Biochemia żywności

Cykl wykładów i ćwiczeń zawiera wiadomości na temat zmian biochemicznych i metabolicznych zachodzących w surowcach wykorzystywanych w przemyśle spożywczym oraz reakcji biochemicznych przebiegających w czasie przetwarzania żywności, które decydują o własnościach sensorycznych, żywieniowych i funkcjonalnych produktów spożywczych. Kurs obejmuje zagadnienia związane z budową i przemianami biochemicznymi w tkance mięsnej, w dojrzewających owocach i warzywach oraz kiełkujących ziarnach zbóż. Przedstawione są również przemiany chemiczne i biochemiczne zachodzące podczas przetwarzania żywności, w tym głównie podczas produkcji serów i jogurtu oraz mechanizm ciemnienia enzymatycznego żywności powodowanego przez oksydazy polifenolowe.

WYKŁADY

Budowa i biochemia tkanki mięśniowej: budowa włókna mięśniowego; mechanizm skurczu mięśnia; przemiany energetyczne białych i czerwonych włókien mięśniowych; metabolizm kreatyny; cykl Cori.

Pośmiertny metabolizm tkanki mięśniowej: glikoliza pośmiertna i czynniki ją modulujące; pośmiertny metabolizm ATP; przemiany białek mięśniowych podczas dojrzewania mięsa; budowa oraz przemiany mioglobiny zachodzące w mięsie.

Przemiany biochemiczne w surowych owocach i warzywach: intensywność oddychania; oddychanie klimakteryczne i jego regulacja; biosynteza etylenu i jego rola w procesie dojrzewania owoców i warzyw.

Zmiany barwy zachodzące podczas dojrzewania owoców i warzyw: biosynteza i degradacja chlorofili, karotenoidów oraz antocyjanów. Przemiany tekstury i smakowitości podczas dojrzewania owoców i warzyw: degradacja ściany komórkowej w owocach; biosynteza i depozycja ligniny w ścianie komórkowej warzyw; prekursory związków zapachowych i ich biosynteza; synteza związków smaku.

Przemiany biochemiczne w ziarnach zbóż: biosynteza skrobi i ciał białkowych deponowanych w bielmie; przemiany biochemiczne podczas kiełkowania ziarniaka- mobilizacja materiałów zapasowych; wpływ endogennej aktywności amylazy na jakość mąki.

Charakterystyka biochemiczna mleka surowego: białka, enzymy, tłuszcze, laktoza.

Biochemia serowarstwa i fermentowanych napojów mlecznych: enzymatyczne i nieenzymatyczne procesy tworzenia skrzepu; przemiany cukru, tłuszczów oraz białek podczas dojrzewania serów; rola i metabolizm kultur starterowych w produkcji jogurtu.

Proces ciemnienia enzymatycznego: charakterystyka oksydazy polifenolowej roślin; charakterystyka substratów oksydazy polifenolowej- związków fenolowych powszechnie występujących w żywności; metody kontroli ciemnienia enzymatycznego; rola oksydazy polifenolowej w procesie produkcji czarnej herbaty oraz w procesie fermentacji ziaren kakaowca.

ĆWICZENIA

Substancje barwne tkanki mięsnej. Charakterystyka barwników mięsa. Oznaczanie ogólnej zawartości barwników hemowych oraz poszczególnych form mioglobiny w mięsie. Badanie wpływu ogrzewania mięsa na przemiany barwników hemowych.

Peroksydacja lipidów. Chemizm procesu. Sposoby zapobiegania peroksydacji lipidów w produktach spożywczych. Omówienie metod oznaczania produktów utleniania tłuszczów w żywności. Badanie wpływu: jonów miedzi, kwasu askorbinowego, BHA i EDTA na szybkość przebiegu peroksydacji kwasu linolowego. Oznaczanie produktów utleniania lipidów w mięsie surowym i gotowanym.

Stabilność kwasu askorbinowego. Budowa i funkcje fizjologiczne kwasu askorbinowego. Rola kwasu askorbinowego jako dodatku do żywności. Badanie stabilności kwasu askorbinowego w wodnym roztworze w zależności od pH, temperatury i obecności jonów miedzi. Wpływ gotowania na zawartość kwasu askorbinowego w kapuście.

Aktywność enzymów w kiełkujących ziarniakach zbóż. Oznaczenie aktywności amylazy, kwaśnej fosfatazy oraz ogólnej aktywności proteolitycznej w ziarniakach pszenicy i żyta.

Starzenie tkanek roślinnych. Ciemnienie enzymatyczne. Badanie wpływu mechanicznego zranienia na aktywność oksydazy o-difenolowej oraz peroksydazy nieswoistej w korzeniach marchwi. Oznaczanie zawartości fenoli rozpuszczalnych.

Literatura podstawowa:

1. Eskin N. A. Shahidi F. Biochemistry of Foods. Third Edition. Academic Press, 2008.

2. Hui Y.H. (red.). Food Biochemistry & Food Processing. Blackwell Publishing, 2006.

Literatura uzupełniająca:

1. Instrukcje do ćwiczeń - wysyłane uczestnikom przez USOSmail.

2. Sikorski Z. E. Chemia żywności. WNT. Warszawa, 2013.

WIEDZA - zna i rozumie:

-przemiany biochemiczne zachodzące w żywności pochodzenia zwierzęcego i roślinnego.; w jaki sposób/w jakim stopniu endogenne aktywności biologiczne tkanek zwierzęcych i roślinnych wpływają na zmiany właściwości odżywczych i organoleptycznych żywności.

UMIEJĘTNOŚCI - potrafi:

-pracować w laboratorium biochemicznym (samodzielnie obsługiwać podstawowy sprzęt laboratoryjny, prawidłowo przygotować próbki do analiz);

stosować techniki analityczne do ilościowego badania składników żywności i oceny jej jakości; analizować wpływ czynników na przemiany chemiczne oraz enzymatyczne zachodzące w żywności i wpływające na jej jakość.

KOMPETENCJE SPOŁECZNE - jest gotów do:

-ciągłego dokształcania się i podnoszenia kwalifikacji zawodowych oraz rozwoju osobistego; wykazania odpowiedzialności za pracę własną i innych w zakresie bezpieczeństwa; efektywnej pracy indywidulanej oraz pracy w zespole; planowania i organizowania pracy.

Zaliczenie ćwiczeń na podstawie:

- oceny umiejętności pracy w laboratorium na zaliczenie;

-indywidualnego sprawozdania z prac laboratoryjnych - udział w ocenie końcowej przedmiotu - 10%;

- kolokwium z zakresu ćwiczeń (pytania otwarte, obliczeniowe, rozwiązanie problemu). Ocena pozytywna dla min. 51% punktów.

Udział w ocenie końcowej przedmiotu - 30%.

Zaliczenie wykładów w formie pisemnej (pytania testowe i otwarte); na ocenę pozytywną należy udzielić co najmniej 51% prawidłowych odpowiedzi na zadane pytania.

Udział w ocenie końcowej z przedmiotu - 60%.