Учебный исследовательский проект по элективному курсу Химия и питание

Муниципальное автономное образовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №28 им. Г.Ф. Кирдищева»
Петропавловск - Камчатского городского округа
Тайна творожной запеканки.
Выполнили учащиеся 11б класса
химико-биологического профиля:
Кузьмин Влас
Лавриненко Кирилл
Синевич Анастасия
Темникова Ирина
Руководитель:
Третьякова С. С.
учитель химии
г. Петропавловск-Камчатский
2016 г.
Аннотация работы учащихся 11б класса химико-биологического профиля Кузьмина Власа, Лавриненко Кирилла, Синевич Анастасии,
Темниковой Ирины по теме: «Тайна творожной запеканки»
Научный руководитель: С.С. Третьякова.
Обоснование: В настоящее время большое внимание уделяется воспитанию в подрастающем поколении ответственного отношения к своему здоровью. Полноценное, сбалансированное питание является важнейшим условием нормального развития человеческого организма. При его нарушении в школьном возрасте происходит отставание в физическом и психическом развитии ребенка, которое, по мнению специалистов, практически невозможно скорректировать в дальнейшей жизни. Врачи-диетологи разработали специальное меню для школьных столовых, учитывая возрастные особенности обучающихся школьников.
Цель исследования: Изучить состав творога и его роли в формировании здорового организма школьника.
Гипотеза исследования: Можно предположить, что в твороге содержатся вещества, необходимые для роста и развития человеческого организма, поэтому изделия из него (творожная запеканка) еженедельно включены в меню школьной столовой.
Методы исследования:
Теоретический анализ информации
Социологическое исследование
Органолептическое исследование продукта
Метод качественного химического анализа
Результат: В процессе работы в твороге был выявлен белок, с незаменимыми аминокислотами, минеральные вещества, лактоза, жир, ферменты, гормоны, 12 витаминов (группы А, Д, В, С). Самое замечательное, что все эти вещества находятся в твороге в идеально сбалансированном состоянии и, причем, в более концентрированной форме, чем, например, в молоке. Включение этого продукта в рацион школьников оправдано и необходимо.
Содержание
Стр.
Введение
4
1. Творог – характеристика продукта 5
2. Социологического исследования школьников младших классов
7
3.
Органолептический анализ творога 8
4. Химический анализ творога 9
5. Волонтерская работа 13
5.1. Конкурс сказок 5.2. Конкурс иллюстраций 6. Заключение
137. Библиография
15
Приложения Введение.
3402965120586500В нашей школе оборудована современная, уютная столовая, в которой трудятся умелые, высококвалифицированные повара. Каждый класс среднего и старшего уровня обучения ежемесячно дежурит в столовой, помогая поддерживать в ней чистоту и порядок. Выполняя свои обязанности по дежурству в столовой, мы заметили, что учащиеся начальной школы оставляют нетронутой запеканку, которую им предлагают в еженедельном меню наши повара. Мы выяснили у шеф-повара нашей столовой г.Григорьевой А.В. рецептуру приготовления запеканки. Для её изготовления используют манную крупу, куриные яйца, молоко, сахар, но основным ингредиентом этого блюда является творог. Еженедельно наша школа, согласно предоставленной накладной, закупает 140 пачек творога (весом 250г) у местного производителя «Петропавловск-Камчатский молокозавод» на сумму 9 940 рублей (девять тысяч девятьсот сорок рублей) (приложение№1). Нам стало интересно: Почему это блюдо, с золотистой корочкой, присутствует в школьном меню и почему оно не пользуется популярностью у школьников младших классов?
Так родилась тема нашего внеурочного проекта:
«Тайна творожной запеканки».
Цель проекта: Изучение состава творога и его роли в формировании здорового организма школьника.
