Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1 21/01 утверждаю
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1-21/01 утверждаю, 360.66kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1 -21/01, 102.93kb.
- Рабочая программа учебной ф тпу 1 21 / 01 дисциплины утверждаю: Директор иип, 107.44kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1- /01 утверждаю, 624.2kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1-21/01 утверждаю, 613.5kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1-21/01 утверждаю, 358.31kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1-21/01 утверждаю, 214.59kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1-21/01 утверждаю, 370.96kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1-21/01 утверждаю, 409.82kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1-21/01 утверждаю, 389.67kb.
 Рабочая программа учебной дисциплины | | Ф ТПУ 7.1 – 21/01 |
УТВЕРЖДАЮ
Декан ХТФ
_______________В.М. Погребенков
"____"______________2009 г.
Методы и технология получения биологически активных веществ из растительного сырья
Рабочая программа для направления 240901 «Биотехнология»
Факультет - Химико-технологический (ХТФ)
Обеспечивающая кафедра - Органической химии и технологии органического синтеза (ОХОС)
Семестр 8, 9
Учебный план набора 2007 года
Распределение учебного времени
| | 8 семестр | 9 семестр | Всего |
| Лекции | 40 | | 40 |
| Лабораторные работы | | 16 | 16 |
| Курсовая работа | | 20 | 20 |
| Всего аудиторных занятий | 40 | 36 | 76 |
| Самостоятельная (внеаудиторная) работа | 96 | 72 | 168 |
| Общая трудоемкость | 136 | 108 | 244 |
| Зачет в 8 семестре Дифзачет в 9 семестре | | | |
Томск 2009
Предисловие
1. Рабочая программа дисциплины «Методы и технология получения биологически активных веществ из растительного сырья» разработана на основе ОС ТПУ для направления 240901 «Биотехнология», утвержденного 15.02.2008, и учебного плана направления 240901 «Биотехнология».
РАССМОТРЕНА и ОДОБРЕНА на заседании обеспечивающей кафедры органической химии и технологии органического синтеза «02» октября 2009 г., протокол № 2.
2. Разработчик
доцент каф. ОХОС В.В. Штрыкова
3.Зав. обеспечивающей
каф.ОХОС В.Д.Филимонов
4. Рабочая программа СОГЛАСОВАНА с факультетом, выпускающими кафедрами специальности; СООТВЕТСТВУЕТ действующему плану.
Зав. выпускающей кафедры В.Д. Филимонов
УДК 615.451.13:615.451.16:615.453.6
Ключевые слова: биологически активные вещества, растительное сырье, технология, методы выделения, экстракция.
Методы и технология получения биологически активных веществ из растительного сырья
240901 (с)
Кафедра органической химии и органического синтеза химико-технологического факультета
к.х.н., доцент Штрыкова Виктория Викторовна
Тел. (3822) 563-861, e-mail: shtrykovavika@mail.ru
Цель: расширить познания студента в области химии природных биологически активных веществ (БАВ) и дать теоретические и практические знания по методам и технологиям получения БАВ из растительного сырья.
Содержание: теоретические и практические основы методов извлечения биологически активных веществ (БАВ) из растительного сырья, основные классы и технологические приемы получения БАВ из растительного сырья.
8 семестр – зачет, 9 семестр – диф.зачет (курсовая работа).
Всего – 244 ч, в т.ч. лекции – 40 ч, лабораторные работы - 36 ч, самостоятельная работа – 168 ч.
Цели и задачи учебной дисциплины
Цели преподавания дисциплины.
Дисциплина «Методы и технология получения биологически активных веществ из растительного сырья» включает изучение: основных классов веществ растительного происхождения, основных методов выделения биологически активных веществ (БАВ) из растительного сырья, аппаратурного оформления процессов, основных стадий в технологии получения растительных БАВ.
