Розробка додаткових занять у школі до теми Хімізм різних способів приготування їжі

Правильна організація харчування вимагає знання, хоча б у найзагальнішому вигляді, хімічного складу харчової сировини і готових продуктів харчування, уявлень про способи їх отримання, про перетвореннях, які відбуваються при їх отриманні і при кулінарній обробці продуктів, а також відомостей про травних процесах.

Актуальність пропонованої роботи в цілому визначається стратегією модернізації змісту загальної освіти, спрямованого на відновлення його зміст і освітніх технологій. Нові орієнтири в освіті, такі як інтеграція, цілісне володіння світу значно посилює практичну спрямованість курсу хімії та знань прикладного характеру.

Позакласна робота допоможе встановити більш тісний зв'язок досліджуваного матеріалу з практичним його використанням в житті, реальну зв'язок хімії з проблемами і потребами суспільства.

Мета цієї роботи полягає у вдосконаленні технології навчання хімії шляхом розробки змісту і методів проведення лабораторних робіт на конкретних уроках, що дозволяють реалізувати дидактичний принцип зв'язку навчання з життям.

Методи дослідження: аналіз науково-популярної, методичної та хімічної і хіміко-технологічної літератури, розробка та аналіз проведення педагогічного експерименту з урахуванням практичної його спрямованості.

У роботі поставлені завдання:

1. Інформаційний пошук та аналіз літературних джерел з проблеми.

2. Вивчення ролі хімічних дослідів в навчальному та виховному процесах школи.

3. Розробка методики проведення дослідів відповідно до матеріалу, вивченим на уроках хімії.

1. Основні хімічні речовини їжі

Наша їжа складається з дуже великого числа різних хімічних речовин: білків, жирів, вуглеводів, вітамінів, мінеральних речовин та ін Серед них є сполуки, які визначають енергетичну та біологічну цінність, беруть участь у формуванні структури, смаку, кольору та аромату харчових продуктів. Однак не слід думати, що всі вони корисні або принаймні корисні в будь-яких кількостях. Людство шляхом проб і помилок відібрало для свого споживання продукти, які не містять шкідливі речовини. У міру накопичення знань з'являються технології та обладнання, що дозволяють створювати нові харчові продукти, видаляти шкідливі речовини, а корисні представляти в більш засвоєній формі.

Розглянути докладно всі хімічні компоненти продуктів харчування - непосильне завдання для цієї роботи. Тому я зупинюся тільки на основних групах, що мають життєво важливе значення. Ці відомості в якійсь мірі дозволяють уявити ті складні перетворення, які відбуваються при отриманні їжі, більш правильно оцінити якість споживаних продуктів, усвідомлено підходити до свого харчування, зберегти своє здоров'я.

Отже, спочатку розглянемо основні хімічні компоненти їжі (нутрієнти), а потім перейдемо до хімії харчових виробництв [1].

1.1 Білки

Білками, чи білковими речовинами (протеїнами, від грец. Protas - перший, найважливіший), називають високомолекулярні (молекулярна маса варіює від 5-10 тис. до 1 млн. і більше) природні полімери, молекули яких побудовані із залишків амінокислот. Число останніх дуже сильно коливається і часом сягає кількох тисяч. Кожен білок має своєї, властивою йому послідовністю розташування амінокислотних залишків.

Біологічні функції білків вкрай різноманітні. Вони виконують каталітичні (ферменти), регуляторні (гормони), структурні (колаген, фиброин), рухові (міозин), транспортні (гемоглобін, міоглобін), захисні (імуноглобуліни, інтерферон), запасні (казеїн, альбумін, гліадин, зеин) та інші функції. Серед білків зустрічаються антибіотики і речовини, що надають токсичну дію.

Білки становлять основу біомембран, найважливішою складовою частини клітини і клітинних компонентів. Вони грають ключову роль в житті клітини, складаючи як би матеріальну основу її хімічної діяльності. Виключне властивість білка - самоорганізація структури, т. е. його здатність мимовільно створювати певну, властиву тільки даному білку просторову структуру. По суті, вся діяльність організму (розвиток, рух, виконання ним його функцій і багато іншого) пов'язано з білковими речовинами. Без білків неможливо уявити собі життя.

Білки - найважливіша складова частина їжі людини і тварин; постачальник необхідних їм амінокислот [16].

1.2 Ліпіди

Ліпідами називають складну суміш органічних сполук з близькими фізико-хімічними властивостями, які містяться в рослинах, тварин і мікроорганізмах. Їх загальними ознаками є: нерозчинність у воді (гідрофобність) і хороша розчинність в органічних розчинниках (бензині, діетиловому ефірі, хлороформі та ін), наявність в їх молекулах довголанцюгових вуглеводневих радикалів (R) і складноефірні угруповань.

Ліпіди широко поширені в природі. Разом з білками і вуглеводами вони становлять основну масу органічних речовин всіх живих організмів, будучи обов'язковим компонентом кожної клітини.

Ліпіди - найважливіший компонент їжі, багато в чому визначає її харчову цінність і смакове гідність.

У рослинах вони накопичуються головним чином у насінні і плодах. Вміст у них ліпідів залежить не тільки від індивідуальних особливостей рослин, але і від сорту, місця і умов зростання.

