19.06.01 РПУД Физико-химические основы и общие принципы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ШКОЛА БИОМЕДИЦИНЫ
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД)
«Физико-химические основы и общие принципы переработки растительного сырья»
Направление – 19.06.01 Промышленная экология и биотехнологии / Профиль–Технология
обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов,
плодоовощной продукции и виноградарства
Образовательная программа
«Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных
продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства»
Форма подготовки: очная
Школа биомедицины
Кафедра химии и инженерии биологических систем
курс 2, семестр 3,4
лекции - 18 час.
лабораторные занятия – 72 час
всего часов аудиторной нагрузки – 90 час.
самостоятельная работа - 90 час.
контрольные работы не предусмотрены
экзамен 4 семестр
Программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного
образовательного стандарта высшего образования (уровень подготовки кадров высшей
квалификации), утвержденного приказом министерства образования и науки РФ от 30 июля № 884
Программа обсуждена на заседании кафедры химии и инженерии биологических систем, протокол
№ 5 от «29» января 2015 г
Заведующий кафедрой Приходько Ю.В.
Составители: д.т.н., проф. Приходько Ю.В., к.б.н., доцент Корчагин В.П.
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20 г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ Приходько Ю.В.
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20 г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ Приходько Ю.В.
АННОТАЦИЯ
Дисциплина «Физико-химические основы и общие принципы переработки растительного сырья» предназначена для аспирантов, обучающихся по
образовательной программе «Технология обработки, хранения и переработки
злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции
и виноградарства» и входит в вариативную часть учебного плана подготовки
аспирантов по направлению подготовки кадров высшей квалификации
19.06.01 Промышленная экология и биотехнологии.
При разработке программы использованы Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования (уровень подготовки
кадров высшей квалификации) по направлению подготовки 19.06.01 Промышленная экология и биотехнология, утвержденный приказом министерства образования и науки РФ от 30 июля 2014 г., № 884, учебный план подготовки аспирантов по образовательной программе «Технология обработки,
хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов,
плодоовощной продукции и виноградарства».
Дисциплина «Физико-химические основы и общие принципы переработки растительного сырья» входит в блок обязательных дисциплин вариативной части (Б1.В.ОД.3)
Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 190 часов. Учебным планом предусмотрены лекционные занятия (18 часов), лабораторные работы (72 часа) и самостоятельная работа (90 часов).
Дисциплина реализуется на 2 курсе в 3 и 4 семестрах.
Этот курс связан с дисциплиной: «Методы исследования продуктов питания из растительного сырья». Освоение дисциплины способствует изучению дисциплин «Технология ферментированных пищевых продуктов на основе комплексного использования физических и биохимических приемов» и
«Научные основы повышения эффективности производства пищевых про-
дуктов из растительного сырья», а также подготовке диссертационной работы.
Целью
изучения дисциплины
«Физико-химические изменения
качества пищевых продуктов» является теоретическая подготовка студентов
к практической деятельности в области производства и контроля качества
сырья и пищевых продуктов на основании анализа изменений физикохимических свойств.
Задачи дисциплины:
- формирование системности в понимании процесса, происходящих в
пищевых продуктах в процессе их изготовления и хранения;
- углубление и систематизация теоретических представлений лежащих в
основе современных технологий производства пищевых продуктов;
- ознакомление студентов с методом моделирования технологических
процессов с использованием компьютерных технологий;
- углубление знаний в области по статистической обработке результатов
эксперимента, их интерпретации;
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения теоретического курса студент должен знать:
 общие приемы и отдельные стадии производства пищевых продуктов;
 фундаментальные принципы и основные закономерности физических, химических, биохимических, биотехнологических
процессов
происходящих при производстве продуктов питания;
В результате практического изучения дисциплины студент должен уметь:
 использовать базовые знания умения и навыки в области анализа продуктов питания для оценки их качества и выявления фальсификации
продуктов;
 модифицировать и оптимизировать технологии производства пищевых
продуктов, с учетом протекающих в них процессов физических, химических, биохимических, биотехнологических процессов.
