- •ВВЕДЕНИЕ В ПРОФЕССИЮ БИОТЕХНОЛОГА ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
- •Оглавление
- •Введение
- •1 Основные определения
- •2 История и формирование биотехнологии
- •3 Пищевая биотехнология и ее становление
- •4. Профессиональная деятельности бакалавра по направлению подготовки «Биотехнология»
- •5 Профессиональное техническое образование в России
- •6 История рыбохозяйственного образования и Калининградского государственного технического университета (1913-2013)
- •7 Пищевая промышленность и ее структура
- •8 Пищевая промышленность и биотехнология в Калининградской области
- •9 Основные направления развития пищевой биотехнологии с использованием микроорганизмов
- •9.1 Биотехнология молочных продуктов
- •9.2 Биотехнология в производстве алкогольных напитков
- •10 Микробная биотехнология
- •11 Перспективные биотехнологические объекты
- •12 Введение в генетическую инженерию
- •13 Биоэнергетика
- •14 Биотехнология иммобилизованных ферментов
- •15 Биотехнология в решении экологических проблем
- •Список использованной литературы
3 ПИЩЕВАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ И ЕЕ СТАНОВЛЕНИЕ
Человек использовал биотехнологию для пищевых целей многие тысячи лет: издревле люди занимались пивоварением, виноделием, пекли хлеб. Они придумали способы хранения и переработки продуктов путем ферментации (производство сыра, уксуса, соусов), научились делать мыло из жиров, изготавливать простейшие лекарства, перерабатывали отходы. Народы Древнего Востока использовали микроорганизмы для получения крахмала. Аборигены Мексики издавна заворачивали мясо перед варкой или жарением в листья дынного дерева. В 1981 г. при раскопках Вавилона было обнаружено описание процесса приготовления пива на дощечке, возраст которой датируется примерно VI тысячелетием до н.э.
Структура питания человека претерпела существенные изменения с древних времен до наших дней. Если человек на начальном этапе был вегетарианцем, то три ледниковых периода обучили его навыкам охоты и сделали всеядным. Сменилось 10-16 тыс. поколений, в течение которых эволюционно закрепилась потребность человека употреблять разнообразные элементы растений и животных. В пищу употреблялось все: травы, коренья, листья, плоды – независимо от их вкуса и консистенции. Главным критерием было появление чувства сытости.
280-400 поколений назад человек начал возделывать злаки и овощные культуры. Возделывались те растения, которые были наиболее питательны и давали наибольший урожай. Чувство сытости достигалось за счет преобладания нескольких пищевых продуктов (пшеница, ячмень овес, рожь, мясо домашних животных). При этом человек в летний период или в период неурожая, войн, голода, периодически возвращался к первобытным основам питания – охоте и собирательству.
Развитие торговли, войны, путешествия 10-35 поколений назад способствовали миграции наиболее эффективных агрономических культур и одомашненных животных. Самые вкусные, питательные и удобные для возделывания культуры завоевывали все больше территории, оттесняя первичные дикоросы. Стало удобнее выращивать зерно, фрукты и овощи в полях, садах, чем ходить по лесу в поисках пищи. В этот период многие ценные дикорастущие растения исчезли из нашего рациона.
В результате развития городов, появления новых технологий выращивания, переработки и хранения продуктов питания 3-10 поколений назад наша пища стала терять очень ценные биологически активные вещества – витамины, микроэлементы, белки и другие компоненты. Пища потеряла часть биологической ценности и превратилась из пищи-лекарства в источник энергии, поступающей через желудок. Зачастую сегодня целебные дикоросы, которые раньше были у всех на столе, переводят в категорию лекарств.
За последние два поколения произошли два параллельных процесса, повлиявших на структуру питания: 1 – изменение среды обитания, катастрофическое обеднение рациона питания, рост заболеваемости; 2 – начало осознания
18
такой катастрофы, ее масштабов, что привело к попыткам предотвращения данной ситуации путем создания новых подходов к науке о питании.
Так зародилась пищевая биотехнология, как сфера биотехнологии, занимающейся применением живых систем и биопроцессов в пищевой промышленности. Она использует принципы их организации в природе для получения биологически активных веществ, биологически активных добавок, отдельных пищевых ингредиентов, создания полноценных продуктов питания и других пищевых систем, обуславливающих здоровье человека.
