Курс "Экология пищи"

На протяжении изучения курса предусмотрено выполнение школьниками исследовательской работы по анализу пищевых продуктов.

Темы занятий:

1 занятие.  Введение. Техника безопасности при работе в кабинете химии.
2-3 занятия.  Овощи и фрукты, чем они полезны?
4 занятие. Определение жира в масличном растении.
5-6 занятия. Витамины – где их взять и как обнаружить?
7 занятие. Обнаружение нитратов в овощах и фруктах.
8 занятие. Получение ликопина из томатного сока.
9 занятие. Качественное определение соланина в разных сортах картофеля.
10-11 занятия. Чем полезен мёд?
12 занятие. Пищевые добавки.
13 занятие.  Мясные изделия.
14 занятие. Определение качества молока .
15 занятие. Определение маргарина в сливочном масле.
16 занятие. Определение пикриновой кислоты в пиве.
17 занятие. Итоговое занятие. Конференция «Мы выбираем здоровую пищу!».

1 занятие.  Введение. Техника безопасности при работе в кабинете химии.

Цель: познакомить с планом работы кружка на год, с правилами поведения во время занятий, показать химическую посуду, простейшие приборы, необходимые для проведения занятий. Рассказать правила работы сними.

Демонстрация: химической посуды и простейшего оборудования.

Учащиеся после изучения темы должны знать/ понимать: правила поведения при работе в кабинете химии.

Учащиеся после изучения темы должны уметь: выполнять простейшие операции с химической посудой.

2-3 занятия.  Овощи и фрукты, чем они полезны?

Цель: дать понятие об основных компонентах овощей и фруктов, раскрыть их значение для организма человека. Формировать у учащихся представления о полноценном питании и его значении для здоровья человека. Подготовить школьников к восприятию материала следующего занятия.

Рассматриваемые вопросы:белки, жиры, углеводы, сахара, крахмал, клетчатка, пектин, органические кислоты, дубильные вещества, эфирные масла, минеральные вещества основные компоненты овощей и фруктов. Их значение для человека.

Основные термины и понятия:белки, жиры, углеводы (сахара, крахмал, клетчатка, пектин, органические кислоты, дубильные вещества, эфирные масла), минеральные вещества.

Демонстрация: овощей и фруктов, содержащие наибольшее количество выше указанных компонентов.

Учащиеся после изучения темы должны знать/понимать:

• основные составляющие овощей, произрастающих в своей местности,
• значение данных веществ в питании человека.

4 занятие. Определение жира в масличном растении

Цель: дать понятие о жирах (растительных и животных), Раскрыть основные функции жиров в организме человека. Подготовить школьников к восприятию учебного материала следующего занятия. Формировать представление учащихся о здоровом образе жизни.

Рассматриваемые вопросы: жиры – органические вещества. Происхождение жиров. Особенности приема жирорастворимых витаминов. Нормы суточного потребления жиров человеком. Проблема ожирения – мировая проблема.

Основные термины и понятия: жиры, жирорастворимые витамины, ожирение.

Демонстрация: эксперимент по растворимости жиров в воде. Различные виды жиров и масел, употребляемых в пищу. Продукты питания, содержащие большое количество жиров.

Учащиеся после изучения темы должны знать/ понимать:

• содержание жиров в организме человека;
• основные функции жиров;
• нормы потребления жиров человеком;
• название основных жиров и масел, употребляемых в пищу.

Учащиеся после изучения темы должны уметь: вычислять содержание жира в растении.

Эксперимент:

В производственных условиях масло выделяют из семян растений прессованием, выплавляют нагреванием или паром, а также извлекают органическими растворителями: диэтиловым эфиром, петролейным эфиром, бензином высших сортов и др.
Для определения содержания жира семена анализируемого масличного растения тщательно растирают в ступке до однородной массы. Листочки фильтровальной бумаги складывают в виде аптечных пакетиков различного размера. Взвешивают по два пакетика из фильтровальной бумаги для каждого растения. Растёртые семена массой 3-5 г тщательно завёртывают в пакетики: сначала в пакетик меньшего размера, а его – в пакетик большего
размера так, чтобы швы обоих пакетиков оказались с разных сторон. На пакетиках записывают названия растений. Помещают пакетики в банку и заливают бензином так, чтобы над ними был слой бензина высотой  не менее 3 см. Бензин пропитывает бумагу пакетиков и растворяет жир, содержащийся в семенах. Для лучшего растворения жира бензин можно менять несколько раз. Затем вынутые пакетики помещают на стекло и оставляют на 30 мин в сушильном шкафу при температуре 500С. Все результаты записывают в таблицу:

Содержание жира вычисляется по формуле:  100 (в – с)/(в – а).

