2. Основные методы выделения биологически активных веществ

УТВЕРЖДАЮ
Проректор-директор ИФВТ
___________ Лопатин В.В.
«___»_____________201___ г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Химия и технология фитопрепаратов
НАПРАВЛЕНИЕ ООП 240100Химическая технология
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ Химическая технология синтетических
биологически активных веществ, химико-фармацевтических препаратов и
косметических средств.
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) Бакалавр
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г.
КУРС 4 СЕМЕСТР 8
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ 3
ПРЕРЕКВИЗИТЫ Б2.Б5, Б2.Б7, Б3.Б4
КОРЕКВИЗИТЫ ____________________________________________
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
Лекции
24
час.
Лабораторные занятия
36
час.
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ 60 час.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА 48 час.
ИТОГО 108 час.
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ очная .
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ зачет .
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ Кафедра биотехнологии и
органической химии
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ
Филимонов В.Д.
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП
Погребенков В.М.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
Штрыкова В.В.
2011 г.
1. Цели освоения дисциплины
Цели дисциплины и их соответствие целям ООП
Код
цели
Ц1
Ц3
Ц5
Цели освоения дисциплины
«Химия и технология
фитопрепаратов»
Цели ООП
Формирование
способности
понимать химическую сущность
технологических
процессов
в
синтезе биологически активных
веществ
и
использовать
полученные знания в комплексной
производственно-технологической
деятельности.
Формирование
творческого
мышления,
способности
самостоятельно планировать и
проводить научные эксперименты
по синтезу новых биологически
активных веществ, анализировать
полученные результаты.
Подготовка
выпускников
к
производственно-технологической
деятельности
в
области
химических
технологий,
конкурентоспособных на мировом
рынке химических технологий.
Формирование
потребности
выпускника
в
постоянном
самообучении и профессиональном
самосовершенствовании в области
химической технологии.
Подготовка
выпускников
к
самообучению и непрерывному
профессиональному
самосовершенствованию.
Подготовка
выпускников
к
научным
исследованиям
для
решения задач, связанных с
разработкой
инновационных
методов
создания
химикотехнологических
процессов,
веществ и материалов.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина Б3.В.4.3 «Химия и технология фитопрепаратов» является
составной частью профиля – «Химическая технология синтетических
биологически активных веществ, химико-фармацевтических препаратов и
косметических средств» ОПП «Химическая технология».
Курс основывается на знаниях студентов по ранее освоенным базовым
химическим дисциплинам.
Пререквизиты дисциплины:
Б2.Б5 – Органическая химия;
Б.2.Б7 – Аналитическая химия и физико-химические методы анализа.
Б3.Б4 – Процессы и аппараты химической технологии
При изучении указанных дисциплин (пререквизитов) формируются
«входные» знания, умения, опыт и компетенции, необходимые для
успешного освоения дисциплины «Химия и технология фитопрепаратов».
В результате освоения дисциплин (пререквизитов) студент должен:
Знать
- основные классы органических веществ;
- основные типы органических реакций;
- взаимосвязь между строением органического вещества и его реакционной
способностью;
- основные аппараты, используемые в органическом синтезе.
Уметь
- классифицировать органические вещества по структурной формуле;
- определять тип химических превращений;
- применять методы анализа при контроле химического процесса;
- анализировать структуру органического вещества;
- аппаратурно оформить химический процесс.
Владеть
- методами проведения основных химических превращений;
- методами контроля проведения органических синтезов;
- методами анализа полученных целевых продуктов.
3. Результаты освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины студент должен/будет:
знать
- основные методы выделения биологически активных веществ из
растительного сырья;
- основные виды экстрагирования;
- способы интенсификации процессов экстрагирования;
- основные методы получения эфирных масел;
- основные методы получения максимально очищенных препаратов
(новогаленовых) и препаратов индивидуальных веществ.
