Учебно-исследовательский проект "Лаборатория на кухне. Молоко" (5-7 класс)

Управление образования Администрации  г. Екатеринбурга Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №200 с углубленным изучением отдельных предметов  г. Екатеринбурга Лаборатория на кухне.  Молоко.  Исполнитель: Домнина Дарья Александровна, ученица 6 А класса Руководитель: Матвеева Ирина Альбертовна,  Магистр педагогики, учитель химии высшей квалификационной категории                Екатеринбург, 2015 1 научно-исследовательский проектСОДЕРЖАНИЕ 1. Введение. Молоко и его свойства…………………………….3 2. Лаборатория на кухне. Исследуем молоко (опыты 1­7)…….4 3. Результаты исследования и их описание…………………11­12 4. Ответы на вопросы…………………………………………….14 5. Заключение……………………………………………………..16 6. Используемая литература………………………………………. ………………16 2 научно-исследовательский проектВведение. Молоко и его свойства Молоко   –   это   жидкость,   вырабатываемая   молочными   железами   человеком   и   млекопитающих животных. Оно содержит большое количество полезных веществ необходимых для роста и развития организма.   В   молоко   входят   жиры,   белки,   витамины   и   микроэлементы.   Цвет   молока   может варьироваться от белого до желто­голубого. Это зависит от его жирности. За счет содержания лактозы оно   обладает   легким   сладковатым   вкусом.   Молоко   включает   в   своем   составе   более   100   полезных компонентов, из них около 20 сбалансированных и жирных аминокислот, лактоза, минеральные вещества. Молоко   один   из   первых   продуктов,   которое   начали   добывать   древние   поселения   людей   после одомашнивания животных. Полезные свойства молока Лечебные   свойства   молока   известны   с   давних   времен.   Его   использовали   для   выхаживания ослабленных   и   истощенных   больных,   а   также   в   комплексе   лечебных   мероприятий   при   легочных заболеваниях, туберкулезе и бронхитах. Молоко   –   это   уникальный   продукт,   в   котором   содержится   большое   разнообразие   витаминов, микроэлементов, белков, ферментов, молочных кислот. Содержащиеся в молоке, глобулины, казеин и альбумин   относятся   антибиотическим   веществам,   поэтому   молоко   обладает   бактерицидными свойствами, предотвращает развитие инфекций в организме, укрепляют иммунитет. Микроэлементы   отвечают   за   нормальное   развитие   всех   клеток   в   организме,   особенно   это отражается на здоровье волос, зубов, ногтей и кожи. Насыщенные кислоты регулируют деятельность нервной системы. В особенности молоко имеет успокаивающее действие и его рекомендуют пить перед сном в качестве профилактики бессонницы и проявлений депрессии. Лактоза отвечает за правильную работу   кишечника,   препятствует   процессам   гниения,   росту   вредной   микрофлоры.   Также   лактоза помогает лучшему усвоению кальция. Молоко   за   счет   большого   содержание   жира   и   белка   прекрасно   восстанавливает   силы   после физических   и   умственных   нагрузок. Калий, кальций и витамин   В12 благоприятно   воздействует   на деятельность   сердечно­сосудистой   системы   и   регулирует   обменные   процессы.   Заваренные   на   основе молока   лекарственные   травы   лучше   отдают   свои   полезные   вещества   и   легче   усваиваются.   Молоко зачастую используют как диетический продукт в составе диет, в частности молочной. В не зависимости от вида молока его используют при лечении простудных заболеваний, гриппа и ангины. Аминокислота лизоцим в составе молока имеет заживляющие свойства, поэтому показан при заболеваниях   ЖКТ.   Также   молоко   назначают   при   повышенной   кислотности   желудка   и   хронической изжоге. Молоко часто используют в приготовлении различного рода масок для лица. Оно питает кожу, снимает воспаление и раздражения. В кулинарии молоко используется для приготовления соусов, каш, выпечки, маринадов, коктейлей, напитков с кофе и прочих блюд. Опасные свойства молока У некоторых людей есть специфическая непереносимость лактозы и казеина. Кроме того молоко может вызвать сильнейшие аллергические реакции: зуд, сыпь, отек гортани, тошноту, вздутие живота и рвоту.  