《食品生物化学》教学大纲

PAGE《食品生物化学》课程标准课程名称：食品生物化学课程代码：Z10015课程性质：专业核心课程课程学时：80学时课程学分：5学分食品与营养工程学院食品加工技术专业（食品大类各专业参照执行）2012年7月制定目录一、课程概述 1（一）课程性质 1（二）课程设计理念与思路 1（三）课程内容结构 2二、课程目标 3（一）总体目标 3（二）具体目标 3三、内容标准 4（一）理论环节要求 4（二）实践环节要求 10四、实施建议 13（一）教学建议 13（二）考核评价建议 13（三）教材编写建议 13（四）实验实训设备配置建议 13（五）课程资源开发与利用建议 13（六）师资配备建议 14（七）其他 14《食品生物化学》课程标准PAGE15

一、课程概述（一）课程性质《食品生物化学》课程是食品加工技术专业和其他食品类专业的一门专业基础课程和基本职业素质课程，主要阐述食品原料的基本组成及在加工和储藏过程中的主要生化变化。通过本门课程的学习，使学生掌握食品及其原料的组成、性质、结构、功能以及食品成分在加工、储藏过程中的变化规律，通过培养食品专业技术领域基本职业能力，培养学生自主学习能力、食品安全意识、创新能力以及职业素养，从而为食品职业综合能力（控制食品原料在选择、加工、贮藏、运输、销售等过程中的产品质量，针对不同食品原料采取不同的加工工艺与参数，对产品生产及质量管理做出正确判断和改进等）的培养提供重要支撑作用。（二）课程设计理念和思路课程设计秉承工学结合、项目驱动、学训结合的原则，以专业人才培养目标和课程目标为依据确定教学内容，突出“校企合作”，体现为后续课程服务、为行业和企业服务的宗旨，积极打通产学合作的培养途径，拓展技术与技能培养的教育资源，突出理论与实践相结合的教育特色，保证教育教学质量。1.突出课程的职业性以食品的基本（营养）成分知识为主线，以食品加工过程常见的生化变化（反应）为引申，以各种类型的食品特性为拓展组建教学模块。坚持专业理论和生产实践相结合，科普知识与日常生活应用相结合，注重培养学生食品企业岗位（群）所需的职业能力和职业素养，突出课程的职业性。2．突出课程的实践性以基础知识认知、通用职业技能训练和综合技能训练为逻辑主线，将专业知识融入到学习性项目任务或案例中，学训结合，所选任务具有典型性、可操作性和创新性，体现课程的实践性。3．突出课程的开放性以典型食品原料及成分特性为主要实践训练项目，结合企业真实工作任务、顶岗实习等的反复训练，使学生熟练掌握食品成分的定性和定量测定技术等各种基本职业技能。校内实验实训基地对学生全天候开放，加大技能性、综合性与探索性实践教学内容，提高学生的技能训练兴趣，培养学生的创新能力和进取精神。学生在课余时间，充分利用网络教学资源进行学习与交流，利用校内实训基地的开放加强实践能力训练，充分体现课程的开放性。4．教学方法上树立“学为主体，教为主导”的观念充分发挥学生的主观能动性，利用校内和校外教学资源，采用课堂讨论、讲练结合、任务驱动、项目教学、案例分析、角色扮演、模拟仿真等教学方法，培养学生的自主学习能力、职业技能。在教学手段上，充分发挥信息资源优势，应用网络课程中的教学课件、教学录像、虚拟仿真、素材资源等大量的课程资源，拓展学生的知识面，提升学生的学习质量。5．评价方式上注重职业能力考核改革传统的以笔试形式考核学生成绩的方式，注重职业能力的考核，注重过程考核，根据学生任务完成、项目实施情况以及校外实践的完成情况综合评定学生成绩。（三）课程内容结构本课程在2012级食品加工技术专业开设，总学时为80学时（理论46学时，实践34学时），学分为5学分，课程内容结构与学时分配见表1。表1课程内容结构与学时分配模块教学内容课时分配理论实践一糖类与食品加工64二脂与食品加工64三蛋白质与食品加工88四酶与食品加工66五核酸与食品加工20六维生素与食品加工44七无机物与食品加工44八组织代谢与原料保鲜40九色香味物质与食品加工40十食品中嫌忌成分及其危害24课时合计4634二、课程目标（一）总体目标1.知识目标通过本课程的学习，使学生了解各类食品成分的种类与相关标准，掌握其特性，掌握食品原料在加工储藏中的生化变化及对食品品质的影响，熟悉常见问题及解决措施，了解食品成分分析、检测、功能测定和质量管理的发展动态。2.能力目标通过本课程的学习，使学生掌握实验室规范化操作技能、各种食品成分分析和检测测定、功能性质测定等技术、正确判断、改进或应用食品在加工储藏过程中生化变化的能力，并具有一定的项目方案自主设计能力。3.素质目标通过本课程的学习，确立食品安全观念，培养学生良好卫生习惯，树立质量意识；将“诚信”与“良心”作为食品道德文化教育的主要精神，培养学生爱岗敬业、诚实守信、吃苦耐劳的职业素养；形成科学严谨、规范操作的工作作风；培养团结协作、勇于创新的精神。（二）具体目标1.知识目标⑴掌握食品主要成分及其特性和在贮藏加工过程中的变化和改进方法；⑵掌握食品中呈色物质、呈香物质和呈味物质、食品添加剂的组成和性质；⑶掌握嫌忌成分的化学组成和性质；⑷掌握食品中的其它功能成分的组成、性质；⑸了解常用仪器、设备和软件的操作原理和操作规程；⑹熟悉分析检验基本原理及方法，能够判断常见质量问题并解决。2.能力目标⑴检测能力①具备食品原料的识别能力，了解食品原料特性；②具备成分检验、功能性测定能力；③了解食品原料或成分及嫌忌成分测定的相关国家标准和行业标准。⑵仪器设备操作能力①能够使用常见的各类实训设备和实验仪器；②能够使用大型仪器操作软件，并根据食品原料成分性质正确选择操作参数；⑶质量管理能力①能正确判断食品原料（成分）在加工储藏过程中的生化变化；②具备一定的嫌忌成分预防或消除能力。3.素质目标⑴具备良好的生活习惯和卫生习惯；⑵具备严谨求实的科学态度，养成吃苦耐劳和爱岗敬业的职业素养⑶具备互助合作的团队精神、良好的自主学习能力、环境适应能力、沟通协调能力和一定的组织管理能力；⑷具备一定的创新能力和持续发展能力。三、内容标准（一）理论环节要求模块一糖类与食品加工重点与难点：单糖及多糖的结构和性能；糖的分解代谢。考核要求：掌握部分重要单糖及多糖的结构从而掌握它们的性能；掌握糖分解代谢特点。项目1糖的分类1.1.1糖的概念1.1.2糖的分类1.1.3糖的结构项目2糖的性质1.2.1单糖的性质1.2.2低聚糖的性质1.2.3多糖的性质项目3糖的代谢1.3.1生物氧化1.3.2糖的消化及吸收1.3.3糖的分解代谢（EMP、TCA详讲，HMP途径略讲）1.3.4糖的合成代谢模块二脂与食品加工重点与难点：脂类及脂肪酸的性质、脂肪的自动氧化机制及其控制；脂的分解代谢。考核要求：掌握脂肪及脂肪酸的结构及性质、食品热加工中油脂的变化、脂肪的自动氧化机制及其控制；掌握脂肪酸β-氧化特点。项目1概述2.1.1脂类的特征与分类2.1.2脂肪的化学组成与种类2.2.3脂肪酸、甘油2.2.4.类脂项目2脂肪及脂肪酸的性质2.2.1脂肪的结构与物理性质2.2.2脂肪的化学性质项目3脂类的代谢2.3.1脂的消化吸收2.3.2脂肪的分解2.3.3脂肪酸氧化2.3.4脂肪酸合成项目4脂类的加工与品质检验2.4.12.4.2油脂精炼2.4.3油脂的氢化、酯交换2.4.4油脂品质重要的特征常数模块三蛋白质与食品加工重点与难点：蛋白质、氨基酸的化学结构及其理化性质；蛋白质的提取、分离和测定；蛋白质与氨基酸代谢。考核要求：掌握蛋白质、氨基酸的化学结构及其理化性质、蛋白质的分类、测定，掌握蛋白质的提取、分离和测定，了解食品体系中的蛋白质；掌握氨基酸一般代谢特点。项目1概述3.1.1蛋白质的定义3.1.2蛋白质的分子组成3.1.3蛋白质的元素组成及分类项目2氨基酸3.2.1氨基酸3.2.2氨基酸的物理性质3.2.3氨基酸的化学性质项目3蛋白质的结构及性质3.3.1蛋白质的一级结构3.3.2蛋白质的立体结构3.3.3蛋白质的性质项目4蛋白质与氨基酸的代谢3.4.1蛋白质代谢意义3.4.2氨基酸的生物合成3.4.3蛋白质的生物合成3.4.4蛋白质的生物降解3.4.5氨基酸的分解3.4.5蛋白质代谢的调节项目5蛋白质与食品加工3.5.1盐析与食品加工3.5.2起泡性与食品加工3.5.3凝胶性与食品加工3.5.4乳化性与食品加工3.5.5食物中的蛋白模块四酶与食品加工重点与难点：酶的习惯命名、酶的本质、酶的作用特点及机制、酶特征参数的测定与优化、酶的抑制与激活、应用酶、自主设计酶学实验、酶活力测定、实验数据处理、抑制酶促褐变、使用常用酶学实验仪器考核要求：了解酶抑制法和酶联免疫法在食品分析中的应用，掌握影响酶作用的因素及特征参数的测定技术、食品加工中重要酶的作用特点、酶活常用测定方法和技术以及常用酶学实验仪器的正确使用。项目1酶的基础知识4.1.1酶及酶工业的发展背景以及酶在食品工业中的典型应用4.1.2酶的本质和催化特性4.1.3酶的来源、酶的分类4.1.4酶的作用机理项目2影响酶作用的因素4.2.1最适温度和最适pH及其有效范围4.2.2底物浓度对酶作用的影响4.2.3酶的激活和抑制4.2.4固定化酶项目3食品加工中的酶4.3.1糖酶及其应用4.3.2蛋白酶、脂肪酶、脂肪氧合酶4.3.3多酚氧化酶及酶促褐变抑制4.3.4葡萄糖氧化酶及其应用4.3.5溶菌酶和SOD及其应用4.3.6固定化酶和热点酶、酶领域发展动向模块五核酸与食品加工重点与难点：核酸结构、性质与功能。考核要求：掌握核酸的性质、功能。项目1概述5.1.1核酸的概念、分类5.1.2核酸的组成项目2核酸的结构、性质及应用5.2.1核酸的结构5.2.2核酸的性质5.2.2.1核酸的一般物理性质5.2.2.2核酸的紫外吸收性5.2.2.3核酸的两性解离与等电点5.2.2.4核酸的变性与复性5.2.3核酸在食品加工中的应用模块六维生素与食品加工重点与难点：维生素结构、性质、功能与来源。考核要求：掌握两大类维生素的性质和功能，能够测定食品中维生素的含量。项目1概述6.1.1维生素的定义6.1.2维生素的命名和分类6.1.3维生素的特点6.1.4维生素缺乏的原因6.1.5维生素的生物利用率6.1.6维生素在食品加工中的应用项目2脂溶性维生素6.2.1维生素A6.2.2维生素D6.2.3维生素E6.2.3维生素K项目3水溶性维生素6.3.1维生素B16.3.2维生素B26.3.3烟酸和烟酰胺6.3.4维生素B66.3.5维生素B126.3.6维生素C项目4维生素与食品加工6.4.1食品原料中的维生素6.4.2维生素与食品加工模块七无机物与食品加工重点与难点：水的功用及水分活度；矿物质及营养功能。考核要求：掌握自由水、结合水和水分活度概念，水的生理功用及食物中的水分状态；掌握矿物质的营养功能。项目1水7.1.1自由水和结合水7.1.2水分活度7.1.3水分活度与食品稳定性7.1.4降低食品水分含量的方法项目2矿物质7.2.1食品中重要的矿物质及生物利用率7.2.2矿物质元素在加工过程中的损失和强化7.2.3酸性食品与碱性食品模块八组织代谢及食品原料保鲜重点与难点：肉的僵直原理；有氧呼吸；无氧呼吸；呼吸跃变。考核要求：掌握动物宰杀后组织代谢的特点；掌握影响植物组织呼吸的因素；了解食品原料中的生理和生化变化。项目1动物组织的代谢与保鲜8.1.1动物死后代谢特征8.1.2动物死亡后组织呼吸代谢途径的转变8.1.3影响肉成熟的因素项目2植物组织的代谢与保鲜8.2.1呼吸作用8.2.2蒸腾作用8.2.3果蔬成熟过程的生物化学变化模块九色香味物质与食品加工重点与难点：食品色香味的形成、色香味物质的性质及其在食品加工和贮藏过程中的变化和相互作用。考核要求：熟悉食品色香味的形成，了解色香味物质的分类，掌握色香味物质的性质及其在食品加工和贮藏过程中的变化和相互作用。项目1食品色素与着色剂9.1.1食品中的呈色9.1.2食品中的天然色素9.1.3食品中的天然着色剂9.1.4食品中的合成着色剂项目2食品风味物质9.2.1味觉生理9.2.2风味物质的分类与特性9.2.3不同因素对风味的影响项目3嗅感与嗅感物质9.3.1嗅感物质的概念9.3.2食品中香味物质的形成途径9.3.3各类食品中的嗅感物质模块十食品中的嫌忌成分及其危害重点与难点：食品中嫌忌成分的概念、分类、危害及消除方法，嫌忌成分的测定。考核要求：掌握嫌忌成分的概念、分类，熟悉其危害及测定方法，掌握消除方法。项目1概述10.1.1食品的安全性10.1.2食品嫌忌成分的概念及其危害10.1.3食品中有害物质的来源10.1.4物质化学结构与毒性的关系项目2各种嫌忌成分及其危害10.2.1食物原料中的天然毒素10.2.2微生物毒素10.2.3环境污染10.2.4食品加工、贮藏和包装过程中产生的有毒物质（二）实践环节要求通过实验，了解食品组成物质的重要化学反应，并掌握各种食品成分的含量测定和化学变化以及功能性质的测定方法。实验一淀粉的水解与性质实验1.目的：进一步了解淀粉的性质及淀粉水解的原理与方法。2.原理：淀粉与碘作用呈蓝色，是由于淀粉与碘作用形成了碘－淀粉的吸附性复合物，这种复合物是由淀粉分子的每6个葡萄糖基形成的1个螺旋圈束缚1个碘分子，所以当受热或者淀粉被降解，都可以使淀粉螺旋圈伸展或解体，失去淀粉对碘的束缚，因而蓝色消失。淀粉的水解：淀粉可以在酸催化下发生水解反应，其终产物为葡萄糖。实验二糖的羰氨反应1.目的：了解和掌握Maillard反应基本原理和条件控制；掌握Maillard反应的测定原理、方法和步骤；体会实验条件的控制和改变对实验结果的影响。2.原理：在一定的条件下，还原糖和氨基会发生一系列复杂的反应，最终生成多种类黑精色素—褐色的含氮色素，并产生一定的风味，这类反应统称为美拉德反应（也称羰氨反应）。美拉德反应会对食品体系的色泽和风味产生较大影响。反应过程包括还原糖与胺形成葡基胺、Amadori重排（醛糖）或Heyns重排（酮糖)、经HMF，最后生成深色物质三个阶段。实验三植物油脂酸价的测定1.目的：掌握食品中脂肪的酸价测定方法。2.原理：油脂在空气中暴露过久，部分油脂会被水解产生游离脂肪酸和醛等物质，并且这些物质具有刺激性气味，使油脂产生酸价。酸败的程度使以水解产生的游离脂肪酸的多少为指标的，常以酸价或者是酸值来表示。同一油脂若酸价高，则说明水解产生的游离脂肪酸就多。酸价是指中和1g油脂中游离脂肪酸所需的氢氧化钾的毫克数。酸价越高，油脂的质量也越差。实验四氨基酸纸上层析1.目的：学习氨基酸纸上层析的方法。2.原理：纸层析法属于分配层析法的一种，是以滤纸作为惰性支持物。滤纸纤维上分布大量的亲水性羟基，因此能吸附水作为固定相，通常把有机溶剂作为流动相。将样品在滤纸上(此点称为原点)，用有机溶剂进行展层时，样品中的各种溶质即在两相溶剂中不断进行分配。实验五蛋白质性质反应1.目的：学习几种常用的鉴定蛋白质的方法及原理。学习和了解一些鉴定蛋白质的特殊颜色反应及其原理。2.原理：当尿素加热到180℃左右时，2分子尿素发生缩合放出1分子氨而形成双缩脲。双缩脲在碱性溶液中与铜离子结合生成复杂的紫红色化合物，这一呈色反应称为双缩脲反应；蛋白质与茚三酮共热，产生蓝紫色化合物，此反应为一切蛋白质及α-氨基酸（除脯氨酸和羟脯氨酸）所共有。含有氨基酸的其他化合物也呈此反应。实验六蔗糖酶最适温度的测定1.目的：加深对酶的性质的认识。学会观察温度对酶活性的重要影响。2.原理：酶的催化反应速率随温度变化而变化，在底物浓度、pH等其他条件不变的条件下，存在最适反应温度。采用蔗糖酶为试验对象，在室温至75℃之间选择不同温度进行酶活力测定。蔗糖酶的活力常以其反应产物还原糖（葡萄糖）的生成量来表示。本实验选择3,5–二硝基水杨酸法测定还原糖量。在碱性条件下，3,5–二硝基水杨酸与还原糖溶液共热后被还原成红色氨基化合物，并在一定浓度范围内，还原糖的量与反应溶液所呈棕红色物质颜色的深浅程度成正比。实验七木聚糖酶活性的测定1.目的:通过本实验，使学生掌握酶活力测定的基本原理、方法、操作技能及常用实验仪器的操作方法2.原理:木聚糖酶(xylanase,EC.3.2.1.8)以内切方式降解木聚糖主链架的β.1,4-木糖苷键，其水解产物主要是木二糖和木寡糖,以及少量的木糖和阿拉伯糖.能将3，5一二硝基水杨酸中硝基还原成橙黄一棕红色的氨基化合物，在一定范围内，还原糖的量和反应液的颜色强度呈比例关系，利用比色法测定其还原物生成量来表示酶的活力。实验八食品中维生素含量的测定1.目的：了解维生素C含量测定的基本方法。2.原理：染料2，6-二氯酚靛酚在酸性中呈红色，被还原后红色消失。还原型抗坏血酸还原2，6-二氯酚靛酚后，本身被氧化成脱氢抗坏血酸。在没有杂质干扰时，一定量的样品提取液还原标准2，6-二氯酚靛酚的量与样品中所含维生素C的量成正比实验九无机物与食品加工实验1.目的：认识食品中的矿物质；矿物质对食品加工的影响；矿物质在食品加工中的应用。2.原理：磁铁能吸引铁等矿物质；二价铁可与食品中的单宁反应生成绿黑色物质；矿物质盐可以使豆浆中的蛋白质发生凝集而与水分离。实验十火腿肠中亚硝酸盐含量的测定1.目的：掌握样品制备、提取的基本操作技能；进一步熟练掌握分光光度计的使用方法；掌握比色法测定食品中亚硝酸盐的原理和方法。2.原理：试样经沉淀蛋白质、除去脂肪后，在弱酸条件下亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化后，再与盐酸萘乙二胺偶合形成紫红色染料，其颜色的深浅与亚硝酸盐的含量呈正比，可与标准比较定量。通过分光光度计比色测定，计算出样品中亚硝酸盐的含量。四、实施建议（一）教学建议1.教师在讲授过程中可采用多媒体、网络、应用软件、课程网站、仿真软件等教学资源辅助教学；2.在教学过程中，应发挥学生自主学习能力，结合国家精品课程网络资源，努力培养学生获取和利用信息的能力；3.在教学过程中应立足于加强学生实际操作能力的培养，通过实验教学对理论进行验证和强化，提高学生学习兴趣。（二）考核评价建议1.改革评价手段和方法，加强实践性技能的考核，可采用过程评价和综合评价相结合的方法；2.实施评价主体的多元化，采用教师评价、学生评价、教学督导评价相结合的评价方法；3.评价手段可以采用网络互动、电子作业或纸质作业，提交专题报告、开卷或闭卷测试等途径。4.过程考核与期末考核相结合，建议平时成绩（考勤、作业、回答问