Kemija aroma

Kod

Nositelj/i predmeta

Suradnici

Status predmeta

Ciljevi predmeta

Stjecanje osnovnih znanja o kemiji aroma, razumijevanje aktiviranja receptora njuha i okusa, poznavanje struktura organskih spojeva s tipičnim aromama i njihova podjela, poznavanje osnovnih mehanizama nastanka aroma te metode izolacije aroma.

Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije potrebne za predmet

Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (4-10 ishoda učenja)

Nakon položenog predmeta studenti će moći:
- opisati temeljne pojmove, vrste aroma, okusno aktivne molekule, pravnu regulativu vezanu za arome te toksikološku procjenu aroma i dopuštene koncentracije biološki aktivnih tvari
- ilustrirati načine percepcije aroma (miris i okus), mehanizme nastanka prirodnih aroma, podjelu aromatičnih tvari prema kemijskoj strukturi
- demonstrirati temeljne postupke izolacije aroma iz krutih i tekućih uzoraka (vršne pare, isparljive, poluisparljive i neisparljive tvari)
- odrediti prikladne mehanizme nastanka aroma iz specifičnih uzoraka, osobito arome izvedene iz ugljikohidrata i proteina te arome lipidne oksidacije
- predložiti prikladne postupke obrade uzoraka uvažavajući temeljna načela destilacije i ekstrakcije, mogućnosti nastanka artefakata, strukturnu povezanost među aromatičnim spojevima i prikladan mehanizam nastanka
- izabrati ispravan kemijski pristup u rješavanju problema iz područja kemije aroma, polazeći od usvojenih znanja iz organske kemije i biokemije

Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave

Uvod u kemiju aroma. Klasifikacija aroma. Prirodne, prirodno-identične i umjetne aromatične tvari. Aromatični pripravci. Arome dobivene termičkim postupkom. Arome dima. Mješavine aroma. Osvrt na kvalitetu aroma. (3 sata); Kratki pregled razvoja kemije aroma. Pravna regulativa. Prirodne, prirodno-identične i umjetne arome - razlike SAD i EU. Nova pravna regulativa EU. (3 sata); Pravilnik o aromama (NN) s naglaskom na kemijske specifikacije aroma i najviše dopuštene vrijednosti biološki aktivnih tvari u aromatiziranoj hrani. Pravilnik o prehrambenim aditivima (NN). Tvari za zaslađivanje. Pojačivači arome. (3 sata)
Osjet mirisa. Aktiviranje receptora mirisa. Osjet okusa - osnovne kvalitete okusa. Aktiviranje receptora okusa. Primjer aromagrama. (3 sata); Molekule sa senzorskim učincima – primjeri kemijskih struktura: bockave molekule; molekule za hlađenje; jake, oštre molekule sa grijanjem i vrućim podražajem, molekule sa stezanjem, skupljanjem. Okusno aktivne molekule – primjeri struktura: sladila (nutritivni, nenutritivni zaslađivači, prirodni ugljikohidratni, neugljikohidratni, umjetni zaslađivači), soli, kiseline, gorke tvari i umami tvari (mononatrijev glutamat, inozin monofosfat). (3 sata)
Podjela aromatičnih tvari prema kemijskoj strukturi: aromatične tvari I (C, H, O spojevi: alkoholi, fenoli, kiseline, ketoni, karotenoidi, iononi i srodni spojevi, ugljikovodici) – primjeri; podjela aromatičnih tvari prema kemijskoj strukturi aromatične tvari II (heterocikličiki spojevi sa kisikom: oksirani, furani, hidrofurani, pirani i oksepini; heterociklički spojevi s dušikom i/ili sumporom) – primjeri, aromatične tvari III (spojevi sa sumporom: tioli, tioeteri, sulfidi, heterociklički spojevi sa sumporom) – primjeri (3 sata)
Mehanizmi nastanka aroma iz ishodnih spojeva. Terpeni (biosenteza preko MVA i DXP). Norizoprenoidi (mehanizam razgradnje karotenoida). Fenilpropanski derivati (šikiminski biogenetski put). (3 sata); Arome izvedene iz ugljikohidrata i proteina. Maillardove reakcije. Aldone reakcije i retro-aldolne reakcije. Streckerove degradacije (cistein, metionin). Usporedba Streckerove degradacije i Amadori pregradnje. (3 sata); Neovisni putovi nastanka Streckerovih aldehida. Nastanak produkta Amadori pregradnje transaminacijom i Streckerovog aldehida dekabroksilacijom α-ketokabroksilnih kiselina. Streckerova degradacija i Amadori pregradnja u nastanku arome i boje. (3 sata); Reakcije heterociklizacije (nastanak furfurala, hidroksimetilfurfurala, 5-metil-4-hidroksi-3(2H)-furanona, formil-furola, izomaltola, pirazina, oksazola i tiazola). Arome termičke degradacije vitamina B1. (3 sata); Arome lipidne oksidacije. Triplet i singlet kisik. Lipidna oksidacija preko radikala (inicijacija, propagacija i terminacija). Hidroperoksidi i raspad hidroperoksida. Laktoni. (3 sata); Neradikalna lipidna oksidacija. Enzimska lipidna oksidacija (lipoksigenacija). Arome nastale enzimskim reakcijama i djelovanjem mikroorganizama (diacetil iz laktoze, aroma luka i češnjaka). (3 sata)
Metode izolacije aroma. Ekstrakcija otapalom. Ubrzana ekstrakcija otapalom. Superkritična ekstrakcija fluidima. Frakcioniranje ekstrakata. Koncentriranje ekstrakata. (3 sata); Destilacijske metode. Tehnike izolacije vršnih para (statička, dinamička). Termička desorpcija. Sorpcijske tehnike: mikroekstrakcija vršnih para na krutoj fazi; ekstrakcija vršnih para i ekstrakcija na miješajućem štapiću. (3 sata)
Primjeri kemijskih profila aroma odabranih prehrambenih proizvoda: Aroma meda. Aroma pržene kave. Aroma vina. Aroma mesnih prerađevina. Aroma sira. (3 sata)

Vrste izvođenja nastave:

Obveze studenata

Studenti su obvezni pohađati nastavu (predavanja i seminare) te aktivno sudjelovati u nastavnom procesu što će se vrednovati u konačnoj ocjeni s težinskim koeficijentom 5%.

Dopunska literatura

K. A. Smith, Advances in Flavours and Fragrances, Royal Chemical Society, 2001.

Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje utvrđenih ishoda učenja

Praćenje kvalitete i uspješnosti obavljat će se na tri razine:
(1) Sveučilišnoj; (2) Fakultetskoj, pomoću Povjerenstva za kontrolu kvalitete nastave; (3) Nastavničkoj razini.

Ostalo (prema mišljenju predlagatelja)