уметь
- анализировать литературные данные по методам и технологиям получения
фитопрепаратов и использовать их в практической деятельности;
- выбирать метод выделения биологически активных веществ из растительного
сырья;
- проводить теоретические и экспериментальные исследования при получении
фитопрепаратов;
- соблюдать правила охраны здоровья и безопасности труда; выполнять
требования по защите окружающей среды;
- работать индивидуально и в коллективе.
владеть (методами, приёмами)
- основными методами получения фитопрепаратов;
- приемами безопасного ведения химического процесса;
В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие
компетенции:
1.Универсальные (общекультурные) способность/готовность
- к самостоятельному обучению и непрерывному повышению теоретических
и практических знаний;
- работать индивидуально и в коллективе, отвечать за результаты работы и
следовать корпоративной культуре.
2. Профессиональные способность/готовность
- применять теоретические и практические знания в области современных
химических технологий для решения производственных задач;
- ставить и решать задачи, связанные с созданием новых процессов
химической технологии;
- проводить теоретические и экспериментальные исследования в области
современных химических технологий;
- соблюдать правила охраны здоровья и безопасности труда на химикотехнологическом производстве, выполнять требования по защите
окружающей среды;
4. Структура и содержание дисциплины
4.1 Содержание разделов дисциплины:
1. Введение. Исторические этапы развития химии растительных
биологически активных веществ.
2. Основные методы выделения биологически активных веществ из
растительного сырья.
2.1. Экстрагирование.
Теоретические основы экстрагирования. Особенности экстрагирования из
растительного сырья с клеточной структурой. Стадии экстрагирования и их
количественные характеристики. Основные факторы, влияющие на полноту
и скорость экстрагирования. Требования к экстрагентам. Основные виды
экстрагирования (мацерация, перколяция, реперколяция, ускоренная дробная
мацерация методом противотока, циркуляционное экстрагирование,
непрерывное противоточное экстрагирование с перемешиванием сырья и
экстрагента, экстрагирование сжиженными газами). Интенсификация
процессов экстрагирования (экстрагирование с помощью роторнопульсационного аппарата, с применением ультразвука, с применением
электрических разрядов, с использованием электроплазмолиса и
электродиализа). Технология получения экстрактов.
2.2. Перегонка с водяным паром.
Основные виды сырья для получения эфирных масел методом перегонки с
водяным паром. Теоретические основы процесса перегонки с водяным
паром. Аппаратурное оформление процесса перегонки. Недостатки процесса
получения эфирных масел с помощью перегонки с водяным паром.
3. Технология получения максимально очищенных
(новогаленовых) и препаратов индивидуальных веществ.
препаратов
Особенности производства. Выделение индивидуальных БАВ (алкалоидов,
флавоноидов, сердечных гликозидов, стероидных сапонинов, слизистых
водорастворимых полисахаридов, кумаринов, хромонов).
Таблица 1.
4.2 Структура модуля (дисциплины)
по разделам и формам организации обучения
Название раздела/темы
1. Введение.
2.
Основные
методы
выделения биологически
активных
веществ
из
растительного сырья.
2.1. Экстрагирование.
Аудиторная работа (час)
Лекци Практ./сем.
Лаб. зан.
и
Занятия
1
-
13
18
СРС
(час)
Колл,
Ито
Контр.Р. го
4
5
24
67
10
14
2.2. Перегонка с водяным
паром.
4
3. Технология получения
максимально очищенных
препаратов
(новогаленовых)
и
препаратов
индивидуальных веществ.
6
18
10
24
Итого
24
36
48
108
5. Образовательные технологии
Для достижения планируемых результатов обучения, в дисциплине
«Химия и технология фитопрепаратов» используются различные
образовательные технологии:
1. Информационно-развивающие
технологии,
направленные
на
формирование системы знаний, запоминание и свободное оперирование ими.
Используется лекционный метод, самостоятельное изучение литературы,
применение новых информационных технологий для самостоятельного
пополнения знаний, включая использование технических и электронных
средств информации.
