Insegnamenti e programmi

 

FA/0119 - CHIMICA ANALITICA E METODOLOGIE SPETTROSCOPICHE

Anno Accademico ​2018/2019

Docente
MAURA ​MONDUZZI (Tit.)
ANTONELLA ​ROSSI
Periodo
Primo Semestre​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale​
Lingua Insegnamento




Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[50/23] ​ ​SCIENZE DEGLI ALIMENTI E DELLA NUTRIZIONE [23/10 - Ord. 2017] ​ ​ALIMENTI872
Obiettivi

A – Conoscenza e capacità di comprensione
Gli studenti dovranno acquisire conoscenze sulle principali classi di macromolecole di interesse nutrizionale, sulla loro funzione e sulla relazione tra struttura e funzione. Dovranno acquisire conoscenze sui principi fondamentali delle più comuni tecniche elettrochimiche e spettroscopiche per l’analisi elementare, AAS, EAS ICP AES e ICP-MS, XPS, per la caratterizzazione molecolare UV-vis, IR, NMR, e sui metodi di analisi statistica multivariata più comuni per l’analisi dei dati strumentali, da utilizzare per lo studio e la caratterizzazione di matrici alimentari, a livello qualitativo e quantitativo – Dovranno acquisire solide conoscenze delle caratteristiche chimico-fisiche di nutrienti e non nutrienti presenti negli alimenti e sulle modificazioni indotte da cottura e processi tecnologici di produzione e conservazione – Dovranno acquisire la capacità di analizzare e valutare criticamente i risultati ottenuti in laboratorio mediante le diverse tecniche. – Queste conoscenze permetteranno allo studente di comprendere l’applicabilità e la validità di metodi analitici avanzati e spettroscopici nel settore agroalimentare, in relazione alla legislazione alimentare e sanitaria nazionale e comunitaria. Dovranno acquisire conoscenze sui metodi per la caratterizzazione di alimenti a livello macro-, micro- e –nano da utilizzare per un controllo specifico, in particolare ai fini commerciali, degli alimenti, degli ingredienti, degli additivi e degli integratori alimentari.
B - Capacità applicative
Gli studenti dovranno acquisire familiarità con i metodi scientifici di indagine e competenze applicative per lo studio delle caratteristiche chimiche e microbiologiche di matrici alimentari. Dovranno acquisire la capacità di far riferimento alla legislazione vigente per utilizzare, interpretare ed eseguire protocolli analitici; descrivendone con rigore matematico i risultati; - Possedere le informazioni necessarie per modificare le condizioni sperimentali al fine di migliorare i limiti di rivelabilità e di quantificazione.
C – Autonomia di giudizio
Gli studenti dovranno acquisire capacità per la valutazione ed interpretazione di dati teorici e sperimentali. Dovranno essere in grado di analizzare criticamente le tecniche elettro-analitiche e spettroscopiche identificandone pregi e limiti, anche riferendosi ai metodi di campionamento e di preparazione del campione, di giudicare in modo autonomo la validità di un dato analitico sulla base della tecnica utilizzata, la problematica affrontata e di applicare quando necessario un’ analisi statistica multivariata, se necessaria.

D – Abilità nella comunicazione
Gli studenti dovranno saper comunicare in modo chiaro e con linguaggio appropriato informazioni, idee e soluzioni ai problemi attraverso corrette forme scritte ed orali (possibilmente anche in inglese). Gli studenti dovranno acquisire capacità di lavorare in gruppo
E - Capacità di apprendere
Gli studenti dovranno acquisire conoscenze e saper utilizzare autonomamente ed in maniera appropriata le fonti di aggiornamento professionale (bibliografia, banche dati, regolamenti) e le normative vigenti italiane ed europee.