Продукты пищевой биотехнологии человек употребляет с глубокой древности. Огромное количество БАВ поступает в его организм из съеденных за всю жизнь продуктов – мяса, рыбы, овощей, фруктов, а также чая, вина, пива, соков и других напитков. Если в сутки человек потребляет с пищевыми продуктами в среднем 1 кг плотных веществ (без воды), то за 70 лет съеденное составит больше 25 т. В состав такого количества пищи входят многие тысячи биологически активных веществ; это несоизмеримо больше, чем десятки-сотни химических соединений, поступающих в наш организм в виде лекарств.
Пища – главный источник БАВ. В древности природные продукты не разделяли на пищевые и лекарственные. Гиппократ в книге «О ветрах» писал: «Какое лекарство от голода?... очевидно, то, что утоляет голод. Но это делает пища, поэтому в ней и заключается лекарство». Авиценна в «Каноне врачебной науке» чуть ли не через каждые три страницы упоминал о «лекарственной пище» и «пищевых лекарствах». В традиционной медицине стран Юго-Восточной Азии очень мало токсичных лекарств, однако среди них множество растений, используемых в пищу.
По классификации Авиценны, не потерявшей значение в наши дни, действие БАВ подразделяют на три степени:
•алиментарная: рассматривает роль БАВ, поступающих в организм вместе с пищевыми продуктами (чаем, кофе, сахаром, соками, плодами, овощами, пряностями и др.);
•медицинская: исследует полезные и вредные аспекты действия БАВ пищи на функции организма (слух, зрение, память, поведение и т.д.), а также на профилактику заболеваний (инфекционных – гриппом и т.д., цивилизации – атеросклерозом, ожирения и т.д.);
•специальная: изучает действие веществ на людей, находящихся в непри-
вычных условиях (длительных экспедициях, высокогорье, в воздухе, тропиках, космосе и т.д.).
Изучение состояния фактического питания различных групп населения в различных регионах, оценка влияния пищевого статуса на состояние его здоровья, обоснование и реализация практических мероприятий по рациональному адекватному питанию – вот круг наиболее важных задач современной пищевой биотехнологии.
В нашей стране пищевая биотехнология стала развиваться в 80-е годы. В этот период была разработана первая общенациональная программа по биотехнологии, созданы биотехнологические центры, подготовлены квалифицирован-
19
ные кадры для внедрения таких биотехнологических процессов в пищевую промышленность, как микробиологический синтез ферментов, аминокислот, витаминов, углеводов, белка и других БАВ, применение ферментов, биопереработка отходов, производство обогащенных и функциональных продуктов и т.д.
Сегодня рынок биотехнологических пищевых продуктов стремительно расширяется. Научный прогноз показывает, что уже в начале XXI в. не менее 20% всего объема товаров мирового рынка изготавливается с применением биотехнологических методов.
Основные продукты пищевой биотехнологии:
•энзимы, витамины, антибиотики, гормонымикробиологического синтеза;
•аминокислоты, пептиды, белки;
•грибы и микромицеты;
•микро- и макроводоросли;
•дрожжи и продукты их жизнедеятельности;
•молочные биопродукты (молочно-кислые, сыры, мороженое и т. д.);
•обогащенные продукты питания (хлебо-, мясо-, рыбопродукты и т. д.);
•продукты бродильных производств (пиво, вино, ликеры и т. д.);
•продукты из сырья растительного происхождения с применением ГМИ (на основе сои, гороха, кукурузы и других рекомбинантных источников);
•продукты из сырья растительного происхождения повышенной биологической ценности;
•продукты из сырья животного происхождения с применением ГМИорганизмов (свинины, говядины, гидробионтов и т.д.);
•продукты из сырья животного происхождения повышенной биологической ценности;
•продукты специализированного назначения (для спортсменов, детей, людей определенных профессий и т.д.);
•функциональные пищевые продукты;
•пищевые премиксы (белково-витаминные, минерало-витаминные и т.д.);
•биологически активные вещества (БАВ) и добавки (БАД).
Вопросы для самопроверки:
1)Назовите основные предпосылки становления пищевой биотехнологии.
2)Приведите примеры продуктов пищевой биотехнологии.
3)Назовите три степени действия биологически активных веществ
(БАВ).
20
4.ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ БАКАЛАВРА ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ «БИОТЕХНОЛОГИЯ»
Виды профессии
Классификация профессий в связи с их многообразием и многогранностью в значительной степени условна и зависит от базы, заложенной в ее основание. Рассмотрим виды профессий по основным признакам.