2. Деятельностные
практико-ориентированные
технологии,
направленные на формирование системы профессиональных практических
умений при проведении лабораторных работ, обеспечивающих возможность
в будущем качественно выполнять профессиональную деятельность.
Используется анализ, сравнение методов проведения органического
синтеза, выбор метода, в зависимости от объекта получения.
3. Развивающие
проблемно-ориентированные
технологии,
направленные на формирование и развитие проблемного мышления,
мыслительной активности, способности видеть и формулировать проблемы,
выбирать способы и средства для их решения.
Используются виды проблемного обучения: освещение основных
проблем тонкого органического синтеза на лекциях, учебные дискуссии,
коллективная мыслительная деятельность в группах при выполнении
лабораторных работ.
Личностно-ориентированные технологии обучения, обеспечивающие в
ходе учебного процесса учет различных способностей обучаемых, создание
необходимых условий для развития их индивидуальных способностей,
развитие активности личности в учебном процессе. Личностноориентированные технологии обучения реализуются в результате
индивидуального общения преподавателя и студента при подготовке
индивидуальных отчетов по лабораторным работам, при анализе результатов
контрольных работ, на консультациях.
Для
целенаправленного
и
эффективного
формирования
запланированных компетенций у обучающихся, выбраны следующие
сочетания форм организации учебного процесса и методов активизации
образовательной деятельности, которые представлены в табл. 2.
Таблица 2.
Методы и формы организации обучения (ФОО)
ФОО
Лекц.
Методы
Лаб.
раб.
IT-методы
Работа в команде
Case-study
Игра
Методы
проблемного
обучения.
Обучение
на основе опыта
Опережающая
самостоятельная
+
работа
Проектный метод
Поисковый метод
Исследовательский
метод
Другие методы
* - Тренинг, ** - Мастер-класс
Пр. зан./
Сем.,
Тр*.,
Мк**
СРС
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
К. пр.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной
работы студентов
6.1 Текущая самостоятельная работа (СРС)
Текущая самостоятельная работа по дисциплине «Химия и технология
фитопрепаратов», направленная на углубление и закрепление знаний
студента, на развитие практических умений, включает в себя следующие
виды работ:
- работа с лекционным материалом;
- подготовка к лабораторным работам;
- подготовка к самостоятельным и контрольным работам;
- подготовка к зачету.
6.2. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
(ТСР)
Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа по
дисциплине «Химия и технология фитопрепаратов», направленная на
развитие интеллектуальных умений, общекультурных и профессиональных
компетенций, развитие творческого мышления у студентов, включает в себя
следующие виды работ по основным проблемам курса:
 поиск, анализ, структурирование информации;
 анализ научных публикаций по определенной преподавателем теме.
6.3.
Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине
Темы, выносимые для подготовки к контрольным работам
№ п/п
1
2
3
Тема
Основные методы выделения биологически активных веществ из
растительного сырья: экстрагирование.
Основные методы выделения биологически активных веществ из
растительного сырья: перегонка с водяным паром.
Технология получения максимально очищенных препаратов
(новогаленовых) и препаратов индивидуальных веществ.
Темы, выносимые для подготовки к лабораторным работам
№ п/п
1
2
3
4
Тема
Получение густого экстракта полыни
Получение хлорофилл-каротиновой пасты
Получение кофеина
Получение пектина
6.4. Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство
двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателя.
Самоконтроль зависит от
определенных качеств
личности,
ответственности за результаты своего обучения, заинтересованности в
положительной оценке своего труда, материальных и моральных стимулов,
от того насколько обучаемый мотивирован в достижении наилучших
результатов. Задача преподавателя состоит в том, чтобы создать условия для
выполнения самостоятельной работы (учебно-методическое обеспечение),
правильно использовать различные стимулы для реализации этой работы
(рейтинговая система), повышать её значимость, и грамотно осуществлять
контроль самостоятельной деятельности студента (фонд оценочных средств).
