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Oggetto:
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METABOLITI SECONDARI DELLE PIANTE

Oggetto:

PLANT SECONDARY METABOLITES

Oggetto:

Anno accademico 2022/2023

Codice attività didattica
MFN0429B
Docenti
Prof. Cinzia Margherita Bertea (Titolare, Responsabile del corso)
Dr. Giuseppe Mannino (Titolare)
Corso di studio
Scienze Biologiche D.M. 270
Anno
3° anno
Periodo
II semestre
Tipologia
Affine o integrativo
Crediti/Valenza
4
SSD attività didattica
BIO/04 - fisiologia vegetale
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia esame
Scritto
Tipologia unità didattica
modulo
Insegnamento integrato
LABORATORIO DI BIOLOGIA VEGETALE APPLICATA (MFN0429)
Prerequisiti

Nozioni di Biologia Vegetale, Fisiologia Vegetale , Biologia Molecolare e Biochimica

Fundamentals of Plant Biology, Plant Physiology, Molecular Biology and Biochemistry
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Il modulo di Metaboliti Secondari delle Piante concorre alla realizzazione degli obiettivi formativi delle aree morfologico-funzionale e biochimico-molecolare del Corso di Laurea in Scienze Biologiche. Fornisce agli/alle studenti/studentesse capacità di esecuzione con autonomia di: procedure analitico-strumentali connesse alle indagini biologiche; procedure tecnico-analitiche in ambito biotecnologico, biomolecolare, anche finalizzate ad attivita' di ricerca.

Questo modulo si propone di fornire una preparazione teorico-pratica sulla biochimica e sulle principali tecniche utilizzate nello studio dei metaboliti secondari vegetali impiegati nell'industria farmaceutica e alimentare.

To provide:

- Knowledge on the biochemistry of secondary metabolites

- Specific competence of the main experimental techniques and procedures related to the study of plant secondary metabolites of industrial interest

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE

Competenze teoriche sulla biologia degli organismi vegetali (aspetti molecolari e chimici/biochimici) e sulle loro applicazioni biotecnologiche

Conoscenza delle classi principali di metaboliti secondari delle piante (terpenoidi, composti fenolici e alcaloidi)

Conoscenza delle tecniche di estrazione e di analisi di metaboliti secondari

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

Capacità di interpretare ed eseguire protocolli di base per analisi biochimiche volte alla caratterizzazione di metaboliti secondari

Capacità di applicare norme di sicurezza di laboratorio e di eseguire procedure sperimentali di tipo chimico

AUTONOMIA DI GIUDIZIO

Acquisizione di consapevole autonomia di giudizio con riferimento: al riconoscimento dei principali metaboliti secondari delle piante e alla valutazione dell'adeguatezza delle diverse tecniche analitiche, all'interpretazione di dati sperimentali di laboratorio, ad aspetti di sicurezza in laboratorio.

ABILITÀ COMUNICATIVE

Acquisizione di adeguate competenze e strumenti per la comunicazione con riferimento a: elaborazione e presentazione dati, capacità di lavorare in gruppo

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO

Acquisizione di capacità autonome di apprendimento e di autovalutazione della propria preparazione, atte ad intraprendere gli studi successivi con un alto grado di autonomia

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING ABILITY

Theoretical knowledge on the biology of plant organisms (molecular and chemical/biochemical aspects) and their biotechnological applications

Knowledge on the main classes of plant secondary metabolites (terpenoids, phenolic compounds and alkaloids)

Knowledge of the extraction and analytical techniques applied to secondary metabolites

ABILITY TO APPLY KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

Ability to understand and apply basic protocols for biochemical analysis related to the characterization of secondary metabolites

Ability to apply safety laboratory rules and follow experimental chemical procedures

MAKING JUDGMENTS

Acquisition of conscious judgment independence with respect to: identification of the main plant secondary metabolites and evaluation of the suitability of different analytical techniques, interpretation of experimental data, laboratory safety aspects.

COMMUNICATION SKILLS

Acquisition of appropriate skills and tools to present processed data, Ability to work in a team

LEARNING SKILLS

Acquisition of autonomous learning capacity and self-assessment of the own preparation, in order to undertake subsequent studies with a high degree of autonomy

Oggetto:

Programma

Introduzione generale riguardante i metaboliti secondari: tecniche di estrazione e di analisi

I terpenoidi: ruolo ecologico, importanza in campo farmaceutico ed alimentare. Tecniche di estrazione e di analisi dei terpenoidi

Laboratorio: Distillazione in corrente di vapore ed estrazione con solvente organico di oli essenziali da piante aromatiche (lavanda, menta). 

Laboratorio: analisi quali-quantitativa tramite gascromatografia abbinata alla spettrometria di massa (GC-MS) e cromatografia su strato sottile (TLC)

I composti fenolici: ruolo ecologico, importanza in campo medico ed alimentare. Tecniche di estrazione e di analisi dei composti fenolici.

Laboratorio: Estrazione di composti fenolici da materiale fresco (foglie, frutti, ecc.), essiccato (foglie e frutti essiccati) o da prodotti alimentari (cioccolato, the, ecc,)

Laboratorio: Analisi quantitativa dei composti fenolici tramite spettrofotometria (saggio di Folin-Ciocalteu). Costruzione di una curva di calibrazione per l'analisi di campioni incogniti

Laboratorio: Analisi quali-quantitativa dei composti fenolici tramite cromatografia su strato sottile (TLC)

Laboratorio: Estrazione degli antociani da foglie di cavolo rosso e relativo viraggio del colore in ambiente basico ed acido

Laboratorio: Estrazione degli antociani da campioni di origine vegetale e relativa quantificazione attraverso il saggio del salto del pH

Laboratorio: Estrazione delle proantocianidine da campioni di origine vegetale e relativa quantificazione attraverso il saggio colorimentrico DMAC (4-dimetilamminocinnamaldeide)

Gli alcaloidi: ruolo ecologico, importanza in campo farmaceutico. Tecniche di estrazione e di analisi.

