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BIOCHIMICA DEGLI ALIMENTI

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FOOD BIOCHEMISTRY

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Anno accademico 2019/2020

Codice attività didattica
MFN0420B
Docenti
Dott. Roberto Mazzoli (Titolare)
Prof. Enrica Pessione
Corso di studio
Scienze Biologiche D.M. 270
Anno
3° anno
Tipologia
Propedeutico
Crediti/Valenza
4
SSD attività didattica
BIO/10 - biochimica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia esame
Scritto
Tipologia unità didattica
modulo
Corso integrato
LABORATORIO DI BIOCHIMICA E IGIENE DEGLI ALIMENTI (MFN0420)
Prerequisiti

Conoscenze di base sulla struttura e funzione delle cellule procariote ed eucariote e sull’anatomia e fisiologia (fornita dai corsi 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 dal corso di Biochimica).

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).
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

Il corso 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. Saranno inoltre approfondite le metodiche (qualitative e quantitative) di analisi di glicidi, lipidi, proteine and altri metaboliti in alimenti.

The present course aims to provide 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 industry. Biochemical methods for detecting and quantifying carbohydrates, lipids, proteins and other main metabolites in food will be illustrated in detail.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Acquisizione di conoscenze utili nei settore biomolecolare, biomedico, nutrizionistico.

Conoscenza della struttura delle principali molecole di interesse alimentare (macro e micronutrienti) e dei loro ruoli nella nutrizione e nella fisiologia umana, nelle caratteristiche organolettiche e tecnologiche degli alimenti.

Conoscenza dei processi biochimici di percezione, digestione, assorbimento e catabolismo dei nutrienti, e dei meccanismi di regolazione di tali funzioni.

Conoscenza dei ruoli del microbiota intestinale nell’alimentazione e nella fisiologia umana.

Conoscenze degli aspetti biochimici correlati con le produzioni alimentari (processi di fermentazione, caseificazione, produzione di alimenti funzionali, produzione biotecnologica di additivi alimentari)

 

Conoscenze di metodiche per l'analisi ed il controllo di qualità di alimenti.

Capacità di interpretare ed eseguire protocolli sperimentali per analisi biochimiche di componenti alimentari quali amilosio, acido lattico, proteine, trigliceridi. Capacità di eseguire analisi di base di dati sperimentali

Students will acquire essential knowledge for application in biomolecular, biomedical and nutritional domains.

Knowledge of the structure of the main molecules of food interest (macro- and micro-nutrients) and their roles in human nutrition and physiology and in organoleptic and technological properties of food.

Knowledge of biochemical mechanisms of food perception, digestion, absorption and catabolism, and of physiological mechanisms involved in regulation of abovementioned functions.

Knowledge of function of gut microbiota in human nutrition and physiology.

Knowledge of biochemical aspects of food production (food fermentation, cheese production, production of fucntional food, biotechnological production of food additives)

Knowledge of laboratory techniques for analysis and quality control of food.

Ability to interpret and perform experimental protocols for biochemical analysis of food components such as amylose, lactic acid, proteins, triglycerides. Ability to perform basic analyses of experimental data.

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Programma

Introduzione Funzioni dell’alimentazione. Organismi autotrofi ed eterotrofi. Metabolismo respiratorio e fermentativo.

CARBOIDRATI Monosaccaridi, oligo- e polisaccaridi. Polisaccaridi di interesse alimentare: struttura, funzioni, aspetti biotecnologici ed applicazioni in campo alimentare. Potere dolcificante: polioli e dolcificanti di sintesi. Tecniche analitiche per i carboidrati. Digestione, assorbimento e trasporto dei carboidrati. Indice glicemico. Regolazione della glicemia e cenni sul diabete. Metabolismo dei principali mono e disaccaridi. Destini del piruvato: fermentazione lattica ed alcolica.

LIPIDI trigliceridi. Acidi grassi saturi, mono- e poli-insaturi. Acidi grassi essenziali, meccanismo di desaturazione. Sintesi dell’acido arachidonico. Irrancidimento degli acidi grassi. Colesterolo, acidi biliari e ormoni steroidei. Tecniche analitiche per i lipidi. Digestione, assorbimento e trasporto dei lipidi. Lipoproteine. Catabolismo degli acidi grassi. La chetogenesi. Il metabolismo dell’etanolo.

