скачать МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ Утверждаю декан ФПБ, д-р. техн. наук, проф. _______Востриков С.В. _________________2003 г. Рабочая программадисциплины Химия пищиДля студентов 4 курса специальности 271500 - “Пищевая биотехнология” Направление 655500 – “Биотехнология” Программа рассмотрена:на заседании кафедры технологии мяса и мясных продуктовпротокол № ______от «___»_______ 2004 г.Заведующий кафедрой ТММП, д.т.н., проф. _______ __ Антипова Л. В. Согласовано: на заседании методической комиссии по образованию в области технологии сырья и продуктов животного происхождения протокол № ____ от «___» _________2004 г. Председатель методической комиссии, к.т.н., доцент________ Л.В. БатищеваВоронеж 2004
Данная программа по дисциплине «Химия пищи» предназначена для подготовки специалистов в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта по направлению 655500 – “Биотехнология” специальности 271500 - “Пищевая биотехнология”. Цель преподавания дисциплины состоит в формировании у студентов фундаментальных знаний химического состава и свойств веществ пищевого сырья и готовой продукции, функционально-технологических свойств составляющих их компонентов, пищевых и биологически активных добавок, роль их в формировании качества продуктов питания, механизмах физико-химических, биохимических и микробиологических изменений, а также стабилизации свойств сырья и продуктов питания в процессе получения, переработки и хранения, принципах, методах и подходах количественного и качественного анализа структурообразования в пищевых системах. Управление всеми этими процессами позволит решить одну из самых актуальных проблем, связанных с удовлетворением физиологических потребностей человека в пищевых веществах в соответствии с научно-обоснованными нормами питания. Для решения профессиональных задач инженер:
- рассчитывает нормативы материальных затрат (нормы расхода сырья, полуфабрикатов, материалов, энергии); - рассчитывает экономическую эффективность проектируемых изделий и технологических процессов; - разрабатывает и принимает участие в реализации мероприятий по повышению эффективности производства, направленных на сокращение расхода материалов, снижение трудоемкости, повышение производительности труда; - анализирует причины брака и выпуска продукции низкого качества и пониженных сортов, принимает участие в разработке мероприятий по их предупреждению, а также в рассмотрении поступающих рекламаций на выпускаемую предприятием продукцию; - разрабатывает методы технического контроля и испытания продукции; - изучает специальную литературу и другую научно-техническую информацию, достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области биотехнологии.
В результате изучения дисциплины студенты должны знать:
уметь:
- рассчитывать экономическую эффективность проектируемых изделий и технологических процессов;
владеть:
Для изучения дисциплины необходимы знания по дисциплинам:
Дисциплина цикла СД.
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
4.2. Содержание разделов дисциплины Теоретический курс (всего 17 ч.). 4.2.1. Введение. Цель и задачи дисциплины. Химия пищевого сырья животного, растительного происхождения и гидробионтов. – 2 ч. Предмет и задачи курса, связь с другими науками о питании. Главные направления развития и основные проблемы современной науки о питании. Задачи и перспективы «химии пищи». Источники и формы пищи. Химический состав, свойства, физико-химические, биохимические и микробиологические изменения в процессе получения, переработки, хранения пищевого сырья животного, растительного происхождения и гидробионтов. 