Интегрированный урок по химии и спецтехнологии Химические изменения белков при кулинарной обработке

Интегрированный урок по химии и спецтехнологии по теме:
" Химические изменения белков при кулинарной обработке"
Методическая цель: Использование методов технологии критического мышленияЦель: Формирование полученных знаний о белках и их изменениях при термической обработке в ходе исследовательской работы (поиска, переработки и систематизации информации)
Образовательные:
углубить знания о строении, классификации и свойствах белков;
выявить изменения белков продуктов питания при кулинарной обработке.
Развивающие:
развивать умение применять знания теории на практике, умение сравнивать, делать выводы;
развивать наблюдательность, самостоятельность.
Воспитательные:
прививать чувства личной ответственности и сознательного отношения к правильным и безопасным методам лабораторной работы;
прививать интерес к избранной специальности.
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
Тип урока: Урок обобщения и закрепления полученных знаний
Форма урока: Урок- исследование
Проблемный вопрос: Как изменения белков, происходящие в процессе приготовления кулинарных изделий, влияют на качество готовой продукции?
Материально-техническое обеспечение урока:
презентация урока PowerPoint, мультимедийное сопровождение, видео ролик, модульные тесты, опорные конспекты (приложение 2); таблица Изменения белков (результаты лабораторной работы) , лист самооценки, домашнее задание (задачи)
для практической части:
включая все необходимые единицы оборудования, инвентаря и посуды, 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 «Физико-химические процессы, формирующие качество продукции общественного питания».
словари терминов по дисциплине «Физическая и коллоидная химия», «Технология приготовления пищи»
Формы организации учебной работы – индивидуальная, групповая, фронтальная.
Методы обучения:
словесные (беседа)
наглядные (инструкции, методические пособия, презентация)
практические (лабораторная работа)
проблемные (проблемный вопрос)
Словарная работа:
денатурация, гидратация, дегидратация, гидролиз, деструкция, пенообразование
Межпредметные связи: органическая химия, товароведение пищевых продуктов, технология приготовления пищи, физика, общая биология, физиология санитарии, гигиены и питания.
ХОД УРОКА
Этап урока «Вызов»
Время Действия преподавателя Действия студентов Приемы, методы.
1-2 мин Предлагаем студентам работать в группах. Чтобы определить тему урока в виде презентации предлагаем несколько картинок вызывающих различные ассоциации. (Приложение 1) Студенты делятся на группы и, высказывая свои ассоциативные предположения, формулируют тему урока. «Ассоциации», (прием организации индивидуальной и групповой работы студентов Наглядные методы обучения.2-3 мин (на прочтение текста, индивидуальную работу)
Каждому студенту раздается текст, в котором описаны основные сведения по теме «Белки». (Приложение 2.)
Студенты читают текст и отслеживают свое понимание прочитанного текста -
отмечают с помощью предложенной маркировки ту информацию, которая / о которой:
А)была известна учащемуся ранее (обозначается знаком «V»);
Б) является новой для учащегося (обозначается знаком «+»);
В) думал иначе (обозначается знаком «-»);
Г) есть вопросы / непонятна (обозначается знаком «?»).
Учащиеся могут систематизировать информацию в виде таблицы, схемы, диаграммы (по желанию). Прием «инсерт». Индивидуальная работа. Исследовательская работа.
проблемно-поисковые методы, творческо-репродуктивные методы.

Этап «Осмысление»
5 мин (на осмысление информации, групповое обсуждение)
Предоставлена презентация, в которой будет собрано все то, что студенты вместе знают об изучаемой теме.     
Сначала каждый студент вспоминает и записывает в тетради все, что знает по той или иной проблеме (строго индивидуальная работа).
Затем происходит обмен информацией в группах. Студенты делятся друг с другом известным знанием (групповая работа).
Прием «Корзина» понятий, идей»
(прием организации индивидуальной и групповой работы).
10 мин Выполнение лабораторной работы Во время экспериментальных исследований технологических свойств белков, каждая микрогруппа выполняет свой вариант заданий, заполняет таблицу с результатами лабораторной работы и защищает свой проект Групповая работа.
Этап «Рефлексия» (размышление, рождение нового знания)
9 мин Перед студентами ставится проблема: Существует удивительное разнообразие видов белков и их изменения под воздействием различных факторов. Объясните причины этого
Каждой группе предлагается выбрать «шляпу размышлений», то есть высказать свою точку зрения на одну и ту же проблему
Каждая группа “примеряет свою шляпу”, высказывается шесть точек зрения на одну и ту же проблему.
“Белая шляпа” —> СТАТИСТИЧЕСКАЯ (констатируются факты по проблеме, без их обсуждения);
“Желтая шляпа” —> ПОЛОЖИТЕЛЬНАЯ (высказываются положительные моменты);
“Черная шляпа” —> НЕГАТИВНАЯ (группа констатирует отрицательные моменты по изучаемой проблеме);
“Синяя шляпа” —> АНАЛИТИЧЕСКАЯ (проводится анализ, группа отвечает на вопросы: почему? зачем? связи?);
“Зеленая шляпа” —> ТВОРЧЕСКАЯ (можно высказывать самые “бредовые идеи и предположения”);
“Красная шляпа” —> ЭМОЦИОНАЛЬНАЯ (группа формулирует свои эмоции, которые они испытывали при работе с материалом) Прием «Шесть шляп мышления».
