Методические указания, программа и вопросы к самостоятельной работе для магистров, обучающихся по направлению 552400, и студентов специальности 270500 Санкт-Петербург 2005 (стр. 1 из 2)
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный университет
низкотемпературных и пищевых технологий
 |
Кафедра пищевой биотехнологии
ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ
ДРОЖЖЕЙ
Методические указания, программа
и вопросы к самостоятельной работе
для магистров, обучающихся
по направлению 552400,
и студентов специальности 270500
Санкт-Петербург 2005
УДК 663.4
Меледина Т.В. Основы биотехнологии дрожжей: Метод. указания, программа и вопросы к самостоятельной работе для магистров, обучающихся по направлению 552400, и студентов спец. 270500. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2005. – 15 с.
В методических указаниях изложены программа курса, темы для самостоя-тельного изучения, вопросы для самопроверки при подготовке к коллоквиумам и защите лабораторных работ. Приведен список литературы и указаны источники информации, которые следует использовать при самостоятельном изучении дисциплины.
Учебное пособие предназначено для магистров, обучающихся по направлению 552400 «Технология продуктов питания», в рамках магистерской программы 552407 «Биотехнология алкогольных, слабоалкогольных и безалкогольных продуктов» и студентов специальности 270500 «Технология бродильных производств и виноделие».
Рецензент
Канд. техн. наук, доц. Т.П. Арсеньева
Рекомендованы к изданию советом факультета пищевых технологий
Ó Санкт-Петербургский государственный
университет низкотемпературных
и пищевых технологий, 2005
1. ПРЕДИСЛОВИЕ
Дисциплина «Основы биотехнологии дрожжей» изучается магистрами на кафедре пищевой биотехнологии факультета пищевых технологий на 6 курсе (11 семестр) в рамках программы 552407 «Биотехнология алкогольных, слабоалкогольных и безалкогольных продуктов».
Согласно учебному плану, курс включает 9 лекций, 3 лабораторные работы, самостоятельную работу студентов. После изучения курса сдается зачет. Студент получает зачет после сдачи коллоквиумов и защиты лабораторных работ.
Отдельные разделы курса «Основы биотехнологии дрожжей» студенты-магистры изучают самостоятельно. Темы для самостоятельного изучения входят в часть 4, раздел 3. Это связано с тем, что на лекциях освещаются наиболее сложные вопросы, как правило, теоретического характера.
Для выполнения работы рекомендуется список литературы, приведенный в конце методических указаний, можно также использовать материалы на электронном носителе, которые находятся в библиотеке СПбГУНиПТ.
Материал изучается в последовательности, представленной в программе, с учетом тех изменений или дополнений, на которые повлиял научно-технический прогресс.
Изучение отдельных стадий технологии дрожжей следует начинать с четкого усвоения цели, задачи технологической стадии, сущности протекающих физико-химических и биологических процессов, вызывающих те или иные превращения составных веществ сырья. Далее следует детально разобрать технологические режимы процессов культивирования дрожжей и дать сравнительную оценку их с точки зрения влияния на качество готового продукта и экономической целесообразности. Студент должен иметь собственное мнение о путях повышения выхода и качества продукта и уметь предлагать пути снижения потерь и трудовых затрат.
После изучения каждой отдельной технологической стадии рекомендуется составлять аппаратурно-технологические схемы и обращаться к вопросам самопроверки (часть 5).
При подготовке к коллоквиуму следует использовать вопросы, приведенные в части 4. Для защиты лабораторных работ необходимо иметь протоколы с результатами исследований, критическими замечаниями и предложениями по регулированию технологического процесса. Кроме того, для подготовки к защите лабораторных работ необходимо использовать вопросы, приведенные в части 4.
Для более глубокого изучения дисциплины в конце издания приведен список рекомендуемой литературы. Кроме того, прилагается перечень периодических изданий, помогающих более детально ознакомиться с современным уровнем развития изучаемой науки. Это следующие издания:
Журналы:
– Пищевая промышленность;
– Продукты питания;
– Хлебопечение России;
– Хлебопродукты;
– Реферативный журнал «Химия и технология пищевых продуктов».
Тема 1. Структурно-функциональная организация дрожжевой клетки.
Систематика дрожжей. Строение дрожжевой клетки. Клеточная стенка, ее строение, функции. Влияние условий культивирования на состав и морфологию клеточной стенки.
Клеточные мембраны. Цитоплазматическая мембрана, эндоплазматический ретикулум, вакуоли, аппарат Гольджи, лизосомы, гликосомы, митохондрии, хитосомы, пероксисомы. Влияние условий культивирования на структуру и функцию мембранных структур.
