Методическая разработка урока по химии для обучающихся 10 класса.Тема урока:"Белки и их химико-технологические свойства"
методическая разработка по химии (10 класс) по теме

Урок по теме «Белки  и их свойства»

Цели урока

(для учителя)

-организовать для учащегося специальную учебную деятельность

-выявить  содержание субьектного  опыта (познавательного опыта) и «смыслового поля» ученика

-выявить стиль и характер усвоения знаний

(для ученика)

В ходе деятельности овладеть новыми:

-знаниями  о белках ( получение, классификация, физические и химические свойства, биологическое и  практическое значение)

-умениями находить способ его познавательной деятельности

-формами взаимоотношений

Задачи урока:

-углубить знания  учащихся о природных высокомолекулярных веществах — белках ;

-организовать работу, направленную на формирование исследовательских умений учащихся; соблюдение техники безопасности при работе с реактивами; способности к самостоятельному приобретению знаний, самооценке,

-закрепить  умения и навыки составлять опорный конспект, употреблять  научную  терминологию,  умение работать с таблицами, дополнительной литературой, умение  работать  с химическими  реактивами;

-развивать творческую самостоятельность,  мышление через установление причинно-следственных связей «строение вещества — свойства вещества — применение вещества», коммуникативные  навыками, научить учащихся делать логические выводы, уметь слушать и воспроизводить весь материал в тетради, работать в заданном темпе;

-продолжать направлять на  субъектные отношения, на умение выступать перед аудиторией, бережного  отношения  к оборудованию.

Урок включает несколько этапов: повторение, изучение нового материала, лабораторную работу, закрепление и контроль знаний.

Один из учеников готовит сообщение «Белковое питание»

Девиз урока

 «Единственный путь, ведущий к знанию, — это деятельность»

                                                                                           Б. Шоу

Оборудование:

 таблицы «Структуры белка*, «Биосинтез белка в клетке*, оборудование для лабораторных опытов, портреты А. Я. Данилевского,

 Э. Фишера, выставка дополнительной литературы, раздаточный информационный материал;

Химические реактивы:

солевой  раствор; раствор  белка  куриного яйца, клейковина пшеницы, крахмал, желудочный сок, раствор гидроксида калия, раствор сульфата меди (II),                                  р-р  азотной кислоты, куриные перья,разбавленный этиловый спирт.

Организационный момент

А) Постановка и сообщение целей и задач

/привлекаю к данному моменту учеников/

Совместная деятельность способствует целенаправленной, продуктивной работе на уроке.

Б)Предлагаю составить девиз к уроку, самостоятельное построение этапов урока, что способствует высокому уровню усвоения материала

Получение ==образование пептидов,

т. е. продуктов конденсации двух или более

аминокислот ===@=== физические свойства

===@=== химические свойства ===@===  применение

(сообщение учащегося по теме)

В)Сообщение : условий и правил игровых моментов, лабораторной работы, критерий оценивания на уроке

 Г) В течение всего урока по мере появления новых терминов ведем словарную работу.

                                        I  Этап (повторение)

Актуализация, обобщение и систематизация знаний учащихся

задание составление схемы  функциональных групп аминокислот

выявление  суточной  потребности  незаменимых  аминокислот ( индивидуальная работа)

Мотивация изучения данного материала

 обобщение свойств  аминокислот

II Этап (изучение нового материала)

 Изучение нового материала  с одновременной отработкой необходимых знаний и умений

особенности строения белков

задание на  выявления определения и структуры белка ( работа в группах)  классификация  белков

 демонстрационный опыт  

 задание на  составление схем  или таблиц  по классификации свойствам белков  и озвучить ( работа в группах)

 химические свойства белков 

лабораторная работа

- проведение инструктажа по технике  безопасности при работе с  кислотами и щелочами, нагревательными приборами.

 -  работа в группах по инструктивным карточкам. (приложение 3)

 - отчет по результатам работы

                           III Этап (закрепление и контроль знаний)

Деловая игра   « повар – кондитер»

задание по изучению и описанию химико-технологических свойств белков

подготовка  заключения о значении белков  в кулинарной практике 

заполнение таблицы

 выступления  по итогам игры

сообщение ученика «Белковое питание»

                                     IY  Этап  (итоги  урока)

Анализ  работы групп

Сдача оценочных листов учителю

Домашнее задание

                               I  Этап (повторение)

Актуализация, обобщение и систематизация знаний учащихся

составление схемы  функциональных групп аминокислот

выявление  суточной  потребности  незаменимых  аминокислот ( индивидуальная работа)

свойства аминокислот

Выявление «смыслового поля» (содержание смыслового опыта) 

Учитель Все вы знаете  такое  мышечные волокна, кровь, инсулин, каталаза, гемоглобин, фибриноген,  называю некоторые продукты питания  (можно принести молоко, початок  кукурузы, овса, кусочек мяса и т.д.)

