detail oboru

Potravinářská chemie

FCHZkratka: DPCO_CHTPAk. rok: 2017/2018Zaměření: -

Program: Chemie a technologie potravin

Délka studia: 4 roky

Akreditace od: 16.10.2007Akreditace do: 31.5.2020

Profil oboru

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 programu

Vypsaná témata doktorského studijního programu

  1. Biologické účinky a možností využití látek izolovaných z jedinců řádu Isoptera

    Příroda vždy byla a zůstává nejdůležitějším zdrojem nových, neočekávaných chemických struktur a není proto překvapivé, že i dnes je většina používaných antibiotických látek odvozena od látek přírodních. Termiti tvoří ve svých sekrečních orgánech látky k obraně proti kompetitorům, predátorům, parazitům a patogenům; doposud bylo u této skupiny společenského hmyzu popsáno několik stovek obranných chemikálií, z nichž mnoho bylo pro vědu nových. V poslední době přibývají důkazy o antibakteriálních a antifungálních vlastnostech těchto obranných látek, které mohou najít široké využití v potravinářském průmyslu. Cílem této práce je charakterizovat mechanismus účinku přírodních látek u vybraných druhů termitů z tropického deštného lesa Francouzské Guyany a jejich potenciál při výrobě a skladování potravin. Je vyžadována aktivní účast studenta na plánování a realizaci experimentů s pravidelnou docházkou do laboratoře. Student se bude podílet na projektech řešených na pracovišti školitele.

    Školitel: Brázda Václav, doc. Mgr., Ph.D.

  2. Optimalizace a kultivace probiotických bakterií na nosičích s cílem tvorby biofilmu

    Cílem práce je vývoj a charakterizace biofilmových probiotických kultur, stanovení probiotických vlastností biofilmových probiotických společenstev a jejich porovnání s planktonními formami. V rámci práce se řešitel zaměří charakterizaci biofilmu monokultur i vícekmenových probiotických společenstev, optimalizaci fermentační kultivace s následnou stabilizaci biofilmu pro potravinářské, hygienické a kosmetické aplikace. Téma zahrnuje selekci vhodných probiotických kmenů pro tvorbu biofilmu. Vyhledávání vhodných nosných substrátů. Optimalizace kultivace probiotik na nosičích ve formě biofilmu. Charakterizace biofilmových probiotických kultur s cílem optimalizovat jejich využití v praxi. Nedílnou součástí práce je sledování antimikrobiálního účinku biofilmových probiotik.

    Školitel: Obruča Stanislav, doc. Ing., Ph.D.

  3. Produkce a purifikace proteinů pomocí moderních biotechnologických metod

    Proteiny jsou spolu s nukleovými kyselinami základními strukturními a funkčními molekulami všech živých organismů a také základní složkou svalů. Z hlediska správného fungování buňky hrají klíčovou roli zejména enzymy a transkripční faktory, které umožňují klíčové biologické procesy a udržování buněčné homeostázy. Například proteiny rodiny p53 hrají důležitou roli při regulaci buněčného cyklu a apoptózy. V rámci tohoto tématu budou studovány možnosti produkce a purifikace proteinů pomocí moderních biochemických metod z mikrobiálních systémů včetně využití metod transgenoze a genového inženýrství. Proteiny a jejich vlastnosti budou charakterizovány pomocí biochemických a molekulárně biologických metod. Použité metodické postupy mají široké možnosti využití při analýze surovin, potravin a dalších biologických systémů. Předpokládá se spolupráce se zahraničním pracovištěm.

    Školitel: Brázda Václav, doc. Mgr., Ph.D.

  4. Produkce polyhydroxyalkanoátů v rámci konceptu biorafinerie

    Cílem práce bude studium biotechnologické produkce polyhydroxyalkanoátů s využitím odpadního fritovacího oleje jako substrátu a zasazení procesu do konceptu biorafinerie umožňující efektivní valorizaci tohoto významného odpadu potravinářského průmyslu. Práce bude zahrnovat posouzení kritických charakteristik odpadních olejů na výtěžnost a realizovatelnost procesu, optimalizaci kultivačních podmínek pomocí nástrojů pokročilé matematické statistiky a návrh optimálních kultivačních strategií a postupů. Součástí práce bude také možné využití pokročilých analytických technik pro monitoring procesu a využití kmenů modifikovaných pomocí nástrojů evolučního případně i genetického inženýrství.

    Školitel: Obruča Stanislav, doc. Ing., Ph.D.