4.2.2. Состав и свойства химических веществ сырья, роль их в формировании качества пищевых продуктов. – 4 ч. Белки. Общие представления о химической и пространственной структуре белков. Белки растительного и животного происхождения. Трансформация их при различных химических, механических и физических воздействиях. Ферменты, их использование в пищевых технологиях. Незаменимые аминокислоты. Принципы комбинирования белковых систем. Липиды. Структура, физико-химические и функционально-технологические свойства растительных, жиров животных и гидробионтов. Пищевая ценность масел и жиров. Превращение липидов (гидролиз, переэтерефикация, окисление, гидрогенезация) при производстве, хранении и переваривании в организме под действием ферментов. Влияние липидов на уровень стабильности и качество продукции при хранении. Углеводы. Структура, физико-химические и функционально-технологические свойства. Превращение под действием пищеварительных ферментов, в процессе биологического окисления и при хранении и при переработке. Характеристика промежуточных продуктов. Клейстеризация, карамелизация. Роль углеводов в цветообразовании, формировании вкуса, структуры. Пищевые волокна. Витамины. Обзорная характеристика, особенности химического строения и источники витаминов. Антивитамины. Влияние различных способов и режимов технологической обработки и хранения на стабильность витаминов. Способы витаминизации пищевых продуктов. ^ Микро- и макроэлементы в пищевых продуктах. Роль минеральных компонентов в функционировании иммунной системы, в белковом и углеводном, водно-солевом и других видах обмена, в состоянии центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. Влияние технологической обработки на минеральный состав пищевых продуктов. 4.2.3. Пищевые продукты, как дисперсные системы. Структурообразование в пищевых системах, структурно-механические свойства и реологические характеристики. – 2 ч. Натуральные, комбинированные и искусственные продукты. Структура пищевых систем. Понятие и классификация дисперсных систем. Грубодисперсные, микрогетерогенные, ультрамикрогетерогенные, коллоидные системы, молекулярные коллоиды. Структурообразование, основные характеристики дисперсных систем продуктов питания, методы дисперсного анализа. Капиллярные, осмотические явления в пищевых дисперсных системах, структурно-механические свойства и реологические характеристики. Явление переноса в пористых веществах. Роль химических веществ в образовании и стабильности дисперсных пищевых систем. 4.2.4. Пищевое сырье, как многокомпонентная, полифункциональная, биологически-активная система. – 2 ч. Общая характеристика составляющих компонентов пищевого сырья. Влияние физико-химических факторов, характерных для технологий переработки сырья на свойства отдельных компонентов пищевых систем и качество готовой продукции. Основные требования к качеству продовольственного сырья различного происхождения. Роль отдельно взятых химических веществ в формировании качества пищевых продуктов. Главные критерии пищевой и ценности и безопасности пищевых продуктов. 4.2.5. Физико-химические и коллоидные явления - основа технологий пищевых продуктов, факторы устойчивости и коагуляции пищевых дисперсных систем. – 2 ч. Физико-химические, биохимические и коллоидно-химические основы технологий пищевых продуктов, роль их в формировании свойств и качества различных продуктов питания. Физико-химическая сущность способов получения пищевых систем. Специфика основных типов пищевых дисперсных систем. Пищевые гидроколлоиды, загустители и гелеобразователи, способы их направленного регулирования, особенности гелеобразования и эмульгирования в пищевых системах. Принципы малоотходных технологий переработки сырья. Химико-технологическая сущность и значение базовых операций и процессов. Диспергирование – сущность процесса, разновидности, роль в технологиях переработки пищевого сырья. 4.2.6. Функциональные свойства белков и полисахаридов. Области использования белковых препаратов. Химия вкуса и запаха. Химия цвета. - 2 ч. Основные функциональные свойства белков: растворимость, водо- и жиросвязующая способность, способность стабилизировать дисперсные системы (эмульсии, пены, суспензии), геле- и пленкообразующая способность, адгезионные и реологические свойства (вязкость, эластичность), способность к прядению и текстурированию. Превращение белков в технологических процессах. Основные функциональные свойства полисахаридов: обеспечение качества и текстуры, твердость, хрупкость, плотность, загустевание. Общая характеристика, область применения белковых препаратов растительного и животного происхождения. Химическая природа веществ, определяющих вкус, запах и цвет пищевых продуктов, их классификация, факторы, влияющие на вкусо-аромато- и цветообразование продуктов питания. Значение экстрактивных, вкусовых и ароматических веществ. 