ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

 

ИННОВАЦИОННЫЙ ЕВРАЗИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Научно-образовательный комплекс

по кредитной технологии обучения

 

 

                                                                                    

Методические указания

К практическим работам

по дисциплине Основы холодильной обработки биосистем

 

 

                        

для студентов 3 курса специальности

050732 «Стандартизация, метрология и сертификация»

050727 «Технология продовольственных продуктов»

050701 «Биотехнология»

ПАВЛОДАР 2008 год

 

УТВЕРЖДЕНО                                                                                                      

Директор Инженерной Академии                                                                   

Док. вет. наук, проф. _________ Е.Б. Никитин                                                     

«___» _______________ 2008 г.                             

 

 

Автор: преподаватель     _____________         Т.Н. Дубровина

                                                                                                                     

 

 

Кафедра «Прикладная биотехнология»

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ

 

по дисциплине Основы холодильной обработки биосистем

 

 

для студентов специальности 050732 «Стандартизация, метрология и сертификация»

050727 «Технология продовольственных продуктов» и

050701 «Биотехнология»

 

для очной формы обучения

на базе среднего образования

 

 

Разработана на основании рабочей учебной программы 2008 года для специальностей 050732 «Стандартизация, метрология и сертификация», 050727 «Технология продовольственных продуктов», 050701 «Биотехнология».

 

                                                          

Рассмотрена на заседании кафедры «Прикладная биотехнология»

Протокол  № ____ от _________200 г.

 

Зам. зав. кафедрой  «Прикладная биотехнология» ________ М.С. Омаров

 

Утверждена на заседании научно-методического совета Инженерной Академии и рекомендована к изданию                                                        

Протокол  № ____ от __________200 г.

 

Председатель НМС Инженерной Академии  

Канд. техн. наук, проф. ______________         Е.К. Ордабаев

 

           

Согласовано:

Начальник ИМО

к.п.н., проф.                  ________________        Н.М. Ушакова

 

 

сдано в медиатеку __________________

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                                             4

Практическая работа № 1                                                                                                  5

Практическая работа № 2                                                                                                  7

Практическая работа № 3                                                                                                  8

Практическая работа № 4                                                                                                 10

Практическая работа № 5                                                                                                 13

Практическаяработа № 6                                                                                                      15

Практическая работа № 7                                                                                                 17

Рекомендуемая литература                                                                                              21                                     

                                                                                                                              

ВВЕДЕНИЕ

Учебный курс «Основы холодильной обработки биосистем» является дисциплиной которая возникла на стыке технических (физика, теплотехника) и естественных (химия, биология, физиология) дисциплин, теоретические исследования и практические результаты которой широко применяются в различных областях деятельности человека.

Для курса характерна органическая связь излагаемых специальных вопросов с отдельными разделами фундаментальных наук, как-то: адаптация и устойчивость организмов и клеток к низким температурам, анабиоз в сохранении жизнедеятельности организмов, роль мембран, теория сокращения мышечных волокон, теория цепных реакций при изменении липидов, теория тканевого дыхания, теория свободной и связанной воды, строение и свойства белковых молекул, углеводы и их изменения в природных условиях, квалиметрия при оценке качества пищевых продуктов, теория теплопроводности и ее применение при оценке тепловых процессов.

Курс «Основы холодильной обработки биосистем» состоит из теоретического и фактического материала.

Фактический материал систематизирован по функциональному признаку.

В основе общетеоретических вопросов лежат знания законов термодинамики, физических принципов получения низких температур.

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1.

Тема: ВЛИЯНИЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР НА РОСТ И РАЗМНОЖЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ: КЛАССИФИКАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К ТЕМПЕРАТУРНЫМ УСЛОВИЯМ, ФАЗЫ ЖИЗНИ МИКРООРГАНИЗМОВ, ДЕЙСТВИЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР.

Цель: Изучить влияние низких температур на рост и размножение микроорганизмов.

Методическое обеспечение: Методические указания по выполнению практических работ.

 

Различают три группы микроорганизмов по отношению к тем­пературным условиям: термофилы, мезофилы и психрофилы.

Термофилы — микроорганизмы, развивающиеся при температурах 20 — 80°С, оптимально 50 —75°С; мезофилы живут при 10 – 57 °С,  психрофилы способны расти при относительно низких тем­пературах — от +10 до -10 °С.

Различают фа­культативные психрофилы, условия жизни которых приближают­ся к режиму мезофилов, и облигатные, т.е. строгие психрофилы, способные размножаться только при низких температурах.

Психрофильные бактерии активно размножаются на продук­тах с небольшой кислотностью — мясе, рыбе, некислых молочных и овощных продуктах при -5... -8 °С. Большинство плесеней — психрофильные, они довольно активно развиваются на заморо­женных продуктах. Плесени, так же как и дрожжи, размножаются главным образом на кислых продуктах. Являясь аэробами, плесе­ни растут вплоть до температуры -2...-3 °С, при более низкой температуре их размножение прекращается. Но отдельные виды плесеней прекращают размножение лишь при -8...-10°С.

