XXΙỊ  Районная научно-практическая конференция школьников Динского района

Секция:  химия

Химия и пища

Выполнила

Ученица 10 класса

Нововеличковской МОУСОШ  №30

Богославцева Мария

Научный руководитель

Учитель химии

Нововеличковской МОУСОШ  №30

Хижкина Ирина Сергеевна

Ст. Нововеличковская

2011г.

   Содержание

1. Введение__________________________________________________3стр.

2.Основнаячасть______________________________________________4стр

3. Заключение_______________________________________________15стр

4. Приложения_____________________________________________10,16 стр

5. Литература______________________________________________  17стр

                                                  1. Введение

Тема данного исследования – химия и пища. Для правильного идеального питания помимо  включения в рацион различных продуктов необходимо знать и выбирать качественные , которые  действительно полезны .

Цель данной работы – убедить в необходимости химических знаний для сохранения и укрепления здоровья; познакомиться с историческими сведениями о применении различных химических процессов для обеспечения жизнедеятельности.

Основные задачи исследования: 

- определить  содержание белка в составе пищи , танина в чае, солей в минеральной воде.

 - провести  тестирование по выявлению  дефицита железа в организме человека.

Методы используемые для решения поставленных задач:

- сбор существенной информации по данному вопросу.

- исследовательская работа  по содержанию белка в составе пищи.

Очень важный момент в данной работе является сочетание исследовательской работы в школе как и на базе КубГУ(Кубанского государственного университета).

                                               2. Основная часть 

Для нормальной жизнедеятельности организма небезразлично, каким образом он получает необходимое ему количество калорий. При этом должно происходить удовлетворение потребности в определенном наборе пищевых веществ.

Правильная организация питания требует знания химического состава пищевого сырья и готовых продуктов питания, представлений о способах получения, о превращениях, которые происходят при их получении и при кулинарной обработке продуктов, а также сведений о пищеварительных процессах.

Наша пища состоит из очень большого числа различных веществ: белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ и др. Среди них есть такие, которые определяют энергетическую и биологическую ценность, участвуют в формировании структуры, вкуса, цвета и аромата пищевых продуктов. Необходимо знать важнейшие компоненты продуктов питания, чтобы представить те сложные превращения, которые происходят при получении пищи. Это поможет более правильно оценить качество потребляемых продуктов, осмысленнее подходить к своему питанию, сохранить свое здоровье.

 Это интересно...

• За 70 лет жизни человек съедает и выпивает воды более 50 т, белков более 2,5 т, жиров более 2 т, углеводов около 10 т, поваренной соли 2—3 т.

— Часто при недостатке питания говорят: «Белковый дефицит в рационе», а почему не говорят об углеводном или жировом дефиците в рационе?

Белки — высокомолекулярные природные полимеры, молекулы которые построены из остатков аминокислот. Число последних колеблется в широких пределах и иногда достигает нескольких тысяч. Поэтому относительная молекулярная масса белков также очень велика и варьирует от 5—10 тыс. до 1 млн. и более. Каждый белок обладает своей, присущей только ему последовательностью расположения аминокислотных остатков.

Биологические функции белков разнообразны. Они выполняют структурные (коллаген, фиброин), двигательные (миозин), транспортные (гемоглобин), защитные (иммуноглобулины, интерферон), каталитические (ферменты), регуляторные (гормоны), запасные и другие функции. Исключительное свойство белка — самоорганизация структуры, т. е. способность самопроизвольно создавать определенную, свойственную только данному белку пространственную структуру. Вся деятельность организма связана с белковыми веществами.

Белки — важнейшая составная часть пищи человека и животных, поставщик необходимых им аминокислот.

Аминокислоты подразделяют на природные (обнаруженные в живых организмах) и синтетические. Среди природных аминокислот (около 150) выделяют протеиногенные (20), которые входят в состав белков. Из них восемь являются незаменимыми, они не синтезируются в организме человека, могут быть получены только с пищей. К ним относят: валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, лизин, фенилаланин, триптофан; иногда в их число включают гистидин и аргинин, которые не синтезируются в организме ребенка.

