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Oggetto:
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LABORATORIO DI BIOCHIMICA E IGIENE DEGLI ALIMENTI

Oggetto:

LABORATORY OF FOOD BIOCHEMISTRY AND HYGIENE

Oggetto:

Anno accademico 2022/2023

Codice attività didattica
MFN0420
Docenti
Prof. Elisabetta Fea
Dott. Roberto Mazzoli
Prof. Enrica Pessione
Corso di studio
Scienze Biologiche D.M. 270
Anno
3° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
Affine o integrativo
Crediti/Valenza
8
SSD attività didattica
BIO/10 - biochimica
MED/42 - igiene generale e applicata
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia esame
Scritto
Prerequisiti

BIOCHIMICA DEGLI ALIMENTI Conoscenze di base sulla struttura e funzione delle cellule procariote ed eucariote e sull’anatomia e fisiologia fornite dagli insegnamenti di Biologia della Cellula e dei Tessuti, Microbiologia Generale, Fisiologia Generale. Conoscenze inerenti alla struttura e funzione delle proteine e degli enzimi e alla biochimica di base (fornita dall'insegnamento di Biochimica).

IGIENE DEGLI ALIMENTI Conoscenze di base dell'igiene generale e della microbiologia generale fornite attraverso gli insegnamenti di Igiene Generale e Qualità e Microbiologia Generale entrambi del 2°anno.


FOOD BIOCHEMISTRY Basic knowledge of structure and function of prokariotic and eukariotic cells, of anatomy and physiology provided by the courses of Cell and Tissue Biology, General Microbiology, General Physiology. Knowledge of structure and function of proteins and enzymes and of basic biochemistry (provided by the course of Biochemistry).

FOOD HYGIENE Basic knowledge of general hygiene and microbiology provided by the 2° year Hygiene and Quality and General Microbiology courses

Oggetto:

Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

BIOCHIMICA DEGLI ALIMENTI

Il modulo di biochimica degli alimenti si propone di fornire conoscenze approfondite sulla struttura, le caratteristiche ed i ruoli biochimici delle principali molecole di interesse alimentare, sui meccanismi biochimici implicati nella percezione, digestione, assorbimento e nel catabolismo dei principali nutrienti e su aspetti biochimici delle produzioni alimentari. Particolare attenzione sarà dedicata alla produzione di alimenti fermentati e al metabolismo dei microrganismi implicati in questi processi. Saranno inoltre approfondite le metodiche (qualitative e quantitative) di analisi di glicidi, lipidi, proteine and altri metaboliti in alimenti.

Il modulo fornisce conoscenze teoriche e pratiche atte a eseguire in autonomia procedure tecnico-analitiche di tipo chimico e biochimico in ambito di controllo della qualità degli alimenti e utili, più in generale, ad attività professionali nell’ambito delle analisi e delle produzioni alimentari. Le conoscenze acquisite sono, inoltre, propedeutiche alla prosecuzione degli studi per il conseguimento della Laurea Magistrale in discipline biologiche, con particolare riferimento alla Laurea Magistrale in Scienze degli Alimenti e della Nutrizione Umana.

IGIENE DEGLI ALIMENTI L'insegnamento si propone di fornire agli studenti una conoscenza dell'igiene degli alimenti, dei fattori che permettono di prevenire le contaminazioni degli alimenti e quindi le patologie di origine alimentare, dei trattamenti   che controllano la presenza e lo sviluppo di microrganismi durante i processi produttivi alimentari, dei principi della legislazione alimentare.

FOOD BIOCHEMISTRY

The module of food biochemistry aims at providing detailed information on: structure, characteristics and biochemical roles of the main of nutritional interest; biochemical mechanism of nutrient perception, digestion, absorption and catabolism; biochemical aspects of food production. Special attention will be dedicated to production of fermented foods and to metabolism of microorganisms involved in these processes. Biochemical methods for detecting and quantifying carbohydrates, lipids, proteins and other main metabolites in food will be illustrated in detail.

This module provides theorical and practical knowledge aimed at autonomous execution of chemical and biochemical techno-analytical procedures in the field of the control of food quality and, more in general, useful for professional activities dealing with food analysis or production. Acquired knowledge also prepares students to continue their studies for obtaining the Master Degree in biological disciplines, with particular reference to the Master Degree in Food Sciences and Human Nutrition.