Курс основывается на знаниях студентов по ранее освоенным дисциплинам: общая и неорганическая химия (ЕН.Ф), органическая химия (ЕН.Ф), аналитическая химия (ЕН.Ф), методы органического синтеза (CД.Р)
Цель преподавания данного курса – расширить уже имеющиеся познания студента в области химии природных БАВ и дать теоретические и практические знания по методам и технологиям получения БАВ из растительного сырья.
После освоения курса «Методы и технология получения биологически активных веществ из растительного сырья» студент должен иметь представления:
- об основных классах природных БАВ, получаемых из растительного сырья;
- об основных методах и технологических приемах получения БАВ из растительного сырья.
Знать и уметь использовать:
- теоретические основы процессов выделения БАВ из растительного сырья;
- способы интенсификации процессов извлечения БАВ из растительного сырья;
- основные технологические приемы получения препаратов из растительного сырья и их аппаратурное оформление.
- способы очистки биологически активных веществ растительного происхождения;
Студент должен иметь опыт:
- анализа литературных данных по методам и технологиям получения БАВ из растительного сырья и их использование в практической деятельности;
- подбора аппаратурного оформления процессов;
- выбора метода интенсификации процессов выделения БАВ из растительного сырья;
- выбора способа очистки полученного БАВ;
- проведения анализа БАВ.
Задачи изложения и изучения дисциплины.
Для достижения целей при совместной и индивидуальной познавательной деятельности студентов в части овладения теоретическими знаниями и практическими умениями используются совместные лабораторные занятия и индивидуальное выполнение курсовой работы.
Содержание теоретического раздела
дисциплины (лекции) 40 ч.
1. Введение. Исторические этапы развития химии растительных биологически активных веществ (1 ч).
2. Растительные биологически активные вещества (3 ч).
Эфирные масла. Алкалоиды. Флавоноиды. Сердечные гликозиды. Стероидные сапонины. Слизистые водорастворимые полисахариды. Кумарины. Хромоны.
3. Основные методы выделения биологически активных веществ из растительного сырья (18 ч).
3.1. Экстрагирование.
Теоретические основы экстрагирования. Особенности экстрагирования из растительного сырья с клеточной структурой. Стадии экстрагирования и их количественные характеристики. Основные факторы, влияющие на полноту и скорость экстрагирования. Требования к экстрагентам. Основные виды экстрагирования (мацерация, перколяция, реперколяция, ускоренная дробная мацерация методом противотока, циркуляционное экстрагирование, непрерывное противоточное экстрагирование с перемешиванием сырья и экстрагента, экстрагирование сжиженными газами). Интенсификация процессов экстрагирования (экстрагирование с помощью роторно-пульсационного аппарата, с применением ультразвука, с применением электрических разрядов, с использованием электроплазмолиса и электродиализа). Технология получения экстрактов.
2.2. Перегонка с водяным паром.
Основные виды сырья для получения эфирных масел методом перегонки с водяным паром. Теоретические основы процесса перегонки с водяным паром. Аппаратурное оформление процесса перегонки. Недостатки процесса получения эфирных масел с помощью перегонки с водяным паром.
4. Способы очистки биологически активных веществ растительного происхождения (10 ч).
Методы осаждения БАВ из растворов. Разделение БАВ с помощью мембран (диализ и электролиз, ультрафильтрация, обратный осмос). Сорбция. Адсорбционно-хроматографические методы. Гель-фильтрация. Гидрофобная хроматография. Аффинная хроматография. Электрофорез. Кристаллизация. Экстракция в системах жидкость-жидкость. Одноступенчатая экстракция.
5. Технология получения максимально очищенных препаратов (новогаленовых) и препаратов индивидуальных веществ (4 ч).
Особенности производства. Выделение индивидуальных БАВ (алкалоидов, флавоноидов, сердечных гликозидов, стероидных сапонинов, слизистых водорастворимых полисахаридов, кумаринов, хромонов).
6. Технология получения препаратов из свежего растительного сырья (4 ч).
Препараты из свежих растений. Способы получения препаратов из свежих растений.
Практический раздел
Лабораторные занятия по курсу «Методы и технология получения биологически активных веществ из растительного сырья» в объеме 16 часов проводятся в 9 семестре по подгруппам.