Prerequisiti

Nozioni di base di chimica generale, chimica organica, chimica analitica e biochimica

Contenuti

• Classificazione dei principali componenti alimentari: Acqua, Sali minerali, Lipidi, Glucidi, Proteine, Vitamine. Additivi e Conservanti. Contaminazione chimica degli alimenti. Principali trasformazioni chimiche e biologiche di lipidi e proteine.
• Sviluppo di un metodo analitico – fasi dell’analisi chimica e definizione del problema: presentazione di case studies.
• Campionamento; analisi in situ e analisi organolettiche; preparazione del campione, trattamento del campione, separazione di interferenti; metodi per il trattamento di alimenti: essiccamento, distillazione e liofilizzazione; riferimento ai metodi classici dell’analisi gravimetrica e volumetrica.
• Tecniche elettroanalitiche: potenziometria, conduttimetria, introduzione alle tecniche voltammetriche e alla polarografia. Lettura ed analisi di un lavoro scientifico pubblicato su rivista internazionale.
• Tecniche per l’analisi elementare delle matrici alimentari
• Introduzione alle tecniche di analisi di superficie: in particolare alla spettroscopia di fotoelettroni a raggi X (XPS), alla fluorescenza X (XRF) e alla spettrometria di massa di ioni secondari con rivelatore a tempo di volo (ToF-SIMS) con applicazioni alla chimica degli alimenti.
• Lo spettro elettromagnetico. La radiazione elettromagnetica e la sua interazione con la materia: atomi e molecole. Assorbimento ed emissione di radiazioni elettromagnetiche: principi base
• Spettroscopia UV-visibile. Cromofori. Legge Lambert-Beer. Assorbimento UV di proteine e amminoacidi. Esempi di applicazioni della spettroscopia UV-visibile per lo studio di matrici alimentari.
• Spettroscopia infrarossa (IR). Modi vibrazionali di molecole lineari e non lineari. Stretching e bending. Regole di selezione. Lo spettro IR: regione delle impronte digitali e regione delle frequenze di gruppo. Esempi di applicazioni della spettroscopia IR per lo studio di matrici alimentari
• Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR). Principi base della spettroscopia NMR. Frequenza di Larmor. Spostamento chimico. Struttura fine degli spettri NMR. Confronto tra spettri NMR di campioni in soluzione e allo stato solido. Alcune applicazioni della spettroscopia NMR per lo studio di sistemi alimentari.
• Esercitazioni pratiche in laboratorio per la caratterizzazione di matrici alimentari mediante metodi spettroscopici in relazione a modificazioni indotte da cottura e processi tecnologici di produzione e conservazione.

Metodi Didattici

Il metodo d’insegnamento prevede lezioni frontali in aula (3 CFU/24 h per il modulo di “Chimica Analitica”; 3 CFU/24 h per il modulo di “Metodologie Spettroscopiche”) che comprendono una presentazione orale condotta attraverso il commento di materiale illustrativo.
Ogni lezione è strutturata nel seguente modo:
• una introduzione, che include una chiara presentazione degli obiettivi, delle idee chiave e della loro relazione con gli obiettivi dell’intero Corso. Scopi fondamentali dell’introduzione sono quelli di consolidare l’attenzione, rinforzare la motivazione e fornire un quadro d’insieme di ciò che verrà successivamente sviluppato;
• uno sviluppo, che presenta dettagliatamente i contenuti in modo da far risaltare le connessioni fra le idee o i punti-chiave.
• una conclusione, o riassunto, che salda insieme il tutto. La conclusione è intesa a rinforzare l’apprendimento e a ricollegare i contenuti della lezione con gli obiettivi generali.

Per il modulo di “Metodologie Spettroscopiche” sono previste delle esercitazioni in laboratorio da svolgere in gruppo in cui verranno messe in pratica le nozioni introdotte nelle lezioni in aula.
Per il modulo di Chimica Analitica Strumentale sono previste esperienze dimostrative e visite ai laboratori accreditati di analisi di alimenti nell’ambito delle attività didattiche integrative.

