נקודות זכות באוניברסיטה העברית: 3

תואר: בוגר

היחידה האקדמית שאחראית על הקורס: ביוכימיה ומדעי המזון

סמסטר: סמסטר ב'

שפת ההוראה: עברית

קמפוס: רחובות

מורה אחראי על הקורס (רכז): פרופ יוסף קנר

דוא"ל של המורה האחראי על הקורס: jokanner@gmail.com

שעות קבלה של רכז הקורס: בתאום

מורי הקורס:
פרופ יוסף קנר

תאור כללי של הקורס:
הצגת החומר בהיבט פונקציונאלי יכלול:
1- אפיון כימי.
2- תגובות ספציפיות.
3- יחסי גומלין כימיים עם מרכיבים פעילים אחרים במזון בהשפעת טיפולים טכנולוגיים ותנאי סביבה ( חימום, קירור הקפאה, יבוש, ריכוז, קרינה).
4- דוגמאות ספציפיות במזונות שעל המדף.

מטרות הקורס:
להקנות ידע והבנה בכימיה וביוכימיה של רכיבי מזון פונקציונאליים המשפיעים על איכותו וערכו התזונתי לאדם.
הגשת הנושאים ישאו אופי תפקודי ויחולקו :
1- מבוא כללי.
2- כימיה של חמצון, תהליך הפוגע בכל רכיבי האיכות.
3- רכיבי צבע.
4- רכיבי טעם וריח.
5- רכיבי מרקם.
6- רכיבים תזונתיים.

תוצרי למידה :
בסיומו של קורס זה, סטודנטים יהיו מסוגלים:
להתמודד עם פתרון בעיות הקשורות לשינוים החלים במזונות בהיבטים כימיים וביוכימיים כתוצאה מטיפולים טכנולוגים הקשורים לעיבוד המזון.

דרישות נוכחות (%):
80

שיטת ההוראה בקורס: כ-42 שעות הרצאה בעזרת מצגת המחולקת ל 6 נושאים עיקריים המשפיעים על איכות המזון.

רשימת נושאים / תכנית הלימודים בקורס:
מבוא כללי. 6 ש'
1- מבנה החומר- תיאורית המודל הסטנדרטי, ספקטרום אלקטרומגנטי, חלוקת אלקטרונים בחלל האטום, אורביטאלות מטיפוס s,p,d,.
2- יצירת קשרים באורביטאלות מולקולאריות, קשרי n,, .σ,π אורביטאלות- קשר ואנטי-קשר. חלוקת אלקטרונים באורביטאלות של מולקולות בעלות אטומים זהים, חמצן o2 כדוגמא חשובה. o2כמולקולה טריפלטית, בי-רדיקלית ופרה-מגנטית.
3- למה המבנה של גזים אצילים בלתי יציב? סימטריות במולקולות הבנויות אטומים בלתי זהים. היברידיזציה מטיפוס .sp1,sp2,sp3היברידיזציה במולקולת המים, אמינים, אלכהולים וקרבונילים אלקרופילים.
4- מרכז כרומופורי. הקשר הכפול, הקשר הכפול- המוצמד, HOMO/LUMO, מולקולות שהן פיגמנטים טבעים וסינטטים.
5- יחסי גומלין בין בליעת אור וצבע , השפעת קרינה על אלקטרונים באורביטלות השונות. מה בין אנרגיה אלקטרונית, תנודתית וסיבובית. דיאגרמת ,Jablonski פלואורסנציה, פוספורסנציה, איזומריזציה ועקומות בליעה.

כימיה של חמצון תהליך הפוגע בכל רכיבי האיכות . 6 ש'
1- קונפיגורציה אלקטרונית של מולקולת החמצן ומני חמצן פעילים אחרים כמו: סופר אוקסיד, פרהידרוקסיל רדיקל, מי-חמצן, הידרוקסיל רדיקל. אקטיבציה ליצירת חמצן סינגלטי. הפעלת חמצן לחמצן פעיל דרך מתכות מעבר ומולקולות מחזרות. האוטואוקסידציה של אוקסימיוגלובין.
2- הידרוקסיל רדיקל ורדיקלים אחרים כגורמי איניציאציה (אתחל). מתכות מעבר ובעיקר יוני ברזל ונחושת כזרזים לתהליכי חמצון במזון.
3- חמצון ליפידים אנזימי ובלתי- אנזימי. חמצון עצמי, תגובת שרשרת ויצירת תרכובות ביניים רעילות. חמצון-מזווג והשפעתו על איכות מזון.
4- השפעת תהליכים טכנולוגים על חמצון מוצרי מזון, דוגמאות מהצומח אבקת פפריקה, מוצרים יבשים אחרים, שמני-טיגון ומטוגנים. חמצון במוצרים מהחי- מוצרי בשר.
5- נוגדי-חמצון ופעילותם.
6- מניעת תהלכי חמצון במוצרי מזון ע"י נוגדי חמצון ותהליכים טכנולוגים.