Перед выполнением задания студент проходит собеседование с преподавателем по технике безопасного проведения эксперимента, знакомится по справочной литературе с особенностью действия на организм растворителей, химических реактивов, целевых продуктов, рассчитывает индивидуальные загрузки реагентов. По завершении лабораторной работы, студент анализирует полученный продукт по методикам количественного или качественного анализа.
Все полученные результаты студент регистрирует в отчете в соответствии с установленными нормами, устно защищает свою работу и получает зачет.
Наименование лабораторных работ студентов приводится в учебно-методической карте данной группы, методики берутся из методического пособия по лабораторным работам.
Перечень лабораторных работ
- Получение лактозы.
- Получение каротина.
Курсовая работа по дисциплине «Методы и технология получения биологически активных веществ из растительного сырья» в объеме 20 часов проводятся в 9 семестре. Каждый студент получает индивидуальную тему и самостоятельно разрабатывает ее. Выполнение курсовой работы включает литературную проработку темы, выполнение практической части работы и оформление отчета по работе. Все полученные результаты студент регистрирует в отчете в соответствии с установленными нормами и устно в присутствии студентов группы защищает свою работу и получает оценку преподавателей.
Перечень тем курсовых работ.
- Получение антоцианов из растительного сырья.
- Получение хлорофилл-каротиновой пасты из хвои.
- Получение хлорофиллина натрия из хвои.
- Получение облепихового масла методом экстракции.
- Получение фурфурола из отходов кукурузы.
- Получение хмазулена из горькой полыни.
- Получение ментола из перечной мяты.
- Получение жидкого экстракта калины.
- Получение эргостерина из дрожжей.
10.Выделение эфирного масла из растительного сырья.
11.Получение кофеина из растительного сырья.
12.Получение пектина из цитрусовых.
13.Получение никотина из табака.
14.Получение настойки календулы.
Программа самостоятельной познавательной деятельности
Самостоятельная (внеаудиторная) работа студентов по дисциплине «Методы и технология получения биологически активных веществ из растительного сырья» состоит в изучении ими лекционного материала, рекомендуемой литературы, в подготовке к контрольным работам, написании отчета по курсовой работе. Она составляет всего в 8, 9 семестре 168 ч
Планирование самостоятельной работы по дисциплине
8 семестр (96 ч)
| Тема самостоятельной работы | Вид занятия | Технология организации самостоятельной работы | Контроль результатов самостоятельной работы | Бюджет времени, час. |
| Текущее изучение дисциплины | домашняя работа | Проработка рекомендуемой литературы и лекций | рейтинг за семестр | 56 |
| Подготовка к контрольной работе № 1 | домашняя работа | Проработка лекций | контрольная работа № 1 | 7 |
| Подготовка к контрольной работе № 2 | домашняя работа | Проработка лекций | контрольная работа № 2 | 7 |
| Подготовка к контрольной работе № 3 | домашняя работа | Проработка лекций | контрольная работа № 3 | 9 |
| Подготовка к контрольной работе № 4 | домашняя работа | Проработка лекций | контрольная работа № 4 | 7 |
| Подготовка к зачету | домашняя работа | Проработка рекомендуемой литературы и лекций | зачет | 10 |
Планирование самостоятельной работы по дисциплине
9 семестр (72 ч)
| Тема самостоятельной работы | Вид занятия | Технология организации самостоятельной работы | Контроль результатов самостоятельной работы | Бюджет времени, час. |
| Написание отчета по лабораторной работе № 1 | домашняя работа | Проработка методики работы | отчет по лабораторной работе № 1 | 2 |
| Написание отчета по лабораторной работе № 2 | домашняя работа | Проработка методики работы | отчет по лабораторной работе №2 | 2 |
| Подбор и изучение литературы по теме курсовой работы | работа в библиотеке | Проработка литературы и лекций | литературный обзор в отчете по курсовой работе | 48 |
| Написание отчета по курсовой работе | домашняя работа | Проработка литературы и практической части курсовой работы | отчет по курсовой работе | 10 |
| Подготовка к защите курсовой работе | домашняя работа | Проработка отчета по курсовой работе | защита курсовой работы | 10 |
Текущий и итоговый контроль результатов изучения дисциплины
При изучении курса «Методы и технология получения биологически активных веществ из растительного сырья» используется рейтинговая система оценки знаний студентов. В течение семестра студент может набрать 1000 баллов.
