Programma

Il corso è organizzato in una parte iniziale durante la quale vengono illustrate le problematiche relative alla tracciabilità e rintracciabilità in termini generali, e le tecniche biochimiche e molecolari propedeutiche alla comprensione degli argomenti specifici che saranno affrontati nella seconda parte (che sono anche argomento delle esercitazioni di laboratorio).

Nello specifico il programma prevede nella prima parte:
a) OBIETTIVI FORMATIVI
L'obiettivo formativo è di far conoscere agli studenti le principali metodiche biochimiche e molecolari utilizzate nella tracciabilità degli alimenti, di effettuare un campionamento corretto, di leggere criticamente un lavoro scientifico metodologico sull'argomento. Dato che la specializzazione dei docenti del corso è sul frumento e sulla trasformazione genetica, un ulteriore obiettivo è quello di far conoscere agli studenti le principali problematiche relative alla qualità tecnologica e nutrizionale del frumento, e i metodi per testarle, nonché le problematiche legate all'uso degli OGM.

b) RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
1. Conoscenza teorica e pratica delle principali tecniche biochimiche e molecolari applicate per risolvere problemi di tracciabilità dei prodotti di origine vegetale, con particolare enfasi di quelli a base di frumento
2. Sviluppo della capacità critica nella lettura di lavori scientifici
3. Capacità di presentazione di dati scientifici sia a un pubblico specialistico che generico

c) PROGRAMMA
• Cenni sulla normativa riguardante la tracciabilità e la rintracciabilità nelle filiere, certificazione e etichettatura, marchi individuali e collettivi, marchi di qualità (circa 4 ore di lezione)
• Definizione di frodi alimentari (2 ore di lezione)
• Metodi di campionamento (2 ore di lezione)
• Tecniche di proteomica, PCR standard e quantitativa (RT-PCR), cromatografia, saggio ELISA, marcatori molecolari, incluso il DNA barcoding (circa 10 ore di lezione)

Nella seconda parte vengono invece illustrate le problematiche relative ad alcuni prodotti di origine vegetale. Argomenti stabili sono i prodotti a base di frumento e le piante geneticamente modificate. Secondo il tempo necessario a svolgere esaurientemente queste due tematiche principali, vengono trattate altre tematiche, sulla base delle preferenze espresse dagli studenti, quali ad esempio, la rintracciabilità dell’olio e del vino.
Per ciò che riguarda i prodotti a base di frumento, vengono illustrati principalmente il pane e la pasta, con le relative definizioni di legge e i processi che portano alla loro realizzazione. Vengono inoltre descritti diversi pani tipici e i relativi disciplinari, e riportati casi di studio nei quali sono state utilizzate tecniche biochimico-molecolari per la loro tracciabilità.
Una parte del corso è dedicata alle reazioni avverse al frumento (in particolare allergie propriamente dette, celiachia e sensibilità al frumento di tipo non celiaco).
Riguardo alle piante geneticamente modificate, viene sviluppato il problema dell’equivalenza sostanziale, della legislazione in merito, e vengono illustrati i principali metodi di tracciabilità e valutazione dei rischi, trattando casi di studio specifici.
I casi di studio vengono presentati dal docente in modo da stimolare le capacità critiche degli studenti: viene data particolare importanza all’obiettivo che si deve raggiungere, alla procedura da seguire per raggiungere l’obiettivo proposto, alla discussione critica dei risultati.

Le esercitazioni di laboratorio previste sono:
• SDS-PAGE di paste alimentari per controllare la composizione varietale dichiarata in etichetta, attraverso il confronto tra i profili elettroforetici ottenuti estraendo le proteine dalle paste alimentari stesse, con quelli delle varietà di frumento dichiarate
• Test di sedimentazione SDS per la predizione delle proprietà tecnologiche degli impasti a base di frumento duro e tenero. Vengono normalmente messi a confronto due frumenti duri e due frumenti teneri con proprietà tecnologiche opposte in modo da evidenziare le differenze
• SE-HPLC per la predizione delle proprietà tecnologiche degli impasti a base di frumento duro e tenero. Anche in questo caso vengono normalmente messi a confronto due frumenti duri e due frumenti teneri con proprietà tecnologiche opposte in modo da evidenziare le differenze
• Test ELISA su paste alimentari per celiaci per controllare l’effettiva assenza di glutine utilizzando anticorpi policlonali contro proteine del glutine
• Western Blotting su paste alimentari per celiaci per controllare l’effettiva assenza di glutine utilizzando anticorpi policlonali contro proteine del glutine

