bigpo.ru
добавить свой файл
1


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ

АКАДЕМИЯ


Утверждаю

декан ФПБ, д-р. техн. наук,

проф. _______Востриков С.В.

_________________2005 г.


Рабочая программа


дисциплины


Биотехнология пищевого сырья

и продуктов животного происхождения


Для студентов 4 курса специальности 240900 - “Пищевая биотехнология”

Направление 240902 – “Биотехнология”

Программа рассмотрена:

на заседании кафедры технологии мяса и мясных продуктов

протокол № ______от «___»_______ 2005 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 «___» _________2005 г.

Председатель методической комиссии, к.т.н., доцент________ Л.В. Батищева




Воронеж 2005


  1. ^ Цели задачи дисциплины


Данная программа по дисциплине «Биотехнология пищевого сырья и продуктов животного происхождения» предназначена для подготовки инженеров по специальности 240902 – «Пищевая биотехнология», ее особенность состоит не только в соблюдении соот­ветствия требованиям государственных образовательных стандартов по указанной специальности, но и в фундаментализации обучения с учетом современных научно-технических достижений в области биотехнологии в отрасли, а также в форми­ровании у студентов современного мировоззрения, закреплении теорети­ческих и практических знаний и основ производства высококачественных биологически полноценных мясных продуктов.

Данная дисциплина включена в блок дисциплин специализации, разделы программы базируются на современных научных данных о механизме биологических процессов и их применении в практической деятельности человека. В ней излагаются следующие базовые вопросы: основы биотехнологии; ее основные разделы; механизмы биотехнологических процессов при переработке мясного сырья; теоретические основы и принципы целенаправленного использования биотехнологических процессов в обеспечении производства продуктов широкого ассортимента высокого качества и биологической ценности, безвредности.

Дисциплина «Биотехнология пищевого сырья и продуктов животного происхождения» является одной из основных профилирующих дисциплин при формировании специалистов данного профиля и уровня, так как раскрывает сущность явлений и процессов биологической природы в создании современных малоотходных и безотходных технологий, состав­ляющих прогресс и перспективу развития пищевой промышленности в системе народного хозяйства страны. Дисциплина формирует у будущих специалистов знания и умения по совершенствованию технологи­ческих процессов, разработке новых способов комплексной и рациональной переработки сырья, обеспечивающих увеличение выхода, качества и соот­ветствия продуктов современным научным представлениям о питании. Уг­лубленные знания биотехнологических основ производства мясных продук­тов дают представление о возможностях принципиально новых и нетрадици­онных производственных решений в сокращении затрат и потерь, создании нетрадиционных и принципиально новых видов продуктов.

Основная цель преподавания дисциплины «Биотехнология пищевого сырья и продуктов животного происхождения» состоит в приобретении знаний и умений для самостоятельного решения практических задач мясной промышленности по использованию и совершенствованию действующих и опережающих технологических процессов, разработке новых способов комплексной и рациональной переработки сырья на основе максимального использования всех имеющихся пищевых ресурсов.

Дисциплина способствует более глубокому изучению последующих в блоке специальных дисциплин и базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин:

- математика;

  • органическая химия и химия биологически активных веществ;

  • аналитическая химия и физико-химические методы анализа;

  • физическая химия;

  • поверхностные явления и дисперсные системы;

  • общая биология и микробиология;

  • биохимия;

  • химия пищи;

  • гомеостаз и питание.


Цель и задачи изучения дисциплины состоят в познании сущности процессов биологической природы при производстве продуктов питания, освоении методов и приемов управления этими процессами в получении высококачественных биологически полноценных продуктов на основе рационального использования ресурсов и удовлетворения потребностей населения.


^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины


В результате изучения дисциплины студент должен знать:

- тканевый и химический состав, пищевую и биологическую ценность источников пищевого сырья животного происхождения;

- основы биологических процессов при переработке сырья животного происхождения;

- микробиологические процессы при получении продуктов питания на основе сырья животного происхождения;

- влияние биопроцессов и физико-химических факторов на качество и свойства животного сырья и продуктов питания на его основе;

- биотехнологические подходы, принципы, методы в обработке сырья животного происхождения.

В результате изучении дисциплины студенты должны уметь:

- использовать современные методы анализа в оценке свойств, состава, пищевой и биологической ценности сырья животного происхождения;

- совершенствовать и оптимизировать действующие технологии на базе системного подхода к анализу сырья, оценки технологического процесса и требований к качеству конечной продукции;

- применять биотехнологические приемы в организации современного производства, формировании ассортимента, обеспечении биологической полноценности и экологической чистоты продукта.


  1. ^ Объем дисциплины и виды учебной работы

Виды работ

Всего

часов

8 семестр

Общая трудоемкость дисциплины

104

104

Аудиторные занятия:

лекции

лабораторные занятия (ЛР)

51

34

17

51

34

17

Самостоятельная работа:


изучение материала по учебникам

(7,92 п.л. (126 с.)  2,5 ч = 19,8 ч)

проработка материалов по конспекту

лекций (34 ч  0,5 ч = 17 ч)

оформление текста отчета по лабораторной работе

(4 р. х 4 с. х 0,2 ч=3,2 ч.)

подготовка к коллоквиуму

(4,0 п.л.  2 ч + 10 ч 0,5 ч) = 13 ч

53

19,8


17

3,2


13

53

19,8


17

3,2


13

Вид итогового контроля

экзамен

экзамен

Дисциплина специализации.


^ 4. Содержание дисциплины


4.1. Разделы дисциплины и виды занятий




п/п

Разделы дисциплины

Лекции

Лабораторные

работы

1.

Введение. Цель и задачи дисциплины.

2




2.

Микробный метаболизм и механизмы его регуляции.

8




3.

Принципы подбора консорциумов микроорганизмов, исследование их физико-химических свойств при гидролизе животных и растительных белков.

2

4

4.