6.5. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов
Для организации самостоятельной работы студентов (подготовки по
лекционному материалу; подготовки к лабораторным занятиям, контрольным
работам) разработаны следующие учебно-методические пособия:
1. Штрыкова В.В. Получение биологически активных веществ из
растительного сырья: лабораторный практикум. Томск: изд-во ТПУ, 2010. –
52 с.
7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения
дисциплины
Средства (фонд оценочных средств) оценки текущей успеваемости и
промежуточной аттестации студентов по итогам освоения дисциплины
«Химия и технология фитопрепаратов» представляют собой комплект
контролирующих материалов следующих видов:
- Входной контроль. Представлен комплектом из 20 билетов. Проверяются
входные знания по органической химии.
- Контрольные билеты. Представлены 5 комплотами по 20 билетов. В билеты
входят теоретические и практические вопросы по соответствующим темам
лекционного курса. Проверяется степень усвоения теоретических и
практических знаний.
- Зачетные билеты. Представлены комплектом из 20 билетов. Билет состоит
из теоретических (2 вопроса) вопросов.
Разработанные контролирующие материалы позволяют оценить степень
усвоения теоретических и практических знаний, приобретенные умения и
владение опытом на репродуктивном уровне, когнитивные умения на
продуктивном уровне, и способствуют формированию профессиональных и
общекультурных компетенций студентов.
8. Рейтинг качества освоения дисциплины
В соответствии с рейтинговой системой, текущий контроль
производится ежемесячно в течение семестра путем балльной оценки
качества усвоения теоретического материала (контрольные работы) и
результатов практической деятельности (выполнение и защита лабораторных
работ).
Промежуточная аттестация (зачет) проводится в конце семестра также
путем балльной оценки. Итоговый рейтинг определяется суммированием
баллов текущей оценки в течение семестра и баллов промежуточной
аттестации в конце семестра по результатам экзамена. Максимальный
итоговый рейтинг соответствует 100 баллам.
Рейтинг-план освоения дисциплины «Химия и технология биологически активных веществ и медицинских препаратов»
в течение 8 семестра
Химия и технология фитопрепаратов
Институт физики высоких технологий
БИОХ
8
Штрыкова Виктория Викторовна, доцент
2
Введение. Основные
методы
выделения
биологически
активных веществ из
растительного сырья:
экстрагирование.
Теоретические
основы экстрагирования. Особенности
экстрагирования из
растительного сырья
с клеточной структурой. Стадии экстрагирования
и
их
количественные характеристики.
Основные факторы,
Инструктаж по ТБ в
химической
лаборатории
Получение густого
экстракта полыни
Входной
контроль
9
Проблемноориентированн
ые задания
(НИРС в
рамках
дисциплины и
др.)
Итого
Индивидуальные
задания
(рубежные
контрольные
работы,
рефераты и т.п.)
Баллы
Темы практических
занятий (решаемые
задачи)
Баллы
Название
лабораторных работ
Баллы
Темы лекций
Баллы
Недели
1
12
3
24
0
36
60
48
108
Текущий контроль
Практическая деятельность
Теоретический материал
Название
раздела
Число недель
Количество кредитов
Лекции, час
Практические занятия, час
Лабораторные занятия час.
Всего аудиторных занятий, час
Самостоятельная работа, час
ВСЕГО, час
Баллы
Дисциплина
Институт
Кафедра
Семестр
Группы
Преподаватель
влияющие на полноту
и скорость
экстрагирования.
3
4
5
6
7
Требования к
экстрагентам.
Основные виды
экстрагирования:
мацерация,
ускоренная дробная
мацерация методом
противотока,).
Основные виды
экстрагирования:
перколяция,
реперколяция,
Циркуляционное
экстрагирование,
непрерывное
противоточное
экстрагирование
с
перемешиванием
сырья и экстрагента,
Экстрагирование
сжиженными газами
8
Перегонка с водяным
паром.