 Выявление субьективного (познавательного опыта) 

Учитель предлагает  объяснить, что это такое с биологической и химической точки зрения, их значение. Учащиеся называют, что  в их состав входят  белки, называют образование  белков, некоторые  свойства, объясняют  биологическое  и практическое значение. Выясняем, что белки состоят из аминокислот.

Стиль и характер усвоения знаний 

Учитель: Что такое аминокислоты? Запишите функциональные группы этих веществ, общую формулу данных соединений и  предлагает составить схему.

Составление схемы имеет большое значение для усвоения нового материала, развивает умения самостоятельно работать с текстом учебника, выделять главное.

Учащиеся заполняют схему и записывают формулировку.

 Один ученик работает у доски.

Схема 1

      Функциональные группы аминокислот

   -СООН                                                       -NH2

       1-----------  «Общая формула «-------------'

                        NH2-R-COOH

Выявление субьективного (познавательного опыта) 

Учитель предлагает совместную деятельность, записывает на доске формулы аминокислот. 

Выявление «смыслового поля» (содержание смыслового опыта)

 Учитель Каждая аминокислота имеет свое название, например глицин, аланин, лейцин, валин и т.д. Аминокислоты связываются друг с другом, образуя цепочку – белок. Большинство аминокислот, участвующих в обмене веществ, входящих в состав белков, могут синтезироваться в организме в процессе обмена  (из других аминокислот, поступающих в избытке). Они получили название заменимых аминокислот. Некоторые аминокислоты не могут синтезироваться в организме и должны поступать в наш организм с пищей. Они получили название незаменимых аминокислот. Их 8, они не способны синтезироваться в организме человека, но поступают в него с растительной пищей. Какие же это аминокислоты? Это валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, лизин, фенилаланин, триптофан. Иногда в их число включают гистидин и аргинин. Две последнии не синтезируются в организме ребенка. Если количество этих аминокислот в пище будет недостаточным, нормальное функционирование и развитие организма человека нарушается. При отдельных заболеваниях организм человека не в состоянии синтезировать и некоторые другие аминокислоты 

Выявление субьективного (познавательного опыта) 

Учитель предлагает каждому подсчитать свою суточную потребность незаменимых  аминокислот, используя  таблицы 1-3и формулы  некоторых незаменимых кислот. (приложение 1)

Стиль и характер усвоения знаний 

Вместе рассматриваем связи, которые могут образоваться между молекулами аминокислот: ионные (образование внутренней соли — биполярного иона; характерны для кристаллического состояния); дисульфидные (образование молекулы цистина соединением двух молекул цистеина дисульфидным мостиком —S—S— с последующим окислением); водородные (возникают при растворении аминокислот в воде); пептидные (образуются при конденсации молекул).

Вспоминаем демонстрационные  опыты, доказывающие  свойства аминокислот.( к соляной кислоте добавляли  метилоранж, затем глицин — раствор обесцветился. Аналогично добавляли глицин к подкрашенному фенолфталеином раствору гидроксида натрия, раствор обесцветился).

Вывод: амфотерность аминокислот обусловлена присутствием групп NH2 и СООН 

Одно из основных свойств аминокислот — образование пептидов, т. е. продуктов конденсации двух или более аминокислот (полипептиды)

II Этап (изучение нового материала)

 Изучение нового материала  с одновременной отработкой необходимых знаний и умений

1)особенности строения белков

задание на  выявления определения и структуры белка ( работа в группах)

2)  классификация  белков

 демонстрационный опыт  

 задание на  составление схемы  или таблицы и озвучить( работа в группах)

3) химические свойства белков

лабораторная работа

- проведение инструктажа по технике  безопасности при работе с  кислотами и щелочами, нагревательными приборами.

 -  работа в группах по инструктивным карточкам. (приложение 3)

 - отчет по результатам работы

Выявление субьективного (познавательного опыта) 

 Учитель: Природные полипептиды с высокими значениями молекулярной массы (от нескольких тысяч до нескольких миллионов) называют белками.