Условия целенаправленного применения микробных препаратов для получения белковых продуктов с заданными свойствами.

2

4

5.

Понятие о сверхсинтезе и причины его возникновения.

2




6.

Факторы регулирования микробного синтеза полезных веществ.

2









п/п

Разделы дисциплины

Лекции

Лабораторные

работы

7.

Получение мутантных штаммов.

2




8.

Кинетические характеристики ферментации в реализации технологических процессов биосинтеза.

2




9.

Способы и методы культивирования продуцента.

2




10.

Реализация частных технологий консорциумов микроорганизмов и комбинированных продуктов различного качества.

6

4

11.

Промышленное производство продуктов микробиологического синтеза.

2




12.

Качество пищевых продуктов с применением биологически активных веществ: система контроля и регулирования.

2

5


4.2. Содержание разделов дисциплины


История развития биотехнологии. Основные термины и определения. Современные достижения биотехнологии в практической деятельности человека. Биотехнология и современный научно-технический прогресс.

Предмет, цели и задачи дисциплины.

Мясо – сложная биотехнологическая система. Сырьевые источники и ассортимент продуктов мясной отрасли. Приоритетные направления развития мясной отрасли, ее научное и кадровое обеспечение.

Многообразие взаимозависимых ферметативных и микробиологических явлений и процессов в ходе превращения сырья в готовый продукт. Проблемы и перспективы создания биологически полноценных продуктов питания. ресурсосберегающих и экологически чистых технологий. Роль и задачи биотехнологии в реализации потенциала отрасли.


Основы биотехнологии


Биотехнология как наука. Основные разделы биотехнологии.

^ Микробная биотехнология. Микроорганизмы и вызываемые ими процессы. Микроорганизмы - продуценты полезных веществ. Разнообразие и технология микробных продуктов, их значение в народном хозяйстве. Микробный метаболизм. Производство первичных и вторичных метаболитов. Промышленная микробиология. Получение посевного материала. Твердофазное и жидкофазное культивирование. Непрерывная и периодическая ферментация. Кинетика микробиологических процессов. Характеристика продуктов ферментации и их назначение. Получение белков, аминокислот, липидов, пищевых кислот, органических растворителей, витаминов, ферментов, энергии, антибиотиков.

^ Инженерная энзимология. Роль в обеспечении прогресса перерабатывающих отраслей АПК. Источники, структура и свойства ферментов. Гидролазы. Производство ферментов для обработки пищевого сырья. Номенклатура ферментных препаратов. Кинетические ха­рактеристики биокатализа и механизм действия ферментов. Внешние факторы в получении препаратов ферментов с направленным действием. Стабилизация и инактивация ферментов. Иммобилизированные ферменты и клетки. Ферментные технологии в производстве продуктов питания, рациональном использовании ресурсов, реализации безотходных технологий и обеспечении экологичности производств.

^ Генетическая инженерия – как составная часть биотехнологии. Состоя­ние, проблемы, перспективы. Способы получения генов: природная ДНК, химико-ферментативный синтез, восстановление ДНК на РНК. Ферменты рестрикции. Клонирование. Рекомбинантные ДНК. Прикладные аспекты генетической инженерии. Значение в получении специальных пород животных и увеличении ресурсов отрасли.


Прикладная биотехнология


^ 1. Источники и характеристика мяса, побочных продуктов переработки животных и птиц


Сельскохозяйственные животные и птицы – источники продуктов питания и потребления. Номенклатура и ассортимент вырабатываемых продуктов. мясо и мясопродукты в системе продовольственного обеспечения страны.

Промышленное понятие "мясо". Состав, свойства, пищевая, биологическая и промышленная ценность мяса и мясных продуктов убоя сельскохозяйственных животных. Физические свойства мяса. Ткани животных организмов – источники пищевых и биологически активных веществ. Разновидности, морфологический и химический состав тканей. Структурные, функциональные, химические особенности тканей, их биологические функции и технологическое значение.

Требования к качеству и сертификации мяса. Понятие сортности.

^ Мышечная ткань. Морфология, химический состав и свойства. Характеристика пищевых веществ. Белки мяса. Фракционный состав. Миоглобин: строение, свойства, роль в цветообразовании мяса и мясных продуктов. Миофибрилярные белки: миозин, актин, актомиозин, тропомиозин, тропонин. Биологические функции, структура и физико-химические свойства. Липиды мышечной ткани. Фракционный состав и структура. Углеводы мяса. Гликоген. Особенности витаминного и минерального состава.

Экстрактивные вещества мышечной ткани. Фосорорганические соединения.

^ Соединительная ткань. Разновидности, особенности строения, химический состав. Белки, углеводы, липиды соединительных тканей. Коллаген, эластин, ретикулин, протеогликаны и мукопротеиды в образовании структуры ткани. Сваривание и гидротермический распад коллагена. Набухание и гелеобразование. Технологическое значение.

Пищевая и биологическая ценность соединительной ткани.

Состав и особенности жировой ткани. Общая характеристика компонентов жировой ткани. Липиды жировой ткани: ацилглицериды, сфингозиты, стериды, цереброзиды. Холестерин, роль в питании.

Физико-химические свойства липидов жировой ткани, их пищевая и биологическая ценность.

Кость. Строение кости; минеральная и органическая части. Разновидности и химический состав кости. Биосинтез костной ткани. Понятие о мацерации и минерализации кости. Практическое значение.

^ Хрящевая ткань. Строение, химический состав, пищевое значение, биологическая ценность.

Нервная ткань. Строение, биологические функции, химический состав. Центральная и периферическая нервная системы. Нейрон как функциональная единица ткани. Технологическое значение нервной ткани.

Кровь. Морфологический, фракционный и химический состав. Характеристика фракций. Плазма крови. Белки: альбумины, глобулины, фибриноген. Строение, свойства, пищевая ценность. Форменные элементы крови: эритроциты, тромбоциты, лейкоциты.

