Программа дисциплины (Syllabus)

Титульный лист программы обучения по дисциплине (Syllabus)

Форма Ф СО ПГУ 7.18.4/19

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

Кафедра «Биотехнология»

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (Syllabus)

Пищевая биотехнология

для студентов специальности 5В070100 - Биотехнология

Павлодар

Лист утверждения программы обучения по дисциплине (Syllabus)

Форма Ф СО ПГУ 7.18.4/19

УТВЕРЖДАЮ Декан АТФ ___________ (подпись) «___»_____________20__г.

Составитель: ___________к. т.н., доц.

(подпись)

Кафедра «Биотехнология»

Программа дисциплины (Syllabus)

Пищевая биотехнология

для студентов специальности 5В070100 - Биотехнология

Программа разработана на основании рабочей учебной программы, утверждённой «____» _________20__г.

Рекомендована на заседании кафедры от «___»__________ 20__г.

Протокол №___.

Заведующий кафедрой _____________ «____» ________20__г.

(подпись)

Одобрена учебно-методическим советом Агротехнологического факультета

«____»___________ 20__г. Протокол №___

Председатель УМС ___________ «____» ________20__г.

(подпись)

1. Паспорт учебной дисциплины

Наименование дисциплины «Пищевая биотехнология»

Дисциплина вузовского компонента

Количество кредитов и сроки изучения

Всего – 3 кредита

Курс: 3

Семестр: 6

Всего аудиторных занятий – 60 часов

Лекции - 15 часов

Практические /семинарские занятия - 15 часов

Лабораторные занятия – 30 часов

СРС – 75 часов

в том числе СРСП – 22,5 часов

Общая трудоемкость - 135 часов

Форма контроля

Экзамен – 6 семестр

Пререквизиты: органическая и биоорганическая химия, биохимия, микробиология и вирусология, биотехнология микроорганизмов, санитария и гигиена пищевых биотехнологических производств, реология пищевых продуктов, процессы и аппараты пищевых биотехнологических производств.

Постреквизиты: основы холодильной обработки сырья и продуктов на пищевых биотехнологических производствах, проектирование предприятий пищевых биотехнологических производств.

2. Сведения о преподавателях и контактная информация

Ф. И.О. преподавателей - , Оспанова Бахытгуль Макеновна

Ученая степень, звание, должность – к. т.н., доцент

Кафедра «Биотехнология» находится в корпусе А1 (4), аудитория 112, контактный телефон 673685, доб. 1294.

E-mail: *****@***ru

3. Предмет, цели и задачи

Предмет дисциплины. В учебном курсе приведены сведения о видах микроорганизмов, применяемых в пищевой промышленности, видах брожения, факторах, влияющих на скорость биохимических процессов. Также рассмотрены биотехнологии, применяемые в дрожжевом, хлебопекарном, молокоперерабатывающем производствах, в производстве спирта, пивоварении, виноделии. Приведены методы микробиологического анализа основных пищевых продуктов и современные методы опре­деления компонентов сырья и готовой продукции..

Цель изучения дисциплины – ознакомить студентов с особенностями биологических процессов, протекающих в клетках различных групп микроорганизмов, используемых в пищевых производствах.

Задачи дисциплины:

-  ознакомить студентов с физиолого-биохимическими свойствами микроорганизмов, на основе жизнедеятельности которых функционируют пищевые производства;

-  ознакомить студентов с принципами организации пищевых производств;

-  ознакомить студентов с разнообразием продуктов, получаемых методами пищевой биотехнологии;

-  ознакомить студентов с перспективами пищевой биотехнологии.

4. Требования к знаниям, умениям, навыкам и компетенциям

В результате изучения данной дисциплины студенты должны:

иметь представление:

-  об основных характеристиках пищевого сырья и готовой продукции;

-  о биохимических процессах, происходящих при хранении пищевого сырья и готовой продукции;

-  о пороках продуктов, способах обнаружения пороков и микроорганизмах, которые вызывают порчу продуктов;

-  о методах проведения своевременных и эффективных мероприятий по защите продовольственного сырья от микробиологической порчи;

знать:

-  виды микроорганизмов, применяемых в пищевой промышленности;

-  виды брожения;

-  факторы, влияющие на скорость биохимических процессов;

-  биотехнологии, применяющиеся в дрожжевом, хлебопекарном, молокоперерабатывающем производствах, в производстве спирта, пивоварении, виноделии;

-  основные биохимические, физико-химические, биологические, микробиологические и коллоидные процессы в производстве продуктов питания;

-  методы микробиологического анализа основных пищевых продуктов и современные методы опре­деления компонентов сырья и готовой продукции;

-  заболевания, передающиеся с пищей.

