«Химия отрасли»

Загрузка...

скачать

Министерство образования Российской Федерации

ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

	УТВЕРЖДАЮ:
	Декан факультета, профессор
	___________С.В.Востриков
	«____»___________2002 года

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины «Химия отрасли» для специальности 270500 –

«Технология бродильных производств и виноделие». Направление 655600 – «Производство продуктов питания из растительного сырья»

Программа рассмотрена на заседании кафедры технологии бродильных производств и виноделия 27 июня 2002 года, протокол № 11.

Зав.кафедрой, профессор С.В.Востриков

СОГЛАСОВАНО

Заведующий выпускающей кафедры,

профессор С.В.Востриков

Методическая комиссия факультета прикладной биотехнологии

5 сентября 2002 года, протокол № 1.-

Председатель МК факультета прикладной биотехнологии

доцент Л.В.Спивакова

Воронеж

2002

^ 1.ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина «Химия отрасли» имеет целью изучение химического состава растительного сырья, используемого в бродильных производствах, физико-химических и биохимических процессов, происходящих при переработке растительного сырья на различных этапах получения полуфабрикатов и готовой продукции.

Эти знания студенты должны уметь творчески использовать при изучении дисциплины «Технология отрасли», «ОИТ и УИРС», а также при прохождении производственной практики на предприятиях бродильной промышленности.

^ 2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате изучения данной дисциплины студент должен знать:

– химический состав растительного сырья;

– физико-химические и биохимические процессы, происходящие при переработке сырья, полуфабрикатов и готовой продукции;

– роль различных компонентов химического состава в формировании органолептических показателей, влияние этих компонентов на качество и стабильность полуфабрикатов и готовой продукции.

Уметь использовать полученные теоретические знания при:

– приобретении практических навыков на предприятиях бродильной промышленности;

– выполнении основных анализов сырья, полуфабрикатов и готовой продукции;

– совершенствовании и оптимизации действующих технологических процессов на базе системного подхода к анализу качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.

Иметь навыки выполнения основных анализов сырья, полуфабрикатов и готовой продукции бродильных производств.

^ 3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

3.1. Объемы различных форм учебной работы в часах и виды контроля в соответствии с учебным планом.

Виды учебной работы	Всего часов	Семестр
Виды учебной работы	Всего часов	6	7
Общая трудоемкость дисциплины	252	96	156
Аудиторные занятия:	153	51	102
– лекции	68	-	68
– лабораторные работы (лр)	85	51	34
Самостоятельная работа:	99	45	54
– подготовка к лабораторным занятиям (1,56 п.л.х16)	25	15	10
– проработка конспектов лекций (0,5 ч х 68 ч)	34	-	34
–проработка материала по учебникам (8 п.л.х2,5 ч)	20	10	10
Подготовка к коллоквиуму (40 ч х 0,5)	20	20	-
Вид итогового контроля	Зачет, экзамен	Зачет	Экзамен

Дисциплина входит в цикл специальных дисциплин (СД 02), национально-региональный (вузовский) компонент.

^ 4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№№ п/п	Раздел дисциплины	Лекции	Лаборатор-ные работы
1	2	3	4
	6 семестр
1	Значение технохимконтроля сырья в технологии бродильных производств	-	1
2	Методы определения влажности	-	5
3	Методы определения массовой доли сухих веществ	-	6
4	Методы определения углеводов		12
5.	Методы определения этилового спирта	-	6
6.	Методы анализа воды	-	6
7	Коллоквиум	-	3
8	Методы определения аминного азота	-	6
9	Методы определения кислотности	-	6
	7 семестр
10	Химический состав основных видов сырья пивоваренного производства и производства кваса	6	2
11	Химический состав сырья ликерно-водочного производства и производства безалкогольных напитков	8
12	Химический состав сырья спиртового производства	2
13	Биохимические и химические процессы, происходящие в сырье при хранении	3
14	Физико-химические и биохимические процессы, происходящие на различных этапах получения солода	5	8
15	Физико-химические и биохимические процессы, происходящие на различных этапах приготовления пива	11	8
16	Основные физико-химические и биохимические процессы, происходящие при приготовлении кваса	1	-
17	Основные физико-химические и биохимические процессы в технологии спирта	6	12
18	Химические процессы в технологии ликероводочных изделий и безалкогольных напитков	16	4
19	Характеристика химического состава винограда	2
20	Основные физико-химические и биохимические процессы, происходящие на различных этапах получения вина	8
21	Зачётное занятие		2

^ 4.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ

6 СЕМЕСТР

4.2.1. Значение технохимического контроля в технологии бродильных производств

4.2.2. Методы определения влажности

Теплофизические методы: метод ускоренного высушивания, метод высушивания в приборе ВНИИХП-ВЧ. Электрометрический (кондуктометрический) метод определения влажности.