У тварин і риб ліпіди концентруються в підшкірних жирових тканинах, в черевній порожнині і тканинах, що оточують багато важливі органи (серце, нирки), а також у мозковій і нервовій тканинах. Особливо багато ліпідів в підшкірній жировій тканині китів (25-30% від їх маси), тюленячий та інших морських тварин. У наземних тварин вміст ліпідів сильно коливається - від 33,3% (м'ясна свинина), 16,0% (яловичина) до 3,0% [8].

1.3 Вуглеводи

Вуглеводи - великий клас органічних сполук. У клітинах живих організмів вуглеводи є джерелами і акумуляторами енергії, в рослинах (на їх частку припадає до 90% сухої речовини) і деяких тварин (до 20% сухої речовини) виконують роль опорного (скелетного) матеріалу, входять до складу багатьох найважливіших природних сполук, виступають як регулятори низки найважливіших біохімічних реакцій. У поєднанні з білками і ліпідами вуглеводи утворюють складні високомолекулярні комплекси, що представляють основу субклітинних структур, а отже, основу живої матерії. Вони входять до складу природних біополімерів - нуклеїнових кислот, що беруть участь у передачі спадкової інформації.

Вуглеводи утворюються в рослинах в ході фотосинтезу, завдяки асиміляції хлорофілом, під дією сонячних променів, вуглекислого газу, що міститься в повітрі, а утворений при цьому кисень виділяється в атмосферу. Вуглеводи є першими органічними речовинами в кругообігу вуглецю в природі [17].

1.4 Вітаміни

Вітаміни - низькомолекулярні органічні сполуки різної хімічної природи, каталізатори, біорегулятори процесів, що протікають в живому організмі. Для нормальної життєдіяльності людини вітаміни необхідні в невеликих кількостях, але оскільки в організмі вони не синтезуються в достатній кількості, то повинні надходити з їжею в якості її необхідного компонента. Відсутність або нестача в організмі вітамінів викликає гіповітаміноз (хвороби в результаті тривалого нестачі) і авітамінози (хвороби в результаті відсутності вітамінів). При прийомі вітамінів в кількостях, які значно перевищують фізіологічні норми, можуть розвиватися гіпервітамінозу. Людям ще в глибоку давнину було відомо, що відсутність деяких продуктів у харчовому раціоні може бути причиною важких захворювань (бери-бери, «курячої сліпоти», цинги, рахіту), але тільки в 1880 р. російським вченим М. І. Луніним була експериментально доведена необхідність невідомих у той час компонентів їжі для нормального функціонування організму. Свою назву (вітаміни) вони отримали за пропозицією польського біохіміка К. Функа (від лат. Vita - життя). Зараз відомо понад тридцять сполук, що відносяться до вітамінів. Розрізняють власне вітаміни і вітаміноподібні сполуки (повна незамінність яких не завжди доведено). До останніх відносяться біофлавоноїди (вітаміни Р), пангамовая кислота (вітамін B _15), параамінобензойна кислота (вітамін H _1), оротовая кислота (вітамін В _13), холін (вітамін В _4), інозит (вітамін B _8), метилметионинсульфонийхлорид (вітамін U), ліпоєва кислота, карнітин (вітамін В _5). В окремих продуктах містяться провітаміни, тобто сполуки, здатні в організмі перетворюватися на вітаміни. Наприклад, р-каротин перетворюється на вітамін А, ергостеролу під дією ультрафіолетових променів в організмі людини перетворюються на вітамін D.

У той же час є група сполук, часто близьких до вітамінів за будовою, які, конкуруючи з вітамінами, можуть зайняти місце в ферментних системах, але не в змозі виконувати його функції. Вони отримали назву Антивітаміни. Так як хімічна природа вітамінів була відкрита після встановлення їх біологічної ролі, їх умовно позначили літерами латинського алфавіту (А, В, С, D і т. д.), вони збереглися і до теперішнього часу.

В якості одиниці вимірювання користуються міліграмами (1 мг = 10 ^-3 р.), мікрограмів (1 мкг == 0,001 мг = 10 ^-6 г) на 1 г продукту або мг% (міліграми вітамінів на 100 г продукту).

Потреба людини у вітамінах залежить від віку, стану здоров'я, умов життя, характеру діяльності, пори року, вмісту в їжі основних компонентів харчування.

За розчинності у воді вітаміни поділяють на дві групи: водорозчинні (B _1, B _2, B _6, PP, С тощо) і жиророзчинні (А, Е, D, К) [17].

1.5 Мінеральні речовини

Мінеральні речовини не мають енергетичної цінністю, як білки, жири і вуглеводи. Однак без них життя людини неможливе.

Мінеральні речовини виконують пластичну функцію в процесах життєдіяльності людини, але особливо велика їх роль у побудові кісткової тканини, де переважають такі елементи, як фосфор і кальцій. Мінеральні речовини беруть участь у найважливіших обмінних процесах організму - водно-сольовому, кислотно-лужний. Багато ферментативні процеси в організмі неможливі без участі тих чи інших мінеральних речовин. Зазвичай їх ділять на дві групи: макроелементи (Са, Р, Mg, Na, К, CI, S), що містяться в їжі у відносно великих кількостях, і мікроелементи (Fe, Zn, Сі, I, F тощо), концентрація яких невелика.

