Основы биохимии пищевых продуктов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
УТВЕРЖДАЮ
Декан ______________Цупак Е.Б.
"_____"__________________200__ г.
Рабочая программа дисциплины
Основы биохимии пищевых продуктов
Направление подготовки
020100 Химическая технология
профиль подготовки Химия окружающей среды, химическая экспертиза и экологическая
безопасность
Квалификация выпускника
Бакалавр
Форма обучения
очная
Ростов-на-Дону, 2011
Автор: ассистент КХП и ВМС А.В.Ткачук
Рецензент: к.х.н. Горбунова М.О.
Программа одобрена на заседании УМК химического факультета ЮФУ
от ___________ года, протокол № ________.
Цель курса и основные задачи курса – изучение химического состава пищевых систем,
их полноценности и экологической безопасности
Место курса в учебном процессе. Предмет «Основы биохимии пищевых продуктов»
тесно связан с такими дисциплинами как неорганическая, органическая и аналитическая
химия, и требует начальных знаний в этих областях. Соответствующие курсы читаются на
1 – 3 курсах.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
1. Знать: химический состав пищевых систем, их полноценность, экологическую
безопасность.
2. Уметь: уметь логически верно и аргументированно показать взаимосвязь
химической структуры пищевых продуктов и потребностью в них.
3. Владеть: основными методами, способами и средствами получения, хранения и
переработки информации.
После изучения курса у студента частично формируются следующие
Общекультурные компетенции (ОК):
ОК-15;
профессиональные компетенции (ПК):
ПК-2; ПК- 4; ПК-9
1
2
3
4
5
Раздел
Дисциплины
Неделя семестра
№
п/п
Семестр
4. Структура и содержание дисциплины (модуля)
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 кредита. Из них 36 часов –
аудиторные, 18 часов лабораторные занятия.
Виды учебной работы,
включая самостоятельную
работу студентов и
трудоемкость (в часах)
лекции лабор
4
4
самост.
2
Формы текущего
контроля
успеваемости (по
неделям семестра)
Форма
промежуточной
аттестации (по
семестрам)
Введение.
Белковые
вещества.
Углеводы.
6
2
6
3
4
4
2
Липиды.
Пищевые
кислоты.
Минеральные
вещества.
Витамины
Ферменты.
Безопасность
пищевых
6
4
4
4
2
6
5
2
4
2
Решение тестов и
задач по теме
6
6
4
2
2
Решение тестов и
задач по теме
5. Образовательные технологии
Решение тестов и
задач по теме.
Решение тестов и
задач по теме
Решение тестов и
задач по теме
В процессе обучения используются традиционные образовательные технологии (лекции,
семинары). Семинары всегда проходят в интерактивном режиме. Лекционный материал
сопровождается демонстрацией презентаций и раздаточным материалом по каждой теме.
Применительно к дисциплине «Основы биохимии пищевых продуктов» используются
следующие интерактивные формы проведения занятий:
1. Семинар в диалоговом режиме. На занятиях рассматриваются
теоретические задачи по изучаемым темам, тестовые задания, позволяющие
проверить и закрепить материал представленный на лекциях. Студенты после
выступления дополняют ответ, либо спорят с выступающим. Обсуждаются
методика и техника выполнения практических работ.
2. Деловая игра. Преподаватель в ходе занятий искусственно создаёт
информационную неопределённость с целью решения проблемы
студентами. Таким образом стимулируется активность, призванная
разрешить конфликтную ситуацию. Элементы деловой игры используются в
процессе чтения лекций и на семинарах.
3. Групповой разбор результатов тестирования предполагает указать
студентам на их ошибки и обсудить их совместно.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные
средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по
итогам освоения дисциплины.
Учебно-тематический план практических занятий
1. Занятие по теме «Белковые вещества».
1.1.
Реакции обнаружения аминокислот в приготовленных растворах белков (яичного
белка, экстракта мышечной ткани и желатина)
1.2 Тест-контроль по теме «Белковые вещества»
1. Укажите органические соединения, которые можно обнаружить с помощью
нингидриновой реакции:
1. Глюкозу
4. Глицерин
2. Пальмитиновую кислоту
5. Глицин
3. Глутаминовую кислоту
6. Альбумин.
2. Укажите органические соединения, которые можно обнаружить с помощью
ксантопротеиновой реакции:
1. Стеариновую кислоту
4. Тирозин
2. Аспаргиновую кислоту
5. Алании
3. Фенилаланин
6. Серин.
