Lo scopo del corso è introdurre i principi fondamentali di Botanica per poi trasmettere le conoscenze inerenti ai principali gruppi di piante coltivate nei diversi sistemi agroalimentari indicati dall’Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura (Food and Agriculture Organization, FAO). Si studieranno le caratteristiche botaniche delle specie vegetali selezionate, con particolare enfasi sulla composizione della parte edibile e sulle proprietà nutrizionali correlate. Per ogni categoria di piante alimentari, si analizzeranno le principali macromolecole (i.e., carboidrati, proteine, lipidi), macro- e micro-nutrienti, e altri metaboliti secondari di interesse farmaceutico (e.g., Vitamine, antiossidanti e antiinfiammatori). Si considereranno anche le problematiche relative alla salute umana (e.g., presenza di allergeni, molecole antinutrizionali) e le criticità delle produzioni agronomiche (impatto sull’ecosistema, effetti del cambiamento climatico sulla sicurezza alimentare).

Per quanto riguarda le principali piante coltivate, si analizzeranno alcuni processi di domesticazione (che in millenni di agricoltura hanno portato alla loro diversificazione dalle rispettive piante selvatiche) e i programmi di miglioramento genetico (che negli ultimi cento anni hanno contribuito all’aumento della produttività o al potenziamento delle caratteristiche nutrizionali). Ad esempio, si introdurranno alcune metodiche di breeding tradizionale (incroci), biotecnologie moderne (e.g., Golden rice arricchito di precursori della vitamina A), e genome editing (e.g., frumento gluten-free). Inoltre, si considereranno esempi di variazione genetica naturale (biodiversità) che hanno portato alla selezione di varietà in base a usi e costumi tradizionali, gusto e adattamento all’ambiente geografico.

MODULO 1. INTRODUZIONE allo studio della BIOLOGIA VEGETALE

Evoluzione degli organismi verdi e innovazioni chiave che hanno permesso la colonizzazione della terra.

Panoramica delle caratteristiche degli organismi vegetali: strutture specifiche (e.g., tessuti fogliari, organi fiorali), processi (e.g., riproduzione asessuale e sessuale), funzioni (fotosintesi, assimilazione di macro e micro-nutrienti), composizione (macromolecole, micronutrienti), classificazione. 

Introduzione: angiosperme monocotiledoni e dicotiledoni. Domesticazione delle specie vegetali selvatiche e caratteristiche delle piante coltivate.

Ruolo delle piante alimentari in nutrizione umana.

MODULO 2. CEREALI e PIANTE AMIDACEE

Specie monocotiledoni della famiglia delle Poaceae: cereali maggiori (riso, orzo, frumento, avena, segale), specie della sottofamiglia Panicoidea (mais, sorgo), cereali minori e ORPHAN CROPS (fonio, teff, miglio)

Pseudocereali (quinoa, amaranto, grano saraceno) & altre specie dicotiledoni ad alto contenuto di amido (patata)

MODULO 3. SPECIE ERBACEE di grande interesse alimentare

Categorie di dicotiledoni: Super Asteridi e Super Rosidi

Piante annuali da frutto della famiglia delle Solanaceae (pomodoro, melanzana, peperone, peperoncino)

Principali piante orticole delle famiglie Amaranthaceae, Apiaceae, Asteraceae

Piante annuali da frutto della famiglia delle Cucurbitaceae (zucca, zucchina, melone, anguria, cetriolo)

Principali piante orticole della famiglia delle Brassicaceae

Specie monocotiledoni coltivate come ortive:

Principali piante orticole delle famiglie Amaryllidacee e Asparagaceae

MODULO 4. SPECIE ARBOREE E ARBUSTIVE di grande  interesse alimentare

Piante perenni da frutto della famiglia delle Rosacee: 

-  sottofamiglia Maloideae (melo, pero)

-  sottofamiglia Prunoideae (pesco, susino, mandorlo, albicocco, ciliegio);

-  rampicanti e arbusti che accumulano importanti elementi funzionali (lampone, fragola); 

Piante perenni da frutto delle famiglie delle Vitacee (vite) e delle Rutacee (agrumi del genere Citrus)

MODULO 5. PRESENTAZIONI

Principali piante da frutto di origine esotica (banana, kiwi, mango, papaya, cocco, ananas)

Piante zuccherine (canna da zucchero, barbabietola); 

Piante usate per la preparazione di bevande (te, caffe, cacao, bergamotto, chinotto); 

MODULO 6. PRINCIPALI PIANTE PROTEAGINOSE E OLEAGINOSE

Piante leguminose della famiglia delle Fabacee (fagioli, lenticchie, piselli, ceci, fave, lupini)

Piante oleifere appartenenti a diverse famiglie: soia (Fabaceae), colza (Brassicaceae – ex Crucifere), girasole (Asteraceae – ex Composite), palma (Arecaceae), olivo (Oleaceae)

MODULO 7. PIANTE AROMATICHE & MEDICINALI

Fondamenti di ETNOBOTANICA

Piante aromatiche della famiglia delle Lamiaceae.

Piante usate come spezie

MODULO 8. CONCLUSIONI

Principi di SICUREZZA ALIMENTARE 

Tipi di agricoltura più utilizzati

Ripasso

Non sono previste propedeuticità. Si consiglia di aver precedentemente acquisito nozioni di base delle seguenti discipline: Biologia vegetale, Biologia molecolare e Chimica.

Conoscenza e capacità di comprensione. Le studentesse e gli studenti dovranno aver assimilato in modo critico e approfondito i fondamenti di Biologia vegetale per poi acquisire le conoscenze specifiche delle piante coltivate pe l’alimentazione umana.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate. Le studentesse e gli studenti dovranno approfondire la conoscenza delle principali famiglie botaniche che costituiscono l'insieme delle piante alimentari. Questi elementi serviranno per una maggior comprensione degli aspetti dell’alimentazione di base: molecole prodotte dal metabolismo primario e secondario, elementi nutrizionali e anti-nutrizionali.