уметь:

использовать знания о биотехнологических процессах, происходящих при получении продуктов микробных синтезом и при переработке различного пищевого сырья на предприятиях пищевой промышленности.

приобрести практические навыки:

в области биопревращений сырья животного и растительного происхождения в конечные пищевые продукты и биохимических процессов, происходящих при этих превращениях.

5. Тематический план изучения дисциплины

Распределение академических часов по видам занятий

№ п/п	Наименование тем	Количество контактных часов по видам занятий
лекции	практические (сем)	лабораторные	студийные	индивидуальные	СРС
1	Введение. История развития пищевой биотехнологии	1	2	2	-	-	5
2	Биотехнология дрожжевого производства	1	3	4	-	-	5
3	Биотехнология спиртового производства	1	1	-	-	-	5
4	Биотехнология пивоваренного производства	1	1	-	-	-	5
5	Биотехнология виноделия	1	2		-	-	5
6	Биотехнология хлебопекарного производства	1	-	2	-	-	5
7	Биотехнология молокоперерабатывающего производства	1	2	4	-	-	5
8	Биотехнология получения органических кислот	1	2	4	-	-	5
9	Биотехнология получения белка	1	-	4	-	-	5
10	Биотехнология получения витаминов	1			-	-	5
11	Биотехнология получения ферментов	1	-	4	-	-	5
12	Биотехнология получения аминокислот	1	2	-	-	-	5
13	Биотехнология получения биологически активных добавок	1	-	-	-	-	5
14	Безопасность и санитарный контроль пищевых продуктов	2	-	6	-	-	10
ИТОГО:	15	15	30	0	0	75

6. Содержание лекционных занятий

Тема 1. Введение. История развития пищевой биотехнологии.

План:

1. История развития биотехнологии микроорганизмов.

2. Классические исследования Пастера, положившие начало промышленной микробиологии.

3. Пищевая биотехнология как часть промышленной микробиологии.

4. Основы пищевой биотехнологии.

5. Микробиологическое производство биологически активных веществ и препаратов - важное направление пищевой биотехнологии.

Тема 2. Биотехнология дрожжевого производства.

План:

1. Биохимические возможности дрожжевых клеток.

2. Сущность и основные стадии технологического процесса производства дрожжей.

Тема 3. Биотехнология спиртового производства.

План:

1. Субстраты, использующиеся в спиртовом производстве (зерно, картофель, сахарная свекла, меласса и др.).

2. Сущность и основные стадии технологического процесса.

3. Микроорганизмы, используемые в производстве спирта.

4. Дрожжи – сахаромицеты, лактозосбраживающие дрожжи.

5. Бактерии, используемые при производстве спирта.

Тема 4. Биотехнология пивоваренного производства.

План:

1. Дрожжи, использующиеся в пивоварении.

2. Биохимические основы процесса сбраживания пивного сусла.

3. Сущность и основные стадии технологического процесса.

Тема 5. Биотехнология виноделия.

План:

1. Дрожжи в виноделии.

2. Биохимические основы процесса виноделия.

3. Сущность и основные стадии технологического процесса.

4. Уксуснокислые и молочнокислые бактерии и их роль в виноделии.

5. Плесневые грибы - вредители винодельческого промышленности.

Тема 6. Биотехнология хлебопекарного производства.

План:

1. Сущность технологического процесса.

2. Основные микроорганизмы, использующиеся в хлебопекарном производстве.

Тема 7. Биотехнология молокоперерабатывающего производства.

План:

1. Виды продукции молокоперерабатывающей промышленности – молочнокислые напитки, сыр, йогурт, кумыс, шубат.

2. Микроорганизмы, использующиеся в молокоперерабатывающих производствах.