5-6 занятия. Витамины – где их взять и как обнаружить?

Цель изучения темы: дать понятие о витаминах (водорастворимых и жирорастворимых). Рассмотреть их основные функции в организме человека, а также последствия их избытка и недостатка. Рассказать о витаминных препаратах, которые необходимо принимать в весенний и зимний период. Подготовить  учащихся к восприятию материала следующего занятия.

Рассматриваемые вопросы: Витамины. Содержание витаминов в различных продуктах питания.  Функции витаминов в организме человека. Суточные
нормы потребления витаминов. Количественное определение аскорбиновой кислоты в продуктах питания (витамина С). Последствия избытка и недостатка витаминов в организме.

Основные термины и понятия: витамины, авитаминоз, гиповитаминоз, гипервитаминоз, анемия, дерматит, куриная слепота.

Демонстрация: таблицы рекомендуемых суточных норм витаминов для человека.

Учащиеся после изучения темы должны знать:

• определение витаминов;
• основные витамины;
• основные функции витаминов в организме человека;
• последствия, вызванные нарушением норм потребления витаминов.

Учащиеся после изучения темы должны уметь: проводить количественное определение витамина С в продуктах питания.

Эксперимент:

Оборудование и реактивы:  штатив, бюретка, колба Эрленмейера, раствор Люголя, раствор крахмальной суспензии, аскорбиновая кислота, продукты питания.

Ход эксперимента:

1. Приготовить раствор аскорбиновой кислоты, предварительно взвешанной (200-300 мг). Затем 25 мл приготовленного раствора внести в колбу объёмом 100-150 мл. Добавить к исследуемому раствору 10 капель суспензии крахмала. Наполнить бюретку раствором Люголя до определённой метки объёма. Записать начальный объём. Осторожно оттитровать исследуемый раствор до появления синей окраски.  Записать конечный объём раствора Люголя. Определить объём раствора, затраченный на титрование раствора с известной массой витамина С. Определить коэффициент пропорциональности – какая масса аскорбиновой кислоты соответствует 1 мл раствора Люголя.

2. Исследуемый раствор, полученный из продукта питания, внести в колбу в объёме 25 мл. Бюретку заполнить раствором Люголя до определенной метки объёма. Записать. Оттитровать исследуемый раствор аналогично первой части работы. Записать конечный объём раствора Люголя. По коэффициенту, найденному в первой части, и разности объёмов раствора Люголя определить содержание витамина С в исследуемом продукте.

7 занятие. Обнаружение нитратов в овощах и фруктах

Цель изучения темы: дать понятие о нитратах, их влиянии на организм человека. Разобрать причины накопления нитратов в растениях и почве.  Формировать представления учащихся о здоровом образе жизни. Подготовить школьников к восприятию учебного материала следующего занятия.

Рассматриваемые вопросы: Нитраты – химические соединения. Влияние нитратов на организм человека. Причины накопления нитратов в почве и в растительных организмах.

Основные термины и понятия: нитраты.

Демонстрация: таблицы «Содержание нитратов в овощах, посаженных вблизи дорог»

Учащиеся после изучения темы должны знать:

• определение нитраты;
• причины накопления нитратов в почве.

Учащиеся после изучения темы должны уметь: определять содержание нитратов в разных частях растений.

Эксперимент:

Наружные и внутренние кусочки плодов растирают пестиками в различных ступках. Капли полученного сока помещают на предметные стёкла и добавляют по несколько капель раствора дифениламина (для его приготовления 0,1 г дифениламина надо растворить в 10 мл крепкой серной кислоты, хранить в тёмной склянке). О содержании нитратов судят по изменению окраски: при небольшом содержании нитратов капля растительного сока приобретает светло-голубую окраску, при большом – тёмно-синюю. На основании сравнения содержания нитратов в разных частях растений учащиеся выдвигают предположения о причинах полученных результатов.

