НАЦИОНАЛЕН STEM ЦЕНТЪР Приготвянето на храната днес се е превърнало в наука, която е тясно свързана с изкуството.
Молекулярната гастрономия е съвременно направление на науката за храненето, където се използват научните подходи на физиката, химията и биологията.
Съставът (от гледна точка на атомите, молекулите и йоните), свойствата (от гледната точка на маса, вискозитет, температура на обработване, въздействие върху сетивата на човека) и промените (химични реакции, реагиращи вещества и продукти) се използват за:
– приготвяне на храната;
– оценка на храната (външен вид, хранителна стойност, вкусови качества).
Как обработваме храната?
Някои храни се приемат сурови, но други трябва предварително да се обработят топлинно. Човекът е започнал да обработва храната с откриването на огъня. Това е направило възможно консумирането на зърнените и бобовите храни и на картофите. Днес начините за приготвяне на храната са изключително разнообразни, а умението за това е издигнато в изкуство.
Задача 1. Енергиен гастроном. А. Да изследваме как влияе температурата на готвене върху гъстотата, твърдостта, вкуса и вида на храната.
Направете опита
Да изследваме влиянието на температурата върху храната (опитът изисква помощ от възрастен)
Материали: 3 яйца, тиган, котлон, вода, секундомер, сол.
Времетраене: 30 минути.
Време е за действие:
1. Сипете вода в тигана (напълнете около [latex]\footnotesize\frac{1}{3}[/latex] от обема му), прибавете половин чаена лъжичка сол и загрейте водата на котлона. Махнете тигана от котлона в момента на завирането на водата.
2. Счупете едно яйце и внимателно, без да разкъсвате жълтъка му, го поставете в тигана (без черупката).
3. Засечете 5 минути и наблюдавайте как се променя външният му вид.
4. Повторете същото с второто и третото яйце, като променяте температурата на водата и времето, за което яйцето се обработва термично.
Формулирайте хипотеза и я напишете в работния си лист. Използвайте информацията от таблицата за условията на следващите две проби на опита и попълвайте данните от наблюдението в нея. Направите извод за влиянието на температурата върху хранителните вещества в яйцето.
Задача 2. Да изследваме енергията в хранителните вещества.
Б. Как живите организми преобразуват енергията на хранителните вещества? Проучете схемата и изпълнете задачите.
Всяка жизнена дейност на човека е свързана с непрекъснат разход на енергия, която се набавя чрез консумацията на храна.
Енергията на храната се освобождава в човешкото тяло чрез окисление на въглехидратите, мазнините и белтъците.
Всички видове енергия, след като се използват, се превръщат в топлина, която се отделя от тялото във външната среда.
Това позволява да се определят енергийните коефициенти на различни дейности на човека чрез измерване на количеството на отделената от тялото му топлинна енергия.
В. Проучете информацията на схемата и избройте емоциите и чувствата на човека, които са свързани с разход на най-голямо количество топлинна енергия. Обяснете защо е така.
Задача 3. Да изследваме калориите.
Мерна единица за енергия – количеството енергия, необходимо да се покачи температурата на 1 g вода с 1 °С при стандартно атмосферно налягане (на морското равнище).
На етикетите на храните енергията е описана в килокалории, което означава: 1000 cal = 1 kcal (това е енергията, необходима за покачване на температурата на 1kg вода с 1 °С). Понякога енергийното съдържание на храната се изразява в килоджаули (kJ), единица от системата Si, при което 1 kcal = 4,184 kJ.
Как се измерват калориите?
За да измерим калориите в една храна, трябва да я изгорим и да измерим отделената топлина.
Разбира се, това става с помощта на специален уред, наречен калориметрична бомба или калориметър. В него хранителната проба се изгаря, като предварително е измерена масата ѝ. Отделената при изгарянето топлина се поглъща от водата във външния съд. По промяната в температурата на водата преди и след изгарянето на хранителната проба се изчисляват калориите.
Например, ако температурата на водата се е покачила с 1 оС при изгарянето на 1 kg храна, това означава, че тя е съдържала 1 cal, ако се е покачила с 10 оС – храната е съдържала 10 cal и т. н.
Задача 4. Какво е общото между калориметъра и митохондриите в клетките на организмите?
А. Първо, нека да си отговорим на въпроса:
Какво общо има горенето в неживата природа и защо трябва да запалим една вкусна храна, за да разберем колко калории има в нея?
Всъщност при горенето и в двата случая:
– веществата взаимодействат с кислорода;
– отделя се голямо количество енергия.
Проверете отговорите си, като използвате флаш картите и 3D моделите.
Пръв френският химик Лавоазие предположил, че при горене кислородът се свързва с други елементи. Той дава името на елемента кислород и го свързва с дишането на организмите.
Повече кислород за живите организми означава повече енергия, защото този газ е свързан с един от най-важните жизнени процеси – дишането. Това е и причината, поради която почти всички организми на Земята са много зависими от присъствието и количеството на кислорода там, където живеят.
Дишането (процес, който протича във всеки един от нас), всъщност е процес на горене, при който хранителните вещества се разграждат напълно до Н2О и СО2, а отделената енергия се акумулира в специална молекула (биобатерия). Тази молекула пренася енергията до мястото в клетката или в организма, където се извършват процеси с разход на енергия.
Дишането се извършва в митохондриите на еукариотните клетки.
Направете опита
Какво се случва със семената при покълването?
Материали: 2 стъклени бутилки от 500 mL, 1 kg жито, два термометъра, вода, памук.
Времетраене: 4 дни.
Време е за действие: Напълнете двете бутилки с житни зърна, в едната добавете 50 mL вода, поставете термометър, както е показано на схемата, покрийте отвора на бутилките с памук и ги номерирайте. Поставете двете шишета на място с еднаква температура. Измервайте температурата в двете бутилки в продължение на 4 дни по едно и също време. Записвайте резултатите в таблицата.
Обяснение на опита: Обяснете каква е причината за описаните резултати в работния лист.
Колко захар се крие в любимите ни храни?
- Съберете етикетите с информация за съдържанието на храните, които консумирате за 1 ден. Изчислете колко захар се съдържа във всяка една от тях според количеството, което сте приели.
- Направете постер (табло) с резултатите и представете пред останалите.
- Запишете в работния лист какви последствия има за здравето на човека приемът на големи количества захар?
Хранознание
Здравето е в ръцете на всеки човек
→ Човекът има несамостойно хранене и трябва да приема разнообразна храна.
→ Храната съдържа различни вещества и осигурява енергия и градивен материал.
→ Здравословният начин на живот включва изграждане на правилни хранителни навици и знания за състава и качеството на храната.
За тези, които искат да знаят повече
Въглехидратите
→ Храните, богати на въглехидрати, са с растителен произход.
→ Има въглехидрати с малки молекули като глюкозата и захарозата и такива – с гигантски молекули като скорбялата, гликогена, целулозата, хитина.
→ Въглехидратите с по-малки молекули често се наричат захари поради сладкия си вкус.
→ Името им показва, че са „хидрати“ на въглерода.
→ Захарта и глюкозата могат да ферментират.
→ за основен източник на енергия
→ за складиране на енергия в молекулите на сорбялата и гликогена
→ за защита: целулозата изгражда клетъчната стена на растителните клетки, а хитинът – външния скелет на членестоногите
→ за изграждане на молекулата на ДНК – наследственото вещество, в която има малък въглехидрат – дезоксирибоза.
→ за разпознаване на собствените клетки и органи от чуждите, т.е. за имунната защита на организмите.