Химия и производство

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ «ЛАБИНСКИЙ СОЦИАЛЬНО – ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА УРОКА ХИМИИ

естественно-научного цикла, в группе по профессии «Повар, кондитер»

Тема:

Химия и производство

Разработала и провела преподаватель:

Карпенко Светлана Максимовна

2017

Характеристика темы:

1.Базовые

Химия и производство. (урок№166). Химия и пища

2. Профессионально направленных

Проблема профессиональной направленности – одна из наиболее актуальных проблем педагогики профессионально-технического образования. Принцип профессиональной направленности реализуется как эффективное средство оптимизации обучения, в том числе, если оно способствует формированию профессиональной направленности личности. Важнейшими структурными компонентами профессиональной направленности личности является:

1. Познавательная направленность, связанная с овладением студентами профессионально- значимыми знаниями и умениями, необходимыми для оптимального освоения профессии повар, кондитер.

2. Социальная направленность, связанная с приобретениями студентами важнейшего для личности свойства социальной и психофизиологической направленности на профессиональную деятельность. Предметная направленность формируется с помощью межпредметных связей.

Урок - одна из основных организационных форм реализации профессиональной направленности обучения.

К ним следует отнести:

1. Использование учебного материала МДК ( по кулинарии, физиологии питания, товароведению) и производственному обучению.

2. Подбор и использование дидактического материала с профессионально значимым содержанием (задач, упражнений, схем, таблиц)

3. Практическая работа с использованием знаний предметов профессионально – технического цикла.

4. Самостоятельная работа студентов с учебной и справочной литературой по физиологии питания и кулинарии.

5. Подготовка, прослушивание и обсуждение профессионально значимых сообщений.

6. Региональный компонент. Углубление знаний Кубанской кухни.

Профессионально – направленные уроки, чаще всего имеют нетрадиционную форму ведения. Проведение таких уроков вызвано необходимостью систематизации разрозненных знаний студентов полученных на уроках МДК и производственного обучения.

Тип урока: Урок совершенствования знаний, умений, навыков.

Вид урока: Урок - исследование

Форма организации обучения: фронтально - коллективная

Метод обучения: Стимулирующее – поисковый (сочетание словесного, наглядного и практического методов)

Цели и задачи урока:

Образовательная – Систематизировать знания студентов о классификации белков, жиров, углеводов, витаминов, особенностях их строения, физико – химических свойствах и роли их в организме человека, совершенствование знаний студентов в процессе исследования, анализа и обобщения продуктов питания.
Выявить изменения белков, углеводов, жиров продуктов питания при кулинарной обработке. 

Развивающая –Развивать у студентов умения пользоваться сравнением, анализом, синтезом, систематизацией и обобщением при проведении ферментативного гидролиза белков и денатурации белка, отработка умения выделять главное и специфическое в изучаемом материале. Воспитательная – воспитать познавательный интерес к будущей профессии, используя профессионально значимые знания и примеры из жизни студентов, убеждая их, что полученные сведения ценны для практики: формировать социальную активность студентов: раскрыть экономический эффект рационального расходования продуктов питания. Замена дорогостоящих продуктов более дешёвыми местного производства, решать экологические вопросы, затрагивающие здоровье человека. Воспитывать коммуникабельные качества, умение работать в коллективе, уверенность в своих силах. Методическая - совершенствовать организацию учебного процесса, повышать педагогическое мастерство. Методические приёмы - самостоятельная работа с учебной и научно-популярной литературой, подготовка сообщений, составление опорных конспектов, беседа, демонстрация химических опытов, ролевая игра. Материально – техническое обеспечение: На столе преподавателя: мультимедийный проектор, компьютер, экран
На столах студентов: химические реактивы: раствор яичного белка, сульфат меди, концентрированная азотная кислота, ацетат свинца, уксусная кислота, раствор хлорида натрия химическая посуда: спиртовки, спички, пипетки, пробирки, штативы инструкция по проведению лабораторной работы, методическое пособие «Технология приготовления пищи»

Межпредметные связи: 1. Физиология питания. Белки, жиры, углеводы, витамины, классификация, свойства и их роль в организме человека. 2. Производственное обучение. Технология приготовления пищи на основе сохранности витаминов в продуктах. 3. Технология приготовления пищи – Мясные, рыбные продукты питания Салаты. Напитки. 4.Экология - бытовые отходы, отходы продуктов питания, аллергены, концерогенные вещества. Внутри предметные связи: 1. Строение вещества. Химические связи (2 курс) 2.Качественный и количественный состав вещества (2курс) 3.Явления, происходящие при растворении. 4.Среда водных растворов, РН- раствора. 5. Спирты (1 курс) 6.Карбоновые кислоты (1 курс) 7. Белки. Жиры .Углеводы (1курс)