Яйцо. Строение, химический состав и биологическая ценность. Фракционный состав яйца. Белок. Желток. Специфичность набора пищевых компонентов, их свойства.

^ Кератинсодержащее сырье. Источники, свойства, химический состав. Кератин: разновидности, химическое и пространственное строение, биологическая ценность.

Субпродукты. Химический и тканевый состав. Пищевая и биологическая ценность.

^ Эндокринно-ферментное и специальное сырье - продукты переработки животных и птиц. Химический и тканевый состав; характеристика биологически активных веществ, их химическая природы и биологические функции.


2. ^ Биопроцессы при переработке скота, мяса и мясопродуктов


Биохимические превращения. Роль мышечной ткани в обеспечении координированного движения. Миофибриллы. Строение и функции. Механизм мышечного сокращения. Энегетическое обеспечение мышечной работы. Пути пополнения АТФ.

Послеубойные превращения мышечной ткани. Понятие об автолизе. Характеристика этапов, роль ферментов. Трупное окоченение. Образование актомиозина. Распад гликогена в развитии автолитических превращений мышечной ткани. Созревание. Роль и характеристика катепсинов. Предшественники вкуса и аромата мяса.

Влияние ферментативных процессов на морфологические, физические, структурно-механические, физико-химические и функционально-технологические свойства мяса и мясных продуктов. Классификация мяса в зависимости от глубины автолиза. Сравнительная характеристика технологических, качественных и потребительских свойств мяса в зависимости от глубины автолиза мышечной ткани.

Влияние физико-химических факторов на глубину и скорость автолитических превращений.

Организация промышленной переработки мяса с учетом объективных закономерностей автолиза. Подходы, методы, способы, используемые для управления скоростью автолитических превращений.

Понятие о мясе с нетрадиционным характером процесса автолиза, его классификация. Особенности потребительских и технологических свойств сырья и специфики переработки.

Автолитические изменения жировой ткани. Технологическое значение гидролитических изменений жиров, катализируемых тканевыми липазами.

Автолитические изменения крови. Распад основных веществ.

Автолитические изменения субпродуктов.

Автолитические превращения в мясе птицы и птицепродуктах.

^ Микробиологические превращения мяса и мясных продуктов. Микрофлора мяса. Источники. Механизм микробиальных процессов. Влияние внешних факторов и содержания воды в мясе и мясных продуктах на развитие микробиальных процессов. Активность воды и специфика развития микробиальных процессов.

Классификация мяса по степени свежести. Методы оценки свежести мяса. Порча мяса и мясных продуктов: гниение, ослизнение, пигментация и другое влияние на качество продуктов.

^ Убой и первичная переработка скота и птиц в получении мяса и мясных продуктов. Влияние вида, породжы, пола, возраста, откорма, содержания скота и птиц на биосинтез тканей, упитанность животных и качество мяса. Характеристика тканевого состава и качества мяса в зависимости от прижизненных функций органов и анатомических участков тела животных.

Влияние внешних факторов на поведенческую функцию животных. Биологическая природа стресса. Причины возникновения PSE и DFD мяса. Факторы, снижающие стресс животных.

Очищение желудочно-кишечного тракта как условие получения высококачественного мясного сырья. Применяемые способы.

Анастезия и обездвиживание животных. Влияние физико-химических факторов и механических воздействий на функцию центральной нервной системы (мозга). Механизм передачи нервных импульсов, действие электрического тока, механических воздействий и газов.

Кровообращение в животных организмах. Сосуды и капилляры. Венозная и артериальная кровь. Прижизненные функции крови. Фракции крови и их разделение. Клетки крови. Гемолиз. Факторы, вызывающие гемолиз. Гемоглобин эритроцитов. Формы, структура, биологические функции. Белки лейкоцитов в поддержании иммунитета организма. Биологическая роль тромбоцитов.

Белки плазмы. Механизм свертывания крови. Роль ферментов. Тромбокиназа. Тромбин. Образование фибрин-мономера и фибрин-полимера. Синерезис кровяного сгустка. Дефибринирование. Характеристика сыворотки крови.

Антисвертывающие компоненты. Гепарин. Плазмин. Стабилизация крови в практике ее переработки животных. Нефизиологические стабилизаторы. Основы физико-химических и биохимических способов стабилизации крови. Практическое применение.

Сбор, первичная и глубокая переработка крови на пищевые цели на основе управления биотехнологическими процессами.

Съем и обработка верхних покровов животных и птиц. Назначение и роль в получении мяса. Переработка скота без съема, с полным или частичным съемом шкур, удаление оперенья птицы. Строение и морфология кожных покровов, их прижизненные функции и практическое значение. Топография шкур. Крупон. Строение пера. Прочностные характеристики, гистологические особенности в зависимости от вида и анатомического участка тела животных. Расчет сил сцепления тканей, способы обеспечения съема шкур и пера механическим способом. Влияние на качество и выход мясо. Пути совершенствования процесса.

Первичная обработка, сортировка, хранение шкур. Понятие о сортности шкур. Прижизненные и технологические пороки. Удаление механических загрязнений и балластных тканей. Мездрение шкур. Назначение, техническое обеспечение, характеристика побочных продуктов, их утилизация и пути рационального использования.

Автолитические, физико-химические и микробиологические процессы при обработке шкуросырья. Микробиологические пороки шкур, гнилостный распад белков. Набухание, роль соединительнотканных белков. Обезвоживание. Окислительно-восстановительные превращения липидов.

Производные кожи: рога, копыта, волос, шесть. Особенности химического состава. Биосинтез и характеристика кератинов, биологические функции и технологическое значение.

Сбор, первичная обработка и рациональное использование кератинсодержащего сырья.

^ Обработка субпродуктов.

Внутренние органы животных, их биологическое и технологическое значение. Нутровка – способ извлечения внутренних органов. Особенности тканевого состава, морфология, химический состав, номенклатура субпродуктов. Пищевая ценность субпродуктов. Субпродукты I и II категории. Основы обработки мякотных, мясокостных, слизистых и шерстных субпродуктов. Последовательность операций, назначение и обоснование режимов. Современные тенденции в использовании субпродуктов.