  5. Příprava a charakterizace rostlinných extraktů s antimikrobiálním účinkem

    V současné době jsou stále častěji studovány možnosti náhrady antibiotik různými typy přírodních látek zejména rostlinného původu. Práce bude zaměřena na studium antimikrobiálního účinku různých typů rostlinných extraktů (př. z léčivých rostlin, dřevin, koření, čaje apod..). Součástí práce bude vývoj a optimalizace metod analýzy aktivních složek (chromatografie, LC/MS, MALDI, FTIR). Antimikrobiální aktivita bude testována na gram-pozitivních i gram-negativních bakteriích a kvasinkách pomocí kultivačních testů, průtokové cytometrie a fluorescenční mikroskopie. Bezpečnost studovaných extraktů bude ověřena pomocí testů cytotoxicity a genotoxicity. Možnost stabilizace rostlinných extraktů bude testována s využitím enkapsulace do různých typů organických mikro- a nanočástic. Dlouhodobá stabilita částic a množství uvolněných složek bude sledováno v modelových i v reálných potravinách a v modelových fyziologických prostředích pomocí světelné a elektronové mikroskopie, dynamického rozptylu světla a analytické centrifugace.

    Školitel: Márová Ivana, prof. RNDr., CSc.

  6. Purifikace DNA s využitím reverzibilní imobilizace na magnetických nosičích

    Práce bude zaměřena na izolaci a purifikaci DNA z reálných vzorků potravin a potravinových doplňků v kvalitě vhodné pro vzužití v amplifikačních a dalších molekulárně genetických metodách. K tomu budou použity nově syntetizované různě funkcionalizované magnetické nosiče a různé postupy reverzibilní imobilizace DNA na nosiče. Nosiče budou rovněž testovány pro purifikaci fragmentů DNA určených pro sekvencování a pro zakoncentrování DNA.

    Školitel: Španová Alena, doc. RNDr., CSc.

  7. Purifikace DNA s využitím reverzibilní imobilizace na magnetických nosičích

    Práce bude zaměřena na izolaci a purifikaci DNA z reálných vzorků potravin a potravinových doplňků v kvalitě vhodné pro vzužití v amplifikačních a dalších molekulárně genetických metodách. K tomu budou použity nově syntetizované různě funkcionalizované magnetické nosiče a různé postupy reverzibilní imobilizace DNA na nosiče. Nosiče budou rovněž testovány pro purifikaci fragmentů DNA určených pro sekvencování a pro zakoncentrování DNA.

    Školitel: Španová Alena, doc. RNDr., CSc.

  8. Purifikace DNA s využitím reverzibilní imobilizace na magnetických nosičích

    Práce bude zaměřena na izolaci a purifikaci DNA z reálných vzorků potravin a potravinových doplňků v kvalitě vhodné pro vzužití v amplifikačních a dalších molekulárně genetických metodách. K tomu budou použity nově syntetizované různě funkcionalizované magnetické nosiče a různé postupy reverzibilní imobilizace DNA na nosiče. Nosiče budou rovněž testovány pro purifikaci fragmentů DNA určených pro sekvencování a pro zakoncentrování DNA.

    Školitel: Španová Alena, doc. RNDr., CSc.

  9. Purifikace DNA s využitím reverzibilní imobilizace na magnetických nosičích

    Práce bude zaměřena na izolaci a purifikaci DNA z reálných vzorků potravin a potravinových doplňků v kvalitě vhodné pro vzužití v amplifikačních a dalších molekulárně genetických metodách. K tomu budou použity nově syntetizované různě funkcionalizované magnetické nosiče a různé postupy reverzibilní imobilizace DNA na nosiče. Nosiče budou rovněž testovány pro purifikaci fragmentů DNA určených pro sekvencování a pro zakoncentrování DNA.

    Školitel: Španová Alena, doc. RNDr., CSc.

  10. Purifikace DNA s využitím reverzibilní imobilizace na magnetických nosičích

    Práce bude zaměřena na izolaci a purifikaci DNA z reálných vzorků potravin a potravinových doplňků v kvalitě vhodné pro vzužití v amplifikačních a dalších molekulárně genetických metodách. K tomu budou použity nově syntetizované různě funkcionalizované magnetické nosiče a různé postupy reverzibilní imobilizace DNA na nosiče. Nosiče budou rovněž testovány pro purifikaci fragmentů DNA určených pro sekvencování a pro zakoncentrování DNA.

    Školitel: Španová Alena, doc. RNDr., CSc.

  11. Studium autenticity ovoce a výrobků z ovoce pomocí spektroskopických a chromatografických metod

    Cílem práce je charakterizace vybraných odrůd ovoce z hlediska obsahu specifických látek a vývoj metod pro vystopovatelnost původu složek potravin vyrobených z ovoce k odhalování možného falšování potravin

    Školitel: Diviš Pavel, doc. Ing., Ph.D.

  12. Studium autenticity ovoce a výrobků z ovoce pomocí spektroskopických a chromatografických metod

    Cílem práce je charakterizace vybraných odrůd ovoce z hlediska obsahu specifických látek a vývoj metod pro vystopovatelnost původu složek potravin vyrobených z ovoce k odhalování možného falšování potravin

    Školitel: Diviš Pavel, doc. Ing., Ph.D.