רכיבי צבע- מולקולות פונקציונאליות. 10 ש'.

1- כלורופיל-הפיגמנט הנפוץ בטבע. אפיון כימי, תגובות ספציפיות, פוטוסנסיטיזר באור, נוגד חמצון בחושך! יציבות הפיגמנט במזונות.
2- מיוגלובין- הפיגמנט של מוצרי הבשר. אפיון כימי, תגובות ספציפיות, מרכז כרומופורי. סינטזה, קשרים אלקטרונים בתוך המולקולה, יון הברזל. הקשר הקורדינטיבי, קשירת חמצן וליגנדים אחרים. Low-spin, high-spin. יחסי גומלין בין ערכיות יון הברזל והצבע. יצירת צבע במוצרי בשר, תגובת הניטריט , ניטרוס-אמינים. מניעת שינויי צבע במוצרי בשר טריים ומעובדים ע"י ניטריט.
3- אנטוציאנים- הפיגמנט האדום בפירות, ירקות ויין. אפיון כימי של האגליקונים. אנטוציאנים בטבע ובמזונות שונים. תגובות ספציפיות- pH ,-OH,HSO3, פתיחת הטבעת האטרוציקלית, אבוד המרכז הכרומופורי. קו-פיגמנטציה והשפעתה על צבע היין-האדום. חמצון אנטוציאנים. השפעת תהליכים טכנולוגים על אנטוציאנים במוצרי מזון. ייצוב אנטוציאנים במוצרי מזון ומה בין אנטוציאנים ובטנינים.
4- השחמה אנזימטית- יצירת פיגמנטים כהים. אפיון מולקולות הנוצרות בעקבות חמצון פוליפנולים. האנזים פוליפנולאוקסידז, מרכז פעילות, תגובות ספציפיות- יצור תה-שחור. תגובת השרשרת הנוצרת בעקבות יצירת הרדיקלים החופשיים, פילמור ויצירת הפיגמנטים הכהים באופן בלתי-אנזמטי. השחמה אנזימטית רצויה ובלתי רצויה במזונות. קינונים כגורם אנטי-תזונתי. השפעת טפולים טכנולוגים על ההשחמה האזימטית והבלתי אנזימטית התלויה בפוליפנולים. עיכוב האנזים וההשחמה האנזימתית במוצרי מזון.
5- קרוטנואידים- פיגמנטים הנוצרים בצמחים וחשובים בהקניית צבע וראיה בבע"ח. אפיון מולקולרי וסינטזה בצמחים. קרוטנואידים בבע"ח, דגים, ומוצרי-ים, (ביצים,עופות) ובצמחים (פלפל, עגבנייה, פירות אחרים). תגובות ספציפיות- נוגדי-חמצון, לוכדי חמצן סינגלטי, חמצון קרוטנואידים, פירוק המולקולה לחומרי ריח ובעלי פעילות בתקשורת בין-תאית ותוך תאית .יציבות קרוטנואידים ודרכים לשיפור יציבותם במוצרי מזון.

רכיבי טעם וריח במזון. 6 ש'.

1 - החושים הכימיים האחראים לחישת הטעם והריח. חישה משולבת בסומת/flavor
.off-flavor
2- חישת טעם- חמיצות, מרירות, חריפות, עפיצות, אוממי, מתיקות. רצפטורים למתיקות ויחסי גומלין בין ממתיקים לרצפטורים. תאורית ה-,AH/B ,Tinti/Nofre מתיקות יתר. אפיון מולקולות אחריות על טעם.
3- חישת ריח. אפיון כימי של מולקולות ריח, סף חישה. יחסי גומלין בין מולקולות ריח, השפעת השילוב בין מולקולות ריח לתחושת הריח הכללת.
4- יצירת חומרי ריח במזון באופן אנזימי. יצור מולקולות אחראיות לריח בעגבניות ובמלפפונים ו off-flavor בדגים. שחרור ריחנים ממאגרים קיימים יין-לבן.
5- יצירת חומרי ריח בתהליך בלתי-אנזימי. קרמליזציה של סוכרים. ריאקציה מיילרד, פירוק-סטרקר, ריחנים רצויים ובלתי רצויים. יצירת חומרים טוקסיים ומסרטנים.
6- שליטה בתהליכי ההשחמה הבלתי אנזימי ליצירת ריחנים חיוביים, יצירת רכיבי ריח במהלך העיבוד הטכנולוגי ואחסון המוצרים (חימום, טיגון, צלייה, יבוש).

רכיבי מרקם-מולקולות פונקציונאליות. 4 ש'.

1- אפיון מרקם מזון בהיבט האורגנולפטי והמולקולרי
2- השפעת המבנה המולקולארי של המים על מרקם מזון, יחסי גומלין בין מים לבין מולקולות תורמות מרקם, (פחמימות, חלבונים, שומנים).
3- השפעת פחמימות על מרקם: צלולוז/פקטין הקניית מרקם בצומח, מוצרי מזון ( ריבות, רטבים, גלים). אלגינטים ( מזונות מהונדסים), קרגינן (גלידים-כפולי מבנה), עמילן (יחסי גומלין עם מולקולות אחרות באפיה, פסטה).