Verifica dell'apprendimento

L'esame prevede due prove scritte ed una prova orale. La prima prova scritta consiste in un test a risposta multipla sui componenti alimentari e sui principi ed applicazioni delle tecniche spettroscopiche in ambito alimentare. La seconda prova scritta consiste nell’elaborazione dei dati ottenuti nelle esperienze di laboratorio. La prova orale verterà su un argomento di chimica analitica sul campionamento e sulle tecniche elettroanalitiche e spettroscopiche per l’analisi elementare; Per la valutazione finale saranno prese in considerazione anche le relazioni tecniche preparate individualmente da ciascun studente sulle attività di laboratorio svolte in gruppo.
Il voto relativo alla prova finale dell’esame tiene conto dei seguenti fattori:
* Qualità delle conoscenze, abilità, competenze possedute e/o manifestate: appropriatezza, correttezza e congruenza delle conoscenze, delle abilità e delle competenze
* Modalità espositiva: Capacità espressiva; Utilizzo appropriato del linguaggio specifico della disciplina; Capacità logiche e consequenzialità nel raccordo dei contenuti; Capacità di collegare differenti argomenti trovando i punti comuni e istituire un disegno generale coerente, ossia curando struttura, organizzazione e connessioni logiche del discorso espositivo; Capacità di sintesi anche mediante l’uso del simbolismo proprio della materia e l’espressione grafica di nozioni e concetti, sotto forma per esempio di formule, schemi, equazioni.
* Qualità relazionali: Disponibilità allo scambio e all’interazione con il docente durante il colloquio.
* Qualità personali: Spirito critico; Capacità di autovalutazione.
Il punteggio della prova d’esame è attribuito mediante un punteggio in trentesimi sulla base della seguente scala di valutazione dell’apprendimento.
a) Sufficiente (da 18 a 20/30)
Il candidato dimostra poche nozioni acquisite, livello superficiale, molte lacune, capacità espressive modeste, ma comunque sufficienti a sostenere un dialogo coerente; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di livello elementare; scarsa capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piuttosto stentata; scarsa interazione con il docente durate il colloquio.
b) Discreto (da 21 a 23)
Il candidato dimostra discreta acquisizione di nozioni, ma alcune lacune; capacità espressive più che sufficienti a sostenere un dialogo coerente; accettabile padronanza del linguaggio scientifico; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di moderata complessità; più che sufficiente capacità di sintesi e capacità di espressione grafica accettabile.
c) Buono (da 24 a 26)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni piuttosto ampio, con piccole lacune; soddisfacenti capacità espressive e significativa padronanza del linguaggio scientifico; capacità dialogica e spirito critico ben rilevabili; buona capacità di sintesi e capacità di espressione grafica più che accettabile.
d) Ottimo (da 27 a 29)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso, con poche lacune marginali; notevoli capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; notevole capacità dialogica, buona competenza e rilevante attitudine alla sintesi logica; elevate capacità di sintesi e di espressione grafica.
e) Eccellente (30)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso e approfondito; elevate capacità espressive e padronanza del linguaggio scientifico; ottima capacità dialogica, spiccata attitudine a compiere collegamenti tra argomenti diversi; ottima capacità di sintesi e grande dimestichezza con l’espressione grafica.
Il 30 e lode si attribuisce a candidati nettamente sopra la media, e i cui eventuali limiti nozionistici, espressivi, concettuali, logici risultino nel complesso del tutto irrilevanti.

Testi

* Chimica degli alimenti, Conservazione e Trasformazioni di P.Cappelli e V. Vannucchi - Zanichelli
* Metodi fisici in chimica organica. Principi e applicazioni di tecniche spettroscopiche di Pedulli G. Franco - Piccin-Nuova Libraria –
* Tecniche spettroscopiche e identificazione di composti organici di Cinzia Chiappe Felicia D'Andrea; Editore:ETS
* Analisi Chimica Strumentale di R. Cozzi, P. Proti, T. Ruaro, Zanichelli, Collocazione nella Biblioteca: DID 543.07 COZ
* Chimica Analitica di Holler, Skoog, Crouch, EdiSES Collocazione nella Biblioteca: DID 543.07 SKO
* Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry di J.N. Miller and J.C. Miller, Pearson Education Ltd

Altre Informazioni

• il materiale didattico del modulo di Metodologie Spettroscopiche è condiviso con gli studenti in una dropbox dedicata al corso.
• il materiale didattico del modulo di Chimica Analitica Strumentale è condiviso con gli studenti in una dropbox dedicata al corso.
• i docenti sono disponibili ad incontri di approfondimento o di chiarimento sugli argomenti trattati e per chiarire modalità e interpretazione dei dati sperimentali durante la stesura delle relazioni di laboratorio. Si riceve ogni giorno su appuntamento (mediante richieste via e-mail).

credits unica.it | accessibilità Università degli Studi di Cagliari
C.F.: 80019600925 - P.I.: 00443370929
note legali | privacy

Nascondi la toolbar