Органическая химия в пищевых биотехнологиях

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Кафедра ТБП
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ В ПИЩЕВЫХ БИОТЕХНОЛОГИЯХ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по выполнению самостоятельной работы студентов направления подготовки
260100.62 «Продукты питания из растительного сырья» очной формы
обучения
Владикавказ 2014
УДК 547:664
ББК 24.2:36
Т-42
Данные
методические указания разработаны в соответствии с учебно-
методическим комплексом по дисциплине «Органическая химия в пищевых
биотехнологиях» для организации процесса самообразования с целью
повышения эффективности изучения данной дисциплины.
В методические указания включены рекомендации по самостоятельной
проработке тем курса, вопросы для подготовки к экзамену, перечень
рекомендуемой литературы по дисциплине.
Автор-составитель: к.х.н., доц. Тиникашвили Н.А.
Утверждено на заседании кафедры ТБП
« » ___________2014г. Протокол №
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Цель и задачи методических указаний по изучению дисциплины…….......
2. Рекомендации по самостоятельной работе студентов…………..…….…….
3. Самостоятельная проработка тем учебно-тематического плана
дисциплины………………..……………………………………………….. .
4. Перечень вопросов к экзамену…………………….……………
5. Рекомендуемая литература (основная и дополнительная) …………….
1.Цель и задачи методических указаний по изучению дисциплины
Целью самостоятельного изучения дисциплины «Органическая химия в
пищевых биотехнологиях» является изучение строения и свойств основных
компонентов пищи – белков, жиров и углеводов.
получение студентами знаний, необходимых для более полного освоения
вопросов
данной
дисциплины,
что
поможет
формированию
высококвалифицированных, компетентных специалистов.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: основные компоненты пищи: белки, жиры и углеводы, и об их
превращениях в ходе пищевых биотехнологий.
Уметь: применять знания основных химических веществ, входящих в состав
пищи, в профессиональной деятельности, разрабатывать программы и
методическое
сопровождение
проведения
оценки
качества
сырья,
полуфабрикатов и готовой продукции.
Владеть: применять знания основных химических веществ, входящих в
состав пищи, в профессиональной деятельности, разрабатывать программы и
методическое
сопровождение
проведения
оценки
качества
сырья,
полуфабрикатов и готовой продукции.
2.Рекомендации по самостоятельной работе студентов
Основная задача курса «Органическая химия в пищевых биотехнологиях»
состоит в том, чтобы вооружить будущего технолога-бакалавра как
теоретическими знаниями, так и практическими навыками исследования
основных процессов, происходящих с белками, жирами и углеводами в
пищевых биотехнологиях.
Важная роль в реализации этой задачи отводится самостоятельной работе
студентов (таблица 1).
Таблица 1
Объем дисциплины и виды учебной работы*
Вид учебной работы
Всего часов
III семестр
90
90
Лекции
18
18
Лабораторные работы (ЛР)
72
72
Самостоятельная работа (всего)
90
90
Курсовой проект (работа)
-
-
Расчётно-графические работы
-
-
27
27
60
60
3
3
180
180
5
5
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
В том числе:
Реферат
Другие
виды
самостоятельной
работы:
Подготовка
к
выполнению
лабораторных работ, к рубежному
контролю и к лекциям
Вид
промежуточной
аттестации
(зачёт, экзамен)
Общая трудоёмкость
час,
зач.ед.
Рекомендуется самостоятельный процесс проводить в следующей
последовательности:
• ознакомление с учебно-методическим комплексом по дисциплине
«Органическая химия в пищевых биотехнологиях»;
• подбор литературы в соответствии с указанной темой;
• создание информационного банка библиографического материала с
использованием Интернета (включая электронные - учебники, энциклопедии,
словари.);
• консультации с преподавателем;
• конспектирование изучаемого материала;
• закрепление материала.
Важно не «зациклиться» на данных рекомендациях, и если студент
найдет другие эффективные способы самостоятельного изучения материала,
то можно творчески подойти и с других позиций и последовательностей.
Таблица 2
Перечень тем, выносимых для самостоятельной проработки
№
Наименование
п.п. (тематического
тем
учебного
плана),
курса Кол-
выносимого
на во
самостоятельную проработку
Рекомендуемая
учебная и учебно-
часов
методическая
литература*
1.
Тема 1. Основные представители пентоз.
4
2.
Тема 2. Представители трисахаридов
1-2 - 9
1 - 2-7
10
3.
Тема
3.
Производные
полисахаридов:
пектиновые вещества, камеди и слизи.
4.
