Пищевая химия

Рабочая программа составлена на основании: 1) Государственного образовательного
стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 655800
(260600) Пищевая инженерия (рег. № 184тех\дс, дата утверждения 23.03.2000 г.); 2) Стандарта предприятия «Рабочие программы учебных дисциплин» СТП 5-У-НГТУ-03; 3) Учебного
плана специальности 260601 Машины и аппараты пищевых производств.
Рабочая программа утверждена на заседании кафедры
«____»_____________________2009 г.
Зав. кафедрой
В.М.Поляков
(подпись)
.
(Ф.И.О.)
СОГЛАСОВАНО:
Заместитель директора по
учебной работе
_________________________
(подпись)
_______ М.А Фадеев
(Ф.И.О.)
«_____»_________________2009 г.
Председатель координационного научно-методического совета
по направлению
260100______________________________________________.
(шифр, наименование)
В.М.Поляков.
(подпись)
(Ф.И.О.)
«_____»_________________2009 г.
Председатель секции
по блоку дисциплин
Общие математические и естественнонаучные дисциплины,
( наименование)
С.Н.Митяков.
(подпись)
«______»_________________2009 г.
Председатель МК
по дисциплине
химия
блока
(Ф.И.О.)
ЕН________________________________
( наименование)
В.И.Наумов.
(подпись)
«______»_________________2009 г.
(Ф.И.О.)
1 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
1.1 Цель преподавания дисциплины
Целью преподавания дисциплины «Пищевая химия» является знакомство студентов с
химическим составом пищевого сырья и готовых пищевых продуктов, с ролью основных пищевых нутриентов – белков, липидов, углеводов, витаминов, минеральных веществ – в питании человека и превращениями их при пищеварении, а также с процессами, протекающими с
участием этих компонентов, при хранении, переработке пищевого сырья и хранении готовых
продуктов Полученные знания позволят грамотно решать задачи подбора и эксплуатации
технологического оборудования пищевого предприятия, связанные с качеством и безопасностью продукции.
Знание этого курса позволит студентам судить о биологическом, пищевом и технологическом значении основных компонентов пищи.
Дисциплина является региональным компонентом цикла общих математических и естественнонаучных дисциплин стандарта специальности МАПП.
1.2 Основные знания и умения, приобретаемые студентами
В результате изучения дисциплины студенты должны:
– иметь представления о социальных и экономических аспектах обеспечения населения
Земли продуктами питания;
– знать свойства и роль в питании человека основных компонентов пищи: белков, аминокислот, липидов, углеводов, витаминов, минеральных веществ, основы науки о питании и
биохимии пищеварения;
– иметь представление об основных превращениях (химических, биохимических, микробиологических) компонентов пищевого сырья, а также пищевых добавок при его хранении и переработке, влиянии этих превращений на качество готовых продуктов;
– иметь представления о медико-биологических требованиях к пище, основных загрязнителях пищи и направлениях получения экологически чистых продуктов;
– иметь навыки аналитического определения отдельных компонентов пищевых продуктов и сырья.
Курс составлен в соответствии с современным уровнем науки, основывается на знании
студентами фундаментальных, в первую очередь, химических дисциплин. В курсе излагаются наиболее значимые сведения и представления о составе сырья, полуфабрикатов и готовых
продуктов, о закономерностях превращений макро- и микронутриентов при хранении и переработке сырья, а также факторах, влияющих на эти превращения. Особое внимание уделяется
безопасности пищевых продуктов, в том числе содержащих пищевые добавки, медико-биологическим требованиям к продуктам, загрязнителям пищевых продуктов, антиалиментарным
факторам питания. Студенты знакомятся с вопросами биохимии пищеварения и основными
принципами и теориями питания.
В ходе лабораторного практикума студенты осваивают современные методы анализа
пищевого сырья и продуктов питания.
2 ВЕДОМОСТЬ ЧИСЛА ЧАСОВ ПО РАБОЧИМ УЧЕБНЫМ ПЛАНАМ
«ПИЩЕВАЯ ХИМИЯ»
Направление подготовки,
специальность
(шифр и наименование)
260600 Пищевая инженерия
260601 Машины и аппараты
пищевых производств
Всего
Лекции
54
36
Объём работы студентов (час.)
Аудиторная
Лаб. Практ. Семинары Курс. проект
зан.
зан.