3. Укажите полярные ионогенные аминокислоты:
1. Гли
3. Ала
5. Лиз
2. Сер
4. Асп
6. Гис.
4. Укажите полярные неионогенные аминокислоты
1. Асп
3. Вал
5. Цис
2. Глу
4. Гли
6. Мет.
5. Укажите неполярные аминокислоты:
1. Тре
3. Ала
5. Глу
2. Тир
4. Мет
6. Арг.
6. Укажите ациклические аминокислоты;
1. Гли
3. Лиз
5. Гис
2. Ала
4. Фен
6. Три.
7. Укажите циклические аминокислоты:
1. Фен
3. Тир
5. Глу
2. Лиз
4. Лей
6. Сер.
8. Укажите гомоциклические аминокислоты:
1. Фен
3. Три
5. Арг
2. Тир
4. Лиз
6. Асп.
9. Укажите гетероциклические аминокислоты:
1. Фен
3. Гис
5. Глу
2. Три
4. Асп
6. Лей.
10. Укажите моноаминокарбоновые аминокислот
1. Лей
3. Лиз
5. Асп
2. Гли
4. Арг
6. Глу.
11. Укажите моноаминодикарбоновые аминокислоты:
1. Лиз
3. Асп
5. Илей
2. Лей
4. Глу
6. Цис.
12. Укажите диаминомонокарбоновые аминокислоты:
1. Асп
3. Лей
5. Лиз
2. Глу
4. Гли
6. Арг.
13. Укажите биологическое значение аминокислот:
1. Входят в состав белков
2. Входят в состав липидов
3. Входят в состав углеводов
4. Часть гормонов - производные аминокислот
5. Участвуют в биосинтезе минеральных веществ
6. Являются витаминами.
14. Фенилаланин в растворе можно обнаружить с помощью:
1. нингидрина 3. NaОН
5. СиSО4
2. НС1
4. КОН
6. НNO3.
15. Укажите аминокислоты, которые можно обнаружить с помощью реакции Фоля:
1. Гли
3. Цис
5. Ала
2. Вал
4. Мет
6. Глу.
2.
Занятие по теме «Углеводы».
2.1. Качественные реакции на восстанавливающие и невосстанавливающие углеводы.
Изучение реакций гидролиза ди- и полисахаридов.
2.2. Тест-контроль по теме «Углеводы»
1. Функции углеводов в организме многочисленные, но наиболее важные из них:
1) энергетическая
3) гомеостатическая
2) структурная
4) защитная.
2. Согласно принятой в настоящее время классификации углеводы подразделяются
на 3 основные группы;
1) моносахариды 2) олигосахариды 3) полисахариды
4) пиранозы 5) фуранозы 6) альдозы.
3. К гомополисахаридам относятся:
1) крахмал
3) клетчатка
5) декстраны
2) сахароза
4) гликоген
6) мальтоза.
4. К гетерополисахаридам относятся:
1) гепарин
4) целлюлоза
2) гиалуроновая кислота
5) протеогликаны
3) хондроитинсульфаты
6) декстраны.
5. Полисахаридами бактериального происхождения
являются:
1) крахмал
3) клетчатка
5) гликоген
2) целлюлоза 4) декстраны
6) лактоза.
6. Моносахариды по содержанию функциональных групп подразделяются на две
группы:
1) альдозы
3) рибозы
5) пентозы
2) кетозы
4) тетрозы
6) пиранозы.
7. По числу атомов углерода в молекуле моносахариды классифицируются на:
1) триозы
3) пентозы
5) гептозы
2) тетрозы
4) гексозы
6) фуранозы.
8. К пентозам относятся следующие моносахариды:
1) рибоза
3) рибулоза 5) ксилулоза
2) дезоксирибоза 4) ксилоза
6) арабиноза.
9. В природе наиболее распространены следующие гексозы:
1) глюкоза
3) галактоза
5) эритроза
2) фруктоза
4) арабиноза
6) эритрулоза.
10. К дисахаридам относятся:
1) сахароза
3) изомальтоза 5) целлюлоза
2) мальтоза
4) лактоза
6) глюкопираноза.
11. В состав молекулы мальтозы входят остатки следующих моносахаридов:
1. α-Д-глюкопираноза
2. α-Д-глюкофураноза
3. β-Д-галактоза
4. α-Д-манноза
5. β-Д-глюкопираноза
6. β-Д-глюкофураноза.