רכיבים תזונתיים. 10 ש'.

1- מיקרו-נוטריאנטים. אפיון כימי של ויטמינים הנמסים במקטע השומני. רטינול/רטינאל- ויטמין A . תפקיד ביולוגי, נוכחות במזונות שונים. קרוטנואידים ופרו-ויטמין A . תהליכי הרס בנוכחות מולקולות מזון אחרות. השפעת תהליכים טכנולוגים על הויטמין. שיפור יציבות במזונות שונים, דוגמאות.
2- ויטמין .D אפיון כימי, תפקיד ביולוגי, נוכחות במזונות שונים. יציבות ותהליכי הרס בנוכחות מולקולות מזון אחרות. השפעת תהליכים טכנולוגים על הויטמין. שיפור יציבות במזונות שונים, דוגמאות.
3- ויטמין-E. אפיון כימי והבדלים בין טוקופרולים. תפקיד ביולוגי, נוכחות במזונות שונים. יציבות ותהליכי הרס בנוכחות מולקולות מזון אחרות. . השפעת תהליכים טכנולוגים על הויטמין. שיפור יציבות במזונות שונים, דוגמאות.
4- ויטמין-K . תפקיד ביולוגי, נוכחות במזונות. יציבות והרס בנוכחות מולוקות אחרות במזון. שיפור יציבות.
5- ויטמינים נמסים במקטע המימי.
ויטמין 1B . אפיון כימי. תפקיד ביולוגי, נוכחות במזונות שוניםלמה מזון לתינוקות צמחוני שהכיל את הויטמין מתוסף סויה היה בלתי יציב? תגובות ספציפיות HSO3-,HO-.
6- ויטמין 2 B ריבופלבין. . אפיון כימי. תפקיד ביולוגי, נוכחות במזונות שוניםרגישות הויטמין לאור והפיכתו לפוטוסנסיטיזר במוצרי חלב. יציבות הויטמין ודרכים לשיפור יציבותו במזונות.
7- ויטמין 6 B פירידוקסל/פירידוקסין. אפיון כימי. תפקיד ביולוגי, נוכחות במזונות שונים פעילותם במניעת תגובת מיילרד והגנה על חלבונים פונקציונאלים. שיפור יציבות במזון, האם ריכוז גבוה מסוכן?
8- ויטמינים B 3-נאצין, 5- חומצה פנטוטנית, 7-ביוטין, 9-חומצה פולית, 12-ציאנוקובלטואמין.
אפיון כימי, תפקיד ביולוגי, נוכחות במזונות שונים, יציבותם במזונות ותגובות ספציפיות. השפעת תהליכים טכנולוגים על יציבות הויטמינים וטיפולים המונעים את הריסתם.
9- קו-אנזים Q אוביקינול/אוביקינון. אפיון כימי, תפקיד ביולוגי, נוכחות במזונות שונים, יציבותו במזונות ותגובות ספציפיות. השפעת תהליכים טכנולוגים על יציבותו וטיפולים המונעים את הריסתו.פעילותו המיוחדת אחרי הפעלתו ע"י קשר עם ציטוכרום . האם בגיל השלישי הוא נחוץ כתוסף.
10- ויטמין ,C חומצה אסקורבית. . אפיון כימי, תפקיד ביולוגי, נוכחות במזונות שונים, יציבותו במזונות ותגובות ספציפיות. השפעת תהליכים טכנולוגים על יציבותו וטיפולים המונעים את הריסתו. פעילותו הפרדוקסלית והמיוחדת כפרואוקסידנט ואנטיאוקסידנט וכמעודד תגובות השחמה וכמונע תהליכי השחמה, במזונות שונים.
11- הקיבה כביוראקטור. המשך תהליכי חמצון בקיבה בpH נמוך. ניטריט וניטרוסאמינים כחומרים מסרטנים. סולפיט כזרז להמשך תהליכי חמצון. חמצון ליפידים ומזווג ( חומצות שומניות, כולסטרול, ויטמינים ) בקיבה, בשר אדום, ייצור תרכובות המשך ציטוטוקסים, קרבונילים פעילים והשפעתם המזיקה בתהליך טרשת העורקים הקליני, באדם. תזונה למניעת תהליכים אלו באדם. סיכום.

חומר חובה לקריאה:
אין

חומר לקריאה נוספת:
Text Books.

1- Food Chemistry.1987, 2009 ed.
Belitz HD,. Grosch W, Editors

2- Food Chemistry.1985, 2009, ed.
Fennema OR, Editor

3- Lipid Oxidation. 1998, ed.
Frankel NE, Editor.

4- Oxidation in Foods and Beverages and Antioxidant Application. 2011
Decker EA, Elias RJ, McClements DJ, Editors.

מרכיבי הציון הסופי :

מידע נוסף / הערות:
-