Elektyw I: Technologia przemysłów węglowodanowych

Przedmiot zapoznaje studentów z problematyką przetwarzania surowców roślinnych bogatych w węglowodany koncentrując się na procesach podstawowych oraz technologiach z wykorzystaniem bioinżynierii. W ramach przedmiotu przedstawiane są podstawowe technologie otrzymywania mono, di- i polisacharydów. W ramach ćwiczeń student nabywa umiejętności wykrywania oraz analizy ilościowej sacharydów oraz poznaje podstawowe właściwości fizykochemiczne węglowodanów umożliwiające ich stosowanie w przemyśle spożywczym. Przedmiot prezentuje także studentom podstawowe zagadnienia przemysłu ziemniaczanego i cukierniczego w kontekście otrzymywania, właściwości i analizy produktów spożywczych.

Treść kształcenia

Podstawy fizykochemii sacharydów

Miód jako produkt wysokowęglowodanowy otrzymywany na drodze biologicznej.

Wielkotonażowe surowce i produkty węglowodanowe: sacharoza i skrobia

Polisacharydy otrzymywane na drodze mikrobiologicznej i ich funkcje w żywności (hydrokoloidy)

Enzymy i mikroorganizmy stosowane w technologii węglowodanów

Biochemiczne i chemiczne metody przetwórstwa skrobi natywnej – produkcja hydrolizatów skrobiowych i cyklodekstryn

Podstawy przemysłu ziemniaczanego i cukierniczego

Analiza produktów o dużej zawartości węglowodanów.

1) Określenie czystości cukru spożywczego otrzymywanego z buraka cukrowego i trzciny cukrowej. Badanie rendementu jako wskaźnika czystości cukru: określenie zawartości sacharozy, cukrów redukujących oraz zawartości popiołu.

2) Określenie zawartości tłuszczu w ziemniaczanych wyrobach smażonych (frytki) metoda refraktometryczną

3) Analiza zawartości chlorku sodu w komercyjnych produktach smażonych (chipsy ziemniaczane)

4) Podstawy analizy surowca ziemniaczanego. Określenie podatności na ciemnienie enzymatyczne i nieenzymatyczne. Określenie typu kulinarnego ziemniaka

Budowa i właściwości funkcjonalne hydrokoloidów polisacharydowych:

1) Wyosabnianie skrobi z ziemniaków metoda laboratoryjną oraz określenie wydajności procesu

2) Analiza mikroskopowa ziaren skrobi różnego pochodzenia botanicznego wraz z analiza zawartości frakcji liniowej i rozgałęzionej (amyloza/amylopektyna)

3) Określenie lepkości kinematycznej skrobi oraz innych hydrokoloidów (ksantan, karagen, pektyna)

4) Określenie stopnia zmetylowania pektyny jabłkowej metoda chemiczną

Metody enzymatyczne w chemii węglowodanów:

1) Badanie dynamiki hydrolizy enzymatycznej skrobi z udziałem glukoamylazy

2) Określenie aktywności i enzymatycznej miodu

3) Ekstrakcja fruktofuranozydazy z drożdży piekarskich i badanie jej aktywności w reakcji inwersji sacharozy

Literatura podstawowa:

1. K. Nowakowska M. Boruch. Technologia spożywczych suszów ziemniaczanych. Politechnika Łódzka, 1996.

2. S Nikiel. Cukrownictwo. WSiP, Warszawa, 1996.

3. M. Pałasinski (Red.), Technologia Przemysłów Węglowodanowych. PTTZ, 2005.

4. A. Golachowski P. Regiec A. Peksa A. Kita G. Lisinska, W. Leszczyński. Ćwiczenia z technologii przetwórstwa węglowodanów. Akademia Rolnicza we Wrocławiu, 1996.

Literatura uzupełniająca:

1. Mosen Asadi. Beet-Sugar Handbook. Wiley-Interscience, 2006.

2. A. Philip Draycott. Sugar Beet. Wiley-Blackwell, 1 edition, 2006.

3. Ann-Charlotte Eliasson. Starch in Food: Structure, function and applications. CRC, 1edition, 2004.

4. Wilbur A. Gould. Potato Production, Processing & Technology. CTI Publications, 1999.

5. Joseph F. Guenthner. The International Potato Industry. Woodhead Publishing Ltd, 2002.

6. G. Lisinska and W. Leszczyński. Potato Science and Technology. Springer, 1 edition, 1989.

Wiedza

Zna właściwości surowców i produktów węglowodanowych. Jest w stanie scharakteryzować podstawowe procesy jednostkowe w technologii węglowodanów. Rozpoznaje maszyny i urządzenia niezbędne w produkcji sacharozy, miodu, skrobi i innych polimerów sacharydowych. Potrafi zdefiniować i wyjaśnić podstawowe operacje jednostkowe w przetwórstwie ziemniaczanym. Rozróżnia poszczególne produkty i wskazuje technologie ich otrzymywania.