12. В состав молекул сахарозы входят остатки моносахаридов:
1. α -Д-глюкопираноза
2. β -Д-фруктофураноза
3. α -Д-фруктофураноза
4. β -Д-глюкопираноза
5. α -Д-глюкофураноза
6. β -Д-глкжофураноза.
13. Мономером клетчатки (целлюлозы) является:
1. α -Д-глюкопираноза
2. β -Д-глюкопираноза
3. α -Д-глюкофураноза
4. β -Д-глюкофураноза
5. α -рибоза
6. β -рибоза.
14. Остатки моносахаридов в макромолекуле крахмала соединены химической
связью:
1. 1,4- α, α -0-гликозидной
2. 1,4- β, β -0-гликозидной
3. 1,2- α, α -0-гликозидной
4. 1,2- α, β -0-гликозидной
5. 1,6-р, β -0-гликозидной
6. 1,4- α, β -0-гликозидной.
15. Остатки моносахаридов в макромолекуле клетчатки соединены химической
связью:
1. 1,4- α, α -0-гликозидной
2. 1,4- α, β -0-гликозидной
3. 1,4-Р, Р-0-гликозидной
4. 1,2- α, β -0-гликозидной
5. 1,6- β, β -0-гликозидной
6. 1,2- α, β -0-гликозидной.
16. В макромолекуле гликогена имеются следующие химические связи:
1. 1,4- α, α -0-гликозидная
2. 1,6- α, α -0-гликозидная
3. 1,2- α, α -0-гликозидная
4. 1,2- β, β -0-гликозидная
5. 1,4- β, β -0-гликозидная
6. 1,4- α, β -0-гликозидная.
3.
Занятие по теме «Липиды».
3.1. Определение непредельности высших жирных кислот в составе жиров растительного и
животного происхождения. Экстракция, гидролиз липидов яичного желтка. Качественные
реакции на продукты гидролиза фосфолипидов.
3.2. Тест-контроль по теме «Липиды»
1. Липиды выполняют многообразные функции в организме, наиболее важные из
них следующие:
1. структурная
2. транспортная
3. энергетическая
4. участие в передаче нервного импульса
5. участие в процессах терморегуляции
6. влияние на активность мембранно-связанных ферментов.
2. В зависимости от химического состава липиды подразделяются на:
1. простые, сложные, предшественники и производные липидов
2. низкомолекулярные и высокомолекулярные
3. ациклические и циклические
4. насыщенные и ненасыщенные
5. омыляемые и неомыляемые
6. содержащие остатки спиртов и не содержащие остатков спиртов.
3. Простые липиды — это:
1. простые эфиры
2. сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот
3. сложные эфиры высших одноатомных спиртов и высших жирных кислот
4. сложные эфиры углеводов и карбоновых кислот
5. сложные эфиры спиртов и карбоновых кислот
6. сложные эфиры аминоспиртов и карбоновых кислот.
4. К простым липидам относятся:
1. нейтральные жиры
2. воск
3. масла
4. фосфолипиды
5. ганглиозиды
6|. цереброзиды.
5. Нейтральные жиры — это:
1. сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот
2. триацилглицерины (ТАГ)
3. диацилглицерины (ДАГ)
4. моноацил глицерины (МАГ)
5. фосфоглицерины
6. простые эфиры.
6. Сложные липиды — это сложные эфиры спиртов высших жирных кислот,
дополнительно содержащие различные компоненты:
1. остаток фосфорной кислоты
2. остаток аминоспирта
3. остаток серной кислоты
4. остаток углеводов
5. остаток гепарина
6. остаток нуклеотида.
7. Сложные липиды обычно делят на классы:
1. фосфолипиды
2. гликолипиды
3. сульфолипиды
4. липопротеины
5. терпены
6. стероиды.
8. Фосфолипиды — это:
1. производные фосфатидной кислоты
2. сложные липиды, образованные спиртом, жирной кислотой, фосфорной кислотой и
азотистым основанием
3. четырехкомпонентные системы
4. трехкомпонентные системы
5. двухкомпонентные системы
6. производные глицеро-3-фосфата.
9. В зависимости от природы спирта фосфолипиды делятся на:
1. фосфоглицериды (глицерофосфатиды)
2. гликолипиды
3. ганглиозиды
4. цереброзиды
5. триацилглицерины
6. глицерофосфаты.
10. Важнейшими представителями глицерофосфатидов являются:
1. фосфатидилхолины
2. фосфатидилэтаноламин
3. фосфатидилинозитол
4. плазмалогены
5. кардиолипин
6. лизофосфолипиды.
