Course Syllabus
Obiettivi
Il modulo di molecole bioattive ha l’obiettivo di fornire agli studenti conoscenze teoriche e pratiche di base sulle principali tecniche utilizzate per ottenere composti biologicamente attivi da diverse fonti vegetali e alimentari (foglie, frutti, semi, ecc.) raccolte in campo durante il modulo complessità bilogica.
Al termine del corso, gli studenti avranno acquisito conoscenze sulle tecniche di estrazione e isolamento convenzionali e green, finalizzate all’ottenimento di fitocomplessi bioattivi di interesse per i settori alimentare e nutraceutico. Gli studenti saranno in grado di valutare l’impatto ambientale dei processi sviluppati e di scegliere la strategia più adatta in funzione della classe di molecole presenti nella matrice, al fine di evitare degradazioni e aumentare la resa.
Risultati di apprendimento attesi (Descrittori di Dublino)
- Conoscenza e capacità di comprensione
Gli studenti acquisiranno conoscenze teoriche e operative sulle metodologie di estrazione e purificazione dei composti bioattivi da fonti naturali. - Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Saranno in grado di selezionare e applicare strategie di estrazione green adeguate in base alla matrice e ai composti target, e valutarne l’efficacia attraverso metodi analitici. - Autonomia di giudizio
Gli studenti svilupperanno la capacità di identificare e caratterizzare strutturalmente i composti bioattivi e valutarne le possibili applicazioni nei settori nutraceutico, cosmetico, farmaceutico e chimico. - Abilità comunicative
Il corso mira a fornire allo studente la capacità di descrivere in modo chiaro e corretto gli argomenti trattati, utilizzando una terminologia tecnica e scientifica appropriata. - Capacità di apprendimento
Gli studenti saranno stimolati ad approfondire autonomamente i temi trattati, inclusi aspetti analitici e rilevanza della chimica dei prodotti naturali.
Contenuti sintetici
Questo modulo di laboratorio è incentrato sull’estrazione e la purificazione di composti bioattivi da matrici vegetali raccolte in ecosistemi differenti, con lo scopo di sviluppare protocolli analitici per ottenere fitocomplessi con potenziale applicazione nel settore alimentare e nutraceutico.
Programma esteso
Il modulo di molecole bioattive del “Laboratorio One Health” guiderà lo studente alla comprensione del ruolo della biodiversità come fonte di metaboliti bioattivi utili al benessere e alla prevenzione delle malattie, nonché come fattore di mitigazione ambientale (riduzione dell’inquinamento, della temperatura, benessere psicofisico).
• Verranno trattati anche i fattori di rischio come composti antinutrizionali, contaminanti naturali e di processo, che possono influire negativamente sulla salute umana.
Obiettivi tecnici e pratici:
- Applicazione di tecniche di estrazione green (macerazione, decozione, sonicazione, estrazione con liquidi pressurizzati, estrazione con fluidi supercritici)
- Sviluppo di strategie analitiche per la pre-concentrazione, purificazione e isolamento (evaporazione, liofilizzazione, estrazione in fase solida SPE, cromatografia a bassa pressione)
- Analisi qualitativa e quantitativa dei principali composti presenti negli estratti mediante spettromentria di massa
- Valutazione di alcune proprietà salutistiche, come l’attività antiossidante (saggi spettrofotometrici DPPH, ABTS)
Prerequisiti
Conoscenze di base di chimica generale e organica, fondamentali per la comprensione delle lezioni teoriche e per lo svolgimento in sicurezza delle attività pratiche di laboratorio
Modalità didattica
Mix di attività frontali e attività di laboratorio di cui circa il 80% delle lezioni sono svolte in presenza in modalità interattiva (laboratorio) ed il 20 in modalità erogativa
• 1 lezioni frontali da 2 ore in presenza
• 3 lezioni laboratorio da 6 ore in presenza
Materiale didattico
Slides e materiali integrativi disponibili su piattaforma e-learning.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
La modalità di verifica consiste in un esame orale finale. Non sono previste prove in itinere durante il corso. Di seguito sono riportate le competenze valutate nella prova finale
• Conoscenza e capacità di comprensione: concetti chiave delle tecniche di estrazione separazione e purificazione.
• Capacità di applicare conoscenza e comprensione: collegamento tra teoria e pratica.
• Autonomia di giudizio: discussione critica e giustificata scientificamente.