Максимальная рейтинговая оценка (общий рейтинг ОР) дисциплины составляет 1000 баллов.
В нее входят в 8 семестре: рейтинг рубежного контроля (РРК) и рейтинг зачета (РЗ).
Рейтинг рубежного контроля (РРК) складывается из оценок за 4 контрольных работ. Максимальный РРК составляет 600 баллов (120+120+120+120).
В конце семестра подсчитывается рейтинг семестра (РС), максимальное значение которого 600 баллов:
РС = РРК = 600 б.
Студент допускается к сдаче зачета, если он полностью выполнил учебный план и его рейтинг (РС) не менее 350 баллов.
Максимальный рейтинг зачета (РЗ) 400 баллов. Форма проведения зачета - письменная. Зачет считается сданным, если его оценка не менее 220 баллов. Эта оценка суммируется с рейтингом семестра и подсчитывается общий рейтинг:
ОР = РС + РЗ.
Если оценка зачета менее 220 баллов, то зачет считается не сданным и студент теряет рейтинг семестра.
В максимальную рейтинговую оценку в 9 семестре входит рейтинг лабораторных занятий (РЛЗ), который складывается из рейтинга за выполнение 2 лабораторных работ (РВЛР) и составляет максимум 250 баллов.
Рейтинг отчета по лабораторным работам (РОЛР) складывается из оценки за написание отчета по выполненной работе. Если отчеты полностью соответствуют требованиям и сданы в срок, то они оцениваются в 250 баллов.
Рейтинг защиты отчетов по лабораторным работам (РЗОЛР) складывается из оценки за защиту отчетов и составляет 500 баллов.
В конце семестра подсчитывается рейтинг семестра (РС), максимальное значение которого 1000 баллов:
РС=РЛЗ=РВЛР+РОЛР+ РЗОЛР=250+250+500=1000 б
В 9 семестре студенты выполняют курсовую работу и получают дифзачет, рейтинг которого (РЗ) складывается из рейтинга выполнения курсовой работы (РВКР) - максимум 300 б, рейтинга отчета (РО) – максимум 300 б и рейтинга защиты курсовой работы (РЗКР) – максимум 400 б:
РЗ=РВКР+РО+РЗКР= 300+300+400=1000 б
Рейтинг зачета переводится в оценку по соотношению:
Более 900 баллов ОТЛИЧНО
от 750 до 900 баллов ХОРОШО
от 750 до 570 баллов УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО
Входной контроль
Входной контроль проводится с целью определения качества знаний студентов по ранее освоенным дисциплинам, которые в значительной мере необходимы для лучшего усвоения нового материала курса «Методы и технология получения биологически активных веществ из растительного сырья». Особенно необходима проверка знаний по химии биологически активных веществ природного происхождения. С этой целью проводится тестирование по билетам входного контроля.
БИЛЕТ № 1
- Перечислить наиболее распространенные природные карбоновые кислоты.
- Представить классификацию растворителей.
- Перечислите основные виды очистки жидких и кристаллических веществ.
Контроль результатов изучения дисциплины
При изучении курса «Методы и технология получения биологически активных веществ из растительного сырья» проводятся контрольные работы. Цель проведения контрольных работ – выяснить качество усвоения учебного материала студентами. Контрольные работы проводятся в письменной форме и включают задания по темам соответствующих разделов.
Контрольная работа №1: «Растительные биологически
активные вещества».
Билет №1
- Перечислите основные классы органических веществ, входящих в состав эфирных масел.