Многие органические соединения, входящие в состав клетки, характеризуются большими размерами молекул.  Называются такие молекулы – макромолекулы.

 Они состоят обычно из остатков повторяющихся сходных по строению низкомолекулярных соединений, связанных между собой ковалентными связями. Эти низкомолекулярные соединения называются мономерами. 

 Мономеры образуют полимеры. Молекула белка напоминает нитку, унизанную разноцветными бусинами и скрученную в виде спирали. «Бусины» называются аминокислотами. Большинство полимеров построено из повторяющихся одинаковых участков. Такие мономеры называются периодическими. Например, если А - мономер, то -А-А-А-...-А— полимер.

Полимеры, в которых мономеры различны по строению, называются непериодическими. Например, -А-В-Р-П-А-.. .-Г-Р-П-А-.

В белках встречается, как правило, 20 аминокислот. Белки разного размера включают в себя от нескольких десятков до нескольких сотен и даже тысяч аминокислот. В среднем длина белка достигает около 300 аминокислот.

Белки содержат в среднем около 50-55% углерода, 21-23% кислорода, 15-17% азота,6-7% водорода,0,3-2,5 серы. В составе отдельных белков обнаружены также фосфор, йод, железо, медь и некоторые другие макро- и микроэлементы в различных количествах.

Выявление «смыслового поля» (содержание смыслового опыта)

Учитель:  Как вы думаете, к каким полимерам относятся белки?

Учащиеся высказывают свои предположения

 Стиль и характер усвоения знаний 

  Под диктовку учителя записываются определения:  

-«Белки - непериодические полимеры, мономерами которых являются аминокислоты»

      - Белки – это высокомолекулярные вещества (молекулярная масса варьирует от 5-10 тысяч до 1 млн. и более) природные соединения (полимеры), молекулы которых построены из остатков аминокислот, соединенных амидной или пептидной связью. Белки относят к азотсодержащим органическим соединениям.

Выявление субьективного (познавательного опыта) 

Учитель предлагает учащимся работу в группах, состоящих из 4 человек. Каждый учащийся в группах выполняет одно задание — изучение первичной, вторичной, третичной или четвертичной структуры белка.

Стиль и характер усвоения знаний

На столах учащихся рисунки различных структур белка без подписей и карточки с заданиями.

Карточка

1. Проанализируйте определение структуры белка.

2.  Выберите рисунок структуры белка, соответствующий данному определению

3.  Перескажите определение товарищам по группе. Докажите правильность выбора рисунка.

Закончив индивидуальную работу, члены группы обмениваются информацией.

Учащиеся слушают высказывания товарищей, добавляют  и вместе с учителем делают выводы:

Вывод

-структура белков очень сложная

-первичная структура белка представляет линейную последовательность аминокислот в составе полипептидной цепи, она уникальна для любого белка и определяет его форму, свойства и функции

- вторичная структура белков возникает в результате образования водородных связей между группами –COOH-   и  -NH2 -,разных аминокислотных остатков полипептидной цепи.

-третичная структура представляет собой причудливую, но для каждого белка специфическую конфигурацию – глобулу, имеющую вид клубка.

- четвертичная структура характерна не для всех белков. Она возникает в результате соединения нескольких глобул в сложный комплекс. Заранее назначенные в группах консультанты оценивают работу каждого и заносят отметки в оценочный лист.

Выявление «смыслового поля» (содержание смыслового опыта)

Учитель «Жизнь есть способ существования белковых тел» — этими словами Ф.Энгельс

Учитель предлагает предположить свойства белков и на какие группы их можно классифицировать. Так как учащиеся затрудняются, дать предположение, учитель просит назвать  некоторые составные живых организмов или виды пищевых продуктов, в которых есть белки. Ребята называют - белок куриного яйца, молоко, кровь, мышцы, волос, нуклеиновые кислоты и т.д.  

