Scheda Insegnamento: Biochimica, analisi degli alimenti e Principi di enologia A.A. 2017/2018
  • Corso di Laurea: TECNOLOGIE ALIMENTARI ED ENOLOGICHE (L-26)
  • Codice: 18111
  • Crediti: 12
  • Anno Off. Formativa: 2017/2018
  • Anno di Corso: 2
  • Erogazione: I semestre
  • Docente:ELIA POERIO

Modulo : 1 Cfu(6)

Programma

A) OBIETTIVI FORMATIVI
Coerentemente con gli obiettivi formativi generali enunciati nella corrispondente sezione della scheda SUA, questo corso d'insegnamento, erogato al primo semestre del secondo anno del corso di laurea triennale L-26, si propone di fornire agli studenti i fondamenti della biochimica e, con essi, la conoscenza delle proprietà biologiche, chimiche e nutrizionali delle principali classi di molecole che costituiscono la base dell’alimentazione umana.
Gli obiettivi principali di questo insegnamento sono:
i) fornire allo studente una conoscenza di base sulle proprietà chimico-fisiche e biologiche dei principale composti (amminoacidi, proteine, carboidrati, lipidi, vitamine) contenuti negli alimenti;
ii) l'acquisizione dei concetti di base della cinetica enzimatica e della bioenergetica, al fine di comprendere, su base rigorosamente scientifica, il modo in cui nel nostro organismo possano aver luogo, in condizioni molto blande di temperatura e pH, le numerose reazioni coinvolte nella degradazione dei principali composti di interesse alimentare.
iii) la comprensione delle vie metaboliche principali, le interconnessioni tra di esse, la regolazione e il bilancio energetico.

B) RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
1. Conoscenza e capacità di comprensione (Knowledge and understanding)
Alla conclusione del corso, lo studente sarà in grado di comprendere/conoscere:
a. le strutture e le principali proprietà chimico-fisiche delle più importanti biomolecole di interesse alimentare;
b. le modalità con le quali avvengono i processi digestivi di proteine, carboidrati e lipidi;
c. i prodotti primari dei processi digestivi, gli enzimi coinvolti e la loro specificità catalitica;
d. i meccanismi di assorbimento e di veicolazione dei prodotti della digestione gastro-intestinale verso le cellule/organi sedi del loro catabolismo;
e. i concetti di base di bioenergetica e di enzimologia, in modo da poterli applicare sia nello studio del metabolismo sia nell'affrontare insegnamenti ricompresi nei settori della Microbiologia degli Alimenti e delle Tecnologie Alimentari.
f. le principali vie degradative di: mono- e disaccaridi; aminoacidi proteici; triacil-gliceroli; acidi grassi; glicerolo; etanolo..
g. lo schema generale degli eventi metabolici preposti alla produzione di energia chimica (ATP), a livello cellulare.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione (Applying knowledge and understanding)
Al momento del superamento dell'esame, lo studente dovrà essere in grado di: riconoscere i gruppi funzionali di molecole biologiche, anche di quelle non specificamente trattate a lezione; saper ipotizzare la potenziale reattività dei vari gruppi funzionali; descrivere il comportamento in acqua delle principali classi di biomolecole; valutare le qualità nutrizionali degli alimenti, in base alla loro composizione (proteica, carboidratica e lipidica).

3. Autonomia di giudizio (Making judgements)
L'autonomia di giudizio sarà stimolata, durante l'erogazione delle lezioni frontali, con la richiesta agli studenti di fornire la propria interpretazione a problematiche biochimiche di carattere pratico (es. intolleranze alimentari, integratori, impiego di grassi idrogenati, etc.), possibilmente di attualità. Se necessario, questt’autonomia di giudizio sarà favorita anche con la lettura di articoli scientifici selezionati. Al momento dell'esame, ogni singolo studente sarà valutato anche per il livello di autonomia di giudizio raggiunto.

4. Abilità comunicative (Communication skills)
Le lezioni frontali saranno svolte in modo da stimolare la discussione su specifici argomenti. Durante tali discussioni, gli studenti partecipanti saranno invitati ad esprimersi con proprietà di linguaggio, oltre che con concisione, chiarezza ed efficacia. Le capacità comunicative dello studente saranno, ovviamente, testate/valutate anche in sede di esame finale.