В результате изучения теоретического и практического курса студент
должен владеть:
 приемами химических и инструментальных методов анализа сырья и
пищевых систем на основе использования фундаментальных знаний в
области биохимии и биотехнологии растительного сырья;
 навыками работы с нормативно-технической документацией;
 навыками проведения теоретических и экспериментальных исследований с использованием информационных технологий.
Освоение дисциплины способствует формированию у выпускника
следующих компетенций:
Общепрофессиональных:
 Способность и готовность к организации и проведению фундаменталь-
ных и прикладных научных исследований (ОПК-1);
 способность и готовность к организации и проведению фундаменталь-
ных и прикладных научных исследований (ОПК-2);
 способность и готовность к использованию лабораторной и инструмен-
тальной базы для получения научных данных (ОПК-4)
Профессиональных:
 способность использовать профессиональные теоретические и практи-
ческие знания для проведения исследований на основе моделирования
биокаталитических, биохимических, физико-химических и биотехнологических процессов при переработке злаковых, бобовых культур,
крупяных продуктов, плодовоовощной продукции и виноградарство
(ПК-1)
 способность к научно-практическому обоснованию и разработке новых
видов продуктов питания из злаковых, бобовых культур, крупяных
продуктов, плодовоовощной продукции и виноградорства (ПК-2)
Для формирования вышеуказанных компетенций в рамках дисциплины
применяются следующие методы активного/ интерактивного обучения:
«Круглый стол», «Проблемная лекция», «Активное чтение».
I. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА
.
Лекции (18 ч.)
Тема 1 Физико-химические свойства, характеризующие качество
сырья и пищевых продуктов (4 часа).
Пищевая и энергетическая ценность. Оптические свойства. Прозрачность, цветность, показатель преломления, рефракция, оптическая активность пищевых продуктов. Структурно-механические свойства. Реологические свойства пищевых продуктов. Прочность, твердость, упругость, эластичность, пластичность, релаксация, вязкость, липкость пищевых продуктов. Электрохимические свойства. Сорбционные свойства.
Тема 2 Факторы, приводящие к изменению физико-химических
свойств, характеризующих качество сырья и пищевых продуктов (4 час)
Классификация
факторов,
приводящих
к
изменению
физико-
химических свойств, характеризующих качество сырья пищевых продуктов.
Физические факторы. Температура, электромагнитные колебания, вибрация,
радиация. Химические факторы. Пищевые ингредиенты. Физико-химические
факторы. Биологические факторы.
Тема 3 Механизмы физико-химических изменений (4 час.)
Механизмы физико-химических изменений качества пищевых продуктов.
Взаимодействие
факторов,
приводящих
к
изменению
физико-
химических свойств, с веществом сырья и пищевых продуктов.
Тема 4 Общие принципы переработки растительного сырья (6 час.)
Классификация методов переработки растительного сырья. Измельчение. Сушка. Экстракция. Ректификация. Фильтрация. Гомогенизация. Термическая обработка. Фасовка. Основные физико-химические явления, влияющие на эффективность происходящих процессов.
II.
СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА
Лабораторные работы (72 час.)
Лабораторная работа №1. Изменение физико-химических свойств полисахаридов пищевых продуктов под действием температуры, органических кислот и солей (6 час.)
Цель работы: закрепить теоретический материал по теме; Экспериментально проследить изменение ряда физико-химических свойств полисахарид содержащих пищевых продуктов под действием температуры, органических кислот и солей.
Лабораторная работа № 2 Факторы, влияющие на денатурацию белков сырья и пищевых продуктов (6 час.)
Цель работы: закрепить теоретический материал по теме; Экспериментально выявить некоторые факторы, влияющие на денатурацию белков
растительного сырья и пищевых продуктов.
Лабораторная работа № 3 Исследование изменения электрохимических
свойств сырья и пищевых продуктов (6 час.)
Цель работы: закрепить теоретический материал по теме; Экспериментально исследовать изменения электрохимических свойств сырья и пищевых продуктов.