4.2.3. Методы определения массовой доли сухих веществ

Методы, основанные на определении плотности (пикнометрический и ареометрический). Метод, основанный на определении показателя преломления (рефрактометрический).

4.2.4. Методы определения углеводов.

Поляриметрические методы определения углеводов. Определение углеводов колориметрическим методом. Определение крахмала методом Эверса. Химические методы определения углеводов. Методы, основанные на окислении углеводов оксидом меди (метод Бертрана). Метод, основанный на окислении альдоз йодом (метод Вильштеттера – Шудля).

4.2.5. Методы определения этилового спирта.

Физические и физико-химические методы (пикнометрический, ареометрический, рефрактометрический). Химические методы (дихроматно-йодометрический).

4.2.6. Методы анализа воды.

Определение щелочности. Определение жесткости комплексонометрическим методом. Определение окисляемости: методом Кубеля. Определение аммиака и железа.

4.2.7. Коллоквиум по темам 1 – 6.

4.2.8. Методы определения аминного азота.

Метод формольного титрования (по Сёренсену). Йодометрический метод (по Попу и Стивенсу).

4.2.9. Методы определения кислотности.

Определение активной кислотности (рН) электрометрическим и колориметрический методами. Определение титруемой кислотности титрованием с применением индикаторов; электрометрическим титрованием.

7 СЕМЕСТР

4.2.10. Химический состав основных видов сырья пивоваренного

производства и производства кваса

Химический состав зерна ячменя: моно- полисахариды, белковистые вещества, ферменты, липиды, полифенольные соединения. Химический состав хмеля: горькие кислоты, эфирные масла, дубильные вещества. Особенности химического состава зерна ржи.

4.2.11. Химический состав сырья ликероводочного производства и производства безалкогольных напитков.

Химический состав растительного сырья, применяемого в ликероводочном производстве и производстве безалкогольных напитков. Роль отдельных веществ в формировании вкуса и аромата ликероводочных изделий.

4.2.12. Химический состав сырья спиртового производства.

Химический состав свекловичной мелассы. Особенности химического состава зерна пшеницы.

4.2.13. Биохимические процессы, происходящие в сырье при хранении.

Биохимические процессы, происходящие при послеуборочном дозревании ячменя. Изменение влажности и влагочувствительности зерна при хранении. Самосогревание зерна, его стадии. Процессы, происходящие на ранних стадиях хранения зерна. Биохимические процессы при хранении хмеля.

4.2.14. Основные биохимические и физико-химические процессы, происходящие на различных этапах получения солода и приготовления пива и их технологическое значение

Основные процессы, происходящие на стадии замачивания ячменя: проникновение воды в зерно, экстрагирование растворимых веществ. Дыхание зародыша зерна.

Основные процессы, происходящие на стадии проращивания ячменя: активация и синтез ферментов, изменение активности отдельных групп ферментов при проращивании.

Основные процессы, происходящие на стадии сушки солода во время физиологической, ферментативной и химической фаз сушки.

4.2.15. Физико-химические и биохимические процессы, происходящие на различных этапах приготовления пива

Основные процессы, происходящие при приготовлении пива: на стадии затирания (гидролиз, экстрагирование), во время кипячения сусла с хмелем (денатурация белков, образование белково-дубильных комплексов, превращения горьких кислот и эфирных масел хмеля); на стадии охлаждения и осветления сусла (насыщение сусла кислородом воздуха, образование и осаждение тонких взвесей); основные процессы, происходящие на стадии брожения и дображивания. Химический состав дрожжевой клетки. Факторы, влияющие на жизнедеятельность дрожжей. Аминокислотный и белковый обмен дрожжей. Биосинтез белка в дрожжевой клетке. Усвоение углеводов дрожжами. Запасные углеводы. Химизм спиртового брожения. Биосинтез высших спиртов в дрожжевой клетке. Биосинтез альдегидов и кетонов, ацетоина, диацетила. Биосинтез летучих жирных кислот дрожжами. Биосинтез сложных эфиров дрожжами. Биосинтез серусодержащих веществ дрожжами. Старение пива и его причины. Связывание двуокиси углерода во время дображивания пива.

