Наименование дисциплины - Кубанский государственный

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГОУ ВПО «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
УТВЕРЖДАЮ
Декана факультета
Перерабатывающих технологий
_________________А.И.Решетняк
"_____" __________________2009г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине ОПД.В1 «Техническая биохимии процессов хранения и переработки»
для специальности 110305.65 – «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции
факультет перерабатывающих технологий
ведущая кафедра - технологии хранения и переработки растениеводческой продукции
Лекции, ч
Практические
(семинарские) занятия, ч
Лабораторные занятия, ч
Всего часов
Экзамен
Зачет
Самостоятельная работа, ч
Курсовая работа (проект)
Дневная форма
всего
курс, семестр
30
3,5
28
58
+
42
100
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
Краснодар, 2009
Заочная форма
всего
курс, семестр
8
4,8
8
16
+
84
100
4,8
4,8
4,8
4,8
4,8
2
Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего государственного образования для специальности
110305 – «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (специализация – «Технология переработки растениеводческой продукции»). Дисциплина относится к дисциплинам по выбору студентов.
Составитель канд. техн. наук, доцент Щербакова Е.В.
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры технологии хранения и
переработки растениеводческой продукции
"___" ____________
протокол №_________
Заведующий кафедрой ТХПРП
докт. техн. наук, проф.
Надыкта В.Д..
Рассмотрена методической комиссией факультета
перерабатывающих технологий
"____"______________________
протокол № _________
Председатель методической комиссии ____________________Е.В.Щербакова
3
1 Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
Рабочая программа составлена в соответствии с современными достижениями науки и имеет своей целью формирование у студентов технологического
мышления и углубление знаний химических дисциплин, составляющих теоретическую и практическую основу для специальных курсов хранения и переработки
растениеводческой продукции.
Задачи курса – овладение студентами основных знаний в области химического состава растительного сырья, изучения основных биохимических процессов, протекающих в сырье при хранении и переработке, основных факторах, влияющих на протекание этих процессов, изменениях в химическом составе, пищевой ценности, технологичности и потребительских свойствах продукции под воздействием технологических приемов и биохимических процессов в ходе хранения
и переработки.
Данная дисциплина базируется на знаниях, полученных студентами при изучении курсов: «Безопасность пищевого сырья и продуктов питания», «Неорганическая химия», «Аналитическая химия», «Органическая химия», «Физиология и
биохимия растений».
В результате изучения курса студент должен знать:
- основные химические компоненты сырья, их роль в различных технологических процессах;
- биохимические процессы, происходящие в растениеводческом сырье при
хранении и переработке
- влияние внешних факторов и условий проведения технологических процессов на сохранение потребительских свойств и качества растениеводческой продукции.
4
Студент должен уметь оценивать качество и технологическую пригодность
растениеводческой продукции для различных направления использования –
хранения и переработки.
Перечень дисциплин, усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины
Наименование дисциплины
Наименование разделов (тем)
Физиология и биохимия растений
Белковые вещества, липиды, углеводы,
витамины, ферменты, вода. Химическое
строение, классификация, значение в
обмене веществ.
Органическая химия
Строение, свойства и химические реакции с участием указанных веществ
Неорганическая химия
Общие понятия, значение и свойства
Безопасность пищевого сырья и про- Понятие пищевой ценности продукции,
дуктов питания
наличие и значение различных химических веществ в пищевых продуктах и
продовольственном сырье
5
2 Содержание дисциплины
2.1 Содержание лекций
Предмет технической биохимии как дисциплины. Роль биохимии в пищевой
промышленности. Цели и задачи изучения курса. Краткий исторический очерк
развития дисциплины.
Особенности продукции растениеводства как объекта для хранения и переработки. Классификация объектов в зависимости от химического состава и биохимических свойств.
Основные факторы, воздействующие на продукцию растениеводства в процессах хранения и переработки в соответствии с классификацией принципов консервирования сельскохозяйственной продукции по Я.Я. Никитинскому. Влияние
различных воздействий на биохимические свойства продукции растениеводства.
Биохимия зерна и продуктов его переработки.
Химический состав зерна и продуктов его переработки. Основные факторы,
влияющие на химический состав и биохимические свойства зерна и маслосемян.
