Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FCHZkratka: DPCO_CHTPAk. rok: 2016/2017
Program: Chemie a technologie potravin
Délka studia: 4 roky
Akreditace od: 16.10.2007Akreditace do: 31.5.2020
Profil
Cílem studia je zvládnutí vyváženého poměru teoretických i praktických experimentálních dovedností a zkušeností s aplikací obecných postupů na konkrétní řešené situace v oblasti chemie i technologie potravin. Program je orientován jak do oblasti potravinářských i biotechnologických výrob s ohledem na rozvoj a aplikaci progresivních postupů a technologií, tak také do oblasti kontroly jakosti a zdravotní nezávadnosti produkovaných potravin, doplňků, polotovarů i surovin. Samostatnou oblastí je zpracovánía valorizace odpadů z potravinářských výrob. Za účelem dosažení odpovídajících znalostí a dovedností studenti procházejí v průběhu studia nezbytnými disciplinami širšího teoretického základu, pokročilých a aplikovaných potravinářských věd. Potravinářské vědy v současné době procházejí etapou intenzivního rozvoje, charakterizovaného kromě jiného i přechodem od empiricky získaných zkušeností na exaktní formu poznatků, spočívajících na teoretických disciplínách jako jsou fyzikální chemie, biochemie, organická chemie, procesní inženýrství, analytická chemie, a pod. Absolvent doktorského studia musí mít hluboké poznatky nejenom ze samotných aplikovaných potravinářských věd, ale musí mít také prohloubené poznatky z těchto teoretických disciplín. Na těchto základech se pak mohou rozvíjet samotné tvořivé přístupy studenta při řešení problematiky doktorské práce včetně postupného zařazování moderních postupů sofistikovaných instrumentálních metod i nanotechnologií. Specifickým požadavkem prací v tomto oboru je časová náročnost, protože student musí hledat souvislosti mezi měřenými parametry v komplikované potravinové matrici a existujícími přírodními zákonitostmi. Studium je proto zaměřeno též na analýzu procesů, reakcí a interakcí probíhajících při skladování potravinové matrice v dlouhém časovém horizontu. Pro verifikaci a správnou interpretaci naměřených hodnot je nevyhnutné tyto časově náročné experimenty vícenásobně opakovat, aby bylo možné učinit definitivní závěry. Z těchto důvodů se jeví jako optimální doba studia ve studijním oboru „Potravinářská chemie“ rozmezí čtyř let. Absolventi DSP najdou uplatnění ve sféře univerzitního i neuniverzitního výzkumu, ve výzkumně vývojové oblasti privátních společností ne jenom v ČR, ale i v EU, ve výrobních podnicích zemědělsko-potravinářského komplexu. Profil absolventa nabízí také uplatnění v rámci státních kontrolních institucí a obchodních organizacích.
Klíčové výsledky učení
Studium a s ním spojený výzkum v doktorském studijním programu oboru jsou orientovány na získání a rozvíjení teoretických vědomostí a experimentálních dovedností v oblastech potravinářské chemie a inženýrských procesů výroby potravin, aplikované analytické a fyzikální chemie, mikrobiologie, biochemie a molekulární biotechnologie. Studium je koncipováno plně v souladu s rozvojem moderních potravinářských věd a potravinářských technologií, jakož i dalších základních a aplikovaných oborů. Hlavní pozornost bude zaměřena zejména na oblasti vztahující se k výrobě, zpracování, skladování a kontrole kvality a zdravotní nezávadnosti potravin, potravinových doplňků, surovin, polotovarů a též potravinářských obalů. Vzhledem k prudkému rozvoji technik molekulární biotechnologie a nanotechnologií bude odpovídající pozornost věnována i využití těchto disciplin při rozvoji nových potravinářských postupů, technologických kroků a biotechnologických procesů. Vědecké poznání bude zaměřeno na kvalitu a bezpečnost potravin, produkci funkčních potravin, rozvoj a vývoj moderních instrumentálních i molekulárně biologických diagnostických metod. Na rozvoji vědeckého poznání se budou podílet i další disciplíny chemického a biotechnologického charakteru, které jsou nezbytnou podmínkou komplexního přístupu a chápáni rozvoje potravinářských věd a jejich aplikací.