4.2.16. Основные физико-химические и биохимические процессы,

происходящие при приготовлении кваса

Химизм сбраживания квасного сусла. Особенности совместной жизнедеятельности дрожжей и молочнокислых бактерий.

4.2.17. Основные физико-химические и биохимические процессы

в технологии спирта

Превращения крахмала и низших углеводов, азотистых веществ, пектиновых веществ при водно-тепловой обработке зернового сырья.

Превращения крахмала и белковистых веществ под действием ферментов солода и ферментных препаратов.

Процессы, происходящие на стадии брожения. Особенности непрерывно-поточного спиртового брожения. Зависимость образования спирта и побочных продуктов от условий сбраживания мелассового сусла.

4.2.18. Химические процессы в технологии ликероводочных изделий и безалкогольных напитков

Химические изменения при водоподготовке для ликероводочного производства и производства безалкогольных напитков. Физико-химические и химические процессы при осветлении, коагуляции, фильтровании воды технологического назначения. Химизм катионитового умячения воды. Полная деминерализация воды. Физико-химические основы сатурации воды диоксидом углерода. Обезжелезивание воды в производстве водок.

Теория строения водно-спиртовых растворов. Физико-химические процессы при приготовлении сортировки. Химические изменения при обработке сортировки активным углем.

Химические процессы при приготовлении колера.

Физико-химические и биохимические изменения в растительном сырье при приготовлении полуфабрикатов для ликероводочного и безалкогольного производств. Ферментативный гидролиз пектиновых веществ. Физико-химические основы экстрагирования при приготовлении настоев и морсов. Пути интенсификации экстрагирования сырья. Химические процессы при стабилизации ликероводочных изделий.

4.2.19. Характеристика химического состава винограда.

Моно- и полисахариды. Азотистые вещества. Органические кислоты. Фенольные соединения. Их технологическое значение в виноделии.

4.2.20. Физико-химические и биохимические процессы, происходящие на различных этапах получения вина.

Физические и химические процессы при осветлении сусла. Сульфитация соков и вин. Биохимические процессы при выдержке вин. Физико-химические процессы при осветлении и стабилизации вин. Шампанизация вин.

^ 5. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

№№ п/п	№ раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ
1	2	3
1	1	Значение технохимконтроля в технологии бродильных производств
2	2	Методы определения влажности
3	3	Методы определения массовой доли сухих веществ
4	4	Методы определения углеводов
5	5	Методы определения этилового спирта
6	6	Методы анализа воды
7	8	Методы определения аминного азота
8	9	Методы определения кислотности
9	14	Изменение активности α- и -амилаз при солодоращении
10	14	Изменение активности активности α- и -амилаз при сушке ячменного солода
11	15	Определение фракционного состава белковистых веществ по Ермакову
1	2	3
12	17	Изменение углеводного состава сусла при водно-тепловой обработке и осахаривании крахмалистого сырья
13	15, 17	Изменение углеводного состава сусла во время спиртового брожения
14	15, 17	Изменение азотистого состава сусла во время спиртового брожения
15	18	Определение содержания примесей в спирте этиловом ректификованном, полученном из различных видов сырья

^ 6. ФОРМЫ И СОДЕРЖАНИЕ ТЕКУЩЕГО, ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ

Формы текущего контроля: прием отчетов о лабораторных работах и их защита, рейтинговые оценки; формы промежуточного контроля: прием коллоквиума.

Формы итогового контроля: прием зачета и экзамена.

Контроль самостоятельной работы студентов проводится во время лабораторных работ путем индивидуального опроса, проверки оформления отчетов, во время консультаций по курсу путем просмотра конспектов лекций, собеседования.

^

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К КОЛЛОКВИУМУ В 6 СЕМЕСТРЕ

1.Отбор средней пробы и подготовка к анализу.

2.Классификация методов определения влажности.

3.Методы определения влажности высушиванием и их характеристика.

4.Электрометрические методы определения влажности и их характеристика.

5.Характеристика физико-химических методов определения влажности.

6.Характеристика химических методов определения влажности.

7.Что такое сухие вещества, какими они могут быть?

8.Характеристика методов определения сухих веществ, основанных на определении плотности.

9.Рефрактометрический метод определения сухих веществ.

10.Принцип действия рефрактометра. Виды рефрактометров, используемых в бродильных производствах.

11.Классификация методов определения углеводов.

12.Характеристика поляриметрических методов определения углеводов.