Курс. работа
18
–
–
–
Распределение по семестрам
Внеаудиторная
Самост. работа
Экзамен
Зачет
Курс.
проект
Курс.
работа
70
–
4
–
–
3 ОПИСАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ТЕМ (РАЗДЕЛОВ) КУРСА
3.1 Введение
Пищевая химия как наука о составе, свойствах и изменениях компонентов пищевого
сырья и продуктов, ее роль в современном естествознании, связь с другими дисциплинами.
Основные классы пищевых веществ.
Продукты питания, их пищевая, биологическая ценность.
Пища человека - важнейшая социальная и экономическая проблема общества. Некоторые аспекты продовольственной проблемы. Народонаселение и пищевые ресурсы. Качество и
безопасность современных продуктов питания.
3.2 Белковые вещества и их роль в пищевой промышленности
Белки, биологические функции белков. Строение и структура белков. Пищевая
ценность белков, аминокислотный скор. Белки пищевого сырья: белки семян злаков и других
растений, белки мяса и молока. Превращения белков при переработке пищевого сырья, функции белков в пищевых продуктах.
3.3 Ферменты, их особенности как биокатализаторов белковой природы
Факторы, влияющие на активность ферментов. Наиболее активные гидролазы и оксидоредуктазы, их роль при хранении и переработке сырья. Ингибирование ферментов.
3.4 Строение и классификация липидов
Простые и сложные липиды. Основные превращения ацилглицеринов: гидролиз, переэтерификация, гидрогенизация. Пищевая порча масел и жиров и жиросодержащих продуктов.
Пищевая ценность липидов.
3.5 Биологическая роль углеводов
Усваиваемые и неусваиваемые, простые и сложные углеводы. Строение и классификация углеводов. Превращения углеводов в технологическом потоке: деструкция и окисление
сахаров, брожение, меланоидинообразование, карамелизация, гидролиз. Роль моно-, олиго- и
полисахаридов в пищевых продуктах. Пищевая ценность углеводов.
3.7 Витамины, потребность человека в них
Водо- и жирорастворимые витамины. Сохранность витаминов при переработке сырья.
Макро- и микроэлементы пищи, их роль в организме человека. Источники витаминов и минеральных веществ в пище.
3.8 Вода в сырье и пищевых продуктах
Физические свойства воды и льда. Взаимодействие «вода - растворенное вещество».
Связанная и свободная вода в пищевых продуктах, методы определения. Активность воды и
ее влияние на стабильность пищевых продуктов. Особенности химических, биохимических и
микробиологических процессов, протекающих в продуктах с низкой, промежуточной и высокой влажностью. Поведение воды при замораживании продуктов.
3.9 Ароматизация пищи. Пищевые кислоты, их роль в питании
Пищевые добавки, их классификация, роль в современной пищевой технологии. Требования к пищевым добавкам. Пищевые красители (кармин, алканин, каркума, энокраситель,
сахарный колер), цветорегулируюшие материалы (сульфиты и диоксид серы, нитриты и нитраты натрия и калия), загустители, желе- и студнеобразователи (желатин, пектин, агароиды,
модифицированные крахмалы), пищевые поверхностно-активные вещества, подслащивающие вещества (солодовый экстракт, лактоза, аспартам, цикламаты, сахарин, многоатомные
спирты – ксилит и сорбит), антимикробные агенты - консерванты (сорбиновая и бензойная
кислоты, антибиотики), пищевые антиоксиданты, ароматизаторы и регуляторы вкуса. Роль
пищевых добавок в технологии.
3.10 Безопасность продуктов питания
Экология пищи: медико-биологические требования к пищевым продуктам. Предельно
допустимая концентрация, допустимая суточная доза, допустимое суточное потребление посторонних веществ пищи. Загрязнители пищи: природные токсиканты (биогенные амины, алкалоиды, нитраты и нитриты, цианогенные гликозиды); загрязнители, поступающие из окружающей среды (токсины плесневых грибов, тяжелые металлы, пестициды, нитрозоамины,
полициклические ароматические углеводороды, диоксины и др.). Создание экологически чистых продуктов.
3.11 Основные сведения о химии пищеварения
Транспорт питательных веществ. Пищеварительные ферменты, переваривание и всасывание нутриентов. Метаболизм основных питательных веществ в организме. Пищевые аллергии. Современные теории питания. Основные принципы питания.