^ Обработка кишок и кишечных комплектов. Строение, гистоморфологическая характеристика, биологические функции, технологическое значение. Прочностные характеристики. Роль подслизистого и мышечного слоев в получении натуральных колбасных оболочек, формовочных и специальных материалов. Подходы и способы технологической обработки кишок. Химический состав, требования к качеству готовых продуктов. Влияние физико-химических, механических и микробиологических процессов на свойства кишечного сырья. Пороки кишок. Технологический брак. Микробная порча кишечного сырья и продуктов.

^ Жировая ткань – источник получения пищевых и технических жиров. Номенклатура продуктов.

Биологическая и пищевая ценность жиров. Источники жирового сырья. Требования к сбору, условия обеспечения качества используемого сырья. Научные основы выделения жиров и жировых фракций из тканей. Способы выделения и очистки жиров. Кристаллизация жиров. Отходы жирового производства. Шквара. Химический состав и пищевая ценность. Способы обработки, опыт и перспективы применения. Физико-химические и биохимические превращения жиров при хранении, характеристика продуктов реакций, их влияние на органолептические показатели. Механизмы окислительной и гидролитической порчи жиропродуктов. Прогоркание и осаливание. Активаторы и ингибиторы процессов. Первичные и конечные продукты окислительной порчи. Каталитическое воздействие гемовых пигментов. Торможение процессов окисления. Механизм действия ингибиторов и синергистов.

Современные тенденции производства жировых продуктов.

^ Ткани и железы внутренней секреции - продуценты биологически ак­тивных веществ. Источники ферментов и гормонов. Характеристика фер­ментного сырья. Требования к сбору. Получение и применение ферментов из животных тканей и желёз. Номенклатура препаратов, свойства.

Гормональное сырьё. Сбор и первичная обработка как этапы техноло­гического процесса получения препаратов. Химическая природа и биологи­ческие функции гормонов. Получение препаратов и их назначение.

^ Специальное сырье. Биологически активные полисахариды. Фосфорорганические соединения. Гепарин. Гиалуроновая кислота. АТФ. Требования к сбору, обработке, номенклатура препаратов, их применение в практической деятельности человека.

^ Непищевые продукты и отходы мясожирового производства. Технические зачистки и отходы. Источники Гисто-морфологическая, химическая, физико-химическая и микробиологическая оценка. Использование в производстве кормов и технических продуктов. Ассортимент технических продуктов и кормов. Требования к сырью, оценка рациональности использования. Влияние температуры, влажности, давления на физико-химические, биохимические и микробиологические показатели продуктов. Комбинированные корма. Кормовая ценность продуктов. Опыт и перспектива кормопроизводства в стране. Нетрадиционные технические и кормовые продукты.

Характеристика сточных вод мясожирового производства. Химический и микробиальная оценка. Обезвреживание и утилизация. Подходы, принципы, методы. Биопроцессы в очистке сточных вод. Основы рационального использования полезных компонентов сточных вод.

^ Консервирование и холодильная обработка мяса и мясных продуктов.

1. Охлаждение и хранение охлажденного мяса и мясопродуктов.

Цель охлаждения. Особенности биохимических и микробиологических процессов. Влияние физико-химических факторов на биопроцессы при охлаждении. Скорость и длительность охлаждения, влияние на качество, химический состав и массу продуктов. Основные направления интенсификации процесса охлаждения мяса и мясопродуктов. Понятие о "холодовом сокращении" мышечных тканей. Способы охлаждения мяса, птицы, субпродуктов. Влияние одно-, двух-, трехстадийного и программного способов воздушного охлаждения на биопроцессы в мясе и мясных продуктах. Загар мяса. Основные процессы, происходящие при хранении мяса в охлажденном состоянии. Пути увеличения сроков хранения охлажденного мяса.
^

2. Замораживание и хранение замороженного мяса и мясопродуктов


Цель и условия замораживания. Обоснование температурных параметров замораживания сырья. Скорость замораживания. Кристаллообразование воды. Влияние на биополимеры и свойства сырья. Способы и условия замораживания мясного сырья.

Режимы хранения замороженного мяса и продуктов убоя животных. Длительность хранения. Особенности биопроцессов, происходящих в мясе при замораживании и хранении в замороженном состоянии. Отмирание и анабиоз микроорганизмов. Структурные изменения тканей. Изменения в белковой системе мяса. Особенности автолитических изменений.

Окисление компонентов мяса кислородом воздуха, массообмен с окружающей средой, перекристаллизация влаги. Влияние этих процессов на изменение качества мяса при замораживании и хранении, величину потерь сырья и длительность хранения. Основные причины снижения качества мяса, формирование усушки при замораживании и хранении.

Подмораживание мяса. Цель и режимы подмораживания. Изменения, происходящие в мясе в условиях ограниченного льдообразования. Параметры и длительность хранения мяса в подмороженном состоянии. Сравнительная оценка подмораживания как способа холодильной обработки мяса.

Размораживание мяса и мясопродуктов.

Цель размораживания. Способы размораживания, влияние на изменения, происходящие в сырье при размораживании. Причины и следствия этих изменений. Степень обратимости свойств размороженного мясного сырья в зависимости от исходных свойств мяса, условий его размораживания и хранения в замороженном состоянии; условия размораживания. Медленное, ускоренное и быстрое размораживание мясных полутуш в воздухе. Оценка длительности процесса. Многостадийное размораживание. Способы размораживания, влияние на качество.

3. Сушка мяса и мясопродуктов.


Понятие о сублимационной сушке как способе консервирования. Технико-экономическая оценка способа. Теоретические основы сублимационной сушки. Тепло- и массообменные процессы при сушке методом сублимации. Способы теплоотвода. Подготовка мяса к сушке. условия замораживания сырья. Режимы и техника сушки. Влияние условий обработки на качество продукции. Степень обезвоживания мяса при сушке и ее значение.