Ядерный аппарат клетки. Влияние условий культивирования на строение ядерных мембран и морфологию ядра.
Включения дрожжевой клетки: волютин, липиды, гликоген. Влияние условий культивирования на характер включений.
Клеточный цикл дрожжей.
Тема 2. Конструктивный и энергетический метаболизм дрожжей.
Катаболизм углеводов. Гликозидазы и их роль в клетках дрожжей.
Анаэробный метаболизм глюкозы. Модифицированный цикл трикарбоновых кислот (ЦТК).
Аэробный метаболизм глюкозы. Регуляторные механизмы ЦТК. Пастеровский эффект и его регуляторные механизмы. Эффект Кребтри. Дыхательная адаптация дрожжей.
Водорастворимые витамины, их роль в метаболизме дрожжей.
Стимуляторы роста дрожжей: кукурузный экстракт, белково-витаминный концентрат, детиобиотин.
Роль макро- и микроэлементов в метаболизме дрожжей.
Тема 3. Основы культивирования микроорганизмов
Параметры роста: скорость роста, экономический коэффициент, метаболический коэффициент, влияние концентрации субстрата на скорость роста, значение константы насыщения Кs, определение длительности лаг-фазы, предельные границы максимальной концентрации биомассы.
Определение биомассы: факторы, влияющие на выбор метода определения, измерение массы и объема, масса клеточного компонента, подсчет клеток и органелл.
Периодическая культура . Хемостатная культура.
Фазы роста простой периодической культуры, модификация кривых роста простой периодической культуры.
Теория хемостата, производительность хемостата, использование хемостатной культуры.
Турбидостат, хемостат с возвратом биомассы, батареи хемостатов.
Отмирание клеток в растущих культурах.
Тема 4. Закономерности роста и размножения дрожжей.
Рост и деление клеток. Показатели, характеризующие рост и размножение дрожжей. Способы культивирования, применяемые в производстве хлебопекарных дрожжей.
Закономерности роста и размножения дрожжей в простой периодической культуре и в периодической культуре с притоком питательных компонентов.
Роль кислорода в метаболизме дрожжей. Потребность в кислороде, растворимость кислорода, измерение количества растворенного кислорода, окислительно-восстановительный потенциал. Транспорт кислорода из газовой фазы в жидкую и к биомассе.
Методы аэрации и перемешивания. Факторы, определяющие скорость растворения кислорода.
Влияние кислорода на культуры микроорганизмов. Лимитация роста кислородом. Влияние условий роста на скорость дыхания покоящихся клеток. Влияние температуры, рН и других физико-хими-ческих параметров на рост и размножение клеток дрожжей. Ингибиторы роста и размножения дрожжей.
Тема 5. Технология получения хлебопекарных дрожжей.
Меласса. Химический состав мелассы. Сахара и несахара мелассы. Требования к мелассе. Нормальная, неполноценная и дефектная меласса. Микрофлора мелассы. Транспортирование и хранение. Контроль качества мелассы.
Источники азотного, фосфорного, калиевого и магниевого питания. Микроэлементы. Производственная вода. Пена и пеногашение.
Основные этапы производства дрожжей.
Аппаратурно-технологические схемы приготовления раствора мелассы и питательных солей. Кипячение, пастеризация и стерилизация мелассных растворов, влияние температуры на состав мелассы. Технохимический и микробиологический контроль растворов мелассы, питательных солей и вспомогательных материалов.
Подготовка воздуха. Микрофлора воздуха. Способы очистки воздуха. Характеристика фильтрующих материалов. Технологическая схема очистки воздуха. Микробиологический контроль воздуха.
Вода в производстве хлебопекарных дрожжей.
Показатели, характеризующие технологические режимы выращивания дрожжей.
Технологические схемы получения чистой культуры дрожжей. Требования, предъявляемые к чистой культуре. Техно-химический и микробиологический контроль производства чистой культуры.
Технологическая схема получения товарных дрожжей. Выбор оптимальных режимов получения товарных дрожжей. Техно-химиче-ский и микробиологический контроль производства. Отклонения в процессе выращивания дрожжей и способы их устранения.
Выделение и прессование дрожжей.
Показатели, характеризующие качество хлебопекарных дрожжей. Процессы, происходящие при брожении теста.
Тема 6. Производство сушеных дрожжей.
Понятие анабиоза. Роль воды в структуре клеток дрожжей.
Морфологические и цитохимические изменения клеточных структур после обезвоживания. Изменения в биохимическом составе клеток в процессе обезвоживания. Фракции углеводов в дрожжах. Условия, способствующие накоплению резервных углеводов в дрожжах.