Biochimica e analisi biochimica degli alimenti
A.A. 2023/2024
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire sia le nozioni fondamentali sulla struttura, le proprietà e le funzioni delle principali macromolecole biologiche, che le conoscenze di base sulle principali vie metaboliche negli organismi. Inoltre ha lo scopo di fornire i fondamenti metodologici degli approcci biochimici utilizzabili per la caratterizzazione e l'analisi del materiale alimentare: metodi enzimatici, metodi immunochimici, tecniche separative e tecniche di biologia molecolare.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente sarà in grado di comprendere il funzionamento dei principali processi biologici e le trasformazioni biochimiche che subiscono i principali nutrienti nel metabolismo, anche in funzione dello stato di nutrizione. Avrà le conoscenze necessarie per comprendere criticamente l'applicazione di sistemi biologici in vitro e/o in processi biotecnologici. Lo studente sarà in grado di valutare criticamente, sia in termini quantitativi che qualitativi, i risultati ottenibili dalle principali metodologie biochimiche atte alla caratterizzazione del materiale alimentare.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Biochimica
Amminoacidi: caratteristiche generali. Proprietà e reattività delle catene laterali. Proteine: Struttura primaria e modificazioni post-traduzionali. Il legame peptidico. Struttura secondaria: alfa elica e beta foglietto. Struttura terziaria. Struttura quaternaria e suo significato. L'esempio del collageno. Struttura quaternaria e proprietà allosteriche: mioglobina e emoglobina. Enzimi: generalità; decorso delle reazioni enzimatiche. Michaelis-Menten. Modalità di controllo dell'attività enzimatica: gli inibitori competitivi e non competitivi delle reazioni non cooperative. Gli enzimi allosterici. Regolazione covalente dell'attività enzimatica.
Introduzione al metabolismo: natura e ruolo dei cofattori. L'ATP, NAD e FAD. La glicolisi. La fermentazione lattica e alcolica. Utilizzo di zuccheri diversi dal glucosio. La gluconeogenesi. Regolazione glicolisi e gluconeogenesi. Ruolo del fruttosio 2,6-bisfosfato. La regolazione ormonale. Sintesi e degradazione del glicogeno. Via dei pentoso fosfati. Ossidazione del piruvato ad Ac-CoA. Ciclo di Krebs. La catena di trasporto degli elettroni. La fosforilazione ossidativa. Bilancio dell'ossidazione completa del glucosio. Catabolismo degli acidi grassi: la beta-ossidazione. Catabolismo degli acidi grassi insaturi. Biosintesi lipidi. Biosintesi del colesterolo. Le lipoproteine plasmatiche. Metabolismo degli aminoacidi: digestione delle proteine e reazioni di transaminazione. L'escrezione azotata: il ciclo dell'urea. Principi del catabolismo e dell'anabolismo dello scheletro carbonioso degli amminoacidi.
Analisi biochimica degli Alimenti
Principi si spettrofotometria UV-vis. Metodi enzimatici: richiami di enzimologia. Saggi enzimatici: quantificazione di attività enzimatiche e loro rilevanza per la qualità dei prodotti alimentari. Studio dell'inattivazione termica di enzimi. Applicazione degli enzimi per il dosaggio specifico di analiti in prodotti alimentari. Metodi immunochimici: generalità sugli anticorpi. Principi ed applicazioni dei metodi immunoenzimatici semiquantitativi (Dot Blot). Principi ed applicazioni dei metodi immunoenzimatici quantitativi (ELISA). Lateral flow-test. Applicazioni di tecniche di biologia molecolare alle tematiche della sicurezza alimentare. Principi della PCR classica. Real-time PCR e applicazioni alla caratterizzazione del materiale alimentare. Metodi elettroforetici: generalità sulle tecniche elettroforetiche. PAGE, SDS-PAGE, IEF, 2D-PAGE. Metodi cromatografici: generalità sulle tecniche cromatografiche. Gel-filtrazione. Cromatografia a scambio ionico. Cromatografia a idrofobicità superficiale. Cromatografia a fase inversa. Cromatografia di affinità.
Amminoacidi: caratteristiche generali. Proprietà e reattività delle catene laterali. Proteine: Struttura primaria e modificazioni post-traduzionali. Il legame peptidico. Struttura secondaria: alfa elica e beta foglietto. Struttura terziaria. Struttura quaternaria e suo significato. L'esempio del collageno. Struttura quaternaria e proprietà allosteriche: mioglobina e emoglobina. Enzimi: generalità; decorso delle reazioni enzimatiche. Michaelis-Menten. Modalità di controllo dell'attività enzimatica: gli inibitori competitivi e non competitivi delle reazioni non cooperative. Gli enzimi allosterici. Regolazione covalente dell'attività enzimatica.