Основные компоненты химического состава. Белковые вещества зерна, их
состав, содержание для различных культур, свойства, проявляющиеся в процессе
переработки, значение для определения пищевой и биологической ценности. Виды связи аминокислот в структуре белковой молекулы, их влияние на свойства
клейковины зерна различных культур. Основные факторы, влияющие на количество и качество клейковины зерна пшеницы. Понятие прикрепленного и промежуточного белка по К.Гессу, их влияние на мукомольные свойства зерна пшеницы. Белковые вещества других зерновых культур. Протеолитические ферменты
зерна: протеиназы и пептидазы, особенности катализируемых реакций, оптимальные условия прохождения, влияние на технологические свойства зерна. Углеводы
зерна и продуктов его переработки. Моносахариды, полисахариды 1 и 2-го порядка, состав и свойства, влияние на качество зерновых продуктов. Основные ферменты, воздействующие на крахмал, особенности катализируемых реакций, оптимальные условия прохождения. Гидролиз крахмала. Значение в технологии пиво-
6
варения и хлебопечения. Свойства и значение слизей, левулезанов, геммицеллюлозы и клетчатки. Влияние свойств клетчатки на организацию мукомольного процесса при сортовом помоле.
Липиды зерна и масличных семян, их строение и классификация. Свободнорадикальная теория окисления жиров, виды продуктов и их влияние на процессы
хранения муки, крупы и растительных масел. Этапы реакций и влияние внешних
факторов среды на скорость протекания биохимических изменений. Условия хранения растительных масел.
Витамины зерна, их классификация, местонахождение, подверженность
внешним воздействиям, влияние на потребительские качества продукции.
Зольность зерна, значение показателя в технологии получения сортовой муки. Кислотность зерна, основные компоненты определяющие кислотность, влияние на качество сырья и готовой продукции, изменение при хранении. Влага в
зерне, виды связи, понятие критической влажности, условия безопасного хранения зернового сырья.
Основные биохимические процессы, протекающие в зерне при хранении.
Дыхание, его виды, основные факторы, влияющие на интенсивность процесса дыхания. Дыхательный коэффициент. Направления изменения качества зерна в результате различные видов дыхания. Особенности прохождения послеуборочного
дозревания зерна. Необходимые условия протекания процесса. Прорастание зерна, условия процесса. Биохимические изменения при прорастании. Роль ферментов и гиббериленовой кислоты.
Самосогревание зерна как нежелательный процесс при хранении зерна и
масличных семян. Причины возникновения и изменения в качестве сырья. Основные стадии и биохимические процессы самосогревания.
Биохимические изменения при переработке зерна. Получении муки. Изменение химического состава сырья и полупродуктов. Изменение крахмала при интенсивном размоле.
7
Биохимические процессы хлебопечения. Газоудерживающая и газообразующая способности муки и теста, основные факторы их определяющие. Аромат хлеба, основные вещества и процессы, связанные с его образованием. Реакция Майярда (меланоидинообразования), её влияние на качество хлеба, условия протекания, технологические приемы, обеспечивающие получение качественной продукции.
Биохимические изменения, происходящие при хранении муки и крупы (
окисление жира, изменения в клейковине, цвете и хлебопекарных свойствах муки,
плесневение и др.)
Биохимия плодов и овощей.
Значение плодоовощной продукции, рекомендуемая норма потребления.
Обоснование хранения и переработки плодоовощной продукции.
Роль плодов и овощей в вегетирующем организме. Три группы по возможности сохранения продукции без существенных потерь массы и качества.
Химический состав плодов и овощей, влияние отдельных компонентов на
потребительские свойства, устойчивость при хранении и переработку продукции.
Вода, её формы, распространение. Влияние процесса испарения влаги на товарное качество и устойчивость продукции при хранении. Сухие вещества. Их
виды, роль в плодах и овощах. Углеводы, состав, распределение, влияние на качество продукции, изменения при дыхании и хранении. Органические кислоты, роль
при дыхании и при определении вкуса продукции. Сахаро-кислотный индекс. Витамины плодов и овощей, их роль, основные источники, изменение при хранении
и переработке. Белки, содержание в отдельных видах продукции, изменения при
хранении и переработке. Нуклеиновые кислоты, их роль, место нахождения, изменения при хранении, созревании семян и других процессах. Фенольные соединения. Липиды, красящие, минеральные вещества, ферменты. Их значение и биохимические изменения при хранении плодов и овощей.
Основные биохимические процессы, происходящие в плодах и овощах при
хранении. Краткая характеристика особенностей дыхания, устойчивости к болез-
8
ням, реакции на поранение, сверхчувствительности, явлений покоя и послеуборочного дозревания.
Биохимические изменения при переработке плодов и овощей. Классификация основных биохимических и химических превращений, происходящих в растительном сырье при консервировании по Марху.
Окислительные и другие превращения комплекса полифенольных соединений, полимеризация продуктов окисления полифенолов, образование комплексов
с металлами. Условия протекания реакций, влияние на внешний вид, цвет продукции.