4.2.7. Микробиологические и ферментативные процессы при получении продуктов питания. Пищевые и биологически активные добавки. - 2 ч. Значение микробиологических и ферментативных процессов в процессе получения продуктов питания из сырья различного происхождения. Классификация, функциональные свойства, структура, способы получения и применения пищевых и биологически активных добавок. Вещества, улучшающие внешний вид продуктов: колоранты и отбеливатели. Химическая природа, механизм действия, применение. Вещества улучшающие консистенцию: натуральные, полусинтетические и искусственные загустители, желе- и студнеобразователи. Стабилизаторы и эмульгаторы. Комплексообразователи. Фосфатиды. Ароматизаторы. Вкусообразователи. Сладкие вещества и сахарозаменители. Консерванты. Антибиотики. Пищевые кислоты. Антиокислители и синергисты. Биологически активные добавки: нутрицевтики и парафармацевтики. Полифункциональные добавки. 4.2.8. Барьерные технологии, принципы «закрытых» систем. Сущность мало- и безотходных технологий переработки пищевого сырья. Стабилизация свойств сырья и готовой продукции при хранении. – 1 ч. Технологии, обеспечивающие санитарное качество пищевых продуктов. Классификация чужеродных веществ и пути их поступления в продукты. Меры токсичности веществ. Токсиканты. Радиоактивное загрязнение. Природные токсиканты: бактериальные токсины, микотоксины. Антиалиментарные факторы питания. Фальсификация пищевых продуктов. Химическая природа веществ, определяющих вкус, запах и цвет пищевых продуктов, их классификация, факторы, влияющие на вкусо-, аромато- и цветообразование продуктов питания. 4.3. Практические занятия (всего 17 ч.).
^ (всего 34 ч.).
^ 6.1 Текущий контроль предусматривает рейтинговую систему оценки знаний студентов, включая входное тестирование, контроль по лабораторным работам. 6.2 Промежуточный контроль - коллоквиум по лекционному материалу и результатам самостоятельного изучения дисциплины. 6.3 Итоговый контроль – экзамен. ^ 1. Основные виды пищевого сырья, его состав, биотехнологический и биогенный потенциал 2. Белковые вещества. Основные компоненты пищи и натуральные композиции на их основе 3. Роль белков и продуктов их расщепления в питании. Важнейшие функции белков. Нормы потребления белка. 4. Углеводы. Классификация. Физиологическое значение углеводов в организме. Усвояемые и неусвояемые углеводы. 5. Пищевые волокна, сырьевые источники, потребление. Основные компоненты пищевых волокон, строение, свойства и роль в пищеварении и в пищевой биотехнологии. Физико-химические свойства пищевых волокон. 6. Углеводы в сырье и пищевых продуктах. Их структурно-функционально-технологические свойства. 7. Методы анализа углеводов в сырье и пищевых продуктах. 8. Липиды. Физиологическая роль липидов в организме. Простые и сложные липиды. 9. Основные источники липидов в питании. Липиды сырья и пищевых продуктов. Пищевая ценность, жирнокислотный состав, эссенциальные жирные кислоты. Биологическая эффективность липидов. 10. Холестерин, химическая природа, участие в обмене веществ, содержание в пищевых продуктах. 11. Минеральные вещества. Макро- и микроэлементы. Значение отдельных минеральных веществ для организма человека. Токсичные элементы. 12. Распределение минеральных веществ в сырье. Пути улучшения минерального состава. 13. Методы определения минеральных веществ в пищевых продуктах. 14. Витамины. Роль водо- и жирорастворимых витаминов в питании. физиологическое значение и потребность. 15. Содержание витаминов в сырье и готовых продуктах. Способы сохранения витаминов. Пути витаминизации продуктов питания. 16. Методы определения водо- и жирорастворимых витаминов в пищевых продуктах. 17. Органические кислоты. Органические кислоты как регуляторы рН пищевых систем. 18. Химическая природа и физико-химические свойства важнейших пищевых кислот. Влияние кислот на свойства дисперсных систем и качество пищевых продуктов. 