Corso di laurea: SCIENZE E TECNOLOGIE ALIMENTARI (LM-70) Programmazione per l'A.A. 2021/2022  

Struttura e proprietà chimiche dei nutrienti energetici: carboidrati, lipidi, proteine.
- Digestione e assorbimento dei nutrienti: composizione e funzioni delle secrezioni salivare, gastrica, pancreatica, biliare e intestinali nel processo digestivo.
- Nutrienti non energetici: vitamine, sali minerali e acqua.

- Proteine: valore biologico e nutrizionale delle proteine animali e vegetali; il bilancio azotato; aminoacidi essenziali e non essenziali, glicogenici e chetogenici, digestione e assorbimento.

- Lipidi: digestione e assorbimento (lipasi e sali biliari); acidi grassi essenziali e polinsaturi; colesterolo, lipoproteine. Significato nutrizionale dei lipidi. Il danno ossidativi ai lipidi e i fattori protettivi.

- Carboidrati: Omeostasi glucidica. Digestione, trasporto e assorbimento (disponibili e non disponibili). Significato metabolico dell’indice glicemico degli alimenti. Fibra alimentare (solubile ed insolubile) Effetti fisiologici della fibra.

-Vitamine idrosolubili e liposolubili (fonti alimentari, fabbisogno, ruolo metabolico, carenze ed eccessi). Modificazioni durante la conservazione e la trasformazione degli alimenti.

- Sali minerali: macroelementi (Ca, Mg, Na, K, Fosfato, CI) oligoelementi (Fe, Cu, Zn, I, Cr, Mn, Se, Mo), essenzialità, biodisponibilità, tossicità.

- Razione alimentare, bisogno energetico e di nutrienti in relazione all’età, sesso, clima, stato fisiologico, attività lavorativa (bisogni individuali e delle collettività) secondo i L.A.R.N. per la popolazione italiana. Significato di EAR, RDA, AI, UL.

Alimentazione e Nutrizione Umana a cura di Lorenzo M Donini, Anna Maria Giusti, Alessandro Pinto, Valeria del Balzo. Il Pensiero Scientifico Editore, III Edizione riveduta e aggiornata.

Introduzione alla Biochimica di Lehninger. Zanichelli editore

MODULO 1: PATOLOGIA VEGETALE (16 ore)
1. Il concetto di piramide della malattia
2. I diversi tipi di fitopatogeni: virus, batteri e funghi
3. Il ciclo d’infezione e l’ecologia di un patogeno
4. il sistema immunitario della pianta: regolazione e sintesi delle principali difese biochimiche e strutturali

MODULO 2: LA STRATEGIA DI DIFESA INTEGRATA (24 ore)
1. Lotta agronomica e Fisica
2. Lotta chimica: i fungicidi e gli insetticidi
3. Lotta biologica
4. Strategie di controllo di insetti dannosi per la difesa integrata delle colture
5. I diversi aspetti dell’approccio genetico e biotecnologico alla protezione delle piante: le genetic mixtures e le piante transgeniche
6. La prevenzione delle micotossine
7. Indicatori di sostenibilità e normativa correlata
SESSIONI DI LABORATORIO (12 ore). Esperimenti di estrazione di micotossine da matrici alimentari prese dal mercato

Elementi di Patologia Vegetale
di Belli G,
Editore Piccin-Nuona Libraria
Edizione: 2
Data di Pubblicazione: 2011
ISBN: 9788829921294
Fondamenti di patologia vegetale
di Alberto Matta, Roberto Buonaurio, Aniello Scala
Editore: Pàtron
Edizione: 2
A cura di: F. Favaron, F. Scala
Data di Pubblicazione: 2017
EAN: 9788855533829
ISBN: 8855533827
Difesa sostenibile delle colture
di Paola Battilani
Editore: Edagricole-New Business Media
ISBN-10: 8850655045
ISBN-13: 978-8850655045

Applicazioni di genetica quantitativa e molecolare in campo animale, in particolare nelle produzioni, nel controllo della qualità dei prodotti e per la sicurezza alimentare. Lo stato dell'arte e le potenzialità del settore. Ereditabilità; miglioramento genetico per anno; schemi di selezione; genomic selection.