Особенности реакции меланоидинообразования для данного вида растениеводческого сырья. Реакция карамелизации. Условия протекания, химизм, влияние
на качество переработанной продукции. Гумминовые веществ и условия их образования.
Изменения растительного сырья при различных технологических операциях
– измельчение, тепловая обработка, сушка, замораживание, последующая дефростация. Изменение химического состава и биохимических свойств продукции.
Хранение консервированной продукции и изменения, происходящие в переработанной продукции в зависимости от вида переработки.
9
2.2. Перечень лекций
Раздел, подраздел, содержание
1. Предмет и задачи курса.
Роль технической биохимии в
пищевой промышленности.
2. Классификация воздействий
на продукцию растениеводства в процессе хранения и
переработки
3. Химический состав зерна и
продуктов его переработки.
Особенности состава масличных семян Белковые вещества,
углеводы, ферменты, влага в
зерне, липиды масличного сырья.
4. Основные биохимические
процессы, протекающие в
зерне и масличных семенах
при хранении. Дыхание, послеуборочное
дозревание,
прорастание, самосогревание.
5. Биохимические изменения
при переработке зерна. Получение муки. Хлебопечение.
6. Химический состав плодов
и овощей и продуктов их переработки
7. Основные биохимические
процессы, происходящие в
продукции при хранении
8. Биохимические изменения
при переработке плодов и
овощей. Классификация по
Марху.
9. Изменения при различных
видах переработки
Итого
Продолжительность, ч
дневная
заочная
форма
форма обуобучения
чения
2
-
Литература для самостоятельной работы
8
2
2
 7,9 
4
2
 3,4,11 
2
2
 4,8,11 
4
-
 3,4,8 
4
-
 6,7,8 
4
2
 6,8 
4
-
9
4
-
 7,9,10 
30
8
10
2.3. Перечень лабораторных работ
Наименование работы
Номер лекции
Исследование процесса самосогревания. Определение качества исходного сырья.
Моделирование процесса самосогревания. Изучение изменения исходного качества и влияния условий самосогревания на качество
зерна и масличных семян.
Моделирование процесса самосогревания.
Изучение изменения исходного качества и влияния условий самосогревания на качество зерна и масличных семян.
Исследование процессов окисления
липидов методом тонкослойной
хроматографии
Итого
4-6
Продолжительность, ч
дневная форзаочная
ма обучения
форма обучения
10
4
4-6
6
-
4-6
4
4
4-6
4
-
4-6
4
-
28
8
2.4.Самостоятельная работа студентов
Наименование темы лекций
Вид работы
Работа с литеОсновные факторы, влияюратурой
щие на химический состав и
биохимические свойства зерна и маслосемян.
Свободно-радикальная
теория окисления жиров, ви- Работа с литеды продуктов и их влияние
ратурой
на процессы хранения муки,
крупы и растительных масел.
Этапы реакций и влияние
внешних факторов среды на
скорость протекания биохи-
Сроки выполнения (недели семестра)
Формы отчетности
Конспект,
опрос
Конспект,
опрос
11
мических изменений. Условия хранения растительных
масел.
Витамины зерна, их
классификация, местонахождение,
подверженность
внешним воздействиям, влияние на потребительские качества продукции.
Биохимические изменения,
происходящие при хранении
муки и крупы ( окисление
жира, изменения в клейковине, цвете и хлебопекарных
свойствах муки, плесневение
и др.)
Значение
плодоовощной
продукции, рекомендуемая
норма потребления. Обоснование хранения и переработки плодоовощной продукции.
Роль плодов и овощей в вегетирующем организме. Три
группы по возможности сохранения продукции без существенных потерь массы и
качества.
Работа с литературой
Конспект,
опрос
Работа с литературой
Работа с литературой
Работа с литературой
Конспект
Конспект
Конспект
2.6. Список вопросов для самотестирования студентов
2.7. Список вопросов к экзамену
1. Что является предметом и относится к объектам технической биохимии?
2. Как классифицируются основные факторы, воздействующие на растениеводческую продукцию в процессе хранения и переработки?
3. Охарактеризуйте принцип анабиоза при хранении и переработке растениеводческой продукции?
4. Охарактеризуйте принцип ценоанабиоза при хранении и переработке растениеводческой продукции?
12
5. Охарактеризуйте принцип абиоза при хранении и переработке растениеводческой продукции?
6. Каковы требования к идеальным антисептикам? В чем особенности обеспложивающей фильтрации?
7. Что такое самосогревание? Что является причиной его возникновения?