Планируемые результаты: 
Знать: основные технологические свойства белков и их изменения при кулинарной обработке продуктов питания. 
Уметь: объяснять изменения белков в процессе кулинарной обработки пищевых продуктов.
Проблемный вопрос: Как изменения белков, происходящие в процессе приготовления кулинарных изделий, влияют на качество готовой продукции?
Методы обучения: 
словесные (беседа)
наглядные (инструкции, методические пособия, презентация)
практические (лабораторная работа)
проблемные (проблемный вопрос)
Словарная работа: 
денатурация, гидратация, дегидратация, гидролиз, деструкция, пенообразование



.

Ход урока

« Самая большая ценность в мире – жизнь, чужая, своя, жизнь на всём протяжении - и в прошлом, и в настоящем, и в будущем»

Д.С. Лихачёв (писатель, академик)

I . Организационный момент. 1. Психологический приём расположение аудитории к преподавателю. 2.Создание рабочей обстановки, проверка посещаемости студентами урока.

3. Объяснение темы и цели урока. Мотивация студентов к изучению данной темы.

II. Актуализация знаний студентов

Преподаватель Проблема пищи всегда была одной из самых важных про­блем, стоящих перед человеческим обществом.
Все, кроме кислорода, человек получает для своей жизнедея­тельности из пищи. Среднее потребление ее в сутки составляет около 800 г (без воды) и около 2000 г воды. Это дало право И. П. Павлову в 1904 г. при вручении ему Нобелевской премии сказать: «Недаром над всеми явлениями человеческой жизни господствует забота о насущном хлебе».
В настоящее время на нашей планете проживает свыше 8 млрд. человек. Уже сейчас в сутки потребляется около 5 млн. т. пищи, а с ростом населения ее потребление, естественно, будет возрастать. Человечество испытывало и продолжает испытывать дефицит продуктов питания, особенно не хватает продуктов с высоким содержанием белка, однако простое увеличение потреб­ления пищи не может решить всех проблем, связанных с пита­нием..
Правильная организация питания требует знания, химического состава пищевого сырья и готовых продуктов питания, знания о способах их получения, о превращениях, которые происходят при их получении и при кулинарной обработке продуктов. Профессия повар, кондитер обязывает это знать! Организм человека – уникальный «химический комбинат», в котором протекает множество разнообразных химических реакций. Сейчас мы вспомним состав пищевых продуктов. Главные основные компоненты пищи и источники энергии для всего живого - белки, жиры, углеводы.
II. Актуализация опорных знаний (сообщения студентов)
Студент-1 По определению Ф.Энгельса «Жизнь есть способ существования белковых тел» (слайд 1, 2, 3, 4) «Жизнь есть способ существования белковых тел» (слайд 1, 2, 3, 4 Приложение 1), понятия «жизнь» и «белок» неразрывно связаны. Чтобы ответить на вопрос: «Что такое жизнь? надо знать, «Что такое белки?». Насколько многообразны белки, настолько загадочна, и многообразна сама жизнь. Подтверждением этого является высказывание Гёте: «Я всегда говорил, и не устаю повторять, что мир бы не мог существовать, если бы был так просто устроен» Большая часть пищи подвергается кулинарной обработке, вследствие чего происходят изменения пищевых продуктов, в том числе и белков. Тепловая обработка пищевых продуктов животного и растительного происхождения вызывает глубокие физико-химические изменения входящих в них белков. 1 а) белки – важнейшие вещества продуктов питания (слайды 5, 6)
б) классификация белков и физические свойства (слайд 7)
в) состав и строение белков (слайды 8, 9, 10, 11)
Попытаемся разобраться, что происходит с основными компонентами нашей пищи в процессе кулинарной обработки, которые имеют место в технологии приготовления пищи. 
Лабораторная работа в группах
Во время экспериментальных исследований технологических свойств белков, каждая группа выполняет свой вариант заданий, заполняет таблицу с результатами лабораторной работы и защищает свой проект (слайды 12, 13, 14)
Лабораторная работа 
Инструктаж учащихся по технике безопасности 

Опыт №1. Ферментативный гидролиз белков (проводит первая группа)

Опыт служит моделью переваривания белков пищи. 