Выявление субьективного (познавательного опыта) 

Учитель заранее зарисовывает фрагменты  молекулы  белка инсулина и ДНК, объясняет их строение, проводит демонстрационный опыт:

Демонстрационный опыт:

растворение   в воде  и солевом  растворах  белка  куриного яйца и заранее приготовленной клейковины пшеницы

 Результат опыта: белок куриного яйца растворился, а клейковина не растворилась

Учитель предлагает работу  с дополнительной литературой  по группам ( на столах распечатанные тексты) (приложение 2)

Задание: составить схемы  или таблицы и озвучить (работа в группах)

классификации  белков по степени сложности (1 группа) (3 группа)

классификации  белков по растворимости  (2 группа) (4 группа)

Стиль и характер усвоения знаний 

При выполнении задания у  учеников есть выбор в какой форме выполнить работу, результат выносят на доске , сопровождая свои действия устными комментариями. Все  воспроизводят в тетрадях.

Заранее назначенные в группах консультанты оценивают работу каждого и заносят отметки в оценочный лист

3. Химические свойства белков

Выявление «смыслового поля» (содержание смыслового опыта)

Учитель Белки  имеют  пищевую ценность? От чего зависит пищевая ценность белков?

Ребята активно определяют связь со  свойствами  белков и при беседе называют некоторые из них.

 Учитель  дополняет

 Химические свойства белков.

1)гидролиз, пенообразование

2)денатурация

3)ренатурация

4)цветные реакции

5)горение

6)гидратация

7)декструкция

Лабораторная работа «Исследование некоторых химических свойств белков»

 -проведение инструктажа по технике  безопасности при работе с  кислотами и щелочами, нагревательными приборами.

 -  работа в группах по инструктивным карточкам. (приложение 3)

 - отчет по результатам работы

Выявление субьективного (познавательного опыта) 

Учитель  предлагает исследование некоторых химических свойств белков

Обязательный момент лабораторной работы — проверка знаний правил безопасности при работе с кислотами и щелочами.

? Как удалить пролитую кислоту или щелочь?

? Как следует наливать растворы из склянок?

? Что нужно делать при попадании на кожу растворов кислот и щелочей?

Стиль и характер усвоения знаний 

Заранее формируются группы по 4 человека, назначенные в группах консультанты оценивают работу каждого и заносят отметки в оценочный лист

При выполнении опытов  ученики  работают  в группах по инструктивным карточкам,

распределяют обязанности, выполнение и результаты лабораторной работы фиксируются в таблице в тетрадях, результат выносят на доске в виде схем, алгоритмов и т.д., сопровождая свои действия устными комментариями.

Опыт 1

Способность белка  к гидролизу под действием ферментов 

Исследование  действия  желудочного сока на белок куриного яйца

Цель: выявить условия  действия  фермента  на белок куриного яйца

Опыт  2 

Цветные (качественные) реакции на белок

Цель  — выработать  умение экспериментально доказывать наличие в белках пептидной группы и остатков аминокислот (качественные реакции).

Опыт  3

Горение белков 

Цель: исследовать  специфические  свойства  белка

Опыт  4

Денатурация  белков 

Цель: выявление изменений структуры белка

Опыт  5

Действие разбавленного этилового спирта на  белок 

Цель: выявление изменений структуры белка

 III Этап (закрепление и контроль знаний)

Деловая игра   « повар – кондитер»

задание по изучению и описанию химико-технологических свойств белков

подготовка  заключения о значении белков  в кулинарной практике 

заполнение таблицы

 выступления  по итогам игры

сообщение ученика «Белковое питание»

Выявление «смыслового поля» (содержание смыслового опыта)

После выполнения работы провожу контроль знаний в форме устных ответов

учащихся с мест.

Большое значение в обучении имеет развитие творческой активности через включение учащихся в деловую игру.

Деловая  игра - «повар- кондитер»

Цель игры на данном уроке позволяет изучить наиболее важные технологические свойства белков, сформировать представление о применении белков на основании их свойств в профессиональной деятельности, например повара-кондитера.

Ход игры 

Учащиеся играют роли сотрудников пищевой лаборатории. В ней четыре группы, которые возглавляют старшие лаборанты. В лабораторию поступил заказ: подготовить заключение о том, какие свойства белков имеют значение в кулинарной практике при приготовлении отдельных блюд. Это заключение каждая группа готовит на основании изучения и описания химико-технологических свойств белков: гидратации, деструкции, денатурации и пенообразования. Группы рассматривают следующие блюда:

омлет  (1 группа)

мясной бульон (2 группа)

 шашлык (3 группа)

бисквит (4 группа)

Старшие лаборанты получают тексты для изучения.(приложение 4)

Учащиеся работают в группах: изучают выданный материал, выделяют главное, делают выводы, заполняют свою часть таблицы (см. ниже).