3. Общая характеристика молочнокислых бактерий, лактозосбраживающих дрожжей и смешанных культур микроорганизмов, использующихся в молокоперерабатывающих производствах.

4. Сущность и основные стадии технологического процесса.

Тема 8. Биотехнология получения органических кислот.

Микроорганизмы – продуценты молочной, уксусной, лимонной, яблочной, итаконовой и других органических кислот, применяющихся в пищевой промышленности.

Тема 9. Биотехнология получения белка.

План:

1. Получение белков из дрожжей.

2. Получение белков из фототрофных микроорганизмов.

3. Культура микроводорослей и цианобактерий.

4. Пищевая ценность и перспективы применения микробного белка.

Тема 10. Биотехнология получения витаминов.

План:

1. Биологическая роль витаминов, их применение в пищевой промышленности.

2. Витамин В12 (биосинтез витамина В12, продуценты витамина В12, получение и применение витамина В12).

3. Рибофлавин, продуценты рибофлавина, получение и применение витамина В2.

Тема 11. Биотехнология получения ферментов.

План:

1. Основные группы ферментных препаратов, используемых в пищевой индустрии.

2. Микроорганизмы - продуценты ферментных препаратов.

3. Особенности ферментов микроорганизмов.

4. Сущность технологического процесса производства ферментных препаратов.

Тема 12. Биотехнология получения аминокислот.

План:

1. Микроорганизмы – продуценты аминокислот – аспарагиновой, глутаминовой, лизина и др., применяющихся в пищевой промышленности.

2. Биотехнология производства аминокислот.

Тема 13. Биотехнология получения биологически активных добавок.

План:

1. Фототрофные микроорганизмы - продуценты биологически активных добавок к пище (БАД).

2. Получение БАД.

3. Применение БАД в пищевой промышленности.

Тема 14. Безопасность и санитарный контроль пищевых продуктов.

План:

1. Проблемы биобезопасности продуктов современного биотехнологического производства.

2. Современная пищевая биотехнология.

3. Использование пищевых добавок. Консерванты, ароматизаторы, красители, компоненты пищевых добавок.

4. Генетически модифицированные продукты.

5. Гигиеническая систематика пищевых добавок.

6. Заражение пищевых продуктов микроорганизмами, токсичность продуктов питания и методы борьбы с этими явлениями.

7. Микроорганизмы - вредители производства, пути их проникновения. Отравления, вызываемые пищевыми продуктами, и методы борьбы с инфекциями. Патогенные микроорганизмы. Токсикоинфекция.

8. Микробиологический и санитарно-гигиенический контроль пищевых продуктов.

9. Значение микробиологического и санитарного контроля. Микробиологический контроль. Санитарный контроль. Общая схема контроля пищевых производств. Дезинфекция. Контроль качества дезинфекции. Общий санитарно-гигиенический контроль.

7. Содержание практических и лабораторных занятий

Содержание практических занятий, их объем в часах

1) Тема 1. Изучение роста микроорганизмов (2 часа)

План:

1. Периодический и непрерывный способы культивирования микроорганизмов в глубине жидкой среды.

2. Особенности роста и развития микроорганизмов.

3. Кривая роста микроорганизмов при периодическом культивировании.

2) Тема 2. Изучение процесса концентрирования дрожжей методом пенной флотации (3 часа).

План:

1. Методы концентрирования дрожжей.

2. Общие сведения о процессе флотации.

3. Факторы, влияющие на эффективность процесса флотации.

4. Схема лабораторной установки для изучения процесса напорной флотации.

3) Тема 2,3,4. Микробиология бродильных производств, основанных на использовании дрожжей (2 часа).

План:

1. Микрофлора сырья.

2. Микрофлора солода.

3. Ферменты плесневых грибов.

4. Микробиология производства спирта.

5. Микробиология дрожжевого производства.

6. Микробиология пивоваренного производства.

4) Тема 5. Микробиология виноделия (2 часа).

План:

1. Чистые культуры дрожжей в виноделии.

2. Приготовление чистых культур дрожжей.

3. Меры профилактики и основные болезни вин.

4. Микробиологический контроль в виноделии.

5) Тема 7. Микробиология молока и молочных продуктов (2 часа).