Se il numero di studenti è superiore a 25, le esercitazioni vengono svolte in turni. Alcune esercitazioni (nello specifico la SE-HPLC e il saggio ELISA) vengono svolte in gruppi di 6-7 studenti nel laboratorio di afferimento del docente

Normalmente vengono effettuate due visite di studio: una presso un impianto molitorio e i relativi laboratori di analisi e una presso un’azienda biologica che produce sfarinati e paste alimentari artigianali. Viene infine proposta una visita ai campi sperimentali

Testi consigliati

Rao R. e Leone A., Biotecnologie e Genomica delle Piante, Idelson-Gnocchi Ed
Gigliotti e Verga. Biotecnologie Alimentari, Piccin
Materiale fornito dal docente
Agli studenti non frequentanti vengono fornite le diapositive proiettate al corso più altri materiali eventualmente utilizzati

Propedeuticità

Nessuna

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 48

Descrizione dei metodi di accertamento

Viene normalmente richiesta la presentazione PowerPoint relativa a un argomento a scelta dello studente, ma concordato col docente, seguita da due domande generali sul programma. Viene scelto un prodotto di origine vegetale (non necessariamente tra quelli trattati a lezione) in base al quale il docente assegna 3 lavori specifici (di cui almeno uno è una review) sui quali lo studente si basa per elaborare la propria tesina.
Viene attribuito un punteggio in trentesimi alla presentazione e a ciascuna delle risposte alle due domande generali, tenendo conto del livello di conoscenza dei contenuti, della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari, della capacità di senso critico e della chiarezza espositiva. Il voto finale corrisponde alla media finale.

Luogo lezioni

Ex Facoltà di Agraria
via San Camillo de Lellis snc
Viterbo

Comunicazioni

Non c'è un orario di ricevimento ufficiale, ma sono a disposizione degli studenti sia prima che dopo le lezioni, che su appuntamento preso per mail o per telefono

Programma

Evoluzione dell’agricoltura dalle origini ai giorni nostri. Impatto delle biotecnologie in agricoltura.
Aspetti del miglioramento genetico classico ed innovativo (Marker assisted selection e transgenici).
Qualità e sue definizioni. Fattori che influenzano le caratteristiche qualitative delle principali colture agrarie. Alimenti funzionali.
Proteine del seme e loro caratteristiche. Classificazione delle proteine del seme nei principali cereali e leguminose. Composizioni amminoacidiche delle proteine dei semi e loro valore biologico.
Amido. Composizione e biosintesi. Amilosio e amilopectina e loro caratteristiche chimiche e strutturali. Granuli di amido e loro struttura nei principali cereali. Manipolazioni genetiche della composizione dell’amido, cereali a basso (waxy) ed alto contenuto in amilosio. Amido resistente e sue caratteristiche salutistiche
Cereali. Caratteristiche nutrizionali e funzionali, importanza per l’alimentazione umana.
Frumento. Origine dei frumenti coltivati, aneuploidi e loro impiego nella localizzazione cromosomica di geni, proteine della cariosside dei frumenti, glutine, costituenti del glutine e loro importanza nella determinazione delle caratteristiche qualitative dei frumenti duri e teneri. Gliadine glutenine, loro caratteristiche strutturali e molecolari e localizzazione cromosomica, variabilità varietale e influenza nei processi di panificazione e pastificazione. Qualità molitoria, proprietà reologiche degli impasti: alveografo, farinografo, micro-mixografo, falling number, test di sedimentazione. Durezza della cariosside, frumenti hard e soft, puroindoline. Miglioramento genetico per caratteristiche qualitative dei frumenti duri e teneri: impiego della variabilità genetica per glutenine ad alto peso molecolare e contenuto proteico presente nei progenitori selvatici e nei frumenti coltivati, approcci transgenici. Proteine del glutine e celiachia, RNAi nel silenziamento delle gliadine.
Orzo. Origine e diffusione, orzo distico, esastico e composizione della cariosside, proteine, amido e beta-glucani. Principali impieghi dell’orzo. Qualità della granella. Mutanti per proteine di riserva e contenuto in amilosio (waxy e high amylose). Orzo da malto e sue caratteristiche qualitative. Hordeum bulbosum e suo impiego nel miglioramento genetico dell’orzo. Miglioramento del contenuto in beta-glucani.
Riso. Origine e domesticazione. Caratteristiche qualitative del riso, variabilità del contenuto in amilosio e ruolo nelle caratteristiche del prodotto finito. Riso aromatico e base genetica della caratteristica. Miglioramento nutrizionale del riso.
Mais. Progenitori selvatici e domesticazione del mais. Composizione della cariosside. Proteine del seme e loro caratteristiche nutrizionali. Mutanti per elevato contenuto in amminoacidi essenziali. Impiego della mutazione Opaco-2 per il miglioramento qualitativo della composizione proteica. Approcci transgenici per incrementare il contenuto in lisina della cariosside.
Biofortificazione. Carenze di micronutrienti e loro effetti sulla salute umana. Approcci per la biofortificazione delle colture agrarie: biofortificazione agronomica, miglioramento genetico classico, trans genesi. Biofortificazione del frumento per incrementare contenuto in ferro e zinco nella cariosside. Biofortificazione del riso per aumentare quantità di micronutrienti e acido folico nella cariosside. Golden rice.
Lipidi. Caratteristiche chimiche e funzionali. Acidi grassi. Composizione in acidi grassi delle più importanti oleaginose. Biosintesi degli acidi grassi. Acidi grassi essenziali. Ingegneria metabolica e suo impiego per la modificazione del contenuto in acidi grassi essenziali nelle piante. Colza, composizione del seme e sue modificazioni.
Le esercitazioni di laboratorio prevedono:
•Analisi elettroforetiche per proteine di riserva in frumenti duri e teneriSDS-PAGE di paste alimentari per controllare la composizione varietale dichiarata in etichetta, attraverso il confronto tra i profili elettroforetici ottenuti estraendo le proteine dalle paste alimentari stesse, che dalle varietà di frumento dichiarate
•Test di sedimentazione SDS per la predizione delle proprietà tecnologiche degli impasti a base di frumento duro e tenero. Vengono normalmente messi a confronto due frumenti duri e due frumenti teneri con proprietà tecnologiche opposte in modo da evidenziare le differenze
• Analisi cromatografiche SE-HPLC per la predizione delle proprietà tecnologiche degli impasti a base di frumento duro e tenero.
•Test ELISA su paste alimentari per celiaci per controllare l’effettiva assenza di glutine utilizzando anticorpi policlonali contro proteine del glutine
•Western Blotting su paste alimentari per celiaci per controllare l’effettiva assenza di glutine utilizzando anticorpi policlonali contro proteine del glutine