После выполнения задания участники каждой группы по очереди отчитываются у доски. Остальные слушают выступления, делают записи в тетрадях.

Сообщение учащегося «Белковое питание» (приложение 5)

Консультанты оценивают работу каждого и заносят отметки в оценочный лист

IV Этап  (итоги  урока)

Анализ  работы групп

Сдача оценочных листов учителю

Домашнее задание

Выявление «смыслового поля» (содержание смыслового опыта)

В группах обсуждают работу каждого, каждый свою работу оценивает сам. Анализируем  работу каждой группы, отмечаем группу, которая по мнению учеников и учителя работала более активно, дружно, успешно.  

Консультанты сдают оценочные  листы учителю

Домашнее задание: повторить материал по учебнику, выполнить упражнения, выучить словарь, выполнить творческое задание (по выбору) на тему «Совместимость белков и других продуктов» или дополнить таблицу «Биологическая роль белков» (по желанию) (приложение 6)

Приложение 1

Таблица   1

Суточная потребность человека в незаменимых аминокислотах

Таблица 2

Содержание незаменимых аминокислот в различных белках

Таблица 3

Суточная потребность человека в аминокислотах

Приложение 2 (А)

Задание: составить схемы  или таблицы и озвучить.

классификации  белков по степени сложности (1 группа) (3 группа)

классификации  белков по растворимости  (2 группа) (4 группа)

Классификация белков

По степени сложности белки делят на простые — протеины, состоящие только из остатков аминокислот, и сложные — протеиды, состоящие из белковой (апобелок) и небелковой (простетическая группа) частей.

Сложные белки кроме полипептидов содержат: нуклеопротеиды — нуклеиновые кислоты; гликопротеиды — полисахариды; хромопротеиды — пигменты; липопротеиды — липиды; фосфопротеиды - остатки фосфорной кислоты.

По растворимости в отдельных растворителях можно выделить следующие группы белков:

У альбумины — белки с небольшой молекулярной массой, хорошо растворимые в воде / и солевых растворах (например, белок куриного яйца);

глобулины — белки, растворимые в соляных растворах, входят в состав мышечных волокон, крови, молока (например, лактоглобулин молока);

проламины — растворяются в растворе этилового спирта, это белки семян злаков (например, зеины содержатся в кукурузе, авенины — в овсе, глиадины — в пшенице);

глютелиды — растворяются только в растворах щелочей (например, глютенин клейковины пшеницы).'

Простые белки

Сложные белки

Приложение 2 (Б)

Белки

1)Фибриллярные -Наиболее важна вторичная структура, нерастворимы в воде,    обладают большой  механической прочностью  выполняют структурные   функции (миозин, коллаген, кератин, фиброин)

 2)Промежуточные -Фибриллярные, но  растворимые в воде,    

3)Глобулярные Наиболее важная третичная структура,    

   растворимы с образованием коллоидов (ферменты и антитела)

Свойства белков

Белки обладают большой относительной молекулярной массой, например инсулин — 6000, каталаза - 62 000, гемоглобин -65 000, фибриноген — 340.000 и т. д. Поэтому растворы белков — коллоиды. Белки — амфолиты.

В зависимости от рН среды белки могут вести себя как катионы или как анионы. При определенном значении рН среды число положительных и отрицательных зарядов в молекуле одинаково. Такое значение рН называют изоэлеюпрической точкой.\Ъ этой точке белки электронейтральны, а их вязкость и растворимость наименьшие. Этим свойством белка пользуются для выделения их из растворов, например при получении белковых продуктов. Еще одно интересное свойство белков — способность связывать воду, т. е. гидрофильность. Благодаря этому белки могут набухать, образовывать студни, стабилизировать суспензии, эмульсии и пены, что имеет большое значение в пищевой промышленности.

Высаливание белка — это обратимый процесс выпадения белков в осадок, причиной которого могут служить соли натрия. После их удаления белок возвращается в свое природное состояние. Денатурация — это процесс необратимого осаждения белков, при котором происходит разрыв сульфидных и водородных связей. (Учитель предлагает учащимся найти в учебнике ответ на вопрос: при каких условиях возможна денатурация белка?)

Большое значение имеет способность белков кпенообразованию. В качестве пенообразователей белки широко используют в кондитерской промышленности для изготовления пастилы, зефира, суфле. 

