ITALIANO

Principi nutritivi che apportano energia (lipidi, carboidrati, protidi) e principi che non apportano energia (acqua, sali minerali, vitamine). Principi nutritivi e loro trasformazioni. Sostanze responsabili dei caratteri organolettici degli alimenti. Conservazione degli alimenti.
Additivi alimentari. Nutraceutici. Alimenti Funzionali. Alimenti di origine vegetale. Alimenti di origine animale. Integratori alimentari. Bevande. Quadro regolatorio EU e nazionale su integratori alimentari, botanicals, novel foods, alimenti arricchiti, etichetttura e nutritional/health claims.

Fennema’s Food Chemistry, 2017, Fifth Ed. Srinivasan Damodaran, Kirk L.
Parkin – CRC PRESS Cappelli, Vannucchi: Principi di Chimica degli
alimenti, 2015, Ed. Zanichelli, Bologna
Coultate: La Chimica degli alimenti, 2005, Ed. Zanichelli, Bologna
Appunti delle lezioni

Conoscenza e Comprensione: l’insegnamento mira a fornire agli studenti una conoscenza approfondita della struttura chimica, delle proprietà salutistiche e nutraceutiche dei costituenti alimentari, dei prodotti per alimentazioni particolari, degli alimenti funzionali e degli integratori alimentari. Gli studenti comprenderanno la bioattività degli alimenti, le cause di alterazione delle loro componenti e la loro biodisponibilità, nonché le metodologie analitiche utilizzate per l’analisi chimica degli alimenti.
Capacità di Applicare la Conoscenza e la Comprensione: gli studenti acquisiranno la capacità di applicare le conoscenze acquisite in contesti diversi, integrando le competenze chimico-alimentari e nutraceutiche per sviluppare autonomia di giudizio nell’analisi e nella valutazione di situazioni pratiche e teoriche.
Autonomia di Giudizio: l’insegnamento favorisce lo sviluppo della capacità di valutare criticamente scenari e problemi complessi nel campo chimico-alimentare e nutraceutico, consentendo agli studenti di formulare decisioni autonome basate su analisi scientifiche e dati sperimentali.
Abilità Comunicative: gli studenti svilupperanno competenze comunicative specifiche nel settore chimico-alimentare e nutraceutico, capaci di trasmettere in modo chiaro e rigoroso informazioni scientifiche e risultati di analisi sia in forma scritta sia orale.
Capacità di Apprendimento: l’insegnamento promuove la capacità di apprendimento continuo, supportando l’autonomia decisionale e operativa nello studio e nell’approfondimento teorico-pratico, sia a livello specialistico sia professionale, per affrontare in maniera efficace nuove problematiche del settore.

Conoscenze e abilità fornite dai corsi di Chimica Generale ed Inorganica, Chimica Organica e Biochimica nel precedente Corso di Laurea Triennale.

L'insegnamento è articolato in lezioni frontali svolte dal docente. Attività seminariali saranno di supporto alle lezioni in relazione all’applicazione delle più recenti tecniche analitiche di separazione e di riconoscimento dei costituenti alimentari in matrici complesse. Nel suo lavoro personale lo studente dovrà assimilare conoscenze e concetti alla base della chimica degli alimenti: 1) conoscenza degli alimenti e della loro composizione e funzione; 2) comprensione del meccanismo di funzionamento e di trasformazione di alimenti, integratori alimentari e nutraceutici con riferimento alla loro biodisponibilità e bioattività; 3) comprensione delle principali metodologie di impiego e di analisi di alimenti anche con riferimento alla loro sicurezza.