Zna podstawy chemii i chemii fizycznej węglowodanów. Potrafi scharakteryzować wpływ budowy molekularnej sacharydów na ich właściwości fizykochemiczne i aplikacyjne. Zna i rozróżnia produkty modyfikacji polisacharydów o znaczeniu aplikacyjnym. Potrafi zdefiniować ich właściwości oraz wskazać metody ich otrzymywania.

Posiada wiedzę o budowie i funkcji enzymów oraz mikroorganizmów stosowanych w chemii i technologii węglowodanów. Potrafi zdefiniować reakcje z ich udziałem oraz zna możliwości sterowania procesami enzymatycznymi w przetwórstwie węglowodanów

Umiejętności

Przeprowadza podstawowe analizy fizykochemiczne produktów i surowców węglowodanowych metodami chemicznymi, fizycznymi i instrumentalnymi. Posługuje się specyficzną aparaturą naukową do ilościowego określania zawartości sacharydów (sacharoza, skrobia). Korzysta z wiskozymetru w celu określenia parametrów mechanicznych kleików skrobiowych i roztworów dekstryn.

Samodzielnie przeprowadza proces wyosabniania skrobi oraz określa morfologię skrobi różnego pochodzenia. Analizuje nieskrobiowe polisacharydy w produktach spożywczych oraz materiale biologicznym. Wykrywa zafałszowania produktów węglowodanowych oraz szacuje ich, jakość.

Potrafi weryfikować wyniki badań laboratoryjnych oraz krytycznie je interpretować. Prezentuje wyniki badań w postaci zwięzłych raportów (sprawozdań).

Posługuje się prostymi testami enzymatycznymi umożliwiającymi właściwości produktów bogatych w węglowodany. Przeprowadza enzymatyczne reakcje transformacji węglowodanów.

Kompetencje społeczne

Kreatywnie rozwiązuje problemy analityczne. Potrafi pracować w grupie i ma zdolność do wyrażania obiektywnych ocen pracy swojej oraz zespołu.

Postrzegając relacje pomiędzy procesami technologicznymi a ich wpływem na środowisko naturalne postępuje zgodnie z zasadami etyki wykazując otwartość na problemy współczesnej technologii.

Na ocenę 2

Nie umie sformułować właściwości surowców i produktów węglowodanowych. Nie jest w stanie scharakteryzować podstawowych procesów jednostkowych w technologii węglowodanów. Nie rozpoznaje maszyn i urządzeń niezbędnych w produkcji sacharozy, miodu, skrobi i innych polimerów sacharydowych. Nie rozróżnia poszczególnych produktów i nie wskazuje technologii ich otrzymywania.

Nie zna podstaw chemii i chemii fizycznej węglowodanów. Nie potrafi scharakteryzować wpływu budowy molekularnej sacharydów na ich właściwości fizykochemiczne i aplikacyjne. Nie zna i nie rozróżnia produktów modyfikacji polisacharydów o znaczeniu aplikacyjnym. Nie potrafi zdefiniować ich właściwości oraz wskazać metod ich otrzymywania.

Nie posiada wiedzy o budowie i funkcji enzymów oraz mikroorganizmów stosowanych w chemii i technologii węglowodanów. Nie potrafi zdefiniować reakcji z ich udziałem oraz nie zna możliwości sterowania procesami enzymatycznymi w przetwórstwie węglowodanów

Nie przeprowadza podstawowych analiz fizykochemicznych produktów i surowców węglowodanowych. Nie posługuje się specyficzną aparaturą naukową do ilościowego określania zawartości. Nie korzysta z wiskozymetru w celu określenia parametrów mechanicznych kleików skrobiowych i roztworów dekstryn.

Nie przeprowadza procesu wyosabniania skrobi oraz nie określa morfologii skrobi różnego pochodzenia. Nie wykrywa nieskrobiowych polisacharydów w produktach spożywczych oraz materiale biologicznym. Nie wykrywa zafałszowania produktów węglowodanowych oraz nie szacuje ich, jakość.

