Рабочая программа дисциплины «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности»




Скачать 185.53 Kb.
НазваниеРабочая программа дисциплины «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности»
Дата конвертации27.04.2013
Размер185.53 Kb.
ТипРабочая программа

Федеральное агентство по образованию


Воронежская государственная технологическая академия


УТВЕРЖДАЮ


Декан факультета прикладной

биотехнологии, проф. Востриков С.В.

_________________________________


«____» ______________________ 2005 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины

«Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности»


для специальности: 240902 Пищевая биотехнология

направление: 240900 Биотехнология


Программа рассмотрена на заседании кафедры микробиологии и биохимии протокол № 7 от «16» марта 2005 г.


Заведующий кафедрой микробиологии и биохимии ___________Корнеева О.С.


на заседании методической комиссии по общим математическим и естественнонаучным дисциплинам

Протокол № 4 от «28» апреля 2005 г.


Председатель методической комиссии по общим математическим и естественнонаучным дисциплинам ___________Кузнецова И.В.

на заседании методической комиссии по образованию в области

технологии сырья и продуктов животного происхождения


протокол №______ от «___»_______2005 г.

Председатель методической комиссии Л.В. Батищева


Воронеж – 2005


СОГЛАСОВАНО




Заведующий кафедрой технологии мяса и мясных продуктов,

Доктор технических наук, профессор Антипова Л.В.



  1. Цели и задачи дисциплины


Курс по выбору «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности» предназначен для углубленного изучения ферментов, используемых в пищевой промышленности, в производствах для получения продуктов биотехнологии, а также в обучении студентов практических навыков работы с ферментными препаратами.


2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины


В результате изучения курса по выбору студент должен знать:

  • теоретические основы ведущих отраслей биотехнологии, использующие ферменты, уровень и перспективы их развития;

  • методы синтеза, выделения, очистки ферментов из различных источников;

  • уровни структурной организации, механизмы действия, способы регуляции активности ферментов;

  • использование ферментных препаратов в промышленности.


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.

  • регулировать активность ферментных препаратов посредством всевозможных физико-химических факторов в различных биотехнологических процессах;

  • определять состав продуктов ферментативных реакций, с использованием различных качественных и количественных биохимических методов;

  • уметь оценить эффективность использования тех или иных ферментных препаратов при производстве при получении важнейших продуктов биотехнологии.



3.Объем дисциплины и виды учебной работы


Виды учебной работы

Всего часов

6 семестр

Общая трудоёмкость дисциплины

51

51

Аудиторные занятия

34

34

Лекции

17

17

Лабораторные работы (ЛР)

17

17

Практические занятия (ПЗ)

-

-

Семинары (С)

-

-

Или другие виды аудиторных занятий

-

-

Самостоятельная работа

17

17

Проработка конспекта лекций

17х0,4 = 6,8

6,8

Изучение материалов, изложенных в лекциях, по учебникам

(100/16) = 6,2

6,2 х 1= 6,2

6,2

Подготовка к лабораторным работам, практическим занятиям и семинарам

(64/16) = 4

4 х 1 = 3

4,0

Подготовка к коллоквиуму (рубежному контролю)

-

-

Изучение материалов для составления рефератов по теме

-

-

Домашние контрольные работы

-

-

Самостоятельное изучение материала по учебникам

-

-

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

Этапы развития учения о ферментах. Природа ферментативной реакции. Классификация ферментов.

0,5

-

2

Продуценты ферментов. Методы культивирования продуцентов ферментов, характеристика отдельных ферментных препаратов.

2,5

4

3

Выделение и очистка ферментов. Промышленное получение ферментов.

1

4

4

Общие свойства ферментов.

1

4

5

Уровни структуры ферментов. Понятие об активном центре ферментов. Функциональные группы активного центра ферментов, механизмы действия.

2

-

6

Влияние физико-химических факторов на скорость ферментативной реакции. Основы ферментативной кинетики, термодинамики.