Se il numero di studenti è superiore a 25, le esercitazioni vengono svolte in turni. Alcune esercitazioni (nello specifico la SE-HPLC e il saggio ELISA) vengono svolte in gruppi di 4-5 studenti nel laboratorio di afferimento del docente

Visite presso aziende molitorie e laboratori per la determinazione delle caratteristiche reologiche degli impasti ottenuti da frumenti duri e teneri.

Testi consigliati

H.J. Newbury, Plant Molecular Breeding. Blackwell publishing, CRC Press, 2003.
Appunti dalle lezioni.
Presentazioni Power point dal docente

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 48

Descrizione dei metodi di accertamento

Il giudizio e il voto finale terrà conto delle conoscenza e dei concetti acquisiti, della capacità di analisi dei problemi, di collegare conoscenze interdisciplinari, di formulare ipotesi e giudizi, della padronanza e chiarezza di espressione ed esposizione.
Al candidato saranno poste tre domande che spaziano su tutto il programma, ognuna delle quali sarà valutata con un punteggio da 0 a 10. Il voto finale corrisponde alla somma delle tre singole votazioni.
In situazioni critiche, come ad esempio un’elevata numerosità nella prenotazione dei candidati, o peculiarità di uno o più candidati, l'esame potrà essere svolto in forma scritta con cinque domande a risposta aperta, valutate come per l'orale. Ai candidati sarà concessa un'ora e mezzo di tempo per rispondere. Inoltre, su richiesta dei singoli studenti, è possibile comunque sostenere l'esame in forma scritta o orale, a prescindere da quanto riportato nell'appello ufficiale.
A richiesta può essere accolta la presentazione PowerPoint relativa a un argomento a scelta dello studente, ma concordato col docente, seguita da due domande sul programma. Viene attribuito un punteggio da 0 a 10 alla presentazione e a ciascuna delle risposte alle due domande tenendo conto del livello di conoscenza dei contenuti, della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari, della capacità di senso critico e della chiarezza espositiva. Il voto finale corrisponde alla somma dei singoli voti.

Luogo lezioni

Ex Facoltà di Agraria
via San Camillo de Lellis snc
Viterbo

Comunicazioni

Dal Lunedì al Venerdì 9.00-13.00

Link a materiale didattico

non presente