Упаковка и хранение сублимированного мяса. Регидратация обезвоженного мяса. Влияние условий процесса на качество восстановленного продукта. Основные изменения. происходящие в мясе при сублимационной сушке и их влияние на качество продукта. Объективная оценка качества мяса сублимационной сушки.


Особенности автолитических процессов при охлаждении и замораживании мяса. Биохимические и физико-химические изменения белков, липидов, углеводов. Влияние различных режимов обработки и холодильного хранения на характер и глубину биохимических и физико-химических превращений. Холодовое сокращение мышечных тканей. Эффект холодной "контрацепции". Превращение низкомолекулярных веществ мяса.

Теплофизические свойства мяса. Фазовый переход воды. Кристаллообразование воды. Особенности и закономерности процесса при различных режимах низкотемпературной обработки мяса. Влияние на клеточные и внеклеточные структуры. Массообменные процессы при охлаждении и замораживании, механизм диффузии и химических веществ мяса. Испарение влаги – как причина естественных потерь. Сублимация. Усушка, понятие о нормативных потерях, расчет потерь, мероприятия по их снижению. Технологическая организация процесса. Одно-, двух- и многофазное замораживание и охлаждение. Хладоагенты. Принципы и способы низкотемпературной обработки мяса и мясопрдуктов. Подмораживание мясопродуктов.

Размораживание мяса. Способы размораживания. Влияние режимов размораживания на физико-химические, биохимические и микробиологические процессы. Тепло- массообмен при размораживании. Сырьевые потери. Современные в технологии размораживания мяса и мясопродуктов.

Сублимационная сушка мяса. Режимы замораживания и испарения воды. Влияние сублимации на физико-химические и биохимические процессы в мясе. Сублимированное мясо. Качество и хранимость. Восстановление сухого мяса после сублимационной сушки. применение сублимированного мяса.

Применение полимерных упаковок и пищевых покрытий мяса и мясных продуктов в проблеме ресурсосбережения отрасли. Принципы, подходы, методы. Оценка перспектив и влияния на качество.


Состав, физико-химическая сущность и практика приготовления эмульгированных пищевых систем на основе сырья животного происхождения.

Природа и формирование коагуляционно-конденсационных структур. Влияние физико-химических факторов на механизм и скорость процессов. Пищевые добавки, белковые препараты в приготовлении мясных эмульсий. Особенности эмульгирования при использовании разнородных белков и белковосодержащих препаратов. Гидратация сухих белковых препаратов и практика их применения в составе мясных эмульсий. Влияние веществ небелковой природы на состав и качество эмульсий. Влияние измельчения сырья на качество мясных эмульсий. Техническое обеспечение процесса. Особенности и специфика приготовления эмульсий. Роль температуры, рН, влажности в формировании пластичной и однородной структуры фаршей. Тонкое и грубое измельчение. Колбасные фарши и паштеты.

Тепловая обработка. Влияние нагрева на физико-химические, функционально-технологические, биохимические и микробиологические процессы. Формирование коагуляционно-денатурационных структур. Влияние внешних факторов и физико-химических факторов на интенсивность процессов и качество продуктов. Кулинарная готовность продуктов. Критерии оценки. Слагаемые качества готовых колбас. Режимы и условия формирования органолептических показателей: вкус, запах, цвет, консистенция. Цветообразование мясных продуктов. Роль мышечных белков. Применение нитритов. Химизм цветообразования. Искусственные натуральные красители: источники, химическая природа, эффективность применения. Технологические и экологические проблемы пищевых красителей.

Варка как способ технологической обработки мясных эмульсий. Особенности механизмов превращения основных пищевых веществ и микрофлоры, влияние на качество и хранимость продуктов.

Обжарка. Химизм реакции Майяра и ее влияние на качество и хранимость продуктов. Роль коллагена при обжарке натуральных кишечных оболочек.

Охлаждение вареных колбас. Назначение, тепло массообменные процессы, технологическое значение. Альтерантивные варианты и их техническое обеспечение. Водное, воздушное и аэрозольное охлаждение.

Современные тенденции производства вареных колбас и изделий на основе мясных эмульсий: сырье, материалы, химический состав, упаковка, фасовка, дизайн и эстетика.

Получение и особенности производства колбас на основе грубоизмельченного сырья. Ассортимент продуктов с примением копчения.

Копчение: холодное и горячее. Современные тенденции к получению копченых продуктов, опыт работы отечественной и зарубежной промыленности. Копчение дымом. Химический состав дыма, источники и способы его получения. Влияние копонентов дыма на свойства мясных продуктов: Проблемы цвета, вкуса, запаха и хранимости. Диффузионные и массобменные процессы при копчении. Влияние физико-химических процессов на качество продуктов. Особенности применения копчения в технолгии полукопеных и варено-коченых колбас. Коптильные препараты, источники, свойства, получение. опыт применения.

Коллагенсодержащее сырье в производстве ливерных колбас и зельцев. Коллаген, сваривание и желатинизация. Механизм образования гелей (студней). Факторы стабильности. Влияние химических и физико-химических факторов на структурообразование колбас.

Деликатесная продукция. Принципы подбора сырья, особенности обработки и требования к качеству. Ассортимент деликатесной продукции, техническое обеспечение производства.

Анализ вторичных ресурсов мясоперерабатывающего производства и их технологическое значение. Шкурка, жилка, кость. Химический и тканевый состав, пищевое значение. традиционные и перспективные направления использования. Белковые стабилизаторы, гидролизаты, добавки. Способы переработки кости. Комплексное использование сырья. Костный жир. Особенности химического и фракционного состава, биологическая ценность, качество. Влияние физико-химических факторов на комопнентный состав и структуру кости. Сваривание коллагена в технологии получения желатина и клея. Получение костного белка, оценка его биологической ценности и перспектив применения. Разработка продуктов и условия их получения на основе минеральной основы кости. Фосфо-кальциевые добавки. Современная концепция безотходного мясоперерабатывающего производства. Роль биотехнологических методов в максимальном и рациональном использовании сырьевых ресурсов отрасли.