AMINOACIDI E PROTEINE Struttura e funzioni. Fabbisogno proteico. Turnover delle proteine. Digestione, assorbimento e trasporto delle proteine. Proteasi e caseificazione. Peptidi bioattivi. Morbo celiaco. Catabolismo degli aminoacidi. Metabolismo dell’ammoniaca e ureogenesi. La reazione di Maillard. Tecniche analitiche per le proteine.

METABOLISMO CENTRALE ED ENERGETICO Il ciclo di Krebs. La catena respiratoria. Rendimenti energetici del catabolismo aerobico e anaerobico del glucosio, del catabolismo degli acidi grassi saturi ed insaturi, del catabolismo degli aminoacidi.

VITAMINE Caratteristiche generali,funzione biochimica, fonti alimentari e sindromi da carenza delle vitamine idrosolubili e liposolubili.

SALI MINERALI Macroelementi e microoelementi.

ANTIOSSIDANTI NATURALI Polifenoli.

RUOLO EDONISTICO DELL’ ALIMENTAZIONE Recettori del gusto e dell’ olfatto.

RUOLI DEL MICROBIOTA INTESTINALE NELL’ ALIMENTAZIONE. Enterotipi. Protezione dall’infezione di specie patogene. Funzioni digestive: sistemi cellulasici. Funzioni metaboliche. Funzioni modulatorie.

ESERCITAZIONI Dosaggio di amilosio, Quantificazione enzimatica di acido lattico in alimenti fermentati. Separazione e quantificazione delle proteine del latte. Determinazione del numero di saponificazione di olii e grassi.

 

Introduction. Functions of nutrition. Autotrophs and heterotrophs. Respiratory and fermentative metabolism.

CARBOHYDRATES Mono-, oligo- and poly-saccharides. Polysaccharides in food: structure, functions, biotechnological aspects and applications in food and nutrition. Sweetening power: polyols and synthetic sweeteners. Analytical techniques for carbohydrates. Digestion, absorption and transport of carbohydrates. Glycemic index. Regulation of glycemia and hints on diabetes. Metabolism of the main mono- and di-saccharides. Fate of pyruvate: lactic and alcoholic fermentation.

LIPIDS. Triglycerides. Saturated mono- and poly-unsaturated fatty acids. Essential fatty acids, desaturation mechanism. Synthesis of arachidonic acid. Biochemical mechanisms of rancidity of fatty acids. Cholesterol, bile acids and steroid hormones. 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. Protein turnover. Digestion, absorption and transport of proteins. Proteases and cheese-making. Bioactive peptides. Celiac disease. Catabolism of amino acids. Ammonia metabolism and ureogenesis. The Maillard reaction. Analytical techniques for proteins.

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

VITAMINS. Main characteristics, biochemical functions, food sources and deficiency syndromes of water-soluble and fat-soluble vitamins.

MINERALS Macroelements and microelements.

NATURAL ANTIOXIDANTS Polyphenols.

HEDONISTIC ROLE OF NUTRITION. Taste and olfactory receptors.

ROLES OF INTESTINAL MICROBIOTA. Enterotypes. Protection against pathogenic microorganism infection. Digestive functions: cellulase systems. Metabolic functions. Modulatory functions.

LABORATORY TRAINING. Quantification of amylose. Enzymatic determination of lactic acid in fermented foods. Separation and quantification of milk proteins. Estimation of saponification value of Fats/Oils.

 

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Modalità di insegnamento

Il corso si  compone di  24 ore di lezioni teoriche e 16 ore di esercitazioni in laboratorio. La frequenza alle lezioni teoriche è facoltativa, quella alle esercitazioni di laboratorio è obbligatoria. Le slide presentate a lezione sono fornite agli studenti nel materiali didattico online. 

The course consists of 24 hours of lectures and 16 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 material.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto composto da 16 domande a risposta aperta (2 ore e mezza a disposizione). Ad ogni risposta corretta sono assegnati da 1 a 3 punti a seconda della complessità e/o della lunghezza dell'argomento oggetto d'esame (punteggio massimo indicato a fianco a ciascuna domanda). In caso di esito insufficiente del test scritto o su richiesta dello studente viene svolta una integrazione mediante esame orale. 

Written exam consisting of 16 open questions (2.5 hours). Each correct answer is evaluated with a mark between 1 and 3, depending on the complexity and/ or lenght of the exam topic (maximum mark indicated per each question). For unsatisfactory written exams or upon student request an oral integration is performed

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Testi consigliati e bibliografia


Slides del corso

Protocolli sperimentali delle esercitazioni

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


Slides of the lectures

Experimental protocols used in laboratory training

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

Registrazione
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    Ultimo aggiornamento: 04/06/2019 09:58
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