Тема 4. Пищевые добавки: классификация
1-2
10
2-3-4-7-9
по
различным
признакам.
Пищевые
12
красители: натуральные и синтетические.
5.
Тема
5.
Подслащивающие
природного
вещества
6
2-3-4
органические
10
2-4-5
антиокислители
6
2-3-4
4
2-3-4-6-8
4
1 - 2 – 3 -6-8
6
2–3
и
синтетического
происхождения.
6.
Тема
6.
Консерванты:
кислоты и их соли.
7.
Тема
7.
Пищевые
природного
и
синтетического
происхождения.
8.
Тема 8. Ароматизаторы: натуральные и
искусственные, области их применения.
9.
Тема
9.
эмульгаторы,
Улучшители
консистенции:
загустители,
желе-
и
студнеобразователи.
10.
Тема 10. Загрязнители пищи
 Цифры даны в соответствии с перечнем рекомендуемой литературы на
стр. 11-12.
3.Самостоятельная проработка тем учебно-тематического плана
дисциплины.
Тема 1. Основные представители пентоз.
Ксилоза: химическое строение, нахождение в природе. Пиранозные формы
ксилозы. Рибоза и дезоксирибоза как представители пентоз.
Тема 2. Представители трисахаридов
Раффиноза как самый распространённый представитель трисахаридов:
нахождение в природе, строение, применение.
Тема 3. Производные полисахаридов
Пектиновые вещества, камеди и слизи как производные полисахаридов.
Способы их получения, строение, применение
Тема 4. Пищевые добавки: классификация по различным признакам.
Пищевые красители: натуральные и синтетические.
Пищевые добавки: определение, их классификация в соответствии с
технологическим предназначением. Пищевые добавки, обеспечивающие
необходимый внешний вид и органолептические свойства продукта.
Пищевые добавки, предотвращающие микробную и окислительную порчу
продуктов. Пищевые добавки, необходимые в технологическом процессе
производства пищевых продуктов.
Пищевые красители: определение, классификация, химическая структура
(кармин, алкалин, энокраситель, сахарный колер, -каротин, куркума,
индигокармин, тартразин).
Тема 5. Подслащивающие вещества природного и синтетического
происхождения.
Подслащивающие вещества: мед, солодовый экстракт, лактоза, сорбит,
ксилит, сахарин, цикламаты, аспартам, сукралоза. Строение, области
применения.
Тема 6. Консерванты: органические кислоты и их соли.
Консерванты: определение, отдельные представители (муравьиная, уксусная,
пропионовая, сорбиновая, лимонная кислоты и их соли).Химические
формулы, строение и области применения..
Тема 7. Пищевые антиокислители природного и синтетического
происхождения.
Пищевые антиокислители: определение, отдельные представители наиболее
распространенных, их область применения: 3-третбутил-4-гидроксианизол,
3,5-дитретбутил-4-гидрокситолуол, -токоферол, 4 – аскорбиновая кислота,
пропиловый
эфир
гамовой
кислоты,
2,3-диметил-био—[3,4-
дигидроксибензил] бутан.
Тема 8. Ароматизаторы: натуральные и искусственные, области их
применения.
Ароматизаторы: определение, классификация: натуральные и искусственные.
Острые и сладкие ароматизаторы. Дозировка ароматизаторов. Разрешенные к
применению в России ароматизаторы и области их применения.
Тема 9. Улучшители консистенции: эмульгаторы, загустители, желе- и
студнеобразователи.
Улучшители консистенции – вещества, поддерживающие реологические
свойства продукта; а также изменяющие реологические свойства пищевого
продукта или консистенцию.
Представители группы пищевых добавок: загустители, разрыхлители,
стабилизаторы
физического
состояния,
эмульгаторы,
желе-
и
студнеобразователи.
Отдельные
представители
фосфолипиды,
эфиры
эмульгаторов:
полиглицерина,
моно-,
эфиры
диацилглицериды,
сахарозы,
сорбита,
производные карбоновых кислот и высших жирных спиртов; производные
гидроксикарбоновых кислот с высшими жирными кислотами.
Тема 10. Загрязнители пищи
Загрязнители пищи, их классификация по характеру действия: инсектициды,
акарициды, гербициды, бактерициды, фунгициды.
4.Перечень вопросов к экзамену
1. Общая характеристика углеводов. Их значение для живого
организма.
2.Замена пищевого сырья непищевым в производстве спирта.
3.
Классификация
моносахаридов.
Приведите
примеры,
иллюстрирующие строение различных групп моносахаридов по этой
классификации.
4. Лимоннокислое брожение сахаров
5. Процессы, происходящие при производстве спирта из картофеля и
зерна.