8 занятие. Получение ликопина из томатного сока

Цель изучения темы: дать понятие о ликопине как пигменте томатов. Рассказать о значении ликопина для организма человека. Познакомить с продуктами питания, которые в большом количестве содержат данное вещество. Подготовить учеников к восприятию материала следующего занятия.

Рассматриваемые вопросы: Ликопин. Содержание его в различных продуктах питания. Основное значение ликопина для организма человека. Качественное определение ликопина в томатах.

Основные термины и понятия: ликопин, пигменты, пластиды, заболевания – раковые.

Демонстрация: таблиц с рисунками овощей и фруктов, содержащих ликопин.

Учащиеся после изучения темы должны знать:

• определение ликопин;
• значение ликопина для организма человека;
• количественное изменение ликопина в овощах при термообработке.

Учащиеся должны уметь: выделять ликопин из продуктов питания.

Эксперимент:

Для того чтобы выделить растительный пигмент ликопин из томатного сока необходимо: к 5-10 мл томатного сока, который можно выжать из томатов, добавляют примерно такой же объём бензина. Смесь взбалтывают и оставляют до образования чёткой двухфазной системы. Верхняя фаза (гексан) приобретает яркий жёлто-оранжевый цвет, прозрачна. Нижняя фаза (водная) – бледно-красная, мутная. Верхний прозрачный слой аккуратно отсасывают пипеткой или сливают в фарфоровую чашечку и концентрируют упариванием на водяной бане до получения 0,5-1,0 мл.
Каплю этого оранжевого концентрата наносят на сухое предметное стекло и после испарения жидкости рассматривают под микроскопом (увеличение в 200-300 раз). Наблюдают красные игольчатые кристаллы, расположенные отдельно или в виде розеток (друз).

9 занятие. Качественное определение соланина в разных сортах картофеля

Цель изучения темы: познакомить учащихся с историей выращивания картофеля на Руси. Выяснить,  почему его называют «вторым хлебом». Состав картофеля.  Рассказать о сортах картофеля, что с ним происходит при неправильном хранении. Подготовить учеников к восприятию материала следующего занятия.

Рассматриваемые вопросы: сорта картофеля, история выращивания картофеля, соланин, условия его образования. Качественное определение соланина в разных сортах картофеля.

Основные термины и понятия: сорт, соланин.

Учащиеся после изучения темы должны знать:

• историю возделывания картофеля в своей стране,
• химический состав картофеля;
• последствия, вызванные неправильным хранением картофеля.

Учащиеся после изучения темы должны уметь: проводить качественное определение соланина в картофеле.

Вопрос: как можно удалить пятно от йодной настойки на ткани, используя для этого срез сырого клубня картофеля?

Эксперимент:

Реактивы и оборудование: крепкая уксусная кислота (80-90%), концентрированная серная кислота, 5% раствор пероксида водорода, фарфоровые чашки или часовые стёкла.

Инструкция. С клубня картофеля делают несколько срезов толщиной 1 мм:

• от верхушки до основания оси, делящей клубень на равные     половинки,
• поперечные – у основания и у верхушки клубня,
• с боков,
• в участках около глазков.

Срезы помещают в фарфоровую чашку или на часовое стекло. На них наносят по каплям вначале крепкую уксусную кислоту, затем концентрированную серную кислоту и несколько капель 5% пероксида водорода. Почти немедленно в местах среза, содержащих соланин, появляется интенсивное тёмно-малиновое окрашивание.

10-11 занятия. Чем полезен мёд?

Цель изучения темы: познакомить учащихся с химическим составом мёда.
Пчелиный мёд как лечебное средство. Диетическое питание и мёд. Органолептические характеристики мёда. Разновидности мёда. Подготовить учеников к восприятию материала следующего занятия.

Рассматриваемые вопросы: мёд, его разновидности и химический состав. Диетическое питание. Лечебное средство. Характеристика мёда: цвет, аромат, вкус, консистенция, зрелость. Качественное определение глюкозы и примесей в мёде.