FOOD HYGIENE The module aims at providing basics on food hygiene, on factors that permits the prevention of food contamination and so foodborne diseases, on treatments that control the microorganisms presence and  grown during food productive processes, on food law.

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Risultati dell'apprendimento attesi

BIOCHIMICA DEGLI ALIMENTI

Acquisizione di conoscenze utili nei settore biomolecolare, biomedico, nutrizionistico. Gli studenti acquisiranno conoscenze teoriche della struttura delle principali molecole di interesse alimentare e dei loro ruoli nella nutrizione e nella fisiologia umana, nelle caratteristiche organolettiche e tecnologiche degli alimenti. Sarà acquisita la conoscenza dei processi biochimici di percezione e assimilazione dei nutrienti. Saranno compresi gli aspetti biochimici correlati con le produzioni alimentari (processi di fermentazione, caseificazione, produzione di alimenti funzionali, produzione biotecnologica di additivi alimentari). Sarà acquisita la conoscenza teorica e pratica di metodiche per l'analisi ed il controllo di qualità di alimenti (analisi di componenti alimentari quali amilosio, acido lattico, proteine, trigliceridi) e la capacità di eseguire analisi di interpretazione dei dati sperimentali ottenuti.

Gli studenti saranno in grado di meglio comprendere il valore nutrizionale degli alimenti e di riconoscerne la composizione analitica in etichetta (conservanti, antiossidanti, stabilizzanti). Gli studenti saranno inoltre in grado di eseguire autonomamente protocolli sperimentali utili nel campo del controllo della qualità degli alimenti.

IGIENE DEGLI ALIMENTI Gli studenti  dovranno essere in grado di comprendere i meccanismi della contaminazione negli alimenti di origine vegetale ed animale e nelle preparazioni alimentari al fine di attuarne una opportuna prevenzione; conoscere i principi che regolano gli aspetti normativi sulla sicurezza alimentare, le caratteristiche e l'epidemiologia delle principali patologie trasmesse attraverso gli alimenti.

 FOOD BIOCHEMISTRY

Students will acquire essential knowledge for application in biomolecular, biomedical and nutritional domains. Theoretical knowledge of the structure of the main molecules of food interest and their roles in human nutrition and physiology and in organoleptic and technological properties of food. Knowledge of biochemical mechanisms of food perception and assimilation. Knowledge of biochemical aspects of food production (food fermentation, cheese production, production of fucntional food, biotechnological production of food additives). Theoretical and practical nowledge of laboratory techniques for analysis and quality control of food (analysis of food components such as amylose, lactic acid, proteins, triglycerides) and ability to perform basic analyses of experimental data.

Students will be able to better understand nutrional value of food and to food composition (preservatives, antioxidants, stabilizers). Moreover, students will be able to autonomously perform experimental protocols useful in the field of food quality control.

FOOD HYGIENE Students will acquire essential knowledge for understand: contamination mechanisms in food of plant and animal origin or during the their production in order to prevent foodborne diseases (FD), basics of food safety, principal FDs epidemiology.

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Programma

BIOCHIMICA DEGLI ALIMENTI 

INTRODUZIONE. Che cos'è un alimento: funzioni dell'alimentazione. Organismi autotrofi ed eterotrofi. Fonti di C e N, fonti di energia. Metabolismo respiratorio e fermentativo. Percezione degli alimenti. Prebiotici, probiotici e nutraceutici.

LA PERCEZIONE DEGLI ALIMENTI Recettori dell'olfatto: struttura e funzione. Recettori del gusto: struttura dei recettori dell'amaro, del dolce, dell'umami, dell'acido e del salato. Percezione extra-orale dei gusti: le cellule enteroendocrine ed il «gut-brain axis». Vie di comunicazione fra sistema nervoso e sistema gastrointestinale. Interazioni fra «gut-brain axis» e microbiota intestinale.

CARBOIDRATI Oligo e polisaccaridi di interesse alimentare (disaccaridi, cellulosa, emicellulosa, amido, chitina, polisaccaridi di origine vegetale e microbica): struttura, funzioni, aspetti biotecnologici ed applicazioni. Dolcificanti di sintesi e polioli: strategie di produzione biotecnologica.  Tecniche analitiche per i carboidrati. Digestione, assorbimento e trasporto dei carboidrati. Intolleranza al lattosio. Indice glicemico. Regolazione della glicemia: sintesi e degradazione del glicogeno.  Insulina e glucagone: struttura e funzioni. Curva glicemica. Cenni sul diabete mellito. Regolazione dell'omeostasi energetica. Metabolismo dei principali monosaccaridi (glucosio, galattosio, fruttosio) e malattie ad esso correlate. Destini del piruvato.

