Учебный модуль "Химия пищи"

Модуль 1   «Химический состав пищи» Темы для изучения – белки, аминокислоты, жиры, углеводы,  минеральные вещества  Цели ученика: ­Знать  строение, функции белков, жиров, углеводов,  превращение в  технологических процессах и их значение. Понятие о микро и макро  элементах, их роль  для организма человека.  ­Знать  особенности пищевых производств, основные загрязнители  окружающей среды, характерные для пищевой промышленности и  особенности природоохранной деятельности  ­Уметь решать задачи с профессиональным содержанием  Определять принадлежность веществ к различным классам органических  соединений. Цели учителя: Дидактические цели:  ­помочь обобщить и систематизировать знания спецпредметов, химии и  биологии о химическом составе пищи, о свойствах пищевых продуктов  Развивающие цели:  ­способствовать развитию умения отбирать нужную информацию из разных  источников, анализировать ее ; ­умение систематизировать и обобщать полученные знания, делать выводы  Воспитательные цели:  ­помочь учащимся осознать значение природоохранной деятельности в  пищевой промышленности;  ­помочь учащимся сформировать межпредметные  связи, умения работать в  коллективе  Методы:  словесно­наглядно­ практический (беседа с демонстрацией средств  наглядности, выполнение письменных работ,  опытов)  ­ частично­ поисковый (решение задач с профессиональным содержанием) ­ самостоятельная  работа (работа с инструктивными картами, учебниками) Средства: ­ предметные: ПСХЭ, образцы веществ, таблица растворимости , учебник,  рабочие листы, дидактический материал. ­ практические: заполнение таблицы, выполнение лабораторных работ, поиск  ответов на поставленные вопросы. ­ интеллектуальные: сравнение, обобщение, анализ. ­ эмоциональные: интерес, удовлетворение. Формы работы : модульные уроки, практические работы, компьютерная  презентация, семинар. 1 Инструктивная карта №1  Тема: «Азотсодержащие органические соединения»    У.Э.1   Цель: изучить состав и строение аминокислот Задание 1. Прочитайте внимательно текст учебника стр. 273.  Выпишите определение аминокислот. Задание 2. Ответьте на вопросы: а) Какие две функциональные группы входят в состав белков?  б) Как иначе называют аминоуксусную кислоту? Задание   3.   Запишите   пептидную   группу   атомов,   используя   рабочий   лист «Аминокислоты»  У.Э.2  Цель:   выяснить   химические   свойства   аминокислот,   области   их применения. Задание 1. Прочитайте текст учебника стр. 275­277 Ответьте на вопросы: 1. Какие свойства проявляют аминокислоты?   Задание   2.   Напишите   уравнения   химических   реакций,   подтверждающих амфотерные свойства аминокислот.   Задание 3. Напишите уравнение реакции образования дипептида из молекул аланина и валина, пользуясь рабочим листом «Аминокислоты»       Домашнее   задание:  подготовьте   сообщение   на   тему:   «Применение аминокислот в пищевой промышленности» У.Э.3  Цель: рассмотреть состав, строение и свойства белков. Задание 1. Прочитайте внимательно текст «Белки». Ответьте на вопросы:  а) Из чего состоят белки? б) Каким образом поступают белки в организм человека?  в)   Какие   аминокислоты   называют   незаменимыми?   г)   Сколько   известно незаменимых аминокислот? Задание   2.  Запишите   основные   функции   белков,   используя   плакат. Определите,   какие   функции   в   организме   человека   будут   выполнять   белки кератин, интерферон, гемоглобин, миозин. Задание   3.   Запишите   основные   структуры   белковых   молекул,   просмотрев презентацию «Строение белков». Дайте определения следующим понятиям: гидролиз, пенообразование, гидратация, денатурация (учебник стр. 288­289) У.Э.4. Цель: исследовать изменения белков при кулинарной обработке. Лабораторная работа в микрогруппах Опыт №1.   Ферментативный гидролиз белков Опыт служит моделью переваривания белков пищи. 2 Химические   реактивы:   раствор   яичного   белка   (пища)   лекарственный препарат   «Фестал»,   «Панкреатин»,   насыщенный   раствор   и   кристаллики сульфата аммония (высаливающий агент), теплая вода. Химическая посуда: пробирки, штативы для пробирок Техника выполнения опыта В  пробирку №1 (контрольная) к 1мл раствора  белка  прилейте 1 мл дистиллированной   воды.   В   пробирку   №2   к   1мл   раствора   белка прилейте 1 мл фермента. Поставьте пробирки на 20­30 мин в теплую воду при температуре 30­37оС (идет процесс переваривания). Через 30 мин в обе пробирки добавьте по 2 мл   насыщенного   раствора   сульфата   аммония   и   несколько   кристалликов этой   же   соли   (происходит   выпадение   осадка   под   действием   сульфата аммония) Наблюдения. 1.Что произошло в первой пробирке под воздействием сульфата аммония? 2.Что наблюдается во второй пробирке?  3.В чем заключается сущность гидролиза белка? Опыт №2.  Денатурация белков Этим опытом выясняем степень влияния различных факторов на денатурацию растворимых белков. Денатурация белка ионами тяжелых металлов (вторая микрогруппа)  Химические реактивы: молоко, ацетат свинца, сульфат меди  Техника выполнения опыта. В две пробирки с 3­5 каплями молока добавьте по 2­3 капли насыщенного растворов солей: в первую ­ нитрата свинца, во вторую ­ сульфата меди. Наблюдения. 1. Протекает   ли   процесс   денатурации?   (произошла   денатурация   белка, полное разрушение структуры белка, появились белые хлопья) 2. Объясните, чем обусловлено выпадение хлопьевидного осадка белка? 3. Почему при отравлении людей солями тяжелых металлов: Hg, Ag, Си, Pb и др. в качестве противоядия используют яичный белок? У.Э.5 Цель: познакомиться с химическим синтезом белка. Задание   1.   Прослушайте   сообщение   учащегося   о   химическом   синтезе белка.   Ответьте   на   вопрос:   можно   ли   из   растительного   белка   получить молочные и мясные продукты?  Д/з подготовить сообщение на тему: «Искусственная пища» У.Э.6 Цель: контроль знаний по пройденной теме. Предварительно прослушайте сообщения учащихся.  Ответьте   на   вопросы:   1.   Какое   свойство   белка   используется   для приготовления зефира, суфле? 2. Если нужно сварить для первого блюда, в какую   воду   следует   положить   мясо,   в   холодную   или   в   горячую?   3.Как правильно приготовить мясо для второго блюда? 4. Для чего мясо и рыбу 3 перед готовкой держат в маринаде? 5. Какие правила и рекомендации надо знать по приготовлению белковой пищи? Белки, превращение белков в организме человека. Кулинарная Сообщения учащихся.  обработка белков. Ученик:  Значение   белков   определяется   не   только   их   структурной функцией   (мышцы,   сердце,   мозг,   и   даже   кости   содержат   значительное количество   белка),   но   и   участием   белковых   молекул   во   всех   важнейших процессах жизнедеятельности человека. Белок пищи играет большую роль в образовании   гемоглобина   и   эритроцитов,   в   синтезе   ферментов,   гормонов, антител, обеспечивающих иммунитет. Значение белков определяется не только многообразием их функций, но их незаменимость другими пищевыми веществами. Биологическая ценность белков зависит от аминокислотного состава. В состав пищевых белков входит около 20 аминокислот. Работа по усвоению белка начинается в полости рта. Измельченная пища обрабатывается   ферментом   амилазой,   содержащейся   в   слюне.   Амилаза расщепляет   углеводы,   связанные   с   белками,   что   высвобождает   белки   для последующей обработки. В желудке, где выделяется соляная кислота, под действием фермента пепсина происходит частичная денатурация (изменение третичной   структуры)   белка   и  его   расщепление   на   крупные   фрагменты.  В кишечнике   частично   гидролизованные   белки   расщепляются   протеазами   и пептидазами   в   основном   до   аминокислот,   которые   всасываются   в   кровь   и разносятся   по   всему   организму.   Часть   аминокислот   идет   на   построение белков нашего тела, другая – на синтез важных органических веществ, часть расщепляется   до   конечных   продуктов:   углекислого   газа,   воды,   аммиака, который превращается в мочевину. Отдельные аминокислоты в организме могут превращаться в другие, но восемь из них не могут синтезироваться в организме и должны поступать с пищей.   Их   называют   незаменимыми,   и   отсутствие   любой   из   них   вызывает нарушения здоровья. К незаменимым относятся 8 аминокислот: изолейцин, лейцин,   лизин,   метионин,   фенилаланин,   триптофан,   треонин,   валин.   Для полного   усвоения   белков   в   пище   должны   содержаться   все   незаменимые аминокислоты в тех соотношениях, в каких они входят в белки организма человека. Такими полноценными белками являются белки мяса, рыбы, яиц, молока.   В   большинстве   белков   растительного   происхождения   не   хватает отдельных незаменимых аминокислот. Например,   в   гречневой   крупе   недостает   лейцина,   в   рисовой   крупе   и пшене – лизина и т.