Производство продуктов с длительным сроком хранения. Пастеризованные и стерилизованные продукты на основе мясных эмульсий и натурального мяса.

Пастеризация. Режимы. технические средства и способы применения для выработки пищевого сырья. Влияние пастеризации на компонентный состав сырья и микрофлору мясных эмульсий. Особенности структурообразования, влияние на качество продуктов и технологические показатели производства.


Примерная тематика лабораторных занятий


^ 5. Лабораторный практикум

(всего 17 ч.).



п/п

раздела

дисциплины

Тема занятия

1.

3


Микроскопическое исследование молочнокислых бактерий и определение эффективности накопления молочной кислоты в заквасках

2.

4


Изучение влияния термической обработки на активность ферментных систем молока

4.

10


Изучение влияния мясных и рыбных субстратов на биохимические свойства консорциумов молочнокислых и бифидобактерий

3.

12


Оценка глубины и характера автолитических превращений мяса методами гистологическго анализа


1. Исследование микроструктуры мяса.

2. Определение химического состава мяса.

3. Анализ белковых веществ мяса.

4. Определение суммарных белков в животных тканях фотометрическим методом и изучение их физико-химических свойств.

5. Определение функционально-технологических свойств мяса

6. Определение эмульгирующих свойств белков мяса

7. Определение структурно-механических свойств мяса

8. Фракционирование пищевых топленых жиров и сравнительная оценка биологической ценности фракций.

9. Определение свежести мяса.

10. Определение пигментов мяса и мясных продуктов.

11. Определение активности катепсинов

12. Определение химического состава и пищевой ценности мясопродуктов.

13. Определение качественных показателей жиров.

14. Определение качества и химического состава яйца.

15. Определение качества микробных заквасок.


Примерная тематика УИРС


1. Физические, физико-химические и структурно-механические свойства мяса и мясопродуктов.

1.1. Исследование эмульгирующих свойств белков мяса.

1.2. Исследование желирующих свойств белков и пищевых систем.
^

2. Биохимические свойства и превращения.


2.1. Оценка глубины и характера автолитических превращений мяса и мясопродуктов.

2.2. Оценка глубины и характера автолитических превращений на основе изучения микроструктуры ткани мяса.

2.3. Выделение и изучение свойств катепсинов.

2.4. Влияние активности катепсинов на биохимические показа­тели мышечной ткани.

2.5. Изучение условий свертывания крови убойных животных.

2.6. Получение и свойства биологически активных веществ из ферментно-эндокринного сырья.
^

3. Влияние экзогенных и эндогенных факторов на свойства мяса.


3.1. Влияние процессов созревания на формирование свойств мяса.

3.2. Влияние посола на физико-химические и функциональные свойства мяса.

3.3. Влияние способа ферментативной обработки на свойства мясопродуктов.

3.4. Влияние стартовых бактериальных культур на свойства мяса и мясопродуктов.


^ 6. Формы и содержание текущего, промежуточного и итогового контроля


6.1 Текущий контроль предусматривает рейтинговую систему оценки знаний студентов по уровню их подготовки к лабораторным работам.


6.2 Промежуточный контроль - коллоквиум по лекционному материалу и результатам самостоятельного изучения дисциплины.


Вопросы к коллоквиуму

1. Микробная биотехнология как раздел биотехнологии.

Основные этапы развития.

2. Многообразие продуктов микробного синтеза и их практическое значение для пищевой биотехнологии

3. Роль микробной биотехнологии в научно-техническом прогрессе

и ее направления развития.

4. Первичные и вторичные метаболиты. Закономерности накопления

в культуральной среде.

5. Производство микробных ферментов. Источники, характеристика.

6. Способы культивирования микробных продуцентов. Твердофазное

культивирование.

7. Способы культивирования микробных продуцентов. Глубинное

культивирование.

8. Закономерности периодического культивирования микробных

продуцентов.

9. Кинетические характеристики непрерывной ферментации микроорганизмов

10. Хемостатное регулирование процесса непрерывной ферментации.

11. Турбидостатное регулирование процесса непрерывной ферментации.

12. Твердофазное поверхностное культивирование микроорганизмов.

Общая схема.

13. Получение специфических ферментов для обработки белков животного происхождения.

14. Механизмы регуляции микробного метаболизма.

Ферментная регуляция.

15. Факторы регулирования микробного синтеза.

16. Механизмы регуляции микробного метаболизма.

Генная регуляция.

17. Практические аспекты генной инженерии в решении проблемы

дефицита пищевого белка.

18. Понятие о сверхсинтезе. Значение для практической

деятельности человека.

  1. Сырье для биотехнологических процессов культивирования

микроорганизмов. Общая характеристика сырьевых ресурсов.

20. Сырье для биотехнологических процессов культивирования

микроорганизмов. Традиционные источники углерода.

21. Характеристика вторичных продуктов пищевой промышленности, используемых в качестве основного сырья для биотехнологических процессов культивирования микроорганизмов

22. Источники минерального питания для микроорганизмов.

23. Комплексные обогатители сред для культивирования микроорганизмов.

24. Принципы составления сред для культивирования микроорганизмов.

25. Практические аспекты микробной биотехнологии. Получение

пищевых добавок и ингредиентов методами микробной биотехнологии.

Подсластители, аминокислоты.

26. Практические аспекты микробной биотехнологии. Получение

пищевых добавок и ингредиентов методами микробной биотехнологии.

Пищевые кислоты, усилители вкуса.


