Transcript Zpracování zemědělských produktů

25.11.2013 Brno
Luděk Hřivna
Ústav technologie potravin
KONCEPCE PEDAGOGICKÉ A
VĚDECKOVÝZKUMNÉ ČINNOSTI
OBORU TECHNOLOGIE POTRAVIN
Zaměřeno na technologie rostlinných produktů
Koncepce
• Pedagogická činnost
• Vědeckovýzkumná činnost
• Spolupráce s praxí
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
Historie potravinářství na
univerzitě
Zřízení VŠZ v Brně 1919 – počátek zemědělského a
potravinářského vzdělání na Moravě
r.1919 prof. Václav Vilikovský předmět „Zemědělský
průmysl“
r. 1948 – 1952 technologický odbor na VŠZ - prof.
Bohumil Hošpes – lihovarnictví a škrobárenství
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
Historie potravinářství na
univerzitě
-1992 – 1993 – potravinářský obor
Ústav technologie zemědělských produktů
prof. Ivo Ingr
prof. Stanislav Gajdůšek
prof. František Dudáš
doc. Miloš Pelikán
-od 1995 – obor Technologie potravin
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
Současná výuka na
MENDELU
• Bakalářské studium:
program „Chemie a technologie potravin“
obor: „Technologie potravin“
• Magisterské studium:
program „Chemie a technologie potravin“
obor: „Technologie potravin“
„Jakost a zdravotní nezávadnost
potravin“
„ Ekotrofologie “
• Doktorské studium:
program „Chemie a technologie potravin“
obor: „Vlastnosti a zpracování
zemědělských materiálů a produktů“
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
Současná výuka na
MENDELU
- profil absolventa
Bakalářský studijní obor „Technologie potravin“
 znalosti:
základy předmětů všeobecného zaměření (chemie, biologie,
matematika, fyzika), zemědělské produkce
teoretické základy potravinářských technologií (technologie
cereálií, sacharidů, kvasné technologie, technologie tuků,
technologie masa, drůbežářského průmyslu, mlékárenské
technologie, konzervace potravin)
základy mikrobiologie, senzorická analýza, hygiena potravin,
potravinářská legislativa, základy podnikové ekonomiky
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
Současná výuka na
MENDELU
- profil absolventa
Bakalářský studijní obor „Technologie potravin“
 uplatnění:
zemědělské i zpracovatelské podniky, orgány státní správy,
kontrolní orgány, obchod, logistika,
poradenství, vlastní
podnikatelská činnost
Pivovary, lihovary, sladovny, nápojový průmysl, cukrovinkářský průmysl apod.
Uplatnění v nižším a středním managementu firem
Magisterské studium:
40-50%
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
Současná výuka na
MENDELU
- profil absolventa – NMgr. studium
Technologie
potravin
Obor
znalosti
prvovýroba,
potravinářské
technologie,
podniková
ekonomika
Jakost a zdravotní
nezávadnost potravin
analytické,
mikrobiologické,
molekulární metody,
toxikologie potravin,
speciální hygiena
uplatnění produkce potravin zavádění, kontrola
a surovin, obchod, fungování systémů
služby
řízení jakosti (ISO) i
systému HACCP, v
poradenství
Ekotrofologie
klinická výživa,
potravinářská i
lékařská
molekulární
biologie, genetika
poradenství
v oblasti výživy,
výroba potravin
nového typu, z
GMO, funkčních
potravin, pro
zvláštní výživu
Uplatnění ve středním i vyšším managementu firem
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
výuka
Výuka
v předmětech s garancí předmětu
Bakalářské studium
Technologie sacharidů, AF, povinný, 2/2
Technologie kvasného průmyslu, AF, povinný, 2/2
Pivovarnictví, volitelný, 2/2
Další výuka
Magisterské studium
Výroba a jakost rostlinných produktů
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
výuka
Výuka
v předmětech s garancí předmětu
doktorské studium
Kvalita rostlinných produktů
Potraviny rostlinného původu
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
výuka
Vedení závěrečných prací
16 Ph.D. studentů,
6 ukončených ,
2 obhajoba, 2 rozpracováno,
5 noví,
1 zahraniční
Výuka Almaty University
79 DP, 21 BP ukončených .
Сырье для производства пива, и их определение
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
výuka
Členství v oborové radě doktorského studijního
programu
Speciální produkce rostlinná – „Special Crop Science“
FAPPZ ČZU Praha
Obecná produkce rostlinná – „P 4102 Fytotechnika“ AF
MENDELU
Chemie a technologie potravin – „P2901 Vlastnosti a
zpracování zemědělských materiálů a produktů“
AF
MENDELU
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
Spolupráce s výrobními podniky
- exkurze
- řešení BP, DP, DisP
rok
- rámcové smlouvy
počet
2003
11
2004
17
2005
4
2006
12
2007
8
2008
5
2009
5
2010
3
2011
7
2012
14
2013
4
90
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
Exkurze
Pivovar Litovel
Škrobárna Batelov
Cukrovar Hrušovany nad Jevišovkou
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
SFINX Holešov
Škrobárna Pelhřimov
Cukrovar Vrbátky, a.s.
Exkurze
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
Začlenění pavilonu M do výuky
Minulost
M
N
N
Současnost
ÚTP
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
Bc. studium
Začlenění poloprovozů do výuky
Technologie sacharidů
Technologie kvasného průmyslu
Hodnocení zemědělských produktů
Technologie cereálií
Technologie tuků
NMgr. studium
Volitelné předměty
Výroba a jakost rostlinných produktů
Pivovarnictví
Cukrářské technologie
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
Začlenění poloprovozů do výuky a výzkumu
Ph.D. studium r. 2013-16
• Změny vlastností chleba, pečiva a těstovin po přídavku netradičních surovin
• Výroba žitného a speciálního chleba a pečiva při uplatnění žitných kvasů
• Možnosti regulace technologické kvality zrna sladovnického ječmene a jeho
využití při výrobě sladu a piva
IGA r. 2014
1) Možnosti zvýšení sladovnické kvality zrna ječmene řízenou výživou, aplikací
elicitorů a podpůrných látek v průběhu vegetace
2) Možnosti využití „barevných“ pšenic v potravinářských technologiích
3) Vliv teploty skladování a způsobu výroby čokoládových cukrovinek na
vznik a vývoj tukového výkvětu
Setkání u příležitosti zahájení
provozu technologického parku
Začlenění poloprovozů do výuky a výzkumu
Ústavu technologie potravin Mendelovy univerzity v Brně
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
19. 9. 2013
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
Inovace
V rámci projektů OPVK příprava a realizace e-learningových podpor
CZ.1.07/2.2.00/28.0020: Inovace studijních programů AF MENDELU směrem k
internacionalizaci studia
e-lerningové podpory:
Technologie výroby cukru
Technologie výroby čokoládových a nečokoládových cukrovinek
Technologie výroby sladu a piva
CZ.1.07/2.2.00/28.0302: Inovace studijních programů AF a ZF MENDELU směřující
k vytvoření mezioborové integrace
e-lerningové podpory:
Vady čokolády
Pracovní postupy
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
Inovace
Knižní publikace
Příprava nových předmětů
Výroba čokoládových a nečokoládových cukrovinek
Výroba aperitivů a digestivů
PEDAGOGICKÁ ČINNOST
Podpora uplatnitelnosti
•Prohlubovat spolupráci s výrobními podniky – potencionálními
zaměstnavateli absolventů
•Rozšířit
výuku
praktických
cvičení
v
poloprovozních
technologiích s cílem získání vlastní praktické zkušenosti
•Připravit kurzy pro studenty i potenciální zájemce k prohloubení
praktických i teoretických znalostí (výroba piva, home brewing,
výroba pivních speciálů, cukrářská výroba apod.)