4 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ЛЕКЦИОННЫХ ЗАНЯТИЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ПО ТЕМАМ (РАЗДЕЛАМ)
«ПИЩЕВАЯ ХИМИЯ»
Курс с общим объемом 124 часа
Наименование темы (раздела)
1.Введение. Пищевая химия как наука. Проблема
обеспечения населения полноценными продуктами
питания
2.Основные макро- и микронутриенты пищи. Классификация, основные свойства, превращения нутриентов в технологическом потоке и при хранении
продуктов, влияние этих превращений на качество
готовых продуктов. Функции нутриентов в пищевых продуктах. Пищевая ценность
3.Вода в пищевых продуктах. Активность воды и стабильность пищевых продуктов
4.Пищевые добавки, их классификация и роль в
современных пищевых технологиях
5.Загрязнители пищи антропогенного и природного
происхождения. Экологически чистые продукты
питания
6.Основы науки о питании, биохимия пищеварения.
Превращения в организме белков, липидов, углеводов, витаминов
Всего часов:
Лекции
Самостоятельная
работа студентов
2
2
18
30
2
4
6
6
4
4
4
4
36
50
5 НАИМЕНОВАНИЕ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ
Лабораторные занятия проводятся: с академической группой, бригадами по 3–5 человек.
В ходе лабораторного практикума бригада студентов выполняет три работы из предложенного перечня. В таблице указана средняя продолжительность выполнения работы, которая может изменяться в зависимости от задания.
Допуск к занятиям: есть. Форма допуска: устный опрос.
Отчеты: на следующем занятии, произвольной формы.
Зачеты: накопительный внутренний, индивидуальным собеседованием по каждой работе.
№ работы
1
2
3
4
5
6
7
Тема (раздел)
дисциплины
Тема (наименование)
лабораторной работы
Вода в пищевых продуктах.
Активность воды и стабильность пищевых продуктов
Исследование качества
воды, применяемой в
производстве пива и безалкогольных напитков
Основные макро- и микро- Ферментативный гидронутриенты пищи
лиз крахмала
Основные макро- и микро- Определение общего санутриенты пищи
хара в пищевых продуктах
Основные макро- и микро- Изучение гидролиза крахнутриенты пищи
мала в присутствии амилаз
Основные макро- и микро- Экстракция и осаждение
нутриенты пищи
белков растительного сырья
Основные макро- и микро- Исследование физико-хинутриенты пищи
мических характеристик
пищевых жиров
Теории питания. Пищевая Пищевая ценность проценность продуктов
дуктов питания
Продолжительность
работы (академ. час)
4
4
4
8
8
4
4
6 ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Объем самостоятельной работы по рабочему учебному плану с указанием затрат времени по всем видам самостоятельной работы и формам промежуточного и текущего контроля и график выполнения самостоятельной работы представлены в таблицах. Распределение
самостоятельной работы студентов по темам лекционного материала при изучении дополнительных тем, подготовке к лабораторным занятиям, сдаче коллоквиумов, оформлению отчетов к лабораторным работам, подготовке к промежуточному тестированию по лекционному
материалу и итоговому зачету указано в разделе 4.
Самостоятельная работа организуется индивидуально каждым студентом в свободное
от аудиторных занятий время.
Текущий контроль самостоятельной работы студентов со стороны преподавателей
проводится в форме тестирования во время лекций и в форме опроса при сдаче коллоквиумов, самоконтроль со стороны студентов осуществляется при подготовке вопросов, вынесенных на лабораторные коллоквиумы. Итоговой контроль осуществляется на зачете в устной
форме.
Распределение часов самостоятельной работы студентов
по видам деятельности
Виды самостоятельной работы
Объем самостоятельной работы по
рабочему учебному
плану (час)
1. Проработка лекционного материала (а также дополнительных тем,
указанных лектором)
16
2. Подготовка к лабораторным занятиям
12
3. Подготовка к промежуточному тестированию по лекционному материалу
4. Подготовка к промежуточному контролю на лабораторных занятиях (коллоквиуму)
12
10
5. Подготовка к зачету
20
Всего часов:
70
График выполнения самостоятельной работы
Недели
Проработка лекционного материала (а
также дополнительных тем, указанных
лектором)
Подготовка к лабораторным занятиям
Подготовка к промежуточному тестированию по лекционному материалу
Подготовка к промежуточному контролю на лабораторных занятиях (коллоквиуму)
Подготовка к зачету
1
2
+
+
3
+
4
+
5
+
+
6
+
7
+
8
+
9
+
10
+
12
+
13
+
14
+
15
+
16
+
17
+
18
+
+
+
11
+
+
+
+
+
+
+
7 ЛИТЕРАТУРА
№№
п.п.
