Prezenční studium

4 roky

prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.

Předseda :
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.
Člen interní :
prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D.
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D.
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D.
prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D.
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D.
Člen externí :
prof. RNDr. Jiří Doškař, CSc.
prof. Ing. Jana Hajšlová, CSc.
Ing. Martin Polovka, Ph.D.
prof. Ing. Milan Čertík, Ph.D.
prof. Ing. František Buňka, Ph.D.

Hlavním cílem studia je výchova vysoce vzdělaných odborníků v oboru potravinářské chemie, určených pro samostatnou tvůrčí, vědeckou a výzkumnou činnost. Cílem potravinářské chemie jako vědního oboru je poskytovat komplexní chemické,inženýrské a biochemické principy složení, zpracování, analýzy a nutriční hodnoty potravin a surovin. Student je učen samostatně formulovat vědecký či inženýrský problém, navrhnout hypotézy a postupy k jeho řešení a provést experimentální či teoretické pokusy k jejímu potvrzení. Nedílnou součástí je výcvik schopnosti kritického posouzení publikovaných vědeckých informací a schopnosti vyjadřovat se písemně i slovně v anglickém odborném jazyce. Studijní program je zaměřen na samostatnou tvůrčí činnost v celé oblasti potravinářské chemie, zahrnuje jak teoretickou práci, tak práci experimentální a připravuje absolventy pro vědeckou, výzkumnou a vývojovou činnost, jakož i na aktuální postupy hodnocení kvality a autenticity potravin. Stěžejní oblasti studia budou chemické a inženýrské základy procesů spojených se zpracováním potravinářských surovin, analýzou složení potravin, hygienou, nutričními vlastnostmi i senzorickou analýzou. Ty budou dále rozvíjeny podle volby tématu disertace v oblasti analýzy potravin a surovin, instrumentálních a molekulárních technik pro stanovení autenticity, mikrobiologie a biotechnologie, molekulárních technik a nanobiotechnologií, a to včetně rozvoje postupů zpracování a valorizace potravinářských odpadů. Předměty, aktivity teoretické a laboratorní si budou studenti zapisovat tak, aby splnily požadavky FCH VUT na kvalitu studia a byly vhdným podkladem pro zaměření závěrečných prací. Zaměření doktorských studijních programů poskytuje absolventům získání teoretických poznatků a experimentální erudice v oborech základní a aplikované chemie (potravinářská chemie a biochemie, organická chemie, fyzikální a koloidní chemie, mikrobiologie, molekulární biologie a bioinženýrství). Kvalifikační práce studentů jsou pak orientovány do oblastí, které jsou na fakultě řešeny akademickými a vědecko-výzkumnými pracovníky, a to především s podporou výzkumných projektů. Fakulta disponuje moderním přístrojovým vybavením pořízeným mimo jiné v rámci rozvojových a dotačních projektů (např. projekt OP VaVpI Centrum materiálového výzkumu), jehož využívání je zajištěno klíčovými akademickými pracovníky jednotlivých ústavů. Tímto jsou vytvořeny základní předpoklady pro odbornou činnost doktorandů.