Мінеральні речовини в більшості випадків складають 0,7-1,5% (в середньому 1%) їстівної частини харчових продуктів. Виключенням є, звичайно, ті продукти, в які додають харчову сіль (найчастіше 1,5-3%) [17].

1.6 Харчові добавки

У харчовій промисловості застосовується велика група речовин, поєднувана загальним терміном харчові добавки. Цей термін не має єдиного тлумачення. У більшості випадків під цим поняттям об'єднують групу речовин природного походження або одержуваних штучним шляхом, використання яких необхідно для удосконалення технології, отримання продуктів спеціалізованого призначення (дієтичних, лікувальних та ін), збереження необхідних або додання нових, необхідних властивостей, підвищення стабільності і поліпшення органолептичних властивостей харчових продуктів. Зазвичай до харчових добавок не відносять з'єднання, що підвищують харчову цінність продуктів харчування: вітаміни, мікроелементи, амінокислоти.

Застосування харчових добавок допустимо тільки в тому випадку, якщо вони, навіть при тривалому використанні, не загрожують здоров'ю людини. Зазвичай харчові добавки поділяють на кілька груп: речовини, що поліпшують зовнішній вигляд продуктів; речовини, що змінюють консистенцію, іноді в цю групу включають і харчові поверхнево-активні речовини (ПАР); ароматизатори; пiдсолоджувальних речовин і смакові добавки; речовини, що підвищують збереження продуктів харчування та збільшують терміни їх зберігання.

Харчові добавки використовуються людиною багато століть: сіль, спеції - перець, гвоздика, мускатний горіх, кориця, мед як підсолоджуюча речовини та ін Однак широке використання харчових добавок почалося в кінці XIX ст., Воно пов'язане із зростанням населення, концентрацією його в містах , необхідністю вдосконалення традиційних харчових технологій, досягненнями хімії, створенням продуктів спеціального призначення. Незважаючи на існуюче в багатьох індивідуальних споживачів упередження, харчові добавки по гостроті, частоті і тяжкості можливих захворювань слід віднести до розряду речовин мінімального ризику.

Не можна обійти увагою таке важливе питання, як токсичність хімічних речовин. Зазвичай під токсичністю розуміється здатність речовин завдавати шкоди живому організму. Слід зазначити, що будь-яка хімічна сполука при певних умовах може бути токсичним, тому, на думку фахівців, більш правильно говорити про нешкідливість речовини при запропонованому способі його застосування. Вирішальну роль тут відіграє доза (кількість речовини, що надходить в організм у добу), тривалість споживання, режим, шляхи його надходження в організм і т. д. Ефекти впливу на організм можуть бути також різними (гострі, підгострі, хронічні, віддалені наслідки і т . д.). З метою гігієнічної регламентації експериментально обгрунтовують гранично допустимі концентрації (ГДК), тобто концентрації, які не викликають при щоденному впливі на організм протягом як завгодно тривалого часу відхилень у здоров'ї. При встановленні величини ГДК враховується дуже велике число чинників. Дослідження проводяться спеціальними організаціями і регламентуються певними правилами [18].

2. Хімічні основи домашнього приготування їжі

2.1 Основні хімічні процеси, що відбуваються при тепловій кулінарній обробці

Близько 80% харчових продуктів проходить ту чи іншу теплову обробку, при якій підвищується, правда, до певних меж, засвоюваність, відбувається розм'якшення продуктів, що робить їх доступними для розжовування. Багато видів м'яса, зернобобових та ряд овочів взагалі зникли б з нашого харчування, якщо б не піддавалися тепловій обробці. Вплив теплоти призводить до руйнування шкідливих мікроорганізмів та деяких токсинів, що забезпечує необхідну санітарно-гігієнічну безпеку продуктів, в першу чергу тваринного походження (м'ясо, птиця, риба, молочні продукти) і коренеплодів. Таким чином, теплова обробка підвищує мікробіологічну стійкість харчових продуктів і продовжує термін їх зберігання. При тепловій обробці деяких продуктів (наприклад, зернобобових, яєць) руйнуються інгібітори ферментів травного тракту людини, при обробці зернових (особливо кукурудзи) вивільняється вітамін РР (ніацин) з незасвоюваній неактивної форми - ніацітіна. Нарешті, важливим фактором є те, що різні види теплової обробки дозволяють урізноманітнити смак продуктів, що знижує їх «пріедаемость».

Однак все це зовсім не означає, що теплова обробка продуктів не позбавлена ​​недоліків. При тепловій обробці руйнуються вітаміни і деякі біологічно активні речовини, частково витягуються і руйнуються білки, жири, мінеральні речовини, можуть утворюватися небажані речовини (продукти полімеризації жирів, Меланоїдіни та ін.) Таким чином, завдання раціонального приготування їжі полягає в тому, щоб потрібна мета була досягнута при мінімальній втраті корисних властивостей продукту.

Враховуючи особливості приготування рослинних і тваринних продуктів, розглянемо їх окремо.

2.1.1 Рослинні продукти

Відмінною особливістю рослинних продуктів є високий вміст в них вуглеводів: понад 70% сухих речовин. Тому розглянемо їх більш докладно.