Вопросы к экзамену:


1. Понятие о сверхсинтезе и причины его возникновения

2. Факторы регулирования микробного метаболизма:

физико-химические (влажность, осмотическое давление,

температура, рН среды, окислительно-восстановительный потенциал

3. Биологические факторы регулирования микробного метаболизма. Явление симбиоза. Разновидности симбиоза. Мутуалистический и антагонистический симбиозы.

4. Метабиоз.

5. Получение мутантных штаммов.

6. Кинетика и особенности ферментации

7. Способы и методы культивирования продуцентов

8. Промышленное производство продуктов микробиологического синтеза

9. Получение антибиотиков

10. Получение ферментных препаратов

11. Получение белка на основе микробного синтеза

12.Технологические свойства стартовых культур молочнокислых бактерий

13. Охарактеризуйте микробную биотехнологию как науку, укажите ее значение для практической деятельности человека.

14. В чем суть регуляции микробного метаболизма Какие факторы влияют на обмен веществ

15. Что такое сверхсинтез веществ микробными клетками При каких условиях он возникает

16. Как можно вызвать сверхсинтез веществ и какое значение это имеет для практики

17. Что относится к факторам регулирования микробного синтеза

18. Как реализуются механизмы регуляции синтеза в природе

19. Что такое мутантные штаммы микроорганизмов Приведите примеры получения мутантных штаммов

20. Какое значение в микробной биотехнологии и промышленности имеют мутантные штаммы

21. В чем сущность промышленной ферментации Приведите примеры промышленных производств, основанных на ферментации

22. Приведите и расшифруйте способы регуляции процесса ферментации

23. Какие способы и методы ферментации используются в промышленном производстве Приведите их достоинства и недостатки

24. Охарактеризуйте современное состояние производства продуктов микробного синтеза

25. Обоснуйте технологические схемы получения ферментных препаратов микробного происхождения

26. Характеристика микроорганизмов, используемых при обработке пищевого сырья и продуктов.

27. Влияние микроорганизмов на свойства пищевых систем. Использование в практической деятельности человека.


^ 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


7.1. Рекомендуемая литература


а). Основная литература


Базового учебника – нет.


б). Вспомогательная и дополнительная литература


1.

Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика: В 3-х т. – М.: Мир, 1988.

2.

Аносов Н.Р. Микробиология. – М.: Агропромиздат, 1989. – 351 с.

3.

Антипова Л.В., Глотова И.А. Основы рационального использования вторичного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности/ Воронеж. гос. технол. акад. – Воронеж, 1997. – 248 с.

4.

Артюхов В.Г., Ковалева Т.А., Шмелев В.П. Биофизика. – Воронеж: Изд-во ВГУ, 1994. – 334 с.

5.

Безбородов А.М. Биотехнология продуктов микробного синтеза. – М.: Агропромиздат, 1991. – 238 с.

6.

Бекер М.Е. Введение в биотехнологию. – М.: Пищевая пром-сть, 1978. – 231 с.

7.

Бекер М.Е., Лиепиньш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. – М.: Агропромиздат, 1990.

8.

Березин И.В. Исследования в области ферментативного катализа и инженерной энзимологии: Избранные труды. – М.: Наука, 1990. – 384 с.

9.

Биосинтез ферментов грибами рода Rhisopus/ А.Я. Панкратов, Л.В. Антипова, Г.П. Шуваева, С.К. Сванидзе. – Воронеж: Изд-во ВГУ, 1993. – 184 с.

10.

Биотехнологическая обработка сыворотки для использования на пищевые цели: Обзорная информация. – М.: ЦНИИТЭИММП, 1980.

11.

Биотехнология/ Под ред. А.А. баева. – М.: Наука, 1984. – 309 с.

12.

Биохимия/ Под ред. Н.М. Яковлева. – М, 1979.

13.

Браунштейн А.Е. На стыке химии и биологии. – М.: Наука, 1987.

14.

Вакула В. Биотехнология – что это такое? – М.: Молодая гвардия, 1989.

15.

Варфоломеев С.Д. Биокинетика: Практич. курс/ С.Д. Варфоломеев, К.Г. Гуревич. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 1999. – 720 с.

16.

Варфоломеев С.Д., Калюжный С.В. Биотехнология: Кинетические основы микробиологических процессов. – М.: Высшая школа, 1990. – 296 с.

17.

Введение в прикладную энзимологию/ Под ред. И.В. Березина, К. Мартинека – Изд. МГУ, 1982.

18.

Гистология/ Под ред. Э.Г. Улумбекова, Ю.А. Челышева. – М.: ГЭОТАР, 1997.

19.

Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. – М.: Колос, 1992. – 383 с.

20.

Грачева И.М., Кривова А.Ю. Технология ферментных препаратов. – М.: Изд-во "Элевар", 2000. – 512 с.

21.

Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: В 3-х т. Пер. с англ./ Под ред.

Р. Сопера. – М.: Мир, 1990.

22.

Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология. – М.: Изд-во МГУ, 1992.

23.

Дебабов В.Г., Лившиц В.А. Современные методы создания промышленных штаммов. – М.: Высшая школа, 1988. – Т. 2.

24.

Диксон М., Уэбб Э. Ферменты/ Пер. с англ. Л.М. Шнодмана, М.И. Левлент; под ред. В.К. Антонова и А.Е. Браунштейна: В 3-х т. – М.: Мир, 1982.

25.

Дрожжи. Биология. Пути использования/ Е.И. Квасников, И.Ф. Щелкова, АН УССР. – Ин-т микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного. – Киев: Наук. думка, 1991. – 328 с.

26.

Егоров Н.С., Олескин А.В., Самуилов В.Д. Проблемы и перспективы. – М.: Высшая школа, 1987.

27.

Елинов Н.П. Общие закономерности строения и развития микробов – продуцентов биологически активных веществ. – М.: Медицина, 1977. – 287 с.

28.

Елинов Н.П. Основы биотехнологии. – СПб: Изд-во фирма "Наука", 1995. – 600 с.

29.

