Detail oboru

Potravinářská chemie

FCHZkratka: DPCO_CHTPAk. rok: 2018/2019

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

Vypsaná témata doktorského studijního programu

  1. Evoluční a genové inženýrství bakteriálních producentů polyhydroxyalkanoátů

    V rámci práce budou polyhydroxyalkanoáty (PHA) produkující bakteriální kmeny s využitím postupů evolučního inženýrství adaptovány na stresové podmínky, které jsou typické pro reálné biotechnologické procesy využívající jako substráty odpadní a vedlejší produkty potravinářských výrob. U získaných adaptovaných kultur bude jednak ověřen jejich biotechnologický potenciál pro produkci PHA, ale také bude provedena jejich podrobná charakterizace za účelem identifikace adaptačního mechanismu a případně pak souvislosti mezi adaptací na stresové podmínky a metabolismem PHA. U vybraných producentů PHA budou dále využity nástroje genetického inženýrství tak, aby bylo možné navýšit produkci PHA, modifikovat a řídit složení a vlastnosti polymeru a také využívat vybrané odpadní potravinářské substráty.

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

  2. Optimalizace přípravy a purifikace biotechnologicky významných proteinů

    Proteiny jsou spolu s nukleovými kyselinami základními strukturními a funkčními molekulami všech živých organismů. 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 medicínských aplikacích. Předpokládá se spolupráce se zahraničním pracovištěm.

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

  3. Produkce, charakterizace a aplikace biosurfaktantů

    Práce bude zaměřena na biotechnologickou výrobu vybraných biosurfaktantů s využitím ekonomicky zajímavých vstupních surovin. K produkci budou využívány jednak čisté sbírkové kultury, u kterých je schopnost produkce biosurfaktantů popsána, ale také bude provedena isolace a screening produkce biosurfaktantů u isolátů pocházejících ze zajímavých mikrobiálních konsorcií. Dalším důležitým cílem práce bude podrobně charakterizovat produkty ve smyslu jejich chemické povahy a struktury, ale také co do základních fyzikálně-chemických a biologických vlastností a to s o hledem na jejich následné využití a aplikaci v oblasti kosmetiky, péče o zdraví a především potravinářství.

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

  4. Produkce, charakterizace a aplikace biosurfaktantů

    Práce bude zaměřena na biotechnologickou výrobu vybraných biosurfaktantů s využitím ekonomicky zajímavých vstupních surovin. K produkci budou využívány jednak čisté sbírkové kultury, u kterých je schopnost produkce biosurfaktantů popsána, ale také bude provedena isolace a screening produkce biosurfaktantů u isolátů pocházejících ze zajímavých mikrobiálních konsorcií. Dalším důležitým cílem práce bude podrobně charakterizovat produkty ve smyslu jejich chemické povahy a struktury, ale také co do základních fyzikálně-chemických a biologických vlastností a to s o hledem na jejich následné využití a aplikaci v oblasti kosmetiky, péče o zdraví a především potravinářství.

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

  5. Produkce, charakterizace a aplikace biosurfaktantů

    Práce bude zaměřena na biotechnologickou výrobu vybraných biosurfaktantů s využitím ekonomicky zajímavých vstupních surovin. K produkci budou využívány jednak čisté sbírkové kultury, u kterých je schopnost produkce biosurfaktantů popsána, ale také bude provedena isolace a screening produkce biosurfaktantů u isolátů pocházejících ze zajímavých mikrobiálních konsorcií. Dalším důležitým cílem práce bude podrobně charakterizovat produkty ve smyslu jejich chemické povahy a struktury, ale také co do základních fyzikálně-chemických a biologických vlastností a to s o hledem na jejich následné využití a aplikaci v oblasti kosmetiky, péče o zdraví a především potravinářství.