Абсолютна більшість рослинних продуктів, що використовуються в харчуванні людини, - це частини рослин з живими паренхімних клітинами, в яких і містяться речовини, що представляють інтерес з точки зору поживності: моно-і олігосахариди і крохмаль. Ці клітини мають первинну оболонку, що складається з низькомолекулярної целюлози і низькомолекулярних фракцій геміцеллюлоз, важливою відмітною особливістю яких є переважання між структурними одиницями β -1,4-зв'язку, і саме цей зв'язок не руйнується травними ферментами людини. У серединній пластинці і міжклітинниках знаходяться пектинові речовини, в основі яких лежать залишки D-галактуроновой кислоти, сполучені між собою α -1,4-зв'язками (цей зв'язок також не руйнується травними ферментами людини). Проте залежно від фази розвитку живої клітини ступінь полімеризації може сильно коливатися: від 20 до 200 і більше залишків. Зі збільшенням ступеня полімеризації зменшується розчинність пектинових речовин у воді і збільшується механічна міцність. Так званий протопектин, з яким пов'язують механічну міцність плодів, ягід та овочів, є в дійсності високомолекулярний пектин, який утворює за рахунок зв'язування води вторинну структуру, яка завдяки особливим властивостям зв'язаної води надає твердість рослинним продуктам. Разом з тим всі рослини містять активні пектінестерази і менш активні полігалактуронази. У певний період життя рослини ці ферменти активізуються і починають руйнувати вторинну структуру пектину з утворенням низькомолекулярних пектинів і води. При цьому відбувається розм'якшення продукту. Цей ферментативний процес може відбуватися і при зберіганні. Оскільки первинна стінка легкопроніцаема, а вторинної та третинної тим більше стінок в живих клітинах немає, що утворилися під дією ферментів пектолітіческіх низькомолекулярний пектин і вода частково переходять в протоплазму клітин.

Теплова обробка рослинних продуктів, що містять помітна кількість пектинів (овочі, фрукти, картопля, коренеплоди), також спрямована на руйнування вторинної структури пектину і часткове звільнення води. Цей процес починається при температурі понад 60 ° С і потім прискорюється приблизно в 2 рази на кожні 10 ° підвищення температури. У результаті в готовому продукті механічна міцність зменшується більш ніж в 10 разів. Наприклад, механічна міцність при стисненні сирої картоплі становить 13-10 ^а Па, вареного - 0,5-10 ^й, буряків - відповідно 29,9-10 ^s і 2,9-10 ⁵ Па.

Слід зазначити, що механічна міцність рослинних продуктів залежить також від вмісту в них води. Чим менше у продукті вільної води, тим більше його міцність при інших рівних умовах. (Сублімовані продукти не містять вільної води і мають високу механічну міцність, яка знижується при їх гідратації.) Виділення води при руйнуванні протопектину також сприяє розм'якшенню продукту.

З урахуванням сказаного розглянемо основні процеси, що відбуваються при тепловій кулінарній обробці. При варінні крім термічного розпаду вторинної структури пектину відбувається насичення клітин водою (впровадження води у білки, пектини, крохмаль). При цьому особливе значення має гелеутворення _до Рахман і низькомолекулярного пектину, які при _{темпера-т} УРЕ 60-80 ° С усередині продукту стають частково розчинними у воді. Хоча крохмаль залишається в плазмі клітини, а _{пектин-в} міжклітинному просторі, вилучення крохмалю і пектину відбувається не тільки з поверхневих зруйнованих клітин, але і з внутрішніх шарів. Одночасно при варінні екстрагується ряд водорозчинних речовин (цукрів, амінокислот, органічних кислот, мінеральних речовин і вітамінів) з шарів продукту, що стикаються з водою.

В цілому ж, при варінні часто відбувається абсолютна втрата води, величина якої залежить від природи продукту (наприклад, при варінні картоплі 2-6%, капусти - 7-9%, що пояснюється руйнуванням вторинної структури пектинів).

Тривалість варіння залежить від температури і розмірів продукту. При варінні під тиском, коли температура підвищується проти звичайної на 2-3 °, тривалість варіння скорочується приблизно в 1,5 рази. Дрібні шматочки прогріваються до 70-80 ° С у всьому обсязі швидше великих, але при цьому збільшується витяг водорозчинних речовин. Тому ступінь подрібнення не повинна бути сильною. На практиці встановлено оптимальні режими тривалості варіння і ступеня подрібнення продукту.

Варка неочищених продуктів (буряка, моркви, картоплі в шкірці) не відображається на тривалості, але призводить до помітного зменшення втрат харчових речовин, так як щільний поверхневий шар (епідерміс, перидерма) перешкоджає екстрагування.

Варка на пару також зменшує втрати харчових речовин в порівнянні з варінням у воді, так як екстрагування йде тільки з самих поверхневих шарів.

При смаженні відбувається, в основному, термічний розпад вторинної структури пектинів з утворенням розчинних пектинів і води. Крохмальні зерна і низькомолекулярний пектин починають реагувати з водою і частково переходять в гелевидний стан. Однак, якщо випаровування води з продукту при смаженні відбувається досить інтенсивно, гель висихає, і продукт знову стає твердим, його механічна міцність збільшується в кілька разів.

Нерідко жарку проводять у великій кількості жиру (у фритюрі). Фактично це не жарка, а варіння в жирі. При цьому температура середовища виявляється вище, ніж при звичайному варінні, розм'якшення відбувається швидше. Жиророзчинних речовин в рослинних продуктах мало, тому втрати харчових речовин при смаженні у фритюрі незначні, за винятком, звичайно, що розпадаються при цьому вітамінів.