- Назовите основные сырьевые источники флавоноидов.
- Классифицируйте и назовите следующие вещества:
Контрольная работа № 2: «Основные методы выделения биологически активных веществ из растительного сырья».
Билет №1
- Объясните физический смыл процесса молекулярной диффузии. Объясните зависимость скорости диффузии от размера частиц.
- Назовите основные стадии процесса экстрагирования.
- Опишите принципиальную установку для процесса перегонки с водяным паром.
Контрольная работа № 3: «Способы очистки биологически
активных веществ растительного происхождения».
Билет №1
- Перечислите основные стадии очистки при получении БАВ из растительного сырья.
- Объясните сущность процессов диализа и электролиза, применяемых при очистке БАВ растительного происхождения.
- Объясните сущность процесса ультрафильтрация, применяемого при очистке БАВ растительного происхождения.
Контрольная работа № 4: «Технология получения максимально очищенных препаратов (новогаленовых) и препаратов индивидуальных веществ. Технология получения препаратов из свежего растительного сырья».
Билет № 1
- Перечислите основные методы очистки, применяемые при получении новогаленовых препаратов.
- Перечислите промышленные способы выделения алкалоидов.
- Опишите метод выделения из растительного сырья, используемый в случае получения кумаринов и хромонов.
По каждому рубежному контролю имеется 15 вариантов билетов, что заставляет студента самостоятельно работать над своим вариантом. Вариант содержит вопросы определенного блока тем, при ответе на которые студент должен показать знание теоретического материала и умение его применять для решения практических задач. Вопросы в билетах полностью соответствуют темам лекционного курса.
Итог изучения курса – зачет – проводится в период зачетной недели. Зачет проводится по билетам, составленным лектором, и охватывает весь курс лекций «Методы и технология получения биологически активных веществ из растительного сырья».
Зачетный билет № 1
по дисциплине:
«Методы и технология получения биологически активных
веществ из растительного сырья»
- Физический смыл процесса молекулярной диффузии. Объяснить зависимость скорости диффузии от размера частиц.
- Виды экстракции, применяемые при получении максимально очищенных препаратов.
- Определите по представленной схеме тип процесса выделения БАВ из растительного сырья. Опишите последовательность протекания процесса.
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
В перечень учебно-методического обеспечения дисциплины входят: учебно-методическая карта, сборник контрольных вопросов по разделам лекционного курса.
Теоретическую часть курса студенты изучают по лекциям с привлечением рекомендованной литературы.
Качество усвоения теоретической части курса проверяется с использованием сборника контрольных вопросов, разработанного лектором.
Перечень рекомендуемой литературы
Основная литература
- Чуешов В.И., Чернов Н.Е., Хохлова Л.Н. и др. Промышленная технология лекарств. Т.2. Х.: НФАУ, 2002. 715 с.
- Алксандрова А.Е., Арзамасцев А.Е., Багирова В.Л. и др. Настойки, экстракты, эликсиры и их стандартизация. СПб.: СпецЛит, 2001. 223 с.
- Кузнецова М.А. Лекарственное растительное сырье и препараты. М.: Высш. шк., 1987. 191 с.
- Молчанов Г.И. Интенсивная обработка лекарственного сырья. М.: Медицина, 1981. 205 с.
- Чекман И.С., Липкан Г.Н. Растительные лекарственные средства. Киев: Колос, 1993. 384 с.
- Штрыкова В.В. Методы и технология получения биологически активных веществ из растительного сырья. Сборник контрольных вопросов и заданий Томск: изд-во ТПУ, 2005. 10 с.
Дополнительная литература
- Завражнов В.И., Китаева Р.И., Хмелев К.Ф. Лекарственные растения. Из-во Воронежского университета, 1994. 479 с.
- Лекарственные растения Государственной фармакопеи /Под ред. И.А. Самылиной. М.: АНМИ, 1999. 496 с.
- Максютина Н.П. Растительные лекарственные средства. Киев: Здоровья, 1985. 276 с.
стр. из