13.Характеристика химических методов определения углеводов.

14.Охарактеризовать химические методы определения крахмала.

15.Охарактеризовать поляриметрические методы определения крахмала.

16.Классификация методов определения этилового спирта.

17.Физико-химические методы определения этилового спирта: пикнометрический, ареометрический, рефрактометрический.

18.Охарактеризовать химические методы определения этилового спирта.

19.Характеристика методы анализа воды: определение щелочности, жесткости, окисляемости, содержания аммиака и железа.

^

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ В 6 СЕМЕСТРЕ

Охарактеризовать методы определения активности α- и -амилаз солода.
Охарактеризовать отличие показателей активности α- и -амилаз в свежепророщенном и сухом солоде.
Классификация белковистых веществ по Лундину.
Определение фракционного состава белковистых веществ по Лундину.
Охарактеризовать метод определения белков по Къельдалю. Описать установку для реализации этого метода.
Объяснить изменения углеводного состава при водно-тепловой обработке крахмалосодержащего сырья.
Объяснить изменения углеводного состава при осахаривании крахмала.
Объяснить изменения углеводного состава сусла во время спиртового брожения.
Объяснить изменения азотистого состава сусла в процессе спиртового брожения.
Охарактеризовать методы, используемые для определения содержания примесей в спирте этиловом ректификованном.

7 СЕМЕСТР

^ ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

Характеристика моно- и полисахаридов зерна ячменя.
Белковистые вещества зерна ячменя.
Ферменты зерна ячменя.
Полифенольные соединения зерна ячменя и дубильные вещества хмеля.
Горькие вещества и эфирные масла хмеля.
Особенности химического состава зерна ржи и пшеницы.
Химический состав свекловичной мелассы.
Липиды зерна ячменя.
Химический состав растительного сырья для производства ликеро-наливочных изделий и безалкогольных напитков.
Химический состав винограда.
Основные физико-химические процессы, протекающие при хранении зернового сырья.
Основные биохимические процессы, протекающие при хранении зернового сырья.
Биохимические процессы при хранении хмеля.
Основные процессы, происходящие при проращивании зерна ячменя.
Основные процессы на стадии замачивания зерна ячменя.
Основные процессы, происходящие при сушке солода.
Физико-химические и биохимические процессы, протекающие при водно-тепловой обработке крахмалистого сырья в производстве спирта.
Изменение активности ферментов при проращивании зерна ячменя.
Пути интенсификации экстрагирования сырья в ликероводочном производстве.
Физико-химические основы экстрагирования при приготовлении настоев и морсов.
Физико-химические и биохимические процессы в растительном сырье при приготовлении полуфабрикатов для ликеро-наливочного и безалкогольного производств.
Химические процессы при приготовлении колера.
Пути интенсификации экстрагирования растительного сырья.
Теория строения водно-спиртовых растворов. Физико-химические процессы, происходящие при приготовлении сортировки.
Химические процессы при выдержке спиртованных соков в производстве ликеро-наливочных изделий.
Физико-химические и химические процессы при осветлении, коагуляции, фильтровании воды технологического назначения.
Обезжелезивание воды в производстве водок.
Химизм катионитового умягчения воды. Полная деминерализация воды.
Физико-химические основы сатурации воды диоксидом углерода.
Шампанизация вин.
Сульфитация соков и вин.
Биохимические процессы при выдержке вин.
Физико-химические процессы при осветлении и стабилизации вин.
Основные процессы на стадии охлаждения и осветления пивного сусла.
Основные процессы при кипячении пивного сусла с хмелем.
Химизм процесса сбраживания квасного сусла.
Основные процессы на стадии затирания при приготовлении пивного сусла.
Превращения крахмала и низших углеводов при водно-тепловой обработке зернового сырья в производстве спирта.
Превращения азотистых и пектиновых веществ при водно-тепловой обработке зернового сырья в производстве спирта.
Превращения крахмала под действием ферментов солода и ферментных препаратов при осахаривании в производстве спирта.
Превращения белковистых веществ под действием ферментов солода и ферментных препаратов при осахаривании в производстве спирта.
Процессы, происходящие при непрерывно-поточном сбраживании сусла в производстве спирта.
Химический состав дрожжевой клетки.
Факторы, влияющие на жизнедеятельность дрожжей.
Химизм спиртового брожения.
Аминокислотный и белковый обмен дрожжей.
Усвоение углеводов дрожжами. Запасные углеводы.
Биосинтез белка в дрожжевой клетке.
Биосинтез высших спиртов дрожжами.
Биосинтез альдегидов и кетонов, ацетоина, диацетила.
Биосинтез летучих жирных кислот дрожжами.
Биосинтез сложных эфиров дрожжами.
Биосинтез серусодержащих веществ дрожжами.
Старение пива и его причины.
Связывание двуокиси углерода во время дображивания пива.