19. Ферменты. Эндогенные ферментные системы – важнейшая составная часть биологического сырья. Основные свойства ферментов. 20. Окислительно-восстановительные системы (липоксигеназа, монофенолмонооксигеназа, пероксидаза), их роль, механизм действия и значение при хранении и переработке сырья. 21. Гидролитические ферменты (гликозидазы, протеазы, липазы, амилазы и др.), свойства и роль в превращениях основных компонентов пищевого сырья. 22. Ферментативные методы анализа пищевых продуктов.Вода. Общая характеристика воды и всех ее химических состояний. Структура. Состояние воды в пищевых продуктах. 23. Активность воды. Влияние воды на хранение пищевых продуктов. Основные требоваения, предъявляемые к качеству воды для биотехнологических процессов. Способы водоподготовки для различных биотехнологических процессов. 24. Превращения белков, липидов и углеводов при различных технологических воздействиях (высоко- и низкотемпературная обработка, механическая и ферментная обработка и т.д.). 25. Влияние параметров технологической обработки на функционально-технологические свойства отдельных компонентов, характер их взаимодействия, свойства пищевых систем и качество готовой продукции. 26. Влияние технологической обработки на минеральный состав пищевых продуктов. Роль макроэлементов в стабилизации свойств пищевых систем. 27. Химическая природа предшественников вкуса, запаха, цвета. 28. Физико-химические, биохимические и микробиологические процессы формирования вкуса, запаха и цвета в пищевых продуктах из сырья растительного и животного происхождения. 29. Подслащивающие вещества: природные подсластители и сахаристые крахмалопродукты. 30. Подсластители и сахарозаменители. 31. Ароматизаторы. Источники получения ароматических веществ. эфирные масла и душистые вещества. Механизм сенсорного восприятия. 32. Усилители и модификаторы вкуса и аромата. Биоантиокислители. Классификация, механизм действия. Иммобилизированные ароматизаторы. 33. Продуцирование ароматических веществ микроорганизмами. Принципы оптимизации состава композиции, оценка эффективности и безопасности. Контроль качества. 34. Натуральные (природные) красители: каратиноиды, гемовые пигменты, антоцианы, флавоноиды и медные комплексы. 35. Синтетические красители. Минеральные (неорганические) красители. 36. Инструментальные методы определения цветовых характеристик пищевых продуктов. Химия вкуса, цвета и запаха в системах, изготовленных с использованием биопрепаратов, полученных биотехнологическими методами ^ 1. Пищевое сырье - как многокомпонентная, полифункциональная, биологически активная система 2. Основные виды пищевого сырья, его состав, биотехнологический и биогенный потенциал. 3. Белковые вещества. Основные компоненты пищи и натуральные композиции на их основе как факторы совершенствования технологий повышения пищевой и биологической ценности продукта питания. 4. Роль белков и продуктов их расщепления в питании и различных биотехнологических продуктов. Важнейшие функции белков. Нормы потребления белка. Белково-калорийная недостаточность и ее последствия. Пищевые аллергии. Пищевая и биологическая ценность белков. Строение пептидов и белков. Основные функции пептидов. Белки пищевого сырья, их основные компоненты и биологическая ценность. 5. Барьерные технологии. Факторы, влияющие на стабильность показателей безопасности продукта: температура, рН, активность воды, окислительно-восстановительный потенциал, наличие консервантов. Эффект барьера. Режимы. Модифицированная атмосфера. Конкурирующая микрофлора. 6. Структурообразование в пищевых системах; классификация пищевых дисперсных систем. Факторы устойчивости и коагуляции. 7. Структурообразование в системах. Гелеобразование белков и полисахаридов. Термотропное гелеобразование глобулярных белков и полисахаридов. Комплексные гели. Наполненные и смешанные гели. 8. Структурно-механические свойства и реологические характеристики. Классификация жидкостей и твердых тел по реологическим признакам. Реологические свойства пищевых систем. 