Заменимые и незаменимые аминокислоты

Установлено, что пищевая ценность белков зависит от их аминокислотного состава. Часть аминокислот являются строительным материалом для создания новых аминокислот (заменимых). Однако несколько аминокислот (незаменимые) не синтезируются в организме и обязательно должны поступать с пищей. Это такие аминокислоты, как аргинин, валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, лизин, фенилаланин, триптофан, цистеин. Изучение аминокислотного состава различных продуктов показало, что белки животного происхождения больше соответствуют структуре человеческого тела, а аминокислотный состав белков яиц был принят за идеальный, поскольку их усвоение организмом человека приближается к 100 %. Очень высока степень усвоения и других продуктов животного происхождения: молока (96 %), мяса и рыбы (93 %). В то же время белки хлеба и овощей усваиваются на 80 %, картофеля и некоторых бобовых - на 70 %.

У значительной части населения земного шара отмечается определенный дефицит трех аминокислот: лизина, триптофана и метионина, которые лимитируют полноту усвоения пищи. С этой точки зрения благоприятны сочетания растительных и молочных продуктов, различных мучных изделий с творогом, мясом.

Приложение 3

Карточка – инструкция 1

Четыре группы учащихся исследуют действие желудочного сока на белок куриного яйца:

первая группа -при нагревании до 40 °С  и  при кипячении,

вторая — при охлаждении до О °С,

третья группа исследует действие желудочного сока на крахмал при обычных условиях

четвертая — в щелочной среде.

После выполнения работы учащиеся самостоятельно делают вывод: фермент действует только на определенную субстанцию, только в кислой среде и только при температуре тела. Учитель  составляет уравнение реакции гидролиза любого трипептида, дети записывают.

Карточка-инструкция 2

Задание: проделайте цветные (качественные) реакции на белок. Определите наличие в белке пептидной группы (биуретовая реакция) и остатков ароматических кислот (ксантопротеиновая реакция).

                                  Ход  работы 

                             Биуретовая реакция

1.  Налейте в пробирку 2-3 мл раствора белка.

2. Добавьте несколько миллилитров раствора гидроксида калия.

3.  Прилейте немного раствора сульфата мед и (II).

4. Используя схему, запишите результат:

   белок + КОН + CuSO4 — » ... окрашивание,

5- Ответьте на вопрос: наличие какой группы доказывает эта реакция?

                          Ксантопротеиновая реакция

1.  Налейте в пробирку 2-3 мл раствора белка.

2. Осторожно добавьте 0,5-1 мл азотной кислоты.

3. Используя схему, запишите результат:

белок + HNO3 (конц) — » ...окрашивание,

4.  Ответьте на вопрос: наличие какой группы доказывает эта реакция?

Карточка-инструкция 3

Задание: подожгите куриные перья. Наблюдайте появление специфического запаха. Сделайте вывод.

 Инструктаж по технике  безопасности при работе с  нагревательными приборами

Карточка-инструкция 4

Опыт  4

Денатурация  белков 

Цель: выявление изменений структуры белка

 Ход  работы 

Инструктаж по технике  безопасности при работе с  нагревательными приборами Лабораторную работу учащиеся выполняют по карточкам-инструкциям, делая записи в тетрадях.

Задание: Осторожно нагрейте раствор белка. Сделайте вывод.

 Карточка-инструкция 5

Опыт  5

Действие разбавленного этилового спирта на  белок 

Цель: выявление изменений структуры белка

Ход  работы 

Задание:

К раствору белка прилейте этиловый спирт. Полученную смесь растворите в щелочи (растворе гидроксида натрия). Сделайте вывод.

Инструктаж по технике  безопасности при работе с   растворами щелочи, спиртом,  Лабораторную работу учащиеся выполняют по карточкам-инструкциям, делая записи в тетрадях. 

Приложение 4

Гидратация белков

Гидратацией называют способность белков прочно связывать значительное количество влаги. Расположенные на поверхности белковой глобулы гидрофильные группы (аминогруппы, карбоксильные и др.) притягивают молекулы воды, строго ориентируя их на поверхности. Окружающая белковые глобулы водная оболочка придает устойчивость растворам белка, мешает отдельным частицам слипаться и выпадать в осадок.

Способность белков к гидратации имеет большое значение в технологии приготовления пищи. От нее зависит сочность готовых изделий, способность полуфабрикатов из мяса, птицы, рыбы удерживать влагу и т. д.

