19.06.01 РПУД Методы исследования продуктов питания из

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)
«Методы исследования продуктов питания из 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
лекции - 18 час.
лабораторные занятия – 36 час
всего часов аудиторной нагрузки – 54 час.
самостоятельная работа - 54 час.
контрольные работы не предусмотрены
зачет 3 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: к.б.н., доцент Танашкина Т.В., к.т.н, доцент Прокопец Ж. Г., к.т.н. Ким Е.М.
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
«Методы
исследования
продуктов
питания
из
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
«Методы
исследования
продуктов
питания
из
растительного сырья» входит в блок обязательных дисциплин вариативной
части (Б1.В.ОД.4)
Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 3 зачетные
единицы, 108 часов. Учебным планом предусмотрены лекционные занятия
(18 часов), лабораторные работы (36 часов) и самостоятельная работа (54
часа). Дисциплина реализуется на 2 курсе в 3 семестре.
Этот курс связан с дисциплиной: «Физико-химические основы и общие
принципы переработки растительного сырья». Освоение дисциплины
способствует
изучению
дисциплин
«Технология
ферментированных
пищевых продуктов на основе комплексного использования физических и
биохимических приемов» и «Система менеджмента безопасности пищевой
продукции», а также подготовке диссертационной работы.
Отличительной
акцентированная
особенностью
направленность
на
этого
курса
продукты
является
питания,
его
имеющие
наибольшую популярность в регионе, а также на функциональные
продукты питания.
Целью изучения дисциплины «Методы исследования продуктов
питания из растительного сырья» является углубление знаний теоретических
основ, отечественного и зарубежного опыта в сфере современных методов
анализа пищевых продуктов, создание необходимой базы для изучения
обязательных дисциплин профессионального цикла.
Задачи дисциплины:
- формирование системности в понимании процесса анализа пищевых
продуктов;
- углубление и систематизация теоретических представлений лежащих в
основе современных методов анализа пищевых продуктов;
- ознакомление студентов с новейшими методиками анализа пищевых
продуктов;
- ознакомление студентов с методом моделирования процессов анализа
пищевых продуктов с использованием компьютерных технологий;
- углубление знаний в области по статистической обработке результатов
эксперимента, их интерпретации;
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения дисциплины аспирант должен:
Знать:
 общие приемы и отдельные стадии анализа пищевых продуктов;
 фундаментальные принципы анализа пищевых продуктов для
понимания основных закономерностей физических, химических,
биохимических, биотехнологических
анализе продуктов питания;
процессов происходящих при
Уметь:
 использовать базовые знания умения и навыки в области анализа
продуктов
питания
для
оценки
их
качества
и
выявления
фальсификации продуктов;
 разрабатывать
модифицированные
условия
проведения
анализа
специфических пищевых продуктов.
Владеть:
 приемами химических и инструментальных методов анализа сырья и
пищевых систем на основе использования фундаментальных знаний в
области биохимии и биотехнологии растительного сырья;
 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
фундаментальных и прикладных научных исследований (ОПК-2);
 Способность и готовность к разработке новых методов исследования и
их
применению
в
самостоятельной
научно-исследовательской
деятельности в сфере промышленной экологии и биотехнологий; с
учетом правил соблюдения авторских прав (ОПК-3)
 способность
и
готовность
к
использованию
лабораторной
и
инструментальной базы для получения научных данных (ОПК-4)
Профессиональных:
 способность
использовать
профессиональные
теоретические
и
практические знания для проведения исследований на основе
моделирования
химических
и
биокаталитических,
биотехнологических
биохимических,
процессов
при
физико-
переработке
злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодовоовощной
продукции и виноградарство (ПК-1)
 Способность разрабатывать современные методы контроля свойств
сырья и готовой продукции (ПК-3)
Для формирования вышеуказанных компетенций в рамках дисциплины
«Методы исследования продуктов питания из растительного сырья»
применяются следующие методы активного/ интерактивного обучения:
«Круглый стол», «Проблемная лекция», «Активное чтение».
I. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА
.
Лекции (18 ч.)
Тема 1. Введение (2 ч.)