9. Понятие о функциональных свойствах белков и полисахаридов и их значение для обеспечения качества пищевых продуктов. Растворимость и водоудерживающая способность. Стабилизация эмульсий и пен. Свойства белковых суспензий. Гелеобразующие свойства. 10. Загустители и гелеобразователи, классификация, особенности гелеобразования и эмульгирования в пищевых системах. 11. Превращения белков, липидов и углеводов при различных технологических воздействиях (высоко- и низкотемпературная обработка, механическая и ферментная обработка и т.д.). Влияние параметров технологической обработки на функционально-технологические свойства отдельных компонентов, характер их взаимодействия, свойства пищевых систем и качество готовой продукции. 12. Влияние технологической обработки на минеральный состав пищевых продуктов. Роль макроэлементов в стабилизации свойств пищевых систем. 13. Химическая природа предшественников вкуса, запаха, цвета. Физико-химические, биохимические и микробиологические процессы формирования вкуса, запаха и цвета в пищевых продуктах из сырья растительного и животного происхождения. 14. Подслащивающие вещества: природные подсластители и сахаристые крахмалопродукты. Подсластители и сахарозаменители, смеси заменителей. 15. Ароматизаторы. Источники получения ароматических веществ. эфирные масла и душистые вещества. Механизм сенсорного восприятия. Усилители и модификаторы вкуса и аромата. Биоантиокислители. Классификация, механизм действия. Иммобилизированные ароматизаторы. Продуцирование ароматических веществ микроорганизмами. Принципы оптимизации состава композиции, оценка эффективности и безопасности. Контроль качества. 16. Натуральные (природные) красители: каратиноиды, гемовые пигменты, антоцианы, флавоноиды и медные комплексы. Синтетические красители. Минеральные (неорганические) красители. 18. Инструментальные методы определения цветовых характеристик пищевых продуктов. Химия вкуса, цвета и запаха в системах, изготовленных с использованием биопрепаратов, полученных биотехнологическими методами. 19. Углеводы. Классификация. Физиологическое значение углеводов в организме. Усвояемые и неусвояемые углеводы. Пищевые волокна, сырьевые источники, потребление. Основные компоненты пищевых волокон, строение, свойства и роль в пищеварении и в пищевой биотехнологии. Физико-химические свойства пищевых волокон. 20. Углеводы в сырье и пищевых продуктах. Их структурно-функционально-технологические свойства. Методы анализа углеводов в сырье и пищевых продуктах. 21. Липиды. Физиологическая роль липидов в организме. Простые и сложные липиды. Основные источники липидов в питании. Липиды сырья и пищевых продуктов. Пищевая ценность, жирнокислотный состав, эссенциальные жирные кислоты. Биологическая эффективность липидов. Холестерин, химическая природа, участие в обмене веществ, содержание в пищевых продуктах. 22. Минеральные вещества. Макро- и микроэлементы. Значение отдельных минеральных веществ для организма человека. Токсичные элементы. Распределение минеральных веществ в сырье. Пути улучшения минерального состава. Методы определения минеральных веществ в пищевых продуктах. 23. Витамины. Роль водо- и жирорастворимых витаминов в питании. физиологическое значение и потребность. Содержание в сырье и готовых продуктах. Способы сохранения витаминов. Пути витаминизации продуктов питания. Методы определения водо- и жирорастворимых витаминов в пищевых продуктах. 24. Органические кислоты. Органические кислоты как регуляторы рН пищевых систем. Химическая природа и физико-химические свойства важнейших пищевых кислот. Влияние кислот на свойства дисперсных систем и качество пищевых продуктов. 25. Ферменты. Эндогенные ферментные системы – важнейшая составная часть биологического сырья. Основные свойства ферментов. Окислительно-восстановительные системы (липоксигеназа, монофенолмонооксигеназа, пероксидаза), их роль, механизм действия и значение при хранении и переработке сырья. Гидролитические ферменты (гликозидазы, протеазы, липазы, амилазы и др.), свойства и роль в превращениях основных компонентов пищевого сырья. Ферментативные методы анализа пищевых продуктов. 