• Abilità comunicative: esposizione chiara e utilizzo del linguaggio tecnico.
• Capacità di apprendimento: valutazione dell’approfondimento autonomo.
Criteri di valutazione della Commissione
Valutazione basata su accuratezza scientifica, capacità applicativa, esposizione logica e linguaggio tecnico.
- Graduazione dei voti:
- 18-21: conoscenze essenziali, esposizione semplice.
- 22-25: buone conoscenze, applicazione moderata.
- 26-28: conoscenze complete, linguaggio tecnico appropriato.
- 29-30L: conoscenze eccellenti, esposizione sicura, capacità critica elevata.
Orario di ricevimento
Su appuntamento via e-mail: luca.campone@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
The Bioactive Molecules module aims to provide students with fundamental theoretical and practical knowledge of the main techniques used to obtain biologically active compounds from various plant and food sources (e.g., leaves, fruits, seeds) collected in the field during the Biological Complexity module.
By the end of the course, students will have acquired knowledge of both conventional and green extraction and isolation techniques, aimed at obtaining bioactive phytocomplexes of interest in the food and nutraceutical sectors. Students will be able to evaluate the environmental impact of the developed processes and choose the most appropriate strategy based on the class of molecules present in the matrix, in order to avoid degradation and improve yield.
Expected Learning Outcomes (Dublin Descriptors)
-
Knowledge and understanding
Students will acquire both theoretical and practical knowledge of the methodologies used for the extraction and purification of bioactive compounds from natural sources. -
Applying knowledge and understanding
They will be able to select and apply suitable green extraction strategies based on the matrix and target compounds, and assess their effectiveness through analytical methods. -
Making judgements
Students will develop the ability to identify and structurally characterize bioactive compounds and assess their potential applications in the nutraceutical, cosmetic, pharmaceutical, and chemical industries. -
Communication skills
The course aims to enable students to clearly and accurately describe the topics covered using appropriate technical and scientific terminology. -
Learning skills
Students will be encouraged to independently deepen their understanding of the covered topics, including analytical aspects and the relevance of natural product chemistry.
Contents
This laboratory module focuses on the extraction and purification of bioactive compounds from plant matrices collected in different ecosystems, with the aim of developing analytical protocols to obtain phytocomplexes with potential applications in the food and nutraceutical sectors.
Detailed program
The Bioactive Molecules module of the “One Health Laboratory” will guide students in understanding the role of biodiversity as a source of bioactive metabolites beneficial for health and disease prevention, as well as its function in environmental mitigation (e.g., reduction of pollution, temperature, and promotion of psychophysical well-being).
Risk factors such as antinutritional compounds, natural and process-related contaminants that may negatively affect human health will also be addressed.
Technical and Practical Objectives:
- Application of green extraction techniques (maceration, decoction, sonication, pressurized liquid extraction, supercritical fluid extraction)
- Development of analytical strategies for pre-concentration, purification, and isolation (evaporation, lyophilization, solid-phase extraction – SPE, low-pressure chromatography)
- Qualitative and quantitative analysis of major compounds in the extracts using mass spectrometry
- Evaluation of health-promoting properties such as antioxidant activity (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
The course includes a mix of lectures and laboratory activities, with approximately 80% of the sessions delivered in-person through interactive laboratory work, and 20% delivered through traditional lectures.
1 in-person frontal lecture (2 hours)
3 in-person laboratory sessions (6 hours each)
Textbook and teaching resource
Slides and supplementary materials will be available on the e-learning.
Semester
second semester
Assessment method
The final exam consists of an oral examination. No interim tests are scheduled during the course.
The final exam will evaluate the following competencies:
Knowledge and understanding: Key concepts related to extraction, separation, and purification techniques.
Applying knowledge and understanding: Ability to connect theoretical concepts with laboratory practice.
Making judgements: Scientifically sound critical discussion and reasoning.
Communication skills: Clear presentation and use of appropriate technical language.
Learning skills: Evidence of autonomous study and topic exploration.
Evaluation Criteria
Grading will be based on scientific accuracy, practical application, logical presentation, and technical language use.
Grading Scale:
18–21: Basic knowledge, simple exposition.
22–25: Good understanding, moderate application ability.
26–28: Comprehensive knowledge, appropriate technical vocabulary.
29–30L: Excellent understanding, confident exposition, strong critical thinking.
Office hours
On appointment by e-mail: luca.campone@unimib.it