Лабораторная работа № 4 Исследование изменения оптических свойств
растительного сырья и пищевых продуктов (6 час.)
Цель работы: закрепить теоретический материал по теме; Экспериментально исследовать изменения оптических свойств растительного сырья и
пищевых продуктов.
Лабораторная работа № 5 Исследование изменения механохимических
свойств сырья и пищевых продуктов (6 час.)
Цель работы: закрепить теоретический материал по теме; Экспериментально исследовать изменения механохимических свойств растительного
сырья и пищевых продуктов.
Лабораторная работа № 6 Исследование изменения качества растительного
сырья и пищевых продуктов в процессе брожения». (6ч)
Цель работы: закрепить теоретический материал по теме; Экспериментально исследовать изменения качества растительного сырья и пищевых
продуктов в процессе брожения.
Лабораторная работа №7 Исследование динамики процессов ферментации
и выбор оптимальных условий (6 час.)
Цель работы: закрепить теоретический материал по теме; Экспериментально исследовать процессы оптимизации ферментации в зависимости
от особенностей применяемого сырья; планирование эксперимента и выбор
контролируемых параметров процесса.
Лабораторная работа №8
Исследование биохимических и физико-
химических процессов хранения зерна (6 час.)
Цель работы: закрепить теоретический материал по теме; Экспериментально исследовать процессы дыхания, изменения белково-углеводного
комплекса и липидов зерна в процессе хранения.
Лабораторная работа №9
Исследование биохимических и физико-
химических процессов хранения продукции винодельческой и ликероводочной промышленности (6 час.)
Лабораторная работа №10 Перегонка и ректификация спиртосодержащих материалов. Часть 1 (6 час.)
Цель работы: закрепить теоретический материал по теме; Экспериментально исследовать процессы простой и двойной перегонки бражки.
Лабораторная работа №11 Перегонка и ректификация спиртосодержащих материалов. Часть 2 (6 час.)
Цель работы: закрепить теоретический материал по теме; Экспериментально исследовать процессы ректификации спирта сырца.
Лабораторная работа №12 Деловая игра (6 час.)
Цель работы: закрепить теоретический материал в процессе профессиональной дискуссии в группе, разделенных на подгруппы: инженерытехнологи, специалисты производственной лаборатории, специалисты отдела
продаж.
III.
КОНТРОЛЬ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ КУРСА
Вопросы к экзамену
1. Общая характеристика состава растительного сырья
2. Показатели качества сырья в производстве ферментированных продуктов питания
3. Современные методы экстракции биологически активных веществ из
растительного сырья
4. Оценка эффективности процессов экстракции
5. Проблема утилизации органических растворителей.
6. Биофизические и биохимические аспектов технологии ферментированных продуктов питания
7. Коллоидная
стойкость.
Биологические
помутнения.
Физико-
химические помутнения.
8. Исследование физико-химических изменений качества продуктов питания инструментальными методами. Классификация инструментальных методов анализа.
9. Факторы, влияющие на качество пищевых продуктов, выявляемые оптическими методами анализа.
10.Исследование физико-химических изменений качества продуктов питания методом рефрактометрии.
11.Исследование физико-химических изменений качества продуктов питания методом поляриметрии.
12.Исследование физико-химических изменений качества продуктов питания методом инфракрасной спектроскопии.
13.Исследование физико-химических изменений качества продуктов питания электрохимическими методами анализа.
14.Исследование физико-химических изменений качества продуктов питания хроматографией.
15.Исследование физико-химических изменений качества продуктов питания радиационными методами анализа.
16. Физико-химические изменения пищевых продуктов в процессе сушки
17.Физико-химические изменения пищевых продуктов в процессе термической обработки
18.Физико-химические изменения пищевых продуктов в процессе фильтрования
19.Физико-химические изменения пищевых продуктов в процессе кристаллизации
20.Физико-химическая характеристика процесса перегонки
21.Физико-химические изменения пищевых продуктов в процессе измельчения и гомогенизации
22.Физико-химические изменения пищевых продуктов в процессе хранения
23.Физико-химическая характеристика процесса биологического помутнения
24.Отечественная нормативная документация отрасли и ее гармонизации с
международными требованиями.