4

5

7

Биохимические основы применения ферментов в различных отраслях промышленности. Перспективные направления использования ферментов

6

-



4.2 Содержание разделов дисциплины

Тема 1. История развития учения о ферментах. Главные направления развития современной энзимологии. Задачи энзимологии в пищевой технологии. Природа ферментативной реакции. Классификация и номенклатура ферментов.

Тема 2. Продуценты ферментов. Методы культивирования продуцентов ферментов. Правила работы с ферментами. Характеристика отдельных ферментных препаратов.

Тема.3. Методы выделения ферментных препаратов: осаждение, высаливание, мембранные технологии. Аппаратурное оформление и основные методы очистки ферментных препаратов (хроматографические и электрофоретические методы). Критерий чистоты ферментных препаратов.

Тема 4. Общие свойства ферментов. Способы выражения активности ферментов. Ферментативная кинетика: основные понятия, зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации фермента и субстрата. Специфичность действия ферментов; относительная и абсолютная специфичность.

Тема 5. Современные представления о структуре активного центра ферментов. Химия активных центров ферментов. Методы идентификации функциональных групп активного центра. Основные механизмы действия ферментов.

Тема 6. Влияние температуры и рН среды на активность и стабильность ферментных препаратов. Влияние физико-химических факторов на активность ферментов: радиация, давление, влажность и т.д. Ингибирование и активирование ферментов. Виды ингибирования: конкурентное, неконкурентное, бесконкурентное ингибирование, а также смешанное ингибирование и ингибирование избытком субстрата. Активаторы и либераторы ферментативной реакции.

Тема 7. Биохимические основы использования ферментных препаратов в различных отраслях промышленности. Основные направления использования карбогидраз, протеолитических ферментов, липолитических ферментов, пектолитических ферментов в биотехнологических процессах. Перспективы пищевой энзимологии.

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

Понятие ферментативной кинетики, термодинамики. Определение кинетических параметров графическим методом. Решение задач.

5



6. Формы и содержание текущего, промежуточного и итогового контроля


Текущий контроль предусматривает: рейтинговую систему оценку знаний студентов по уровню их подготовки к лабораторным работам с использованием, как лекционного материала, так и рекомендуемых литературных источников.

Промежуточный контроль предусматривает отчеты по лабораторным работам, машинный контроль знаний.

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. Жеребцов Н.А. Биохимия, учебник. /Н.А. Жеребцов, Т.Н. Попова, В.Г. Артюхов. – Воронеж: Издательство Воронежского государственного университета, 2002. – 696 с.

2. Грачева И.М., Кривова А.Ю. Технология ферментных препаратов. – Изд. 3, перераб. и дополн. – М.: “ Элевар”. – 2000. – С.10 – 106.

3. Ферменты в пищевой промышленности (Под. ред. Дж. Рид). – М.: Пищевая промышленность, 1981. – 415 с.

4. Микробные ферменты и биотехнология (Под ред. В.М. Фогарти). / Пер. с англ. – М.: Агропромиздат, 1986. – 318 с.

5. Ферментные препараты в пищевой промышленности (Под ред. В.Л. Кретовича, В.Л. Яровенко). – М.: Пищевая промышленность, 1975. – 536 с.

6. Жеребцов Н.А., Григоров В.С., Корнеева О.С., Спивакова Л.В. – Лабораторный практикум по биохимии. Учебное пособие. Воронеж: Изд-во Воронежской государственной технологической академии. – 2000. – С.10-122.

7. Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия. – М.: Высшая школа. – 2000. – 487 с.

8. Антипова Л.В., Глотова И.А., Жаринов А.И. Прикладная биотехнология: УИРС для специальности 270900. – С.-Пб.: Гиорд, 2003. – 288 с.

9. Голубев В.Н., Жиганов И.Н. Пищевая биотехнология. – М.: Дели Принт, 2001. – 123 с.

10. Кислухина О.В. Ферменты в производстве пищи и кормов. - М.: Дели Принт, 2002. – 336 с.


7.2 Дополнительная литература

  1. Ленинджер А. Биохимия: пер с англ. – М.: Мир, 1985. – 1055 с.

  2. Филлипович В.Б. Основы биохимии. – М.: Высшая школа, 1993. – 483 с.

