Detail oboru

Potravinářská chemie

FCHZkratka: DPCO_CHTPAk. rok: 2019/2020

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. Biotechnologická produkce polyhydroxyalkanoátů pomocí extremofilních bakterií a cyanobakterií

    Polyhydroxyalkanotáty (PHA) jsou mikrobiální polyestery, které akumuluje celá řada prokaryotických mikroorganismů. V rámci této disertační práce bude pozornost věnována především produkci PHA s využitím extremofilních bakterií a cyanobakterií. Oba produkční systémy nabízejí řadu výhod. U extremofilních bakterií je to především rezistence vůči kontaminaci a možnost využití odpadních produktů potravinářského průmyslu jako substrátu, cyanobakterie jsou naopak schopny pro produkci využívat CO2. V rámci práce bude pozornost věnována nejen biotechnologické produkci PHA pomocí vybraných přirozených producentů, ale také studiu fyziologické, biologické a ekologické role PHA pro jednotlivé mikroorganismy a to s využitím pokročilých analytických, biofyzikálních a molekulárních metod.

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

  2. Biotechnologická produkce polyhydroxyalkanoátů pomocí extremofilních bakterií a cyanobakterií

    Polyhydroxyalkanotáty (PHA) jsou mikrobiální polyestery, které akumuluje celá řada prokaryotických mikroorganismů. V rámci této disertační práce bude pozornost věnována především produkci PHA s využitím extremofilních bakterií a cyanobakterií. Oba produkční systémy nabízejí řadu výhod. U extremofilních bakterií je to především rezistence vůči kontaminaci a možnost využití odpadních produktů potravinářského průmyslu jako substrátu, cyanobakterie jsou naopak schopny pro produkci využívat CO2. V rámci práce bude pozornost věnována nejen biotechnologické produkci PHA pomocí vybraných přirozených producentů, ale také studiu fyziologické, biologické a ekologické role PHA pro jednotlivé mikroorganismy a to s využitím pokročilých analytických, biofyzikálních a molekulárních metod.

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

  3. Biotechnologická příprava proteinů důležitých v potravinářství a medicíně

    Proteiny patří mezi základní biopolymery a jsou spolu s nukleovými kyselinami základními strukturními a funkčními molekulami všech živých organismů. Bílkoviny plní v organismu funkce stavební, transportní, katalytické, ochranné atd. Z hlediska funkce jsou zásadní zejména enzymy a transkripční faktory. 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. Vlastnosti proteinů důležitých v potravinářství a medicíně 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.

  4. Studium fenolických a hemicelulózových látek získaných enzymatickou hydrolýzou potravinářských odpadů.

    Potravinový odpad na bázi lignocelulózy obsahuje fenolové, hemicelulózové a celulózové složky. Je známo, že celulóza a hemicelulózy mohou být přeměněny na redukujícíí cukry chemickou nebo enzymatickou hydrolýzou. Získané redukující cukry mohou být použity pro fermentační produkci různých látek, například etanolu nebo polyhydroxyalkanoátů. Problémem je ale fakt, že během hydrolýzy se také uvolňují fenolické látky, které jsou často toxické pro mikroorganismy používané pro fermentační procesy. Dizertační práce se zaměřuje na využití enzymatické hydrolýzy lignocelulózového potravinářského odpadu s cílem valorizace všech výše uvedených látek. V rámci této práce budou laboratorně produkovány a testovány různé typy enzymů. Důležitým bodem práce bude navržení efektivní metody separace fenolických látek od hemicelulózových a celulózových složek s cílem zabránit výraznému poklesu koncentrace redukujících cukrů. Předpokladem je, že složení potravního odpadu ovlivní úspešnost separace. Dalším cílem této práce je vyhodnocení antioxidačního a antimikrobiálního účinku izolovaných fenolických látek.

    Školitel: Kovalčík Adriána, doc. Ing., Ph.D.