План:

1. Характеристика свойств и значение микроорганизмов, обнаруживаемых в молоке и молочных продуктах.

2. Микрофлора свежего молока и изменение ее в процессе хранения.

3. Снижение бактериальной обсемененности молока после его получения.

4. Пороки молока.

5. Микробиология кисломолочных продуктов.

6. Микробиология масла.

7. Микробиология сыра.

6) Тема 8. Микробиология бродильных производств, основанных на использовании бактерий (2 часа).

План:

1. Микробиология производства молочной кислоты.

2. Микробиология производства уксусной кислоты.

7) Тема 12. Биосинтез лизина в микробной клетке (2 часа).

План:

1. Модель клетки – продуцента лизина.

2. Химизм образования молекулы лизина.

Содержание лабораторных занятий, их объем в часах

1) Тема 1. Методика культивирования микроорганизмов.

Подготовка посевного материала в лабораторных условиях. Культивирование микроорганизмов в промышленных условиях (2 часа).

2) Тема 2. Технология получения хлебопекарных дрожжей.

Определение подъемной силы, зимазной и мальтазной активности дрожжей. Технология получения дрожжей из мелассы. Технология выращивания дрожжей на этанольной среде (4 часа).

3) Тема 6. Изучение биохимических разрыхлителей теста.

Характеристика хлебопекарных прессованных дрожжей. Определение быстроты подъема теста. Определение кислотности (2 часа).

4) Тема 7. Организация и освоение технологии производства заквасок и кисломолочных продуктов в зависимости от факторов.

Технологические процессы приготовления закваски и продукта. Контроль качества и подготовка сырья для приготовления закваски. Характеристика сырья для приготовления закваски (продукта). Организация производства закваски и оценка качества. Расчеты по нормализации в производстве кисломолочных продуктов (4 часа).

5) Тема 8. Культивирование плесневого гриба Asp. niger поверхностным способом с целью получения лимонной кислоты.

Подготовка посуды для стерилизации. Приготовление питательной среды и ее стерилизация. Определение концентрации сухих веществ в исходной среде. Определение рН среды. Определение содержания сахара в среде. Засев стерильной среды спорами продуцента, характеристика условий культивирования (4 часа).

6) Тема 9. Получение кормового белка.

Питательная ценность белков. Безвредность белковой биомассы. Процесс и принципы контроля выращивания микроорганизмов. Принципиальная схема получения белковой биомассы (4 часа).

7) Тема 11. Поверхностный способ культивирования микроорганизмов-продуцентов ферментов на твёрдых питательных средах.

Приготовление посевного материла. Подготовка посуды к стерилизации. Приготовление заданного варианта среды. Определение насыпного веса. Подготовка среды к стерилизации. Определение влажности среды (4 часа).

8) Тема 14. Бактериологический контроль качества заквасок, применяемых в молочной промышленности.

Приготовление мазков из закваски, окраска их по Грамму. Определение наличия диацетина и ацетоина в закваске. Определение наличия углекислого газа в закваске. Посевы закваски в пробирки со средой Кесслера, в стерильное обезжиренное молоко с добавлением парафина и без парафина. Термостатирование (4 часа).

9) Тема 14. Бактериологический контроль кисломолочных продуктов, приготовленных на заквасках из мезофильных микроорганизмов.

Приготовление мазков из проб простокваши, сметаны и кефира, окраска их водным раствором метиленовой синьки. Определение бродильного титра исследуемых продуктов (2 часа).

8. Задания самостоятельной работы

1. Строение микробной клетки.

2. Метаболизм микробной клетки.

3. Питательные среды.

4. Сбраживание как древнейший биотехнологический процесс.

5. Общие принципы микробиологического контроля пищевых производств.

6. Типы энергетического обмена у микроорганизмов.

7. Использование факторов внешней среды для регулирования жизнедеятельности микроорганизмов при производстве и хранении пищевых продуктов.

8. Санитарно-показательные микроорганизмы.

9. Бактерии – вредители производства пива.

10. Плесневые грибы – вредители производства пива.

11. Болезни вин.

12. Предупреждение заболевания вин и борьба с инфекцией.

13. Микроорганизмы, поражающие зерно в процессе роста и созревания.

14. Микроорганизмы, поражающие зерно в процессе хранения.