V rámci doktorského programu Potravinářská chemie budou připravováni odborníci s vysokými kompetencemi, kteří se budou schopni podílet na vysoce kvalifikované vědecko-výzkumné činnosti založené na chemických a biochemických principech a postupech, a to zejména na vysokoškolských pracovištích, pracovištích Akademie věd, ve výzkumných ústavech, ale i vprůmyslovém výzkumu a rovněž v kontrolních a státních institucích.. Absolvent je schopen samostatné tvůrčí práce v celém oboru potravinářské chemie. Absolventi se mohou vzhledem k širokému rozsahu výuky y výzkumných směrů výborně uplatnit nejen v přímo oblastech vývoje, výzkumu a hodnocení kvality potravin a surovin, ale v dalších oborech z oblasti výživy, péče o zdraví nebo studia živých systémů pro biotechnologické účely. Hlavním cílem studia je výchova vysoce vzdělaných odborníků v oboru potravinářské chemie, s dostatečnou zahraniční zkušeností, určených pro samostatnou tvůrčí, vědeckou a výzkumnou činnost.
Cílem potravinářské chemie jako vědního oboru je poskytovatkomplexní přístup k výrobě, zpracování, balení, uchováváníé potravin a též k hodnocení jejich kvality,autenticity. nezávadnosti a senzorických vlastností. Student je učen samostatně formulovat problém, navrhnout hypotézy a postupy k jeho řešení a provést experimentální či teoretické pokusy k jejímu potvrzení. Nedílnou součástí je výcvik schopnosti kritického posouzení publikovaných vědeckých informací, schopnosti vyjadřovat se písemně i slovně v anglickém odborném i běžném jazyce, pracovat v mezinárodním týmu. Absolventem oboru je tedy chemický inženýr (doktor) vzdělaný i v celém oboru potravinářských věd a rovněž ve vybraných souvisejících chemických, biotechnologických a bioinženýrských vědách. Takto koncipované vzdělávání obsažené v logickém systémuteoretických a aplikovaných předmětů dává absolventovi možnost uplatnit se v potravinářském a příbuzném chemickém, inženýrském i biotechnologickém vývoji a výzkumu, kde může zastávat funkce specializovaných výzkumných a vývojových pracovníků. Absolventi mohou dále získat pracovní pozice specialistů a řídících pracovníků v potravinářské a odpovídající chemické, biotechnologické i kosmetické a farmaceutické výrobě. Zde mohou zastávat funkce vysoce kvalifikovaných pracovníků a také pozice středního a vyššího managementu a podílet se tak přímo na řízení výroby i doprovodných procesů, jako je např. práce v útvarech kontroly a řízení jakosti, registračních útvarech apod.
Dle Evropského kvalifikačního rámce výstupy studia v doktorském studijním programu Potravinářská chemie odpovídají nejvyšší úrovni – tedy úrovni EQF 8, což charakterizuje absolventy jako špičkově vzdělané jedince v oboru, případně v mezioborové problematice, ovládající specializované a vysoce pokročilé techniky, schopné samostatně řešit problémy, vykazovat autoritu, inovační potenciál a akademickou i odbornou integritu, vyvíjet nové postupy při práci v oboru, při studiu nebo ve výzkumu.

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 společností a 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. Absolvent oboru je vzdělaný v celém oboru potravinářských věd a rovněž ve vybraných souvisejících chemických, biotechnologických a bioinženýrských vědách. Takto koncipované vzdělávání obsažené v logickém systému teoretických a aplikovaných předmětů dává absolventovi možnost uplatnit se v potravinářském a příbuzném chemickém, inženýrském i biotechnologickém vývoji a výzkumu, kde může zastávat funkce specializovaných výzkumných a vývojových pracovníků. Absolventi mohou dále získat pracovní pozice specialistů a řídících pracovníků v potravinářské a odpovídající chemické, biotechnologické i kosmetické a farmaceutické výrobě. Zde mohou zastávat funkce vysoce kvalifikovaných pracovníků a také pozice středního a vyššího managementu a podílet se tak přímo na řízení výroby i doprovodných procesů, jako je např. práce v útvarech kontroly a řízení jakosti, registračních útvarech apod. Potenciálními průmyslovými zaměstnavateli jsou zejména potravinářské, zemědělské a biotechnologické firmy zaměřené na moderní systémy pro aplikace v potravinářské chemii a produkci; z širšího hlediska sem lze zahrnout i velmi příbuzné odvětví kosmetických a farmaceutických firem. Vzhledem k dobrému chemickému základu se absolventi mohou dobře uplatnit i v jiných malotonážních chemických výrobách.