Гипотеза: Можно предположить, что в твороге содержатся вещества, необходимые для роста и развития человеческого организма, поэтому изделия из него (творожная запеканка) еженедельно включены в меню школьной столовой
Задачи:
Изучение теоретического материала, связанного с включением творога в еженедельный рацион школьника
Выявление причин вкусового безразличия учащихся к продуктам, изготовленных из творога
Органолептическое исследование продукта
Химическое исследование состава поставляемого в школу творога
Проведение разъяснительной работы среди младших школьников
Методы исследования:
1.Теоретический анализ информации
2.Социологическое исследование
3.Органолептическое исследование продукта
4.Метод качественного химического анализа
1.Творог в нашей жизни.
33343859207500 «Желанная еда для бедных и богатых». Так говорил о твороге еще в I веке нашей эры римский агроном и философ Луций Колумелла. Считается, что творог был самым первым продуктом, получившимся из кислого молока. Творог возник намного раньше сыра и масла. Как предполагают ученые, творог возник совершенно случайно. Из скисшего молока сама собой отделилась сыворотка, а оставшийся твердый сгусток пришелся по вкусу людям. Наши предки, древние славяне, очень любили этот молочный продукт, который присутствовал в их ежедневном рационе. Только называли его не творогом, а сыром.  В своем толковом словаре Владимир Даль творог описывал как твердые или густые молочные частицы, насыщенные полезными витаминами, которые свернувшись, отделяются от сыворотки. Работая с научной литературой, мы выяснили, что творог помогает нормализовать обменные процессы внутри тканей и органов, насыщает кровь полезными веществами, улучшает пищеварение. По сравнению с другими кисломолочными продуктами, творог содержит рекордное количество белка (в 100 г творога содержится 10-15 г белков). В отличие от белков, которым богаты мясные продукты, творожный белок полностью усваивается в процессе пищеварения. Попадая в организм человека, белок в составе творога расщепляется на аминокислоты, необходимые для правильного функционирования органов и тканей. Данный продукт не раздражает слизистую желудка, способствует нормализации работы пищеварительной системы. Творог содержит фолиевую кислоту и кальций, необходимый для роста и развития костной ткани. В состав творога входит природный антисептик молочная кислота. Это химическое соединение участвует в обмене веществ, обеспечивая организм энергией. Энергетическую ценность творога можно оценить как большую, т. к. на 100 г продукта приходится 1,88-3,76 мДж/Ккал. В твороге содержится витамин А, который увеличивает сопротивляемость организма к инфекциям, стимулирует работу иммунной системы. Он является источником витамина В2, улучшающего остроту зрения и способствующего процессу регенерации тканей. Наконец, в твороге присутствует такой витамин как кальциферол (D), который регулирует обмен кальция и фосфора, облегчающий их усвоение организмом.
Поэтому врачами-диетологами творог рекомендован к использованию в детской диете, и обязательно включается в меню школьной столовой 2-3 раза в неделю в составе различных блюд.
2. Социологическое исследование.
Мы решили выяснить причины пищевого безразличия к творожной запеканке у учащихся младших классов и провели среди них социологический опрос. (Приложение №2)
Мы предложили им выбрать ответ на вопрос:
Почему не съел запеканку?
Не вкусная
Не красивая
Не люблю
Не привык (дома не готовят)
Не голоден (не хочу есть)
Не полезная
…(другое)
1005840107124500Нами было опрошено 74 ученика младших классов, из них 26% (18 учеников) ответили – не голодены , 27% (20 учеников) - не вкусная, 46% (34 ученика) - НЕ ЛЮБЛЮ, 1% (2 ученика) – не привык.

Обсуждая полученные результаты своего исследования, мы пришли к заключению, что вкус продукта зависит от его химического состава и свежести. Если поставляемый творог не соответствует требуемым нормам ГОСТа, то он не может нравиться учащимся, неважно, какое блюдо из него бы не приготовили. Мы снова обратились к шеф-повару нашей столовой г. Григорьевой А.В. за сертификатом соответствия поставляемого в школу творога. Но в предоставленных документах было указано только предельное содержание жира в твороге (не более 9%) (приложение №3). Поэтому мы решили провести органолептическое исследование свежести творога и химическое исследование его качественного состава.
3.Органолептическое исследование.
