Course Syllabus
Obiettivi
Questo modulo di insegnamento intende fornire le conoscenze di base sia teoriche che pratiche delle principali tecniche utilizzate per ottenere sostanze biologicamente attive da varie fonti sia vegetali che alimentari (foglie, frutti, semi ecc.) raccolte in campo durante i moduli precedenti. Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze sulle principali tecniche di estrazione green (convenzionali e non) e isolamento, al fine di ottenere fitoestratti biologicamente attivi di interesse nutraceutico alimentare. Lo studente sarà in grado valutare l’impatto ambientale del processo sviluppato e di scegliere la strategia più opportuna in relazione alle classi di molecole presenti nella matrice al fine di evitare fenomeni di degradazione ed aumentare la resa del processo.
Contenuti sintetici
Questo modulo di laboratorio è incentrato sulla estrazione e purificazione della componente bioattiva da matrici vegetali campionate in differenti ecosistemi, al fine sviluppare protocolli analitici per ottenere fitocomplessi con potenziali applicazioni in ambito nutraceutico alimentare.
Programma esteso
Questa seconda parte del corso Laborotorio One Health “Molecole Bioattive Naturali” porterà lo studente a capire quali risorse si possono trovare nella biodiversità sia in termini di metaboliti bioattivi capaci di promuovere il benessere e prevenire le malattie sia in termini di effetti diretti di mitigazione (la biodiversità per ridurre inquinamento, temperature, per il benessere psicofisico). Si analizzeranno tuttavia anche fattori di rischio come sostanze anti-nutrienti, inquinanti chimici naturali e di processo, che possono influenzare negativamente la salute dell’uomo.
Dal punto di vista tecnico il laboratorio fornirà agli studenti le conoscenze teoriche e pratiche per:
- Applicare le principali tecniche di estrazione declinate in ottica green (macerazione, decozione, sonicazione, estrazione con liquidi pressurizzati, estrazione con fluidi supercritici)
- Sviluppare le strategie analitiche per pre-concetrazione, purificazione e isolamento (evaporazione, liofilizzazione estrazione in fase solida SPE) dei composti di bioattivi di origine naturale.
- La determinazione quali quantitativa dei principali composti presenti negli estratti mediante tecniche analitiche
- La valutazione di alcune proprietà salutistiche come l’attività radical scavenger (antiossidante mediante saggi spettrofotometrici (DPPH; ABTS)
Prerequisiti
Conoscenze di chimica generale ed organica utili sia per la piena comprensione delle lezioni teoriche in aula, ma anche per potere svolgere in sicurezza le attività di laboratorio pratiche
Modalità didattica
Circa il 70% delle lezioni sono svolte in presenza in modalità interiettiva ed il 30% in modalità erogativa
- 2 Attività di laboratorio/esercitazione da 5 ore svolta in modalità interattiva in presenza
- 2 lezioni da 2,5 ore svolte in modalità erogativa in presenza
Materiale didattico
Le slides delle lezioni ed eventuale materiale didattico di approfondimento saranno resi disponibili mediante piattaforma e-learning.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
La modalità di verifica consisterà in un esame orale integrato con gli altri 2 moduli che si terrà alla fine del corso e non saranno effettuate prove. Durante l'esame, lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito le conoscenze fondamentali del corso e di essere in grado di applicarle in contesti pratici e teorici. La valutazione degli studenti sarà finalizzata ad accertare le competenze acquisite durante il corso in base a cinque obiettivi chiave:
- Conoscenza e capacità di comprensione: Lo studente sarà interrogato su concetti chiave e nozioni fondamentali sulle estrazioni e caratterizzazione chimica di molecole e fitocomplessi di origine naturale, con particolare attenzione alle bioattività delle differenti classi di composti
- Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Verranno poste domande che richiedono di collegare le nozioni teoriche a casi reali, dimostrando la capacità di integrazione delle nozioni di tipo chimico con le loro applicazioni nel nutraceutico alimentare.
- Autonomia di giudizio: Gli studenti dovranno discutere criticamente gli argomenti affrontati durante il corso, esprimendo le proprie opinioni e giustificandole con ragionamenti logici e scientificamente fondati.
- Abilità comunicative: La valutazione sarà incentrata sulla capacità espositiva dello studente, sull'uso di un linguaggio tecnico adeguato e sulla chiarezza nella presentazione delle risposte.
- Capacità di apprendimento: Saranno poste domande che esplorano l'approfondimento di argomenti oltre il materiale didattico fornito, valutando l'iniziativa dello studente nell'espandere le proprie conoscenze.
Orario di ricevimento
Su appuntamento scrivendo al docente alla mail luca.campone@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
The current course provides both theoretical and practical basic knowledge of the main techniques used to obtain biologically active substances from various plant and food sources (leaves, fruits, seeds, etc.) collected in the field during the previous laboratory’s activities. At the end of the course, the students will acquire knowledge about the main green extraction techniques (conventional and non-conventional) and isolation strategies to obtain biologically active phytoextracts of nutraceutical interest. The student will be able to evaluate the environmental impact of the developed process and choose the most appropriate strategy relating to the classes of molecules occurring in the matrices in order to avoid degradation phenomena and increase the yield of the process.
Contents
The current laboratory is focused on the extraction and purification of the bioactive components from plant matrices sampled in different ecosystems, in order to develop analytical protocols to obtain phytocomplexes with potential applications in nutraceutical and food industry.
Detailed program
This part of the "One Health Laboratory" will lead the student to understand the resources that can be found in biodiversity both in terms of bioactive metabolites capable of promoting wellness and preventing diseases and in terms of direct mitigation effects (biodiversity to reduce pollution, temperatures, for psychophysical well-being). However, risk factors such as anti-nutrients, natural and process chemical pollutants, which can negatively affect human health, will also be analyzed.
From a technical point of view, the laboratory practice will provide students with the theoretical and practical knowledge to:
- To apply the main extraction techniques declined from a green perspective (maceration, decoction, sonication, extraction with pressurized liquids, extraction with supercritical fluids)
- To develop analytical strategies for pre-concentration, purification and isolation (evaporation, lyophilization, solid phase extraction (SPE), low-pressure chromatography) of bioactive compounds of natural origin.
- To provide the quantitative determination of the main compounds occurring in the extracts by using analytical techniques
- The evaluation of some biological properties such as radical scavenging activity evaluated by spectrophotometric assays (DPPH; ABTS)
Prerequisites
Knowledge of chemistry and organic chemistry is useful both for the full learning of the theoretical lessons, but also to be able to carry out practical laboratory activities safely
Teaching form
Approximately 75% of the lessons are conducted in person in an interactive mode, and 25% in a lecture-based mode.
- 2 laboratory/practical activities of 5 hours each, conducted in an interactive in-person mode
- 2 lectures of 2.5 hours each, conducted in a lecture-based in-person mode
Textbook and teaching resource
The slides will be provided by the e-learning platform.
Semester
Second Semester
Assessment method
The knowledge acquired during the course will be assessed through an oral exam which has the aim of verifying the acquisition of the expected knowledge according to what is detailed in the course objectives and its ability to discuss the program using the appropriate terminology. The final valuation will be carried out by analyzing the written report on the activities carried out during the laboratory and some oral questions, aimed at ascertaining the understanding of the theoretical topics and experiments carried out in the laboratory practice.
Office hours
Appointment by writing an email to luca.campone@unimib.it