Nie potrafi weryfikować wyników badań laboratoryjnych oraz krytycznie ich interpretować. Nie prezentuje wyniki badań w postaci zwięzłych raportów (sprawozdań).

Nie posługuje się prostymi testami enzymatycznymi umożliwiającymi właściwości produktów bogatych w węglowodany. Nie przeprowadza enzymatycznych reakcje transformacji węglowodanów.

Nie rozwiązuje kreatywnie problemów analityczne. Nie potrafi pracować w grupie i nie ma zdolności do wyrażania obiektywnych ocen pracy swojej oraz zespołu.

Nie postrzega relacji pomiędzy procesami technologicznymi a ich wpływem na środowisko naturalne. Nie postępuje zgodnie z zasadami etyki wykazując otwartość na problemy współczesnej technologii.

Na ocenę 3

Umie sformułować właściwości surowców i produktów węglowodanowych, ale nie jest w stanie scharakteryzować podstawowych procesów jednostkowych w technologii węglowodanów. Rozróżnia poszczególne produkty i wskazuje technologie ich otrzymywania. Nie rozpoznaje maszyn i urządzeń niezbędnych w produkcji sacharozy, miodu, skrobi i innych polimerów sacharydowych.

Zna podstawy chemii i chemii fizycznej węglowodanów. Nie potrafi scharakteryzować wpływu budowy molekularnej sacharydów na ich właściwości fizykochemiczne i aplikacyjne. Nie zna i nie rozróżnia produktów modyfikacji polisacharydów o znaczeniu aplikacyjnym. Nie potrafi zdefiniować ich właściwości oraz wskazać metod ich otrzymywania.

Posiada wiedzę o budowie i funkcji enzymów oraz mikroorganizmów stosowanych w chemii i technologii węglowodanów. Nie potrafi zdefiniować reakcje z ich udziałem oraz nie zna możliwości sterowania procesami enzymatycznymi w przetwórstwie węglowodanów

Przeprowadza podstawowe analizy fizykochemiczne produktów i surowców węglowodanowych metodami chemicznymi, fizycznymi i instrumentalnymi. Posługuje się specyficzną aparaturą naukową do ilościowego określania zawartości sacharydów. Nie korzysta z wiskozymetru w celu określenia parametrów mechanicznych kleików skrobiowych i roztworów dekstryn.

Samodzielnie przeprowadza proces wyosabniania skrobi oraz określa morfologię skrobi różnego pochodzenia. Nie wykrywa nieskrobiowych polisacharydów w produktach spożywczych oraz materiale biologicznym. Nie wykrywa zafałszowania produktów węglowodanowych oraz nie szacuje ich, jakości.

Potrafi weryfikować wyniki badań laboratoryjnych oraz interpretować je w stopniu podstawowym. Prezentuje wyniki badań w postaci zwięzłych raportów (sprawozdań).

Posługuje się prostymi testami enzymatycznymi umożliwiającymi właściwości produktów bogatych w węglowodany. Nie przeprowadza enzymatycznych reakcje transformacji węglowodanów.

Nie rozwiązuje kreatywnie problemów analityczne. Potrafi pracować w grupie i ma ograniczoną zdolność do wyrażania obiektywnych ocen pracy swojej oraz zespołu.

Nie postrzega relacji pomiędzy procesami technologicznymi a ich wpływem na środowisko naturalne. Postępuje zgodnie z zasadami etyki wykazując otwartość na problemy współczesnej technologii.

Na ocenę 4

Umie sformułować właściwości surowców i produktów węglowodanowych i jest w stanie scharakteryzować podstawowe procesy jednostkowe w technologii węglowodanów. Rozróżnia poszczególne produkty i wskazuje technologie ich otrzymywania. Rozpoznaje niektóre maszyny i urządzenia niezbędne w produkcji sacharozy, miodu, skrobi i innych polimerów sacharydowych.

Zna podstawy chemii i chemii fizycznej węglowodanów. Nie potrafi scharakteryzować wpływu budowy molekularnej sacharydów na ich właściwości fizykochemiczne i aplikacyjne. Zna i rozróżnia produkty modyfikacji polisacharydów o znaczeniu aplikacyjnym. Potrafi zdefiniować ich właściwości oraz wskazać metody ich otrzymywania.

