Cílem předmětu je poskytnout hlubší pohled na chemické a biochemické reakce živin a dalších významných složek potravinářských surovin a výrobků, které vedou k změnám nutriční, senzorické a hygienicko-toxikologické kvality potravin. Absolventi získají informace o chemických a fyzikálních parametrech, které určují, jakým směrem a jak daleko reakce složek potravin probíhají, a jak rychle se uskutečňují. Znalost reakčních mechanismů je předpokladem pro efektivní řízení průběhu reakcí významných v potravinářské praxi.
Poslední úprava: Cejpek Karel doc. Dr. Ing. (28.03.2014)
The aim of this course is to give an insight on the chemical and biochemical reactions of nutrients and other important components that lead to changes in the nutritional, physiological and toxicological quality of food products and raw materials. The graduates will receive information about the chemical and physical parameters that determine in which direction and how far the reactions take place, and how quick they are. The knowledge of reaction mechanisms is a prerequisite for effective management of major reactions and processes in food practice.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Cejpek Karel doc. Dr. Ing. (28.03.2014)
Studenti budou umět:
Popsat reakční mechanismy pro důležité reakce živin a dalších složek potravin.
Uplatnit informace o chemických a fyzikálních proměnných, které určují, jakým směrem a jak daleko reakce složek potravin probíhají, a jak rychle se uskutečňují.
Navrhnout efektivní řízení reakčních procesů významných v potravinářské praxi.
Poslední úprava: Cejpek Karel doc. Dr. Ing. (28.03.2014)
Students will be able to
describe the reaction mechanisms for important reactions of nutrients and other food constituents.
employ information about the chemical and physical variables that will determine in which direction and how far the reactions take place, and how quickly they are carried out.
design an effective control over the processes important in food practice.
Literatura -
Poslední úprava: Cejpek Karel doc. Dr. Ing. (28.03.2014)
Z: Davídek J., Velíšek J., Pokorný J.: Chemical Changes during Food Processing (Developments in Food Science 21), Elsevier, Amsterdam-Oxford-New York-Tokyo, 1990.
A: Wong D. W. S.: Mechanism and Theory in Food Chemistry, Van Nostrand Reinhold, New York, 1989.
Studijní opory -
Poslední úprava: Cejpek Karel doc. Dr. Ing. (28.03.2014)
http://mms01.vscht.cz/vyuka
http://lib-c.vscht.cz/
http://www.sciencedirect.com/
Poslední úprava: Cejpek Karel doc. Dr. Ing. (28.03.2014)
http://mms01.vscht.cz/vyuka
http://lib-c.vscht.cz/
http://www.sciencedirect.com/
Sylabus -
Poslední úprava: SEK323 (09.09.2011)
1. Reakce organických sloučenin: Reakční mechanismus, molekularita a řád reakce. Chemická vazba. Faktory ovlivňující kovalentní vazbu. Prostorová stavba organických sloučenin. Klasifikace reakcí podle mechanismu.
2. Reakce lipidů: Reakce homolipidů, heterolipidů a steroidů (esterifikační reakce, hydrolýza, termický rozklad). Reakce karboxylové skupiny mastných kyselin. Reakce na uhlovodíkovém řetězci mastných kyselin. Vznik volných radikálů, radikálové reakce bez účasti kyslíku. Ztužování tuků. Mechanismus autooxidace lipidů, tvorba hydroperoxidů. Oxidace singletovým kyslíkem aj. činidly. Oxidace v biologických systémech. Inhibitory oxidace. Rozklad hydroperoxidů mastných kyselin, vznik a reakce sekundárních produktů autooxidace. Nutriční, senzorické a hygienické aspekty.