Il raggiungimento degli obiettivi dell’insegnamento è certificato mediante il superamento di un esame con valutazione espressa in trentesimi. L’esame si articola in una prova scritta e una prova orale, da sostenere nello stesso appello in date calendarizzate. Ciascuna prova è valutata in trentesimi e si intende superata con un punteggio minimo di 18/30.
La prova scritta, di carattere propedeutico alla prova orale, consiste nella somministrazione di un questionario composto da 30 quesiti a risposta multipla e/o aperta, della durata di 90 minuti. Sono esonerati dalla prova scritta gli studenti frequentanti che, durante il corso, abbiano sostenuto e superato due verifiche intermedie scritte (ciascuna della durata di 45 minuti), strutturate in modo analogo all’esame finale.
La prova orale prevede una discussione della durata di circa 30 minuti, volta ad accertare il livello di conoscenza teorica, la capacità di rielaborazione critica e la padronanza del linguaggio tecnico-scientifico. La prova orale comprende anche la presentazione da parte dello studente di un elaborato su un argomento assegnato attinente al programma.
La valutazione finale sarà espressa in trentesimi e ottenuta tramite media ponderata dei punteggi conseguiti: 25% per la prova scritta e 75% per la prova orale (inclusa la presentazione).
<18 Non superato: lo studente non dimostra risultati coerenti con i descrittori di conoscenza e comprensione, applicazione, giudizio, comunicazione e capacità di apprendere.
18-21 Livello sufficiente: lo studente raggiunge i descrittori di base relativi alla conoscenza e comprensione dei contenuti fondamentali e mostra una prima capacità di applicazione in contesti semplici.
22-24 Livello pienamente sufficiente: lo studente soddisfa i descrittori di conoscenza e comprensione applicate, mostrando capacità di applicare concetti chiave correttamente e iniziare ad analizzare criticamente situazioni pertinenti ai temi dell’insegnamento.
25-26 Livello buono: lo studente dimostra autonomia di giudizio nel valutare e confrontare scenari pertinenti, applica conoscenze in modo efficace e comunica risultati con chiarezza, riflettendo competenze più consolidate.
27-29 Livello molto buono: lo studente soddisfa in modo avanzato i descrittori dei cinque ambiti, con padronanza dei contenuti, capacità di valutare criticamente casi complessi e abilità comunicative solide, evidenziate in elaborati e presentazioni.
30 Livello eccellente: lo studente eccelle in tutti i descrittori di Dublino, con conoscenza approfondita, applicazione sicura e critica, giudizio autonomo, comunicazione efficace e capacità di apprendere in modo continuo e creativo, producendo lavori di elevata qualità sia nella presentazione sia nelle prove scritte/orali. La lode può essere attribuita quando lo studente dimostra, oltre a quanto sopra, particolare originalità, approfondimento e innovazione nell’elaborato e nella presentazione, superando le aspettative standard.

La frequenza è fortemente consigliata. Durante il semestre, agli studenti è offerta la possibilità di sostenere una prova scritta di autovalutazione in itinere, strutturata in modo analogo all’esame finale, ma limitata al programma effettivamente svolto fino a quel momento. La prova sarà corretta e discussa in aula.

Il materiale didattico (dispense, presentazioni, eventuali approfondimenti) sarà reso disponibile all'interno della classe virtuale su Microsoft Teams.

Il docente è disponibile per ricevimento studenti nei giorni indicati nella scheda dell’insegnamento e, su richiesta, anche in altri momenti concordabili via email.

