COMPOSIZIONE E ANALISI DEGLI ALIMENTI

12 CFU - 1° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

BARBARA TOMASELLO - Modulo CHIMICA DEGLI ALIMENTI - CHIM/10 - 6 CFU
ELENA ARENA - Modulo ANALISI DEGLI ALIMENTI - AGR/15 - 6 CFU

Obiettivi formativi

CHIMICA DEGLI ALIMENTI
Obiettivo del corso è quello di fornire agli studenti le nozioni relative:

- i principali macro- e micro-nutrienti presenti nelle matrici alimentari, le caratteristiche chimiche e le proprietà di tali molecole

- la loro reattività e la loro degradazione;

- l’interazione tra i differenti componenti (acqua, proteine, glucidi e lipidi) e gli effetti sulla qualità nutrizionale e sensoriale, sulle proprietà funzionali e sicurezza degli alimenti

- gli effetti della conservazione, dei processi tecnologici e dello storage sulla composizione degli alimenti.

Lo studente alla fine del corso avrà conoscenza del ruolo delle molecole presenti negli alimenti focalizzando sulla composizione, valore nutrizionale e caratteristiche tecnologiche. Inoltre lo studente acquisirà gli strumenti per affrontare successivamente i problemi di carattere tecnologico relativi alla trasformazione e conservazione degli alimenti.
ANALISI DEGLI ALIMENTI
Il corso si propone di dare allo studente le nozioni di base sul funzionamento, i rischi e il ruolo di un laboratorio di analisi chimico-fisiche dei prodotti alimentari. In particolare, lo studente alla fine del corso dovrà essere in grado di scegliere le metodiche analitiche appropriate, preparare il campione, eseguire l'analisi e i calcoli stechiometrici, interpretare i risultati ottenuti confrontandoli con la legislazione di settore e/o i parametri di qualità.

Prerequisiti richiesti

CHIMICA DEGLI ALIMENTI
Le competenze e conoscenze necessarie per seguire l'insegnamento sono:

- nozioni fondamentali di chimica generale e organica (CHIM03-CHIM06), principi di biochimica generale (BIO10) e microbiologia generale.
ANALISI DEGLI ALIMENTI
Conoscenze di base di Chimica generale, organica e analitica

Frequenza lezioni

CHIMICA DEGLI ALIMENTI
FORTEMENTE CONSIGLIATA
ANALISI DEGLI ALIMENTI
Fortemente consigliata

Contenuti del corso

CHIMICA DEGLI ALIMENTI
Il corso aﬀronta in dettaglio la composizione chimica degli alimenti, le reazioni chimiche/ﬁsiche/biochimiche subite dagli alimenti e l'impatto di queste reazioni sulla qualità degli alimenti.

PROGRAMMA SINTETICO DEL CORSO
Introduzione al corso; Acqua: attività, migrazione e stabilità degli alimenti; Enzimi: ruolo degli enzimi nella produzione, nei processi tecnologici e nella qualità degli alimenti. Carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi, dolciﬁcanti artiﬁciali, polisaccaridi e reazioni dei carboidrati. Lipidi: chimica degli acidi grassi, lipidi saponiﬁcabili ed insaponiﬁcabili; Lipidi negli alimenti: struttura, presenza, valore nutrizionale ed eﬀetti biologici. Etero-lipidi. Gliceridi. Reazioni dei lipidi: idrolisi, acroleina, ossidazione e rancidità; Reazioni degli acidi grassi insaturi. Idrogenazione, margarina e acidi grassi trans; emulsionanti e sostitutivi dei grassi. Proteine: chimica degli amminoacidi e proteine; peptidi e proteine negli alimenti: valore nutrizionale, presenza e cambiamenti durante la conservazione e il processing; reazione di imbrunimento; proteine del latte, yogurt, formaggio e uova. Sali minerali e Vitamine. Additivi. Cenni di Nutraceutica.

Argomenti Opzionali (alcuni di questi invece saranno trattate all'interno dei moduli principali): Gruppi di alimenti: composizione chimica e trasformazioni dei principali nutrienti. Sostanze indesiderabili negli alimenti
ANALISI DEGLI ALIMENTI
Sicurezza in laboratorio, Concentrazioni (molarità, normalità, peso/peso, peso/volume, volume/volume), Diluizioni, Espressione dei risultati nelle unità di misura appropriate; Analisi gravimetriche, Analisi volumetriche (acidimetria, redox, complessometria, retrotitolazioni). Validazione di un metodo analitico: recupero, limite di rivelazione e quantificabilità, accuratezza e precisione, RSD e (RSD)r, Errori sistematici e casuali, rette di taratura, LOD, LOQ e intervallo di lavoro.