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 1 мл раствора белка прилейте 1 мл дистиллированной воды
В пробирку №2 к 1 мл раствора белка прилейте 1 мл фермента. 
Поставьте пробирки на 20 – 30 мин в теплую воду при температуре 30-37^оС (идет процесс переваривания).
Через 30 мин в обе пробирки добавьте по 2 мл насыщенного раствора сульфата аммония и несколько кристалликов этой же соли (происходит высаливание, выпадение осадка под действием сульфата аммония)
Наблюдения
1. Что произошло в первой пробирке под воздействием сульфата аммония? (обильное выпадение осадка белка)
2. Что наблюдается во второй пробирке? 
(осадок не образуется, т.к. белок переварился под действием фермента)
3. В чем заключается сущность гидролиза белка? 
(во время пищеварения под действием ферментов белковые молекулы гидролизуются, т.е. расщепляются до аминокислот, которые, будучи хорошо растворимы в водной среде, попадая в организм, затем в печень, расходуются на рост, увеличение массы, синтез белков)

Опыт №2. Денатурация белков 

Этим опытом выясняем степень влияния различных факторов на денатурацию растворимых белков.
а) денатурация белка ионами тяжелых металлов (вторая группа) 
Химические реактивы: молоко, ацетат свинца, сульфат меди.
Техника выполнения опыта
В две пробирки с 3-5 каплями молока добавьте по 2-3 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? (необратимая денатурация)
3. Почему при отравлении людей солями тяжелых металлов: Hg, Ag, Cu, Pb и др. в качестве противоядия используют яичный белок? 
(ионы тяжелых металлов, попавшие в организм, в желудочно-кишечном тракте связываются с белками в нерастворимые соли и выводятся наружу, не успев причинить вреда (вызвать денатурацию) белкам, из которых построен организм человека)
Сделайте вывод. 
(человек в основном состоит из белка и разрушительное действие тяжелых металлов на белки этим наглядно показано)

б) Денатурация белков кислотами при нагревании (третья группа)
Химические реактивы: яичный белок, раствор уксусной кислоты
Химическая посуда: пробирки, фильтровальная бумага
Техника выполнения опыта
В пробирку с 3 – 5 каплями раствора молока добавьте 2 – 3 капли концентрированной уксусной кислоты
Наблюдения
1. Что происходит в пробирке? 
(выпадение осадка)
2. Чем обусловлено выпадение белка? 
(разрушение белка)
Вывод: Объясните наблюдаемые явления. 
(под воздействием концентрированных кислот молекулы белка выпадают в осадок, происходит реакция осаждения) 
в) Денатурация белка кипячением 
Химические реактивы: яичный белок.
Техника выполнения опыта
Пробирку с 3 –5 каплями яичного белка нагрейте до кипения
Охладите содержимое пробирок 
Разбавьте раствор водой.
Наблюдения 1. Что происходит с белком при нагревании? (помутнение раствора)
2. Почему раствор при нагревании мутнеет? 
(происходит свертывание белков. Сильное нагревание вызывает разложение белков с выделением летучих веществ)
3. Растворяется ли осадок в воде; если нет, то почему? 
(произошла необратимая денатурация)
IV. Подведение итогов лабораторной работы
Учащиеся защищают свои проекты, приводят примеры проявления технологических свойств белков в технологии приготовления пищи, делают выводы
Таблица 1
Изменения белков (результаты лабораторной работы) 

ВЫВОД: В пищевой промышленности особое практическое значение имеет тепловая денатурация белков, степень проявления которой зависит от температуры, продолжительности нагревания и влажности. Важными природоохранными мероприятиями являются получение экологически чистой и экологически полезной продукции. 
Улучшение усвояемости продуктов, прошедших тепловую обработку, обусловлено следующими причинами: 
Продукты размягчаются, легче разжевываются и смачиваются пищеварительными соками
Белки при нагревании денатурируют и легче перевариваются
Образуются новые вкусовые и ароматические вещества, возбуждающие аппетит.
Краткая характеристика жиров, углеводов и витаминов. 
(Презентации студентов).
Наверно, многих интересует вопрос: какие и как много полезных веществ теряют продукты при тепловой обработке. Давайте разберёмся!
БЕЛКИ (презентация)
Белки свертываются при температуре 70⁰ C. Они теряют способность удерживать воду, набухать, при этом уменьшается масса мяса, рыбы и птицы (до 30-40% массы). Третичная и вторичная структура белковых молекул частично разрушается, что благоприятно для людей, пользующихся протеазами желудочно-кишечного тракта.
Белки, находящиеся в продуктах в виде раствора, при варке свертываются хлопьями и образуют пену на поверхности бульона. Общие потери белка при тепловой обработке составляют от 2 до 7%.
Если превысить температуру и время обработки, это приведёт к уплотнению мышечных волокон и ухудшению консистенции изделий, особенно приготовленных из печени, сердца и морепродуктов.