Profesní profil absolventů s příklady
Absolventi doktorského studijního programu získají teoretické vědomosti i praktické experimentální dovednosti a zkušenosti nezbytné k samostatnému tvůrčí řešení problematiky v široké oblasti komplexního oboru chemie potravin. Program je orientován jak do oblasti chemické podstaty potravinářských i biotechnologických výrob s ohledem na zabezpečování a rozvoj progresivních technologií, tak také do oblasti kontroly jakosti a zdravotní nezávadnosti produkovaných potravin. Absolventi DSP najdou uplatnění v oblasti univerzitního i neuniverzitního výzkumu, ve výzkumně-vývojové oblasti veřejných i soukromých společnostía institucí nejen v ČR, ale i v EU (např. Evropský úřad pro bezpečnost potravin, Úřad pro zdraví a ochranu spotřebitele při Evropské komisi), a ve výrobních podnicích zemědělsko-potravinářského komplexu národních i nadnárodních potravinářských společností. Profil absolventa nabízí také uplatnění v rámci státních kontrolních institucí a obchodních organizacích. Profil absolventa je formulován tak, aby byl srovnatelný se studiem podobného charakteru na tuzemských i zahraničních univerzitách i s nároky evropského výzkumného prostoru.
Vstupní požadavky
Podmínkou přijetí ke studiu je řádné ukončení magisterského studijního programu chemického nebo příbuzného oboru. Základními předpoklady k přijetí jsou: zájem a schopnosti k vědecké práci, motivace (vyjádřená v motivačním dopise), znalost anglického jazyka a velmi dobré studijní výsledky dosažené v magisterském studijním programu (průměr známek ze všech složených zkoušek zpravidla nepřevýší 2,0). Kladně je hodnocena předchozí vědecká aktivita (publikační a jiné výstupy odborné práce, účast na studentské konferenci apod.). Student se přihlásí na téma navržené školitelem oboru před přijímacím řízením. Pokud se na jedno téma přihlásí více uchazečů, může školitel modifikovat dílčí témata nebo nabídnout uchazeči jiné téma (jiného školitele). Vstupní požadavky a podmínky pro přijetí včetně počtu přijímaných studentů jsou podrobně specifikovány v relevantní směrnici děkana, která je každoročně aktualizována. Směrnice je dostupná na webových stránkách fakulty v sekci Vnitřní předpisy.
Garant
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.
Vypsaná témata doktorského studijního programu
Práce bude zaměřena biotechnologickou produkci polyhydroxyalkanoátů a dalších biopolymerů s využitím ekonomicky rentabilních vstupních surovin, především odpadních a vedlejších produktů potravinářských výrob. Pozornost bude také věnována jejich isolaci s ohledem na další možné aplikace. U polyhydroxyalkanoátů bude ověřena možnost jejich chemické a/nebo enzymatické hydrolýzy, bude provedena charakterizace hydrolytických produktů a otestován aplikační potenciál připravených monomerů případně oligomerů.
Školitel: Obruča Stanislav, prof. Ing., Ph.D.
Hlavním cílem práce bude využití odpadů z pěstování černého bezu, především pak větví z jarního řezu v sadech. Tyto větve obsahují vysoké množství rutinu a dalších fenolických látek, které mají příznivý vliv na lidské zdraví a vysoký potenciál pro využití v potravinářském, farmaceutickém a kosmetickém průmyslu. Pro získání těchto látek z odpadního materiálu je nutné optimalizovat extrakční postup. Získané látky je potřeba upravit do formy komerčně využitelného výrobku. K analýze rutinu a polyfenolických látek bude využito techniky HPLC. Dále bude řešena možnost využití různých druhů odpadů pro adsorpci kovů z vodných roztoků.
Školitel: Diviš Pavel, doc. Ing., Ph.D.
Tato práce se bude věnovat vývoji, zavedení a optimalizaci metod umožňujících identifikaci a isolaci PHA produkujících bakterií ze směsných bakteriálních konsorcií. Cílem bude jednak posoudit jak je schopnost akumulace PHA obvyklá v různých mikrobiálních konsorciích a to i u bakterií použivaných v potravinářském průmyslu. Zároveň bude možné otestovat PHA produkující izoláty jako potenciální biotechnologické producenty PHA.
Cílem práce bude vyhledávat a ověřovat nové aplikace sloučenin lanthanoidů s využitím mikroorganismů používaných v potravinářství se zaměřením na bakterie mléčného kvašení. Lanthanoidy mají unikátní spektrální vlastnosti a z tohoto důvodu jsou využívány jako luminiscenční značky. Lanthanoidy se rovněž váží na specifické sekvence nukleových kyselin. Za určitých experimentálních podmínek lanthanoidy a jejich komplexy nespecificky štěpí nukleové kyseliny. Této vlastnosti může být využito jak v molekulární diagnostice bakterií, tak při testování biokompatibility částic obsahující lanthanoidy.
Školitel: Rittich Bohuslav, doc. Ing., CSc.
Některé bakterie jsou schopny akumulovat významné množství polyhydroxyalkanoátů, které jim primárně slouží jako zásobní molekuly. Nicméně schopnost akumulace těchto polymerů ve formě intracelulárních granulí významně mění fyzikální a metabolické vlastnosti buněk, což má významný vliv například na stresovou odolnost bakterií. Tato práce bude zaměřena na charakterizaci a porovnání bakteriálních buněk schopných/neschopných akumulace PHA a to jak pomocí biochemických tak biofyzikálních metod.
Mikrořasy patří k významným producentům řady nutričně i fyziologicky významných aktivních látek (proteiny, nenasycené mastné kyseliny a lipidy, vitaminy, antioxidanty, chlorofyly atd.) a obohacené biomasy. Cílem práce je optimalizace podmínek kultivace vybraných druhů mikrořas (sladkovodních i mořských) za účelem co nejvyšší produkce biomasy i metabolitů. K tomu budou využívány různě konstruované fotobioreaktory s možností řízení podmínek kultivace. K regulované (nad)produkci buněk i vybraných metabolitů budou využity exogenní stresové faktory. Součástí práce bude i charakterizace metabolické aktivity a produkovaných látek a optimalizace procesů zpracování biomasy a izolace některých metabolitů. Produkční kmeny i metabolity budou charakterizovány pomocí pokročilých flourescenčních a instrumentálních technik. Téma bude řešeno ve spolupráci s průmyslovým partnerem.
Školitel: Márová Ivana, prof. RNDr., CSc.
Zaměřením práce bude produkce nebo izolace vybraných přírodních biopolymerů zejména na bázi liposomů, PHA, kolagenu a polysacharidů. Tyto materiály budou využity k přípravě kombinovaných preparátů obsahujících přírodní aktivní složky ve formě nanočástic nebo nanovláken. Hlavním zaměřením práce je příprava preparátů pro využití v potravinářství kosmetice. V potravinářství se bude jednat o stabilizaci a prodloužení trvanlivosti labilních složek (vitaminy, probiotika, antioxidanty), v kosmetice budou testovány přírodní látky s antimikrobiálním účinkem a přírodní UV filtry. Součástí práce bude testování biodegradability a biokompatibility, genotoxických, cytotoxických a dalších biologických účinků jak materiálů, tak částic a vláken s aktivní složkou (v souladu s aktuální legislativou doporučenou EFSA).