•Akreditace senzorické laboratoře pro
hodnotitelů – získání osvědčení certifikátu
zkoušení
schopností
•Výroba vlastních výrobků – účast na regionálních soutěžích
•Stáže v podnicích, řešení BP, DP a DisP
•Zahraniční stáže a studium v rámci programu Erasmus
•podporovat výzkumné činnosti v rámci doktorských studijních
programů, lepší uplatnitelnost (MSCA, ITN)
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
Testované plodiny: Vytrvalé kultury – jabloně
Agrotechnika a kvalita
Disertační práce
Polní plodiny
Pšenice
Ječmen
Cukrovka
Řepka
Mák
Kukuřice
Čekanka
Zelenina (cibule, česnek)
Testování přípravků
zlepšujících výživný
stav plodin s
dopadem na výnos a
kvalitu produkce.
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
Řešené projekty
Projekty NAZV
QE 1105 - Inovace pěstitelských technologií ječmene jarního zaměřené na
dosažení sladovnické jakosti ječmene (r.2001-2004)
Byl potvrzen významný vliv předplodiny jak na výnos a kvalitu zrna, tak na výživný
stav rostlin. Úbytek ploch tzv. dobrých předplodin lze považovat za jeden
z limitujících faktorů pěstování sladovnického ječmene v ČR.
1GT 1262 - Optimalizace pěstitelských technologií řepky se zřetelem na
rentabilitu, stabilitu soustav hospodaření a konkurenceschopnost na světových
trzích (r.2001-2004)
Čerpání živin porostem řepky (kg.ha-1)
N
P
195-496
18-84,4
K
Ca
Mg
S
149-507 117-400 17,2-47,9 28-130
B
Zn
107-442 152-518
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
Řešené projekty
1G 58038 - Inovace pěstitelských technologií sladovnického ječmene vývojem
diagnostických metod pro vyhodnocení struktury porostu, zdravotního a
výživného stavu (r.2005-2009)
Název aktivity: Založení maloparcelních pokusů pro hodnocení vlivu
aplikace síry při základním hnojení a dusíku během vegetace na příjem živin,
tvorbu biomasy sušiny, výnosotvorných prvků a kvality zrna
Disertační práce
Kvalita sladovnického ječmene a sladu po diferencované výživě dusíkem a sírou
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
Řešené projekty
Projekty rozvojové spolupráce
Projekt rozvojové spolupráce s Mongolskem „Obnovení rostlinné výroby
v semiaridních oblastech severní Gobi“ (r. 2006-2009)
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
Řešené projekty
Výzkumná centra
1M 0570 Pro studium obsahových látek ječmene a chmele (2005-2011)
1.etapa
Pokusy 2005-2009
1. Stanovení dynamiky růstu rostlin po aplikaci
síry.
2. Stanovení vlivu síry v kombinaci s N-výživou
na chemické složení zrna a obsah bílkovin.
Stanovení technologické jakosti zrna.
3. Stanovení obsahu DMS a PDMS ve sladu po
aplikaci síry.
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
Řešené projekty
4,5
4,0
SAM
SA
K
DMS
3,0
11
2,5
10
SAM
SA
K
2,0
9
1,5
8
-1
P DMS (mg.kg )
DMS-volný (mg.kg
-1
)
3,5
1,0
1
2
3
varianta
7
6
7
6
5
4
PDMS
3
2
1
2
3
varianta
6
7
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
2.etapa
Řešené projekty
Pokusy 2010-2011
Aktivita 1
•Stanovení vlivu hnojení dusíkem, sírou a zinkem na dynamiku růstu,
tvorbu výnosotvoných prvků a výnos sladařsky využitelného zrna odrůd
ječmene vhodných k výrobě piva českého typu.
•Aplikace síry zvyšovala v průměru variant výnos zrna
ječmene a jeho škrobnatost.
•Po aplikaci síry rostl i obsah bílkovin.
•Nejvyšší obsah škrobu v zrnu vykazovaly odrůdy vhodné pro
výrobu piva českého typu.
•Foliární aplikace Zn průkazně neovlivnila výnos a sledované
kvalitativní parametry zrna ječmene jarního.