11. Представителями сфинголипидов являются:
1. сфингомиелины
2. кардиолипины
3. плазмалогены
4. фосфатидилсерин
5. лецитин
6. кефалин.
12. Гликолипиды не содержат в своем составе:
1. остатка фосфорной кислоты
2. остатка ВЖК
3. углеводного остатка
4. остатка азотистого основания
5. глицерина
6. остатка сфингозина.
4. плазмалогены
5. фосфатиды
6. кардиолипин.
13. Предшественниками и производными липидов являются:
1. жирные кислоты
2. стероиды
3. холестерин
4. простагландины
5. простациклины и тромбоксаны
6. жирорастворимые витамины.
14. Наиболее часто в организме человека встречаются следующие жирные кислоты:
1. пальмитиновая
2. стеариновая
3. олеиновая
4. линоленовая
5. линолевая
6. арахидоновая.
15. Особенности ВЖК в организме:
1. все ненасыщенные жирные кислоты имеют цис-конфигурацию
2. все ненасыщенные жирные кислоты имеют транс-конфигурацию
3. все ВЖК содержат четное число атомов углерода
4. все ВЖК содержат нечетное число атомов углерода
5. все ВЖК имеют неразветвленный углеводородный радикал
6. все ВЖК имеют разветвленный углеводородный радикал.
16. Эссенциальные (незаменимые) ВЖК:
1. олеиновая
2. стеариновая
3. линолевая
4. линоленовая
5. пальмитиновая
6. арахидоновая.
17. Биологическое значение ВЖК в организме состоит в следующем:
1. входят в структуру простых и сложных липидов
2.
субстраты для образования гормоноподобных веществ: простагландинов,
простациклинов, тромбоксанов и лейкотриенов
3. источники энергии в организме
4. необходимы для нормального роста, развития и функционирования организма
5. участвуют в хранении и передаче генетической информации
6. служат промежуточными продуктами распада или синтеза других липидов.
18. Стероиды делят на:
1. стерины
2. стериды
3. желчные кислоты
4. половые гормоны
5. кортикостероиды
6. терпены.
4.
Занятие по темам «Витамины» и «Ферменты».
4.1. Качественные реакции на водорастворимые
определение каротина в растительном сырье.
4.2. Тест-контроль по теме «Витамины»
1. Дайте общую характеристику витаминов:
витамины.
Хроматографическое
1) образуются чаще всего в организме
2) поступают с пищей извне
3) являются коферментами ферментов
4) регулируют обмен веществ через ферменты
5) активируют гормоны
6) ингибируют гормоны.
2. Укажите водорастворимые витамины:
1) А
3) В1
5) РР
2) Д
4) В6
6) С.
3. Укажите витамины, растворимые в жирах:
1) А
3) С
5) К
2) Е
4) Д
6) Р.
4. По химической природе витамин А (антиксерофтальмический) представляет
собой:
1) производное холестерина
2) β-иононовое кольцо и 2 остатка изопрена
3) ретиналь
4) производное белков
5) производное циклопентанпергидрофенантрена
6) пиримидин.
5. Биологическая роль витамина А:
1) входит в состав родопсина
2) участвует в окислительно-восстановительных реакциях
3) участвует в процессе зрения
4) повышает проницаемость мембран клеток
5) влияет на рост и дифференцировку клеток и тканей
6) усиливает биосинтез гликопротеинов мембран клеток.
6. По химической природе витамин Д3 (антирахитический) представляет собой:
1) изопрен
2) β-иононовое кольцо
3) производное холестерина
4) производное циклопентанпергидрофенантрена
5) пуриновое производное
6) пиримидиновое производное.
7. Биологическая роль витамина Д3:
1) участвует в биосинтезе кальцийсвязывающего белка в слизистой тонкого кишечника
2) регулирует обмен кальция и фосфора
3) способствует всасыванию ионов кальция из пищи в тонком кишечнике
4) участвует в процессе зрения
5) является предшественником кальцитриола
6) участвует в биосинтезе холестерина.
8. По химической природе витамин Е (антистериальный) представляет собой:
1) ретиналь
4) кальциферолы
2) токоферолы
5) фолликулин
3) рибофлавин
6) холин.
9. Биологическая роль витамина Е в организме:
1) антиоксидант
2) защита от перекисного окисления липидов мембран
3) предотвращает гемолиз эритроцитов
4) влияние на обмен селена в организме.
10. Витамин К (антигеморрагический) по химической природе представляет собой:
1) холекальциферол
2) токоферол
3) 7-дегидрохолестерин
4) рибофлавин
5) нафтохинон.