PRINCIPI NUTRITIVI E LORO FUNZIONI
Principi nutritivi che apportano energia:
Lipidi: acidi grassi saturi, insaturi ed essenziali; acilgliceroli; fosfolipidi; glicolipidi; cere; steridi; isoprenoidi; eicosanoidi; lipoproteine.
Alterazioni lipidiche: idrogenazione, interesterificazione; deterioramento lipidico tramite reazioni idrolitiche (idrolisi, inacidimento) e ossidative (irrancidimento chetonico, ossidativo, termodegradazione); fattori che influenzano il rate di ossidazione; prodotti di decomposizione (β-scissione, ossidazione del colesterolo).
Proteine: classificazione, proprietà chimico-fisiche; amminoacidi proteogenici, essenziali, limitanti; sintesi di amminoacidi; sintesi peptidica in fase omogenea e solida; funzionalità delle proteine alimentari; qualità e digeribilità; alterazioni chimiche (racemizzazione, cross-linking, ossidazione, reazione con nitriti); denaturazione, modifiche da cottura, putrefazione.
Carboidrati: zuccheri estrinseci e intrinseci; classificazione (monosaccaridi, polisaccaridi); stereoisomeria; riarrangiamento enediolico; ossidazione, allungamento e degradazione; glicosidazione; sintesi di O- e N-glicosidi; idrolisi di glicosidi; sintesi e proprietà funzionali di oligosaccaridi e ciclodestrine; amido (struttura, gelatinizzazione, retrogradazione); amidi resistenti e modificati; altri polisaccaridi di interesse alimentare (cellulosa, fibra alimentare, carboidrati prebiotici); imbrunimento non enzimatico (reazione di Maillard), prodotti di Amadori e Heyns, deossiesoni, reduttoni, degradazione di Strecker, caramellizzazione, acrilammide.
Principi nutritivi che non apportano energia:
Acqua: caratteristiche chimico-fisiche, ruolo e attività negli alimenti, acqua destinata al consumo umano, acque minerali.
Minerali essenziali: presenza nell’organismo, funzioni biologiche, fabbisogno, fonti alimentari di calcio, magnesio, potassio, sodio, zolfo, cloro, ferro, zinco, rame, cromo, manganese, cobalto, selenio, iodio, fluoro, molibdeno.
Vitamine: classificazione, proprietà chimico-fisiche, funzioni fisiologiche, fonti alimentari, stabilità e perdite di attività negli alimenti, degradazione ossidativa.
Trasformazioni chimiche e biochimiche durante conservazione e lavorazione degli alimenti.
Meccanismi di deterioramento degli alimenti: ossidazione lipidica, denaturazione proteica, reazione di Maillard, degradazione dei carboidrati.
COMPONENTI ALIMENTARI MINORI E ADDITIVI ALIMENTARI
Additivi alimentari: definizione, classificazione, normativa europea e nazionale, etichettatura.
Coloranti alimentari: pigmenti naturali, natural-like e sintetici; pigmenti in tessuti animali e vegetali (composti contenenti eme, clorofille, carotenoidi, antociani, betalaine, altri polifenoli); meccanismo della visione del colore; sintesi di coloranti; inserimento dei coloranti nella categoria degli additivi.
Aromi (flavours): caratteristiche sensoriali (sapore, odore); origine (vegetali, fermentazioni lattica ed etanolica, latte, carni di ruminanti e non); metodi analitici per l’identificazione; meccanismi molecolari della percezione aromatica.
Edulcoranti: alditoli, sorbitani, edulcoranti intensivi e naturali (origine terpenica e peptidica).
Sostituti dei grassi: fat mimetics da carboidrati e proteine.
Antiossidanti: definizione, classificazioni, meccanismi d’azione, esempi di sostanze biologicamente attive di origine vegetale.
Altri additivi: aromatizzanti, agenti di rivestimento, coadiuvanti tecnologici.
Normativa ed etichettatura europea e nazionale sugli additivi alimentari.
NUTRACEUTICA E ALIMENTI FUNZIONALI
Definizione e ambito di applicazione della nutraceutica.
Composizione chimica e proprietà bioattive degli alimenti funzionali e degli integratori nutraceutici.
Relazione tra struttura chimica dei principi attivi e funzione nutraceutica e salutistica.
Esempi di principi attivi nutraceutici: fitosteroli, policosanoli, fitoestrogeni, polifenoli, carotenoidi, ecc.
Valutazione della biodisponibilità e bioattività degli estratti naturali mediante studi in vitro e in vivo.
Linee guida e normativa su integratori alimentari, novel foods, alimenti arricchiti.
Definizione, composizione, normativa ed etichettatura degli integratori alimentari e degli integratori nutraceutici.
Alimenti a fini medici speciali: definizione, composizione, normativa, etichettatura, esempi, linee guida di demarcazione rispetto agli integratori alimentari.
Alimenti destinati a lattanti e bambini della prima infanzia.
Alimenti funzionali, novel foods e alimenti arricchiti: definizioni ed esempi.
Food systems: approfondimenti su latte e alimenti nervini.
SICUREZZA E CONTROLLO QUALITÀ DEGLI ALIMENTI
Cause e meccanismi di alterazione della qualità degli alimenti.
Metodologie analitiche per il controllo qualità: analisi chimiche, microscopiche, organolettiche.
Normativa sulla sicurezza alimentare e aspetti regolatori nazionali ed europei.
Etichettatura degli alimenti: principi e normativa vigente.

Italian

Nutrients that provide energy (lipids, carbohydrates, proteins) and nutrients that do not provide energy (water, mineral salts, vitamins). Nutrients and their transformations. Substances responsible for the organoleptic characteristics of foods. Food preservation.
Food additives. Nutraceuticals. Functional foods. Plant-based foods. Animal-based foods. Food supplements. Beverages.
EU and national regulatory framework on food supplements, botanicals, novel foods, fortified foods, labeling, and nutritional/health claims.