LIPIDI Funzioni. Principali lipidi di interesse alimentare: funzioni e destini metabolici di trigliceridi, colesterolo, acidi grassi saturi, mono- e poli-insaturi. Perossidazione lipidica e irrancidimento degli acidi grassi. Cenni su tecniche analitiche per i lipidi. Digestione, assorbimento e trasporto dei lipidi. Lipoproteine. Catabolismo degli acidi grassi saturi e insaturi.  La chetogenesi. Il metabolismo dell'etanolo.

AMINOACIDI E PROTEINE Funzioni di aminoacidi e proteine. Fabbisogno proteico. Digestione, assorbimento e trasporto. Attivazione proteolitica delle proteasi pancreatiche: pancreatite acute. Cenni sul morbo celiaco. La reazione di Maillard.

METABOLISMO CENTRALE ED ENERGETICO. Rendimenti energetici del catabolismo aerobico e anaerobico del glucosio, del catabolismo degli acidi grassi saturi ed insaturi, del catabolismo degli aminoacidi.

ALIMENTI FERMENTATI. Metabolismo microbico: Respirazione aerobica, anaerobica e fermentazioni. Tolleranza ad ossigeno, pH e temperature. Autotrofia, eterotrofia, prototrofia. Fermentazione di zuccheri: fermentazione alcoolica, omolattica, eterolattica, acido-mista, propionica e loro applicazioni: vinificazione, birrificazione, caseificazione. Fermentazioni di acidi e amino acidi: fermentazione malolattica, decarbossilazione di amino acidi deaminazioni: ADI Pathway.

ESERCITAZIONI IN LABORATORIO Quantificazione enzimatica di acido lattico in alimenti fermentati, separazione e quantificazione delle proteine del latte, determinazione del numero di iodio su grassi e oli alimentari.

 IGIENE DEGLI ALIMENTI Evoluzione delle patologie trasmesse attraverso gli alimenti nel mondo, in Europa ed in Italia Tipologia di contaminazione degli alimenti: la contaminazione biologica, chimica e fisica Fonti di contaminazione biologica degli alimenti: ambientale (suolo, acqua, aria), animale, umana; contaminazione primaria e secondaria degli alimenti Fattori che condizionano la presenza e la moltiplicazione degli agenti biologici sugli alimenti Classificazione della malattie trasmesse attraverso gli alimenti: infezioni, tossinfezioni ed intossicazioni; principali patologie da batteri e virus trasmesse attraverso gli alimenti Rassegna dei principali metodi di conservazione degli alimenti attualmente utilizzati Legislazione alimentare: breve evoluzione, i principi fondamentali del sistema HACCP e cenni sulla normativa vigente. Metodologia di indagine per lo studio delle epidemie di origine alimentare.                                      
Attività di laboratorio con elaborazione dei dati: caratteristiche microbiologiche di un prodotto alimentare prima e dopo un trattamento (pastorizzazione/refrigerazione/surgelamento)

FOOD BIOCHEMISTRY

INTRODUCTION. What is food: functions of nutrition. Autotrophs and heterotrophs. N and C sources, energy sources. Respiratory and fermentative metabolism. Food perception. Prebiotics, probiotics and nutraceuticals.

FOOD PERCEPTION Odorant receptors: structure and function. Taste receptors: structure of the receptors of bitter, sweet, umami, sour and salty. Extra-oral perception of food: enteroendocrine cells and gut-brain axis. Communication pathways between nervous and gastrointestinal systems. Interaction between the gut-brain axis and gut microbiota.

CARBOHYDRATES Oligo- and poly-saccharides of food interest (disaccharides, cellulose, hemicellulose, starch, chitin, plant- and microbe-derive polysaccharides):: structure, functions, biotechnological aspects and applications. Polyols and synthetic sweeteners: strategies for biotechnological production. Analytical techniques for carbohydrates. Digestion, absorption and transport of carbohydrates. Lactose intolerance. Glycemic index. Regulation of glycemia: glycogen synthesis and depolymerization. Insulin and glucagon: structure and functions. Hints on diabetes. Regulation of energy homeostasis. Metabolism of the main monosaccharides (glucose, galactose, fructose). Fate of pyruvate: lactic and alcoholic fermentation.