Applicazione di tecniche di biologia molecolare alle produzioni animali: SNP panels; Next Generation Sequencing; Third Generation Sequencing

Slide e video delle lezioni su moodle

DEFINIRE L'IMPRENDITORIALITÀ
Sbloccare la creatività e lo spirito imprenditoriale - Quale potrebbe essere l’impatto della propria ricerca? (Sessione interattiva utilizzando strumenti per insegnare la creatività)

RICONOSCERE LE OPPORTUNITÀ
In che modo un’idea può trasformarsi in una opportunità?

BIOTECNOLOGIA E INNOVAZIONE: CONOSCENZE NECESSARIE PER DIVENTARE UN “TECHNOPRENEUR”
• Verso l’imprenditorialità nel settore biotecnologico: percorsi per diventare un imprenditore nel campo delle biotecnologie
• Trasformare la scienza in business
• Creazione di nuove imprese nell’industria biotecnologica
• Sviluppo di prodotto nel settore delle biotecnologie
• Freedom to operate e gestione del rischio

LA PROPRIETÀ INTELLETTUALE PER GLI IMPRENDITORI
La protezione della Proprietà Intellettuale è un fattore chiave per ogni tipologia di start-up in ambito tecnologico: ciò riguarda lo sviluppo di prodotto, la creazione di un business plan, la persuasione degli investitori e la pianificazione di efficaci strategie di vendita delle proprie quote aziendali. (exit strategy).
Queste lezioni prepareranno lo studente alla comprensione dei concetti basilari della Protezione della Proprietà Intellettuale, e in che modo questi concetti possano essere applicati in pratica, per aggiungere valore al proprio business.

IL TRASFERIMENTO TECNOLOGICO PER I RICERCATORI: COME LANCIARE UNA START-UP INNOVATIVA
Lo scopo di questo modulo è di fornire agli aspiranti imprenditori nozioni sul funzionamento delle start-ups, alla gestione dei rapporti con investitori e business leaders, esplorando l’attività di due diligence nel settore biotecnologico.

STORYTELLING: IMPARARE DALLE ESPERIENZE ALTRUI
Agritech Licensing Deal

COME STRUTTURARE UN CHIARO BUSINESS MODEL
• In questo modulo sarà chiesto agli studenti di prestabilire un chiaro obiettivo di business e svilupparne la pianificazione nel corso del semestre. Gli studenti, lavorando in team, useranno il “Business Canvas Model” che li aiuterà durante il processo cognitivo portandoli a trasformare un’idea in un potenziale modello di business.
• Il Business Canvas Model è uno strumento di management strategico che aiuterà lo studente a definire, progettare e costruire i vari modelli di business.
• Sviluppare una profonda conoscenza delle varie tipologie di mercati, clienti, modelli di business e delle principali implicazioni finanziarie.
• Imparare ad identificare i primi dieci punti necessari a convertire un’idea in una potenziale impresa utilizzando una struttura di business.

COMUNICARE IL VALORE E LE APPLICAZIONI DELLA RICERCA
Queste lezioni introdurranno le “soft skills” più importanti in campo imprenditoriale, includendo come comunicare la propria ricerca in modo semplice ed efficace, che possa essere compresa da investitori, clienti e persino dalle proprie nonne!

COME PREPARARE UN ELEVATOR PITCH
Gli studenti dovranno imparare a costruire e comunicare un “elevator pitch” da presentare agli investitori allo scopo di ottenere fondi per finanziare un progetto commerciale o per convincere le agenzie deputate alla concessione di sovvenzioni a sponsorizzare la propria idea.