Аналитические и физико-химические методы анализа пищевых
продуктов, достоинства и недостатки Классификация методов анализа
пищевых продуктов Цели и задачи дисциплины. Основная рекомендуемая
литература. Общая характеристика физико-химических методов анализа.
Оптические,
электрохимические,
хроматографические,
радиационные
методы анализа.
Тема 2. Инструментальные методы анализа пищевых продуктов (4 ч.)
Оптические
методы
анализа.
Спектрофотометрический
анализ.
Природа излучения. Корпускулярно-волновой дуализм. Параметры волновой
и корпускулярной природы света. Спектральные области. Диапазоны длин
волн и частоты.
Спектрофотометрия.
Ламберта_Беера.
Основной
Коэффициент
закон
пропускания,
светопоглощения
оптическая
Бугера-
плотность,
молярный коэффициент поглощения. Связь между оптической плотностью,
толщиной слоя и концентрацией раствора вещества. Закон аддитивности
светопоглощения.
Метод
градуировочного
графика,
метод
добавок.
Ограничение основного закона светопоглощения. Спектры поглощения.
Устройство спектрофотометра и фотоэлектроколориметра. Использование
спектрофотометрии и фотоэлектроколориметрии для определения качества
сырья, полуфабрикатов и пищевых продуктов.
Тема 3. Анализ пищевых продуктов и упаковок пищевых продуктов
методом инфракрасной спектроскопии (2 ч.)
Природа инфракрасной (ИК-) спектроскопии. Участок спектра ИКизлучения. Волновые числа. Энергии вращения частицы как целого,
колебания атомов и движения электронов. Вращательные, колебательные и
электронные спектры. Пиковая интенсивность, разрешение и ширина полос.
Характеристические колебания, их классификация по функциональным
группам
органических
соединений.
Валентные
и
деформационные
колебания. Конструкция и принцип действия ИК-спектрометра. Подготовка
образца к снятию ИК-спектра. Примеры ИК-спектров простых органических
соединений. Зависимость частоты поглощения от электронодонорных и
акцепторных
заместителей.
Использование
ИК-спектроскопии
для
определения качества сырья, полуфабрикатов, пищевых продуктов и
упаковочных материалов.
Тема 4. Рефрактометрический метод анализа (2 ч.)
Принцип рефрактометрии. Закономерности преломления света. Показатель
преломления. Закон преломления. Параметры, влияющие на показатель
преломления. Понятие и условие полного внутреннего отражения. Схема хода луча
в рефрактометре. Устройство и принцип действия рефрактометра. Использование
рефрактометрии для определения качества сырья, полуфабрикатов и
пищевых продуктов.
Тема 4. Поляриметрический метод анализа (2 ч.)
Принцип
поляриметрии.
Природа
плоскополяризованного
света.
Вращение плоскости поляризации в анизотропной среде. Исландский шпат.
Призма Николя. Зависимость угла поворота плоскости поляризации от
концентрации оптически активного вещества. Удельное вращение плоскости
поляризации. Понятие оптической активности. Зеркальная изомерия.
Хиральность. Представители оптически активных веществ. Аминокислоты.
Углеводы. Оксикарбоновые кислоты. Устройство кругового поляриметра.
Использование
поляриметрии
для
определения
скорости
протекания
ферментативных процессов и определения качества сырья, полуфабрикатов и
пищевых продуктов.
Тема 5. Электрохимические методы анализа пищевых продуктов (2 ч.)
Прямая потенциометрия и потенциометрическое титрование. Связь
электрохимических свойств анализируемых систем с изменением структуры,
химического состава или концентрации анализируемого вещества. Понятие
электрохимического элемента. Электрод. Электролит. Анод. Катод. Анионы
и катионы. Материалы для изготовления электродов. Электролитическая
диссоциация. Носители зарядов в электродах и электролитах. Солевой
мостик.
Полупроницаемая
электролитическая
ячейка.
мембрана.
Схема
Гальванический
представления
элемент
и
электрохимического
элемента. Прямая потенциометрия. Уравнения Нернста. Электроды первого и
второго рода. Редокс-электроды. Электроды сравнения. Стандартный
водородный
титрование
электрод.