Елинов Н.П. Химическая микробиология. – М.: Высшая школа., 1989. – 448 с.

30.

Жвирблянская А.Ю., Бакушинская О.А. Микробиология в пищевой промышленности. - М.: Пищевая пром-сть, 1975. - 501 с.

31.

Жеребцов Н.А., Попова Т.Н., Артюхов В.Г. Биохимия. – Воронеж: Изд-во ВГУ, 2002. – 694 с.

32.

Зенбуш П. Молекулярная и клеточная биология. – М.: Мир, 1982.

33.

Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. – М.: Высш. школа, 1989.

34.

Инженерная энзимология/ И.В. Березин, А.А. Клесов, В.К. Швадас, Н.Н. Угарова, С.Д. Варфоломеев, А.И. Ярополов, Н.Ф. Казанская, А.М. Егоров. – М.: Высшая школа, 1987.

35.

Кантере В.М. Теоретические основы технологии микробиологических производств. – М.: Агропромиздат, 1990. – 271 с.

36.

Келети Т. Основы ферментативной кинетики. – М.: Мир, 1990. – 348 с.

37.

Клеточная инженерия/ Р.Г. Бутенко, М.В. Гусев, А.Ф. Киркин, Т.Г. Корженевская, Е.Н. Макарова. – М.: Высшая школа, 1987.

38.

Клонирование гена -амилазы дрожжей Sacch. fibuligera и его экспрессия в Sacch. сer./ Л.Ф. Баева, Д.Г. Козлов, Е.Э. Бревнова, С.В. Беневолевский// Прикладная биотехнология и микробиология. – 1996. – Т. 32, № 3. – С. 311-314.

39.

Колтун М. Превращение черного дракона. – М.: ДЛ, 1990. – 159 с.

40.

Краткий определитель бактерий Берги/ Под ред. Дж. Хоулта. – М.: Мир, 1980.-495 с.

41.

Кретович В.Я. Биохимия растений. – М.: Высшая школа, 1966.

42.

Малая медицинская энциклопедия. – М.: Сов. энциклопедия, 1991. – Т. 1 – 576 с.

43.

Микробные ферменты и биотехнология/ Под ред. В.М. Фогарти. – М.: Агропромиздат, 1986. – 318 с.

44.

Миллер Дж. Эксперименты в молекулярной генетике. – М.: Мир, 1976. – 436 с.

45.

Молекулярная биология клетки/ Б. Альбертс, Д. Брэй, Дж. Льюис и др. – М.: Мир, 1994. – Т. 3. – С. 362-444.

46.

Мосичев М.С., Складнев А.А., Котов В.Б. Общая технология микробиологических производств. – М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982. –С. 172-182.

47.

Мусил Л., Новакова О., Кунц К. Современная биохимия в схемах. – М.: Мир, 1984. – 215 с.

48.

Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия. – М.: Просвещение, 1984.

49.

Попов Е.М. Структурная организация белков. – М.: Наука, 1989. – 351 с.

50.

Практическая химия белка/ Пер. с англ.; Под ред. А. Дарбре. – М.: Мир, 1989. – 623 с.

51.

Производство белковых веществ/ В.А. Быков, М.Н. Манаков, В.И. Панфилов, А.А. Свитцов, Н.В. Тарасова. – М.: Высшая школа, 1987.

52.

Промышленная микробиология/ Под ред. Н.С. Егорова. – М.: Высшая школа, 1989. – 339 с.

53.

Проточные биокаталитические реакторы с иммобилизованными ферментами и клетками в биотехнологии/ А.Н. Булыгин, С.А. Рощин, М.А. Самарцев, Н.В. Беляков: Обзорная информация. – М.: ЦБНТИМинмедбиопром, 1987. – Вып. 1. – 28 с. (Серия Процессы и аппараты микробиологических производств).

54.

Реннеберг Р., Реннеберг И. От пекарни до биофабрики. – М.: Мир, 1991. (Обзор достижений биотехнологии).

55.

Рубин А.Б. Кинетика биологических процессов/ А.Б. Рубин, Н.Ф. Пытьева, Г.Ю. Ризниченко. – М.: Изд-во МГУ, 1987. – 299 с.

56.

Сассон Альбер. Биотехнология: свершения и надежды. – М.: Мир, 1987. – 411 с.

57.

Советский энциклопедический словарь. – М.: Сов. энциклопедия, 1979.

58.

Стайниер Р., Эдедльберг Э., Ингрэм Дж. Мир микробов: В 3-х т. – М.: Мир, 1979.

59.

Фершт Э. Структура и механизм действия ферментов. – М.: Высш. шк., 1993. – 496 с.

60.

Химия и обеспечение человечества пищей/ Под ред. Л. Шимилт. –

М.: Мир, 1986. - 616 с.

61.

Химия пищи/ И.А. Рогов, Л.В. Антипова, Н.И. Дунченко: В 2-х т. –

М.: Колос, 2000. – Т. 1. – 382 с.

62.

Чухрай Е.С. Молекула, жизнь, организм. – М.: Мир, 1984.

63.

Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – 556с.

64.

Эврика-86. – М.: Молодая гвардия, 1986. – 301 с.

65.

Энциклопедия для детей. Том 2. Биология /Глав. ред. С. Исмаилова. –

М.: Аванта+, 1993.

66.

Энциклопедия для детей. Том. 19. Экология/ Глав. ред. В.А. Володин. – М.: Аванта+, 2001.

67.

Эткинс П. Молекулы. - М.: Мир, 1991. – 216 с.


^ 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Технические средства обучения: лаборатория, оснащенная приборами и оборудованием для проведения анализа сырья и пищевых продуктов химическими и физико-химическими методами.

^ Информационные средства обучения: 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, реферат.


^ 9. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Дисциплину в учебном плане рекомендуется изучать параллельно с дисциплиной «Генная инженерия и продукты питания».

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

_________________ Глотова И.А., д.т.н, доцент