5. Capacità di apprendere (Learning skills)
Lo svolgimento del corso sarà cadenzato in modo tale da consentire, in una prima fase, l'apprendimento dei concetti biochimici di base e, successivamente, di affrontare tematiche biochimiche più complesse (ad es. il metabolismo cellulare). Lo studente dovrà trarre profitto da questo corso, adottando un metodo di studio personale (e rigoroso) che consenta di migliorare, di volta in volta, la capacità e l'autonomia di apprendimento, rafforzando così la sua abilità nello studio autonomo.

C) PROGRAMMA
Le finalità della nutrizione (umana) e i principi nutritivi degli alimenti.
Generalità sul metabolismo. Catabolismo e anabolismo. Metabolismo e catalisi enzimatica. Enzimi: nomi comuni; nomi sistematici; classificazione E.C. Principi di cinetica enzimatica: teoria degli stati di transizione ed energia di attivazione; velocità di reazione; equazione di Michaelis-Menten; definizione e significato di KM, Vmax e Kcat. Inibizione enzimatica. Enzimi allosterici e loro regolazione. Struttura e funzione dei principali coenzimi e gruppi prostetici. Coenzimi e vitamine. Il concetto di “composto essenziale” in biochimica. Basi di bioenergetica. ATP e altri composti (impropriamente) definiti a “alta energia”. Le reazioni accoppiate. Sguardo d’insieme sul catabolismo energetico.
Carboidrati e loro importanza per la nutrizione umana. D-Glucosio e altri Monosaccaridi della serie D. La Glicolisi: localizzazione; finalità; reazioni; metaboliti intermedi; prodotti finali; bilancio energetico; regolazione. La via del Fosfogluconato: localizzazione; finalità; reazioni; metaboliti intermedi; prodotti finali; bilancio energetico; regolazione. La Gluconeogenesi: localizzazione e finalità; i precursori del D-Glucosio; bilancio energetico e regolazione. Destino del Piruvato in condizioni di aerobiosi: il complesso multienzimatico della Piruvato Deidrogenasi (PDH); importazione del piruvato nei mitocondri; bilancio energetico; regolazione. Destino del piruvato in condizioni di anaerobiosi: fermentazione lattica e fermentazione alcolica. Vie di alimentazione della Glicolisi. Catabolismo dell’amido (nelle piante) e del glicogeno (negli animali). Digestione dell'amido e del glicogeno introdotti con la dieta.
GRASSI E OLI: composizione e proprietà fisico-chimiche. Struttura e proprietà generali degli acidi grassi e dei triacilgliceroli. Gli acidi grassi saturi, monoinsaturi e polinsaturi (PUFA). Acidi grassi essenziali. Digestione dei triacilgliceroli assunti con la dieta: sali biliari; lipasi; chilomicromi. Mobilizzazione dei grassi endogeni. Destino del glicerolo. Il catabolismo degli acidi grassi: localizzazione; reazioni; enzimi e coenzimi; metaboliti intermedi; prodotti finali; bilancio energetico; regolazione. Degradazione degli acidi grassi a numero dispari di atomi di carbonio; degradazione degli acidi grassi mono- e poli-insaturi.
Struttura e proprietà generali degli aminoacidi proteici e delle proteine. Proteine globulari, fibrose e di membrana. “Turnover” proteico. Digestione delle proteine della dieta. Enzimi proteolitici e loro specificità. Catabolismo amminoacidico: rimozione dell’azoto alfa-aminico e reazioni di transaminazione; l’enzima glutammato deidrogenasi e la formazione dello ione ammonio; biosintesi del carbamil-fosfato. Ciclo della urea. Destino dello scheletro carbonioso degli aminoacidi proteici: aminoacidi glucogenici e aminoacidi chetogenici.
Ciclo di Krebs: localizzazione e finalità; reazioni; enzimi; intermedi metabolici; carattere anfibolico; bilancio energetico; regolazione.
Cenni di termodinamica applicata alle reazioni di ossidoriduzione. Il potenziale redox e l’equazione di Nernst. Le coppie redox dei sistemi biologici. Organizzazione strutturale dei mitocondri. La respirazione cellulare: trasporto degli elettroni dai coenzimi ridotti all’ossigeno molecolare. I complessi proteici di membrana (I-IV). Origine del potenziale elettrochimico protonico. La fosforilazione ossidativa. L’ATP sintasi (complessoV).