При органолептической оценке качества продукта определяют показатели: внешний вид, цвет творога, структуру, консистенцию, запах, вкус и аромат. Это несложное исследование позволяет точно оценить свежесть продукта. Мы взяли несколько проб изучаемого творога и провели независимое параллельное исследование:
Показатель По требованиям ГОСТ Результат пробы 1 Результат пробы 2 Рекомендация
1 Структура и
консистенция продукта Свежий творог имеет однородную структуру и мягкую консистенцию (для жирного творога допускается несколько рыхлая и мажущаяся, для нежирного — рассыпчатая, с не значительным выделением сыворотки, для мягкого диетического — пастообразная) + + Если по краям продукта имеются подсохшие желтоватые корочки – это говорит либо о несвежести творога, либо о том, что он хранился в тепле.
(отсутствует)
2 Цвет продукта Свежий натуральный творог имеет белый цвет.
При высокой жирности творога (18%)
возможен кремовый равномерный оттенок + + Чрезмерная желтизна показатель наличия в продукте красителей
(отсутствует)
3 Запах продукта Имеет приятный молочнокислый аромат. + + Ощущается запах плесени – это означает, что продукт испорчен.
(отсутствует)
4. Вкус продукта Нейтральный вкус + + Если творог кисловат – очень скоро под воздействием молочнокислых бактерий этот привкус усилится.
(отсутствует)
Полученный результат позволил сделать вывод о свежести поставляемого в школу творога.
4. Химическое исследование состава творога.
4.1 Изучение кислотности творога. Творог является кисломолочным продуктом. Нормальная работа внутренних органов человека требует поддержания постоянного значения кислотности среды. Так, нормальное значение рН желудочного сока равно 1, 7 (допустимые колебания 0,9 -2). Если потребляемый продукт меняет это значение, то происходит нарушение в работе желудочно-кишечного тракта, что приведет к возникновению различных заболеваний (гастрит, язвенная болезнь и т.д.). С помощью универсальной индикаторной бумаги мы исследовали значение рН водной вытяжки творога. Полученный результат показал, что творог имеет значение рН близкое к его значению в желудочном соке, следовательно, данный продукт не раздражает слизистую оболочку желудка, способствует нормализации работы пищеварительной системы. (Приложение№4)
4.2 Определение жира в твороге. По содержанию жира производимый творог принято подразделять на жирный (до 18%), полужирный (до 9%) и обезжиренный (менее 3%). Молочный жир, который присутствует в твороге, легко усваивается организмом. Жир является наиболее энергетическим веществом. 50% энергетической потребностей организма обеспечивается жиром. Энергетическая ценность составляет на 100г жирного творога 324 кДж, полужирного 159кДж, обезжиренного 88кДж. Жиры воздействуют на процессы усвоения необходимых человеческому организму жирорастворимых витаминов; положительно влияют на различные процессы роста, развитие человеческого  организма. Наиболее легко переваривается жирный творог в течение 80-100 минут, обезжиренный – 120 минут. В обезжиренном твороге большее содержание белкового вещества, зато усвоение кальция легче проходит в жирном твороге, обогащенном жирорастворимыми витаминами (кальциферол). По полученной нами информации творог, производства «Петропавловск-Камчатского молокозавода», относиться к полужирным сортам. Установить наличие жира в нем мы смогли с помощью фильтровальной бумаги. Жир является веществом, которое хорошо впитывается пористыми материалами (бумагой, тканью и т.д.) Мы промокнули навеску творога, массой 1г, фильтровальной бумагой. Затем высушили фильтр в сушильном шкафу при температуре 800 в течение 5 минут. Вода с бумаги испарилась, оставив на ней жирное пятно. (Приложение№5)
4.3 Определение качества белкового вещества. Белок творога (казеин 80% и альбумин 20%) имеет полноценный аминокислотный состав, поэтому для доказательства присутствия незаменимых аминокислот в нем мы применили «Ксантопротеиновую реакцию». К 1 г творога добавили 3 мл 5 % раствора азотной кислоты и нагрели пробирку. Творог окрасился в оранжевый цвет. Следовательно, в его белках содержаться ароматические аминокислоты, которые относятся к незаменимым для нашего организма аминокислотам. (Приложение №6)
95257810500Фенилаланин - способствует циркуляции крови, улучшает внимание и память, участвует в образовании инсулина, снижает депрессивное напряжение. Недостаточное потребление этой аминокислоты приводит к развитию слабоумия у растущего организма. В твороге средней жирности его содержание 914мг в 100г продукта.
