Федеральное агенство по образованию
Воронежская государственная технологическая академия
УТВЕРЖДАЮ:
Декан факультета
прикладной биотехнологии
__________проф. Востриков
“___” _____________2005г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины
«Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности»
для специальности: 260501 Технология продуктов общественного питания
направление: 655900 Технология сырья и продуктов
животного происхождения
Программа рассмотрена на заседании кафедры микробиологии и биохимии протокол № ____ от «____» ___________2005 г.
Заведующий кафедрой микробиологии и биохимии ___________
на заседании методической комиссии по образованию в области
технологии сырья и продуктов животного происхождения
Протокол № ____ от «____» ___________2005 г.
Председатель методической комиссии
Воронеж – 2005
СОГЛАСОВАНО
Заведующий кафедрой технологии мяса и мясных продуктов,
доктор технических наук, профессор
Заведующий кафедрой технологии молока и молочных продуктов,
доктор технических наук, профессор
1. Цели и задачи дисциплины
Курс по выбору «Ферменты, структура, свойства и применение» предназначен для углубленного изучения ферментов, используемых в пищевой технологии, в т. ч. умягчении мяса, обработки вторичного сырья мясной промышленности, получении различных гидролизатов.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения курса студент должен знать: методы получения ферментов из различных продуцентов, структуру ферментов, механизм их действия и использование в пищевой технологии.
На основе этого студент должен уметь: объяснять биологическую сущность ферментных процессов; иметь представления о возможности использования ферментов в пищевой промышленности, находить взаимосвязь между структурой субстрата и фермента.
3.Объем дисциплины и виды учебной работы
Виды учебной работы | Всего часов | 6 семестр |
Общая трудоёмкость дисциплины | 66 | 66 |
Аудиторные занятия | 34 | 34 |
Лекции | 17 | 17 |
Лабораторные работы (ЛР) | 17 | 17 |
Самостоятельная работа | 32 | 32 |
Проработка конспекта лекций | 17х0,5= 8,5 | 8,5 |
Изучение материалов, изложенных в лекциях, по учебникам | 312/16 х 1 = 19,5 | 19,5 |
Подготовка к лабораторным работам, практическим занятиям и семинарам | (64/16) = 4 4 х 1 = 4 | 4,0 |
Вид итогового контроля (зачет, экзамен) | зачет | зачет |
Дисциплина входит в цикл ЕН | + | + |
4. Содержание дисциплины
4.1 Разделы дисциплины в виде занятий
№ п/п | Раздел дисциплины | Лекции | ЛР |
1 | Введенпие | 2 | |
2 | Получение ферментов. методы культивирования продуцентов. технические препараты. | 4 | 4 |
3 | Характеристика и классификация гидролаз. Выделение и очистка ферментов. | 4 | 4 |
4 | Строение ферментов. Специфичность действия ферментов. Механизм действия. | 4 | 4 |
5 | Влияние физико-химических факторов на активность ферментов. Иммобилизация ферментов. | 2 | - |
6 | Биохимические основы применения ферментов в отрасли. Новые направления в использовании ферментов. | 3 | 5 |
Итого | 17 | 17 |
4.2 Содержание разделов дисциплины
Перечень лекционного курса (17 ч.)
1. Введение – 2 ч.
2. Методы культивирования продуцентов ферментов и характеристика технических препаратов – 3 ч.
3. Выделение и очистка ферментов, классификация гидролаз – 1 ч.
4. Уровни структуры ферментов, активные центры, функциональные группы и механизм действия, специфичность действия ферментов – 4 ч.
5. Влияние физико-химических факторов на скорость ферментативной реакции – 4 ч.
6. Биохимические основы применения ферментов в пищевой технологии. Новые направления в использовании ферментов – 3 ч.
5. Лабораторный практикум
№ п. п. | № раздела дисц. | Наименование лабораторных работ | Количество часов |
1 | 2 | Влияние температуры на эстеролитическую активность ферментов | 4 |
2 | 3 | Способы выделения, очистки ферментов: осаждение ферментов, гель-хроматография. Оценка чистоты ферментных препаратов | 4 |
3 | 4 | Влияние физико-химических факторов на активность α-амилазы. Субстратная специфичность α-амилазы. Активаторы, ингибиторы активности амилазы. | 4 |
4 | 6 | Определение кинетических параметров графическим методом. Решение задач. | 5 |
6. Формы и содержание текущего, промежуточного и итогового контроля
Текущий контроль предусматривает отчет по лабораторным работам, рейтинг. Промежуточный контроль непредусмотрен.
Итоговый контроль: зачёт (за весь курс)
Вопросы к итоговому контролю (зачет)
1. Основные этапы развития учения о ферментах.
2. Современной энзимология: задачи, основные направления развития, перспективы.
3. Классификация и номенклатура ферментов.
4. Сущность ферментативного катализа. Отличительные особенности протекания ферментативной и химической реакции.