15. Посторонние микроорганизмы, вносимые в хлеб с мукой и дрожжами.

16. Пороки хлеба, возникающие в результате жизнедеятельности микроорганизмов.

17. Немикробные пищевые отравления.

18. Гельминтозы и их профилактика.

19. Микробиологический и санитарный контроль производства хлебопекарных дрожжей.

20. Микрофлора основных видов сырья кондитерского производства и влияние ее на качество продукции.

21. Микробная порча готовой продукции кондитерского производства при хранении.

22. Микробиологический и санитарный контроль кондитерского производства.

23. Микроорганизмы – вредители сахарного производства.

24. Микробиологический и санитарный контроль сахарного производства.

25. Используемые в производстве спирта микроорганизмы.

26. Микроорганизмы – вредители спиртового производства и пути их проникновения.

27. Микробиологический и санитарный контроль спиртового производства.

28. Чистые культуры, используемые в производстве кваса.

29. Источники инфекции в производстве безалкагольных напитков.

30. Микробиологический контроль производства безалкагольных напитков.

31. Производство, основанное на использовании физических способов подавления жизнедеятельности микроорганизмов (сушка и замораживание плодов и овощей).

32. Производство, основанное на использовании химических веществ для подавления жизнедеятельности микроорганизмов (маринование, консервирование при помощи антисептиков).

33. Производство, основанное на использовании биологических факторов (квашение капусты, соление огурцов).

34. Производство уксуса из плодово-ягодных отходов.

9. График консультации СРОП (СРОП составляет 25% из СРО)

Консультация по всем вопросам осуществляется согласно графику СРОП на текущий семестр.

10. Расписание проверок знаний обучающихся

Посещение лекции и практического занятия (семинара, лабораторного) оцениваются 0-100 баллов

График выполнения и сдачи заданий по дисциплине

№	Виды работ	Тема, цель и содержание задания	Рекомендуемая литература	Продолжительность выполнения	Форма контроля	Срок сдачи
1	Реферат	Технологии генетической модификации (методы по выбору)		3 недели	Наличие реферата	4-ая неделя
3	Рубежный контроль	Темы 1,2,3			Коллоквиум, тесты	8-ая неделя
4	Реферат	Генетически модифицированные продукты (по выбору)		2 недели	Наличие реферата	9-ая неделя
7	Рубежный контроль	Темы 4,5,6			Коллоквиум, тесты	15-ая неделя

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом в форме тестирования, который охватывает весь пройденный материал. Обязательным условием для допуска к экзамену является выполнение всех предусмотренных заданий в программе.

Каждое задание оценивается 0-100 баллов.

Рейтинг допуска выводится из средне арифметического всех выполненных заданий на текущих занятиях (посещение лекции, домашние задания, задания по СРО, задания по практике и другие, рубежный контроль).

К итоговому контролю (ИК) по дисциплине допускаются студенты, выполнившие все требования рабочей учебной программы (выполнение и сдача всех лабораторных работ, работ и заданий по СРС), получившие положительную оценку за защиту курсового проекта (работы) и набравшие рейтинг допуска (не менее 50 баллов).

Уровень учебных достижений студентов по каждой дисциплине (в
том числе и по дисциплинам, по которым формой итогового контроля ГЭ)
определяется итоговой оценкой (И), которая складывается из оценок РД и
ИК (экзамена, дифференцированного зачета или курсовой работы/проекта) с
учетом их весовых долей (ВДРД и ВДИК).

И = РД*0,6 + ИК*0,4

Весовые доли ежегодно утверждаются ученым советом университета и должны быть для РД не более 0,6, а для ИК не менее 0,3.

КП/КР защищаются перед комиссией. Оценка выставляется в
соответствии с продемонстрированными знаниями с учётом отзыва
руководителя.

Итоговая оценка по дисциплине подсчитывается только в том случае,
если обучающийся имеет положительные оценки, как по рейтингу допуска,
так и по итоговому контролю. Не явка на итоговый контроль по
неуважительной причине приравнивается к оценке «не удовлетворительно».
Результаты экзамена и промежуточной аттестации по дисциплине доводятся
до студентов в тот же день или на следующий день, если письменный
экзамен проводился во второй половине дня.

Для корректности подсчета итоговой оценки знания обучающегося на рубежном контроле (рейтинге) и итоговом экзамене оцениваются в процентах от 0 до 100%.

Оценка рубежного контроля складывается из текущих оценок и оценки рубежного контроля.

Учебные достижения, то есть Знания, умения, навыки и компетенции студентов по дисциплине «Биотехнология и биобезопасность» оцениваются по многобалльной буквенной системе адекватной ее цифровому эквиваленту и традиционной шкале оценок:

Оценка по буквенной системе	Цифровой эквивалент баллов	Процентное содержание	Оценка по традиционной системе
A	4,0	95-100	Отлично
A-	3,67	90-94
B+	3,33	85-89	Хорошо
B	3,0	80-84
B-	2,67	75-79
C+	2,33	70-74	Удовлетворительно
C	2,0	65-69
C-	1,67	60-64
D+	1,33	55-59
D	1,0	50-54
F	0	0-49	Неудовлетворительно

11. Требования преподавателя, политика и процедуры

Посещение обучающимися всех аудиторных занятий без опозданий является обязательным. В случае пропуска занятия отрабатываются в порядке установленном деканатом. Допускается максимально только два пропуска занятий. Два опоздания на занятие приравниваются одному пропуску. В случае более двух пропусков преподаватель имеет право в дальнейшем студента не допускать к занятиям до административного решения вопроса. Присутствие на лекциях посторонних лиц, не являющихся контингентом студентов данного курса, запрещается.

Работы следует сдавать в указанные сроки. Крайний срок сдачи всех заданий – за 3 дня до начала экзаменационной сессии.

Студенты, не сдавшие все задания, и не защитившие курсовую работу, не допускаются к экзамену.

Повторение темы и отработка пройденных материалов по каждому учебному занятию обязательны. Степень освоения учебных материалов проверяется тестами или письменными работами. Тестирование студентов может проводиться без предупреждения.

При выполнении самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя (СРСП) учитывать следующие четыре основные функции.

Первая – предполагает реализацию активного восприятия студентами информации преподавателя, полученной в период установочных занятий по учебной дисциплине.

Вторая функция предполагает, что студенты самостоятельно, на основании рекомендаций преподавателя, изучают учебно-методические пособия, литературные источники, выполняют домашние задания, контрольные и курсовые работы и т. д. На этом этапе от студентов требуется знание методов работы, фиксация своих затруднений, самоорганизация и самодисциплина.

Третья функция студентов состоит в анализе и систематизации своих затруднительных ситуаций, выявлении причин затруднений в понимании и усвоении ими учебного материала, выполнении других учебных действий. Студенты переводят неразрешимые затруднения в систему вопросов для преподавателя (ранжируют их, упорядочивают, оформляют), строят собственные версии ответов на эти вопросы.

Четвертая функция студентов состоит в обращении к преподавателю за соответствующими разъяснениями, советами, консультациями.

12. Список литературы

Обязательная:

1.  Гореликова современной пищевой биотехнологии: Учебное пособие. – Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. – Кемерово, 2004. – 100 с.

2.  , Шуманский химия в пищевых биотехнологиях (часть 1). Учебно-практическое пособие – М., МГУТУ, 2004. – 68 с.

3.  , Шуманский химия в пищевых биотехнологиях (часть 2). Учебно-практическое пособие – М., МГУТУ, 2004. – 40 с.

4.  , , Позняковский биотехнология продуктов из сырья растительного происхождения: Учебник. – Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2007. – 415 с.

Дополнительная:

5.  Елинов . - СПб.: Наука, 1995. - С. 600.

6.  Промышленная микробиология//Под общей редакцией проф. , Москва, "Высшая школа", 1989. - С. 688.

7.  , Панкратов практикум по микробиологии пищевых продуктов животного происхождения. – М.: Агропромиздат, 1990. – 223 с.

8.  , , Биотехнология. М.,1990.

9.  Биология: в 3-х т. Т.1.: Пер. с англ./ под ред. Р. Сопера. – М.: Мир, 1990. – 368с., ил.

10.  Позняковский основы питания, бе­зопасность и экспертиза продовольственных товаров. — Новосибирск, 1999. -448 с.