В своей работе мне бы хотелось узнать, что входит в состав молока, узнать для чего это и какую пользу (или вред) несет человеку. 3 научно-исследовательский проектЛаборатория на кухне. Исследуем молоко (опыты 1­6) Необходимые материалы: 3образца молока, пробирки, уксусная кислота(CH3COOH), медный купорос (CuSO4), раствор щелочи (NaOH),  пипетки, спиртовка, фильтрованная бумага, фильтры,  марлевые салфетки, стеклянные и  бумажные стаканы, колбы,. 1. 2. 3. Образцы молока: Кунгурское молоко 3,2% Детское молоко Тема 3,2%  Полевской фермер 3,2% 4 научно-исследовательский проект5 научно-исследовательский проектОпыт 1. Определение жира в молоке. Проведение   опыта:  На   фильтровальную   бумагу   надо   нанести   по   капле   каждого   образца молока. Когда они подсохнут, измерить линейкой диаметр каждого пятна.       6 Получен результат: Образец 1 – 24мл Образец 2 – 20мл Образец 3 – 24мл научно-исследовательский проектОпыт 2. Обнаружение белка в молоке   Проведение опыта:  В пробирку   надо налить несколько мл (миллилитров)    молока и осторожно по стенкам добавить равный объем слабого раствора медного купороса (бледно­голубого цвета) и немного раствора щелочи и перемешать. Получен результат: Образец 1 – появление фиолетового цвета Образец 2 – отсутствие фиолетового цвета Образец 3 – незначительные вкрапления фиолетового цвета 7 научно-исследовательский проектОпыт  3. Определение наличия казеина в молоке. Проведение опыта:  Налить в стаканчик молока добавить  уксусной кислоты (9%),  или несколько  капель уксусной эссенции, перемешать. Получен результат: Образец 1 – виден отчетливо, крупными хлопьями Образец 2 – частично виден Образец 3 – виден отчетливо, крупными хлопьями 8 научно-исследовательский проект9 научно-исследовательский проектОпыт 4. Получение молочной сыворотки. Проведение опыта:  Когда образуется осадок казеина, то в жидкой части – сыворотке остаются другие белки   и   лактоза.   Чтобы   получить   сыворотку   надо   отфильтровать   осадок.   Для   этого   надо   взять маленький стакан. Поместить в него воронку. В нее положить фильтр из нескольких слоев марли или бинта и вылить на воронку молоко с образовавшимся творогом. Творог (казеин) останется на фильтре, а сыворотка в стакане. Получен результат: Образец 1 – белая, прозрачная сыворотка Образец 2 – мутноватая сыворотка Образец 3 – белая сыворотка, неоднородного цвета 10 научно-исследовательский проектОпыт 5. Обнаружение белка в сыворотке. Проведение  опыта:   К   нескольким   мл   сыворотки   добавить   раствор   медного   купороса   и   щелочь   и перемешать. Получен результат: Образец 1 – слабо фиолетовый цвет сыворотки Образец 2 – бирюзовый цвет сыворотки Образец 3 – бирюзовая сыворотка с мелкими вкраплениями фиолетового цвета 11 научно-исследовательский проектОпыт 6 . Обнаружение углеводов в молоке. Проведение опыта:  Немного сыворотки надо налить в чашку или блюдечко, которое можно нагревать на   огне,   и   выпарить   жидкость.   После   испарения   жидкости   сыворотка   обугливается   и   появляется сладкий запах, похожий на запах жженого сахара.  Получен результат: Образец 1 – углеводы обнаружены 12 научно-исследовательский проектОбразец 2 – углеводы обнаружены Образец 3 – углеводы обнаружены Результаты исследования и их описание Сводная таблица по результатам опытов (1­6) Цвет молока Запах молока Образец №1 желтоватый Образец №2 Образец №3 белый Светло­кремовый свеженький кисловатый Запах свежескошенного сена Вкус молока Вкус теплого молока сладковатый солоновато­терпкий 24 мл 20мл 24 мл  Диаметр пятна   жира Цвет при реакции  на белок Удалось ли  получить осадок  казеина Цвет сыворотки Удалось ли  обнаружить  углеводы Удалось ли  обнаружить белок в сыворотке. Да (слабо­ фиолетовый оттенок) Фиолетовое Бирюзовый да частично Белый и прозрачный мутноватый да Да цвет жжённого сахара более насыщенного по сравнению с другими  образцами нет Бирюзовый с вкраплениями фиолетового да Белый неоднородный да Нет (бирюзовый с мелкими вкраплениями) 13 научно-исследовательский проектРезультат опыта 7. Симпатические чернила ­ жидкости, которые при написании не оставляют на бумаге   никакого   цветного   следа.   