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

  6. Příprava a charakterizace komplexních přírodních extraktů pro využití v potravinářství a kosmetice

    Zaměřením práce je příprava a charakterizace přírodních extraktů různého původu – rostlinných, živočišných i mikrobiálních. Cílem je posoudit komplexní účinek těchto extraktů (antioxidační, antimikrobiální, antimutagenní, cytostatický) a možnosti aplikace do vhodných potravinářských a kosmetických produktů. Extrakty budou stabilizovány enkapsulací do různých typů organických mikro- a nanočástic a vláken. Charakterizace aplikačních forem bude provedena pomocí fluorescenční mikroskopie, elektronové mikroskopie, chromatografických a rozptylových technik. Součástí práce je kromě vývoje metod analýzy složení extraktů (LC/MS, GC/MS, FTIR, MALDI) také testování biologických účinků a bezpečnosti v souladu s aktuální legislativou doporučenou EFSA. Dlouhodobá stabilita extraktů bude sledována v modelových i v reálných potravinách a rovněž v modelových fyziologických podmínkách, v buněčných kulturách i v kontaktu s lidským organismem.

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

  7. Příprava a charakterizace komplexních přírodních extraktů pro využití v potravinářství a kosmetice

    Zaměřením práce je příprava a charakterizace přírodních extraktů různého původu – rostlinných, živočišných i mikrobiálních. Cílem je posoudit komplexní účinek těchto extraktů (antioxidační, antimikrobiální, antimutagenní, cytostatický) a možnosti aplikace do vhodných potravinářských a kosmetických produktů. Extrakty budou stabilizovány enkapsulací do různých typů organických mikro- a nanočástic a vláken. Charakterizace aplikačních forem bude provedena pomocí fluorescenční mikroskopie, elektronové mikroskopie, chromatografických a rozptylových technik. Součástí práce je kromě vývoje metod analýzy složení extraktů (LC/MS, GC/MS, FTIR, MALDI) také testování biologických účinků a bezpečnosti v souladu s aktuální legislativou doporučenou EFSA. Dlouhodobá stabilita extraktů bude sledována v modelových i v reálných potravinách a rovněž v modelových fyziologických podmínkách, v buněčných kulturách i v kontaktu s lidským organismem.

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

  8. Příprava a charakterizace komplexních přírodních extraktů pro využití v potravinářství a kosmetice

    Zaměřením práce je příprava a charakterizace přírodních extraktů různého původu – rostlinných, živočišných i mikrobiálních. Cílem je posoudit komplexní účinek těchto extraktů (antioxidační, antimikrobiální, antimutagenní, cytostatický) a možnosti aplikace do vhodných potravinářských a kosmetických produktů. Extrakty budou stabilizovány enkapsulací do různých typů organických mikro- a nanočástic a vláken. Charakterizace aplikačních forem bude provedena pomocí fluorescenční mikroskopie, elektronové mikroskopie, chromatografických a rozptylových technik. Součástí práce je kromě vývoje metod analýzy složení extraktů (LC/MS, GC/MS, FTIR, MALDI) také testování biologických účinků a bezpečnosti v souladu s aktuální legislativou doporučenou EFSA. Dlouhodobá stabilita extraktů bude sledována v modelových i v reálných potravinách a rovněž v modelových fyziologických podmínkách, v buněčných kulturách i v kontaktu s lidským organismem.

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

  9. Vliv potravinových doplňku a aditiv na buněčné linie

    V poslední době roste obliba potravinových doplňků a také používaní různých aditivních látek, které jsou důležité pro technologii zpracování potravin a mají také zlepšovat chuťové či skladovací parametry potravin. Často se používají jednak vitamínové přípravky a různé přírodní extrakty a také látky s antibakteriálními a antifungálními vlastnostmi. Cílem této práce je charakterizovat vliv těchto látek na různé prokaryotické a eukaryotické buněčné linie a sledovat jejich viabilitu a změny exprese regulačních proteinů po působení těchto látek zejména pomocí molekulárně biologických metod, například, analýzy proteinů, RT-PCR a mikroskopických technik. 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.

