Предлагаемый методический материал предназначен для занятий обучающихся, избравших в условиях профильного обучения гуманитарное направление. Материал может служить основой для разработки занятий, самостоятельных работ интегративного характера, основанных на актуализации межпредметных и внутрипредметных связей. Также материал вполне может быть использован на уроках химии в базовых классах в соответствующих темах, а также для подготовки докладов, сообщений обучающихся.
МЕТОДИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ НА ТЕМУ: «ХИМИЯ И ПИЩА»
Проблема пищи всегда была одной из самых важных проблем, стоящих
перед человеческим обществом.
Всё, кроме кислорода, человек получает для своей жизнедеятельности из
пищи. Среднее потребление ее в сутки составляет около 800 г (без воды). Это
дало право И. П. Павлову при вручении ему Нобелевской премии сказать:
«Недаром над всеми явлениями человеческой жизни господствует забота о
насущном хлебе».
Человечество в сутки потребляет более 4 млн. т пищи, а с ростом населения
ее потребление, естественно, будет возрастать. Человечество испытывало и
продолжает испытывать дефицит продуктов питания, особенно не хватает
продуктов с высоким содержанием белка. Однако простое увеличение
потребления пищи не может решить всех проблем, связанных с питанием. Оно
должно быть рациональным, соответствовать основным положениям науки о
питании, требования которой должны учитываться при разработке стратегии
развития пищевой промышленности.
Правильная организация питания требует знаний, хотя бы в самом общем
виде, о химическом составе пищевого сырья и готовых продуктов питания,
представлений о способах их получения, о превращениях, которые происходят
при их получении и при кулинарной обработке продуктов, а также сведений о
пищеварительных процессах.
Основные химические вещества пищи
Наша пища состоит из очень большого числа различных химических
веществ: белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ. Среди них
имеются соединения, которые определяют её энергетическую и биологическую
ценность, участвуют в формировании структуры, вкуса, цвета и аромата
пищевых продуктов.
Мы не можем рассмотреть подробно все химические компоненты продуктов
питания, поэтому нам нужно остановиться только на основных группах,
имеющих жизненно важное значение. Эти сведения позволят нам хоть в какойто
мере представить те сложные превращения, которые происходят в организме при
получении пищи, что позволит осмысленно подходить к своему питанию,
сохранить свое здоровье.
ХИМИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯПищеварение представляет собой очень сложный процесс, при котором
пища в пищеварительном тракте подвергается физическим и химическим
изменениям, способствующим всасыванию пищевых веществ в кровь.
Физические изменения пищи заключаются в ее измельчении,
перемешивании, образовании суспензии и эмульсии и частичном растворении.
Химические изменения связаны с рядом последовательных стадий расщепления
белков, жиров и углеводов на все более мелкие соединения. Это происходит в
результате действия пищеварительных гидролитических ферментов.
Пищеварительные ферменты делят на три основные группы: протеазы –
ферменты, расщепляющие белки; липазы – ферменты, расщепляющие жиры;
амилазы – ферменты, расщепляющие углеводы. Ферменты образуются в
специальных секреторных клетках пищеварительных желез и поступают внутрь
пищеварительного тракта вместе со слюной, желудочным соком.
Переработка пищи начинается в ротовой полости. Здесь пища измельчается
в процессе жевания и смачивается слюной, в результате чего формируется
пищевой комок. Прожеванная, смоченная слюной и ставшая более скользкой
пища в виде комка перемещается на корень языка, попадает в глотку, затем в
пищевод и в желудок. Когда пища проходит по пищеводу, то растягивает его,
при этом рефлекторно раскрывается и вход в желудок. После перехода пищи в
желудок вход в него из пищевода снова закрывается и остается закрытым до
нового поступления в пищевод из ротовой полости пищевого комка.
Пищеварение в желудке происходит несколько часов. В желудке
происходят химические изменения пищевых веществ под действием
желудочного сока, выделяемого соответствующими железами.
Чистый желудочный сок представляет собой бесцветную, прозрачную
жидкость, которая содержит соляную кислоту (0,4–0,5 %) и поэтому имеет
кислую реакцию.
Желудочный сок содержит протеазы, расщепляющие белки, и липазы,
расщепляющие жиры.
Под влиянием липазы желудочного сока жиры пищи частично
расщепляются на глицерин и жирные кислоты. Липаза действует только на
эмульгированные жиры.
В желудке продолжается частичное расщепление крахмала, начавшееся в
ротовой полости под действием ферментов слюны. Соляная кислота постепенно
проникает во внутренние слои пищевого комка, а вновь поступающая из
пищевода пища как бы вклинивается в принятую раньше.
В этих условиях во внутренних слоях пищи еще некоторое время
происходит расщепление углеводов под влиянием слюны. Обычно пища
находится в желудке 6–8 часов. Пища, богатая углеводами, эвакуируется
быстрее, чем богатая белками, жирная пища задерживается в желудке на 8–10часов. Жидкости начинают переходить в кишечник почти сразу после их
поступления в желудок.
желчи.
Содержимое желудка переходит в кишечник, когда его консистенция
становится жидкой. В двенадцатиперстной кишке пища подвергается действию
поджелудочного сока,
Поджелудочный сок очень богат
пищеварительными ферментами. В нем широко представлены ферменты,
расщепляющие белки и полипептиды: трипсин, химотрипсин, эластаза и другие.
Кроме этих ферментов в поджелудочном соке присутствуют: липаза, амилаза,
мальтаза. Клетки печени вырабатывают секреторную желчь, которая собирается
в желчном пузыре, а из него поступает в двенадцатиперстную кишку для участия
в процессе пищеварения. Желчь выполняет целый ряд функций: она резко
повышает активность липазы, эмульгирует жиры, участвует во всасывании
жирных кислот.
Вдоль всей внутренней оболочки тонкого кишечника расположены железы,
которые вырабатывают и секретируют кишечный сок. Кишечный сок
представляет собой бесцветную жидкость, мутноватую от примеси слизи и
эпителиальных клеток. Он имеет щелочную реакцию.
Первая стадия – гидролиз белков под действием пепсина – происходит в
желудке.
Вторая стадия – гидролиз полипептидов под влиянием трипсина,
химотрипсина и т. п. с образованием более мелких пептидов – происходит в
полости тонкого кишечника.
После очень сложных процессов переваривания пищевых веществ
происходит всасывание в лимфу и кровь образовавшихся низкомолекулярных
соединений: аминокислот, полученных при расщеплении белков, моносахаридов
(глюкозы, фруктозы, галактозы и др.), полученных при расщеплении углеводов,
глицерина и жирных кислот, образовавшихся при расщеплении жиров.
Подсчитано, что в кишечнике может всасываться за 1 час до 2–3 литров
жидкости, содержащей пищевые вещества.
Такие вещества, как сахар и аминокислоты, попадают в кровь воротной
вены, которая поступает в печень. В печени из различных моносахаридов
образуется глюкоза, которая затем поступает в общий кровоток.
В толстом кишечнике обитают различные микроорганизмы, которые
используют для своего питания непереваренные остатки пищи человека. Эти
микроорганизмы выделяют в полость толстых кишок продукты своей
деятельности, отравляя организм.
Затем, в результате всасывания воды, происходит постепенное формирование
каловых масс, которые накапливаются в ситовидной кишке, после чего они
выделяются из организма человека через прямую кишку.