Fennema’s Food Chemistry, 2017, Fifth Ed. Srinivasan Damodaran, Kirk L.
Parkin – CRC PRESS Cappelli, Vannucchi: Principi di Chimica degli
alimenti, 2015, Ed. Zanichelli, Bologna
Coultate: La Chimica degli alimenti, 2005, Ed. Zanichelli, Bologna
Notes from the lessons

Knowledge and Understanding: the course aims to provide students with an in-depth understanding of the chemical structure, health-promoting and nutraceutical properties of food constituents, products for special dietary needs, functional foods, and dietary supplements. Students will gain insight into the bioactivity of foods, the causes of component degradation, their bioavailability, and the analytical methodologies used for chemical food analysis.
Applying Knowledge and Understanding: students will acquire the ability to apply the knowledge gained in diverse contexts, integrating chemical-food and nutraceutical skills to develop independent judgment in analyzing and evaluating practical and theoretical situations.
Making Judgements: the course fosters the development of critical evaluation skills for complex scenarios in the chemical-food and nutraceutical sectors, enabling students to make autonomous decisions based on scientific analysis and experimental data.
Communication Skills: students will develop specific communication skills in the chemical-food and nutraceutical fields, capable of conveying scientific information and analytical results clearly and accurately, both in written and oral forms.
Learning Skills: the course promotes continuous learning abilities, supporting autonomous decision-making and practical action in both theoretical and applied studies, at a specialist and professional level, to effectively address emerging challenges in the sector.

Knowledges and skills furnished by the course of General and Inorganic Chemistry, Organic Chemistry and Biochemistry, acquired in the previous Bachelor's degree.

The course is structured through lectures delivered by the instructor. Seminar activities will complement the lectures, focusing on the application of the most recent analytical techniques for the separation and identification of food constituents in complex matrices.

In their individual study, students will be expected to assimilate knowledge and concepts at the core of food chemistry, including: 1)
knowledge of foods, their composition and function; 2)
understanding of the mechanisms involved in the transformation and function of foods, food supplements, and nutraceuticals, with particular attention to their bioavailability and bioactivity; 3)
understanding of the main methodologies for the use and analysis of foods, also with regard to their safety.

The achievement of the learning objectives of the course is certified through the passing of an exam, graded on a 30-point scale. The exam consists of a written test and an oral test, to be taken during the same scheduled session. Each test is graded on a 30-point scale, and a minimum score of 18/30 is required to pass. The written test, which serves as a prerequisite for the oral exam, consists of a questionnaire of 30 multiple-choice and/or open-ended questions, with a duration of 90 minutes. Students who have attended the course and passed two intermediate written assessments (each lasting 45 minutes) conducted in a format similar to the final exam are exempt from the written test.
The oral exam lasts approximately 30 minutes and aims to assess the student’s theoretical knowledge, critical thinking, and command of technical-scientific language. The oral test also includes the student’s presentation of a paper on a topic assigned within the course program.
The final grade is expressed on a 30-point scale and is calculated using a weighted average: 25% for the written test and 75% for the oral test (including the presentation).
<18 Fail: the student does not demonstrate learning outcomes consistent with the Dublin descriptors for knowledge and understanding, application, judgment, communication, and learning skills.
18-21 Sufficient: the student achieves the basic descriptors for knowledge and understanding of fundamental content and shows an initial ability to apply this knowledge in simple contexts.
22-24 Fully sufficient: the student meets the descriptors for applied knowledge and understanding, showing the ability to correctly apply key concepts and begin to critically analyze situations related to the course topics.
25-26 Good: the student demonstrates autonomy of judgment in evaluating and comparing relevant scenarios, applies knowledge effectively, and communicates results clearly, reflecting more consolidated skills.
27-29 Very good: the student demonstrates an advanced level across the five descriptors, with mastery of content, the ability to critically evaluate complex cases, and strong communication skills, evidenced in papers and presentations.
30 Excellent: the student excels in all Dublin descriptors, with in-depth knowledge, safe and critical application, autonomous judgment, effective communication, and the ability to learn continuously and creatively, producing high-quality work both in presentations and written/oral tests. Honors (cum laude) may be awarded when the student demonstrates, in addition, particular originality, depth, and innovation in the paper and presentation, exceeding standard expectations.

Attendance is strongly recommended. During the semester, students will have the opportunity to take a written self-assessment test in itinere, structured similarly to the final exam but limited to the material covered up to that point. The test will be corrected and discussed in class.

Teaching materials (handouts, presentations, and any additional resources) will be made available within the virtual classroom on Microsoft Teams.

The instructor is available for student office hours on the days indicated in the course syllabus and, upon request, at other times that can be arranged via email.