PITCH COMPETITION
Gli studenti competeranno a squadre o singolarmente simulando una reale richiesta di sovvenzioni agli investitori, applicando praticamente le conoscenze riguardanti l’elevator pitch apprese nel modulo precedente

In assenza di un libro di testo dedicato verranno forniti articoli, reviews e accesso alla piattaforma elettronica BIOINNO2GO su cui gli studenti potranno preparare l’esame.

Tecniche e Metodi analitici – Procedure e protocolli – Concatenazione di azioni nella definizione di un problema analitico - Criteri informatori nella scelta di una tecnica analitica – Precisione – Accuratezza – Sensibilità richiesta e limite di rilevabilità - Azioni concatenate pertinenti allo sviluppo di un metodo – Esempio di un metodo benchmark (i.e., determinazione del contenuto di bromelina e caffeina in cioccolato). Calibrazione e costruzione di una curva dose-segnale – diagrammi di correlazione – Coefficiente di Pearson - Relazioni non lineari dose-segnale e algoritmi di trasformazione – Intervallo dinamico – Preparazione di standard a partire da soluzioni stock – Strategie di correzione del segnale – Preparazione dei bianchi (procedurali e matrix blank solution) - Metodo dello standard esterno – Metodo delle aggiunte standard e procedure di calcolo delle concentrazioni incognite – Metodo dello standard interno – Sorgenti di errore nella filiera analitica (campionamento – preparazione del campione – analisi) – Tipi di matrice - Procedure alternative di trattamento del campione -Eliminazione di interferenti – strategie di eliminazione dell’effetto matrice (approcci separativi, modificatori di matrice, precipitazioni selettive, metodi di mascheramento, metodi di saturazione e matrix matching) – Decomposizione per via umida in ambiente aperto – Decomposizione assistita da micro-onde – Decomposizione per combustione - Controllo di qualità in laboratorio – Carte di Controllo (es. Carta di Shewhart) – Regole di Westgart e linee di attenzione e di azione – zeta-scores- Convalida di un metodo – Validazione mediante comparazione e diagrammi di correlazione – Ripetibilità e riproducibilità - Materiali di riferimento e materiali di riferimento certificati (CRM) – Enti fornitori e criteri di scelta dei CRM – Definizione e misura dell’incertezza – Equazione di Horwitz – Incertezza tipo composta ed incertezza estesa – Calcolo del LOD e del LOQ - Parametri di riferimento per la validazione di un metodo – Campo di misura – Range dinamico – Accuratezza ed esattezza - Selettività – Sensibilità – Robustezza e solidità - Campionamento – generalità su errori connessi a questa fase – rappresentatività ed omogeneità – integrità – Obiettivi e fasi di un campionamento – Normative attuali regolanti il campionamento di derrate alimentari (orizzontali e verticali) – Strategie di estrazione di campioni da un lotto (randomizzazione semplice, stratificata o sistematica) Strategie di riduzione del campione (quartature a cono e superficie) – Definizioni partita, sotto-partita, campione elementare, campione globale, aliquota ed unità campionaria – Esempi di strategie di campionamento per matrici alimentari solide e liquide - Procedure di campionamento per prodotti confezionati e sfusi – dispositivi di campionamento e conservazione del campione (caratteristiche e materiali dei contenitori)– Piano di trasporto e procedure di ricevimento – Criteri di conformità del campione – Campionamento di gas e specie volatili – campionamento di liquidi – Preparazione del campione di laboratorio – Determinazione del numero di campioni da analizzare - Laboratorio di Chimica – Classificazione prodotti chimici commerciali – Regolamento CLP – Etichettatura GHS e Frasi H e frasi P – Pittogrammi - Schede di sicurezza – Manipolazione e conservazione dei reagenti – Purificazione dell’acqua – deionizzazione e osmosi inversa – attrezzature in vetro (vetreria graduata e non graduata) – dispositivi per misura ed erogazione liquidi (classe A e classe B) – Bilance per misure di massa e errori di misura associati - Errori nelle misure – Errori sistematici e casuali - Individuazione ed eliminazione degli errori sistematici – Trattamento degli errori casuali – Parametri statistici di dispersione – Limiti di confidenza – t di Student – Identificazione di outliers – test di Grubbs – test di Dixon – Significatività delle differenze tra medie campionarie – F test – Analisi della varianza - Cifre significative nella misura di grandezze - Espressioni di concentrazione (molarità, formalità e normalità ) – Preparazione di soluzioni a titolo noto – Regola della croce nelle diluizioni - Tecniche di estrazione in fase liquida (ripartizione liquido-liquido:imbuto separatore, distillazione corrente di vapore, estrattore SDE; estrazione in fase liquida sotto pressione -PLE ripartizione solido-liquido:il sistema Soxhlet, estrazione con ultrasuoni o con Microonde); estrazione in fase solida (SPE, SPME, Purge and Trap); estrazione in fase supercritica (SFE) e sub-critica (ASE) - Natura delle radiazioni elettromagnetiche - Proprietà ondulatorie e corpuscolari della radiazione elettromagnetica - Energia di un fotone - Interazioni tra radiazione e materia- Transizioni energetiche – Legge di Maxwell Boltzmann – Assorbimento – Regole di selezione – Emissione – Fluorescenza e fosforescenza – Luminescenza – Spettroscopia UV-Vis – Transizioni elettroniche caratteristiche – Impatto della struttura sul comportamento spettrale – Cromofori e Auxocromi – Effetto ipercromico e ipocromico – Shift ipsocromico e batocromico – Relazione tra assorbanza e trasmittanza – Relazione tra assorbanza e concentrazione: legge di Lambert-Beer – Coefficiente di estinzione molare – Deviazioni dalla legge di Lambert-Beer – Punto isosbestico -