Наименьшие потери массы свойственны панированным изделиям, так как влага удерживается слоем панировки, который препятствует ее испарению.
ЖИРЫ (презентация)
Жир при нагревании из продуктов вытапливается. Пищевая ценность его снижается. Так, потери некоторых кислот составляют 20-40%. При варке до 40% жира переходит в бульон. Сильные изменения жира происходят при жарке. Общие потери жира также меньше у панировочных изделий.
Значительные химические изменения жиров происходят при жарке во фритюре. В результате химических реакций накапливаются вредные соединения, придающие жиру неприятный запах и прогорклый вкус. Токсические продукты окисления жиров оседают на поверхности обжариваемых изделий.
УГЛЕВОДЫ
При нагревании крахмала с небольшим количеством воды происходит его клейстеризация, начиная с температуры 55-60 С. Сырой крахмал не усваивается организмом человека, поэтому все продукты, содержащие крахмал, употребляют в пищу после тепловой обработки.
При тепловой обработке клетчатка (основной структурный компонент стенок растительных клеток) изменяется незначительно: она набухает и становится пористее.
ВИТАМИНЫ (презентация)
Жирорастворимые витамины ( А, D, E, K ) при тепловой обработке сохраняются хорошо. 
• Продукты, богатые витамином А: говяжья печень, масло, желток яйца, масло из печени рыбы, капуста, сладкий картофель, брокколи, томаты, зеленые овощи, канталупа, абрикосы, персики, маргарин.
• Продукты, богатые витамином D: рыбий жир, рыба, яичные желтки, молочные продукты, печень.
• Продукты, богатые витамином E: растительное масло, миндаль, маргарин, грецкие орехи, арахис, сливочное масло, пророщенные зёрна пшеницы, яйца, молоко.
• Продукты, богатые витамином K: шпинат, латук, кормовая капуста, белокочанная капуста, цветная капуста, брокколи, брюссельская капуста, крапива, пшеничные отруби, злаки, авокадо, киви, бананы, мясо, коровье молоко и др. молочные продукты; яйца, соя, оливковое масло.
Водорастворимые витамины группы В устойчивы при нагревании в кислой среде, а в щелочной и нейтральной среде разрушаются на 20-30%, частично они переходят в отвар. Самые большие потери происходят при комбинированном нагреве ( тушении и др. ). Наиболее устойчив к нагреванию витамин РР.
• Продукты, богатые витаминами группы В: горох, фасоль, шпинат, соя, дрожжи, пшеничный хлеб из муки грубого помола, печень, почки, мозг, говядина, свинина, грецкие орехи, рыба, яйца, сыр, бананы, птица, гречневая и пшённая крупы, морские водоросли.
• Продукты, богатые витамином PP: мясо, печень, почки, яйца, молоко, хлебные изделия из муки грубого помола, крупы (особенно гречневая), бобовые, присутствует в грибах.