5715329565004.4 Определение молочного сахара. Лактоза (молочный сахар) – водорастворимый дисахарид, относящийся к восстанавливающимся олигосахаридам. При приготовлении творога, большое количество лактозы, содержащееся в молоке, уходит в сыворотку. В итоге в самом твороге остается всего лишь 2,7% лактозы. Лактоза, попадая в ротовую полость, влияет на консистенцию слюны – придает ей характерную вязкость. Помимо этого, способствует более активному всасыванию витаминов В-группы, аскорбиновой кислоты и кальция в кишечнике, активизирует размножение бифидо- и лактобактерий, важных для правильной работы пищеварительного органа.
Для определения лактозы мы использовали качественные реакции на многоатомный спирт и альдегиды. (Приложение №7)
К 1 мл творожной вытяжки добавили 1 мл 10 % раствора гидроксида натрия (NaOH) и 5-6 капель 1 % раствора сульфата меди (CuSO4). Произошло растворение голубого осадка, с образованием ярко синего раствора сахарата меди (II)
Затем мы нагрели раствор. Произошло образование красного осадка оксида меди (I). Следовательно, обнаруженный нами в творожной вытяжке сахар является восстанавливающимся, т.е. лактоза.
4.5 Обнаружение ионов кальция в творожной вытяжке. В твороге кальций находится в легко усваиваемой форме для нашего организма – казеиновом комплексе. При приготовлении творожной вытяжки только небольшая часть этих ионов переходит в раствор. Поэтому мы использовали для определения их наличия в растворе более точный аналитический реактив, чем предлагает школьный курс химии - оксалат аммония ((NH4)2C2O4). Он  образует с ионами кальция белый кристаллический осадок СаС2О4∙Н2О:
CaCl2 + (NH4)2C2O4 = CaC2O4↓ + 2NH4Cl.
Ca2++C2O42‾ →CaC2O4↓
К 1 мл творожной вытяжки мы добавили 1 мл 10 % раствора оксалата аммония, выпал характерный белый осадок, что доказывает присутствие этого минерала в составе нашего творога. (Приложение №8) Кальций относится к макроэлементам нашего организма. Помимо построения костей и зубов он выполняет и другие функции: активно участвует в процессах свертывания крови, играет важную роль в работе ферментных систем, влияет на деятельность сердечно-сосудистой и нервно-мышечной систем. Кальций снижает проницаемость сосудов, усиливает сопротивляемость организма к токсинам и инфекциям, обладает противовоспалительным действием. Поэтому его употребление в школьном возрасте играет важную роль в формировании здорового организма.
4.6 Обнаружение «наполнителя» в твороге. Чаще всего в качестве наполнителя используется крахмал. Его добавляют в продукты для увеличения их массы. Некоторые недобросовестные производители грешат этим и при изготовлении творога. Его присутствие позволяет скрывать им некоторые недостатки этого продукта – недостаточную густоту, не качественность сырья и т.д. Для определения наличия крахмала в твороге мы использовали качественную реакцию его с йодом. Йод окрашивает крахмал в тёмно синий цвет. Наша проба творога, взятая для исследования, дала отрицательный результат. (Приложение№9)
Крахмала в твороге камчатского производителя нет.
Проведенный химический анализ поставляемого в школу творога выявил присутствие в нем всех необходимых компонентов, для нормального развития и роста человеческого организма. Поэтому применение его для изготовления блюд в школьной столовой (творожная запеканка) целесообразно и оправдано. Следовательно, отсутствие интереса к этому продукту у детей, объясняется их неосведомленностью о пользе творога для их здоровья.
5.Волонтерская работа.