Laboratorio: Estrazione ed analisi quali-quantitativa tramite cromatografia su strato sottile (TLC) della caffeina dal caffè (caffè normale, decaffeinato e prodotti a base di caffè).

Laboratorio: discussione finale dei dati. Preparazione di una minireview riguardante i metaboliti secondari con presentazione powerpoint finale.

General introduction to plant secondary metabolites: extraction and analysis techniques

Terpenoids: ecological role and application in pharmaceutical and food industry

Terpenoid extraction and analytical techniques

Laboratory: Steam distillation and organic solvent extraction of essential oils from aromatic plants (lavender, mint, etc.)

Laboratory: quali-quantitative analysis by GC-MS and thin layer chromatography (TLC) of essential oils

Phenolic compounds: ecological role and application in pharmaceutical and food industry. Phenolic compound extraction and analytical techniques.

Laboratory: extraction of phenolic compounds from fresh (leaves, fruits, etc.), dry material (leaves and fruits) and food products (chocolate, herbal tea, etc.).

Laboratory: quantitative analysis of phenolic compounds by spectrophotometry (Folin-Ciocalteu assay). Calibration curve construction for the analysis of unknown samples.

Laboratory: quali-quantitative analysis of phenolic compounds by thin layer chromatography (TLC)

Laboratory: Extraction of anthocyans from red cabbage leaves and related colour change in basic and acidic environments

Laboratory: Extraction of anthocyanins from samples of plant origin and relative quantification through the pH differential test

Laboratory: Extraction of proanthocyanidins from samples of plant origin and relative quantification through the DMAC (4-dimethylaminocinnamaldehyde) colorimetric assay

Alkaloids: ecological role and application in medicine. Alkaloid extraction and analytical techniques

Laboratory: extraction and quali-quantitative analysis by thin layer chromatography (TLC) of caffeine from coffee (regular, deca and coffee products)

Laboratory: final discussion of the data. Preparation of a minireview related to plant secondary metabolites with final powerpoint presentation

 

Oggetto:

Modalità di insegnamento

Il modulo di "Metaboliti Secondari delle Piante" è articolato in 16 ore di lezioni teoriche e 36 ore di esercitazioni in laboratorio. Le lezioni teoriche sono facoltative, le esercitazioni di laboratorio obbligatorie. Le slides presentate a lezione sono fornite agli/alle studenti/esse nei materiali didattici online, insieme ai protocolli di laboratorio (piattaforma Moodle)

Tutte le lezioni ed i laboratori 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.

 

The Plant Secondary Metabolites module consists of 16 hours of lectures and 36 hours of practical activity in the lab. Lectures are optional, practical activities in the lab are mandatory. The slides presented during lectures are available to students as online materials, along with laboratory protocols (Moodle platform)

All lessons and practical laboratories 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

L'esame finale del modulo di "Metaboliti secondari delle Piante" è una prova scritta e consiste di cinque domande: due sulla parte teorica del corso e tre sui protocolli utilizzati e sulla discussione dei dati ottenuti. Questi quesiti sono volti a valutare sia le conoscenze di base riguardanti i) il metabolismo secondario delle piante, ii) le tecniche di estrazione ed analisi impiegate per i composti bioattivi di origine vegetale, iii) il loro utilizzo industriale (industria farmaceutica ed alimentare), sia la capacità dello studente di i) seguire e  applicare i protocolli sperimentali inerenti gli argomenti trattati, ii) organizzare ed interpretare i risultati ottenuti nelle diverse esperienze di laboratorio. Ogni risposta viene valutata con un voto da 0 a 6 e la valutazione complessiva per questo modulo viene calcolata come somma delle singole valutazioni.

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.

The final examination of Plant Secondary Metabolites module is an written test consisting of five questions: two related to the theory and the other three related to methodology and data discussion. These questions are asked in order to assess both the basic knowledge about i)  plant secondary metabolism, ii ) extraction and analytical techniques used for bioactive compounds of plant origin, iii ) their industrial use (pharmaceutical and food industry), and the student ability to i) follow and apply experimental procedures related to the topics and  ii) organize and understand the results obtained in the different lab experiences. Each answer is evaluated as a mark between 0 and 6 and their sum is used as the global evaluation of this module.

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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Elementi di Fisiologia Vegetale di Taiz e Zeiger. Piccin-Nuova Libraria. 2013

MASSIMO MAFFEI. Molecole Bioattive delle Piante (2015).

Saranno anche fornite: diapositive delle lezioni, protocolli sperimentali e
articoli scientifici inerenti gli argomenti trattati a lezione.

 



Elementi di Fisiologia Vegetale di Taiz e Zeiger. Piccin-Nuova Libraria. 2013
Plant Physiology, Taiz and Zeiger, Fifth Edition, Sinauer Ass. 2010.

MASSIMO MAFFEI. Molecole Bioattive delle Piante (2015).

Slides of the lectures, experimental protocols and scientific publications
will be provided.

 



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    Ultimo aggiornamento: 19/07/2022 12:38
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