Ateneo - UPO

L'insegnamento comprende tre moduli: il primo relativo alla composizione chimica degli alimenti, alla descrizione di additivi, enzimi ed aromi nonché alla descrizione dei principali contaminanti degli alimenti (4CFU); il secondo (2CFU) relativo alle biotecnologie alimentari ed il terzo (2CFU) relativo alla descrizione dei principi fondamentali delle tecnologie alimentari.
I contenuti sono integrati a livello didattico e scietnifico e comprono tutte le aspettative dello studente che mira ad approfondire le conoscenze tecnico-scientifiche, chimiche e nutrizionali degli alimenti.

- Appunti e materiale forniti dai Docenti
- Gazzette Ufficiali Europea (e supplementi)
- Belitz, Grosch, Schieberle “Food Chemistry”, Ed. Springer (IV Edition) 2009
- Fundamentals of Food Biotechnology, 2nd Edition. Byong H. Lee
ISBN: 978-1-118-38491-6 2014 Wiley-Blackwell
- Food Science and Technology (2017 edition), Geoffrey Campbell-Platt, Wiley Blackwell.
- Food Processing Technology – Principles and practice (fourth edition), P. J. Fellow, Wood Publishing

Gli obiettivi formativi generali dell'insegnamento integrato sono correlati alla conoscenza di base degli alimenti, alla conoscenza critica dell'uso di additivi, enzimi ed aromi, alla conoscenza di base delle biotecnologie applicate alla produzione di alimenti, alla loro trasformazione ed alla produzione di ingredienti per alimenti ed integratori alimentari, nonché alla conoscenza di base delle tecnologie alimentari sottese alla produzione di ingredienti, alimenti e integratori alimentari, in particolare focalizzando sulla conoscenza delle principali operazioni unitarie utili a stabilizzare e produrre alimenti di qualità

In relazione a tutti i moduli, si consiglia fortemente l’acquisizione preliminare delle nozioni relative ai corsi di Chimica organica e Biochimica, fondamentali per la comprensione dei contenuti del corso nel suo complesso.

La filosofia di insegnamento globale del corso mira a indurre gli studenti a pensare in modo critico, apprendendo nozioni relative alla composizione e trasformazione degli alimenti e il loro impatto sulla salute dell'uomo . Verranno condotte lezioni frontali ex cathedra, ma anche lezioni interattive che utilizzano materiale on line, video, nonché l'utilizzo di tecnologie didattiche più recenti (soprattutto per l'analisi sensoriale) al fine di chiarire facilmente concetti complessi.

Considerata la complessità delle tematiche e il notevole interesse dell'industria e degli enti regolatori alle tematiche del corso, i Docenti cercheranno di trattare in modo discorsivo i casi studio, approfondendo gli aspetti più critici relativi alle tematiche, auspicando un'approccio interattivo con la classe. Saranno benvolute domande o suggerimenti da parte degli studenti, mirati ad approfondire le tematiche discusse in aula. Il corso prevede e richiede studio delle tematiche da parte degli studenti mediante approfondimenti fuori dalle ore di didattica previste.

L'esame previsto è orale, in presenza. Più precisamente, saranno effettuate domande sui tre moduli del corso considerando il peso in CFU di ciascun modulo. Le domande saranno mirate a investigare la conoscenza dei diversi argomenti (chimica degli alimenti, biotecnologie alimentari e tecnologie alimentari).
La verifica mira a determinare la conoscenza di base della struttura degli alimenti e la capacità critica di comprendere sia le tecniche di conservazione/processing più funzionali ad ottenere alimenti di qualità, sia la comprensione degli approcci biotecnologici finalizzati alla trasformazione valorizzazione e produzione di ingredienti e di alimenti "funzionali", oltre che il loro inserimento in una dieta variata.
La verifica orale prevede inizialmente il riconoscimento di una o più strutture molecolari trattate nel corso (un elenco di strutture di riferimento sarà fornito agli studenti).

Modulo Chimica degli alimenti:

Ruolo della chimica degli alimenti nella definizione della composizione degli alimenti.
Alimenti, ingredienti, alimenti trasformati: definizioni nel contesto del campo normativo (livello europeo e nazionale). Categorie degli alimenti; classificazione degli alimenti.
Nutrienti negli alimenti: carboidrati, proteine, lipidi, vitamine, sali minerali: aspetti chimici. Altri composti di interesse fisiologico/nutrizionale: i polifenoli. Principali reazioni di carboidrati, proteine, lipidi e polifenoli.
Conoscenze di base sui nutrienti e sulla loro presenza negli alimenti: cosa, dove, perché.
Conoscenze di base sulla composizione degli alimenti (profilo chimico e biochimico): alimenti vegetali; succhi e nettari, gelatine di frutta e confetture; cereali e prodotti derivati; bevande alcoliche e non alcoliche; grassi e oli; latte e prodotti derivati; carne, pesce e prodotti derivati; miele; acqua. Nuove fonti di alimenti sostenibili: acquacoltura, fonti di origine vegetale, microalghe, funghi, insetti.
Processi biochimici negli alimenti; deterioramento degli alimenti. Conservazione degli alimenti (cenni) e loro shelf-life. Industria alimentare e trasformazione: impatto della trasformazione sugli alimenti. Reazioni di Maillard; ossidazione lipidica.
Etichettatura degli alimenti, nuovi alimenti, integratori alimentari e botanicals: campo normativo ed esempi di prodotti. Approccio nutraceutico in nutrizione.
Coadiuvanti tecnologici; additivi alimentari, enzimi alimentari (diversi da quelli usati come additivi alimentari), aromi e alcuni ingredienti alimentari con proprietà aromatizzanti: aspetti chimici, applicazione e fatti normativi.
Reazione avverse negli alimenti: allergie ed intolleranze alimentari. Allergeni alimentari, etichettatura e rischi. Celiachia e nutrizione moderna.
Valutazione del rischio ed esposizione al rischio.
Anti-nutrienti; contaminanti e residui alimentari: definizioni. Esempi di contaminanti naturali/ambientali/tecnologici negli alimenti; esempi di residui. Interferenti endocrini.
Discussione generale e critica su alimenti, loro profilo compositivo alimenti, alimentazione e rischio/esposizione tossicologica.