5.1. Конкурс сказок. Мы обратились к школьникам среднего звена с предложением о проведении конкурса сказок, в которых доходчивым языком рассказывалось бы о роли Кальция в человеческом организме. Мы выбрали этот компонент творога, так как на этом уровне обучения изучается курс Неорганической химии. Учащимися 8-мых классов было написано много замечательных историй: героические сказки, сказки-страшилки, былины и т.д. (Приложение №10). Лучшие произведения были рассказаны волонтерами нашей школы на классных часах у учащихся начальной школы по теме: «Здоровое питание»
5.2 Конкурс иллюстраций. Для того чтобы учащиеся начальной школы лучше осознали предложенный материал, связанный с их здоровьем, мы провели среди них конкурс иллюстраций к сказкам. Созданные школьниками рисунки, показали, что информация о пользе творога была ими правильно понята и усвоена. (Приложение №11)
6. Заключение.
В ходе своей работы над проектом, мы узнали о роли творога в формировании здорового организма человека. По количеству солей кальция и фосфора (примерно 0,4%), а так же по физиологически благоприятному соотношению их между собой творог выгодно выделяется среди других пищевых продуктов. Достоинством творога является отсутствие пуринов, которых много в мясе и рыбе. Поэтому он рекомендуется людям разного возраста, у которых нарушен пуриновый обмен. Творог содержит только небольшое количество молочного сахара, но это его достоинство, а не недостаток, так как не происходит перегрузки организма при его усвоении. Белки творога частично связаны с солями фосфора и кальция. Это способствует лучшему их перевариванию в кишечнике. Они идеально сбалансированы по аминокислотному составу и прекрасно встраиваются в растущий организм. Молочный жир, который присутствует в твороге, легко усваивается организмом, он относится к протоплазматическим жирам, которые являются структурными элементами клетки (образуют цитоплазму, мембрану, а также  ядро), а не накапливается в жировой ткани. Всего в твороге содержится 12 витаминов. Это витамины группы А, Д, В, С, без которых невозможно правильное формирование организма человека. В твороге присутствует такой микроэлемент, как железо, крайне важен для здоровья. Количество железа определяет уровень гемоглобина в крови. Человек, который не получает с пищей нужное количество железа, заболевает различными формами анемий, а эта болезнь очень опасна, особенно для растущего организма. Таким образом, нахождение в твороге всех этих компонентов позволяет настойчиво рекомендовать его для детского питания. Поэтому изделия из творога постоянно присутствуют в меню нашей столовой. Камчатский производитель «Петропавловск-Камчатский молокозавод» поставляет в нашу столовую качественный творог, из которого повара готовят вкусное блюдо «творожную запеканку». Задачей родителей и школы является воспитание в школьниках привычки к здоровому питанию, через просветительскую работу и личный пример.
7. Библиография:
1. Кузьмин Н.К., Ерёмин В.В., Попков В.А. Начала химии - М.; «Экзамен», 2002.- С. 205-306.
2. Лидин Р.А., Аликберова Л.Ю. Химия: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы – М.: Пресс Книга, 2012. -512с
3. СанПиН 2.3.2.1078-01
4. ГОСТ Р 52096-2003 «Творог. Технические условия»
5.Пучкова Ю.С., Криштафович В.И., Методические указания к лабораторным занятиям (раздел: Молоко и молочные товары), М.: 1999 г.- 321с.6.Касторных М.С., ред., Товароведение и экспертиза пищевых жиров, молока и молочных продуктов, М.: 2003.-267с.
Мультимедийные источники:
Интернет газета: www.gotovim.ru
http://www.awd17.com/ru/movement/outdoorgallery/default.aspx?ID=6http://mosfoodnews.ru/files/articles/tvorogb.jpghttp://www.russkayakuxnya.ujut-v-dome.ru/wp-content/uploads/2011/04/0_419b5_f579e3e1_L.jpghttp://www.gastronom.ru/site_images/00000067/00044657.jpghttp://www.lakomka.de/img/syrok_caram.pnghttp://www.taurasfenix.com/upload/iblock/e0f/e0ffd72e1fc2a36b1fb39f72ddb08227.jpg