6.Аскорбиновая кислота: общая характеристика, ее структура.
7.
Получение
аскорбиновой
уравнения реакций)
кислоты
(привести
необходимые
8. Виды брожения сахаров, их краткая характеристика.
9. Представители пентоз: строение и свойства.
10.Маслянокислое брожение сахаров.
11. Галактоза как представитель моносахаридов.
12. Общая характеристика фруктозы. Реакция Ф.Ф.Селиванова.
13.Химические методы получения моносахаридов.
14. Характеристика глюкозы как представителя гексоз.
15.Молочнокислое брожение сахаров.
16. Синтетическое получение аскорбиновой кислоты. Написать
необходимые реакции.
17.Общая характеристика дисахаридов.
18. Классификация углеводов.
19.Сахараты. Получение на примере глюкозы.
20.
Классификация
моносахаридов.
Приведите
примеры,
иллюстрирующие строение различных групп моносахаридов по этой
классификации.
21.Замена пищевого сырья непищевым в производстве спирта.
22.Схема производства спирта из картофеля и зерна.
23.Ксилит и сорбит как продукты восстановления ксилозы и глюкозы.
24. Приведите все пиранозные формы D-маннозы.
25. Продукты ликероводочного производства, получаемые из спирта.
Их краткая характеристика.
26.Фуранозные формы D-фруктозы.
27.Галактоза как представитель моносахаридов.
28. Спиртовое брожение сахаров (реакция брожения, структура АТФ).
29. Камеди и слизи как производные полисахаридов.
30.Общая характеристика дисахаридов.
31. Сахароза как представитель невосстанавливающих дисахаридов.
32.Общая характеристика и биологические функции полисахаридов.
33. Раффиноза как представитель трисахаридов. Кислотный гидролиз
раффинозы.
34.Расположите в порядке возрастания (по степени разветвленности
молекулы) следующие полисахариды: амилопектин, гликоген, амилоза.
35.
Из
сахарозы
получите
инвертный
сахар.
Приведите
соответствующее уравнение реакции.
36.Полисахариды амилоза и амилопектин; строение и характеристика.
37. Классификация липидов.
38.Какие вещества образуются на разных этапах гидролиза крахмала?
39. Продукты гидролиза целлюлозы. Привести реакцию гидролиза.
40.Лактоза как представитель восстанавливающих дисахаридов.
41. Трегалоза как представитель невосстанавливающих дисахаридов.
42.Классификация полисахаридов по биологическим функциям.
43. Хитин и лихенин как представители полисахаридов. Реакция
гидролиза хитина.
44.Напишите реакции алкилирования и ацилирования для раффинозы.
45. .Пектиновые вещества как производные полисахаридов.
46.Продукты гидролиза крахмала.
47.
Краткая
характеристика
гликогена
как
представителя
полисахаридов.
48.Получите из β-D-глюкопиранозы невосстанавливающий дисахарид.
49. Общая характеристика крахмала как представителя полисахаридов.
50.Трегалоза как представитель невосстанавливающих дисахаридов.
51. Напишите реакцию «серебряного зеркала» для лактозы.
52. Амилопектин и амилоза: строение, свойства.
53. Приведите структурную формулу целлюлозы и опишите ее
свойства.
54.Виды брожения глюкозы.
55. Основные карбоновые кислоты, входящие в состав липидов.
56. Приведите схемы реакции образования восстанавливающего и
невосстанавливающего дисахаридов из α-D-глюкопиранозы.
57. Природный полисахарид инулин: строение и краткая
характеристика.
5. Рекомендуемая литература (основная и дополнительная)
Основная литература
1. Иванов В.Г. Органическая химия: учебное пособие для вузов/ Учебнометод. объединение по образованию, 2009 г.
2. Солдатенков А.Т., Колядина Н.М. Основы органической химии пищевых,
кормовых и биологически активных добавок. – М.: Химия, 2006 г.
Дополнительная литература
3. Нечаев А.П. Технологии пищевых производств. – М., 2005г.
4. Кулёв Д.Х., Зарубина Е.Ю, Фудометова Н.В. Ароматизаторы пищевые. _
М., 2003г.
5. Исупов В.П. Пищевые добавки и пряности: история, состав и применение.
– Санкт-Петербург, 2000г.
6. Иванова Л.А., Войно Л.И., Иванова И.С. Пищевая биотехнология. – М.,
2008г
7. Пищевые добавки. Энциклопедия, 3-е изд. перераб. и доп. Сарафанова
Л.А., «Профессия», 2011г.