Autonomia di giudizio. Le studentesse e gli studenti dovranno essere in grado di valutare e interpretare la correttezza delle informazioni trovate mediante ricerca bibliografica e sitografica, grazie anche alle esperienze maturate durante il corso (esercitazioni, presentazioni, approfondimenti).

Abilità comunicative. Le studentesse e gli studenti saranno preparati ad utilizzare un linguaggio tecnico specifico per comunicare informazioni e idee relative alle conoscenze apprese durante il corso. Acquisizione di adeguate competenze e strumenti per la comunicazione con riferimento a elaborazione e presentazione dati

Capacità di apprendere. Grazie alle competenze teoriche acquisite, le studentesse e gli studenti saranno in grado di comprendere e discutere con senso critico gli aspetti salienti della biologia delle piante alimentari. Inoltre, grazie all’utilizzo delle banche dati disponibili, saranno in grado di approfondire ed aggiornare le loro conoscenze. La verifica della capacità di applicare le conoscenze acquisite avverrà tramite: a) discussione in aula e risoluzione di problemi e b) superamento delle prove di esame.

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Walking Biology (visita all’orto botanico), 2h

ESERCITAZIONI PRATICHE in laboratorio didattico, 6h

Piante alimentari viste da molto vicino

Si utilizzerà il microscopio ottico per analizzare preparati freschi da importanti piante alimentari per lo studio dei principali organi vegetali e loro proprietà in specie monocotiledoni e dicotiledoni.

In particolare, si osserveranno alcuni organelli intracellulari dove si accumulano metaboliti primari e secondari importanti non solo per il funzionamento della pianta ma anche per la salute degli esseri umani – come ad esempio carboidrati (granuli di amido) e pigmenti vegetali (e.g., clorofille, carotenoidi, flavonoidi).

Inoltre, si effettueranno esperimenti per l’estrazione e la separazione dei pigmenti fotosintetici

Piante aromatiche importanti in cucina e in Medicina

Si utilizzerà il microscopio ottico per analizzare preparati freschi dalle principali piante aromatiche (strutture specifiche dove si accumulano gli olii essenziali) e si metteranno a punto tecniche di micropropagazione per ottenere un giardino aromatico in miniatura

Modalità didattiche

Il corso prevede lezioni frontali, seminari su alcuni aspetti dell'industria alimentare "plant-based", verifica dell'apprendimento tramite presentazioni degli studenti 

La modalità didattica in presenza verrà arricchita con esercitazioni e approfondimenti, individuali e di gruppo.

Didattica innovativa

Learning by doing: esercitazioni pratiche in laboratorio; “caccia al tesoro” di piante alimentari all'Orto botanico

Flipped lessons (didattica invertita): gli studenti saranno invitati a scegliere una specie botanica e preparare una presentazione descrivendo le sue principali caratteristiche agronomiche e funzionali.

Debate: nuove mode in nutrizione umana, vantaggi e svantaggi

Obblighi

caldamente consigliata la partecipazione alle lezioni e alle esercitazioni

Testi di studio

Piante alimentari. Biologia – Composizione Chimica- Utilizzo . Autore: Rinallo C. (2018). Editrice: Piccin

The New Oxford Book of Food Plants. Authors: Vaughan, J. G.; Geissler, C. A.. (2009). Publisher: Oxford University Press

 Diapositive della docente, con links a materiale didattico e divulgativo digitale (disponibile gratuitamente online in lingua italiana e inglese).

Modalità di
accertamento

Se il numero di partecipanti è inferiore a 10, l'esame consisterà in un colloquio orale di 20-25 minuti sul programma.

Se il numero di partecipanti è superiore a 10, il colloquio orale avverrà in seguito a una prova scritta. L'esame scritto si articola su una serie di 10 domande (3 domande aperte alle quali rispondere in maniera esaustiva, 3 brevi domande, 4 domande a risposta multipla) su argomenti specifici sui diversi moduli del corso e collegamenti con altri concetti in modo da valutare, oltre che le conoscenze acquisite e la capacità di ragionamento, anche le abilità comunicative e di risoluzione di problemi di natura pratica in accordo con quanto indicato dai descrittori di Dublino. Il tempo a disposizione è di 60 minuti.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Modalità didattiche

Il corso prevede lezioni frontali, seminari su alcuni aspetti dell'industria alimentare "plant-based" (in formato ibrido), verifica dell'apprendimento tramite presentazioni degli studenti 

Obblighi

consigliata la partecipazione almeno alle esercitazioni

Testi di studio

Piante alimentari. Biologia – Composizione Chimica- Utilizzo . Autore: Rinallo C. (2018). Editrice: Piccin

 Diapositive della docente, con links a materiale didattico e divulgativo digitale (disponibile gratuitamente online in lingua italiana e inglese).

Modalità di
accertamento

Se il numero di partecipanti è inferiore a 10, l'esame consisterà in un colloquio orale di 20-25 minuti sul programma.

Se il numero di partecipanti è superiore a 10, il colloquio orale avverrà in seguito a una prova scritta. L'esame scritto si articola su una serie di 10 domande (3 domande aperte alle quali rispondere in maniera esaustiva, 3 brevi domande, 4 domande a risposta multipla) su argomenti specifici sui diversi moduli del corso e collegamenti con altri concetti in modo da valutare, oltre che le conoscenze acquisite e la capacità di ragionamento, anche le abilità comunicative e di risoluzione di problemi di natura pratica in accordo con quanto indicato dai descrittori di Dublino. Il tempo a disposizione è di 60 minuti.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.