д. Один продукт может дополнять другой по содержанию незаменимых   аминокислот,   поэтому   целесообразно   использовать   разное сочетание   продуктов.   Например,   высокую   биологическую   ценность   имеет 4 сочетание гречневой каши с молоком, различных мучных изделий с творогом, пшеничного хлеба с молоком.   При кулинарной обработке денатурацию белков, вызывает чаще всего нагревание.   В   глобулярных   белках   при   нагревании   усиливается   тепловое движение полипептидных цепей внутри глобулы, водородные связи, которые удерживали   их   в   определенном   положении,   разрываются   и   полипептидная цепь   разрывается,   а   затем   сворачивается   по­новому.   Такое   изменение структуры меняет свойства белков: уменьшается число полярных групп на поверхности, уменьшается или пропадает заряд частицы, резко уменьшается способность   к   гидратации.   В   результате   денатурации   белки   теряют устойчивость   (молекулы   их   слипаются,  уплотняются,  белок   свертывается), окраску, ферментативную устойчивость, способность растворяться. Cвертывание белков в результате денатурации бывает двух видов. Если концентрация белка низкая (до 1 %), то свернувшийся белок образует хлопья (пена на поверхности бульона). Если концентрация белка была высокой, то образуется студень и влага не отделяется (белки яйца). При большой концентрации некоторые глобулярные белки образуют гель (студень)   и   в   нативном   состоянии,   т.е.   до   денатурации.   При   денатурации такие студни уплотняются, и часть жидкости, заключенной в них, отделяется. Это имеет место при тепловой обработке мяса, рыбы. Денатурация происходит и при взбивании, при этом образуется пена с тонкими прослойками жидкости между пузырьками воздуха. На поверхности жидкости   действуют   силы   поверхностного   натяжения,   которые   способны механически развернуть полипептидные цепи в молекуле белка, изменить их конфигурацию и вызвать этим денатурацию. Например, при взбивании яичных белков   в  поверхностном   слое   денатурирует   белок  овомукоид,  тормозящий действие трепсина, и усвояемость белков повышается. При денатурации фибриллярных белков сокращается длина волокон, и они распадаются на отдельные полипептидные цепи. Инструктивная карточка №2 Тема: «Жиры, углеводы» У.Э.1   Цель: изучить строение, свойства жиров. Задание   1  Запишите   определение   жиров,   общую   формулу   жиров   (текст учебника стр. 223­225) Задание 2. Ответьте на вопрос:   а)   Какие   вещества   образуются   при   гидролизе   жира,   запишите   уравнение химической реакции. Задание 3. Приведите примеры твердых и жидких жиров. Задание 4. Внимательно изучите текст «Липиды».  Укажите   общие   признаки   жиров.   Приведите   примеры   простых   и   сложных жиров. Что представляют собой ацилглицерины и воски? Какие превращения происходят с липидами при хранении? 5 Липиды.   Липидами называют большую группу органических соединений с близкими физико­химическими свойствами, которые содержатся в растениях, животных и   микроорганизмах.   Их   общими   признаками   являются:   нерастворимость   в воде   (гидрофобность)   и   хорошая   растворимость   в   органических растворителях   (диэтиловом   спирте,   хлороформе   и   др.),   наличие   в   их молекулах длинноцепочечных углеводородных радикалов и сложноэфирных группировок.  Липиды широко распространенны в природе. Как белки и углеводы, липиды являются обязательным строительным компонентом клетки.   Липиды­ важнейший компонент пищи, во многом определяют её пищевую ценность и вкусовое достоинство.   В   растениях   они   накапливаются   главным   образом   в   семенах   и   плодах. Содержание   в   них   липидов   зависит   не   только   от   индивидуальных особенностей растений, но и от места и условий произрастания.   У   животных   липиды   концентрируются   в   подкожных   жировых   тканях,   в брюшной   полости   и   тканях,   окружающих   многие   важные   органы   (сердце, почки), а также в мозговой и нервной тканях.               Строение и классификация липидов.   По   химическому   строению   липиды   отличаются   большим   разнообразием. Молекулы их построены из различных структурных компонентов , в состав которых входят спирты и высокомолекулярные кислоты, а в состав отдельных групп липидов могут также входить остатки фосфорной кислоты, углеводов, азотистых   оснований   и   другие   компоненты,   соединённые   между   собой различными типами химической связи. Простые липиды.  Молекула простых липидов не содержит атомов азота, фосфора,   серы.   К   ним   относятся   производные   одноатомных   карбоновых кислот   и   одно­   и   многоатомных   спиртов.   Наиболее   важным   и распространёнными   представителями   простых   липидов   являются ацилглицерины. Широко распространёны воски.   сложные   эфиры   глицерина   и   высокомолекулярных карбоновых кислот. Они составляют  основную  массу липидов (иногда до 95­96%), и именно их называют маслами и жирами.  Одним из структурных компонентов всех ацилглицеринов является глицерин, поэтому  свойства конкретных масел определяются составом жирных кислот, участвующих   в   построении   их   молекул,   и   положением   (1,2,3),   которое занимают остатки этих кислот в молекулах ацилглицеринов.   В   жирах   и   маслах   обнаружено   до   300   карбоновых   кислот   различного строения, однако большинство из них присутствуют в небольшом количестве. Например, стеариновая и пальмитиновая кислота входят в состав рапсового масла.   В   состав   большинства   наиболее   распространённых   масел   входят ненасыщенные кислоты, содержащие 1­3 двойные связи. Ацилглицерины  (глицериды)­ 6 Природные   жиры   содержат   главным   образом   триацилглицерины,   в   состав которых входят остатки  различных кислот: насыщенных и ненасыщенных.        Насыщенные кислоты: o лауриновая СН3(СН2)10СООН, o миристиновая СН3(СН2)12СООН,        Ненасыщенные кислоты: o олеиновая СН3­(СН2)7­СН=СН­(СН2)7­СООН, o эруковая (СН)3­СН=СН­(СН2)11­СООН.   В   природных   растительных   триацилглицеринах   положения   1   и   3   заняты преимущественно   остатками   ненасыщенных   кислот,   2­насыщенной.   В животных   жирах   картина   бывает   обратная.  Ацилглицерины­   жидкости   или твёрдые   вещества   с   низкими   (до   40   градусах   Цельсия)   температурами плавления   и   довольно   высокими   температурами   кипения   ,   с   повышенной вязкостью, без цвета и запаха, легче воды, нелетучие.  Относительно высокие температуры кипения жиров позволяют жарить на них пищу,   так   как   жиры   не   испаряются   со   сковородки,   а   благодаря   низким температурам плавления они не застывают, что создаёт приятное ощущение во   рту.   Они   хорошо   растворимы   в   органических   растворителях   и нерастворимы   в   воде.   В   твёрдом   состоянии   триглицерины   существуют   в нескольких кристаллических формах.   Восками  называют   сложные   эфиры   высокомолекулярных   одноосновных карбоновых кислот (С18­С30) и одноатомных высокомолекулярных спиртов.  Воск покрывает тонким слоем листья, стебли, плоды растений.   Сложные липиды.  Наиболее важная и распространённая группа сложных липидов­  фосфолипиды.  В состав их молекул, наряду с липидной частью, входят   остатки   фосфорной   кислоты,   азотистых   оснований,   аминокислот   и некоторых   других   соединений.   В   молекуле   фосфолипидов   имеются группировки двух типов: гидрофильные и гидрофобные.   Вместе   с   белками   и   углеводами   фосфолипиды   участвуют   в   построении мембран   клеток   и   субклеточных   структур,   выполняя   роль   несущих конструкций мембраны.  По функциям, которые выполняют липиды в организме, их часто делят на две группы: запасные и структурные.   Запасные   липиды,   в   основном   ацилглицерины,   обладают   высокой калорийностью. Эти липиды являются защитными веществами, помогающими организму переносить неблагоприятные воздействия внешней среды.  Структурные липиды образуют сложные комплексы с белками, углеводами. Они   участвуют   в   разнообразных   и   сложных   процессах,   протекающих   в клетках. Для извлечения этих липидов необходимо предварительно разрушить их связь с белками, углеводами и другими компонентами.     Пищевая ценность масел и жиров. 7 Растительные жиры и масла являются обязательным компонентом пищи и структурно­пластическим материалом для организма человека, поставщиком ряда   необходимых   для   него   веществ.   Рекомендуемое   содержание   жиров   в рационе   человека   (по   калорийности)   составляет   30­33%,   а   в   массовых единицах­ в среднем 90­100г в сутки. Длительное ограничение потребления жиров   в   питании   приводит   к   отклонению   в   физиологическом   состоянии организма. Но и избыточное потребление жиров нежелательно, оно приводит к ожирению, сердечно­сосудистым заболеваниям.   