  5. Vliv přídavku rostlinných olejů na senzorickou kvalitu sýrových analogů

    Sýrové analogy jsou definovány jako produkty, u nichž jsou mléčná bílkovina a/nebo tuk částečně nebo zcela nahrazeny nemléčnou surovinou, zejména rostlinného původu. Výhodou je samozřejmě nižší cena, navíc mohou nabízet řadu pozitivních nutričních aspektů: vyšší podíl nenasycených mastných kyselin, nižší nebo žádný obsah cholesterolu, snížený obsah bílkovin/fenylalaninu, redukované množství nasycených tuků a sodíku, nižší energetická hodnota, bezlaktosové, obohacené vitaminy aj.; na druhou stranu nemléčné suroviny mohou negativně ovlivnit senzorické vlastnosti výrobku. Na trhu je v současné době dostupný už poměrně široký sortiment různých produktů, problémem je dosud nedostatečná legislativa. Hlavním cílem disertační práce bude posoudit vliv složení na senzorickou kvalitu vzorků sýrových analogů. V rámci práce budou optimalizovány a validovány metody vhodné pro stanovení aromatických (HS-SPME-GC-MS) a chuťových (soli, dusíkaté látky) (HPLC) látek v analozích. Tyto metody budou aplikovány na široké spektrum vzorků sýrových analogů dostupných v tržní síti, následně budou vyrobeny modelové vzorky analogů s přídavkem různých tuků/olejů; bude posuzován vliv vonných/chuťových látek na senzorickou kvalitu/chutnost vzorků s použitím deskriptivních senzorických metod.

    Školitel: Vítová Eva, doc. Ing., Ph.D.

  6. Využití mikroorganismů k biotechnologické produkci vybraných složek potravin

    Předmětem disertační práce bude studium možností využití vybraných druhů kvasinek a hub k ekonomicky efektivní produkci obohacené biomasy a vybraných metabolitů vhodných do krmiv, potravin a potravinových doplňků. Mikroorganismy budou využity k produkci biomasy s vysokým obsahem nenasycených MK, provitaminů a dalších metabolitů a současně k produkci extracelulárních enzymů, pomocí nichž jsou schopny odbourávat široké spektrum odpadních substrátů ze zemědělství a potravinářského průmyslu. U uvedených organismů pak využit externí stres i vhodné substráty k indukci enzymů. Součástí práce bude optimalizace technologických parametrů a návrh inovačních fermentačních strategií a rovněž optimalizace izolačního postupu pro jednotlivé metabolity. Detailně bude studována produkce a molekulární charakterizace enzymů, včetně mechanismů indukce. Produkční charakteristiky kvasinek a kvalita obohacené biomasy budou srovnány s vybranými druhy mikrořas schopných autotrofního růstu. U získaných produktů bude testována bezpečnost a biologická aktivita pomocí buněčných kultur.

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

  7. Využití mikroorganismů k biotechnologické produkci vybraných složek potravin

    Předmětem disertační práce bude studium možností využití vybraných druhů kvasinek a hub k ekonomicky efektivní produkci obohacené biomasy a vybraných metabolitů vhodných do krmiv, potravin a potravinových doplňků. Mikroorganismy budou využity k produkci biomasy s vysokým obsahem nenasycených MK, provitaminů a dalších metabolitů a současně k produkci extracelulárních enzymů, pomocí nichž jsou schopny odbourávat široké spektrum odpadních substrátů ze zemědělství a potravinářského průmyslu. U uvedených organismů pak využit externí stres i vhodné substráty k indukci enzymů. Součástí práce bude optimalizace technologických parametrů a návrh inovačních fermentačních strategií a rovněž optimalizace izolačního postupu pro jednotlivé metabolity. Detailně bude studována produkce a molekulární charakterizace enzymů, včetně mechanismů indukce. Produkční charakteristiky kvasinek a kvalita obohacené biomasy budou srovnány s vybranými druhy mikrořas schopných autotrofního růstu. U získaných produktů bude testována bezpečnost a biologická aktivita pomocí buněčných kultur.

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

  8. Využití odpadních lignocelulozových materiálů z potravinářského průmyslu

    V rámci doktorského studia bude převážně řešena problematika zpracování odpadního materiálu z mlynářského průmyslu za využití různých fyzikálně-chemických postupů. Budou navrženy technologie pro získávání látek z odpadních materiálů vhodných pro další zpracování v potravinářském nebo farmaceutickém průmyslu či v zemědělství. Dále bude řešen postup zpracování sekundárních produktů vzniklých v navržených technologiích.

    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