NUTRIENTS AND THEIR FUNCTIONS
Energy-yielding nutrients:
Lipids: saturated, unsaturated and essential fatty acids; acylglycerols; phospholipids; glycolipids; waxes; sterols; isoprenoids; eicosanoids; lipoproteins.
Lipid alterations: hydrogenation, interesterification; lipid deterioration via hydrolytic reactions (hydrolysis, acidification) and oxidative reactions (ketonic rancidity, oxidative rancidity, thermal degradation); factors affecting oxidation rate; decomposition products (β-scission, cholesterol oxidation).
Proteins: classification, chemical-physical properties; proteogenic, essential and limiting amino acids; amino acid synthesis; peptide synthesis in homogeneous and solid phase; protein functionality in food; quality and digestibility; chemical alterations (racemization, cross-linking, oxidation, reaction with nitrites); denaturation, cooking-induced modifications, putrefaction.
Carbohydrates: extrinsic and intrinsic sugars; classification (monosaccharides, polysaccharides); stereoisomerism; enediol rearrangement; oxidation, chain elongation and degradation; glycosylation; synthesis of O- and N-glycosides; glycoside hydrolysis; synthesis and functional properties of oligosaccharides and cyclodextrins; starch (chemical structure, gelatinization, retrogradation); resistant and modified starches; other polysaccharides of nutritional interest (cellulose, dietary fiber, prebiotic carbohydrates); non-enzymatic browning (Maillard reaction), Amadori and Heyns products, deoxysones, reductones, Strecker degradation, caramelization, acrylamide.
Non-energy-yielding nutrients:
Water: chemical-physical characteristics, role and activity in foods, water intended for human consumption, mineral waters.
Essential minerals: presence in the body, biological functions, requirements, dietary sources of calcium, magnesium, potassium, sodium, sulfur, chlorine, iron, zinc, copper, chromium, manganese, cobalt, selenium, iodine, fluorine, molybdenum.
Vitamins: classification, chemical-physical properties, physiological functions, dietary sources, stability and loss of activity in foods, oxidative degradation.
Chemical and biochemical transformations during food storage and processing.
Food deterioration mechanisms: lipid oxidation, protein denaturation, Maillard reaction, carbohydrate degradation.
MINOR FOOD COMPONENTS AND FOOD ADDITIVES
Food additives: definition, classification, European and national regulations, labeling.
Food colorants: natural, natural-like and synthetic pigments; pigments in animal and plant tissues (heme-containing compounds, chlorophylls, carotenoids, anthocyanins, betalains, other polyphenols); color vision mechanism; synthesis of colorants; inclusion of colorants as additives.
Flavors: sensory characteristics (taste, odor); origin (plants, lactic and ethanol fermentation, milk, ruminant and non-ruminant meats); analytical methods for identification; molecular mechanisms of aroma perception.
Sweeteners: polyols, sorbitans, intensive and natural sweeteners (terpenic and peptidic origin).
Fat replacers: carbohydrate- and protein-based fat mimetics.
Antioxidants: definition, classification, mechanisms of action, examples of biologically active plant-derived substances.
Other additives: flavoring agents, coating agents, technological adjuvants.
Regulations and labeling of food additives at European and national levels.
NUTRACEUTICALS AND FUNCTIONAL FOODS
Definition and scope of nutraceuticals.
Chemical composition and bioactive properties of functional foods and nutraceutical supplements.
Relationship between chemical structure of active compounds and their nutraceutical and health functions.
Examples of nutraceutical active compounds: phytosterols, policosanols, phytoestrogens, polyphenols, carotenoids, etc.
Evaluation of bioavailability and bioactivity of natural extracts through in vitro and in vivo studies.
Guidelines and regulations on dietary supplements, novel foods, and fortified foods.
Definition, composition, regulation, and labeling of dietary supplements and nutraceutical supplements.
Foods for special medical purposes: definition, composition, regulation, labeling, examples, and guidelines distinguishing them from dietary supplements.
Foods for infants and young children.
Functional foods, novel foods, and fortified foods: definitions and examples.
Food systems: insights into milk and nerve foods.
FOOD SAFETY AND QUALITY CONTROL
Causes and mechanisms of food quality deterioration.
Analytical methods for quality control: chemical, microscopic, organoleptic analyses.
Food safety regulations and regulatory aspects at national and European levels.
Food labeling: principles and current legislation.