В питании имеет значение не только количество, но и химический состав липидов,   особенно   содержание   полиненасыщенных   кислот.   Линолевая   и линоленовая кислоты не синтезируются в организме человека. Архидоновая синтезируется   из   линолевой   кислоты.   Поэтому   эти   кислоты   получили название «незаменимых», или «эссенциональных» кислот.   Липиды   участвуют   в   построении   клеточных   мембран,   в   синтезе простагландинов,   способствует   выведению   из   организма   избыточного количества холестерина, предупреждая и ослабляя атеросклероз, повышают эластичность стенок кровеносных сосудов.     Превращение липидов при производстве продуктов питания.   Главные   превращения  ­   гидролиз   липидов   и   окислительное   биохимическое прогоркание.  В  пищевом   сырье,  полуфабрикатах   и   готовых   продуктах   эти процессы   могут   протекать   одновременно   в   виде   параллельно   идущих   и связанных между собой превращений. Глубина и интенсивность их зависят от химического   состава   липидов,   температуры,   наличия   сопутствующих   и добавляемых веществ. Это очень многообразные, сложные и противоречивые процессы. Например, растительные масла содержат значительное количество ненасыщенных жирных кислот, в которых протекают процессы самоокисления кислородом воздуха. Благодаря низкой влажности, отсутствию минеральных веществ они не поражаются микроорганизмами и могут храниться длительное время.   Лучшими   условиями   их   сохранности   в   специальных   банках­ резервуарах   является   температура   4­6   градусов,   относительная   влажность воздуха 75%. Животные жиры по своему жирнокислотному составу должны были   бы   обладать   более   высокой   устойчивостью   при   хранении.   Но   они практически не содержат природных антиоксидантов и поэтому не стойки при хранении. У.Э.   2     Цель:   рассмотреть   химические   процессы,   происходящие   при использовании   жиров.   Познакомиться   с   изготовлением   маргарина (сообщение учащегося) Задание 1. Изучите внимательно текст «Превращения жиров при термообработке» Подготовьте краткий пересказ (работа в парах) Превращения жиров при термообработке 8 Жиры   претерпевают   изменения   в   процессе   приготовления   пищи. Триглицериды предельных кислот более устойчивы при тепловой обработке, а непредельных – менее устойчивы. При нагревании жира с водой или водяными парами происходит гидролиз триглицеридов. Процесс этот идет постепенно: жирные кислоты отщепляются поочередно. В наибольшей степени гидролиз идет при варке. При жарении гидролизуется жира много меньше. Во   время   варки   вытапливающийся   жир   скапливается   на   поверхности бульона,   а  наибольшая   часть   его   в   виде   мельчайших   капелек   переходит   в бульон (эмульгирует),придавая ему мутность и неприятный вкус. С ионами калия и натрия, которые всегда присутствуют в бульонах, образовавшиеся при гидролизе   жирные   кислоты   дают   мыла.   Мыло   облегчает   дальнейшее эмульгирование   жиров.   Чтобы   уменьшить   его,   следует   снимать   жир   с поверхности бульона и не допускать бурного кипения. При нагревании жира происходит гидролиз его: При   жарении,   особенно   во   фритюре,   жиры   окисляются.   Окисление   жиров может происходить при хранении. При хранении жирной рыбы, рыбьего жира появляется неприятный прогорклый запах. Изменяется и цвет окислившихся продуктов,   например   сливочное   масло   темнеет.   Окисляемость   зависит   от многих факторов, в том числе от температуры, наличия кислорода, следов металлов. Поэтому хранить жиры в медной, железной или оцинкованной таре нельзя. Самыми непригодными  для длительного хранения являются сливочное масло и маргарины. Эти жиры содержат белки, минеральные вещества и много воды,   что   способствует   развитию   микроорганизмов,   вызывающих   порчу. Растительные   масла,   благодаря   практически   полному   отсутствию   воды   и минеральных веществ, не поражаются микроорганизмами. Растительные масла можно хранить в стеклотаре до 4 месяцев (в холодильнике – до 1 года). При жарении продуктов с жиром часть его разлагается. Кухонный чад возникает вследствие дальнейшего превращения глицерина, образовавшегося при   гидролизе.   Глицерин   превращается   в   непредельный   альдегид   акролеин 9 СН2  = СН – СОН (жидкость с резким запахом, действует раздражающе на слизистые оболочки). Акролеин окисляется до акриловой кислоты СН2 = СН – СООН, которая затем полимеризуется.  Акролеин – жидкость с резким раздражающим запахом. Сообщение учащихся.  Маргарин  Маргарин   производят   на   заводах,   оборудованных   по   последнему   слову техники, при самом тщательном лабораторном и технохимическом контроле. Это настолько доброкачественный и полноценный продукт, что врачи считают возможным   использовать   маргарин   для   некоторых   видов   диетического питания. Основным  сырьем для производства  маргарина служат  различные растительные   и   животные   жиры.   Из   животных   жиров   наиболее   широко применяется   жир   китов.   Из   растительных   масел   наша   отечественная промышленность   для   производства   маргарина   использует   в   основном подсолнечное, хлопковое и соевое масла.  Растительные масла и жиры морских животных для производства маргарина подвергают   процессу   гидрогенизации   (т.   е.   их   переводят   из   жидкого состояния   в   твердое)   и   дезодорации.   Гидрогенизация   жиров   обеспечивает готовому   продукту   необходимую   консистенцию,   а   дезодорация   устраняет специфические   привкус   и   запах,   присущие   жирам   морских   животных   и некоторым растительным маслам.  В   зависимости   от   исходного   сырья,   способов   его   обработки,   кулинарного назначения и вкуса маргарин подразделяется на столовый и кухонный.  При использовании как столовых, так " кухонных маргаринов повар должен учитывать   вкусовые   особенности   различных   видов   маргарина   и   вкусовое соответствие их с приготовляемым кушаньем. Дли тех блюд, закусок, изделий из теста, вкусу которых соответствует сливочное масло, можно применять только столовые сорта маргарина.  Во все кушанья, которым соответствует вкус и аромат животных жиров, в горячие блюда из мясных продуктов и в некоторые мучные изделия, а также в мясные и овощные фарши и начинки можно использовать комбинированные кухонные маргарины, в особенности комбижир свиной.  Для обжаривания в большом количестве жира (фритюре) пригодны все виды кухонных маргаринов и в особенности гидрожир, который обладает высокой температурой   дымообразования   (233°)   и   даже   при   очень   сильном разогревании не придает обжариваемому продукту привкуса горечи и запаха чада.  сИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ  На этикетке рапсового масла производства фирмы «Олейна» (Польша) указан его состав (в г на 100 г продукта): насыщенные жирные кислоты – 7,   ненасыщенные   жирные   монокислоты   –   63,   ненасыщенные   жирные поликислоты – 30. Что вы можете сказать об этой информации? 10 У.Э.3   Цель: рассмотреть классификацию углеводов, выяснить состав, строение и свойства глюкозы Прочитайте текст учебника стр. 232­234. Задание 1. Выпишите основные три группы углеводов, пользуясь схемой стр. 234  Задание 2. К какой группе альдегидов относится глюкоза, фруктоза и рибоза? Задание 3.  Ответьте на вопросы в тетради, используя текст учебника стр. 236­238, 240  1. Напишите молекулярную и структурную формулы глюкозы. 2.Сколько гидроксильных и альдегидных групп содержится в глюкозе? 3. Где в природе образуется глюкоза и в результате, какой реакции? 4. Изобразите альфа   и   бета   формы   глюкозы.     5.   Физические   свойства     6.   Напишите качественные реакции на глюкозу с оксидом серебра и с гидроксидом меди II. 7. Применение глюкозы У.Э.   4  Цель:   выяснить   роль   углеводов   в   организме,   изменения   при кулинарной обработке. вопросы к тексту (10­12 вопросов) Задание   1.    Прочитайте   внимательно   текст   «Углеводы».   Составьте Углеводы Углеводы   являются   главным   источником   энергии   для   организма.   Они входят в состав клеток и тканей, принимают участие в обмене веществ. В их присутствии улучшается усвоение белков и жиров. При отсутствии углеводов в пище они могут вырабатываться из продуктов распада белков и жиров. Углеводы,  поступающие  в  организм с пищей, быстро расщепляются,  а незначительная   часть   их   в   виде   так   называемого   животного   крахмала (гликогена) откладывается в печени и мышцах. С   точки   зрения   усвояемости   в   организме   человека   углеводы   условно разделяют на две группы – усвояемые и неусвояемые («пищевые волокна»). К усвояемым   относят   глюкозу,   фруктозу,   сахарозу,   мальтозу,   галактозу, лактозу и раффинозу, инулин, крахмал. К неусвояемым углеводам относят гемицеллюлозу, целлюлозу, пектиновые вещества. Углеводы   содержатся   главным   образом   в   растительных   продуктах. Животный полисахарид гликоген содержится в печени (до 10%) и в мышцах (до   1%).   