Testi consigliati

Titolo: PRINCIPI DI BIOCHIMICA. Autori: D. Voet, J.G. Voet e C.W. Pratt. Editore: Zanichelli 2017
Questo testo è un estratto dalla quarta edizione (2017) del testo di FONDAMENTI DI BIOCHIMICA (degli stessi Autori e dello stesso Editore)
In alternativa, può anche essere adottato il seguente testo:
Titolo: INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA DI LEHNINGER. Autori: D.L. Nelson e M.M. Cox. Editore Zanichelli (V edizione 2015)

Il materiale didattico in formato pdf (relativo alle lezioni erogate) sarà disponibile sulla piattaforma Moodle. Questo materiale è accessibile anche agli studenti non frequentanti.
Per approfondimenti/integrazioni:
Titolo: BIOCHIMICA DELLA NUTRIZIONE. Autori: U. Leuzzi, E. Bellocco, D. Barreca (Zanichelli Editore, 2013).
Tutti i testi elencati sono disponibili nella biblioteca del Campus Riello

Propedeuticità

ATTUALMENTE QUESTO INSEGNAMENTO NON PREVEDE PROPEDEUTICITÀ'. Si consiglia, tuttavia, di intraprendere lo studio di questo insegnamento solo dopo aver studiato il programma dei seguenti insegnamenti: - Chimica Generale - Chimica dei Composti Organici di Interesse Alimentare Per attendere con profitto alle lezioni di questo corso, e per raggiungerne gli obiettivi formativi, è indispensabile una buona conoscenza dei seguenti argomenti: - Nomenclatura dei composti organici e loro gruppi funzionali - Sistema Internazionale delle Unità di Misura (SI) - Equilibri acido-base - Costanti acide di dissociazione (Ka) - pKa - Equazione di Henderson-Hasselbalch - Calcoli stechiometrici di base - Leggi della termodinamica - Concetto di Potenziale elettrochimico ed equazione di Nernst

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 40

Valutazione del profitto

Prova orale

Descrizione dei metodi di accertamento

L’accertamento dell’effettiva acquisizione dei risultati d’apprendimento (sopra descritti) avverrà mediante una prova di esame orale. L’esame si svolgerà rivolgendo allo studente una serie di domande tese a verificare e valutare: - la conoscenza delle nozioni biochimiche di base; - l’acquisizione di una capacità (dello studente) di utilizzare queste conoscenze per risolvere specifici quesiti che riguardano il destino catabolico delle principali biomolecole presenti negli alimenti; - il grado di capacità comunicativa (uso di un corretto linguaggio scientifico – concisione, chiarezza ed efficacia nella risposta e/o nell’argomentazione); -la capacità di applicare durante le esercitazioni (in aula o in laboratorio) le conoscenze teoriche acquisite. Allo studente saranno rivolte domande (generalmente 3) nell’ambito di queste sei tematiche: Tematica n. 1 STRUTTURA E CARATTERISTICHE CHIMICO-FISICHE DI BIOMOLECOLE (amminoacidi, carboidrati, lipidi, polipeptidi, coenzimi) Tematica n. 2 CINETICA ENZIMATICA e BIOENERGETICA: Tematica n. 3 PROCESSI DIGESTIVI DI PROTEINE, GRASSI/OLI e CARBOIDRATI. Tematica n. 4 ILLUSTRAZIONE DI UNA VIA METABOLICA, (evidenziandone le reazioni, gli obiettivi, i prodotti finali, gli intermedi, gli enzimi, la regolazione). Tematica n.5 CALCOLO DEL BILANCIO ENERGETICO DI UNO DEI PROCESSI METABOLICI STUDIATI Tematica n. 6 DISCUSSIONE DI UN ARGOMENTO CHE E' STATO OGGETTO DI ESERCITAZIONE IN AULA E/O IN LABORATORIO. Il giudizio finale (votazione) sarà determinato per: - il 70%, dalla conoscenza degli argomenti oggetto delle domande poste allo studente; - il 20%, dalla capacità di applicare, quanto appreso, a specifiche problematiche biochimiche che saranno poste all’attenzione dello studente; - il 10%, dalla capacità comunicativa (cioè dalla proprietà del linguaggio scientifico adoperato, oltre che dalla concisione, chiarezza ed efficacia della risposta).