Spettrofotometri UV-Vis – Sorgenti luminose – Monocromatori a filtri e ad elementi disperdenti (prisma e reticoli di diffrazione e riflessione) – Interferenza e diffrazione - Rivelatori – Fotocelle – Fotomoltiplicatori – Rivelatori in stato solido (fotodiodi) – detector a diode array – Tipologie di spettrofotometri (singolo raggio, doppio raggio, multi-canale) – Ampiezza della banda passante – Risoluzione e linearità fotometrica – Stabilità della linea di base – Applicazioni generali e analisi alimenti: determinazione pKa, studi cinetici, saggi enzimatici – Determinazione amminoacidi liberi, proteine, zuccheri totali e riducenti, acidi grassi, lipidi totali e polifenoli
Spettri atomici a righe – Principi spettroscopia atomica – Transizioni elettroniche principali – Allargamento delle righe spettrali (Lorentz, effetto Doppler) – Lunghezza d’onda di risonanza - legge di Maxwell-Boltzmann - - Assorbimento, emissione e fluorescenza – Assorbimento atomico: strumentazione – Chopper e specchi oscillanti – Sorgenti luminose (HCL, EDL) - Tecniche di atomizzazione: Fiamma, Elettrotermica (fornetto a grafite), Decomposizione termica di idruri (alcuni elementi del IV, V e VI gruppo), Riduzione chimica (CV, vapori freddi, solo per Hg), Plasma ad accoppiamento induttivo (ICP) - Applicazioni all’analisi degli alimenti - Interferenze spettrali – Interferenze non spettrali (interferenze chimiche, Fisiche, da ionizzazione) – Strategie di attenuazione interferenze – Sistemi a sorgente continua – Sistemi Zeeman - Sistema Smith-Hieftje - Copertura di elementi da parte della AAS - Spettrometria atomica di emissione (AES) - Plasma Accoppiato Induttivamente (ICP) – ICP-AES – ICP-MS – Analizzatori di massa a quadrupolo -
introduzione ai metodi cromatografici di analisi – Interazioni soluto-fasi – Cromatografia planare e su colonna - Classificazione sulla base del meccanismo di separazione (Adsorbimento, Ripartizione, Scambio ionico, Esclusione molecolare e Affinità) – Cromatografia in fase diretta ed inversa – serie eluotropica dei solventi – Principi generali della cromatografia - Coefficiente di distribuzione – fattore di capacità - selettività – efficienza: HETP e numero di piatti teorici – Teoria della velocità: legge di Van Deemter – Risoluzione – Esempi di calcolo parametri cromatografici - HPLC – principi – Sistemi di pompaggio - iniettori – colonne – rivelatori (UV, diode-array, indice di rifrazione, ELSD, coulometrico, fluorescenza) – solventi e modificatori di fase – eluizioni isocratiche e a gradiente - HPLC-MS- ESI e ISI - applicazioni HPLC al settore agro-alimentare - Gascromatografia – Principi ed apparecchiature – colone impaccate e capillari (PLOT e WCOT) – iniettori e sistemi alternativi di introduzione del campione – Eluizioni isoterme e a gradiente – Rivelatori (FID, ECD, NPD, TCD, MS) - applicazioni GC al settore agro-alimentare - Elettroforesi – velocità di migrazione e mobilità elettroforetica – Curve di titolazione di analiti carichi – Apparati elettroforetici verticali ed orizzontali – Alimentatori – Legge di Ohm ed Effetto joule – elettroforesi in fase libera – Elettroforesi zonale - Fattori che influenzano la resistenza in supporti anti-convettivi - Elettroforesi su carta – elettroforesi su gel di agarosio e poliacrilammide – Grado di cross-linking e porosità di gel di poliacrilammide – sistemi discontinui e gel a gradiente – marcatori di corsa e rapporto frontale – SDS-PAGE –determinazione del peso molecolare - IEF-PAGE – determinazione del punto isoelettrico – elettroforesi bidimensionale – Elettroforesi preparativa – Colorazioni di proteine (Coomassie, Silver staining) e acidi nucleici (blu di metilene, etidio bromuro e silver staining)– Colorazioni di attività (zimogrammi) - Applicazioni al settore alimentare