Основное   значение   в   питании   имеет   сахароза.   Смесь   глюкозы   и фруктозы содержится в меде (75%), винограде (16%). Считается, что взрослый человек при умеренных физических нагрузках должен потреблять 365 – 400 г усвояемых углеводов в день, в том числе 50 – 100 г сахара. Фруктоза содержится в меде (около 37%), в винограде (7,7%), грушах и яблоках (5 – 6%), арбузе, крыжовнике, малине, черной смородине 11 (около   4%).   Лактоза   содержится   в   молоке   –   женском   грудном   (7,7%),   в коровьем (4,8%). Крахмала больше всего содержится в крупах и макаронах (55 – 70%), бобовых (40 – 45%), хлебе (30 – 40%), картофеле (16%). Клетчатка   создает   благоприятные   условия   для   продвижения   пищи   по желудочно­кишечному   тракту,   способствует   выведению   из   организма холестерина. Клетчатка содержится в бобовых, зерне, хлебе из муки грубого помола,   капусте,   картофеле,   моркови,   свекле,   крыжовнике,   клюкве, землянике, малине. Моносахариды (глюкоза и фруктоза),а также сахароза при изготовлении теста подвергаются спиртовому и молочнокислому брожению. Карамелизация   –   это   глубокий   распад   сахаров   при   нагревании   их   выше температуры   1000С   в   слабокислой   или   нейтральной   среде.   При   этом   от молекул   сахаров   отщепляются   молекулы   воды,  а   оставшиеся   ангидридные остатки,   соединяясь   друг   с   другом,   образуют   темноокрашенные   вещества. При   карамелизации   сахарозы   образуется   вначале   кармелан   –   вещество, растворимое   в   воде,   и,   наконец,   образуется   темно­коричневое   вещество   – кармелин, растворимый только в горячей воде. При карамелизации образуется целый ряд побочных продуктов. Карамелизация   происходит   при   запекании   яблок   с   сахаром   и   при приготовлении многих кондитерских изделий и сладких блюд. Восстанавливающие   сахара   глюкоза,   фруктоза   и   лактоза   способны вступать в реакцию с аминами, в том числе, с аминокислотами и белками. При этом образуются темноокрашенные продукты – меланоидины (от греческого «мелано» ­ темные). Реакция меланоидинообразования имеет очень большое значение.   Её   роль   заключается   в   том,   что   она   обуславливает   образование аппетитной золотистой корочки на жареных, запеченных плодах и выпеченных изделиях, побочные продукты этой реакции участвуют в образовании вкуса и аромата готовых блюд.. Гидролиз  дисахаридов  (сахарозы,  лактозы,  мальтозы)  имеет  место  при кулинарной обработке. Например,  при запекании  яблок, варке  компотов  и киселей происходит гидролиз, образующиеся при этом моносахариды имеют более сладкий вкус. У.Э   5  Цель:   изучить   состав   и   свойства   крахмала   и   целлюлозы,   их применение. Задание   1.  Прочитайте  §41   и   §42.   Дайте   сравнительную   характеристику крахмала   и   целлюлозы   по   следующим   характеристикам:   молекулярная формула, строение молекул, относительная молекулярная масса, физические свойства, нахождение в природе, получение, горючесть, реакция гидролиза, качественная реакция, применение (оформите в виде таблицы) У.Э.6    Цель:   выяснить,   как   изменяется   крахмал   и   целлюлоза   при кулинарной обработке Задание 1. Прочитайте внимательно текст и составьте краткий конспект. 12 Изменение крахмала и целлюлозы при  термической обработке. При   нагревании   в   воде   зерна   крахмала   набухают   и   взвесь   его клейстеризуется. Процесс этот происходит в несколько стадий. При   нагревании   суспензии   крахмала   до   температуры   550С   зерна   его набухают, поглощая 50% воды от массы крахмала. Вязкости суспензии при этом не наступает. Процесс обратим – после высушивания, свойства крахмала остаются прежними. При дальнейшем нагревании (до температуры 60 – 1000С) набухание   зерен   ускоряется,   объем   их   увеличивается   в   несколько   раз,   а вязкость   суспензии   резко   возрастает,   и   она   превращается   в   клейстер. Поэтому, этот процесс называется клейстеризацией центра зерна (ядро роста) образуется   полость   (пузырек).   На   этой   стадии   увеличивается   количество растворимой амилозы. Раствор ее частично остается в зерне, превратившись в пузырек, а частично диффундирует в окружающую воду. Для   каждого   вида   крахмала   характерна   своя   температура клейстеризации,   при   которой   большинство   зерен   в   суспензии   поглощают максимальное количество воды. При длительном нагревании с избытком воды крахмальные пузырьки лопаются и вязкость клейстера снижается. Консистенция   клейстера   зависит   от   количества   крахмала:   при содержании   крахмала   в   количестве   2   –   5%   он   получается   жидким,   при содержании крахмала в количестве 6 – 8% клейстер получается густым. Еще более   густой   клейстер   образуется   внутри   клеток   картофеля,   в   кашах,   в блюдах   из   макаронных   изделий.   При   охлаждении   крахмалосодержащих изделий   содержание   в   них   растворимой   амилозы   снижается   и   жесткость изделий повышается (черствение мучных изделий, каш). Нагревание крахмала, особенно без воды, при температуре свыше 1000С приводит к частичному разрушению зерен, к потере способности набухания и образования   декстринов.   Это   имеет   место   при   пассеровании     муки, обжаривании круп.      Гидролиз   крахмала   может   происходить   при   нагревании   крахмала   с водой   в   присутствии   кислот   или   под   действием   ферментов   при   низкой   –α температуре.   В   расщеплении   крахмала   участвует   два   вида   амилаз:    – амилаза, под её влиянием амилаза, и мальтозы. В муке содержится обычно   –β в тесте образуется мальтоза. Степень гидролиза крахмала под действием   амилазы   увеличивается   с   повышением   температуры   теста   при   замесе   и начальной стадии выпечки до температуры 650С, в дальнейшем происходит инактивация фермента. В клеточных стенках большинства овощей содержится примерно 30% целлюлозы, 30% гемицеллюлозы и 30% протопектина и белка. В   клеточных   стенках   помидоров   содержится   около   50%   белка.   В   крупах оболочка в основном состоит из гемицеллюлозы (70 – 90%) и экстеноина. β Целлюлоза при тепловой обработке практически не изменяется. Волокна гемицеллюлозы   набухают,   но   сохраняются.   Поэтому   размягчение   ткани 13 обусловлено   в   овощах   распадом   протопектина   и   экстеноина,   в   крупах   – экстеноина, в бобовых – протопектина и экстенсина. При нагревании в клеточных стенках происходит ионообменная реакция: ионы кальция и магния заменяются одновалентными ионами натрия и калия. При этом протопектин распадается, образуется растворимый в воде пектин, и ткань   размягчается.   Связывание   ионов   кальция   происходит   только   в нейтральной или слабокислой среде. При повышении кислотности этого не происходит, поэтому овощи не развариваются. В жесткой воде, содержащей много ионов кальция, овощи тоже плохо развариваются. У.Э.7  Цель: проверка знаний Диагностическая карта №1 Программированный контроль знаний 1. Где происходит механическая обработка пищи у человека? а) В желудке; б) в ротовой полости; в) в толстых кишках; г) в ротовой полости и желудке. 2.  Для расщепления крахмала в ротовой полости при температуре тела наряду с измельчением пищи необходимы: а) ферменты слюны, слабощелочная среда; б) ферменты слюны, кислая среда; в) ферменты поджелудочной железы, слабощелочная среда. 3.  Расщепление белков в желудке происходит при температуре тела, в присутствии ферментов желудочного сока и в: а) кислой среде; б) щелочной среде; в)кислой среде, в присутствии ферментов желчи. 4. Какие дополнительные условия необходимы для расщепления жиров в  двенадцатиперстной кишке при температуре тела в присутствии ферментов  сока поджелудочной железы? а) Кислая среда и наличие желчи; б) щелочная среда и наличие желчи; в) кислая среда; г) щелочная среда. 5. Какие функции выполняет кишечник человека? а) Секреторную и двигательную; б) секреторную, двигательную и пищеварительную; в) секреторную, двигательную, пищеварительную и всасывательную; г) секреторную и всасывательную. 6. В щелочной среде и при температуре тела ферменты поджелудочного  сока действуют на: а) белки и жиры; 14 б) жиры и углеводы; в) белки, жиры и углеводы; г) углеводы и белки. 7. Какое действие оказывает желчь на питательные вещества? а)   Разделяя   жиры   на   мельчайшие   капельки,   облегчает   их   расщепление ферментами пищеварительных соков; б) расщепляет жиры на жирные кислоты и глицерин; в) облегчает расщепление белков ферментами пищеварительных соков; г) облегчает расщепление углеводов ферментами пищеварительных соков 8. Какие продукты образуются при расщеплении белков? а) Жирные кислоты и глицерин; б) глюкоза; в) аминокислоты; г) аминокислоты и глюкоза. 