Na začátku studia musí student spolu se školiterlem vypracovat individuální studijní plán a pracovat v souladu s tímto plánem. Dále si student vybere tři předměty (povinný je předmět Potravinářská chemie a biochemie) a složí z nich dílčí zkoušky (formou kolokvia). Student je povinen prezentovat minimálně jednou za studium výsledky své práce v přednášce v anglickém jazyce buď v rámci pravidelných schůzí Oborové rady DSP, nebo v rámci Studentské konference "Chemie je život" , případně na jiné mezinárodní odborné konferenci. Student je dále povinen na základě pokynů školitelů účastnit se workshopů a odborných akcí pořádných oborovou radou příslušného doktorského programu (veřejné přednášky, semináře apod.), účastnit se letních škol, speciálních kurzů, seminářů a konferencí jak v ČR, tak v zahraničí, žádoucí jsou rovněž studijních pobyty na jiném, zpravidla
zahraničním pracovišti, které fakulta intenzivně podporuje. Dále student musí splnit zákonné podmínky - zahraniční stáž v rozsahu minimálně 2 měsíce a výuku v rozsahu 4 semestry, 4 hodiny týdně. Při státní doktorské zkoušce má student prokázat hluboké teoretické vědomosti v oboru disertační práce a získání požadovaných vědomostí a znalostí z oblasti studia, včetně metodologických východisek vědecké práce. Její obsah vychází zejména z tématu doktorského studijního programu a individuálního studijního plánu doktoranda. Součástí státní doktorské zkoušky je diskuse o souvislostech s tématem disertační práce na základě pojednání předloženého doktorandem. Toto pojednání obsahuje zejména kriticky zhodnocený stav poznání v oblasti tématu disertační práce, vymezení předpokládaných cílů disertační práce a charakteristiky zvolených metod řešení. Kromě absolvování všech předmětů a SDZ musí student k obhajobě předložit disertační práci a potvrzení o akceptaci nejméně jedné vědecké publikace do mezinárodního vědeckého časopisu s IF, na jejíž tvorbě má podstatný podíl. V současné době je v platnosti nové znění studijní směrnice, které předpokládá navýšení počtu publikací na dvě impaktované publikace s podstatným podílem studenta.

Pravidla a podmínky vytváření individuálních studijních plánů jsou stanoveny Studijním a zkušebním řádem VUT, čl. 32. Při nástupu do studia je stanoveno obsahové zaměření studia a související tvůrčí činnosti, určeny minimálně tři studijní předměty, které je student povinen absolvovat (povinným předmětem pro všechny studenty je Potravinářská chemie a biochemie), související činnosti (stáže, účast na konferencích) a pedagogická praxe. Zároveň je určen časový plán všech aktivit pro první ročník s výhledem na další roky studia. Individuální studijní plán je každoročně vyhodnocován a aktualizován studentem a školitelem, následně je projednán oborovou radou, která jej schvaluje. Student je povinen prezentovat minimálně jednou za studium výsledky své práce v rámci pravidelných schůzí Oborové rady DSP, kde je posouzeno plnění plánu a doporučeno pokračovat ve studiu. Student je dále povinen na základě pokynů školitelů účastnit se workshopů a odborných akcí pořádných oborovou radou příslušného doktorského programu (veřejné přednášky, semináře apod.), účastnit se letních škol, speciálních kurzů, seminářů a konferencí jak v ČR, tak v zahraničí. Do studijního plánu je zakomponována i zahraniční stáž tematicky zaměřená na problematiku DSP v rozsahu minimálně 2 měsíce a výuka. Obsah státní doktorské zkoušky vychází z tématu doktorského studijního programu a individuálního studijního plánu doktoranda. Součástí státní doktorské zkoušky je diskuse o souvislostech s tématem disertační práce na základě pojednání předloženého doktorandem. Toto pojednání obsahuje zejména kriticky zhodnocený stav poznání v oblasti tématu disertační práce, vymezení předpokládaných cílů disertační práce a charakteristiky zvolených metod řešení. Výsledky práce student průběžně prezentuje na odborných konferencích a publikuje v odborném tisku.

Program navazuje na magisterské studijní programy v oblasti potravinářské chemie, potravinářské technologie, biotechnologie, případně studijní programy zaměřené na analytické a bioanalytické metody.
Na FCH program přímo navazuje na navazující magisterské programy Chemie potravin a biotechnologie, případně Chemie pro medicínské aplikace, jejichž absolventi jsou adekvátně připraveni pokračovat v doktorském studiu Chemie potravin.