7.1. Основная литература

Хорунжина С.И. Биохимические и физико-химические основы технологии солода и пива. – М.: Колос, 1999. – 312 с. – Учебник для вузов.

7.2. Дополнительная литература

Фараджева Е.Д., Болотов Н.А. Производство хлебопекарных дрожжей: практическое руководство. – СПб.: Изд-во «Профессия», 2002. – 167 с.

Полыгалина Г.В., Бурачевский И.И. Основы дегустации и сертификации водок и ликероводочных изделий. – М.: Колос, 1999. – 48 с.

Поляков В.А. Биотехнология переработки зернового сырья в производстве солода, пива, алкогольных и безалкогольных напитков. – М.: Пищепромиздат, 2002. – 176 с.

Кунце В., Мит Г. Технология солода и пива: пер. с нем. – СПб.:

Изд-во «Профессия», 2001. – 912 с.

Технология спирта / В.Л.Яровенко, В.А.Маринченко, В.А.Смирнов и др.; Под ред. В.Л.Яровенко. – М.: Колос, 2001. – 464 с.

Тихомиров В.Г. Технология пивоваренного и безалкогольного производств. – М.: Колос, 1998. – 448 с.

Производство безалкогольных напитков: Справочник. – СПб.: Изд-во «Профессия», 2000.

Журналы:

Производство спирта и ликероводочных изделий.

Ликероводочное производство и виноделие.

Пиво и напитки.

Виноделие и виноградарство.

Браувельт – Мир пива.

Хранение и переработка сельхозсырья.

7.3. Методические материалы преподавателю

Нет

7.4. Обучающие, контролирующие, расчетные компьютерные программы и другие средства освоения дисциплины

Планируется разработка обучающих и контролирующих программ.

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности подготовки дипломированного специалиста 270500 «Технология бродильных производств и виноделие», направление 655600 «Производство продуктов питания из растительного сырья».

Программу составили:

доцент Н.С.Маркина

доцент В.С.Черепнин

^ ВОПРОСЫ К КОЛЛОКВИУМУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
»ХИМИЯ ОТРАСЛИ»

Характеристика моно- и полисахаридов зерна ячменя.
Белковистые вещества зерна ячменя.
Ферменты зерна ячменя.
Полифенольные соединения зерна ячменя и дубильные вещества хмеля.
Горькие вещества и эфирные масла хмеля.
Особенности химического состава зерна ржи и пшеницы.
Химический состав свекловичной мелассы.
Липиды зерна ячменя.
Основные физико-химические процессы, протекающие при хранении зернового сырья.
Основные биохимические процессы, протекающие при хранении зернового сырья.
Биохимические процессы при хранении хмеля.
Основные процессы, происходящие при проращивании зерна ячменя.
Основные процессы на стадии замачивания зерна ячменя.
Основные процессы, происходящие при сушке солода.
Физико-химические и биохимические процессы, протекающие при водно-тепловой обработке крахмалистого сырья в производстве спирта.
Изменение активности ферментов при проращивании зерна ячменя.
Основные процессы на стадии охлаждения и осветления пивного сусла.
Основные процессы при кипячении пивного сусла с хмелем.
Химизм процесса сбраживания квасного сусла.
Основные процессы на стадии затирания при приготовлении пивного сусла.
Превращения крахмала и низших углеводов при водно-тепловой обработке зернового сырья в производстве спирта.
Превращения азотистых и пектиновых веществ при водно-тепловой обработке зернового сырья в производстве спирта.
Превращения крахмала под действием ферментов солода и ферментных препаратов при осахаривании в производстве спирта.
Превращения белковистых веществ под действием ферментов солода и ферментных препаратов при осахаривании в производстве спирта.
Процессы, происходящие при непрерывно-поточном сбраживании сусла в производстве спирта.
Химический состав дрожжевой клетки.
Факторы, влияющие на жизнедеятельность дрожжей.
Химизм спиртового брожения.
Аминокислотный и белковый обмен дрожжей.
Усвоение углеводов дрожжами. Запасные углеводы.