8. Какие изменения в качестве происходят при самосогревании, в чем различия протекания самосогревания для зерна и масличных семян?
9. Какие стадии или этапы самосогревания выделяют? Какие биохимические
изменения в них происходят?
10.Укажите основные вещества, входящие в химический состав зерна?
11.Охарактеризуйте белковые вещества зерна?
12.Как подразделяют белки по растворимости и строению?
13.Белки пшеницы, их состав, свойства клейковины и факторы, на них влияющие?
14.Понятие прикрепленного и связанного белка по Гессу? Значение для переработки?
15.Протеолитические ферменты зерна. Роль ингибиторов?
16.Как классифицируют углеводы зерна? Что относят к моносахарам?
17.Назовите полисахариды 1 и 2 порядка?
18.Какие биохимические процессы продолжаются в зерне при хранении?
19.Охарактеризуйте основные виды дыхания зерна?
20.Какие изменения в зерновой массе могут происходить в результате дыхания?
21.Укажите последствия и особенности происхождения послеуборочного дозревания зерна?
22.Что происходит при прорастании зерна? Какова роль гибберилленовой кислоты?
23.Каково строение крахмала? Как происходит его гидролиз, каково его значение для переработки зерна?
13
24.Охарактеризуйте основные ферменты зерна, воздействующие на крахмал. В
чем их различия?
25.Укажите свойства и значения слизей, левулезанов, гемицеллюлозы и клетчатки в зерне?
26.Липиды зерна?
27.Витамины зерна?
28.Зольность?
29.Влага в зерне?
30.Кислотность зерна?
31.Биохимические изменения при хранении муки и крупы?
32.Укажите последствия реакции меланоидинообразования при выпечке хлеба?
33.Какие вещества определяют вкус и аромат хлеба?
34.Охарактеризуйте газоудерживающую и газообразующую способность муки
и теста?
35.Какие изменения происходят при переработке зерна с получением муки, в
том числе, при интенсивном размоле?
36.Какие вещества входят в химический состав плодов и овощей? Какова их
роль?
37.Какова может быть роль плодов и овощей в вегетирующем растении? Как
они классифицируются по этому признаку?
38.Какие органические кислоты, витамины и сухие вещества входят в состав
плодов и овощей, их роль?
39.Перечислите основные биохимические процессы при хранении плодов и
овощей?
40.Изменения в растительном сырье при консервации по Марху?
41.Карамелизация.
42.Превращение полифенольных веществ.
43.Сахароаминные реакции при переработке плодов и овощей.
14
44.Укажите, что может быть причиной изменения цвета и вкуса плодов и овощей при их переработке?
3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1 Основная и дополнительная литература
1. . Биохимия растительного сырья. Щербаков В.Г., Лобанов В.Г., Прудникова
Т.Н., Федорова С.А.  Под ред. Щербакова В.Г. – М.: Колос, 1999. – 376с.
2. Верещагин А.Г. Биохимия триглицеридов. – М.: Наука,1972. – 308с
3. Казаков Е.Д., Кретович. В.Л. Биохимия зерна и продуктов его переработки. –
М.:Колос, 1980.- 319с.
4. Козьмина Н.П. Биохимия зерна и продуктов его переработки. – М.: Колос,
1976.- 375с.
5. Лабораторный практикум по биохимии и пищевой химии  В.Г.Лобанов,
В.Г.Щербаков, Т.Н.Прудникова и др. – Краснодар: КГТУ, 2001, - 102с.
6. Метлицкий Л.В. Основы биохимии плодов и овощей. – М.: Экономика, 1976. –
349с.
7. Основы консервирования пищевых продуктов Б.Л.Флауменбаум, С.С.Танчев,
М.А.Гришин. – М.: Агропромиздат, 1986.- 494с.
8. Техническая биохимия/ Под ред В.Л.Кретовича. – М.: Высшая школа, 1973. –
456с.
9. Технология консервирования плодов, овощей, мяса и рыбы. А.Ф.Фан-Юнг,
Б.Л.Флауменбаум, А.И.Изотов и др. – М.: Пищевая промышленность, 19890.336с.
15
10.Технология переработки продукции растениеводства /Под ред. Н.М. Личко. М.: Колос, 2000. 552 с.
11.Щербаков В.Г. Биохимия и товароведение масличного сырья. - М.: Агропромиздат, 1991. - 304 с.
3.2 Перечень пособий, методических указаний и материалов, используемых в учебном процессе
 Демонстрационный материал на плакатах и слайдах по темам дисциплины
 Раздаточный материал по наиболее важным темам курса.
 Лабораторный практикум по курсу «Техническая биохимия процессов
хранения и переработки».