Текст   можно   будет   прочитать   только   после   особой   обработки   – нагрева  или смачивания определенным веществом.     14 научно-исследовательский проектОписание полученных результатов по опытам 1­7. Опыт 1.  Получен результат: Образец 1 – 24м, Образец 2 – 20мл, Образец 3 – 24мл.  Жир молока усваивается организмом человека на 96­97%. В его состав входит более 20 жирных кислот,   в   том   числе   и   незаменимые.   В   коровьем   молоке   обычно   содержится   3­4   %   жира.   Жир   не смешивается с водой, а в молоке этот жир не отделяется  сразу от воды, его можно увидеть, только, если молоко   долго   постоит.   Тогда   жир   всплывет   на   поверхность.   Это   и   будут   сливки.   В   молоке   жир представлен в виде жировых шариков, каждый из которых окружен белковой оболочкой, поэтому не слипаются друг с другом при столкновении. В 1 мл молока содержится 2­6 млн. жировых шариков. При приготовлении сливочного масла оболочка жировых шариков разрушается.  Жиры, содержащиеся в молоке, считаются концентрированным источником энергии. Нередко их называют основным источником энергии для организма человека в периоды физической активности. Безусловная польза       жиров заключается в том, что они обволакивают органы во время движения. ВЫВОД: По условию образцы молока содержат одинаковое количество жиров, но в ходе опыта я выяснила, что в образце №2 жиров меньше, чем в образцах №1 и №3. Опыт 2.    Получен результат: Образец 1 – появление фиолетового цвета, Образец 2 – отсутствие фиолетового цвета, Образец 3 – незначительные вкрапления фиолетового цвета, еле заметные. В молоке содержится несколько видов белков. Основной белок  ­  это казеин. Именно  из казеина образуется творог. Когда молоко свежее, все белки находятся в растворенном виде. Но если молоко прокисло, вы замечаете,  что оно стало более густым – превратилось в простоквашу. Если  ее нагреть, то выпадает осадок белка. Именно так готовят творог.  В молоке содержится три полноценных белка: казеин ­ 2,7%, альбумин ­ 0,5 и глобулин ­ 0,1%. Содержащиеся в молоке, глобулины, казеин и альбумин относятся антибиотическим веществам, поэтому молоко   обладает   бактерицидными   свойствами,   предотвращает   развитие   инфекций   в   организме, укрепляют иммунитет. ВЫВОД: Появление фиолетового цвета означает, что белки в образцах молока присутствуют. В моих образцах белок присутствовал в образцах №1 и №3. В образце №2 белок отсутствует, так как цвет остался бирюзовым. В образце №3 белок в незначительном количестве. Опыт 3.   Получен результат: Образец 1 – виден отчетливо,  крупными хлопьями,   Образец  2 – частично виден, Образец 3 – виден отчетливо, крупными хлопьями Казеин (казеиноген) является одним из основных белков молока, сыров, творога и других молочных продуктов наряду с сывороточными белками (альбумины и др.). Содержание в коровьем молоке ­ 78­ 87 % от всех белков.  ВЫВОД: В ходе опытов казеин выявился во всех образцах молока. В образце №3 казеин было видно плохо, он был мелкий. Следовательно, в образце №2 казеина незначительно. Опыт 4.   Получен результат: Образец 1 – белая, прозрачная сыворотка, Образец 2 – мутноватая сыворотка, Образец 3 – белая сыворотка, неоднородного цвета 15 научно-исследовательский проектМолочная сыворотка является побочным продуктом при производстве сыров, творога, пищевого и технического   казеина.   Молочная   сыворотка   отделяется   после   свёртывания   молока   (точнее   сказать молочного белка ­ казеина) в результате снижения pHдо 4,6 ед. под воздействием молочной кислоты, образуемой   микроорганизмами,   либо   внесённой   искусственно   любой   кислотой,   или   в   результате воздействия протеолитическими ферментами. ВЫВОД:  Под воздействием уксусной кислоты, была получена сыворотка во всех образцах молока. Различалась по цвету и объему. Опыт   5.   