Рост и размножение могут происходить при разных температу­рах. Так, размножение бактерий Е. coli прекращается при 7,3 °С, в то время как их рост продолжается.

Рассмотрим восемь фаз роста микроорганизмов (рис. 1):

1) лаг-фаза (а) — стадия развития, которая характеризуется постоянством числа бактериальных клеток. Микроорганизмы при­выкают к внешней среде, вследствие чего может произойти умень­шение их количества, особенно при пониженных температурах. Продолжительность лаг-фазы зависит от вида микроорганизмов, питательной среды и температуры;

2) фаза ускорения роста (б), в которой происходит бурное раз­множение микроорганизмов;

3) логарифмическая фаза роста (в), в которой идет быстрое, с постоянной скоростью размножение бактериальных клеток;

4) фаза замедления роста (г);

5) фаза максимальной концентрации микроорганизмов, или мак­симальная стационарная фаза (д). На этой стадии концентрация мик­роорганизмов при определенных не меняющихся условиях внеш­ней среды сравнительно постоянна. Их развитие и отмирание про­текают с одинаковой интенсивностью. Опытные данные показыва­ет, что в этой фазе максимальное число бактериальных клеток в ^продукта 10⁹—10^ю;

6) фаза ускорения гибели микроорганизмов (е), в которой создаются неблагоприятные условия для обмена веществ;                                

7) фаза гибели (ж), в течение которой микроорганизмы под влиянием собственных продуктов жизнедеятельности быстро отмирают;      

8) конечная стационарная фаза (Фаза адаптации) (з).                   

 

 

Рис. 1. Кривая фаз роста бактерий.

 

Изучение различных фаз роста микроорганизмов имеет большое практическое значение. Так, продолжительность фаз а и б сокращается, если количество исходных микроорганизмов велико, т.е. при большей начальной обсемененности пищевых продуктов скорее наступает логарифмическая фаза.

Наиболее существенно понижение температуры влияет на про­должительность лаг-фазы и характер логарифмической фазы. Чем ниже температура, тем продолжительнее лаг-фаза и более пологи участки логарифмической фазы, т.е. микроорганизмы размножа­ются медленнее.

Микроорганизмы бывают чувствительными, умеренно устой­чивыми и нечувствительными к отрицательной температуре. Осо­бенно чувствительны к низким температурам вегетативные клет­ки плесневых грибов и дрожжей. При отрицательных температурах легко погибают грамотрицательные бактерии, принадлежащие к группе Е. coli, бактерии группы Pseudomonas — Achromobacter и Salmonella. Более устойчивы к низким температурам грамположительные бактерии, в том числе S. aureus; наиболее устойчивы по­чвенные бактерии. Споры бацилл Clostridium нечувствительны к низким температурам, тогда как споры плесневых грибов прояв­ляют умеренную устойчивость.

Устойчивость микроорганизмов к действию отрицательных тем­ператур зависит от трех факторов: температуры, скорости ее по­нижения и времени воздействия.

Действие отрицательных температур на микроорганизмы про­является в изменении состояния воды в микробной клетке. Мак­симальное повреждающее действие оказывает внутриклеточное об­разование льда. Это приводит к повышению концентрации внут­ри- и внеклеточных растворов, что ведет к денатурации белков и нарушению барьеров проницаемости.

Однако повреждение микроорганизмов холодом может проис­ходить и без образования льда. Гибель бактериальных клеток в ре­зультате холодового шока происходит при очень быстром охлаж­дении из-за низкого осмотического давления. При этом губитель­ное действие низких температур связано с нарушением нуклеи­новых кислот и целостности липидных мембран.

Устойчивость микроорганизмов к отрицательным температу­рам зависит и от продолжительности воздействия холода. В начале замораживания число бактериальных клеток быстро уменьшает­ся, затем гибель микроорганизмов замедляется и, наконец, оста­ются устойчивые к низким температурам клетки, количество ко­торых зависит от условий замораживания, индивидуальной устой­чивости вида микробов.

 

Контрольные вопросы:

1. Классификация микроорганизмов по отношению к температурным условиям?

2. Каковы фазы жизни микроорганизмов?

3. Как действуют низкие температуры на рост и развитие микроорганизмов?

4. Какие микроорганизмы могут выживать при температуре – 8 °С?

 

Задание для СРСП:

1.Воздействие низких температур на клетки, ткани и организмы.

2. Вспомогательные средства, применяемые при холодильной обработке и хранении..

 

Задание  для СРС: оформить результаты практической работы № 1. Ответить на вопросы для самопроверки. Подготовиться к опросу. Составить 10 тестовых заданий по темам лекции и СРСП.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

   Тема: ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ХОЛОДИЛЬНЫХ АГЕНТОВ.

Цель: Рассмотреть применение холодильных агентов в различных видах холодильных машин.