  13. Využití komplexních extraktů z kvasinek a mikrořas v potravinářství a kosmetice

    Zaměřením práce je příprava a charakterizace extraktů různého typu izolovaných z vybraných mikroorganismů a řas. Tyto materiály budou využity k přípravě kombinovaných organických mikro- a nanočástic a nanovláken z vybraných přírodních polymerů s enkapsulovanými aktivními složkami. Hlavním zaměřením práce je kromě analýzy složení extraktů testování biologických účinků a bezpečnosti (včetně genotoxických a cytotoxických testů) jak materiálů, tak zejména připravených částic a vláken s enkapsulovanou složkou v souladu s aktuální legislativou doporučenou EFSA. Vlastnosti, rozměry a morfologie částic a vláken budou sledovány pomocí fluorescenční mikroskopie, elektronové mikroskopie, chromatografických a rozptylových technik. Součástí práce je sledování stability a biodegradability polymerů a obsažených aktivních látek v modelových fyziologických podmínkách, v buněčných kulturách i v kontaktu s lidským organismem. Hlavní oblastí aplikací připravených materiálů bude potravinářství (nápoje) a kosmetika. Téma bude řešeno ve spolupráci s průmyslovým partnerem.

    Školitel: Márová Ivana, prof. RNDr., CSc.

  14. Vývoj a testování přírodních složek potravin pro dětskou výživu

    Na výrobky určené pro dětskou výživu jsou kladeny vysoké nároky jak z hlediska kvality a stability, tak i z hlediska obsahu zdraví prospěšných látek. Práce bude zaměřena na vývoj nových typů výrobků určených pro dětskou výživu obohacených o vybrané aktivní složky. V rámci práce budou testovány různé typy přírodních látek – př. extrakty obsahující vitaminy, provitaminy a antioxidatny, beta-glukany, dále probiotika a prebiotika (včetně směsí) a možnosti jejich zpracování do potravin s maximálním uchováním jejich aktivity. Pozornost bude věnována vývoji a optimalizaci metod k posouzení biologického účinku (př. využití buněčných kultur a testů antioxidační aktivity a antimutagenity), dále vývoji metod ke stanovení obsahu aktivních složek a charakterizaci vztahu složení a účinků studovaných přírodních látek. Budou vyvíjeny postupy vedoucí ke stabilizaci aktivních látek ve finálních produktech, zejména enkapsulační techniky. Stabilita přírodních preparátů bude testována v prostředí modelových i reálných potravin.

    Školitel: Márová Ivana, prof. RNDr., CSc.

  15. Vývoj nových modifikovaných super-absorpčních směsí

    Vývoj modifikovaných super-absorpčních směsí pro výrobu dámské intimní hygieny, dětských plenek, inkontinenčních pomůcek a náplastí s cílem omezit mikrobiální zátěž těchto pomůcek. Řešitel se zaměří na vyhledávání vhodných substrátů s antimikrobiálním efektem, jejich úpravu, charakterizaci a následné sledování a popis účinků ve vztahu k desodoračnímu a antimikrobiálnímu účinku ve finálním produktu. V rámci práce se řešitel zaměří využití substancí používaných v potravinářském, kosmetickém a farmaceutickém průmyslu, a to zejména kyseliny mléčné a generátorů peroxidu vodíku. Zvláštní pozornost bude věnována enkapsulačním a obdukčním metodám s cílem řídit a modifikovat intenzitu účinku aktivních substancí v čase.

    Školitel: Obruča Stanislav, doc. Ing., Ph.D.


Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

1. ročník, celoroční semestr
KódNázevJ.Kr.Sem.Pov.Uk.Sk.Ot.
DCO_PCHBPotravinářská chemie a biochemiecs0celoročníPovinnýdrzkano
DCO_ANPAnalýza potravincs0celoročníPovinně volitelnýdrzk1ano
DCO_BIPBioinženýrství pro potravinářecs0celoročníPovinně volitelnýdrzk1ano
DCO_KCHPKoloidní chemie pro potravinářecs0celoročníPovinně volitelnýdrzk1ano
DCO_METMetrologie a zpracování experimentálních datcs0celoročníPovinně volitelnýdrzk1ano
DCO_MPVModerní postupy valorizace potravinářských odpadůcs0celoročníPovinně volitelnýdrzk1ano
DCO_MOBPokročilá molekulární biotechnologiecs0celoročníPovinně volitelnýdrzk1ano
DCO_OCHPokročilá organická chemiecs0celoročníPovinně volitelnýdrzk1ano
DCO_SPZPokročilé bioanalytické metodycs0celoročníPovinně volitelnýdrzk1ano
DCO_PMPotravinářská mikrobiologiecs0celoročníPovinně volitelnýdrzk1ano
DCO_PIPotravinářské inženýrstvícs0celoročníPovinně volitelnýdrzk1ano
DCO_POTSpecializované potravinářské technologiecs0celoročníPovinně volitelnýdrzk1ano