26. Вода. Общая характеристика воды и всех ее химических состояний. Структура. Состояние воды в пищевых продуктах. Активность воды. Влияние воды на хранение пищевых продуктов. Основные требования, предъявляемые к качеству воды для биотехнологических процессов. Способы водоподготовки для различных биотехнологических процессов. 27. Процессы, протекающие при хранении пищевого сырья. Особенности физиолого-биологических, микробиологических, биохимических процессов в сырье на различных этапах получения, переработки и хранения. Механизмы регулирования. 28. Методы получения пищевых биологически активных веществ (из сырья растительного, животного и микробиологического происхождения) и на основе органического синтеза. 29. Биологически активные добавки к пище – нутрицевтики и парафармацевтики. Классификация и свойства БАД. Физико-химические свойства и биологические функции БАД. 30. Пищевые гидроколлоиды, поверхностно-активные вещества, эмульгаторы и стабилизаторы. Модифицированные крахмалы. Пищевые волокна. 31. Пищевые белковые препараты растительного, животного и микробного происхождения (мука, концентраты, изоляты, текстурированные формы, гидролизаты); их функционально-технологические свойства. Специфика получения и переработки генетически-модифицированных источников и его биологическая безопасность. Токсиколого-гигиеническая оценка. 32. Иммуностимуляторы и иммуномодуляторы. Биотехнология продуктов адаптогенного назначения. Методы анализа безопасности индивидуальных и комплексных пищевых добавок и БАД. ^ 7.1. Рекомендуемая литература а) Основная 1. Химия пищи/ И.А. Рогов, Л.В. Антипова, Н.И. Дунченко, Н.А. Жеребцов. - М.: Колос, - 2000. - 328 с. 2. Пищевая химия/ А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова; Под ред. А.П. Нечаева. - СПб.: ГИОРД, 2001. - 592 с. 3. Пищевая химия: (Углеводы, минеральные вещества, вода): Учеб. пособие/ С.Е. Траубенберг, Н.В. Осташенкова, И.В. Вяльцева и др. - М.: МГУПП, 2003. 4. Пищевая химия: Лабораторный практикум/ К.К. Полянский, Е.А. Мохова. - Воронеж, ВГТА, 1998. б) Дополнительная 1. Химия пищевого белка: Учеб. пособие для студ. вузов/ В.В. Колпакова, А.П. Нечаев. - М: МГУПП, 2003. 2. Булдаков А. С. Пищевые добавки: Справочник. - М.: ДеЛи принт, 2003. – 240 с. 3. Поздняковский В. М. Гигиенические основы питания и экспертизы продовольственных товаров. - Новороссийск: НТУ, 1996. - 720 с. 4. Дудкин М. С., Щелкунов Л. Ф. Новые продукты питания. - М.: Наука, 1998. - 303с. 5. Неферов В. П. и др. Гомеостаз на различных уровнях организации биосистем. - Новороссийск: Наука, 1991. - 230 с. 6. Донченко Л. В., Надыкта В. Д. Безопасность пищевого сырья и продуктов питания. М.: Пищепромиздат., 1999. - 346 с. 7. Нечаев А. П., Кочеткова А. А., Зайцев А. Н. Пищевые добавки. - М.: Колос, 2001. - 256 с. 8. Антипова Л. В., Глотова И. А., Рогов И. А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. - М.: Колос, 2001. - 376 с. 9. Химический состав пищевых продуктов: Справочник / Под редакцией И. М. Скурихина. - М.: Агропромиздат, 1987. 10. Устинова А. В. и др. Мясные продукты для детского питания. - М.: ВНИИМП., 1997. - 252 с. 11. Журн. «Известия вузов. Пищевая технология». ^ ДИСЦИПЛИНЫ Технические средства обучения: лаборатория, оснащенная приборами и оборудованием для проведения анализа сырья и пищевых продуктов химическими и физико-химическими методами. ^ : каталоги, нормативно-технологическая документация на пищевые продукты и добавки, таблицы пищевой ценности сырья и продуктов питания, схемы процессов пищеварения. Методы и средства обучения: лекции, лабораторный практикум, расчетные работы. ^ В учебном плане дисциплину рекомендуется изучать параллельно с дисциплиной «Гомеостаз и питание». Самостоятельная работа студентов организуется в соответствии с Положением, разработанным в вузе. Рекомендуются лабораторные работы учебно-исследовательского характера. Программа составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта по направлению 655500 – “Биотехнология” специальности 271500 - “Пищевая биотехнология”. Программу составили: _________________ Антипова Л.В., д.т.н, профессор _________________ Семенова Е.В., к.б.н., ст. преподаватель
|