1. По объекту труда различают пять основных типов профессий:
•«Человек – Природа». К этой категории относят профессии, непосредственно связанные с изучением природы, природных явлений. Примеры таких профессий – эколог, метеоролог, лесничий, биолог, биотехнолог-теоретик и др.
•«Человек – Техника». К этой категории относят профессии, связанные с эксплуатацией технических средств, механик, водитель любого транспортного средства, оператор станков и др.
•«Человек – Знаковая система». Примером профессии этой категории может быть чертежник, программист, математик и другие.
•«Человек – Художественный образ». К этой категории относят творческие профессии – художник, композитор, писатель.
•«Человек – Человек». Эта категория профессий характеризуется деятельностью, связанной непосредственно с взаимодействием человека с человеком. Например, преподаватель, педагог, врач, администратор, социолог.
2. По целям, которые преследует человек в своей трудовой деятельности, различают три категории профессий:
•преобразующие – строитель, каменотес, станочник и др.;
•диагностические – эксперт, аудитор, ревизор;
•изыскательские – научный работник, геолог.
3. По средствам труда профессии делят:
• на профессии с доминирующим ручным трудом – грузчики, дворники, представители народных промыслов;
• с механизированным трудом – водители транспортных средств, обработчики материалов на станках, крановщики и др.;
• с автоматизированным трудом– операторы производственных процессов.
4. По условиям работы различают профессии:
•с комфортным микроклиматом – административные работники, преподаватели, офис-менеджеры, продавцы магазинов и др.;
21
•со стандартными внешними условиями (люди, занятые работой вне помещений) – работники на буровых вышках, постовая служба, дворники и др.;
•с нестандартными внешними условиями – космонавт, водолаз, пожарный, моряк и др.
5. По степени самостоятельности выполняемой работы различают:
• профессии с регламентируемой деятельностью – работники поточного производства;
• с шаблонным исполнительским трудом – машинистка, наборщик и др.;
• с самостоятельным трудом – преподаватель, конструктор и др.;
• со свободным творческим трудом – художник, изобретатель, ученый.
6. По характеру требований к психофизическим особенностям человека
различают профессии:
• где каждый здоровый человек может успешно выполнять должностные обязанности – грузчик, дворник, вахтер;
• где не каждый человек может работать эффективно – экономист, программист, менеджер;
• предъявляющие специфические требования к человеку – художник, музыкант, изобретатель, ученый.
7. По степени подготовки различают профессии:
•требующие длительной дорогостоящей подготовки – специалисты с высшим образованием;
•требующие менее длительной подготовки – бакалавры;
•специалисты со средним специальным образованием и не требующие специальной подготовки – вахтер, дворник, грузчик и др.
По необходимости сочетания у работника нескольких профессиональных качеств профессии подразделяют на широкопрофильные – инженер и узкопрофильные – работник, выполняющий ограниченное число операций, врачпедиатор и др.
Профессия может одновременно относиться к нескольким типам. Так, профессия бакалавра по направлению «Биотехнология» с профилем «Пищевая биотехнология» относится к типам «Человек – Человек», «Человек – Знаковая система» и «Человек – Техника». Данный специалист должен обладать развитым творческим мышлением и воображением; уметь переключать и концентрировать внимание на первостепенные вопросы; обладать наблюдательностью, координацией действий, иметь хорошее зрительное и слуховое восприятие.
Выпускник вуза с квалификацией «бакалавр» по направлению «Биотехнология» также в полной мере относится в полной мере к типу «Человек – Знаковая система», так как вплотную связан с переработкой информации. Он дол-
22
жен обладать хорошей оперативной и механической памятью, иметь способность к длительной концентрации внимания на знаковом событии, точно воспринимать и уметь совмещать условные знаки с реальными объектами, обладать усидчивостью, терпением и логическим мышлением. Помимо развитых технических способностей, позволяющих бакалавру успешно проектировать, создавать, изготавливать и экспериментировать пищевые объекты, он должен обладать качествами специалиста, относящегося к профессии типа «Человек – Человек», так как для достижения положительных результатов своей профессиональной деятельности он опирается на коллектив единомышленников и помощников.
Пригодность к той или иной профессии решает каждый молодой человек после окончания общеобразовательной школы. Существуют понятия: профори-
ентация, профессиональная пригодность, профессиональный выбор. Известны различные теории выбора профессиональных предпочтений.