Теплова обробка рослинних продуктів, що містять значну кількість пектину, але багато крохмалю (зернові, зернобобові), супроводжується клейстерізаціей крохмалю і полягає, як правило, в варінні у воді. Поглинання води, клейстерізуется крохмалем досягає 100-200%.

2.1.2 Тварини продукти

У тваринних продуктах найбільш цінним в харчовому і кулінарному відношенні є білок. В принципі треба говорити не білок, а білки, тому що існує безліч фракцій, що відрізняються за складом і властивостями.

Механічна міцність м'ясних виробів обумовлена ​​певною жорсткістю третинної структури білків. Найбільшою твердістю мають білки сполучних тканин (колаген та еластин). Одним з основних, але не єдиним фактором обумовлює жорсткість третинної структури більшості білків тваринного походження за винятком яєць і ікри є присутність в них води (у формі прочносвязанной 'гідратної та інші, які тут не розглядаються). У м'ясних продуктах вода в третинної структурі білка пов'язана головним чином з м'язовими білками, а не з сполучнотканинними. Зміст сполучнотканинних білків залежить від характеру сировини, віку тварини і ряду інших умов. У середньому, менше всього їх в рибі (1-4%), потім у молодих птахів і свинині (до 8%), найбільше (8-15%) у забійній м'ясі яловичини і баранини. Теплова обробка тваринних продуктів і полягає в частковому руйнуванні сполучнотканинних, а також м'язових білків. Руйнування відбувається за рахунок води, що бере участь в утворенні третинної структури м'язових білків (практично вода в м'ясі пов'язана головним чином з цими білками) і звільняється при їх температурної коагуляції. При тепловій обробці вивільнена вода впроваджується безпосередньо у вторинну структуру білків (головним чином колагену), руйнуючи їх і приводячи сполучнотканинні білки в желатинообразное стан. Цю фазу часто розглядають як утворення з колагену глютин. Механічна міцність м'ясних продуктів при цьому помітно зменшується. Температурна коагуляція білків в залежності і від їх природи починається з 60 °, але в більшості випадків з 70 ⁰ С. При варінні і смаженні м'яса температура всередині виробу в залежності від виду м'яса і величини шматка зазвичай досягає 75-95 ° С.

Втрати харчових речовин при варінні відбуваються за рахунок часткового витоплювання жиру та екстрагування ряду екстрактивних компонентів із тканин (мінеральні, азотисті і безазотистих речовини, вітаміни). При смаженні втрати обумовлені витоплювання жиру, частковим виділенням соку, термічним руйнуванням вітамінів.

Втрати води відбуваються не тільки при смаженні, але і при варінні м'ясних продуктів у воді, досягаючи (на відміну від рослинних продуктів) помітних величин - в середньому від 30 до 50% залежно від виду м'яса. Ці втрати відбуваються за рахунок руйнування третинної структури м'язових білків при коагуляції. У той же час вторинна структура нездатна вже утримувати велику кількість води, яка виділяється разом з низкою водорозчинних речовин в навколишнє воду.

Варка м'ясних продуктів під тиском внаслідок підвищення температури прискорює желатинізації і скорочує, таким чином, час для отримання готового продукту.

Мінімальні втрати харчових речовин спостерігаються при гасінні і запіканні. Порівняно невеликі втрати відбуваються при використанні м'яса у вигляді котлет (виділяються при смаженні речовини утримуються знаходяться в котлетах хлібом) [13].

2.2 Зміна харчової цінності продуктів при тепловій обробці

У зв'язку з тим, що процеси, що відбуваються при тепловій обробці рослинних і тваринних продуктів, як це показано вище, помітно відрізняються, розглянемо зміна їх харчової цінності роздільно.

У рослинних продуктах велика частина харчових речовин втрачається при смаженні: в середньому 5% білків і 10% жиру, причому головним чином не власного, якого в рослинних продуктах міститься в більшості випадків дуже мало, а доданого для смаження. Великі втрати вуглеводів, (10-20%) і мінеральних речовин (до 20%) в результаті витікання соку і утворення скоринки.

Втрати при варінні у великій мірі залежать від способу термічної обробки. Якщо варіння проводиться без зливу (наприклад, при варінні супів, киселів, компотів, деяких каш і т. д.), втрати майже всіх харчових речовин мінімальні: 2 - 5% білків, жирів, вуглеводів і мінеральних речовин. Спостерігається сильне руйнування вітаміну С (60%) і лише часткове (10-15%) руйнування вітамінів групи В і β-каротину. При варінні більшості овочів, деяких каш (рисова), макаронних виробів, де проводиться злив, втрати з відваром білків, жирів, вітамінів, мінеральних речовин збільшуються в 2-3 рази і наближаються до втрат при смаженні [21].

2.2.1 Втрати при гасінні, запіканні, припускании і пасерування

Необхідно відзначити особливості приготування окремих видів продуктів. Наприклад, при варінні картоплі в шкірці втрати вуглеводів і мінеральних речовин і всіх вітамінів, у тому числі вітаміну С, зменшуються приблизно в 1,5 рази в порівнянні з втратами при варінні очищеного картоплі. При гасінні ж капусти втрати ряду харчових речовин в 2-3 рази вище, ніж при припускании. Величина втрат залежить також від ступеня подрібнення продукту, інтенсивності теплової обробки і т. п.