  3. Варфоломеев С.Д., Гуревич К.Г. Биокинетика. Практический курс. – М.: ФАИР-пресс. – 1999. – 720 с.

  4. Полыгалина Г. В., Чередниченко В.С., Римарева Л.В. Определение 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”.

Перечень схем, таблиц и графиков, используемых при чтении лекций.

  1. Классификация ферментов (таблица).

  2. Энергетическая схема неферментативной и ферментативной реакций (график).

  3. Типовые схемы получения ферментных препаратов (схема).

  4. Дегидратация и высаливание ферментов из водных растворов (схема).

  5. Схема процесса ультрафильтрации при очистке ферментных препаратов.

  6. Промышленные ферментеры (схема).

  7. Таблица очистки ферментного препарата (таблица).

  8. Принцип гель-хроматографического разделения белков (схема).

  9. Установка для аналитического электрофореза (схема).

  10. Влияние концентрации фермента на скорость ферментативной реакции (график).

  11. Влияние концентрации субстрата на скорость ферментативной реакции (график).

  12. Определение кинетических параметров Кm и Vmax с помощью метода двойных обратных координат (Лаинуивера-Берка) (график).

  13. Идентификация функциональных групп активного центра с помощью метода Диксона (график).

  14. Механизмы действия ферментов (таблица).

  15. Влияние температуры на активность и стабильность ферментов (график).

  16. Влияние рН среды на активность и стабильность ферментов (график).

  17. Виды ингибирования ферментативной реакции (график).

  18. Аллостерический механизм регуляции активности фермента (график).

  19. Перспективы пищевой энзимологии (схема).


Перечень демонстрационных опытов и приборов

1. Влияние температуры на эстеролитическую активность ферментов

1.1 Использование рН-стата для определения активности эстеразы.

1.2 Техника работы с автоматическими дозаторами переменного и постоянного объема.

2. Способы выделения, очистки ферментов: осаждение ферментов, гель-хроматография. Оценка чистоты ферментных препаратов.

    1. Исследование процесса высаливания сульфатом аммония.

    2. Осаждение ферментов органическими растворителями.

    3. Принцип гель-хроматографического разделения. Очистка высокомолекулярных соединений от низкомолекулярных на сефадексе G-25.

    4. Установка для электрофореза. Принцип работы. Возможности использования.

  1. Влияние физико-химических факторов на активность α-амилазы. Субстратная специфичность α-амилазы. Активаторы, ингибиторы активности амилазы.

4. Понятие ферментативной кинетики, термодинамики. Определение кинетических параметров графическим методом. Решение задач.

    1. Программа для расчета термодинамических параметров ферментативных процессов.

    2. Использование программы ChemSketch для исследований конформации молекул ферментов.



Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности подготовки дипломированного специалиста: 271500 «Пищевая биотехнология».


Программу разработал

ст. преподаватель

кафедры микробиологии и биохимии Капранчиков В.С.


Федеральное агентство по образованию


Воронежская государственная технологическая академия


УТВЕРЖДАЮ


Декан факультета безотрывного образования, проф. Болотов В.М.

_________________________________


«____» ______________________ 2005 г.


ПРИЛОЖЕНИЕ


к рабочей программе

дисциплины


«Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности»


для специальности: 271500 Пищевая биотехнология

направление: 655500 Биотехнология


Программа рассмотрена на заседании кафедры микробиологии и биохимии протокол № ____ от «____» ___________2005 г.


Заведующий кафедрой микробиологии и биохимии ___________Корнеева О.С.


на заседании методической комиссии по общим математическим и естественнонаучным дисциплинам

Протокол № ____ от «____» ___________2005г.


Председатель методической комиссии по общим математическим и естественнонаучным дисциплинам ___________Кузнецова И.В.


на заседании методической комиссии по образованию в области

технологии сырья и продуктов животного происхождения


протокол №______ от «___»_______2005 г.

Председатель методической комиссии Л.В. Батищева


Воронеж – 2005


Пункты 1, 2, 4.2, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 представлены в основной рабочей программе дисциплины.