9. Какие продукты образуются при расщеплении жиров? а) Жирные кислоты и глицерин; б) глюкоза; в) аминокислоты; г) аминокислоты и глюкоза. 10. Какие продукты образуются при расщеплении сложных углеводов – крахмала и целлюлозы? а) Жирные кислоты и глицерин; б) глюкоза; в) аминокислоты; г) аминокислоты и глюкоза. 11. Какие продукты конечного распада питательных веществ   всасываются в кровь? а) Жиры; б) глюкоза, жирные кислоты и глицерин; в) аминокислоты и глюкоза; г) жиры и глюкоза. 12. Где у человека образуются характерные для него жиры? а) В клетках эпителия кишечника; б) в клетках эпителия ворсинок кишечника; в) в клетках печени; г) в полости тонкого кишечника. Компетентностно­ориентированные задания                                             Тема « Углеводы»              Стимул:     О том, что сахар вреден, знают все – если не из статей о сахарном   диабете   в   специальной   прессе,   то   уж   во   всяком   случае,   из собственного печального опыта посещений кабинета стоматолога. Но многие беззаботно жующие жвачку без сахара знают о том, что они подвергают себя 15 не   меньшему   риску,   поддавшись   на   соблазнительную   рекламу   очередного шедевра пищевой промышленности. Задание: Объясните, в чём заключается  опасность заменителей сахара,  для этого воспользуйтесь предложенной литературой Свой результат представьте в виде письменного ответа на вопрос.       Литература:           1  http://www.myjane.ru/articles/text/?id=7035           2. http://www.allwomens.ru/5934­vliyanie­na­zdorove­zamenitelej­ saxara.html             3. Медицинская энциклопедия  Модельный ответ:   Синтетические   заменители   сахара   могут   выступать   в   качестве канцерогенов, оказывающих отрицательное, разрушительное влияние на клетки и ткани организма человека        Критерии оценки: 3 балла        Тема « Углеводы» Стимул Бывают моменты, когда непреодолимо хочется сладкого. И вроде с  утра обещаешь себе не срываться, не смотреть и не думать о шоколадках. А  проходит 3­4 часа, и начинаются уговоры «Я съем маленький кусочек»,  «Сегодня съем, а завтра брошу», «Это не моя вина – это организм просит» и  так до бесконечности. Задание.  1. Почему же люди так не равнодушны к сладкому? И почему тягу  к сахару так сложно контролировать?  2.Почему сахар резко повышает уровень глюкозы в крови?   Используйте  ниже приведенный текст 5. Все знают, что картофель, который хранили при слишком низких  температурах, имеет сладковатый привкус. Как это можно объяснить с точки  зрения химии и биологии и как избавиться от этого привкуса? 6. Есть ли разница в содержании питательных веществ в листьях салата,  срезанных утром и вечером? В какое время суток их лучше срезать? 7. В двух пакетах находятся глюкоза и сахароза. Как распознать эти вещества  химическим способом. Опишите последовательность действий. 8. Для профилактики и лечения диспепсии ( расстройства пищеварения)  поросят очень эффективен йодкрахмальный препарат, который легко  приготовить в домашних условиях. Для этого нужно 10 г крахмала размешать  в 50 мл холодной воды и влить в 450 мл кипящей воды, после охлаждения  16 добавить 10 мл 5% ­ ной спиртовой настойки йода. Этот раствор интенсивно­ синего цвета, в котором йод проявляет сильное антибактериальное действие и при этом не раздражает слизистые оболочки органов пищеварения.  Рассчитайте, сколько вам потребуется крахмала и настойки йода, если надо  провести 12­дневный профилактический курс пяти поросятам, а ежедневная  доля препарата – 10 мл на одного поросенка. 9. Всем известен способ заготовки капусты на зиму заквашиванием. Таким  способом можно заготовить и арбузы. Но почему этот способ не подходит для огурцов? 10. На одном из конкурсов кулинарных рецептов первый приз получил рецепт  заготовки «Огурцы со свечой». Стеклянную трехлитровую банку наполняют  вымытыми сухими огурцами, в банку в свободное пространство помещают  небольшую свечу и зажигают ее, а банку закатывают металлической крышкой.  Таким способом удается сохранить огурцы свежими в течение длительного  времени. В чем суть этого способа с точки зрения химика? Биолога? 11. В России первоначально сахар продавали в аптеках. В России первые  свекловичные сахаропроизводящие предприятия появились в 1801­02 годах. В начале 20 века в течение года человек съедал 2 кг сахара, сейчас – 40 кг.        1. Прочитайте внимательно текст параграфа о сахарозе. Составьте список  растений, содержащих сахарозу. 2. Обрисуйте в общих чертах способ извлечения сахарозы из свеклы или  других растений. Составьте схему, которая показывает процесс получения  сахара. 3. Проведите эксперимент, доказывающий состав и строение сахарозы:  а) реакция с гидроксидом меди (II) без нагревания и при нагревании. б) реакция с «известковым молоком». 4. Проанализируйте особенности строения сахарозы и составьте перечень  основных свойств сахарозы с точки зрения связи свойств со строением как  представителя дисахаридов. Предложите план эксперимента, позволяющий  отличить сахарозу от других углеводов. 5. На основе дополнительной информации оцените значимость сахарозы для  современного человека. 17 6. Выскажите критические суждения по поводу названия диетологами сахара  «белой смертью», согласитесь или опровергните.  Составьте в виде рекламы  рекомендации правильного использования человеком сахара. Текст «Углеводы»       Все углеводы, независимо от их вида, в процессе пищеварения  превращаются в самый простой углевод ­ глюкозу. Принципиальная разница  в скорости этого превращения. Сложные углеводы будут использованы  организмом только после того как распадутся в процессе пищеварения до  простых. Это процесс длится от 1 до 4 часов. В случае с простыми углеводами счёт идёт на минуты. Там и распадаться то нечему. Обычный белый сахар –  это комбинация 1 единицы глюкозы и 1 единицы фруктозы, то есть  расщепление до глюкозы занимает всего один шаг. Для сравнения – в сложных углеводах содержится до 3000 единиц глюкозы. Мозг и нервная система очень чувствительны к уровню глюкозы в крови.  Нормальный уровень глюкозы обеспечивает хорошее, ровное настроение и  высокую работоспособность. Когда уровень глюкозы сильно повышается ­  появляется сонливость, когда падает – слабость и нервозность. «Пища для мозга». Сахароза относится к числу наиболее распространенных дисахаридов. Она имеет чрезвычайно важное значение в жизни человека.  Известный советский ученый П.М. Жуковский чрезвычайно высоко оценил  роль сахаров в развитии человеческой цивилизации: «В развитии человеческой культуры на земле сахару принадлежит огромная роль, конечно, не  непосредственное, а через его физиологическое действие на весь организм  человека. Начиная с раннего детства и до старости мы испытываем глубокую  потребность в сахаре. Там, где надо приложить много физической и  умственной энергии, где необходимо сохранять хорошую память, сахар  незаменим». Во всем мире сахарозу получают, как правило, из сахарного  тростника или сахарной свеклы. Древние Бенгалия явилась родиной  сахарного тростника. Ответы: 1.Глюкоза, содержащаяся во многих сладостях, легко подвергается процессу  молочно­кислого брожения:  C6H12O6­>2CH3­CHOH­COOH, Поэтому остатки сладкой пищи в полости рта превращаются в молочную  кислоту, которая растворяет зубную эмаль. Любителям сладкого можно  посоветовать полоскать рот раствором питьевой соды после каждого приема  пищи. 18 2.Углеводы подвергаются молочнокислому брожению с образованием  молочной кислоты, разрушающей зубную эмаль. 3. Зимой дерево запасается крахмалом, поэтому если облить спил дерева  йодом, то сердцевинные лучи окрасятся в синий или фиолетовый цвет. Если  дерево спилено летом, то спил окрасится в темно – желтый цвет от самого  йода. 4. Ученый сделал ошибочный вывод: он не учел процесс фотосинтеза, за счет  которого и происходит накопление растительной массы. 6СО2 + 6Н2О ­> С6Н12О6 + 6О2 5.В клубнях картофеля постоянно происходит превращение крахмала в сахар, который расходуется на дыхание клубней. При пониженных температурах  (ниже +2 градусов) дыхание клубней сильно замедляется, и начинается  накопление глюкозы. Если такой картофель подержать при комнатной  температуре 5 ­7 дней, сладкий вкус исчезнет, так как дыхание возобновится,  а вместе с ним возобновится и расходование глюкозы. Исчезает он и при  прорастании клубней картофеля, так как в этом процессе тоже расходуется  глюкоза. 6.Зная условия протекания реакции фотосинтеза, можно утверждать, что к  вечеру происходит максимальное накопление углеводов в листьях, а ночью  они частично расходуются на дыхание. Поэтому вечерний салат полезнее  утреннего. 