По мнению таких известных ученых, как З. Фрейд, А. Адлер, К. Хорн, являющихся основоположниками психодинамической теории профессионального развития личности, профориентация индивида складывается в раннем детстве и связывается с проявлением структуры бессознательных потребностей и мотивов, а также смещением энергии основных влечений человека.
В теории противоположного пола Э. Берна процесс выбора профессии, т. е. профессиональная пригодность, определяется сценарием, который сформирован в раннем детстве у ребенка родителем противоположного пола. По выражению этого ученого: «Если мать говорит детям, что они окажутся в сумасшедшем доме, то это так и случается. Только девочки чаще всего становятся пациентками, а мальчики – психиатрами».
Д. Сьюпера предложил теорию индивидуальных профессиональных пред-
почтений профессионального развития, которая рассматривается, как попытка индивида осуществлять теорию «Я – концепция». Так, если одни студенты технического вуза воспринимают профессию бакалавра-биотехнолога, как дающую возможность реализовать свой творческий потенциал, другие – как возможность практической реализации полученных знаний, а третьи – как престижную профессию, то каждый из них предполагает принять на себя определенную роль в профессии биотехнолога с сохранением собственных ценностей.
Э. Гинсбург в своей теории компромиссов с реальностью исходит из того, что выбор профессии – процесс развивающийся, требующий длительного времени. Многие люди по тем или иным причинам вынуждены менять свои профессии в течение жизни. Существует категория людей, добровольно меняющих свою профессию из-за особенностей личности.
По мнению Е.А. Климова, можно выделить восемь основных факторов, определяющих профессиональный выбор человека. К ним относятся: 1) позиции старших, семьи; 2) позиции сверстников; 3) позиции школьного педагогического коллектива; 4) профессиональные личные и жизненные планы; 5) способности и их проявления; 6) притязания на общественное признание; 7) информированность о той или иной профессиональной деятельности; 8) склонности.
23
При этом на протяжении своего жизненного пути человек проходит семь фаз становления и развития профессионала: 1-я фаза – период выбора профессии; 2-я фаза – период профессиональной подготовки; 3-я фаза – период привыкания молодого специалиста к работе; 4-я фаза – период квалифицированного выполнения специалистом профессиональных функций; 5-я фаза – период универсализации в профессиональной деятельности, получение формальных подтверждений квалификации; 6-я фаза – период приобретения авторитета благодаря умению квалифицированно выполнять профессиональные задачи, организовывать работу коллектива; 7-я фаза – период наставничества, когда высокий профессиональный уровень и авторитет приводят к появлению учеников, последователей для передачи опыта.
Д. Сьюпер разделил профессиональный путь человек на пять этапов и связал их с возрастом:
•1-й этап – рост (от рождения до 14 лет);
•2-й этап – исследование (от 15 до 24 лет);
•3-й этап – упрочение карьеры (от 25 до 44 лет);
•4-й этап – сохранение достигнутого (от 45 до 64 лет);
•5-й этап – спад (после 65 лет).
Хейвигхерст считает, что человек проходит следующие этапы профессионального пути:
•1-й – идентификация с работником (от 5 до 10 лет);
•2-й – приобретение основных трудовых навыков и трудолюбия (от 10 до 15 лет);
•3-й – приобретение конкретной профессиональной идентичности (от
15 до 25 лет);
•4-й – становление профессионала (от 25 до 40 лет);
•5-й – работа на благо общества (от 40 до 70 лет);
•6-й – размышление о продуктивном периоде профессиональной деятельности (после 70 лет).
Очевидно, что наиболее интенсивно профессиональное становление личности происходит в период от 25 до 45 лет; от 45 до 64 лет по Сьюперу и от 40 до 70 лет по Хейвигхерсту, т. е. человек, как уже сложившийся профессионал, наиболее плодотворно работает на благо общества.
В последние десятилетия наблюдается размывание границ этапов, периодов, фаз, сближение и в определенной степени некоторое дублирование их содержания в связи с бурным научно-техническим прогрессом, увеличением доли наукоемких производств, необходимостью постоянного самообразования, повышения квалификации и переподготовки специалистов в течение всей профессиональной деятельности.