3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ


Виды учебной работы

Всего часов

(7 семестр)

Общая трудоемкость дисциплины


51

Аудиторные занятия

10
Лекции

4

Лабораторные работы (ЛР)

6

Самостоятельная работа

41

Проработка материалов к конспекту лекций

6*0,5=3

Самостоятельное изучение дисциплины по учебной и научной литературе

18,4

Выполнение контрольной работы

1*10=10

Оформление отчета по лабораторным работам

32*0,3=9,6
Вид итогового контроля

зачет


4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


4.1. Разделы дисциплины и виды занятий


№ п/п
Раздел дисциплины
Лекции

ЛР

1

Природа ферментативной реакции. Классификация ферментов. Продуценты ферментов. Характеристика отдельных ферментных препаратов.

1

-

2

Выделение и очистка ферментов. Промышленное получение ферментов

0,5

3

3

Общие свойства ферментов. Влияние физико-химических факторов на скорость ферментативной реакции. Основы ферментативной кинетики, термодинамики. Уровни структуры ферментов.

1,5

3

4
Биохимические основы применения ферментов в различных отраслях промышленности. Перспективные направления использования ферментов

1

-



5. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ




п/п

№ раздела

дисциплины

Наименование лабораторных работ

1

2

Способы выделения, очистки ферментов: осаждение ферментов, гель-хроматография. Оценка чистоты ферментных препаратов

2

3

Влияние физико-химических факторов на активность α-амилазы. Субстратная специфичность α-амилазы. Активаторы, ингибиторы активности амилазы.



6. ФОРМЫ И СОДЕРЖАНИЕ ТЕКУЩЕГО, ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ


Итоговый контроль предусматривает проведение зачета по теоретическому курсу и лабораторным занятиям в соответствии с содержанием рабочей программы.

Вопросы к зачету прилагаются к основной рабочей программе.


Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности подготовки дипломированного специалиста: 271500 «Пищевая биотехнология».


Программу разработал

ст.преподаватель

кафедры микробиологии и биохимии Капранчиков В.С.





Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Рабочая программа дисциплины «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности» iconРабочая программа дисциплины «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности»
...

Рабочая программа дисциплины «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности» iconРабочая программа дисциплины ен. Ф. 03 «Физика»
Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и...

Рабочая программа дисциплины «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности» iconРабочая программа дисциплины «бюджетирование в горной промышленности и геологоразведке»
Магистерская программа Бухгалтерский учет, анализ и аудит в горной промышленности

Рабочая программа дисциплины «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности» iconРабочая программа дисциплины «Экономика промышленности»
«Экономика промышленности» для специальности 260303 «Технология молока и молочных продуктов»

Рабочая программа дисциплины «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности» iconРабочая программа дисциплины «Экономика горной промышленности»
Сформировать представление о значении, структуре, особенностях и месте горной промышленности в национальной экономике

Рабочая программа дисциплины «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности» iconА. Н. Кислицын Центральный научно-исследовательский и проектный институт лесохимической промышленности
Ключевые слова: береста, экстрактивные вещества, субериновые кислоты, состав, свойства, применение

Рабочая программа дисциплины «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности» iconСтатьи Соросовского Образовательного журнала в текстовом формате стекло: структура, свойства, применение (шульц м. М., 1996), химия
В статье даны краткий исторический очерк становления науки о стекле и стеклоделия и описаны основные признаки стекла, отличающие...

Рабочая программа дисциплины «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности» iconРабочая программа дисциплины «электронно-спиновые свойства дефектов твердых тел»
ОД. А. 06; цикл од. А. 00 «Специальные дисциплины отрасли науки и научной специальности»

Рабочая программа дисциплины «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности» iconРеферат по биологии на тему: “Ферменты”
Многие ферменты и ферментные комплексы прочно связаны с мембранами клетки или её органоидов (митохондрий, лизосом, микросом и т д.)...

Рабочая программа дисциплины «Ферменты, структура, свойства и применение в промышленности» iconРабочая программа учебной дисциплины «Экономическая география горнодобывающей промышленности»
Цели и задачи дисциплины «Экономическая география горнодобывающей промышленности»


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница