Вимоги до оформлення роботи

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХЕРСОНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ФІЗИКО-ХІМІЧНІ І БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ

КОНСЕРВНОГО ВИРОБНИЦТВА

Лабораторний практикум

Для студентів спеціальності 6.051701

«Технологія зберігання, консервування і переробки

Плодів та овочів»

«ЗАТВЕРДЖЕНО»

На засіданні кафедри

Харчових технологій

Протокол №____    

Від «»________ 2010

Херсон 2010

Методичний посібник для виконання лабораторних робіт з дисципліни «Фізико-хімічні і біологічні основи консервного виробництва» для студентів 3 і 4 курсу спеціальності 6.051701 «Технологія зберігання, консервування і переробки плодів та овочів» Херсонського національного технічного університету.

 

 

       В методичних вказівках викладені загальні відомості про виконання лабораторних робіт, їх мета та задачі, вимоги до оформлення, зразки окремих таблиць, рекомендована література.

 

Укладачі: д.т.н., проф. Валько М.І., к.т.н., доц. Короленко В.А.,

ас. Яковенко Т.О.

 

 

Методичні вказівки обговорено і схвалено на засіданні кафедри харчових технологій

 

Протокол №                                              від «» _______2010 р

 

 

ВСТУП

            Лабораторний практикум розроблений у відповідності до робочої програми навчальної дисципліни«Фізико-хімічні і біологічні основи консервного виробництва» для студентів спеціальності 6.051701 «Технологія зберігання, консервування і переробки плодів та овочів».

       Основною метою лабораторного практикуму з курсу «Фізико-хімічні і біологічні основи консервного виробництва» є закріплення теоретичних знань та практичних навичок з питань технології консервування на підприємствах харчової промисловості, обгрунтування та використання досягнень науки для отримання вищих результатів на виробництві.

Основне завдання дисципліни: вивчення фізико-хімічних і біологічних основ технології пререробки плодів і овочів на консервних підприємствах.

Головною метою курсу є:

─ ознайомлення студентів з основними технологічними прийомами при переробці рослинної сировини, можливими змінами її хімічного складу, визначення параметрів технології консервування;

─ закріплення теоретичних знань студентів практичним ознайомленням з основними процесами при виробництві овочевих і плодових консервів.

В результаті проходження лабораторного практикуму студент повинен:

знати:

─ основи технології переробки плодів і овочів;

─ основи технологій зберігання свіжих плодів і овочів;

─ технологічні процеси при виробництві овочевих і плодових консервів, шляхи управління ними;

вміти:

─ знаходити технічні рішення в раціональному використанні свіжих плодів і овочів для виробництва цінних харчових продуктів;

─ обґрунтовувати вибір оптимальних режимів технологічних процесів консервного виробництва;

─ виконувати необхідні лабораторні дослідження сировини, продуктів.

       При виконанні лабораторних робіт з курсу передбачено знайомство зі структурою та змістом стандартів і технічних умов, які регламентують виготовлення консервних виробів, визначення їх типу, сортності, правил приймання та контролю якості. В результаті виконання лабораторних робіт студент повинен навчитись правильно та швидко знаходити потрібні технічні рішення, аналізувати результати лабораторних досліджень сировини і напівфабрикатів, виявляти місця появи порушень в технологічному процесі.

       Перед виконанням лабораторних робіт студент зобов’язаний:

- ознайомитись з рекомендованою літературою;

- ознайомитись з методичними вказівками про зміст та послідовність виконання лабораторної роботи;

- підготувати відповіді на запитання до теми лабораторної роботи.

Звіт з виконання лабораторної роботи повинен включати в себе:

· назву теми, мету роботи,

· короткі відповіді на питання;

· оформлені схеми, рисунки і таблиці, технічні умови та інше, згідно з отриманим індивідуальним завданням.

Обовязковим розділом звіту є висновки, які студенти роблять в кінці кожної роботи. Висновки коментують одержані результати, характеризують ті чи інші положення, дають коротку характеристику засвоєного розділу курсу.

Захист лабораторної роботи проходить у формі співбесіди по звіту та запитань до відповідної теми.

Оцінка за виконану роботу є комплексною і враховує відповіді на теоретичні та практичні питання і якість оформлення роботи.

 

Лабораторна робота № 1

Мікроскопія свіжих і варених продуктів рослинного походження

 

Мета роботи: Ознайомитись з будовою тканин свіжих і варених овочів і бобових та змінами деяких структурних елемен­тів клітин - кліткових стінок, цитоплазми та інших при тепловій обробці продуктів.

 

Теоретична частина

Рослинна тканина має клітинну структуру. Схематично ця структура показана на рис.1. Клітини бувають різної форми: оваль­ні, круглі,  багатокутні. Їх геометричні розміри вимірюються десятками мікрометрів. В структурі рослини клітини щільно притиснуті одна до одної и навіть склеєні поміж собою міжклітинною речовиною. У деяких місцях клітини не притискаються  боковими поверхнями, або притискаються не по всьому периметру. Між клітинами можут знаходитись порожнечі, міжклітинні простори, заполнені повітрям. Кожна клітина має оболонку, міцну, обмежено розтяжну, таку, що є каркасом клітини, панцирем, яка надає їй певну форму і оберігає від механічних пошкоджень ніжні, життєво важливі елементи клітинної структури, що знаходяться під нею.

Рис. 1. Схема структури рослинної тканини:

1 - міжклітинний простір; 2 – міжклітинна речовина; 3 - цитоплазма, 4 - цитоплазмена оболонка, 5 - клітинний сік; 6 – клітинна оболонка.

 

Клітинна оболонка стиглої рослинної клітини вистелена зсередини найтоншим шаром цитоплазми, що утворює другу, внутрішню оболонку клітини. Внутрішня площина клітини, яка  називається вакуоллю, заповнена клітинним соком. У деяких видів рослинної тканини від цитоплазменої оболонки у всі сторони відходять цитоплазмені нитки, плазмодесми, які перетинають внутрішню порожнину в різних напрямках і навіть проходять через клітинну оболонку у сусідню клітину, проникаючи крізь всю клітинну тканину.

Таким чином, клітина являє собою двошаровий мішечок, заповнений соком, у якому зовнішній шар являє собою клітинну оболонку, а внутрішній - цитоплазму.

Переходячи від перерахування основних елементів клітинної структури до їх властивостей і складу, слід зауважити, що міжклітинна речовина, яка цементує рослинну тканину, складається з протопектину. В деяких випадках для того, щоб розмягчити тканину, зробити її більш пухкою, слід піддати її такій обробці, при якій нерозчинний у холодній воді протопектин перетворюється у розчинну форму. При цьому цементуюча речовина розчиняється і клітини відклеюються одна від одної.

Клітинна оболонка складається головним чином з клітковини і незначної кількості протопектину. Вона має мілкопористу структуру. В оболонці є дрібні отвори, канали, крізь які вільно можуть проходити молекули води і розчинених у воді речовин, а також клітинний сок. Іншими словами клітинна оболонка є проникною. З внутрішньої сторони клітинна оболонка вистелена тонкою слизеподібною тканиною цитоплазменої мембрани, яка не приклеєна до клітинної оболонки, а вільно до неї прилягає, притиснута клітинним соком. Носієм життя клітини є саме цитоплазмена оболонка, що складається головним чином з білкових речовин і незначної кількості жироподібних речовин, які називають ліпідами.Якщо говорять, що клітина дихає, живиться і розмножується, це означає, що дихає, живиться і розмножується цитоплазма.

Особливе значення для життя клітини, а також для технології ряда харчових виробництв має структура цитоплазменої мембрани. Вона, як і клітинна оболонка, не суцільна, а пориста. Но якщо клітинну оболонку можно назвати мікропористою, то цитоплазмена мембрана є ультрамікропористою. Отвори в ній настільки малі, що че­рез них можуть проходити, хоч і з деякими зусиллями, молекули незначних розмірів, наприклад молекули води. Більш великі молекули, наприклад таких речовин, як цукру і солі, через пори цитоплазми пройти не здатні. Таким чином, цитоплазмена оболонка проникна для води і непроникна для розчинених у воді речовин. Вона, як принято говорити, напівпроникна.

При тепловій обробці в клітині відбуваються суттєві зміни, які позначаються на життєдіяльності клітини, що необхідно враховувати при різних технологічних процесах: змінах консистенції плодів при консервуванні, збільшенні виходу соку тощо.

Дана робота має на меті дослідження змін, які відбуваються в клітині при тепловій обробці.

Об’єктами досліджень пропонуються цибуля ріпчаста, кар­топля, зерна квасолі, буряк, морква, петрушка а також інші овочі.

Для отримання препаратів з овочів відокремлюють частину м’якоті і роз­різають її навпіл. Одну половину до зняття срізів зберігають у холодній воді, другу варять до готовності. З метою забезпечення порівнянності результатів зрізи для мікроскопування знімають з тих місць м’якоті, які стикались одне з  другим до розрізання перед варкою.

Препарати слід готовити у декількох варіантах - для дослідження їх у незабарвленому вигляді і у забарвленому відповідними барвниками. Фарбування препаратів дозволяє краще прослідкувати за змінами у структурних елементах клітин в процесі теплової обробки продуктів. Для зручності порівняння структури тканин свіжих і ва­рених продуктів препарати слід розміщати по два на одному предметному склі - з лівої сторони зі свіжих продуктів, з правої - з варених.

Підготовлені препарати слід розглядати під мікроскопом спочатку при малому збільшенні, потім при більшому.

 

Хід виконання роботи

Встановити на робочому столі мікроскоп. Дослідити будову тканини цибулі ріпчастої. Від цибулини відокремити од­ну м’ясисту луску, розрізати її навпіл, одну половинку покласти в стакан з холодною водою, другу - в стакан з кип’ячої водою і варити 15 хвилин.