8. Ответ: Необходимо 12 г крахмала и 12 мл настойки йода. 9. При заквашивании капусты консервация происходит за счет молочной  кислоты, образующейся при молочнокислом брожении углеводов. Таким  образом, заквасить можно только те продукты, которые содержат много  сахаристых веществ и подвергаются молочнокислому брожению. В огурцах  таких веществ недостаточно, хотя они и присутствуют. Именно наличием  небольшого количества углеводов объясняется тот факт, что при засолке  огурцов в первые 2­3 дня выделяется небольшое количество газа. 10. При хранении любых плодов они портятся – теряют товарный вид и  вкусовые качества в значительной степени за счет процесса дыхания, которое  протекает с выделением воды и углекислого газа. При горении свечи  кислород, содержащийся в банке, расходуется на горение и образуется  углекислый газ, в результате процесс дыхания плодов замедляется, и они  долго сохраняются. 19 Диагностическая карта №2 Контроль знаний  Тест по теме: «Белки пищевых продуктов и их изменения при  кулинарной обработке» Выберите единственно правильный вариант ответа: 1. Белки – это: а) низкомолекулярные вещества различной химической природы б) синтетические волокна в) природные высокомолекулярные азотистые соединения г) природные низкомолекулярные соединения  2. Белки из растворов осаждают: а) слабым охлаждением  б) сильным охлаждением в) разбавленными растворами солей натрия и калия г) концентрированным раствором солей аммония  3. Нерастворимый в воде белок нельзя осадить с помощью: а) концентрированных HNO3, H2SO4   б) C2H5OH в) солей Hg, Pb  г) 0,9% раствора NaCl  4. Белки свертываются: а) при добавлении воды      б) при слабом нагревании в) при слабом охлаждении  г) при замораживании  5. При денатурации белка разрушается структура: а) первичная    б) вторичная в) вторичная и третичная  г) первичная, вторичная и третичная  6. При сильном нагревании белка выделяются летучие продукты, имеющие  запах: а) горького миндаля  б) жженых перьев в) испорченной рыбы  г) свежести 7. Гидролиз белков в организме человека происходит под влиянием: а) ферментов  б) температуры тела в) температуры окружающей среды  г) давления крови 8. Выберите все возможные варианты ответов:  Перечислите незаменимые  аминокислоты:  а) триптофан  б) лизин      в) аланин     г) цистеин   д) метионин е) треонин      ё) аргинин  ж) валин       з) лейцин   и) фенилаланин 9. Укажите свойства белков: а) брожение    б) гидролиз     в) растворимость        г) карамелизация д) набухание   е) старение     ё) прогоркание            ж) гидрогенизация 10. Выберите из предложенных белков фибриллярные белки: а) актин         б) миоген      в) миозин       г) глобулин 11. Неполноценными белками являются:  а) актин         б) коллаген    в) меозин       г) эластин 20 12. Решите задачи 1.   В суточный рацион взрослого человека должно входить 100 г белка.  Содержание белка в мясе 18­20%, в рыбе 18%, в сыре –34%. Какая масса мяса требуется человеку в течение месяца, года. Сделать расчет на мясо, рыбу и  сыр. (три варианта) 2.   Известно, что для взрослого человека необходимо 1,5 г белка на 1 кг  массы тела в день. Зная свою массу, определите суточную норму потребления  белка для своего организма. 3.   При продолжительности жизни 70 лет обновление белков в организме  происходит в среднем 200 раз. Предположите, сколько раз произошло  обновление белков в вашем организме.  Определение жиров, углеводов, белков, витамина С в пищевых Практическая работа продуктах. Цель: обнаружить белки, жиры, углеводы в пищевых продуктах. Оборудование: белый хлеб, йод, бумага фильтровальная, 10% р­р NaOH, 2%  р­р CuSO4, спиртовка, штатив с пробирками, раствор глюкозы. 1. Качественные реакции на крахмал и жиры. Ход работы. Оборудование: белый хлеб, йод, бумага фильтровальная, 10% р­р NaOH, 2%  р­р CuSO4, спиртовка, штатив с пробирками, раствор глюкозы.  Спиртовой раствор йода растворяют в воде и обрабатывают им  хлеб. Что происходит? О чем это говорит?  Хлеб, семена подсолнечника, грецкого ореха и т.д. заворачивают в фильтровальную бумагу и сжимают. Затем рассматривают на  просвет. Что обнаружили на бумаге? 2. Качественная реакция на глюкозу.  К 1 мл глюкозы приливают 1 мл щелочи и по каплям медный  купорос до образования синего осадка.  Нагревают пробирку на огне (осторожно, щелочь может  выплеснуться при зажигании)  Проведите опыт №2 с натуральным яблочным соком и любым  соком из упаковки. Сделайте вывод. 3. Качественная реакция на белки (биуретовая реакция)  К 2 мл раствора белка прилить 2 мл щелочи по каплям CuSO4.  После каждой капли пробирку тщательно встряхивают.  Что наблюдается в пробирке? 4. Качественная реакция на витамин С. Оборудование: натуральный яблочный сок, любой сок из упаковки, лимонный  сок, капустный сок; компот, вода, р­р йода и пробирки.  Налить в пробирку 1 мл исследуемого раствора. В другую 1 мл  воды (контрольная пробирка). 21  Добавить в каждую пробирку несколько капель раствора йода.  Сделайте вывод о наличии витамина С в исследуемых растворах.  Проведите исследование компота. Объясните, почему получены  такие данные. Сделайте вывод Заполните таблицу: определение веществ в пищевых продуктах. Условия опыта Наблюдения Вывод из опытов Инструктивная карта  Практическая работа: «Расчет энергетического баланса в организме и составление пищевого рациона. Цель работы:  Формирование умений составления пищевого рациона с  учетом правил рационального питания. Оборудование: Таблицы определения основного обмена по росту, возрасту, массе, таблица работы, таблица калорийности, питательной ценности и  содержания витаминов.                            Ход работы: 1. Расчет энергетического баланса: Сумма всех энергетических затрат составляет общий обмен. 2. Определяем количество белков, жиров, углеводов, необходимое в  сутки, используя соотношение 1:1:4 и знание того, что для подростков на 1 кг. веса требуется 2г. белков.      Получаем в граммах:        Белков­       Жиров­       Углеводов­        Определяем количество энергии, заключенное в данном количестве  веществ. 3 Сравниваем:       Общий обмен и количество полученной энергии.       Делаем выводы: 4. Рассчитываем суточный рацион питания (учитывая сколько (г.)  нужно белков, жиров, углеводов в сутки).  5. Составляем пищевой рацион в зависимости от энергозатрат 22 «Калорийность, питательная ценность и содержание витаминов в  продуктах»                                                                                                           Таблица № 1  Продукт  (100г)   Молоко3,5 % жирности Сметана  30% жирности Творог  Нежирный Кефир  жирный Сыр  Российский  Говядина Свинина Колбаса  док­ торская  вареная Сервелат Куры Яйца  куриные  Треска Калор ий­ ность, ккал  Бел­ ки, г Жир ы,     г  61 2,8 3,5 Угле­ Вит. Вит.  Вит. Вит. Вит. воды,   С  В1   В2  РР   А   г   4,7 0,6 0,02 0,13 0,10 0,02 294 2,4 30 3,1 0,8 0,02 0,10 0,07 0,23 88 56 360 218 357 257 425 241 157 69 748 9,6 1,8 0,5 0,04 0.25 0,45 0,10 3,2 4,1 0,7 29 16,0 33,3 ­ ­ ­ 22,2 1,5 40,1 18,4 11,5 0,6 82,5 ­ 0,7 0,7 ­ 0,8 1,6 ­ ­ ­ ­ 1,8 ­ 1,0 ­ 0,03 0,04 0,06 0,52 0,22 0,35 0,07 0,07 0,09 ­ 0,17 0,14 0,02 0,30 0,15 0,26 0,15 0,14 4,7 2,6 ­ ­ 0,15 2,45 0,01 0,25 0,15 0,44 0,16 0,1 4,15 ­ 7,7 0,19 2,3 0,05 0,07 0,25 0,01 0,45 18,0 0 2,8 23 18,6 14,3 12,8 16,1 18,2 12,7 16,0 0,5 23 99,9 ­ 1,2 34,2 ­ ­ ­ ­ ­ ­ 20,0 25,0 60,0 10,0 5,0 25,0 7 20 10,0 10,0 40,0 60,0 30 ­ 0,18 0,08 0,67 0,23 0,43 0,09 3,4 0,2 4,19 ­ ­ ­ ­ ­ ­ 0,12 0,34 0,02 0,05 0,06 0,01 0,04 0,04 0,06 0,01 0,04 0,03 0,04 0,07 0,19 0,07 0,02 0,07 0.04 0,03 0,04 0,03 0,03 0,02 0,05 0,3 1,30 2,0 0,34 0,2 1,0 0,1 0,24 0,40 0,60 0,23 0,1 0,3 5,0 48,1 62 99,8 51,3 16,3 12,8 4,7 6,5 6,0 3,8 8,8 9,1 4,6 9,8 3,0 6,3 1.1 899 181 239 335 379 569 80 73 27 41 33 21 38 38 43 45 33 34 23 Масло  сливочн. Масло  подсолн. Хлеб  ржаной Хлеб  пшеничн. Крупа  гречнев Сахар Конфеты  шокол. Картофель Горошек  зел. Капуста  белокоч. Лук  репчатый Морковь Редис Арбуз Дыня  Сливы Яблоки Лимон Клубника Грибы бел.  свеж.  ­ 6,6 7,9 1,0 3,3 12,6 ­ 39,5 0,4 0,2 0,1 ­ 0,1 0,1 0,2 ­ ­ 0,4 0,1 0,4 1,7 ­ 4,0 2,0 5,0 1,8 2,0 1,3 1,2 0,7 0,6 0,8 0,4 0,9 0,8 3,7 158 4,8 7,6 150 0,24 2,45 40,4 2,11 ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ 9,0 ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ 24 Грибы бел.  суш. Диагностическая карта по теме «Углеводы» Схема №1             Образование глюкозы в природе Задание 1.  Напишите уравнение реакции фотосинтеза Задание 2     Сделай свой выбор   Выберете  5 продуктов питания.      1.  йогурт                                                        8. Колбаса    2. Булочка сдобная                                     9. Вафли    3. Печенье                                                   10. Молоко     4. Хлеб бородинский                                     11. Помидоры свежие 5. Яблоки                                                       12. Лимонад     6. Картофельные чипсы                                  13. Пирожное   25 7. Кукурузные хлопья                                   14. Орехи Таблица №1.                 