Основные термины и понятия: мёд, диетическое питание, лечебное средство, которое повышает защитную функцию печени, тонус сердечно-сосудистой системы и сопротивляемость организма инфекциям.

Демонстрация: таблицы химического состава мёда. Различных рецептов в состав которых входит мёд.

Учащиеся после изучения темы должны знать:

• химический состав мёда, его разновидности;
• значение мёда для организма человека;

Учащиеся должны после изучения темы уметь:

• определять глюкозу в яблочном соке и мёде;
• определять присутствие посторонних примесей в нём.

Эксперимент:

Определим глюкозу в яблочном соке различных марок и мёде

Инструкция:

1. Налейте в пробирку 1 мл раствора гидроксида натрия.
2. Добавьте 2-3 капли раствора сульфата меди (  ).
3. Добавьте несколько капель яблочного сока и раствора мёда. Что наблюдаете?
4. Осторожно нагрейте содержимое пробирки. Что наблюдаете?
По результатам работы сделать выводы о наличие глюкозы в различных марках сока, занести данные в таблицу:

Определение присутствия посторонних примесей в мёде

Оборудование и реактивы: конические колбы, стеклянные палочки, водяная баня, электрическая плитка, горячая вода, 50% раствор этилового спирта.

Инструкция:

1 способ

1. В коническую колбу налить 25-30 мл 50% раствора этилового спирта, положить примерно 1 чайную ложку мёда.
2. Поставить колбы на водяную баню, дать мёду полностью раствориться.
3. Полученный спиртовой раствор рассмотреть на свет, определив его прозрачность.
4. В охлаждённый раствор добавить несколько капель спиртового раствора йода, если в мёде присутствуют крахмальные примеси, то раствор окраситься в синеватый или буроватый цвет.

2 способ

1. На фильтровальную бумагу капнуть по 1 капле мёда.
2. Рассмотреть через 3-5 минут появившийся водянистый ободок около этой капли, если его ширина превышает 3-5 мл, то в мёд была добавлена вода.
По результатам работы сделать вывод о качестве мёда, занести данные в таблицу:

12 занятие. Пищевые добавки

Цель изучения темы: дать понятие о пищевых добавках. Рассмотреть функциональные классы пищевых добавок и их назначение. Особое внимание уделить интенсификатору вкуса – глутамату натрия. Познакомить учащихся с разрешёнными и запрещёнными пищевыми добавками. Формировать представления учащихся о здоровом образе жизни. Подготовить школьников к восприятию материала следующего занятия.

Рассматриваемые вопросы: пищевые добавки – натуральные и синтетические вещества. Функциональные классы, назначение и технологические функции пищевых добавок. Требования к пищевым добавкам. Коды. Разрешённые и запрещённые добавки.

Основные термины: пищевые добавки, регуляторы кислотности, антиокислители, наполнители, красители, эмульгаторы, уплотнители, усилители вкуса и запаха, пенообразователя, желеобразователи, консерванты, разрыхлители, стабилизаторы, подсластители, загустители. Токсические и канцерогенные свойства. Коды.

Демонстрация: этикеток разных продуктов питания.

Учащиеся после изучения темы должны знать:

• определение пищевых добавок;
• классы пищевых добавок, их значение;
• требования,  предъявляемые к добавкам;
• коды;
• разрешенные и запрещённые добавки.

 Учащиеся после изучения темы должны уметь: по этикетке продукта питания узнавать различные добавки.

13 занятие.  Мясные изделия

Цель изучения темы: познакомить учащихся с сортами колбас. Рассказать о добавках, добавляемых в мясные изделия. Особое внимание обратить на цветорегуляторы, их значение. Подготовить школьников к восприятию учебного материала следующего занятия.

Рассматриваемые вопросы: пищевые добавки в мясных изделиях. Цветорегуляторы, их значение. Качественное определение крахмала в колбасах. Качественное определение нитратов в мясных изделиях.

Основные термины и понятия: пищевые добавки, цветорегуляторы, крахмал, нитраты

Демонстрация: этикеток мясных изделий.