Posiada wiedzę o budowie i funkcji enzymów oraz mikroorganizmów stosowanych w chemii i technologii węglowodanów. Potrafi zdefiniować reakcje z ich udziałem ale nie zna możliwości sterowania procesami enzymatycznymi w przetwórstwie węglowodanów

Przeprowadza podstawowe analizy fizykochemiczne produktów i surowców węglowodanowych metodami chemicznymi, fizycznymi i instrumentalnymi. Dobrze posługuje się specyficzną aparaturą naukową do ilościowego określania zawartości sacharydów. Korzysta z wiskozymetru w celu określenia parametrów mechanicznych kleików skrobiowych i roztworów dekstryn.

Samodzielnie przeprowadza proces wyosabniania skrobi oraz określa morfologię skrobi różnego pochodzenia. Wykrywa nieskrobiowe polisacharydy w produktach spożywczych oraz materiale biologicznym. Nie wykrywa zafałszowania produktów węglowodanowych oraz nie szacuje ich, jakości.

Dobrze potrafi weryfikować wyniki badań laboratoryjnych oraz krytycznie je interpretować. Prezentuje wyniki badań w postaci zwięzłych raportów (sprawozdań).

Posługuje się prostymi testami enzymatycznymi umożliwiającymi właściwości produktów bogatych w węglowodany. Przeprowadza enzymatycznych reakcje transformacji węglowodanów.

Podejmuje próby kreatywnego rozwiązywania problemów analitycznych. Potrafi pracować w grupie i ma zdolność do wyrażania obiektywnych ocen pracy swojej oraz zespołu.

W sposób zadowalający postrzega relacje pomiędzy procesami technologicznymi a ich wpływem na środowisko naturalne i postępuje zgodnie z zasadami etyki wykazując otwartość na problemy współczesnej technologii.

Na ocenę 5

Umie sformułować właściwości surowców i produktów węglowodanowych i jest w stanie scharakteryzować podstawowe procesy jednostkowe w technologii węglowodanów. Rozróżnia poszczególne produkty i wskazuje technologie ich otrzymywania. Rozpoznaje maszyny i urządzenia niezbędne w produkcji sacharozy, miodu, skrobi i innych polimerów sacharydowych.

Zna podstawy chemii i chemii fizycznej węglowodanów. Potrafi scharakteryzować wpływ budowy molekularnej sacharydów na ich właściwości fizykochemiczne i aplikacyjne. Zna i rozróżnia produkty modyfikacji polisacharydów o znaczeniu aplikacyjnym. Potrafi zdefiniować ich właściwości oraz wskazać metody ich otrzymywania.

Posiada wiedzę o budowie i funkcji enzymów oraz mikroorganizmów stosowanych w chemii i technologii węglowodanów. Potrafi zdefiniować reakcje z ich udziałem i zna możliwości sterowania procesami enzymatycznymi w przetwórstwie węglowodanów

Przeprowadza samodzielnie podstawowe analizy fizykochemiczne produktów i surowców węglowodanowych metodami chemicznymi, fizycznymi i instrumentalnymi. Ze zrozumieniem posługuje się specyficzną aparaturą naukową do ilościowego określania zawartości sacharydów. Korzysta z wiskozymetru w celu określenia parametrów mechanicznych kleików skrobiowych i roztworów dekstryn.

Samodzielnie przeprowadza proces wyosabniania skrobi oraz określa morfologię skrobi różnego pochodzenia. Wykrywa nieskrobiowe polisacharydy w produktach spożywczych oraz materiale biologicznym. Wykrywa zafałszowania produktów węglowodanowych oraz szacuje ich, jakość.

Bardzo dobrze potrafi weryfikować wyniki badań laboratoryjnych oraz krytycznie je interpretować. Prezentuje wyniki badań w postaci zwięzłych raportów (sprawozdań).

Posługuje się prostymi testami enzymatycznymi umożliwiającymi właściwości produktów bogatych w węglowodany. Przeprowadza enzymatycznych reakcje transformacji węglowodanów. Samodzielnie potrafi zaprojektować eksperyment dotyczący enzymatycznej modyfikacji sacharydów.

Kreatywnie rozwiązuje problemy analityczne. Potrafi pracować w grupie i ma zdolność do wyrażania obiektywnych ocen pracy swojej oraz zespołu.

Postrzegając relacje pomiędzy procesami technologicznymi a ich wpływem na środowisko naturalne postępuje zgodnie z zasadami etyki wykazując otwartość na problemy współczesnej technologii.