LIPIDS. Functions. Main lipids of food interest: functions and metabolic fate of triglycerides, cholesterol, saturated, mono- and poly-unsaturated fatty acids. Biochemical mechanisms of rancidity of fatty acids. Analytical techniques for lipids. Digestion, absorption and transport of lipids. Lipoproteins. Fatty acid catabolism. Ketogenesis. The metabolism of ethanol.

AMINO ACIDS AND PROTEINS. Structure and functions. Protein requirements. Digestion, absorption and transport of proteins. Activation of pancreatic proteases and related diseases. Hints on celiac disease. The Maillard reaction.

CENTRAL AND ENERGY METABOLISM Energy yield of aerobic and anaerobic glucose catabolism, catabolism of saturated and unsaturated fatty acids, the catabolism of amino acids.

FERMENTED FOODS. Microbial metabolism: aerobic and anaerobic respiration, fermentation. Temperature, oxygen and pH tolerance. Autotrophic, heterotrophic and prototrophic metabolism. Fermentations of sugars: alcoholic, homolactic, heterolactic, propionic fermentation and their applications. Wine and beer production, caseification. Fermentation of acids and amino acids: malolactic fermentation and amino acid decarboxylations. ADI pathway in food. LABORATORY TRAINING. Enzymatic determination of lactic acid in fermented foods. Separation and quantification of milk proteins. Determination of iodine number of food Fats/Oils.

FOOD HYGIENE Foodborne diseases around the world, in Europe and in Italy. Biological, chemical and physical contamination of food and foodstuffs. Sources of biological contamination: soil, water/wastewater, air, animals and humans. Primary and secondary contamination of food. Factors involved in presence and multiplication of biological agent on food. Main foodborne diseases caused by bacteria and viruses. Review of methods. Basic principles and current food law. Microbiological analysis of raw and treated (heat/freeze) food samples. Theoretical exercises on foodborne outbreaks and epidemiologic survey.                                                                                                                 
Microbiological analysis of raw and treated (heat/freeze) food samples

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Modalità di insegnamento

BIOCHIMICA DEGLI ALIMENTI Il modulo di biochimica degli alimenti si compone di 26 ore (18 ore modulo Mazzoli + 8 ore modulo Pessione) di lezioni teoriche e 12 ore di esercitazioni in laboratorio. Le lezioni teoriche (Modulo Mazzoli) saranno somministrate mediante audiolezione (ovvero presentazione powerpoint con commento audio), la quali saranno caricate sulla piattaforma moodle. Per le esercitazioni in laboratoratorio, a seconda delle disposizioni di sicurezza in vigore al momento del corso, potranno essere eseguite in presenza a piccoli gruppi, oppure essere sostituite con dei video (caricati sulla piattaforma moodle) o una mescolanza delle due modalità. In maniera regolare, saranno organizzati, mediante la piattaforma Webex, negli orari previsti per le lezioni, delle occasioni di interazione con gli studenti, tali da chiarire dubbi e difficoltà sulle tematiche svolte durante le audiolezioni o sull'esame. 

IGIENE DEGLI ALIMENTI L'insegnamento si articola in 32 ore di lezione frontale e 4 ore di laboratorio, la frequenza del laboratorio è obbligatoria e consiste esclusivamente di attività pratiche.

Tutte le lezioni si terranno in presenza. La modalità a distanza (in streaming) potrà essere introdotta su indicazione dell'Ateneo in base alle misure sanitarie relative allo sviluppo della pandemia di COVID-19.

FOOD BIOCHEMISTRY The module of food biochemistry consists of 26 hours of lectures (18 hours Mazzoli module + 8 hours Pessione module) and 12 hours of practical activity in the lab. The lectures (Mazzoli module) will be provided as audiolectures, namely as powerpoint presentations with oral comment of the topics described in the slides. These audiolectures will be uploaded in the online material on the Moodle platform of the course. Practical activities, depending on the updated security rules at the moment of the course, will be performed with little group of students in laboratory, or replaced by videos (that will be uploaded on the moodle platform of the course) or as a mixture of the the two modalities. Regularly, webmeetings will be organized by means of the webex platform, in the time periods previously scheduled for lessons, so as to allow interactions with students and provide clarification and question of doubts and issues concerning the topics treated in the course or regarding the final exam. 

FOOD HYGIENE The course consists of 32 hours of lectures and 4 hours of laboratory; laboratory frequency is mandatory and includes exclusively practical activities.

