unità di misura appropriate 0 * I parametri di qualità del miele; metodiche analitiche e legislazione di riferimento * I parametri di qualità del latte e la legislazione di riferimento 2 * Determinazione dell'acidità del latte e parametri di riferimento. Sviluppo delle formule per il calcolo dell acidità ed espressione dei risultati nelle unità di misura appropriate e 2 e 2 * Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame. N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame. MATERIALE DIDATTICO Le presentazioni inerenti le lezioni e gli articoli scientifici saranno pubblicate su Studium nella sezione del docente Il materiale didattico sarà a disposizione degli studenti che ne faranno richiesta VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO L esame è strutturato in due parti: a. b. prova scritta che comprende: - risposte a scelta multipla - domande aperte prova orale Al voto finale concorreranno anche le valutazione dei progetti di gruppo svolti dagli studenti.

7 Prova scritta ed orale DATE DEGLI APPELLI Verificare le date degli appelli sul calendario degli esami pubblicato nel sito del dipartiemnto di3a PROVE IN ITINERE Non previste Le prove in itinere verranno svolte in accordo con quanto indicato sul sito del Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente (Di3A) PROVE DI FINE CORSO Al fine delle lezioni gli studenti saranno coivolti in PROGETTI DI GRUPPO, ossia didattica attiva con analisi di articoli scientifici originali e attuali su argomenti di chimica alimentare. L'eleborato sarà presentato oralmente dagli studenti con l'ausilio di presentazioni powerpoint, sarà valutatato dal docente e considerato nella votazione finale Il superamento della prova scritta è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame finale. La prova scritta riguarda un problema tipico di laboratorio e l'espressione dei risultati nelle unità di misura adeguate. Il superamento della prova scritta, consente l'accesso alla prova orale. ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI. Descrivere in breve una classe di addtivi (domanda aperta) 2. Indicare quale dei seguenti gruppi funzionali non è contenuto nei monosaccaridi (domanda multipla) a. Alcolico b. Aldeidico c. Carbossilico

8 d. Chetonico 3. Riportare il meccanismo di reazione dell'idrolisi dee glicosidi (domanda aperta con reazioni e formule chimiche) 4. Assegnare i nomi comuni alle seguenti formule di struttura e indicare quali alimenti li contengono (riconoscimento strutture chimiche) I parametri di qualità del miele e le metodiche analitiche per la loro determinazione Metodi per la determinazione della gradazione alcolica di un vino Analisi spettrofotometrica degli oli: metodica analitica e interpretazione dei risultati Acidità del latte ed espressione dei risultati Retta di taratura Analisi gravimetriche e espressione dei risultati