Учащиеся после изучения темы должны знать:

• определение пищевые добавки;
• основные цветорегуляторы, добавляемые в мясные изделия;
• качественные реакции на крахмал и нитраты.

Учащиеся после изучения темы должны уметь: проводить качественное определение крахмала и нитратов в мясных изделиях

Эксперимент:

1. Определение крахмала в колбасах

На поверхность свежего разреза колбасного изделия нанести 2 капли раствора Люголя. При наличии крахмала поверхность окрашивается в синий или чёрно-синий цвет.

2. Определение нитратов

Определение основано на реакции Грисса. 20 г мелкоизмельчённой пробы поместить в химический стакан, залить  нагретой до 500С дистиллированной водой. Настоять 10 мин при постоянном помешивании. Отфильтровать в колбу на 200 мл. Навеску, оставшуюся на фильтре, промыть 2-3 раза дистиллированной водой. 20 мл вытяжки поместить в колбу на 100 мл и добавить 10 мл 0,1 н раствора гидроксида натрия и 40 мл 10% раствора сульфата цинка для осаждения белков. Смесь в колбе нагревать в течение 7 мин на кипящей водяной бане. После охлаждения довести общий объём до 100 мл дистиллированной водой, перемешать и отфильтровать.

14 занятие. Определение качества молока

Цель изучения темы: состав молока различных животных. Значение молока для человека. Формирование представлений учащихся о правильном питании. Подготовить школьников к восприятию материала следующего занятия.

Рассматриваемые вопросы: состав молока, молочная кислота, её значение для человека. Натуральное молоко, исскуственное молоко. Кисломолочные продукты. Казеиновый клей.

Демонстрация: упаковок молочной продукции.

Учащиеся после изучения темы должны знать:

• состав молока;
• что такое натуральное и исскуственное молоко;
• основные кисломолочные продукты,
• значение молока для человека.

Учащиеся после изучения темы должны уметь:

• определять степень разбавленности молока водой;
• определение посторонних примесей в молоке;
• получать казеиновый клей из простокваши.

Эксперимент:

1. Определение степени разбавленности молока водой

Оборудование и реактивы: пробирки, чашки Петри, штатив для пробирок, фильтровальная бумага, стеклянные палочки, этиловый спирт.
В пробирку наливают одну объёмную часть молока и две части чистого этилового спирта, и полученную смесь взбалтывают в течение 30 секунд, после чего быстро выливают на стеклянное прозрачное блюдечко, поставленное на тёмном фоне. Если молоко не разбавлено водой, то по истечении 5-7 секунд, иногда даже раньше, в жидкости вылитой на блюдечко, появятся хлопья (выделившийся из спиртовой сыворотки казеин). Если же хлопья появятся спустя значительно больший промежуток времени, значит, молоко разбавлено водой, притом тем в большем количестве, чем более требуется времени для появления хлопьев.
Молоко разбавлено:
на 20% – хлопья появляются спустя 30 секунд;
на 40% – хлопья появляются спустя 30минут;
на 50% – хлопья появляются 40 минут.

2. Присутствие посторонних примесей в молоке

а) опустить в разные пробы молока по полоске синей лакмусовой бумажки.
б) опустить в другие пробы молока по полоске красной лакмусовой бумажке.
в) если в молоке есть избыток щёлочи, то красная лакмусовая бумажка сильно синеет, тогда, как синяя вполне сохраняет свой цвет.
г) если в молоке примешена кислота, то синяя лакмусовая бумажка, смоченная таким молоком, окрашивается в яркий красный цвет.

3. Получение казеинового клея

Казеин содержится в молоке, а удобнее  всего будет извлечь его из простокваши. Отфильтруйте её от сыворотки через марлю, сложенную в несколько слоёв. Оставшуюся на фильтре массу промойте несколько раз водой и высушите. Затем промойте массу бензином и снова высушите. А когда она станет совсем сухой, измельчите её в ступке – порошок казеина готов. Смешайте его с нашатырным спиртом и водой в соотношении 1:1 (по массе). Это и есть казеиновый клей. Для испытания возьмите деревянные или керамические предметы.

15 занятие. Определение маргарина в сливочном масле

Цель изучения темы: рассказать о животных  жирах, их применении человеком и значении. Формировать представления учащихся о правильном питании. Подготовить школьников к восприятию учебного материала следующего занятия.