Гидролиз углеводов Углеводы Глюкоза Фруктоза Галактоза Сахароза Лактоза Мальтоза Крахмал Продукты гидролиза Не подвергается гидролизу Не подвергается гидролизу Не подвергается гидролизу глюкоза + фруктоза глюкоза + галактоза глюкоза глюкоза Задание 3.  Ответьте на вопрос: «Что такое гидролиз?» Задание 4. Опишите процесс превращения глюкозы в организме.   Схема № 2.                                      Тема «Минеральные вещества» У.Э.1   Цель: изучить классификацию минеральных веществ. Задание 1. Изучите текст «Минеральные вещества», составьте опорный конспект к данному тексту. 26 Минеральные вещества Минеральные  вещества  не  обладают  энергетической  ценностью, как  белки, жиры   и   углеводы.   Однако   без   них   жизнь   человека   невозможна.   Особенно важна их роль в построении костной ткани. Минеральные вещества участвуют в   важнейших   обменных   процессах   организма:   водно­солевом   и   кислотно­ щелочном.  Многие ферментативные  процессы  в  организме  невозможны  без участия тех или иных минеральных веществ. Обычно   минеральные  вещества   делят   на  две   группы.  Первая  –  состоит   из макроэлементов,   содержащихся   в   пище   в   больших   количествах.   К   ним относят   кальций,   фосфор,   магний,   натрий,   калий,   хлор,   серу.   Вторая   – состоит из микроэлементов, концентрация которых в организме невелика. В эту группу входят железо, цинк, йод, фтор, медь, марганец, кобальт, никель. Макроэлементы Кальций   непосредственно участвует в самых сложных процессах, например таких, как свертывание крови, поддержание необходимого равновесия между возбуждением и торможением коры головного мозга, расщепление резервного полисахарида   –   гликогена,   поддержание   должного   кислотно­щелочного равновесия   внутри   организма   и   нормальной   проницаемости   стенок кровеносных сосудов. Кроме того, длительный недостаток кальция в пище нежелательно   сказывается   на   возбудимости   сердечной   мышцы   и   ритме сокращений сердца. Рацион взрослого человека должен содержать от 0,8 до 1 г кальция. Больше всего кальция (120 мг%) содержится в молоке и молочных продуктах, например в сыре около 1000 мг% (мг% – это миллиграмм вещества на 100 г продукта, условно принимаемого за 100%). Почти 80% всей потребности в кальции удовлетворяется молочными продуктами.  Среди овощей и фруктов высоким содержанием кальция отличаются фасоль, хрен,   зелень   петрушки,   репчатый   лук,   урюк   и   курага,   яблоки,   сушеные персики, груши, сладкий миндаль. Фосфор  входит   в   состав   фосфопротеидов,   фосфолипидов,   нуклеиновых кислот.   Соединения   фосфора   принимают   участие   в   важнейших   процессах обмена   энергии.   Аденозинтрифосфорная   кислота   (АТФ)   и   креатинфосфат являются аккумуляторами энергии, с их превращениями связаны мышление и умственная деятельность, жизнеобеспеченность организма. Потребность   в   фосфоре   для   взрослых   составляет   1200   мг   в   день. Относительно много фосфора содержат, мг%: рыба – 250, хлеб – 200, мясо – 180, еще больше фасоль – 540, горох – 330, овсяная, перловая и гречневая крупы   –   320–350,   сыр   –   500–600.   Основное   количество   фосфора   человек потребляет с молоком и хлебом.  При избытке фосфора может происходить выведение кальция из костей, а при избытке кальция развивается мочекаменная болезнь. 27 Магний  участвует в формировании костей, регуляции работы нервной ткани, обмене углеводов и энергетическом обмене. По данным Института питания РАМН, потребность в магнии для взрослых – 400 мг в день. Почти половина этой   нормы   удовлетворяется   хлебом   и   крупяными   изделиями.   В   хлебе содержится 85 мг% магния, овсяной крупе – 116, ячневой – 96, фасоли – 103 мг%. Из других источников питания следует отметить орехи – 170–230 мг% и большинство овощей – 10–40 мг% магния.  При нормальном питании организм, как правило, полностью обеспечивается магнием. Однако следует помнить, что избыток магния снижает усвояемость кальция.  Натрий  участвует   в   образовании   желудочного   сока,   регулирует   выделение почками   многих   продуктов   обмена   веществ,   активирует   ряд   ферментов слюнных   желез   и   поджелудочной   железы,   а   также   более   чем   на   30% обеспечивает   щелочные   резервы   плазмы   крови.   Кроме   того,   ионы   натрия способствуют   набуханию   коллоидов   тканей,   это   задерживает   воду   в организме.   Содержание   природного   натрия   в   пищевых   продуктах относительно невелико – 15–80 мг%; его потребляют не более 0,8 г в день. Но обычно взрослый человек «съедает» натрия больше – 4–6 г в день, в том числе около   2,4   г   натрия   с   хлебом   и   1–3   г   при   подсаливании   пищи.   Основное количество   натрия   –   около   80%   –   организм   получает   при   поглощении продуктов с добавлением поваренной соли. Калий  –   внутриклеточный   элемент,   регулирующий   кислотно­щелочное равновесие   крови;   участвует   в   передаче   нервных   импульсов   и   активирует работу ряда ферментов. Считается, что калий обладает защитным действием против   нежелательного   действия   избытка   натрия   и   нормализует   давление крови.   По   этой   причине   в   некоторых   странах   предложено   выпускать поваренную   соль   с  добавлением   хлорида   калия.  В   большинстве   продуктов содержание калия колеблется в пределах 150–170 мг%. Заметно больше его лишь в бобовых, например в горохе – 870, фасоли – 1100 мг%. Много калия содержится в картофеле – 570, яблоках и винограде – около 250 мг%. Хлор  участвует   в   образовании   желудочного   сока,   формировании   плазмы; активирует   ряд   ферментов.   Естественное   содержание   хлора   в   пищевых продуктах   колеблется   в   пределах   2–160   мг%.   Рацион   без   добавления поваренной соли содержал бы около 1,6 г хлора. Основное его количество (до 90%) взрослые получают с поваренной солью. Микроэлементы Железо  незаменимо в процессах кроветворения и внутриклеточного обмена. Примерно 55% железа входит в состав гемоглобина эритроцитов, около 24% участвует в формировании красящего вещества мышц (миоглобина), примерно 21% откладывается «про запас» в печени и селезенке. Суточная потребность взрослого здорового человека в железе составляет 10–20 мг и восполняется обычным сбалансированным питанием Чай также снижает усвояемость железа 28 течение   обеспечивающих   должное из­за   связывания   его   с   дубильными   веществами   с   образованием труднорасщепляемого   комплекса.   Люди,   страдающие   железодефицитной анемией,   должны   поэтому   употреблять   больше   мяса   и   не   злоупотреблять чаем.   Наиболее   богаты   железом   сушеные   белые   грибы,   печень   и   почки убойного   скота,   персики,   абрикосы,   рожь,   зелень   петрушки,   картофель, репчатый лук, тыква, свекла, яблоки, айва, груши, фасоль, чечевица, горох, толокно, куриное яйцо, шпинат. Цинк – элемент, значение которого определяется тем, что он входит в состав гормона   инсулина,   участвующего   в   углеводном   обмене,   и   многих   важных ферментов,   окислительно­ восстановительных   процессов   и   тканевого   дыхания.   Специфические последствия   длительного   недостатка   цинка   в   пище   –   это   прежде   всего снижение функции половых желез и гипофиза головного мозга. Чтобы этого не   случилось,   взрослый   здоровый   человек   должен   ежедневно   получать   с пищей 10–15 мг цинка, которого больше всего в мясе гусей, фасоли, горохе, кукурузе,   говядине,   свинине,   курице,   рыбе,   говяжьей   печени,   а   также   в молоке, яблоках, груше, сливе, вишне, картофеле, капусте, свекле и моркови. Йод  является   необходимым   элементом,   участвующим   в   выработке щитовидной   железой   гормона   тироксина,   поэтому   почти   половина   его концентрируется именно в этой железе. При длительном недостатке йода в пище развивается зобная болезнь (тиреотоксикоз). Особенно чувствительны к недостатку йода дети школьного возраста. Потребность в нем колеблется в пределах 100–150 мкг в день. Содержание йода в пищевых продуктах обычно невелико – 4–15 мкг%. Однако в морской рыбе его содержится около 50 мкг %, печени трески – до 800, морской капусте в зависимости от вида и сроков сбора   –   от   50   до   70   000   мкг%.   Следует   учитывать,   что   при   длительном хранении   или   тепловой   обработке   пищи   теряется   от   20   до   80%   этого микроэлемента. Фтор  – элемент, при недостатке которого развивается такая болезнь зубов, как   кариес,   приводящая   к   разрушению   зубной   эмали.   Потребность   в   нем взрослого   человека   составляет   3   мг   в   день.   При   этом   одну   треть   фтора человек получает с пищей и две третьих – с водой. В пищевых продуктах фтора обычно содержится мало. Исключение составляет морская рыба – в среднем 500 мг%, при этом в скумбрии содержится до 1400 мг%. Медь  необходима   для   регулирования   процессов   снабжения   клеток кислородом,   образования   гемоглобина   и   «созревания»   эритроцитов.   