Каломельный
электрод.
Потенциометрическое
и его виды. Графические методы определения точки
эквивалентности. Использование потенциометрии для определения качества
сырья, полуфабрикатов и пищевых продуктов.
Тема 6. Хроматографические методы анализа (2 ч.)
Колоночная
Газожидкостная
хроматография,
и
тонкослойная
высокоэффективная
жидкостная
хроматография.
хроматография.
Принципы хроматографии. Сорбция и десорбция, ионный обмен. Изотерма
адсорбции. Классификация хроматографических методов. Подвижная и
неподвижная фазы. Хроматограммы и их расшифровка. Количественные
методы в хросатографии. Использование хроматографии для определения
содержания компонентов пищевых продуктов.
Тема 7. Проблемная лекция.
Современные аспекты исследования
качества пищевого сырья и готовой продукции (2 ч.)
Обзор современных тенденций в приборном обеспечении лабораторий
пищевых производств. Направления развития инструментальной базы.
Распространение зарубежного опыта в области безопасности пищевой
продукции. Анализ действующей нормативной документации в области
обеспечения качества выпускаемой продукции.
II.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
КУРСА
Практические работы (36 час.)
Практическая работа 1. Оптические методы анализа. Применение
спектрофотометрических методов в исследовании состава растительного
сырья (6 ч.)
В т.ч.: активное чтение (1 ч): анализ нормативной документации,
обеспечивающей контроль качества зернового сырья. Сравнение российских
и зарубежных требований к качеству зерна и продуктов его переработки.
Дебрифинг (1 ч) по результатам анализа исследованного объекта.
Практическая работа 2 Хроматографические методы анализа. Особенности
пробоподготовки, анализа и интерпретации результатов при исследовании
отдельных видов сырья (6 ч.)
В т.ч.: активное чтение (1 ч): анализ отечественных и зарубежных
литературных источников по вопросу исследования отдельных видов сырья.
Дебрифинг (1 ч) по результатам анализа исследованного объекта.
Практическая работа 3.
Особенности применения электрохимических
методов анализа при работе с растительным сырьем и продуктами его
переработки (6 ч.)
В т.ч.: активное чтение (1 ч): анализ отечественных и зарубежных
литературных источников по вопросу исследования отдельных видов сырья.
Дебрифинг (1 ч) по результатам анализа исследованного объекта.
Практическая работа 4. Проблемы при определении сбраживаемых
углеводов на предприятиях бродильной промышленности. Специфика
применения сахариметров. Поляриметрические, рефрактометрические и
химические способы определения сахаров (6 ч.)
В т.ч.: активное чтение (1 ч): анализ отечественных и зарубежных
литературных источников по вопросу исследования отдельных видов сырья.
Дебрифинг (1 ч) по результатам анализа исследованного объекта.
Практическая работа 5. Методы определения белка и продуктов его
распада в пищевых продуктах. Особенности пробоподготовки, анализа и
интерпретации результатов при исследовании отдельных видов сырья (6 ч.)
В т.ч.: активное чтение (1 ч): анализ отечественных и зарубежных
литературных источников по вопросу исследования отдельных видов сырья.
Дебрифинг (1 ч) по результатам анализа исследованного объекта.
Практическая работа 6. Методы исследования биологически активных
веществ в биологических объектах. Особенности пробоподготовки, анализа и
интерпретации результатов при исследовании отдельных видов сырья (6 ч.)
В т.ч.: активное чтение (1 ч): анализ отечественных и зарубежных
литературных источников по вопросу исследования отдельных видов сырья.
Дебрифинг (1 ч) по результатам анализа исследованного объекта.
III.
КОНТРОЛЬ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ КУРСА
Вопросы к зачету
2. Что такое товароведная экспертиза?
3. Теоретическая основы метода ядерно-магнитного резонанса.
4. Области применения масс-спектрометрии.
5. Спектроскопия ионного рассеяния.
6. Какими методами может производиться определение характеристик цвета
несветящихся тел?
7. Эмиссионная фотометрия пламени.
8. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.
9. Протонный магнитный резонанс.
10. Что такое свет в колориметрии?
11. Химический сдвиг в методе ядерно-магнитного резонанса. Формула
расчета химического сдвига.
12. На чем основано измерение цвета с помощью фотоэлектрических
колориметров?
13. Охарактеризуйте понятие «цвет» и «свет».
14. Принципиальная схема масс-спектрометра.
15. Основные колориметрические и фотометрические величины.
16. Области применения атомно-абсорбционной спектроскопии.
17. Теоретические основы метода атомно-абсорбционной спектроскопии.
18. Принципиальная схема приборов ядерно-магнитного резонанса.
19. Электронный парамагнитный резонанс.
20. Хроматический и ахроматический цвет.
21. Теоретические основы атомно-эмиссионной спектроскопии.
22. На чем основано измерение цвета с помощью компараторов?
23. Оже-электронная спектроскопия. Области применения.
24. Спектроскопия электронного удара.
25. На чем основано измерение цвета в визуальных колориметрах?
26. Атомно-эмиссионная спектроскопия.
27. Основы измерения цвета.
28. Что такое органолептическая оценка пищевых продуктов?
29. Чем отличаются фото- и спектрометрические методы анализы?
30. Какие разновидности люминесценции Вы знаете?
31. Сущность метода инфракрасной спектроскопии.
32. Какие фотометрические и спектрометрические методы анализа Вы
знаете?
33. Какие термометрические характеристики Вы знаете?
34. Перечислите оптические методы анализа, используемые для контроля
качества потребительских товаров?
35. Что такое люминофоры?
36. На чем основаны оптические атомно-спектроскопические методы
контроля качества?
37. Теоретические основы рентгеноспектрального анализа.
38. Какие величины и единицы измерения радиоактивности Вы знаете?
39. В чем сущность явления люминесценции?
40. Что такое детекторы радиоактивности?
41. Сущность и теоретические основы электромагнитного излучения /ЭМИ/,
его параметры.
42. Что такое концентрационное тушение?
43. Сущность газовой хроматографии.
44. Жидкостная и жидкая твердофазная хроматография.
45. Приведите классификацию важнейших хроматографических методов
анализа.
46. Какие метода анализа термических свойств продукции Вы знаете?
47. Что такое радиоактивность, радионуклиды, радиоактивный фон,
разновидности радиоактивности?
48. Какие показатели характеризуют теплофизические свойства
потребительских товаров?
IV. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Основная литература
(печатные и электронные издания)
1. 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
2. Пругло Г.Ф., Комиссаренков А.А., Фёдоров В.А. Оптические методы
анализа: учебно-методическое пособие. - СПб.: СПбГТУРП, 2010. -52
с. Адрес доступа:
http://window.edu.ru/resource/093/76093/files/metodoptika.pdf
3. Кукуев В.И., Ключникова О.В., Петько А.Ю. Хроматографические
методы анализа: Практическое руководство. - Воронеж: Изд-во ВГУ,
2003. - 25 с. Адрес доступа:
http://window.edu.ru/resource/258/27258/files/apr03042.pdf
4. Котова Д.Л., Васильева В.И., Шапошник В.А., Селеменев В.Ф.
Гравиметрический и титриметрический методы анализа: Методическое
пособие. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1999. - 61 с.. Адрес доступа:
http://window.edu.ru/resource/914/26914/files/m038.pdf
5. 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
6. 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
7. 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
8. 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. Адрес доступа:
http://window.edu.ru/resource/259/27259/files/sep04052.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. Танганов Б.Б. Количественный анализ. Объемные и гравиметрические
методы. Теория химических методов анализа. Учебное пособие. Улан-Удэ:
Изд-во
ВСГТУ,
2000.
-
234
с.
Адрес
доступа:
http://window.edu.ru/resource/567/18567/files/Niah1.pdf
3. Мазо Г.Н. Методы атомного спектрального анализа // Соросовский
образовательный журнал, 2000, №7, с. 31-34. Адрес доступа:
http://window.edu.ru/resource/462/21462/files/0007_031.pdf статья