Рассматриваемые вопросы: состав маргарина и сливочного масла, их значение. Суточная норма потребления жиров. Спрэд. Ожирение.

Основные термины и понятия: растительные и животные жиры. Ожирение.

Демонстрация: таблица суточного потребления жиров, рисунки продуктов питания, содержащих максимальное количество жиров, упаковок различных маргаринов и масел.

Учащиеся после изучения темы должны знать:

• отличия маргарина  и сливочного масла;
• суточную норму потребления жира;
• причины ожирения;
• как определить маргарин в сливочном масле.

Учащиеся после изучения темы должны уметь: определять маргарин в сливочном масле.

Эксперимент:

Определение присутствия маргарина в сливочном масле

Оборудование и реактивы: пробирки, спиртовка, чайная ложка, чашки Петри, раствор серной кислоты в спирте 1:2, горячая вода, пинцеты для пробирок.

1. В пробирку кладут небольшое количество испытуемого масла, слегка нагревают сверху, чтобы масло опустилось вниз, а затем осторожно нагревают его на спиртовке до кипения. При этом масло темнеет, делается коричневым. Выделяя пузырьки довольно спокойно; маргарин,  напротив, светлеет и кипит бурно, скачками, как бы взрываясь.
2. В пробирку наливают две части смеси, приготовленные из двух частей спирта, одной части конц. серной кислоты и одной части распущенного масла с таким расчётом, чтобы они занимали около 1/3 пробирки. Затем всю эту смесь нагревают до кипения, а по охлажден, жидкости испытывают на запах: от чистого масла исходит приятный ананасовый запах (бутиринового эфира), от маргарина, напротив – крайне неприятный запах.
3. Небольшое количество масла разогревают в чайной ложке до появления паров, после чего его осторожно сливают на поверхность горячей воды в чашку Петри.
Если масло чистое, то разойдясь по поверхности воды тонким слоем, оно затем быстро разбивается на многочисленные мелкие капельки, которые тотчас же все до одной собираются у краёв чашки Петри.
Маргариновое масло при тех же условиях покрывает поверхность воды сальным слоем, который разбивается на крупные капли, не пристающие к краям стёклышка и продолжающие плавать на воде. Появление таких капель,
в случае испытания сливочного масла, служит прямым показателем подмеси посторонних жиров вообще и маргарина в частности.

16 занятие. Определение пикриновой кислоты в пиве

Цель изучения темы: познакомить учащихся с историей пивоварения, рассказать о негативных свойствах пикриновой кислоты; познакомить учащихся с процессом – брожения; формировать представления учащихся о здоровом образе жизни.

Рассматриваемые вопросы: История пивоварения. Брожение – химический процесс. Влияние пикриновой кислоты на организм человека. Алкоголизм. Россия – самая пьющая страна в мире. Качественное определение примесей в пиве.

Основные термины и понятия: пивоварение, пикриновая кислота, брожение, алкоголизм.

Демонстрация: слайдов презентации по брожению и алкоголизму

Учащиеся после изучения темы должны знать/понимать:

• брожение – химический процесс;
• влияние алкоголя на организм человека, алкоголизм;
• качественную реакцию на определение посторонних примесей в пиве.

Учащиеся после изучения темы должны уметь:

• проводить качественное определение пикриновой кислоты в пиве;
• определять по внешним признакам человека степень алкогольной зависимости.

Эксперимент:

Определение присутствия посторонних примесей в пиве.

Оборудование и реактивы: конические колбы, стеклянные палочки, раствор уксусной кислоты, кусок белой шерстяной ткани (пряжи), электроплита.

1. Для определения присутствия пикриновой кислоты в пиве берут небольшие кусочки чистой, совершенно белой шерстяной материи и опускают в образцы пива.
2. Кипятят их в пиве в течение 10 минут, затем прополаскивают в воде. Если ткань окрасилась в жёлтый, канареечный цвет, значит, пиво содержит пикриновую кислоту и притом – тем большее её количество, чем ярче окраска.

17 занятие. Итоговое занятие

Конференция «Мы выбираем здоровую пищу!».