Она также способствует более полной утилизации организмом белков, углеводов и повышению  активности   инсулина.  Для   осуществления  всех   этих   процессов здоровому человеку необходимо 2 мг меди, которая, как правило, содержится в рационе, включающем горох, овощи и плоды, мясо, хлебобулочные изделия, рыбу. Считается также, что 1 л питьевой воды содержит 1 мг меди. Больше всего ее в печени убойных животных. 29 Марганец активно влияет на обмен белков, углеводов и жиров. Важной также считается   способность   марганца   усиливать   действие   инсулина   и поддерживать   определенный   уровень   холестерина   в   крови.   В   присутствии марганца   организм   полнее   использует   жиры.   Сравнительно   богаты   этим микроэлементом   крупы   (в   первую   очередь   овсяная   и   гречневая),   фасоль, горох,   говяжья   печень   и   многие   хлебобулочные   изделия,   которыми практически восполняется суточная потребность человека в марганце – 5,0– 10,0 мг. Кобальт  находится   в  составе   витамина   В12 (кобаламин),  содержащего   его около   4,5%.   При   недостаточном   потреблении   кобальта   проявляются некоторые  нарушения функции  центральной  нервной  системы,  малокровие, снижение   аппетита.     Больше   всего   кобальта   содержат   говядина,  виноград, редис, салат, шпинат, свежий огурец, черная смородина, клюква, репчатый лук, говяжья и особенно телячья печень. В сутки человек должен поглощать с пищей 0,1–0,2 мг кобальта. Никель  в   сочетании   с   кобальтом,   железом,   медью   также   участвует   в процессах кроветворения, а самостоятельно – в обмене жиров, обеспечении клеток   кислородом.   В   определенных   дозах   никель   активизирует   действие инсулина.   Потребность   в   никеле   вполне   обеспечивается   рациональным питанием,   содержащим,   в   частности,   мясо,   овощи,   рыбу,   хлебобулочные изделия, молоко, фрукты и ягоды. Компетентностно­ориентированные задания                                              микроэлементы  Задача   Стимул: Известно, что галогены – ядовиты, но вместе с этим они  необходимы для нормальной жизнедеятельности организма. Задание: С помощью текста из источника информации, составьте схему­ кластер “Биологическая роль галогенов”. Заполнение и представление схемы. Дополнительные вопросы:  – В каком виде галогены содержатся в организме человека? – Каково физиологическое действие галогенов на организм? Схема для ответа: № Содержание элемента в  организме Продукты  питания,  Биологическая  роль элемента 30 содержащие  элемент Источник информации: Биологическая роль химических элементов. ИОД       Йод   в   довольно   большом   количестве   содержится   в   морской   капусте, кальмарах,   креветках,   морской   рыбе.   Есть   он   также   в   хлебобулочных изделиях, молочных продуктах. Суточная потребность в йоде для взрослого здорового человека  составляет 0,1­0,2мг.   Есть места, где содержание йода заметно снижено в   почве, воде, местных пищевых   продуктах.   Это   вызывает     развитие   эндемического   зоба, характеризующееся нарушением синтеза гормонов щитовидной железы, что сопровождается вялостью, сонливостью, апатией, нарушением обмена  веществ. Для  профилактики    этого  заболевания в питании  населения этих мест   используется   иодированная   поваренная     соль.   При   значительном дефиците   в   рационе   йода,   кобальта,   меди,   марганца   нарушается   обмен витамина С, снижается количество эритроцитов крови. ХЛОР.          С поваренной солью в организм человека поступает и хлор. Суточная потребность в нем  составляет  примерно 5г. Физиологическое значение этого элемента   связано   с   его   участием   в   регуляции   вводно­солевого   обмена   и осмотического давления в тканях   и клетках. Хлор входит в состав соляной кислоты  желудочного сока.          Хлор участвует в проведении нервных импульсов, активизирует работу пищеварительных ферментов желудочного сока.         Фтор   принимает   участие   в   образовании   костей   и   зубов.   Суточная потребность   в нем не установлена. Основным источником фтора является 31 ФТОР питьевая вода, содержащая обычно около 1мг этого элемента на 1л. Богата фтором   рыба   (особенно   треска   и   сом),   орехи   и   печень.   В   местности,   где содержание фтора в питьевой воде ниже 0,5мг/л, ее обычно фторируют для профилактики   кариеса   зубов.   Избыточное   поступление   в   организм   фтора вызывает   развитие   флюороза,   которое   проявляется   крапчатостью   зубной эмали. БРОМ.           Соединения   брома   регулируют   процессы   возбуждения   и   торможения центральной   нервной   системы,   поэтому   для   лечения   нервных   болезней (бессонницы,   истерии,   неврастении   и   т.   д.)   врачи   прописывают бромсодержащие препараты. Бром активно накапливают морские водоросли и морские   организмы.   Именно   море   служит   главным   поставщиком   брома. Подсчитано, что ежегодно вместе с морской водой в воздух переходит около 4 млн. т. брома. Это одна из причин, почему так полезно дышать морским воздухом.   Бром   применяется   в   медицине   для   лечения   ожирения,   в ультрамалых дозах лечит эндокринные заболевания. Содержание брома в организме человека (массой 70кг) составляет 260 мг. Критерии оценивания: содержание элемента в организме – 2 балла; ­ ­ биологическая роль элемента в организме человека – 2 балла;    ­      продукты питания, в которых содержится данный элемент – 2 балла. Медь. Стимул: В твоем организме  содержится большое количество химических элементов. Медь – один из металлов, необходимый для жизнедеятельности.  Задание: 1.Определите   количество   вещества   меди,   содержащейся   в   твоем организме. 2.   Подсчитайте   массу   меди,   которая   при   оптимальном   поступлении связывается   с:   а)   сывороточным   альбумином;   б)   аминокислотами;   в) транспортным белком. 3. Вычислите массу огурцов, которые необходимо съедать каждый день для того, чтобы восполнить суточную потребность организма в меди. Источник информации: Медь (Cu) ­ общее содержание меди в организме составляет примерно 150 мг на 70 кг . В печени взрослых людей содержится в среднем 35 мг меди на 1 кг сухого веса. Поэтому печень можно рассматривать как "депо" меди в организме. В печени  плода  содержится в десятки раз  больше  меди, чем  в печени взрослых. Медь необходима для процессов образования гемоглобина и 32 в   этом   смысле   не   подлежит   замене   другими   элементами.   Медь   также участвует в процессах роста и размножения.  В организм медь поступает в основном с пищей. Например, содержание меди в 100 г огурцов составляет 8,4 мг.  В   крови   медь   связывается   с   сывороточным   альбумином   (12­17%), аминокислотами (10­15%), транспортным белком (12­14%).   Потребность в меди у взрослого человека составляет 2 мг в день. Модельный ответ:  1.Если твой вес 60 кг, то в твоем организме содержится 128 мг меди   2.   А) 13 мг (при весе 60 кг) Б) 12 мг (при весе 60 кг)    В) 11 мг(при весе 60 кг)   3. при весе 60 кг нужно в день съедать 24 г огурцов. Шкала оценивания: № задания Балл 1 задание 2 задание 3 задание 3 6 4 13 баллов – «5»                 9 баллов – «4»                 3 балла – «3»                                                                    Марганец Соединения марганца в основном поступают в организм с пищей. Много марганца содержится в ржаном хлебе, пшеничных и рисовых отрубях, сое, горохе,  свекле   (содержание   марганца   в   100   г   свеклы   составляет   0,65   мг). Марганец   поступает   в   растение   в   виде   ионов   Mn2+  .   В   теле   человека содержится 2,2*1020  атомов марганца. Среднесуточная потребность человека в марганце составляет 5­9 мг. Биоусвояемость марганца невысока, всего3­5%. Оптимальная интенсивность поступления марганца в организм 5­9 мг/сутки, уровень, приводящий к дефициту,  и порог токсичности оцениваются в 1 и 40 мг/сутки   соответственно.   В   медицинской     практике   для   промывания   ран применяют раствор перманганата калия (w 0,5%, плотность 1г/мл). Вопросы: 1.Напишите электронную формулу атома марганца и иона марганца. 2.Подсчитайте   количество   вещества   марганца,   содержащегося   в организме человека. 33 3.Вычислите массу свеклы, которую необходимо съедать каждый день для   того,   чтобы   восполнить   суточную   потребность   (9мг)   марганца   в организме. 4.   Подсчитайте   массу   марганца,   который   усваивается   организмом человека. 5.Для   обработки   ран   вы   должны   приготовить   раствор   перманганата калия,   в   наличии   оказалось   10   г   препарата.   Определите   объем   раствора, который вы сможете приготовить из такой порции перманганата калия. 6.Найдите в интернете или других источниках информации, какую роль играет марганец в организме человека. 34