Групповая работа.
Творческо-репродуктивные методы.
4 – 5 мин Далее разрозненные в сознании обучаемых факты или мнения, проблемы или понятия связываются в логические цепи. Студентам предлагается в группах сформулировать общий вывод по всему изученному материалу на уроке. Студенты формулируют выводы в группах о химических изменениях белков при кулинарной обработке продуктов. Групповая работа. Обобщение материала. Творческо-репродуктивные методы.
5 мин. Выполнение модульного теста Студенты выполняют тест Индивидуальная работа студентов
2 мин. Домашнее задание Решение задач. (Приложение) Самостоятельная индивидуальная работа
4 мин Каждому студенту дается лист самооценки работы на уроке, в котором заранее прописаны критерии. (Приложение 3). Студент отмечает из предложенных вариантов тот, который, по его мнению, более всего отображает его работу на уроке, или самостоятельно описывает результат своей работы. «лист самооценки».
Индивидуальная работа
I. Организационный момент
II. Актуализация опорных знаний
III. Лабораторная работа
Лабораторная работа в группахВо время экспериментальных исследований технологических свойств белков, каждая группа выполняет свой вариант заданий, заполняет таблицу с результатами лабораторной работы и делает вывод
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 1мл раствора белка прилейте 1 мл дистиллированной воды
В пробирку №2 к 1мл раствора белка прилейте 1 мл фермента.
Поставьте пробирки на 20 – 30 мин в теплую воду при температуре 30-37оС (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
Что произошло в первой пробирке под воздействием сульфата аммония? (обильное выпадение осадка белка)
Что наблюдается во второй пробирке? (осадок не образуется, т.к. белок переварился под действием фермента)
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
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)4. Какое химическое взаимодействие лежит в основе обезвреживания солей тяжелых металлов? (обезвреживание солей тяжелых металлов яичным альбумином основано на взаимодействии этих солей с карбоксильными группами аспарагиновой и глутаминовой кислот, содержащихся в яичном белке)5. Сделайте вывод: (человек в основном состоит из белка и разрушительное действие тяжелых металлов на белки этим наглядно показано)
Опыт №3. Денатурация белков
а) 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,  разрушение пространственной структуры белка. 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
Студенты защищают свои проекты, приводят примеры проявления технологических свойств белков в технологии приготовления пищи,
Таблица 1. Изменения белков (результаты лабораторной работы)
Название опыта Проявления в технологии приготовления пищи. Влияние на качество готовой продукции
Ферментативный гидролиз. (Пищеварительные ферменты) Ферменты используют для созревания мяса, улучшения его консистенции, для приготовления мясных паштетов, в хлебопекарном и кондитерском производстве. Протеазы расщепляют белки. Папаин - в пивоварении, регулируют качество пены. Умягчение мяса. Пепсин используется в производстве «готовых» каш. Трипсин, в производстве продуктов детского питания
Денатурация ионами тяжелых металлов Молоко, яичный белок используют как противоядие для ионов тяжелых металлов
Денатурация белка кислотами Скисание молока используется при изготовлении простокваши и других кисломолочных продуктов. происходит разрыхление структуры белка
Денатурация белка кипячением (тепловая денатурация) Свертывание белков при термической обработке. На свертывании белков при тепловой обработке основано осветление бульонов. Денатурация яиц в кипящей воде, в хлебопечении, кипячении молока, пассерование муки, варка мяса, рыбы, получении макаронных изделий. Улучшается усвояемость пищи
Набухание (гидратация) Хлебопекарное, макаронное тесто. Тесто, используемое для мучных кондитерских изделий. Ограниченное набухание- тесто эластичное, плотное по консистенции, при неограниченном набухании ухудшаются физические свойства теста – жидкое, липкое. Приготовление омлетов, котлетной массы. Для повышения усвояемости каш и сокращения времени варки, крупу замачивают и добавляют молоко перед окончанием тепловой обработки. Образование студней.
Пенообразование Структуру пены имеет хлеб (влияет на его вкусовые качества), образование пенки при кипячении молока, в производстве пастилы, зефира, суфле, при приготовлении газонаполненных коктейлей.
Деструкция (действие тепловой обработки) Для размягчения мяса, ослабления клейковины теста, происходят более глубокие изменения, разрушение молекулы, происходит образование летучих соединений, которые придают особый вкус м аромат.
Дегидратация Замораживание, сушка, размораживание мяса, рыбы. Тепловая переработка полуфабрикатов, зависит влажность готовых изделий на выход.
ВЫВОД: В пищевой промышленности особое практическое значение имеет тепловая денатурация белков, степень проявления которой зависит от температуры, продолжительности нагревания и влажности; что необходимо помнить при разработке режимов термообработки пищевого сырья, полуфабрикатов и готовых продуктов. 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
Денатурация белков сопровождается следующими важнейшими изменениями:
Потерей индивидуальных свойств
Потерей биологической активности
Повышением атакуемости пищеварительными ферментами
Потерей способности к гидратации
Потерей устойчивости глобул, происходит агрегирование
V. Закрепление
VI. Контроль знаний Модульный тест
VII. Домашнее задание
Решите задачи
1.   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.2.   При продолжительности жизни 70 лет обновление белков в организме происходит в среднем 200 раз. Предположите, сколько раз произошло обновление белков в вашем организме.
VIII. Самооценка знаний
Рефлексия