Если количество этих аминокислот в пище будет недостаточным, нормальное развитие и функционирование организма нарушается. При отдельных заболеваниях организм не может синтезировать и некоторые другие аминокислоты. Так, при фенилкетонурии не синтезируется тирозин. Классификация белков

Существуют классификации по различным критериям: по степени сложности (простые и сложные белки); по форме молекул (глобулярные и фибриллярные белки); по растворимости в отдельных растворителях, по выполняемым ими функциям и т. д.

По степени сложности белки делят на протеины (простые белки), состоящие только из остатков аминбкислот, и протеиды (сложные белки). Состоящие из белковой и небелковой частей.

Протеины — запасные, скелетные, отдельные ферментные белки. По растворимости в отдельных растворителях выделим только главные:

•    Альбумины — белки с относительно небольшой молекулярной
массой, хорошо растворимые в воде и слабых солевых растворах; типичный представитель — белок яйца овальбумин;

•    Глобулины — растворяются в водных растворах солей. Входят в
состав мышечных волокон, крови, молока, они составляют
большую часть семян бобовых и масличных культур;

•    Проламины — растворяются в 60 — 80 % -ном растворе этилового
спирта. Это характерные белки семян злаков;

•    Глютелины — растворяются только в растворах щелочей. Из них
следует отметить оризенин из семян риса и глютенин клейковинных белков пшеницы.

Протеиды. Из этой группы сложных белков отметим следующие:

•    Нуклеопротеиды — кроме белка включают нуклеиновые кислоты, которым принадлежит огромная роль в наследственности;

•    Липопротеиды — кроме белка содержат липиды. Содержатся в
протоплазме и мембранах;

•    Фосфопротеиды — кроме белка присутствует фосфорная кисло
та (казеин — белок молока). Им принадлежит важная роль в питании молодого организма.

Ферменты (энзимы) — сложные биологические катализаторы белковой природы, изменяющие скорость химических реакций переработки пищи в организме человека, а также при переработке пищевого сырья в готовые продукты (в таких отраслях пищевой промышленности, как хлебопечение, сыроделие, производстве кисломолочных продуктов, виноделии, пивоварении, производстве спирта).

Это интересно...

•     Низкий рост народов тропических стран — это не особая

 расовая черта, а следствие недостатка белков в пище.

•     В тех районах земного шара, где нарастает потребление белка,
жизнь человека стала более продолжительной.

Липиды — важнейший компонент пищи, во многом определяющий ее пищевую ценность и вкусовые качества. В растениях они накапливаются главным образом в семенах и плодах, у животных и рыб — в подкожных жировых тканях, в брюшной полости, в тканях, окружающих многие важные органы (сердце, почки), а также в мозговой и нервной тканях.

Классификация липидов

По составу липиды делят на простые и сложные. Простые липиды. Их молекулы не содержат атомов азота, фосфора, серы. Наиболее распространенные представители — глицериды(другое название «ацилглицерины». Именно их называют маслами и жирами) и воски.

Наиболее важная и распространенная группа сложных липидов — фосфолипиды. Это обязательные компоненты клеток.

По функциям липиды часто делят на две группы: запасные (глице-1 риды), обладающие высокой калорийностью, являющиеся энергетическим резервом организма) и структурные (в первую очередь, фосфолипиды).

Роль липидов в питании

Жиры являются важными продуктами питания, т.к. обеспечивают многие функции организма. Значительная часть жиров расходуется в качестве энергетического материала. Кроме того, жиры способствуют лучшему усвоению белков, витаминов, минеральных солей. Длительное ограничение жиров в питании приводит к отклонениям в физическом состоянии организма: нарушается деятельность ЦНС, снижается иммунитет, сокращается продолжительность жизни. Но и избыточное потребление жиров также нежелательно.

В составе пищевых продуктов различают видимые (растительные масла, животные жиры, сливочное масло и др.) и невидимые (жир в мясе и мясопродуктах, молоке и молочных продуктах, крупах, кондитерских и хлебобулочных изделиях) жиры.

Наиболее важные источники жиров в питании — растительные масла (более 99 %), сливочное масло (до 82 %), маргарин (до 82 %), шоколад (35-40 %), сыры (25-50 %), молочные продукты (1,5-30 %), колбасные изделия (20-40 %). В питании необходимо использовать жиры как растительного, так и животного происхождения. Оптимальное соотношение между ними 7:3.