Найбільші втрати важливих харчових речовин у процесі теплової обробки тваринних продуктів спостерігаються при варінні: білків 10%, жирів 25%, мінеральних речовин і вітамінів групи В 30%, вітаміну А 50% і вітаміну С 70% за рахунок переходу в бульйон і часткового розпаду. При смаженні м'яса втрати мінеральних речовин і вітамінів приблизно в 1 до рази менше, ніж при варінні, білка - такі ж, а жиру - дещо більше (за рахунок втрат жиру, доданого при смаженні) Ці втрати відбуваються в основному в результаті витікання соку утворення скоринки і часткового розкладання харчових речовин при нагріванні. Мінімальні втрати (5% білків, жирів і мінеральних речовин, 15-30% вітамінів, окрім вітаміну С, останній руйнується на 70%) спостерігаються при гасінні і запіканні, яке можна розглядати як один з видів гасіння.

При смаженні дрібними шматками втрати всіх харчових речовин значно (майже в 2 рази) менше, ніж при смаженні великим шматком, внаслідок меншої тривалості теплової обробки мелкокусковой напівфабрикату м'яса.

Втрати ряду харчових речовин при тепловій обробці риби у великій мірі залежать від її жирності. Так, втрати білка (8%) і жиру (9%) при варінні худої риби (жирністю до 4%) були в середньому в 1,5 рази менше, ніж при варінні жирної (жирністю більше 8%) - 14% білка і 12 % жиру. При смаженні, навпаки, втрати білка (13%) і жиру (27%) в процесі обробки худої риби значно вище, ніж жирної (9% білка і 13% жиру). При припускании жирність риби в значно меншому ступені впливає на втрати білка та жиру. Оскільки великий вплив на величину втрат надає видовий склад риб, зробити які-небудь загальні рекомендації щодо втрат при тепловій обробці риби досить важко.

Значна (до ⅓) частка тваринної сировини в громадському харчуванні використовується для приготування котлет. Це дуже раціональний спосіб кулінарної обробки. Втрати білка при смаженні котлет в порівнянні з натуральним продуктом скорочуються приблизно в 2 рази (5% проти 10%), жиру - на ⅓, мінеральних речовин і вітамінів - у 1,5-2 рази. Але все ж ці втрати вище, ніж при гасінні. Харчові речовини в котлетах зберігаються за рахунок того, що сік, що виділяється з м'яса при смаженні, вбирається, як зазначалося вище, у хліб, доданий в котлетну масу, і в мінімальному обсязі потрапляє на жарильну поверхню. Ще менше (майже в 2 рази) втрати харчових речовин, особливо жиру, мінеральних речовин і вітамінів, при варінні котлет на пару. Втрати харчових речовин в цьому випадку дуже близькі до втрат при гасінні.

Для швидкого і наближеного розрахунку раціонів часто буває необхідно знати величини сумарних втрат харчових речовин при різних видах теплової кулінарної обробки. У табл. I наведені усереднені дані щодо втрат харчових речовин, зазвичай враховуються при складанні дієт, в рослинних і тваринних продуктах з урахуванням двох найбільш поширених видів теплової обробки: варіння і смаження. Там же приведені аналогічні відомості в цілому по денному раціону (при співвідношенні рослинних і тваринних продуктів 7:3).

Таблиця I. Узагальнені величини втрат харчових речовин при тепловій кулінарній обробці продуктів,%

Пояснимо деякі позиції табл. I. Втрати білків у тваринних продуктах вище, ніж у рослинних, так як абсолютний вміст білка в останніх, як правило, досить низький і він, очевидно, більш міцно пов'язаний. Те ж можна сказати і про жири. Втрати мінеральних речовин у тваринних продуктах в 2 рази більше, ніж у рослинних. Виняток становить кальцій, який при деяких видах теплової обробки продукту з кістками (наприклад, птаха або деяких видів риб) частково переходить з кісток в м'ясо.

Що стосується вітамінів, то основні втрати їх пояснюються не витяганням або видаленням при варінні або смаженні, а руйнуванням внаслідок високої температури. Щонайменше половина втрат вітамінів відбувається внаслідок теплового руйнування, а для вітаміну С ця величина може досягти ² / _3. Втрати енергетичної цінності складають 10%.

Для ілюстрації теоретичних уявлень про кулінарній обробці харчових продуктів в додатку наведені деякі раціональні рецепти приготування популярних страв [13], [18].

3. Методична частина

Дану курсову роботу можна використовувати в курсі шкільної програми 10 класу в розділах: «Складні ефіри. Жири; Вуглеводи; Білки »для проведення уроків, лабораторних робіт і дослідів за підручником« Хімія »10 клас, Габрієлян О.С., Маскаєв Ф.Н., Пономарьов С.Ю., Теренін В.І., видавництво" Дрофа " , 2005 рік. У попередніх видавництвах цього підручника, наприклад 2002 року, цих тем немає, але вони є в курсі 11 класу.