24
Виды профессиональной деятельности выпускника по направлению подготовки «Биотехнология»
В соответствии с квалификационными требованиями ФГОС по направлению 240700 «Биотехнология» к специалисту с высшим техническим образованием его деятельность подразделяют на следующие виды:
производственно-технологическая: организация технологического про-
цесса производства продукции (контроль качества сырья, процесса производства, подбор оборудования, контроль качества готовой продукции), должности: оператор, контролер, химик, мастер, технолог, начальник цеха;
проектная: разработка новых видов продукции, стандартов, оборудования, процессов, объектов, создание и испытание опытных образцов, разработка проектно-конструкторской технической документации; должности: технолог по новым видам продукции, стандартизатор, конструктор, химик-испытатель;
научно-исследовательская: изучение технохимических свойств сырья, создание технологий новых видов продукции, изучение функциональных особенностей сырья и продукции, изучение функциональных особенностей сырья и продукции на его основе (пищевой, лечебно-профилактической, технической); должности: инженер-исследователь, научный сотрудник, руководитель группы, сектора, заведующий лабораторией;
организационно-управленческая: организация работы коллектива исполнителей (лаборатория, участок, бригада, смена, цех, предприятие), анализ эффективности производства, организационной структуры предприятия, принятие управленческих решений; должности: менеджер, мастер, технолог, начальник цеха, директор предприятия.
Следует отметить, что на практике нередко талантливые бакалавры сочетают в одном лице и изобретателя, и ученого, и конструктора, и технолога, и организатора производства.
Отличительной особенностью современной профессиональной деятельности является значительное усложнение объектов и систем, что ведет к разделению труда в сфере создания, эксплуатации и утилизации технических объектов. Результат этих процессов – узкая специализация в одном из видов профессиональной деятельности. Однако квалифицированный специалист должен хорошо представлять себе и смежные виды профессиональной деятельности.
Разные виды деятельности предъявляют различные требования к профессионально значимым качествам специалистов. В настоящее время к таким качествам относятся не только базовые профессиональные знания, но и личностные характеристики, а также коммуникабельность.
Профессиональные задачи, входящие в квалификационные требования к выпускникам направления «Биотехнология», отличаются сложностью и многообразием. Главным образом это связано со спецификой работы. По классификации профессиональной деятельности профессия «биотехнолог» относится к профессиям типа: «Человек-Техника», «Человек-Знаковая система», «ЧеловекЧеловек»; по целям – к преобразующим; по средствам труда – к профессиям с механизированным и автоматизированным трудом; по степени самостоятельно-
25
сти – к профессиям самостоятельного труда; по характеру требований к психофизическим особенностям человека – к профессиям, где не каждый человек может трудиться эффективно, а по условиям работы – к профессиям со стандартными внешними условиями (традиционные предприятия) и с нестандартными внешними условиями (лаборатория новых видов продукции, участки с повышенной психофизической нагрузкой, микробиологические лаборатории и биоцеха и др.).
Кроме того, сложность профессиональной деятельности бакалаврабиотехнолога пищевой промышленности обусловлена характером сырья, которое используют в пищевой промышленности. В настоящее время для производства только рыбной продукции, например, используют более 60 видов рыб океанического промысла и внутренних водоемов. При этом только из поступающего на обработку рыбного сырья изготовляют более 2 тыс. различных рыбных пищевых, технических продуктов, а также продукцию лечебнопрофилактического назначения. Для разделки морепродуктов и последующей их обработки применяют более 1500 наименований машин, аппаратов, линий, систем.
Для решения многопрофильных, сложных задач, стоящих перед биотехнологом, требуется хорошая фундаментальная подготовка, формирование системы теоретических знаний и практических умений и навыков в профессиональной сфере деятельности.
По этой причине образовательная программа направления «Биотехнология» включает более 40 дисциплин математического и естественно-научного, гуманитарного, социального, экономического и профессионального циклов, лекционные и лабораторные занятия, учебную, производственную и преддипломную практики, курсовое проектирование, выполнение выпускной квалификационной работы.
Вопросы для самопроверки:
1)По каким критериям можно классифицировать профессии? Приведите примеры.
2)Какие вы знаете теории выбора профессиональных предпочтений?
3)В чем сущность теории Е.А. Климова?
4)Какие этапы профессионального пути выделяли Сьюпер и Хейвигхерт?
5)Назовите виды профессиональной деятельности выпускника по направлению 240700 «Биотехнология».
6)Охарактеризуйте признаки и критерии профессии биотехнолога.
7)Опишите перспективы профессиональной занятости биотехнолога.
26