3. Reakce sacharidů: Reakce karbonylové skupiny a poloacetalového hydroxylu. Reakce s nukleofilními činidly, hydráty karbonylových sloučenin. Cyklické struktury sacharidů, konformace, mutarotace. Vznik a hydrolýza glykosidů, enolizační a dehydratační reakce sacharidů. Tvorba a reakce derivátů furanu a pyranu. Isomerace, přesmyky, oxidačně-redukční reakce a fragmentace sacharidů. Aldolizace a další reakce produktů fragmentace sacharidů. Reakce derivátů sacharidů.
4. Maillardova reakce: Vznik glykosylaminů a aminodeoxycukrů, rozklad aminodeoxycukrů. Streckerova degradace aminokyselin. Reakce vedoucí ke tvorbě melanoidinů a aromatických látek. Reakční produkty s antioxidačními vlastnostmi. Nutriční a hygienické aspekty reakcí sacharidů. Faktory ovlivňující průběh reakce. Inhibice reakcí neenzymového hnědnutí.
5. Reakce proteinů: Oxidace aminokyselin volných a vázaných v peptidových řetězcích. Isomerace, tvorba dehydroproteinů, deamidace, desulfurace a hydrolýza bílkovin. Eliminační reakce na aminokyselinách. Reakce aminokyselin a proteinů s dalšími složkami potravin.
6. Reakce vitaminů: Reakce vitaminů způsobené účinkem tepla, kyslíku, kovových iontů, kyselého a zásaditého prostředí, světla a UV záření za podmínek zpracování a skladování potravin. Reakce vitaminů s dalšími složkami potravin.
Poslední úprava: Cejpek Karel doc. Dr. Ing. (28.03.2014)
1. Reactions of organic compounds: reaction mechanism, molecularity and reaction order. Chemical bond and factors affecting covalent bond character. Levels of the expression of organic compounds’ structures. Classification according to the reaction mechanism.
2. Reactions of lipids: reactions of homolipids, heterolipids and steroids (esterification, hydrolysis, thermal decomposition). Reactions of carboxyl groups of fatty acids. Reactions on hydrocarbon chains of fatty acids. Formation of free radicals, radical reactions without the presence of oxygen. Thickening of fats. The mechanisms of lipid oxidation, formation of hydroperoxides . Oxidation with singlet oxygen and other agents. Oxidation in biological systems. Inhibitors of oxidation. Decomposition of fatty acids’ hydroperoxides and formation of secondary oxidation products. Nutritional, sensory and hygienic aspects.
3. Reactions of carbohydrates: reactions of carbonyl and semi-acetal hydroxyl groups. Reactions with nucleophiles; hydrates of carbonyl compounds. Cyclic structures of carbohydrates , conformation and mutarotation . Formation and hydrolysis of glycosides, enolization and dehydration of carbohydrates. Formation and reactions of furan and pyran derivatives . Isomerization , rearrangement , oxidation-reduction reaction and fragmentation of carbohydrates. Aldolisation and other reactions of carbohydrate fragmentation products. Reactions of sugar derivatives.
4. The Maillard reaction: formation of glycosylamines and aminodeoxy sugars, decomposition of aminodeoxy sugars. Strecker degradation of amino acids. Reactions leading to the formation of melanoidins and flavour substances. Reaction products with antioxidant properties. Nutritional and hygienic aspects of the reactions of carbohydrates. Factors affecting the reaction rates. Inhibition of non-enzymatic browning reactions.
5. Reactions of proteins: Oxidation of free amino acids and peptide chains. Isomerization, formation of dehydroproteins, deamidation, desulfurization and hydrolysis of proteins. Elimination reactions of the amino acids. Reaction of amino acids and proteins with other food constituents.
6. Reactions of vitamins: reactions caused by the use of heat, oxygen, metal ions, acidic and basic environment, and UV/Vis under the conditions of processing and storage of foods. Reactions of vitamins with other food components.
Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Cejpek Karel doc. Dr. Ing. (28.03.2014)
Chemie potravin, Organická chemie I
Poslední úprava: Cejpek Karel doc. Dr. Ing. (28.03.2014)