Luogo lezioni

Orario lezioni

Come da calendario delle lezioni che verrà pubblicato sul sito del Dipartimento https://www.unitus.it/it/dipartimento/dibaf/guida-dello-studente3/articolo/orario-delle-lezioni-e-date-di-inizio2

Comunicazioni

Il prof. Poerio, di norma, riceve gli studenti il lunedì ed il venerdì dalle 11.00 alle 13.00 presso il suo studio (stanza 205 - primo piano, vecchio edifico di Agraria).
N.B: A causa di impegni didattici, di ricerca e di partecipazione ad organi collegiali dipartimentali, si prega di contattare preventivamente il docente (per e-mail o per telefono: poerio@unitus.it; tel. 0761-357262) per concordare l'incontro.



  • Corso di Laurea: TECNOLOGIE ALIMENTARI ED ENOLOGICHE (L-26)
  • Codice: 18111
  • Crediti: 12
  • Anno Off. Formativa: 2017/2018
  • Anno di Corso: 2
  • Erogazione: I semestre
  • Docente:RINALDO BOTONDI

Modulo : 2 Cfu(6)

Programma

Il corso si propone l’obiettivo di fornire agli studenti una conoscenza approfondita delle principali operazioni analitiche e metodologie sperimentali necessarie alla caratterizzazione sia nutrizionale che merceologica di alcune filiere alimentari e della filiera enologica. Il corso è articolato in lezioni frontali sulle tecniche generali di analisi degli alimenti e della produzione del vino e sull'interpretazione dei dati analitici. Saranno previste esercitazioni in laboratorio per consentire agli studenti di acquisire autonomia e conoscenza nell’impiego delle più comuni metodologie analitiche.
PROGRAMMA.
1. METODI DI CAMPIONAMENTO E DI ANALISI
2. TECNICHE STRUMENTALI: SPETTROFOTOMETRIA, CROMATOGRAFIA
3. ANALISI CHIMICHE: Ph, ACIDITA’ TITOLABILE E CONDUCIBILITA’ ELETTRICA
4. METODI ANALITICI IN ALIMENTI VEGETALI EDI ORIGINE ANIMALE (ESEMPI ED ESERCITAZIONI DI FILIERA)
5. ANALISI SOSTANZE INDESIDERATE DI MATRICI ALIMENTARI: MICOTOSSINE, PESTICIDI
6. CURVA DI ACCRESCIMENTO E DI MATURAZIONE DELL’UVA
7. CARATTERISTICHE CHIMICO-COMPOSITIVE E PROFILO QUALITATIVO DELL’UVA E DETERMINAZIONI ANALITICHE
8. VINIFICAZIONE: NOZIONI DEI PRINCIPALI BIOCHIMISMI FERMENTATIVI A CARICO DEI MOSTI (FERMENTAZIONE ALCOLICA E MALOLATTICA)
9. VINIFICAZIONE: CONCETTI DEI PRINCIPALI PROCESSI POST-FERMENTATIVI (STABILIZZAZIONI, INVECCHIAMENTI)
10. PRINCIPALI DETERMINAZIONI ANALITICHE A CARICO DEI VINI

Testi consigliati

Appunti, Power point e pubblicazioni fornite dal docente come materiale didattico.
Testo consigliato: P. Cabras-C.I.G. Tuberoso, Analisi dei prodotti alimentari, Piccin, 2013.

Propedeuticità

Per interpretare i metodi e i fenomeni descritti nel corso sono indispensabili le basi sulle materie inerenti la Chimica generale ed organica, fisica e fondamenti di biochimica

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 48

Valutazione del profitto

Prova scritta, prova orale

Descrizione dei metodi di accertamento

La preparazione sarà accertata attraverso la valutazione delle risposte fornite in forma orale o scritta dallo studente a quattro, cinque domande (cinque domande con risposte aperte per l'esame scritto) sugli argomenti del programma del corso in oggetto. Ai fini della valutazione per l’attribuzione del voto finale espresso in trentesimi (con eventuale lode), si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato, della capacità di applicare i concetti teorici, della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari, della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi e della padronanza di espressione.

Luogo lezioni

Orario lezioni

Come da calendario delle lezioni che verrà pubblicato sul sito del Dipartimento https://www.unitus.it/it/dipartimento/dibaf/guida-dello-studente3/articolo/orario-delle-lezioni-e-date-di-inizio2

Comunicazioni

Lunedi ore 10.00 - 12.00
venerdi ore 10.00 - 12.00