В питании имеет значение не только количество, но и состав липидов, особенно содержание полиненасыщенных (линолевой, линолено-вой, арахидоновой) кислот, которые получили название «незаменимых». Они участвуют в построении клеточных мембран, в синтезе простаглан-динов (сложные органические соединения, которые участвуют в регулировании обмена веществ в клетках, кровяного давления, агрегации тромбоцитов), способствуют выведению из организма избыточного количества холестерина, повышают эластичность стенок кровяных сосудов.

Среди продуктов питания полиненасыщенными кислотами наиболее богаты растительные масла; арахидоновая кислота в продуктах содержится в незначительном количестве ( больше всего ее в яйцах и мозгах —0,5 %). Общая потребность в жирах составляет в среднем 90—100 г в сутки, в том числе непосредственно в виде жиров 45-50 г.

Фосфолипиды способствуют лучшему усвоению жиров и препятствуют ожирению печени, играют важную роль в профилактике атеросклероза. Ими богаты продукты животного происхождения (печень, мозги, желтки яиц, сливки, сыры), нерафинированные растительные масла, бобовые. Общая потребность человека в фосфолипидах 5 г в сутки.

В настоящее время считается очень полезной пища, приготовленная исключительно на природных компонентах. Это, кстати, относится не только к пище, но также и к лекарствам и всему, что как-то соприкасается с человеком.

Конечно, пища, приготовленная без синтетических добавок, стоит значительно дороже при невысоких потребительских свойствах. Но, как говорят производители, натуральные компоненты пищи абсолютно безвредны и даже очень полезны, они предотвращают практически любые заболевания. Не все химические добавки вредны. Напротив, многие добавки могут быть очень полезны. На Западе очень большое распространение получили витаминизированные и минерализованные продукты. Это может быть хлеб, колбаса, сосиски и прочие продукты с добавками витаминов, йода, кальция и других микроэлементов.

Содержание железа в организме человека (масса тела 70 кг) составляет по некоторым данным ~3,5 г. Распределение железа в организме человека (в процентах от общей массы железа) показано в табл. 1.

Именно железо помогает захватывать кислород и отдавать его там, где он нужен. В организме человека циркулирует ~25 трлн эритроцитов (в них находится большая часть всего железа, имеющегося в организме), благодаря деятельности которых мы можем дышать. Срок жизни эритроцитов 3–4 мес., после чего, выполнив свою функцию, они разрушаются.

Чтобы  образовались  эритроциты, требуется примерно 0,5 кг железа ( в течение жизни). Однако поступление железа в организм с пищей измеряется считанными миллиграммами в сутки, десятками граммов за всю человеческую жизнь.

В организм железо поступает с пищей. Основные источники железа указаны в табл. 2.

Если человек не получает с пищей достаточного количества железа, в расход идет резервное железо. У мужчин эти запасы составляют 1 г, и за счет его они могут существовать 2–3 года, если даже в пище не будет ни одного атома железа. У женщин эти запасы в 3 раза меньше, поэтому дефицит железа у них возникает намного раньше. 

 Мы провели тест среди педагогов и родителей .

Тест «Порядок ли у вас с железом?» (по М.Хамм, А.Россмайер, 1996 г.)

На вопросы отвечайте либо «да», либо «нет».

1. Часто ли вы чувствуете усталость и подавленность?
   2. Произошли ли у вас в последнее время изменения кожи, волос и ногтей (например, нетипичная бледность и шероховатость кожи, ломкие волосы, вмятины на ногтях)?
   3. Теряли ли вы в последнее время много крови?
   4. Обильны ли ваши менструации?
   5. Занимаетесь ли вы профессиональным спортом?
   6. Редко ли вы употребляете или вовсе не едите мясо?
   7. Выпиваете ли вы более трех чашек черного чая или кофе в день?
   8. Вы едите мало овощей?
   Если на большинство вопросов вы ответили «нет», то ваш организм в достаточной степени обеспечен железом.

В результате тестирования мы сделали вывод , что часть опрошенных все- таки  не получает достаточное  количество железа с пищей. Результаты тестирования сведены в диаграммы.

Тестирование среди 20 опрошенных родителей сведены в диаграмму

Приложение   1

                                                                                          Приложение 2

       Тестирование среди 20 опрошенных преподавателей сведены в диаграмму

Определение белка в составе пище.