Получен   результат:   Образец   1   –   слабо   фиолетовый   цвет   сыворотки,   Образец   2   – бирюзовый   цвет   сыворотки,   Образец   3   –   бирюзовая   сыворотка   с   мелкими   вкраплениями фиолетового цвета Белки молочной сыворотки ­ это глобулярные белки, которые выделяют из цельной сыворотки.  биологическую   доступность,   чем   белки Считается,   что   белки   молочной   сыворотки   имеют   б льшую куриных яиц. оо ВЫВОД: Здесь я получила следующие данные: сыворотка образца №1 содержит в себе белки в незначительном количестве. В образце №2 белка не наблюдалось, в образце №3 белок был еле заметен. Опыт 6.  Получен результат: Образец 1 – углеводы обнаружены, Образец 2 – углеводы обнаружены, Образец 3 – углеводы обнаружены Углеводы   в   молоке   представлены   молочным   сахаром   ­   лактозой,   которая   хорошо   усваивается организмом, придает молоку сладковатый вкус. Углеводы в молоке – продукт глюкозы. ВЫВОД: Тут   мы доказали, что в каждом из образцов содержатся углеводы в большом количестве. Об этом говорит насыщенный цвет образцов. В образце №2 углеводов больше, чем в №1 и №3, потому что у него был самый яркий и насыщенный цвет. Опыт 7.  Результат в виде тайного письма был получен. Чернила из молока проявились только под горячим утюгом.  При  нагреве на листке проявляются углеводы, содержащиеся в молоке. А из предыдущего опыта видно, что  они имеют коричневый цвет.  ВЫВОД: Это доказывает, что молока может использоваться для тайнописи. 16 научно-исследовательский проектОтветы на вопросы 1.   Чье молоко  более питательно – собаки или коровы и почему?   ОТВЕТ: Из таблицы видно, что молоко собаки содержит белков, жиров и питательных веществ (кальций, фосфор) больше, чем молоко коровы. Также молоко собаки по энергетической ценности  превышает коровье в 2 раза!!! Из этого  следует   вывод,   что  коровье  молоко   менее  ценно  и  питательно,   чем собачье. Собака Корова Состав Влажность, %  77,2 Сухое вещество, %  22,8 8,1  Белки, % 9,8  Жиры, % 4,9  Зола,%  Лактоза, %  3,5  0,28  Кальций, %  Фосфор, %  0,22  Энергия, кДж/100 г  565   87,6 12,4  3,3  3,8  5,3  4,7  0,12  0,10  276  Мне стало интересно, и я сравнила и молоко других видов   животных,   а   также   человека.   В   таблице представлена   ценность   различных   видов   молока.   По белкам     самым   ценным   является   молоко   самки северного оленя, а также овцы. По другим белкам – также   оленя.   По   насыщенности   жирами   –   оленя, буйволицы, овцы. По углеводам (лактозе)  ­ кобылицы, человека.   По   минералам   –   оленя.   Следовательно,   из представленных   видов   молока   самым   питательным является молоко самки северного оленя, менее ценным и полезным – овцы и буйволицы. 2.  Почему  самое жирное молоко (до 40% жира)   у китов и дельфинов ОТВЕТ: Потому что им нужен подкожный жирный слой достаточный для того, чтобы они могли плавать в холодном океане. Поэтому их молоко так насыщено питательными элементами. Детеныш очень быстро растет с таким молоком и копит жировой слой, необходимый для жизни в океане. 3. Дети часто спрашивают: «Почему молоко белое, если корова ест зеленую траву?» Попробуй ответить  на этот вопрос. ОТВЕТ:   Все   составные   части   молока   поступают   в   организм   коровы   с   кормами.  Отсутствие   или недостаток   в   кормах   жиров,   белков,   углеводов,   минеральных   веществ   и   витаминов   снижает   их содержание в молоке и тем самым изменяет его химический состав. На цвет же корма не влияют, Цвет определяется содержанием в молоке белков – казеина и бетта­каротина. Они белого цвета и молоко тоже.   Зато   корм,   который   ест   корова   может   влиять   на   вкус   молока.   /Оно   может   приобретать горьковатый, солоноватый вкус. 4. Из всех ли образцов молока удалось получить осадок казеина,  то есть   творог?   ОТВЕТ: Да, все образцы дали осадок в виде казеина. 