Metodiche analitiche per l’analisi del latte e dei prodotti caseari; Metodiche analitiche per l’analisi di mosti e vini; Metodiche analitiche per l’analisi degli oli; Metodiche analitiche per l’analisi dei mieli; Metodiche analitiche per l’analisi delle acque potabili

Testi di riferimento

CHIMICA DEGLI ALIMENTI
1. Tom Coultate, “La chimica degli alimenti”, Zanichelli
2. P.Cappelli, V. Vannucchi, "Chimica degli alimenti - Conservazione e trasformazioni", Zanichelli
3. P. Cabras, A. Martelli, "Chimica degli alimenti“, Piccin
Altre fonti:
- Belitz, H.-D., Grosch, W., Schieberle, P., Food Chemistry. Springer. (Immagini presenti nelle slides)
- Articoli scientiﬁci di recente pubblicazione: a) per aggiornamento e approﬁndimento di alcuni argomenti; b) per i progetti di guppo curati dagli studenti
ANALISI DEGLI ALIMENTI
1. Cabras P., Tuberoso C.I.G. Analisi dei prodotti alimentari. Piccin Nuova Libraria S.p.a., 2013.
2. Mannino S., Bianco M.G. Esercitazioni di analisi chimica dei prodotti alimentari Edizioni Tecnos s.r.l., 1996

Altro materiale didattico

CHIMICA DEGLI ALIMENTI
Le presentazioni inerenti le lezioni e gli articoli scientiﬁci saranno pubblicate su Studium nella sezione del docente
ANALISI DEGLI ALIMENTI
Il materiale didattico sarà a disposizione degli studenti che ne faranno richiesta

Programmazione del corso

CHIMICA DEGLI ALIMENTI
	*	Argomenti	Riferimenti testi
1		1. Introduzione: oggetto di studio della chimica degli alimenti. Definizione e classificazione degli alimenti. Principi alimentari e loro funzioni - Acqua negli alimenti e acqua come alimento	Materiale didattico docenteTesto 1: cap 12 Testo 3: cap 7
2	*	Richiami stereochimica carboidrati; monosaccaridi e reazioni negli alimenti (polioli, ossidazioni, idrolisi)	Materiale didattico docente Testo 1: cap. 2 Testo 2: cap 2 Testo 3: cap 2, par 1-2
3	*	3. – Disaccaridi e oligosaccaridi, zucchero invertito e sciroppi di glucosio – Fermentazioni e alimenti	Materiale didattico docente Testo 1: cap. 2 Testo 2: cap. 7, par.3.1
4	*	Imbrunimenti non enzimatici (degradazione termica) e modiche degli alimenti	Materiale didattico docente Testo 1: cap. 2 Testo 2: cap. 7, par.4.3
5	*	Polisaccaridi e fibra alimentare	Materiale didattico docente Testo 1: cap.3 Testo 2: cap.2, par.5 e 8 Testo 3: cap 2, par 5-6
6	*	Polisaccaridi come additivi negli alimenti; Carboidrati come prebiotici; Indice glicemico ed edulcoranti	Materiale didattico docente Testo 1: cap.3; cap 7 (pp 200-209) Testo 2: cap.10, par.5 e 15 Testo 3: cap 2, par 7
7	*	Lipidi: caratteristiche chimiche e fisiche e distribuzione negli alimenti	Materiale didattico docente Testo 1: cap.4 Testo 2: cap.1 Testo 3: cap 3, par 1-2
8	*	Idrogenazione e produzione di margarine; Ossidazione dei lipidi e rancidità dell’olio	Materiale didattico docente Testo 1: cap.4 Testo 2: cap.7, par 2.2;
9	*	Altre reazioni acidi grassi: formazione di acroleina e inacidimento chetonico; Antiossidanti ed inibizione della perossidazione negli alimenti	Materiale didattico docente Testo 1: cap.4 Testo 2: cap.10, par 4
10	*	Trigliceridi e Reazioni negli alimenti	Materiale didattico docente Testo 1: cap.4 Testo 2: cap.2 par 2.1-2.4
11	*	Composizione in TG e Reazione di interesterificazioni; Lipidi polari e emulsioni; Agenti emulsionati; Terpeni e Fitosteroli	Materiale didattico docente Testo 1: cap.4 Testo 2: cap 7 par 2.3; cap.10, par 5.1
12	*	Proteine: introduzione, formazione e modifiche negli alimenti; proprietà nutrizionali e indici qualitativi	Materiale didattico docente Testo 1: cap.5 Testo 2: cap 3 Testo 3: cap 4
13	*	Idrolisi delle proteine e putrefazione; Enzimi: imbrunimento enzimatico e impiego nell’industria alimentare; Proprietà funzionali	Materiale didattico docente Testo 1: cap.5 Testo 2: cap.3, par 6
14	*	Sali Minerali & Vitamine: presenza e stabilità negli alimenti e modiche con i processi di trasformazione; Alimenti funzionali: regolamento ed esempi	Materiale didattico docente Testo 1: cap.8 (vitamine) e cap 11 (Sali) Testo 3: cap 6 (vitamine); cap 21, par 3-5
15	*	Additivi alimentari: conservanti, esaltatori di sapidità, agenti di rivestimento, agenti lievitanti, antischiumogeni e antiagglomeranti	Materiale didattico docente Testo 1: cap.9 (conservanti) Testo 2: cap.10
16	*	Caratteri organolettici ed additivi	Materiale didattico docente Testo 1: cap.6-7 Testo 2: cap.10, par 14 e 16 Testo 3: cap 8
17		Opzionale_Gruppi di alimenti: composizione chimica(1° parte)	Materiale didattico docente Testo 2: cap.17-18-19-20 Testo 3: cap 16-19
18		Opzionale_Gruppi di alimenti: composizione chimica (2° parte)	Materiale didattico docente Testo 2: cap.21 Testo 3: cap 10,11, 14-15,
19		Opzionale_Gruppi di alimenti: composizione chimica (3° parte)	Materiale didattico docente Testo 2: cap.25-27 Testo 3: cap 9, 12, 13,22,24
20		OPzionale_Contaminanti presenti negli alimenti: concetti generali	Materiale didattico docente Testo 1: cap.10 Testo 2: cap.9 Testo 3: parte IV (cenni)
ANALISI DEGLI ALIMENTI
	*	Argomenti	Riferimenti testi
1	*	Le analisi che misurano le proprietà fisiche: indice di rifrazione; Brix; densità; peso specifico, punto di congelamento e di ebollizione	1
2	*	Le analisi gravimetriche: principi ed espressione dei risultati. Preparazione del campione Determinazione dell’umidità e del residuo secco;. Determinazione delle ceneri. Determinazione del residuo fisso delle acque.	1 e 2
3	*	Estrazione della sostanza grassa metodiche a confronto. Determinazione della sostanza grassa nel latte. Metodo Rose Gottlieb	1
4	*	Le analisi volumetriche: titolazioni acido-base. Metodiche analitiche per la determinazione dell'acidità in matrici alimentari ed espressione dei risultati;	1 e 2
5	*	Le titolazioni redox : il saggio di Fehling: principio del metodo e metodologia	1
6	*	Determinazione degli zuccheri riducenti mediante il saggio di Fehling in differenti matrici alimentari ed espressione dei risultati nelle unità di misura appropriate	1 e 2
7	*	La determinazione delle proteine: metodo di Kjeldhal metodologia e applicazioni	1
8	*	I parametri di qualità di un olio e legislazione di riferimento: acidità; analisi spettrofotometrica; analisi gascromatografica degli acidi grassi; numero di perossidi	1 e 2
9	*	Le titolazioni complessometriche: la determinazione della durezza dell’acqua. Espressione dei risultati nelle unità di misura appropriate	1
10	*	I parametri di qualità del miele; metodiche analitiche e legislazione di riferimento	1
11	*	I parametri di qualità del latte e la legislazione di riferimento	1
12	*	Determinazione dell'acidità del latte e parametri di riferimento. Sviluppo delle formule per il calcolo dell’acidità ed espressione dei risultati nelle unità di misura appropriate	1 e 2

* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

CHIMICA DEGLI ALIMENTI
L’esame è strutturato in due parti:
1. prova scritta che comprende:
  - risposte a scelta multipla
  - domande aperte
2. prova orale
Al voto ﬁnale concorreranno anche le valutazione dei progetti di gruppo svolti dagli studenti.
ANALISI DEGLI ALIMENTI
Prova scritta ed orale

PROVE IN ITINERE

CHIMICA DEGLI ALIMENTI
Non previste
ANALISI DEGLI ALIMENTI
Le prove in itinere verranno svolte in accordo con quanto indicato sul sito del Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente (Di3A)

http://www.di3a.unict.it/

PROVE DI FINE CORSO

CHIMICA DEGLI ALIMENTI
Al ﬁne delle lezioni gli studenti saranno coivolti in PROGETTI DI GRUPPO, ossia didattica attiva con analisi di articoli scientiﬁci originali e attuali su argomenti di chimica alimentare.

L'eleborato sarà presentato oralmente dagli studenti con l'ausilio di presentazioni powerpoint, sarà valutatato dal docente e considerato nella votazione ﬁnale
ANALISI DEGLI ALIMENTI
Il superamento della prova scritta è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame finale. La prova scritta riguarda un problema tipico di laboratorio e l'espressione dei risultati nelle unità di misura adeguate. Il superamento della prova scritta, consente l'accesso alla prova orale.

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

CHIMICA DEGLI ALIMENTI
1. Descrivere in breve una classe di addtivi (domanda aperta)
2. Indicare quale dei seguenti gruppi funzionali non è contenuto nei monosaccaridi (domanda multipla)
  a. Alcolico
  b. Aldeidico
  c. Carbossilico
  d. Chetonico
3. Riportare il meccanismo di reazione dell'idrolisi dee glicosidi (domanda aperta con reazioni e formule chimiche)
4. Assegnare i nomi comuni alle seguenti formule di struttura e indicare quali alimenti li contengono (riconoscimento strutture chimiche)
ANALISI DEGLI ALIMENTI
I parametri di qualità del miele e le metodiche analitiche per la loro determinazione

Metodi per la determinazione della gradazione alcolica di un vino

Analisi spettrofotometrica degli oli: metodica analitica e interpretazione dei risultati

Acidità del latte ed espressione dei risultati

Retta di taratura

Analisi gravimetriche e espressione dei risultati

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