1. Lyofilizované cukrovinky s přídavkem extraktu brusnice borůvky (Vaccinium myrtillus)

   Lyofilizace je moderní šetrná metoda konzervace potravin, produkt si zachovává podstatnou část nutričně i senzoricky cenných látek. I když pro konzervaci různých potravin je používána už poměrně dlouho, lyofilizované cukrovinky jsou na trhu celkem novinkou. V rámci disertační práce bude nejprve připraven extrakt z borůvky, který bude následně aplikován do vzorků cukrovinek. Brusnice borůvka (Vaccinium myrtillus) je léčivá rostlina z čeledi vřesovcovitých (Ericaceae), známá pod lidovým názvem borůvka. Je oblíbenou lesní plodinou používanou v kuchyni; díky vysokému obsahu biologicky aktivních látek typu antioxidantů, barviv (anthokyany), tříslovin, vitaminů, aj. jsou jí přisuzovány mnohé léčivé účinky, tradičně se používá v lidovém léčitelství. Postup přípravy extraktu bude optimalizován s cílem max. zisku bioaktivních sloučenin, připravený extrakt bude komplexně charakterizován pomocí kombinace moderních analytických (SPME, GC-MS, HPLC), spektroskopických (antioxidační aktivita, TPC) a mikrobiologických (antimikrobiální aktivita) metod. V aplikační části bude navržen a optimalizován postup výroby modelových vzorků cukrovinek s přídavkem (koncentrovaného nebo lyofilizovaného) extraktu. Tyto budou komplexně charakterizovány s využitím senzorických deskriptivních a zmíněných chemických a mikrobiologických metod. Nakonec budou samotné cukrovinky podrobeny lyofilizaci, kvalita a přijatelnost těchto výrobků bude posouzena senzorickou analýzou. Veškeré výsledky budou zpracovány pomocí vícerozměrných statistických metod s cílem posoudit vliv přídavku extraktu na senzorickou kvalitu a nutriční hodnotu vyrobených vzorků.

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

2. Molekulárně biologické přístupy v analýze nukleových kyselin a proteinů v potravinách a doplňcích stravy

   Nukleové kyselin a proteiny patří mezi biopolymery, které jsou základními strukturními a funkčními molekulami všech živých organismů. Zatímco nukleové kyseliny v sobě uchovávají genetickou informaci, tak proteiny mají v organismu funkce stavební, transportní, katalytické, regulační, ochranné atd. Proteiny a nukleové kyseliny se také vyskytují prakticky ve všech potravinách z rostlinné a živočišné produkce. Velké nebezpečí u potravin způsobují kontaminace potravin nejrůznějšími patogenními organismy, na druhou stranu celá řada mikroorganismů je využívána v potravinářství cíleně a probiotické bakterie ovlivňují pozitivně mikroflóru tlustého střeva. V rámci tohoto tématu budou využity metody molekulární biologie k charakterizace autenticity, složení potravin, patogenních virů a mikroorganismů s důrazem na patogeny, které mohou být primárně či sekundárně zaneseny do potravinové matrice. Použité metodické postupy mají široké možnosti využití při analýze surovin, potravin a medicínských aplikacích. Předpokládá se spolupráce se zahraničním pracovištěm.

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

3. Produkce a charakterizace biologicky aktivních metabolitů u vybraných kvasinek a mikrořas

   Předmětem disertační práce bude studium možností využití vybraných druhů kvasinek a mikrořas (zejména heterotrofních) k produkci vybraných metabolitů s významnými biologickými účinky vhodných do potravin, krmiv, kosmetiky a potravinových doplňků. Budou charakterizovány růstové a produkční vlastnosti mikrobiálních producentů a analyzována struktura a účinky cílových metabolitů (př. proteiny, pigmenty, lipidy, beta-glukany). Součástí práce je optimalizace sady metod k posouzení komplexního účinku vybraných metabolitů na živé systémy. Bude sledován antioxidační a antimikrobiální efekt na různých typech mikroorganismů. Bezpečnost, nezávadnost a biologické účinky budou studovány pomocí testů cytotoxicity na lidských buněčných liniích. Dále bude sledována stabilita metabolitů v různých aplikačních formách v modelových a reálných systémech i v kontaktu s lidským organismem.