17 научно-исследовательский проект5.  Какие еще белки есть в молоке кроме казеина? ОТВЕТ: В молоке содержится три полноценных белка: казеин ­ 2,7%, альбумин ­ 0,5 и глобулин ­ 0,1%. 6.  Почему  многие люди, став взрослыми, не  могут   употреблять  молоко, так как оно вызывает у них  расстройство пищеварения? Найди ответ на это вопрос в  книгах или интернете. ОТВЕТ:   Углеводы   в   молоке –   продукт   глюкозы,   однако,   для   того,   чтобы   организм   их   усвоил,   они должны   быть переработаны тонкой кишкой. Люди, страдающие нарушением функций тонкой кишки, подвержены непереносимости лактозы. Этим людям противопоказано потребление молока и молочных продуктов. 7. Какие продукты получают из молока? ОТВЕТ: Простокваша, ряженка, кефир, сметана, масло, сыр, творог, йогурт 8. Почему симпатические чернила из молока проявляются после нагревания? ОТВЕТ: При  нагреве на листке проявляются углеводы, содержащиеся в молоке. А из опыта 7 я знаю, что они имеют коричневый цвет. 9.  Найди несколько пословиц о молоке и объясни их смысл. ОТВЕТ:  Молоко на губах не обсохло. Вот диво: черная коровка, белое молочко. Обожжешься на молоке, станешь дуть и на воду. 10.  Какие породы молочного скота  распространены в России? ОТВЕТ: В нашей стране разводится много пород крупного рогатого скота. По характеру преобладающей продуктивности   все   породы   крупного   рогатого   скота   делят   на   три   основные   группы. Молочные породы: холмогорская, тагильская, ярославская, бурая латвийская, украинская белоголовая, красная степная, кавказский горный скот, сибирский скот, бушуевская, аулиеатинская, остфризская, черно­пестрая др. Мясные   породы:   астраханская,   казахская,   белоголовая   казахская,   шортгорнская,   герефордская, абердин­апгусская. Смешанные­комбинированные   породы:   костромская,   бестужевская,   симментальская,   швицкая, красная   горбатовская,   юрниская,   курганская,   лебедннская,   красная   тамбовская,   серая   украинская, алатаусская, бурый карпатский скот н др. н     18 научно-исследовательский проектЗаключение Итак, молоко ­ уникальный по пищевой ценности и значению для организма природный продукт, непревзойденный по своей усвояемости и полезности, содержащий почти все необходимые вещества. Проведя опыты, я по­настоящему убедилась в том, что молоко – полезный и питательный продукт. В его состав входят полезные вещества, такие как казеин, жиры, углеводы, белки, лактоза. Да и просто на вкус оно очень приятное. В результате проведенных опытов я могу сделать вывод, что молоко образца №1 – самое   питательное   и   ценное.   Это   Кунгурское   молоко.   Образец   №2   оказался   самым   плохим   из представленных,   так   как   содержит   много   углеводов   и   мало   белков,   жиров.   Но   когда   я   сравнивала ценности различных видов молока, я смотрела состав женского молока и оно также содержит много углеводов   и   гораздо   меньше  белков   и   жиров.   Значит,  молоко   образца  №2   наиболее   приближено   по составу к молоку женскому, а не к коровьему. Это детское молоко Тема. Образец № 3 разочаровал. Это молоко фермерского хозяйства и я надеялась получить настоящее коровье молоко, но оно содержит гораздо меньше питательных ценностей, чем Кунгурское. Мне было приятно почувствовать себя настоящим химиком, который работает в лаборатории. От проведения опытов я получила большое удовольствие. Во мне проснулся еще больший интерес к химии. Большое спасибо моей учительнице Ирине Альбертовне! Используемая литература: 1. Гуревич А. Е., Исаев Д. А., Понтак Л. С. Введение в естественнонаучные предметы.  Естествознание. Физика. Химия. 5—6 классы. Учебник. 2. Ольга Таглина: Чудесные превращения. Увлекательные опыты по химии для детей, их родителей  и воспитателей 3. http://litrus.net/ 4. https://ru.wikipedia.org 5. http://zhivotnovodstvo.net.ru/ 6. http://www.edka.ru/food 7. http://www.grandars.ru/college/tovarovedenie/sostav­moloka.html 19 научно-исследовательский проект