3.1 Урок: «Фізико-хімічні зміни вуглеводів продуктів харчування в процесі технологічної обробки»

Цілі уроку:

Освітні:

• поглибити знання про будову і властивості вуглеводів;

• виявити зміни вуглеводів продуктів харчування при технологічній обробці;

• показати взаємозв'язок фізичних і хімічних процесів.

Розвиваючі:

розвивати:

• вміння застосовувати знання теорії на практиці;

• вміння порівнювати, аналізувати, робити висновки;

• спостережливість, самостійність.

Виховні:

прищеплювати:

• почуття особистої відповідальності та свідомого ставлення до правильних і безпечних методів лабораторної роботи;

• інтерес до обраної спеціальності;

• показати студентам провідну роль теорії в пізнанні практики.

Плановані результати

Знати:

• склад, будова, основні властивості та зміни вуглеводів в процесі технологічної обробки продуктів харчування.

Вміти:

• виявляти зв'язок між будовою і властивостями вуглеводів;

• пояснювати вплив змін вуглеводів на якість готової продукції в процесі технологічної обробки продуктів.

Тип уроку: лабораторна робота

Форма уроку: комбінований

Комплексно-методичне забезпечення:

На столі викладача:

• мультимедійний проектор, комп'ютер, екран

На столах учнів:

• хімічні реактиви: сірчана кислота, йод, сахароза, крохмаль, сульфат міді, гідроксид натрію, вода;

• хімічний посуд: спиртівки, сірники, фарфорові чашки, азбестові сітки, піпетки, пробірки, штативи, колби;

• методичний посібник "Фізико-хімічні процеси, що формують якість продукції громадського харчування";

• Інструкції щодо виконання лабораторної роботи.

Методи навчання:

• словесні

• наочні

• практичні

• проблемні

Міжпредметні зв'язки:

• органічна хімія

• фізколлоідная хімія

• товарознавство

• технологія приготування їжі

• біологія

• фізика

Хід уроку:

Викладач: Всі продукти харчування є джерелами харчових речовин, необхідних організму людини для нормального розвитку і функціонування. Ми розглянемо сьогодні тільки одну групу речовин - вуглеводи. Вуглеводи - найважливіші речовини продуктів харчування. Вуглеводи містяться в основному в продуктах харчування рослинного походження.

Більша частина продуктів харчування перед вживанням в їжу проходить відповідну кулінарну обробку, в результаті якої змінюються колір, смак, запах, підвищується засвоюваність, утворюються нові речовини. Без знання сутності процесів, що відбуваються при кулінарній обробці, не можна свідомо підходити до вибору режиму технологічної обробки, забезпечити високу якість готових страв, зменшити втрати харчових речовин.

Актуалізація опорних знань. Повторення раніше вивченого матеріалу. Учні відповідають на наступні питання викладача:

• Яку роль виконують вуглеводи в організмі людини?

• На які три групи класифікують вуглеводи за будовою?

• Назвіть фізичні властивості кожної групи вуглеводів: моносахаридів, дисахаридів, полісахаридів.

• Яку будову мають моносахариди, дисахариди і полісахариди? Вкажіть молекулярні формули і функціональні групи.

• Як визначити нові речовини, що утворилися в результаті змін вуглеводів?

• Назвіть якісні реакції на вуглеводи: глюкозу, сахарозу, крохмаль.

Відповіді на запропоновані питання демонструються за допомогою слайдів (3 - 7) презентації.

Викладач: Фізико-хімічні зміни вуглеводів ми доведемо досвідченим шляхом, провівши лабораторну роботу.

Викладач оголошує мета лабораторної роботи і проводить інструктаж з техніки безпеки.

Студенти знайомляться з інструкцією з проведення лабораторної роботи, проводять досліди, і результати роботи оформляють в таблицю.

Зміни вуглеводів

/ Результати лабораторної роботи /

Лабораторна робота

Тема: Фізико-хімічні зміни вуглеводів продуктів харчування в процесі технологічної обробки

Мета: довести прояви фізико-хімічних змін вуглеводів продуктів харчування в технології приготування їжі

Інструкція з проведення лабораторної роботи

• спостерігати і пояснювати хімічні явища;

• користуватися тільки реактивами, що стоять на столі;

• обережно поводитися з кислотами і лугами;

• оформити звіт з отриманими результатами та висновками в таблиці.

Досвід № 1. Гідроліз сахарози

Досвід № 2. Карамелизация сахарози

Досвід № 3. Клейстеризація крохмалю

Досвід № 4. Гідроліз крохмалю

• Кислотний гідроліз

• Ферментативний гідроліз

Учні спільно з викладачем підводять підсумки лабораторної роботи (слайди 8-11) і роблять висновки:

Які прояви фізико-хімічних змін вуглеводів продуктів харчування мають місце в технології приготування їжі?

1. Які фізико-хімічні зміни вуглеводів сталися при гідролізі сахарози? (Розчинення, інверсія)

2. Де ці зміни мають місце в технології приготування їжі? (Варка компоту, варення, фруктів)

3. Які речовини є кінцевими продуктами гідролізу сахарози? (Глюкоза і фруктоза - інвертний цукор)

4. Які фізико-хімічні явища відбуваються при карамелізації сахарози і де ці процеси проявляються в технології приготування їжі?