Зі свіжої і вареної луски зняти препарувальною голкою тонку плівку з внутрішньої сторони луски, що складається з одного шару клітин. Отримані плівки розпрямити, з найбільш тонких ділянок вирізати по два препарати розміром 2x2 мм і розмістити їх на два предметних скла, як вказано раніше, додавши до кожного препарату по каплі дистильованої води.

Препарати на першому предметному склі накрити покрівним склом і розглянути під мікроскопом. Звернути увагу на товщину і стан клітинних стінок, щільність прилягання їх друг до друга, ступінь прозорості умісту клітин, наявність ядер.

Відмітити різницю у будові тканини свіжої і вареної цибулі. Зробити замальовки препаратів. Ці ж препарати використати для вивчення змін цитоплазми в процесі теплової обробки цибулі. З пре­паратів зняти покривні скельця, фільтровальним папером видалити воду і замість неї додати декілька крапель 10%-ного розчину повареної солі. Витримати препарати у такому стані протягом 10-15 хвилин. Обробка препаратів розчином повареної солі спричиняє плазмоліз клітин - відокремлення цитоплазми від клітинних стінок, внаслідок переходу води з клітинного соку в оточуюче середовище під дією осмотичного тиску.

Витримані у розчині повареної солі препарати накрити покривним склом і знову розглянути під мікроскопом. Знайти в полі зору мікроскопу плазмолізовані клітини у препарату зі свіжої цибулі. Пояснити відсутність таких клітин у препараті з вареної цибулі. Зробити  замальовки.

Взяти друге предметне скло з розміщеними на ньому препаратами і забарвити їх сафраніном. Сафранін зафарбовує пектинові речовини у оранжево-жовтий колір, клітковину і денатуровані білки у вишнево-червоний.

З препаратів видалити вологу, нанести на них по краплі барвника і витримати протягом 2 хвилин. Потім фільтровальним папером зняти надлишок барвника, додати до препаратів по краплі води, покрити покривними скельцями і розглянути під мікроскопом. Звернути увагу на різницю у забарвленні структурних елементів клітин у препаратах  свіжої і вареної цибулі. Замалювати забарвлені препарати, на малюнках позначити елементи структури клітин.

Вивчити будову тканини картоплі. З середини очищеної бульби вирізати скибочку товщиною 5 мм і розрізати її навпіл. Одну половину скибочки покласти у холодну воду, другу - у киплячу і варити 10-15хвилин. Зі свіжої і вареної половинок скибочки вирізати, дотримуючись симмет­рії, по одному брусочку з поперечним перерізом 5 x 5 мм². За допомогою леза бритви з торцевої сторони кожного брусочка зробити по три тонких прозорих зрізи розміром 2-4 мм², перенести їх препарувальною голкою на три предметних скла і додати по краплі води.

Препарати на одному склі залишити незабарвленими, на другому забарвленими сафраніном, на третьому - сафраніном та іодом. Іод зафарбовує крахмальні зерна у синій колір.

Із  забарвлених препаратів зняти надлишок барвника, замінивши його водою.

Всі препарати покрити покривними скельцями і розглянути під мікроскопом. Звернути увагу на форму клітин, щільність прилягання їх одна до одної, стан клітинних стінок і зерен крохмалю. Відмітити різницю у будові тканин свіжої і вареної картоплі.

При дослідженні будови тканин корнеплодів препарати готують аналогічно картоплі. Буряк варять 40 - 45 хвилин, моркву 20-25 хвилин, петрушку 15 хвилин. Препарати буряка і моркви забарвлюють сафраніном, петрушки - сафраніном і йодом.

Дослідити будову тканини попередньо замочених сирих і варе­них зерен квасолі. Зерно квасолі розділити на дві сім’ядолі, одну з яких варити протягом 1 години. З кожної сім’ядолі зробити зрізи та підготувати препарати незабарвлені і забарвлені іодом. Іод фарбує крохмальні зерна у синьо-чорний колір, а білкову матрицю і клі­тинні стінки у золотисто-жовтий колір.

Підготовлені препарати розглянути під мікроскопом. Звернути  увагу на різницю у структурі тканин сирої і вареної квасолі. Порівняти стан крохмальних зерен у квасолі і картоплі після варіння. Зробити замальовки.

Висновки. Зробити висновки про вплив теплової обробки на зміни структури тканин овочів і квасолі в цілому і стан клітинних стінок, цитоплазми і крохмальних зерен.

 

Вимоги до оформлення роботи

 

Контрольні питання

1. Що ви знаєте про структуру рослинної тканини? З яких речовин вона складається?

2. Який вплив має теплова обробка на рослинну клітину?

           3. Що таке плазмоліз?

4. Поясніть дослід із 10-% розчином солі.

5. У чому різниця в будові тканини свіжої і вареної цибулі?

6. В якій мірі фізико-хімічні зміни у структурі овочів після термічної обробки можуть бути використані у консервному виробництві?

7. Дайте пояснення осмосу.

8. Що значить термін зворотній осмос?

9. Яке значення має цитоплазменна оболонка для клітини та технологічного процесу?