Appunti delle lezioni resi disponibili sul portale Moofle
• Harris “Chimica analitica quantitativa” ed. Zanichelli;
• Wilson & Goulding “Biochimica Applicata” ed. Cortina;
• Rubinson & Rubinson “Chimica analitica Strumentale” Zanichelli.

Modulo 1 (0.50 CFU): Introduzione
- La qualità dei prodotti di IV gamma
- I fattori che la influenzano
- Attuale normativa
Modulo 2 (1.50 CFU): Biochimica e fisiologia dei prodotti di IV gamma
- Produzione di etilene
- Respirazione
- Deterioramento della membrana cellulare
- Accumulo di metaboliti secondari
- Perdita di acqua
- Suscettibilità all’attacco microbico
- Scelta varietale
- Effetto delle tecniche colturali
- Maturità fisiologica
- Entità del danno indotto dal taglio
Modulo 3 (0.50 CFU): Qualità nutrizionale dei prodotti della IV gamma
- Influenza dei fattori di pre-raccolta (genotipo, innesto, fattori climatici e pratiche colturali)
- Maturazione e ripenio
- Effetto dei fattori di post-raccolta (danni fisici, temperatura e umidità relativa, trattamenti supplementari)
Modulo 4 (0.50 CFU): Tecnologie dei prodotti di IV gamma
- Materia prima
- Raccolta
- Valutazione della qualità del prodotto
- Concetti di ‘grading’ e ‘sorting’
- Trimmatura, taglio a fette, triturazione, prelavaggio, lavaggio sanitizzante, asciugatura, pesatura e confezionamento
Modulo 5 (1.00 CFU): Criteri per la progettazione degli impianti di lavorazione
- Linee di lavorazione e punti critici
- Disposizione dei macchinari e loro funzionamento
- Vari settori di lavorazione del prodotto (trimmatura, toilettatura, lavaggio e confezionamento)
- Controllo e valutazione dei parametri esterni (temperatura, umidità, rifiuti, igiene e sanitizzazione degli ambienti e dei macchinari)
Modulo 6 (1.00 CFU): Confezionamento
- Confezionamento in atmosfera modificata (MAP)
- Effetto della MAP sullo sviluppo microbico
- Effetto della MAP sulla respirazione del prodotto
- Permeabilità e selettività del film plastico
Modulo 7 (1.00 CFU): Parte speciale
- Frutta di IV gamma (mela, kiwi, pera, fragola, ananas, ecc.)
- Ortaggi di IV gamma (insalate varie, carota, carciofo, finocchio, ecc.)