11. По химической природе витамин F представляет собой:
1) ретинол
4) кобаламин
2) токоферол
5) нафтохинон
3) эссенциальные ВЖК
6) убихинон.
12. В чем проявляются биологические изменения при гипо- и авитаминозах F:
1) повышении биосинтеза простагландинов
2) повышении биосинтеза тромбоксанов
3) снижении биосинтеза эфиров холестерина
4) повышении биосинтеза холестерина
5) снижении биосинтеза простагландинов
6) снижении биосинтеза тромбоксанов.
13. По химической природе витамин В1 (антиневритный) представляет собой:
1) кобаламин
4) тиазол
2) рибофлавин
5) пиридоксин
3) тиамин
6) инозит.
14. Биохимические изменения при гипо- и авитаминозе В1:
1) нарушение обмена углеводов
2) нарушение ЦТК
3) нарушение ЦПЭ
4) нарушение ПФП
5) отрицательный азотистый баланс
6) накопление в крови пентозосахаров.
15. По химической природе витамин В2 (витамин роста) представляет собой:
1) биотин
4) кобаламин
2) тиамин
5) никотинамид
3) рибофлавин
6) рибонуклеотид.
16. Биохимические нарушения при гипо- и авитаминозах В2
1) нарушение ЦТК
2) нарушение ЦПЭ
3) нарушение микросомального окисления
4) нарушение β-окисления ВЖК
5) нарушение обмена нуклеиновых кислот
6) нарушение обмена биогенных аминов.
17. По химической природе витамин В6 (антидерматитный) представляет собой:
1) биотин
4) никотинамид
2) рибофлавин
5) кобаламин
3) пиридоксин
6) тиамин.
18. Биохимические изменения при гипо- и авитаминозах В6:
1) нарушение биосинтеза заменимых аминокислот
2) нарушение биосинтеза гемма
3) нарушение биосинтеза сфингомиелина
4) нарушение биосинтеза НАД+ и НАДФ+
5) нарушение образования ГАМК
6) нарушение обезвреживания биогенных аминов.
19. По химической природе витамин РР (антипеллагрический) представляет:
1) никотинамид
4) биотин
2) рибофлавин
5) пиридоксин
3) флавин
6) ретиналь.
21. Биохимические изменения при гипо- и авитаминозе РР:
1) нарушение β-окисления ВЖК
2) нарушение прямого окислительного дезами-нирования глутаминовой кислоты
3) нарушение пентозофосфатного пути окисления глюкозы
4) нарушение ЦТК
5) нарушение декарбоксилирования аминокислот
6) нарушение переаминирования аминокислот.
20. По химической природе витамин В12 (антианемический) представляет собой:
1) кальциферол
4) биотин
2) тиамин
5) пиридоксин
3) кобаламин
6) тиазол.
21. Нарушения в организме человека при гипо- и авитаминозе В12:
1) нарушение кроветворения
2) нарушение зрения
3) пернициозная злокачественная анемия
4) нарушение катаболизма нечетных ВЖК и разветвленных аминокислот
5) накопление в мозгу нечетных ВЖК
6) нарушение психики вследствие отравления мозга.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
а) основная литература:
1. А.П. Нечаев и соавт. Пищевая химия. Санкт-Петербург. Гиорд, 2007.
2. И.М. Скурихин, А.П. Нечаев. Все о пище с точки зрения химика. М. Высшая
школа, 1991г.
б) дополнительная литература:
1. А. Ленинджер. Основы биохимии. М. Мир, 1985.
2. Сборник тестов и задач по биохимии под ред. Ак. РАМН И.П.Ашмарина и проф.
А.Я.Николаева. М. МГУ, 1996.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
Аудитория с презентационным оборудованием, факультетская библиотека с
компьютерным классом.
Лаборатория для проведения практических занятий, оснащенная стандартным
оборудованием для проведения учебных лабораторных занятий – насосы для
фильтрования, весы, центрифуга, термостат, наборы посуды и реактивы.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций
и ПрООП ВПО по направлению подготовки Химия, профилю Химия окружающей среды,
химическая экспертиза и экологическая безопасность.
Автор (ы) Ткачук А.В.
Рецензент (ы) Горбунова М.О.
Программа одобрена на заседании УМК (кафедры) ______________ факультета ЮФУ
от ___________ года, протокол № ________.
Программа одобрена на заседании ученого совета химического факультета ЮФУ
от ___________ года, протокол № ________.