Modulo biotecnologie alimentari:

Storia e significato delle biotecnologie alimentari. Molecole/macromolecole di interesse biotecnologico. Caratteristiche di microorganismi/organismi procarioti ed eucarioti. Trascrizione, traduzione, di regolazione genica (cenni). La cellula come “fabbrica molecolare”. Fermentazioni alimentari: alcolica, omo- ed etero-lattica, malo-lattica, propionica, acetica, butirrica e isobutirrica, citrica. Microorganismi virtuosi e starter nelle produzioni alimentari. Funghi di interesse alimentare (funghi filamentosi, lieviti, funghi eduli coltivati e spontanei).
Batteri lattici, bifidobatteri. Prebiotici, probiotici e sinbiotici. Peptidi bioattivi del latte; oligosaccaridi prebiotici.
Produzione industriale di microorganismi starter e probiotici. Batteriocine: caratteristiche e classificazione. Cianobatteri e microalghe, produzione di biomassa e pigmenti.
Alimenti fermentati: aspetti microbiologici, biochimici, fermentativi e biotecnologici (latte e derivati; bevande alcoliche; vegetali fermentati; prodotti da forno lievitati; cacao, caffè e te, salami, altri alimenti fermentati).
Fermentazione industriali: classificazione (continue e discontinue). Impiantistica fermentativa; fermentatori e applicazioni. Parametri di controllo delle fermentazioni. Cinetiche e rese di fermentazione (cenni). Immobilizzazione di enzimi/cellule, applicazioni. Operazioni unitarie (recupero, separazione, purificazione): downstream processing. Biomasse, Single Cell Proteins (SCP); riso rosso fermentato, Pruteen, Quorn. Metaboliti primari e secondari di interesse alimentare (via fermentativa o ricombinante): alcoli, amminoacidi, acidi organici, polisaccaridi neutri, altri metaboliti. Produzione di edulcoranti Esempi di bio-conversioni e bio-remediation in campo alimentare (cenni).
Aromi. Aromi “biotecnologici”: lattoni, terpeni, vanillina. Produzione di ciclodestrine. Pigmenti naturali; carotenoidi da biotecnologie.
Enzimi: significato e produzione; classificazione enzimatica. Enzimi come marker di processo. Esempi di applicazioni enzimatiche in campo alimentare. Enzimi da microorganismi estremofili.
Biotecnologie alimentari della seconda generazione: DNA ricombinante. MOGM: r-chym e r-BGH. Biotecnologie vegetali: tecniche di manipolazione e trasformazione. OGM alimentari. Biotecnologie in campo animale (clonazione, salmonidi, mammiferi, altre applicazioni). Normativa nazionale/internazionale di riferimento (cenni). Biotecnologie in capo analitico-alimentare (cenni). Risorse web di riferimento.

Modulo Tecnologie alimentari:

Introduzione ai fenomeni fisici fondamentali nella tecnologia alimentare, rappresentati dal trasporto dei fluidi, del calore e del trasporto di materia. Operazioni unitarie dell’industria alimentare; studio dei cambiamenti fisici, chimici e biologici indotti alla materie prime durante un’operazione unitaria e valutazione dell’impatto che il processamento ha sulla qualità dei prodotti finiti ottenuti. Tecnologia di produzione del pane industriale, sfarinati, lieviti, impastamento, fermentazione, cottura, classificazione merceologica. Tecnologia di produzione dell’olio di oliva, tecniche di raccolta ed estrazione (estrazione con pressione, molitura/frangitura, gramolatura, estrazione meccanica, centrifugazione, filtrazione), caratteristiche, classificazione merceologica. Tecnologia di produzione del vino, uva, mosto, tecniche di vinificazione, vinificazione in bianco e vinificazione in rosso, stabilizzazione e conservazione, classificazione. Tecnologia di produzione dei prodotti caseari, risanamento e conservazione del latte, latti speciali, latti fermentati. Durante il corso verranno fornite anche nozioni di analisi sensoriale per la definizione degli attributi caratteristici di alcuni alimenti.

Lo studente deve dimostrare l'acquisizione di conoscenze di base sulla composizione chimica degli alimenti, sull'applicazione delle biotecnologie di “prima” e “seconda” generazione ai prodotti alimentari. Inoltre, lo studente deve dimostrare i temi principali delle tecnologie alimentari, dimostrando una profonda conoscenza della conservazione e della trasformazione degli alimenti in relazione alla loro qualità. Infine, lo studente sarà in grado di utilizzare un linguaggio appropriato e tecnico per interagire con diversi settori (come medicina, nutrizione, tecnologia farmaceutica e alimentare).