/ Термомассоперенос і глибокий розпад цукрів. Запікання яблук, поява скоринки при випіканні хліба /

5. Які фізико - хімічні явища виявляються в процесі клейстеризації крохмалю / Набухання і руйнування структури крохмального зерна

6. Прояв цих змін у технології приготування їжі

/ Варка киселів, соусів, супів-пюре /

7. Які речовини є кінцевими продуктами кислотного і ферментативного гідролізу? Де ми спостерігаємо ці прояви?

/ Утворюються глюкоза, декстрини, патока. Варка червоних соусів, киселів /

8. Порівняйте умови ферментативного і кислотного гідролізу. Який гідроліз відбувається швидше і при більш м'яких умовах?

Домашнє завдання (слайд 12)

Контроль. Перевірка знань учнів фактичного матеріалу.

Учні відповідають на питання тесту (слайди 13-17).

Учнями проводиться взаємоперевірка тестування (слайд 18) і виставлення оцінок відповідно до наступних критеріїв:

менше 6 С.О. - Тест не оцінюється

6 - 7 С.О. - Оцінка "3"

8 - 9 С.О. - Оцінка "4"

10 - 11 С. О. - Оцінка "5"

Рефлексія (слайд 19) [22]

3.2 Урок «Білкова їжа з точки зору хімії»

(Проблемно-інтегрований урок)

"Щоб осягнути нескінченне, треба спочатку роз'єднати, потім з'єднати." Гете

Урок "Білкова їжа з точки зору хімії" проводився на двох годинному уроці в одинадцятому класі як проблемно - інтегрований на етапі узагальнення і розширення знань з теми "Білки" після двох годинної лекції "Білок - якісно новий рівень розвитку матерії, вища форма розвитку речовини" . Даний урок можна віднести до другого рівня уроку - дослідження. Учитель формує проблему, підводить учнів до розуміння теми та мети дослідження, спрямовує діяльність учнів в русло дослідницької роботи. Учні самостійно планують та виконують дослідницьку роботу, консультуються з учителем. На кожному етапі дослідної роботи отримують оцінку вчителя (правильно чи неправильно). В ході уроку перед учнями розкривається міжпредметний характер розв'язуваної проблеми (зв'язок з біологією, медициною). Такий урок робить розвиваюче вплив на особистість кожного учня.

Навчальна мета уроку: На основі набутих знань з хімії та біології і результатів, отриманих в ході дослідницької роботи, зробити висновок про роль незамінних амінокислот для повноцінного білкового харчування.

Завдання:

1. Організувати діяльність учнів на самостійне і творче вирішення проблемної ситуації уроку;

2. Створити атмосферу співпраці, постійного спілкування в парах, групах з метою обговорення результатів дослідження;

3. Дати можливість учням висловлювати, думки у вигляді суджень, самостійно порівняти, виділяти істотне.

4. Сприяти формуванню адекватної самооцінки, контрольованої членами групи і вчителем;

5. Сприяти придбанню нових понять - "незамінна амінокислота", "досконалий", "недосконалий білок";

6. Спостерігати за ходом виконання лабораторних дослідів "Аналіз харчових продуктів на наявність білка", спрямовувати роботу, стежити за дотриманням правил техніки безпеки;

7. Організувати роботу з додатковою літературою.

Обладнання:

• Робочий лист для учнів

• Додаток 1 "Процес перетравлення білків";

• Додаток 2 "Аналіз харчових продуктів";

• Додаток 3 "Добова потреба в білках для різних груп населення" та "Змісту незамінних амінокислот у найважливіших продуктах харчування").

• Спиртівки (7шт.), пробірки (7 x 8 = 56шт.), Сірники (7шт.), штативи для пробірок, марлеві серветки (7шт.), піпетки (14 шт.).

• Харчові продукти: молоко, м'ясний фарш, желатин, клейковина, розчин білка курячого яйця (альбуміну).

• Реактиви: азотна кислота (1:2), 10% розчини сульфату міді (II) і гідроксиду натрію, вода в колбах (7). Для проведення уроку всі учні були розділені на сім груп по чотири людини.

На кожному столі: чисті аркуші паперу, робочі листи, обладнання, реактиви, додаткова література, підручник "Хімія 10 - 11, Ніфантьев".

Додаткова література

1. Миколаїв Л.А. "Хімія життя" М. "Просвіта", 1973р.

2. Щюльгін Г.Б. "Ця захоплююча хімія" М. "Хімія", 1984р.

3. Макаров К.А. "Хімія і здоров'я" М. "Просвіта", 1995р.

Література, яка використовується учителем:

1. Брегг П. Здоров'я та довголіття ". Грегорі-Пейдж М., 1995.

2. Грузиков Є.В. "Їжа - це концерт білків з оркестром ..." Хімія. Додаток до газети "Перше вересня", № 20, 1997р.

3. Богданова Н.Н Хімія. "Лабораторні роботи" М., Астрель ACT 2001

4. Макаров К.А "Хімія і медицина" М, "Освіта" 1981

5. Миколаїв Л.. А. "Хімія і життя" М., Просвітництво 1973

6. Гольдфельд М.Г "Хімія та суспільство" М., Мир 1995

Структура уроку

• що характеризує процес перетворення білків?

• обговорення схеми "Перетворення білків в організмі"

• запис схеми перетворення білків

• гідроліз білків, умови гідролізу в клітці і в пробірці

• синтез білків (освіта поліпептидів)