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
Řešené projekty
Parametry sladu
Stupeň domočení
Relativní extrakt
46,5
+S
44
-S
46,0
Diastatická mohutnost
480
-S
+S
+S
-S
460
43
440
45,5
42
rel.extrakt 45 oC (%)
domočení (%)
44,5
44,0
Diast.mohut. (jW K )
420
45,0
41
40
400
380
360
39
43,5
340
38
43,0
320
42,5
1
2
3
4
5
6
7
8
varianta
9
10
11
12
13
37
300
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1
2
3
4
5
6
varianta
vyšší enzymatická aktivita zrna
7
8
varianta
9
10
11
12
13
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
Řešené projekty
Aktivita 2
•Stanovit dynamiku změn extraktivních látek zrna a
během sladování a rmutování
jejich přeměny
Obsah sledovaných sacharidů v kongresní sladině jednotlivých odrůd
odrůda ječmene
sledované sacharidy ve sladině / g/100 ml
oligosacharidy
maltotrióza
maltóza
glukóza
fruktóza
celkem
odrůdy
vhodné pro
České pivo
Bojos
1,54
1,71
2,61
1,81
0,3
7,97
Aksamit
1,42
1,89
2,58
1,79
0,31
7,99
Radegast
1,53
1,46
2,51
1,75
0,33
7,58
odrůdy
méně
vhodné pro
České pivo
Jersey
1,24
1,41
3,04
2,24
0,28
8,21
Prestige
1,27
1,34
2,94
2,18
0,32
8,05
Sebastian
1,31
1,38
2,87
2,27
0,26
8,09
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
Řešené projekty
Aktivita 3
•Vyhodnotit interakce mezi chemickým složením rostlin, zrnem ječmene,
ukazateli jakosti sladu a složením sladiny.
Vliv hnojení dusíkem a sírou na obsah bílkovin v zrnu ječmene
Interakce
bílkoviny x obsah N (DC24)
bílkoviny x obsah N (DC65)
bílkoviny x obsah S (DC24)
bílkoviny x obsah S (DC65)
bílkoviny x škrob
Korelační koef.
r = - 0,602**
r = 0,608**
r = - 0,446**
r = 0,540**
r = - 0,503**
Rovnice regrese
y = 8,9749 - 0,4009*x
y = -0,3746 + 0,1779*x
y = 0,5993 - 0,0235*x
y = -0,0399 + 0,0197*x
y = 71,696 - 0,7298*x
Vliv velikosti zrna ječmene na jeho kvalitu
Interakce
2,8 mm x 2,5 mm
2,8 mm x škrob
2,8 mm x bílkoviny
Korelační koeficient Rovnice regrese
r = -0,900**
y = 65,6755 - 0,5445*x
r = 0,669**
y = 61,7269 + 0,044*x
r = -0,543**
y = 11,9737 - 0,0247*x
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
Řešené projekty
Projekty IGA
Garant IGA : IP20/2010, IP21/2010, IP16/2011, IP9/2012, 11/2012,
7/2013, 19/2013
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
TE02000177
r. 2014-2019
Příležitosti a další
výzkum
Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a.s.
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Biomedica, spol. s r.o.
Agrotest fyto, s.r.o.
Chmelařský institut s.r.o.
Centrum pro inovativní využití PIVOaPraha,
posílení
spol. s r.o.
konkurenceschopnosti českých
pivovarských
PRO-BIO, obchodní společnost s r.o.
surovin a výrobků
RADANAL s.r.o.
SEMIX PLUSO, spol. s r.o.
•Užití a testování látek, které regulují velikost
a a.s.
chemické
SurfaceTreat
složení zrna.
Plzeňský Prazdroj, a. s.
Sladovna
BERNARD, a.s.
•Využití odpadů z výroby mladiny pro
fortifikaci
SLADOVNY SOUFFLET ČR, a.s.
cereálních výrobků
Raven Trading s.r.o.
•Uplatnění speciálních sladů ve výrobě
potravin
BODIT
TACHOV s.r.o.
EXTRUDO Bečice s.r.o.