All lessons will be delivered in presence. Alternative online teaching (by streaming) may be introduced according to the University recommendations related to the status of the COVID-19 pandemic.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

BIOCHIMICA DEGLI ALIMENTI 

L'esame consisterà in un colloquio orale, mediante la piattaforma webex. Il colloquio verterà su una domanda riguardante il programma del modulo Mazzoli ed una del programma del modulo Pessione. Il voto complessivo del modulo verrà calcolato mediante media pesata (3 cfu modulo Mazzoli, 1 cfu modulo Pessione) del voto ottenuto per ciascun modulo. Gli argomenti d'esame comprendono sia le lezioni "teoriche" sia le metodologie utilizzate nelle esercitazioni in laboratorio.

IGIENE DEGLI ALIMENTI Esame scritto composto da 30 domande a risposta aperta sintetica (60 minuti a disposizione); ad ogni risposta è assegnato un punteggio da 0,25 a 1 punto in funzione della sua correttezza e  completezza; in caso di esito insufficiente del test scritto o su richiesta dello studente viene svolta una integrazione mediante esame orale. 

Per entrambi i moduli (biochimica e igiene) sarà possibile sostenere soltanto una volta la prova scritta, ulteriori prove saranno esclusivamente in forma orale. L'esito complessivo dell'esame sarà ottenuto dalla media degli esiti dei due moduli.

La prova d'esame potrà essere svolta a distanza, tramite collegamento video, nei casi e nelle modalità raccomandate dall'Ateneo in base alle misure sanitarie relative allo sviluppo della pandemia di COVID-19.

FOOD BIOCHEMISTRY 

Evalutation will be determined by an oral exam through the webex platform based on a question on the program of the Mazzoli module and one on the program of the Pession module. Mark for the biochemistry module is calculated by means of weighed mean (3 cfu Mazzoli module, 1 cfu Pessione module). Exam will include both topics explained in the "theoretical" lectures and methodologies object of practical laboratory activities.

FOOD HYGIENE Written exam consisting of 30 open questions (1 hour); each answer is evaluated with a mark between 0,25 and 1 depending on precision and completeness; for unsatisfactory written exams or upon student request an oral integration is performed.

For both modules (biochemistry and hygiene), students can attend the written exam only once. Possible integrations will be performed by oral exam. The average between the grades obtained in each module gives the final evaluation for the course.

Remote examinations may be introduced according to the University recommendations related to the status of the COVID-19 pandemic.

Testi consigliati e bibliografia

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BIOCHIMICA DEGLI ALIMENTI Slides del corso. Protocolli sperimentali delle esercitazioni.      

Leuzzi, Bellocco, Barreca «Biochimica della nutrizione». Zanichelli

IGIENE DEGLI ALIMENTI Slides del corso. Protocolli sperimentali delle esercitazioni.  

Testi disponibili per la consultazione presso la biblioteca del DBIOS, Via Accademia Albertina 13 o presso il Dipartimento di Sanità Pubblica, Via Santena 5 bis                                                                                                                                       
De Felip "Recenti sviluppi di igiene e microbiologia degli alimenti" Ed. Tecniche Nuove (2001)                                           
Tiecco "Igiene e tecnologia alimentare" Ed. Calderini Ed agricole (2001)                                                                                   
Cappelli - Vannucchi "Chimica degli alimenti - Conservazioni e trasformazioni" Ed. Zanichelli (2000)

FOOD BIOCHEMISTRY Slides of the lectures. Experimental protocols used in laboratory training.  

Leuzzi, Bellocco, Barreca «Biochimica della nutrizione». Zanichelli

FOOD HYGIENE Slides of the lectures. Experimental protocols used in laboratory training. 

Books available for consultation at DBIOS library, Via Accademia Albertina 13 or at DSSPP library,  Via Santena 5 bis  
De Felip "Recenti sviluppi di igiene e microbiologia degli alimenti" Ed. Tecniche Nuove (2001)                                         
Tiecco "Igiene e tecnologia alimentare" Ed. Calderini Ed agricole (2001)                                                                                  
Cappelli - Vannucchi "Chimica degli alimenti - Conservazioni e trasformazioni" Ed. Zanichelli (2000)



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Note

Curriculum Cellulare Biomolecolare, Curriculum Tecnico Analitico

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Moduli didattici

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Orario lezioniV

Nota: Consultare la tabella degli orari pubblicata sull'apposita pagina.

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    Ultimo aggiornamento: 16/09/2022 10:32
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