Основные виды сырья
для
получения
эфирных
масел
методом перегонки с
водяным
паром.
Теоретические
основы
процесса
перегонки с водяным
паром.
9
Аппаратурное
оформление процесса
перегонки.
Недостатки процесса
получения эфирных
Получение густого
экстракта полыни
Получение
хлорофиллкаротиновой пасты
7
Получение пектина
7
Всего по контрольной точке (аттестации) № 1
Получение пектина
Получение кофеина
Рубежная
контрольная
работа №1
15
39
масел с помощью
перегонки с водяным
паром.
1
0
1
1
1
2
Технология
получения
максимально
очищенных
препаратов
(новогаленовых)
и
препаратов
индивидуальных
веществ.
Особенности
производства.
Выделение
индивидуальных
БАВ:
алкалоидов,
флавоноидов,
сердечных гликозидов, стероидных сапонинов
Выделение
индивидуальных
БАВ:слизистых
водорастворимых
полисахаридов,
кумаринов, хромонов.
Получение кофеина
Рубежная
контрольная
работа №2
5
Рубежная
контрольная
работа №3
10
7
Всего по контрольной точке (аттестации) № 3
Итоговая текущая аттестация
Зачет
Итого баллов по дисциплине
«_»____2011 г.
Зав. кафедрой ____________________________ В.Д. Филимонов
Преподаватель __________________________ В.В. Штрыкова
21
60
40
100
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
 основная литература:
Чуешов В.И., Чернов Н.Е., Хохлова Л.Н. и др. Промышленная
технология лекарств. Т.2. Х.: НФАУ, 2002. 715 с.
Алксандрова А.Е., Арзамасцев А.Е., Багирова В.Л. и др. Настойки,
экстракты, эликсиры и их стандартизация. СПб.: СпецЛит, 2001. 223 с.
Кузнецова М.А. Лекарственное растительное сырье и препараты. М.:
Высш. шк., 1987. 191 с.
Молчанов Г.И. Интенсивная обработка лекарственного сырья. М.:
Медицина, 1981. 205 с.
Чекман И.С., Липкан Г.Н. Растительные лекарственные средства. Киев:
Колос, 1993. 384 с.
Штрыкова В.В. Методы и технология получения биологически
активных веществ из растительного сырья. Сборник контрольных
вопросов и заданий Томск: изд-во ТПУ, 2005. 10 с.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
 дополнительная литература:
1. Завражнов В.И., Китаева Р.И., Хмелев К.Ф. Лекарственные растения. Изво Воронежского университета, 1994. 479 с.
2. Лекарственные растения Государственной фармакопеи /Под ред. И.А.
Самылиной. М.: АНМИ, 1999. 496 с.
3. Максютина Н.П. Растительные лекарственные средства. Киев: Здоровья,
1985. 276 с.
программное обеспечение и Internet-ресурсы:
Сайт преподавателя на www.tpu/ru электронная версия пособий:
1. Штрыкова В.В. Получение биологически активных веществ из
растительного сырья: лабораторный практикум. Томск: изд-во ТПУ,
2010. – 52 с.
2. Штрыкова В.В. Методы и технология получения биологически
активных веществ из растительного сырья. Сборник контрольных
вопросов и заданий Томск: изд-во ТПУ, 2005. 10 с.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
№
п/п
Наименование (компьютерные классы,
учебные лаборатории, оборудование)
1
Учебная
лаборатория,
нагревательные приборы
2
Учебная аудитория, проектор
лабораторная
Аудитория,
количество
установок
посуда, 2 корпус, 307 ауд.в
необходимом
количестве
2
корпус,
307а
ауд.,1 шт.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с
требованиями ФГОС по направлению и профилю подготовки 240100
Химическая технология
Программа одобрена на заседании
(протокол № 09 от « 22 » июня 2011 г.)
Автор_________________ Штрыкова В.В.
Рецензент______________ Сарычева Т.А.