Mikrobiální lipidy jsou v současné době předmětem intenzivního zájmu s ohledem na širokou možnost jejich využití ve výživě i v biotechnologiích. Předmětem disertační práce bude studium možnosti využití lipidotvorných kvasinek k produkci lipidů, případně dalších lipidických metabolitů ve spojení se zhodnocením odpadních substrátů pocházejících především ze zemědělství a potravinářského průmyslu. Součástí práce bude optimalizace technologických parametrů a návrh inovačních fermentačních strategií, dále bude řešen i down-stream proces a jeho optimalizace. Kultivace budou prováděny za řízených podmínek v bioreaktorech, biotechnologický proces bude monitorován s využitím moderních technik jako je průtoková cytometrie, FCS, kapalinová a plynová chromatografie, elektroforetické metody aj. Produkční charakteristiky kvasinek a kvalita obohacené biomasy budou srovnány s vybranými druhy mikrořas produkujících analogické metabolity za účelem posouzení technologické využitelnosti.
Potravinářský průmysl a zemědělství generují významné množství vedlejších a odpadních produktů. Cílem této práce bude zvážit a ověřit možné strategie jejich úpravy a následné konverze na hodnotné produkty pomocí mikrobiálních biotechnologií. Pozornost bude zaměřena především na biopolymery mikrobiálního původu, jako jsou například pullulan a další polysacharidy, polyester kyseliny jablečné anebo polymer glutamové kyseliny.
Pro genetickou analýzu potravin se využívají metody založené na amplifikaci DNA. Prvním cílem této práce bude testování různě funkcionalizovaných magnetických nosičů pro mikroizolaci DNA z potravin, včetně technologicky zpracovaných potravin, v kvalitě vhodné pro PCR. Produkty PCR budou dále analyzovány pomocí křivky tání amplikonů (metoda HRMA) s cílem identifikovat druhy. Pro amplifikaci budou vyhledávány sekvence s dostatečnou variabilitou, které je umožní rozlišit.
Školitel: Španová Alena, doc. RNDr., CSc.
Výroba sýrů je složitý technologický proces, který je ovlivněn řadou faktorů od jakosti suroviny až po způsob skladování. Velmi důležitou fází výroby přírodních sýrů je jejich zrání, jehož podmínky se u různých druhů sýra liší a při kterém sýr získává své charakteristické aroma. V průběhu zrání probíhá komplex fyzikálních, chemických, biochemických a mikrobiologických procesů, jejichž povaha a rozsah závisí na druhu sýra. Výsledkem je vznik charakteristické chuti, vůně, ale také vzhledu, barvy, struktury a konzistence sýra. Povaha aroma sýra je kvalitativně i kvantitativně podmíněna přítomností tzv. senzoricky aktivních látek. Pro možnost řízení výsledného aroma sýra, je nutné mít přesně zmapovány koncentrace senzoricky aktivních látek v jednotlivých stádiích zrání. Přestože byla v této oblasti publikována už řada prací, procesy během výroby stále nelze zcela exaktně definovat, kvantifikovat a regulovat. Navíc, většina prací se zaměřuje na sýry typu čedar, sýry švýcarského typu, parmazány, mozzarelly a sýry zrající v solném nálevu; informace o sýrech holandského typu se v literatuře příliš nevyskytují. Cílem této disertační práce je aplikace vybraných fyzikálně-chemických a analytických metod a sledování organoleptických vlastností k posouzení změn vybraných parametrů ovlivňujících senzorickou kvalitu modelových sýrů holandského typu v závislosti na způsobu tepelného ošetření mléka, typu použité mikrobiální kultury a podmínkách (teplotě a době) zrání. Základními analytickými technikami bude SPME a následná GC/FID, resp. GC/MS. Výsledky budou doplněny senzorickou profilovou analýzou.
Školitel: Buňka František, prof. Ing., Ph.D.