25.Особенности
статистической
обработки
результатов
химико-
технологических и микробиологических исследований растительного
сырья и продуктов его переработки
IV. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Основная литература
(печатные и электронные издания)
1. Втюрин В.А. Автоматизированные системы управления технологическими процессами. Основы АСУТП: Учебное пособие для студентов
специальности 220301 "Автоматизация технологических процессов и
производств". - СПб: СПбГЛТА. 2006. - 152 с.
http://window.edu.ru/resource/030/66030
2. Бочарова Т.А. Технология хранения и переработки продукции растениеводства с основами стандартизации. Часть 3. Технические культуры,
пивоварение, комбикорма: учебное пособие / Т.А. Бочарова. - Барнаул:
Изд-во АГАУ, 2008. - 115 с. http://window.edu.ru/resource/819/77819
3. Танганов Б.Б. Химические методы анализа. Учебное пособие. - УланУдэ: Изд-во ВСГТУ, 2005. - 550 с. Адрес доступа:
http://window.edu.ru/resource/575/18575/files/Niah3.pdf
4. Голицына О.Л., Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Информационные технологии. Изд-во: Форум, Инфра—М, 2006.
http://eknigi.org/nauka_i_ucheba/156680-informacionnye-texnologii.html
5. Пругло Г.Ф., Комиссаренков А.А., Фёдоров В.А. Оптические методы
анализа: учебно-методическое пособие. - СПб.: СПбГТУРП, 2010. -52
с. http://window.edu.ru/resource/093/76093/files/metodoptika.pdf
6. Гиндуллина Т.М. Хроматографические методы анализа: учебнометодическое пособие / Т.М. Гиндуллина, Н.М. Дубова - Томск: Изд-во
Томского политехнического университета, 2010. - 80 с. Адрес доступа:
http://window.edu.ru/resource/704/74704/files/Chromatography_posobie.pdf
7. Кукуев В.И., Ключникова О.В., Петько А.Ю. Хроматографические методы анализа: Практическое руководство. - Воронеж: Изд-во ВГУ,
2003. - 25 с. http://window.edu.ru/resource/258/27258/files/apr03042.pdf
8. Васильева Р.А. Современные инструментальные методы анализа. Методическая разработка. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 1999. - 25 с. Адрес
доступа: http://window.edu.ru/resource/351/18351/files/Mtd_mlk3.pdf
9. Стоянова О.Ф., Шкутина И.В., Мокшина Н.Я., Хохлов В.Ю., Васильева
В.И., Селеменев В.Ф. Хроматографические методы в анализе лекарственных и токсичных веществ: Практикум. - Воронеж: Изд-во ВГУ,
2004. - 59 с. http://window.edu.ru/resource/259/27259/files/sep04052.pdf
10.Калюкова Е.Н. Титриметрические методы анализа: Учебное пособие. Ульяновск: УлГТУ, 2008. - 108 с. Адрес доступа:
http://window.edu.ru/resource/879/58879/files/137.pdf
Дополнительная литература
(печатные и электронные издания)
1. Васильева В.И., Григорчук О.В., Мокшина Н.Я. Методы химического
анализа окружающей среды: Учебно-методическое пособие. - Воронеж:
Изд-во
ВГУ,
2005.
-
59
с.
Адрес
доступа:
http://window.edu.ru/resource/059/27059/files/may05082.pdf
2. Богданов В.Д., Дацун В.М., Ефимова М.В. Общие принципы перера-
ботки сырья и введение в технологии производства продуктов питания:
Учебное пособие. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2007. 213 с. http://window.edu.ru/resource/546/68546
3. Мисаковский А.А., Перебейнос А.В. Общие принципы переработки
сырья и введение в технологии производства продуктов: Методические
указания к лабораторным и практическим работам. - Владивосток: Издво Дальрыбвтуз, 2007. - 95 с. http://window.edu.ru/resource/212/60212