Сильнее всего при тепловой обработке разрушается витамин С за счет окисления его кислородом воздуха, этому способствуют следующие факторы:
• варка продуктов при открытой крышке;
• закладка продуктов в холодную воду;
• увеличение сроков тепловой обработки и длительное хранение пищи в горячем состоянии;
• увеличение поверхности контакта продукта с кислородом (измельчение, протирание ).
Кислая среда способствует сохранению витамина С. При варке он частично переходит в отвар. 
• Продукты, богатые витамином C: киви, шиповник, красный перец, цитрусовые, чёрная смородина, лук, томаты, листовые овощи (салат, капуста, брокколи, брюссельская капуста, цветная капуста, и т.д.), печень, почки, картофель.
А знаете ли Вы?
Содержание витаминов в продуктах может существенно меняться:
• При кипячении молока количество содержащихся в нем витаминов значительно снижается.
• В среднем 9 месяцев в году европейцы употребляют в пищу овощи, выращенные в теплицах или после длительного хранения. Такие продукты имеют более низкий уровень содержания витаминов по сравнению с овощами из открытого грунта. На Кубани 7-8 месяцев в году употребляют в пищу свежие грунтовые овощи.
• После трех дней хранения продуктов в холодильнике теряется 30% витамина С (при комнатной температуре - 50%).
• При термической обработке пищи теряется от 25% до 90-100% витаминов.
• На свету витамины разрушаются (витамин В2 очень активно), витамин А подвержен воздействию ультрафиолетовых лучей.
• Овощи без кожуры содержат значительно меньше витаминов.
• Высушивание, замораживание, механическая обработка, хранение в металлической посуде, пастеризация снижают содержание витаминов в исходных продуктах.
V. Закрепление
Почему при тепловой обработке мяса и рыбы происходит уменьшение массы готовой продукции?
Под действием температуры происходит изменение вторичной, третичной и четвертичной структур белковой молекулы (денатурация). Первичная структура, а, следовательно, и химический состав белка не меняются. При денатурации белки теряют влагу (разрушаются водородные связи), что приводит к уменьшению массы готового продукта. 
В чем причина образования пены на поверхности мясных бульонов, жареных, рыбных и мясных изделий?
Объясняется свертыванием растворимых в воде белков (альбумины, глобумины). 
Зачем маринуют мясо?
Под воздействием уксусной кислоты или лимонной происходит частичный гидролиз белков. Белки распадаются на поли – и дипептиды. В желудке под влиянием ферментов этот процесс продолжается и в итоге приводит к образованию аминокислот. Таким образом, маринование облегчает переваривание белка. 
Специалисты в области питания советуют потреблять овощи и фрукты свежими, без длительной тепловой обработки. О сохранности какого витамина заботятся прежде всего? Почему к этому совету стоит прислушаться?
О сохранении витамина С. Тепловая кулинарная обработка овощей и хранение их в горячем состоянии снижает содержание витамина С. Поэтому при изготовлении полуфабрикатов, блюд и других кулинарных изделий необходимо применять такие способы и приёмы обработки, которые бы предохраняли этот витамин от его разрушения.

VI. Контроль знаний

Тест по теме «Белки пищевых продуктов и их изменения при кулинарной обработке».
Внимательно читайте задания. Ответы записывайте на отдельном листе в столбик в виде 1-а, 2-б и т.д. при оценивании ответов не будут засчитаны ответы: исправленные; а также с полным перечислением всех букв вариантов выбора. Желаем удачи!
1. 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.Белки свертываются:
а) при добавлении воды;
б) при слабом нагревании;
в) при слабом охлаждении;
г) при замораживании. 
4.При сильном нагревании белка выделяются летучие продукты, имеющие запах:
а) горького миндаля;
б) жженых перьев;
в) испорченной рыбы;
г) свежести.
5.Гидролиз белков в организме человека происходит под влиянием:
а) ферментов;
б) температуры тела;

в) температуры окружающей среды;
г) давления крови.
6.Укажите свойства белков:
а) брожение б) гидролиз в) растворимость г) карамелизация
д) набухание е) старение ё) прогоркание ж) гидрогенизации
2. Решите задачи
1. В суточный рацион взрослого человека должно входить 100 г белка. Содержание белка в мясе 18-20%, 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. 

VII. Внеаудиторное задание Подготовить сообщение: «Химия и экология»

VIII. Самооценка знаний. 1.Выявляем степень реализации поставленных на занятии целей. (На основе краткого итогового диалога с учащимися и анализа полученных 

результатов).
2.   Оцениваем   работу  студентов во   время   занятия:   активность,   умение   работать   не   только индивидуально, но и в паре или в группе, глубину 

познания.

Рефлексия Сформировалось ли у вас представление о взаимосвязи химии и пищи и её значении? Что узнали нового? Материал показался сложным, интересным, познавательным, простым или скучным?

Библиографический список

1. О.С.Габриелян Органическая химия 2015г.

2. Н.И.Новошинский Органическая химия 2015г.

3. Энциклопедический словарь по химии 2009г.

Дополнительные источники:

СМИ рубрики из серии «Здоровый образ жизни»
Дубцов Г.Г. Технология приготовления пищи. – М.: Мастерство, 2015. – 272 с.

Пичугина Г.В. Химия и повседневная жизнь человека. – М.:Дрофа, 2004

Скурихин И.М., Нечаев А.П. Всё о пище с точки зрения химика: Справ. издание. – М.: Высшая школа, 1991.- 288 с.: ил.