  10. Využití kapilární elektroforézy v analýze suchých krevních skvrn

    Krevní vzorky jsou standardně analyzovány ve formě plazmy nebo séra. V mnoha aplikacích se nově stále častěji uplatňují také suché krevní skvrny (DBS). V rámci navrhované disertační práce budou DBS analyzovány kapilární elektroforézou (CE), která byla v minulosti při řešení DBS problematiky využívána velmi zřídka. CE nicméně nabízí mnohé výhody, dané vývojem této techniky v poslední době, a kterými standardní analytické metody nedisponují. Využití CE, přímé spojení CE s mikroextrakčními technikami a simultánní CE stanovení analytů a vybraných matričních komponent může vést k minimalizaci/eliminaci nedávno identifikovaných nedostatků při analýze DBS. Cílem disertační práce bude vývoj nových CE metod pro analýzu DBS. Disertační práce bude zaměřena na účinnou eliminaci negativních vlivů vznikajících v důsledku vzorkování a extrakce DBS, na vývoj metodiky pro přímé dávkování z DBS a také na analýzu relevantních analytů v DBS. Těmi mohou být například markery metabolických poruch, z nichž některé mohou souviset přímo s výživou nebo naopak poukazovat na nutnost úpravy výživy pro kompenzaci těchto poruch. Analýza DBS metodou CE se tak může stát účinným nástrojem v potravinářsko-biomedicínském odvětví.

    Školitel: Kubáň Pavel, RNDr., Ph.D., DSc.

  11. Vývoj techniky difúzního gradientu v tenkém filmu pro analýzu nápojů

    Technika DGT je jednoduchá prekoncentrační technika, díky které lze in situ stanovit velmi nízké koncentrace analytů a zároveň získat informace o chemické formě sledovaného analytu ve vzorku. Ačkoliv technika DGT byla vyvinuta především pro aplikaci v matricích životního prostředí , na ústavu CHPBT se intenzivně snažíme aplikovat tuto techniku v analýze potravin. Velice zajímavou matricí, kde by technika DGT mohla najít své uplatnění je např. víno nebo mléko. Doktorand bude mít za úkol prozkoumat možnosti využití této techniky v těchto komplikovaných matricích.

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

  12. Vývoj techniky difúzního gradientu v tenkém filmu pro analýzu nápojů

    Technika DGT je jednoduchá prekoncentrační technika, díky které lze in situ stanovit velmi nízké koncentrace analytů a zároveň získat informace o chemické formě sledovaného analytu ve vzorku. Ačkoliv technika DGT byla vyvinuta především pro aplikaci v matricích životního prostředí , na ústavu CHPBT se intenzivně snažíme aplikovat tuto techniku v analýze potravin. Velice zajímavou matricí, kde by technika DGT mohla najít své uplatnění je např. víno nebo mléko. Doktorand bude mít za úkol prozkoumat možnosti využití této techniky v těchto komplikovaných matricích.

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

  13. Vývoj techniky difúzního gradientu v tenkém filmu pro analýzu nápojů

    Technika DGT je jednoduchá prekoncentrační technika, díky které lze in situ stanovit velmi nízké koncentrace analytů a zároveň získat informace o chemické formě sledovaného analytu ve vzorku. Ačkoliv technika DGT byla vyvinuta především pro aplikaci v matricích životního prostředí , na ústavu CHPBT se intenzivně snažíme aplikovat tuto techniku v analýze potravin. Velice zajímavou matricí, kde by technika DGT mohla najít své uplatnění je např. víno nebo mléko. Doktorand bude mít za úkol prozkoumat možnosti využití této techniky v těchto komplikovaných matricích.

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


Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

1. ročník, celoroční semestr
ZkratkaNázevJ.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
Všechny skupiny volitelných předmětů
Sk. Min. předmětů Předměty
1 1 DCO_ANP, DCO_BIP, DCO_KCHP, DCO_MET, DCO_MPV, DCO_MOB, DCO_OCH, DCO_SPZ, DCO_PM, DCO_PI, DCO_POT