Биуретовая реакция

Биуретовую реакцию дают все белки, так как суть ее заключается в образовании комплекса меди с пептидной связью в белковой молекуле .Реакцию  проводили с мясной вытяжкой торговой сети и домашним, яичным белком . Во всех случаях результат одинаков, но курица магазинная имеет отрицательную реакцию на белок, что говорит о недопущении использования данной продукции в пищу.

Реактивы:

1) яичный белок, 1% раствор (белок куриного яйца фильтруют через марлю и разводят дистиллированной водой 1:10); мясо свинины домашнее и магазинное.

2) NaOH, 10% раствор; 3) Cu(OH)2, 1% раствор.

Ход определения. В пробирку вносят 5 капель раствор, 3 капли NaOH, 1 каплю Cu(OH)2, перемешивают. Содержимое пробирки приобретает сине-фиолетовое окрашивание.

Во всех случаях результат одинаков, но курица магазинная имеет незначительное количество  белока, что говорит о недопущении использования данной продукции в  пищу.

Минеральные воды по химическому составу и лечебным свойствам делят на несколько групп. По количеству катионов и анионов различают минеральные воды слабой (1-2г/л), малой (2-5 г/л), средней (5-15 г/л) и высокой минерализации (15-30 г/л), а так же рассольные (35-150 г/л) и крепкорассольные г/л).

Обнаружение солей в минеральной воде

1. Изучить этикетки различных минеральных вод. Определить степень минерализации.
2. Доказать разную степень минерализации. Для этого на предметное стекло накапать несколько капель минеральной воды сначала одного вида, затем столько же другого. Выпарить воду.
3. Оставшийся сухой остаток на стекле свидетельствует о наличии минеральных солей.
4. Сравнить количество сухого остатка и сделать вывод.

В результате  эксперимента можно сказать, что наиболее минерализованная вода торговой марки Ессентуки.

Обнаружение танина в чае

1. В пробирку налить 2 мл. холодного черного чая и добавить 5 капель хлорида железа (III) FeCl3.
2. Содержимое пробирки окрашивается в зелено-черный цвет.
3. В другую пробирку налить 2 мл. холодного черного чая и добавить 5 капель сульфата железа (III) FeSO4.
4. Появляется фиолетовое окрашивание. Это доказывает наличие танина в чае.
5. То же самое проделываем  с зеленым чаем.
6. Полученные результаты запишем в таблицу:

Из всех животных белков белки молока являются самыми полноценными.

1литр молока удовлетворяет суточную потребность взрослого человека в животном жире, кальции, фосфоре и т.д.

 Обнаружение белка в молоке

Для определения белка в молоке мы взяли несколько торговых марок и домашнее  коровье

1. Прилили  в пробирку немного свежего молока. Добавили 1 мл. 12% раствора гидроксида натрия NaOH и несколько капель 3% сульфата меди  CuSO4.
2. При наличии белка в растворе окраска станет фиолетовой.

Из приведенной таблицы можно сделать вывод, что две представленные  торговые марки  имеют незначительное количество белка, а вот домашнее молоко полезное.

                                              3. Заключение

В результате данной исследовательской работы я пришла к следующим выводам:

Мы постоянно встречаемся с продуктами которые являются  необходимыми компонентами нашей жизни. Именно они поддерживают баланс  хорошего, здорового, современного развития жизни . Их использование это заслуга технологического процесса.

Практическая значимость данного исследования, по моему мнению, достаточно  велика. Во-первых, я привлекла внимание широких масс к проблеме употребления качественной продукции. Во-вторых, были проведены школьные эксперименты по исследованию содержания белка в составе пищи , танина в чае, солей в минеральной воде,

 провела  тестирование по выявлению  дефицита железа в организме человека.

 В-третьих я провела школьную конференцию в которой показывается важность употребления качественного продукта  и значит улучшения здоровья учащихся и педагогов. Для дальнейших  исследований хочется наметить   изучение качества других продуктов питания.

    Приложение ỊỊỊ

                                               4. Литература

1.Кошель.П. Большая школьная энциклопедия.М.,Олма-Пресс,1999г.

2.Л.А. Николаев. Химия вокруг  нас. М., Просвещение, 1989г.

З.Шпаусус Путешествие в мир химии.М.,Просвещение ,1967г.

4.Ахмедова Т.И., Фандо Р.А. Начала экспериментальной химии.-М.:Илекса,2006.-88с.

5.www. kuban.ru.