   Školitel: Mikulíková Renata, doc. RNDr., Ph.D.

4. Studium biodegradace a environmentálního osudu vybraných polymerů na bázi polyesterů

   Potravinářský průmysl generuje velké množství pevného odpadu na bázi polymerních materiálů, který vzniká například při použití polymerů jakožto potravinářských obalů. V posledních letech je snaha nahradit resistentní syntetické polymery biologicky odbouratelnými materiály především na bázi polyesterů. Cílem této disertační práce bude prostudovat biodegradace těchto materiálů v rozličných prostředích, posoudit mechanismus a kinetiku jejich rozkladu v kontextu diversity a aktivity přítomné mikroflóry, identifikovat hlavní mikrobiální činitele zapojené do biodegradačních procesů a také se zaměřit na rizika spojené s potenciálním vznikem mikroplastů a to včetně posouzení jejich stability v daných prostředích.

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

5. Studium interakce přírodních a syntetických látek v potravinách s nukleovými kyselinami

   Nukleové kyseliny se vyskytují ve všech buňkách. Pro DNA je nejobvyklejší stukturou tzv. B-DNA struktura, nicméně DNA je velmi dynamická molekula a v závislosti na prostředí, sekvenci a interakci s jinými molekulami a proteiny se může vyskytovat v mnoha dalších dvou nebo více-řetezcových strukturách. RNA je ještě dynamičtější molekulou a její správné uspořádání je zásadní pro její správnou funkci. V rámci tohoto tématu se bude pomocí molekulárně biologických metod zkoumat jak potraviny a doplňky stravy interagují s nukleovými kyselinami a jejich různými strukturními motivy. V rámci studia budou využity bionformatické a biofyzikální a molekulárně biologické metody ke studiu výskytu lokálních struktur v nukleových kyselinách a jejich interakce s látkami, které se uplatňují v medicíně a potravinářství.

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

6. Studium produkce a účinků exopolysacharidů u vybraných mikrobiálních producentů

   Předmětem disertační práce bude screening vybraných druhů mikroorganismů produkujících extracelulární polysacharidy. Mikroorganismy budou kultivovány v monokulturách i ve vhodných kokulturách, a to jak za optimálních, tak i za stresových podmínek (zejména nutriční stres a vliv těžkých kovů) a rovněž na odpadních substrátech. Produkované exopolysacharidy budou charakterizovány z hlediska struktury a biologických účinků. Cílem bude získat vysoké výtěžky preparátů využitelných v potravinářství, kosmetice i farmacii. Součástí práce je i hodnocení komplexního účinku připravených exopolysacharidů na živé systémy. Bude sledován antioxidační účinek a antimikrobiální efekt na různých typech mikroorganismů. V rámci studia bezpečnosti, nezávadnosti a biologických účinků bude optimalizována baterie testů cytotoxicity na humánních buněčných kulturách (suspenzních I adherentních) s různými typy detekce. Bude provedena podrobná charakterizace aplikačních forem a testována jejich dlouhodobá stabilita v různých modelových i v reálných podmínkách.

   Školitel: Mikulíková Renata, doc. RNDr., Ph.D.

7. Výzkum a vývoj nových vysokoproteinových potravin

   V posledních letech zažívá celosvětový potravinářský průmysl pozoruhodný nárůst poptávky po funkčních potravinách, které poskytují jak zvýšenou nutriční hodnotu, tak smyslové uspokojení. Významná část sektoru funkčních potravin se soustřeďuje na produkty s vysokým obsahem bílkovin. Cílem této práce je prozkoumat potenciální využití různých druhů živočišných a rostlinných izolátů jako aditiv při výrobě potravin s vysokým obsahem bílkovin, například mléčných či cereálních produktů. V rámci tohoto výzkumu bude zkoumán vliv přídavku proteinových izolátů na nutriční, fyzikální a senzorické vlastnosti nově vyvinutých potravin.

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