5. Методы исследования ферментативного катализа.
6. Источники получения ферментов. Источники растительных и животных ферментов.
7. Продуценты ферментов. Основные требования к штаммам-продуцентам ферментов, используемых в пищевой промышленности.
8. Производство промышленных ферментов: источники получения, методы получения, типовые схемы производства.
9. Обоснование выбора и правила работы с ферментными препаратами.
10. Характеристика отдельных ферментных препаратов, используемых в различных отраслях промышленности.
11. Выделение и очистка ферментов: способы, приемы, методы.
12. Осаждение, высаливание, мембранные технологии выделения и очистки ферментных препаратов.
13. Аппаратурное оформление процессов выделения ферментов. Ферментация.
14. Гель-хроматография – сущность метода, использование.
15. Критерий чистоты ферментных препаратов. Аналитический электрофорез.
16. Способы выражения активности ферментов.
17. Общие понятия ферментативной кинетики. Влияние концентрации фермента на скорость реакции.
18. Влияние концентрации субстрата на скорость ферментативной реакции.
19. Характеристика кинетических констант Кm и Vmax.
20. Субстратная специфичность ферментов. Виды специфичности: относительная и абсолютная.
21. Понятие об активном центре ферментов. Химия активных центров.
22. Методы идентификации функциональных групп активного центра.
23. Основные механизмы действия ферментов.
24. Влияние температуры на активность и стабильность ферментов.
25. Влияние рН на активность и стабильность ферментов.
26. Регуляция активности ферментов. Основные механизмы регуляции: за счет регуляции скорости его синтеза и распада, аллостерический механизм.
27. Регуляция активности ферментов. Основные механизмы регуляции: за счет ковалентная модификация, адсорбционный механизм.
28. Множественность форм ферментов.
29. Влияние физико-химических факторов на активность ферментов: радиация, давление, влажность и т. д.
30. Ингибиторы и активаторы ферментативных реакций. Виды ингибирования.
31. Биохимические основы использования ферментных препаратов в различных отраслях промышленности.
32. Применение ферментных препаратов в хлебопекарной и мукомольной промышленности.
33. Применение ферментных препаратов в мясной промышленности.
34. Применение ферментных препаратов в кондитерской промышленности.
35. Применение ферментных препаратов в производстве соков, вин, безалкогольных напитков.
36. Применение ферментных препаратов в спиртовой и пивоваренной промышленности.
37. Применение ферментных препаратов в молочной промышленности.
38. Основные направления использования карбогидраз, протеолитических ферментов, липолитических ферментов, пектолитических ферментов в биотехнологических процессах.
39. Аспекты применения ферментов, связанные с их безвредностью для здоровья.
40. Перспективы пищевой энзимологии.
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1 Основная литература
1. , Манукян микробной инулиназы на различных носителях // Прикладная биохимия и микробиология. – 1992. – т.28. № 3. – С. 356-361.
2. Авиженис технологии производства новых ферментых препаратов для сельского хозяйства и пищевой промышленности // Автореф. дисс. докт. техн. наук. – М. – 1992. – 70 с.
3. , Фирсов // Белки и пептиды / под ред. , – Наука, 1995. – С. 187-199.
4. Безбородов микроорганизмов, их ингибиторы и биокаталитические процессы в биотехнологии // Прикладная биохимия и микробиология. – 1995. – т.31. № 1. – С. 21-26.
5. , Гуревич : практический курс. – М.: ФАЙР-ПРЕСС, 1999. – 720 с.
6. Грачева ферментных препаратов. – М.: Агропромиздат. – 1987. – 335 с.
7. Жеребцов ферменты в пищевой промышленности. – М.: 1984. – 218 с.
8. , , О мехенизме каталитического действия карбогидраз (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. – 1999. – т.35. № 2. – С. 123-132.
9. , , Спивакова практикум по биохимии. Учебное пособие. – Изд. ВГТА. – Воронеж. – 2000 г. – 138 с.
7.2 Дополнительная литература
1. Биохимия: пер с англ. – М.: Мир, 1985. – 1055 с.
2. Филлипович биохимии. – М.: Высшая школа, 1993. – 483 с.
3. , , Римарева активности ферментов. Справочник. - М.: Дели Принт, 2003. – 375 с.
7.3 Методические материалы преподавателю
Для обучения используются тексты лекций с указанием источников основной и дополнительной литературы по каждой теме дисциплины, наглядные пособия, раздаточный материал.
7.4 Обучающие, контролирующие, расчетные компьютерные программы и другие средства освоения дисциплины
Для обучения и промежуточного контроля знаний студентов используются компьютерная программа ЦНИТ ВГТА “Ферменты, их структура и физико-химические свойства”.
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности подготовки дипломированного специалиста по направлению 260300 Технология сырья и продуктов животного происхождения.
Программу составил:_________________д. т.н., проф.