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
TAČR Alfa
Příležitosti a další
výzkum
připravujeme
Progresivní inovace v potravinářském průmyslu
Vývoj nových sladů a technologií jejich výroby a použití
z moderních odrůd ječmene a pšenice
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
Příležitosti a další
výzkum
Bílkovinný komplex zrna ječmene
gluteliny
(54,5 %)
HMW
globuliny
(8,4 %)
LMW
S:rich
γ-hordeiny
prolaminy
(25 %)
S:rich
B-hordeiny
(80 %)
albuminy
(12,1 %)
S:poor
HMW
C-hordeiny
D-hordeiny
Hodnocení dynamiky změn bílkovinného spektra
ječmene
během luštění zrna a pivovarském
využití sladu
Protein
Z (5 %)
Příležitosti a další
výzkum
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
Tvorba sušiny bulev a ukládání živin v bulvách cukrovky v
průběhu vegetace
100%
90%
80%
čerpání
70%
1,5
1,9
50%
2
40%
0,9
30%
3,4
10%
0%
3,5
17,3
4
60%
20%
29,2
9,5
26,3
20,7
2,3
36,7
3,3
13,4
1,2
15,6
sušina
(16,9t)
N
(161,5kg)
10,5
9,3
1,2
3,1
3
0,39
0,17
2,3
1,4
30,8
1,33
0,4
20,2
2
2
2,1
35,5
4,1
1,2
0,9
1
2,3
2,9
24,9
P
(18,9kg)
K
(122,3kg)
5,1
27.6.
11.7.
18.7.
3,4
2,1
2,4
1,8
Ca
(28kg)
Mg
(23,4kg)
28.7.
1,17
0,88
0,35
0,64
2,31
4,7
2,3
0,97
1,1
Na
(6,48kg)
termín odběru
15.6.
0,19
S
(7,57kg)
Tvorba sušiny a čerpání mikroživin v průběhu vegetace
100%
25.8.
8.9.
24.9.
4
1,50
58
2,31
213
80%
53
158
2,15
1,38
44
154
4,43
72
4,00
4
6
60%
40%
20%
0%
1915
147
19
406
55
1790
102
121
2,95
90
3,01
17
265
1506
180
28
0,06
Sušina
(21,79 t)
30
209
1907
4
1
4
Mn (1051g)
Cu (105g)
Zn (575g)
2
B (319g)
138
10
Fe (6173g)
termín odběru
21.5.
15.6.
27.6.
11.7.
18.7.
28.7.
25.8.
8.9.
24.9.
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
realita a budoucnost
Dynamika změn kvality cukrovky po mimokořenové výživě
a aplikaci pomocných rostlinných přípravků
Regulace technologické kvality cukrovky při uplatnění
pomocných látek
-0.42
1
2
3
4
-0.44
-0.46
-0.48
-0.5
-0.52
-0.54
-0.4798
-0.5137
-0.5356
-0.56
-0.58
-0.5755
-0.6
Vztah mezi hmotností chrástu a digescí
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
Příležitosti a další
výzkum
•Vliv podmínek skladování a způsobu výroby čokoládových
cukrovinek na vznik a vývoj tukového a cukerného výkvětu
VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST
Horizon 2020
priority
Výzkum a jeho
financování
excelence
Průmyslový výzkum
?
Společenské výzvy
1)zdraví a kvalita života,
2)udržitelné zemědělství a potravinářství
NAZV, GAČR, TAČR, FRVŠ, inovační vouchery….
Dofinancování projektů ?
SPOLUPRÁCE S PRAXÍ
Regionální potravina
SPOLUPRÁCE S PRAXÍ - Flexibilita
Oblasti
• Hodnocení vlivu agrotechniky na kvalitu
produkce
• Užitné vzory, metodiky, nové receptury,
testování zlepšujících přípravků
• Hodnocení kvality potravin
• Stanovení metanolu - spolupráce s JMK a
Záchrannou službou města Brna
• Doplňková činnost
22 projektů (2003-2013)
SPOLUPRÁCE S PRAXÍ
Polní dny, metodiky, užitné vzory
ZÁVĚR
Děkuji za pozornost