Автор(ы),
наименование
1.
Основная
Пищевая химия / Под ред. А.П.Нечаева.
2.
3.
Нечаев А.П., Траубенберг С.Е. Пищевая химия / Конспект лекций в 2-х частях.
Гамаюрова В.С., Ржечицкая Л.Э. Пищевая
химия. Лабораторный практикум
Изд-во
М.: ГИОРД
М.: МГУПП
СПб.:
ГИОРД
Год
издания
Кол-во в
библиотеке
НГТУ
2001
2003
2007
1999
1
4
3
3
2006
1
4.
Дополнительная
Щербаков В.Г., Лобанов В.Г. Биохимия расМ.: Колос
тительного сырья.
1999
2
5.
Голубев В.Н. Основы пищевой химии.
М.: МГЗИПП
1997
2
6.
Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с
точки зрения химика.
М.: Высшая
школа
1991
2
7.
Нечаев А.П., Кочеткова А.А., Зайцев А.Н.
Пищевые добавки.
М.: ГИОРД
2001
2
8.
Донченко Л.В., Надыкта В.Д. Безопасность
пищевого сырья и продуктов питания.
М.: Пищепромиздат
1999
2
9.
Матвеева И.В., Белявская И.Г. Пищевые добавки и хлебопекарные улучшители.
М.: Пищепромиздат
2000
1
10.
Пищевые добавки. Энциклопедия.
[Сост.Л.А.Сарафанова]
СПб.: ГИОРД
2004
1
Составитель программы:
доцент,к.т.н
Пастухова Г.В.
Приложение
ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ЗАЧЕТУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ПИЩЕВАЯ ХИМИЯ»
1. Предмет и задачи курса пищевой химии.
2. Продукты питания, их биологическая и пищевая ценность.
3. Народонаселение и пищевые ресурсы.
4. Качество и безопасность современных продуктов питания.
5. Пищевая ценность белков. Аминокислотный состав белков. Аминокислотный скор.
6. Проблема белкового дефицита на Земле и пути ее решения. Обогащение пищи незаменимыми аминокислотами.
7. Белки пищи растительного и животного происхождения.
8. Основные превращения белков. Роль белков в пищевых продуктах.
9. Ферменты, их классификация и основные свойства, активность ферментов и факторы,
влияющие на активность.
10. Ингибирование ферментов.
11. Оксидоредуктазы и гидролазы пищевого сырья, их роль в пищевой технологии.
12. Липиды. Пищевая ценность липидов. Незаменимые жирные кислоты.
13. Основные превращения ацилглицеринов.
14. Прогоркание масел и жиров. Антиоксиданты, механизм их действия.
15. Классификация и функции углеводов, их роль в питании.
16. Гидролиз крахмала, роль процесса в пищевой технологии.
17. Моно- и дисахариды, их свойства и превращения в технологическом потоке.
18. Реакции образования коричневых продуктов (карамелизация и меланоидинообразование).
19. Брожение сахаров.
20. Минеральные вещества, их роль в питании человека.
21. Витамины, провитамины, антивитамины. Потребность человека в витаминах. Потери витаминов пищевого сырья в технологическом потоке, пути снижения потерь. Витаминизация продуктов питания.
22. Стабильность пищевых продуктов в зависимости от активности воды.
23. Поведение воды при замораживании пищевых продуктов.
24. Пищевые добавки. Значение пищевых добавок для технологии. Классификация пищевых добавок.
25. Безопасность пищевых добавок. Е-код пищевых добавок.
26. Пищевые добавки – улучшители внешнего вида продуктов питания.
27. Загустители и гелеобразователи.
28. Эмульгаторы.
29. Консерванты и антиоксиданты.
30. Регуляторы вкуса и аромата, подсластители.
31. Природные токсиканты пищи.
32. Загрязнители пищи антропогенного происхождения.
34. Загрязнители пищи биологического происхождения.
35. Получение экологически чистых продуктов питания.
36. Превращения основных нутриентов пищи в организме человека.
37. Основные теории питания: теория сбалансированного и теория адекватного питания.
38. Принципы рационального питания.