Introduzione al metabolismo: natura e ruolo dei cofattori. L'ATP, NAD e FAD. La glicolisi. La fermentazione lattica e alcolica. Utilizzo di zuccheri diversi dal glucosio. La gluconeogenesi. Regolazione glicolisi e gluconeogenesi. Ruolo del fruttosio 2,6-bisfosfato. La regolazione ormonale. Sintesi e degradazione del glicogeno. Via dei pentoso fosfati. Ossidazione del piruvato ad Ac-CoA. Ciclo di Krebs. La catena di trasporto degli elettroni. La fosforilazione ossidativa. Bilancio dell'ossidazione completa del glucosio. Catabolismo degli acidi grassi: la beta-ossidazione. Catabolismo degli acidi grassi insaturi. Biosintesi lipidi. Biosintesi del colesterolo. Le lipoproteine plasmatiche. Metabolismo degli aminoacidi: digestione delle proteine e reazioni di transaminazione. L'escrezione azotata: il ciclo dell'urea. Principi del catabolismo e dell'anabolismo dello scheletro carbonioso degli amminoacidi.
Analisi biochimica degli Alimenti
Principi si spettrofotometria UV-vis. Metodi enzimatici: richiami di enzimologia. Saggi enzimatici: quantificazione di attività enzimatiche e loro rilevanza per la qualità dei prodotti alimentari. Studio dell'inattivazione termica di enzimi. Applicazione degli enzimi per il dosaggio specifico di analiti in prodotti alimentari. Metodi immunochimici: generalità sugli anticorpi. Principi ed applicazioni dei metodi immunoenzimatici semiquantitativi (Dot Blot). Principi ed applicazioni dei metodi immunoenzimatici quantitativi (ELISA). Lateral flow-test. Applicazioni di tecniche di biologia molecolare alle tematiche della sicurezza alimentare. Principi della PCR classica. Real-time PCR e applicazioni alla caratterizzazione del materiale alimentare. Metodi elettroforetici: generalità sulle tecniche elettroforetiche. PAGE, SDS-PAGE, IEF, 2D-PAGE. Metodi cromatografici: generalità sulle tecniche cromatografiche. Gel-filtrazione. Cromatografia a scambio ionico. Cromatografia a idrofobicità superficiale. Cromatografia a fase inversa. Cromatografia di affinità.
Prerequisiti
Principi di biologia cellulare. Caratteristiche e reattività chimica dei principali gruppi funzionali (-OH, -COOH, -SH, -NH2). Matematica di base per un approccio quantitativo alla biochimica.
Metodi didattici
Lezioni frontali e attività pratiche di laboratorio
Materiale di riferimento
Biochimica
INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA DI LEHNINGER (Nelson/Cox, Zanichelli). BIOCHIMICA (Campbell/Farrel, EdiSES)
Analisi Biochimica degli Alimenti
Le diapositive presentate a lezione vengono distribuite in copia agli studenti tramite il sito ARIEL dell'insegnamento.
INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA DI LEHNINGER (Nelson/Cox, Zanichelli). BIOCHIMICA (Campbell/Farrel, EdiSES)
Analisi Biochimica degli Alimenti
Le diapositive presentate a lezione vengono distribuite in copia agli studenti tramite il sito ARIEL dell'insegnamento.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La verifica dell'effettivo apprendimento dell'insegnamento di Biochimica e Analisi Biochimica degli Alimenti avviene attraverso un esame finale scritto, nel quale vengono proposte domande a risposta aperta. Sarà valutato il raggiungimento degli obiettivi stabiliti dal corso tenendo conto dalla capacità del candidato di inquadrare con precisione gli argomenti, di averne una visione organica complessiva e di avere acquisito le proprietà di linguaggio specifico. Le date degli appelli, ed il termine di iscrizione per sostenere l'esame, sono comunicate attraverso l'applicativo di Ateneo (UNIMIA). Il voto è in trentesimi. I risultati dell'esame scritto vengono comunicati ad ogni singolo studente mediante e-mail generata automaticamente dal sistema di verbalizzazione di ateneo.
Gli studenti con DSA e con disabilità sono pregati di contattare via mail il Docente almeno 10 giorni prima della data di esame prevista per concordare le eventuali misure individualizzate.
Nella mail indirizzata al docente è necessario mettere in CC i rispettivi Servizi di Ateneo: [email protected] (per studenti con DSA) e [email protected] (per studenti con disabilità)
Gli studenti con DSA e con disabilità sono pregati di contattare via mail il Docente almeno 10 giorni prima della data di esame prevista per concordare le eventuali misure individualizzate.
Nella mail indirizzata al docente è necessario mettere in CC i rispettivi Servizi di Ateneo: [email protected] (per studenti con DSA) e [email protected] (per studenti con disabilità)
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