FRESH-CUT FRUITS AND VEGETABLES (Science, Technology, and Market). Olusola Lamikanra. Ed. CRC Press 2002
Processing of tropical fruits and vegetables: a technical guide. RAP PUBLICATION 2010/16. http://www.fao.org/docrep/014/i1909e/i1909e00.pdf
Materiale fornito dal docente

Storia e applicazione dell’analisi sensoriale nell’industria alimentare.
Psicofisiologia della percezione.
La minimizzazione degli errori fisiologici e psicologici legati alle valutazioni sensoriali.
Norme UNI-EN-ISO in analisi sensoriale
I requisiti del laboratorio di analisi sensoriale.(ISO 8589)
Il reclutamento, la selezione e l’addestramento dei giudici (ISO 8586-1-2; ISO5496)
Regole generali per la preparazione e la presentazione dei campioni.(
Le scale di valutazione: scale di categoria, lineari e di rapporto (ISO 4121)
Test discriminanti: descrizione test, training del panel, analisi dei risultati. (test duo-trio; Triangolare; Confronto a coppie; Ordinamento; Due su cinque, Classificazione, Punteggio)
Test descrittivi con procedura di elaborazione di un foglio di profilo (UNI EN ISO 13299; ISO6564; UNI10957; ISO11036)
Test affettivi (Accettabilità; Preferenza; Edonistici)
• Elaborazione statistica risultati (ANOVA; ISO 2854 e successive; test parametrici e non parametrici)
• Cenni di tecnologia di produzione ed analisi sensoriale descrittiva (con foglio di profilo)di:
• Pane e pasta;
• Birra;
• Formaggi;
• Carne;
• Salumi;
• Miele;
• Olio;
• Olive da mensa.
• Cenni di consumer-science.
• Principali test: CATA, RATA, Free sorting, Napping, Flash profiling e similari.
• Scala JAR e penalty analysis

Materiale fornito dal docente
Testo adottato:
Valutazione sensoriale-Ella Pagliarini-Ed. Hoepli

Materiale di approfondimento:
Atlante sensoriale prodotti alimentari -SISS- Ed.Tecniche nuove
Sensory evaluation practice-Stone & Sidel- Ed. Elsevier

Lezioni teoriche:
Storia della Microbiologia dei prodotti alimentari.
I microrganismi negli alimenti.
Ecofisiologia dei microrganismi negli alimenti.
Crescita microbica e strategie di sopravvivenza
Metodi di riduzione.
Microrganismi causa di malattie di origine alimentare.
Analisi microbiologica delle acque per uso alimentare.
Acque e bevande non alcoliche.
Alimenti di origine animale e prodotti ittici.
Alimenti di origine vegetale.
La determinazione dei microrganismi negli alimenti: tecniche coltura dipendenti e coltura indipendenti.

Esercitazioni:
Campionamento microbiologico da matrici alimentari.
Conte microbiche, isolamento.
Identificazione di ceppi isolati da alimenti.
Analisi microbiologica delle acque.

-Appunti dalle lezioni e materiale distribuito durante il corso
-Farris, Gobbetti, Neviani, Vincenzini. Microbiologia dei prodotti alimentari, Casa Editrice Ambrosiana (2012).
-A. GALLI VOLONTERIO, Microbiologia degli Alimenti. Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2005.