В качестве примеров использования этого свойства белков в кулинарной практике можно привести приготовление омлетов, котлетной массы из продуктов животного происхождения, различных видов теста, набухание белков круп, бобовых, макаронных изделий и т. д.

Деструкция белков

При длительной тепловой обработке белки подвергаются более глубоким изменениям, связанным с разрушением их макромолекул. От белковых молекул могут отщепляться функциональные группы с образованием таких летучих соединений, как аммиак NH3, сероводород H2S, фосфин РН3, углекислый газ СО2 и др. Накапливаясь в продуктах, они участвуют в образовании вкуса и аромата готовой продукции.

Деструкция белков может быть целенаправленным приемом кулинарной обработки, способствующим интенсификации технологического процесса (использование ферментных препаратов для размягчения мяса, ослабления клейковины теста, получения белковых гидролизатов и др.).

 Денатурация белков

Это сложный процесс, при котором под влиянием внешних факторов (температура, механическое воздействие, действие кислот, щелочей, ультразвука и др.) происходит изменение вторичной, третичной и четвертичной структур белка. Первичная структура, а следовательно, и химический состав белка не меняются.

При кулинарной обработке денатурацию белков чаще всего вызывает нагревание.

При увеличении температуры в глобулярных белках усиливается тепловое движение полипептидных цепей внутри глобулы; водородные связи разрываются, полипептидная цепь разворачивается, а затем сворачивается по-новому. При этом гидрофильные группы, расположенные на поверхности глобулы, перемещаются внутрь, а на поверхность выходят гидрофобные группы (например, дисульфидные), не способные удерживать воду.

Денатурация сопровождается изменениями некоторых индивидуальных свойств белков (изменение окраски мяса), потерей их биологической активности (в картофеле, грибах, яблоках и других растительных продуктах теряют активность ферменты, вызывающие их потемнение). В результате денатурации повышается вероятность атаки молекул белка пищеварительными ферментами (продукты лучше перевариваются).

Пенообразование

В качестве пенообразователей белки широко используют при производстве кондитерских изделий (тесто бисквитное, белково-взбивное), взбивании сливок, сметаны, яиц и др. Устойчивость пены зависит от природы белка, его концентрации, а также температуры.

Белки используют в качестве эмульгаторов при производстве белково-жировых эмульсий, как наполнители различных напитков.

Пенообразование связано с увеличением поверхности раздела двух фаз: газа и жидкости. Этот процесс обусловлен как химической природой веществ, так и поверхностными свойствами белковой молекулы, факторами окружающей среды. Своей поверхностью белки способны связывать вкусовые и ароматические вещества.

 Приложение 5

Белковое питание

 Впервые о белках заговорили еще в XIX в.  В 1888 г. А. Я. Данилевский предложил теорию строения белковой молекулы. В начале XX в. Э. Фишер синтезировал пептидоподобные вещества и пептиды, а в 60-е гг. был синтезирован первый белок - инсулин.

Синтез белка в организме происходит в рибосомах, представляющих собой сложный рибонуклеопротеидный комплекс.

Несмотря на то что белки составляют одну четвертую часть нашего тела, единственным источником их образования в организме служат аминокислоты белков пищи. Вот почему белки совершенно незаменимы в питании человека.

Потребность человека в белке зависит от его возраста, пола, характера трудовой деятельности. Для оценки белкового обмена введено понятие азотного баланса. В зрелом возрасте у здорового человека существует азотное равновесие, т. е. количество азота, получаемого с белками пищи, равно количеству выделяемого азота. В молодом растущем организме идет накопление белковой массы, образуется ряд нужных для организма соединений. Поэтому азотный баланс будет положительным. У людей пожилого возраста, а также у тех, кто страдает некоторыми заболеваниями или испытывает недостаток белков и витаминов в рационе питания, наблюдается отрицательный азотный баланс: количество выделяемого из организма азота превышает его поступление. Длительный отрицательный азотный баланс ведет к гибели организма.

Белковое голодание характеризуется распадом собственных белков тканей, что ведет к отрицательному азотному балансу в них. Раньше других уменьшается содержание белка в сыворотке крови — развивается гипопротеинемия. Она ведет к переходу жидкости из крови в ткани, вызывая отеки. Вслед за белками крови распадаются белки печени, мышц и кожи, позже всех распадаются белки мышц сердца и головного мозга. Одним из наиболее ранних показателей того, что запасы белка начинают истощаться, служит изменение содержания мочевины в моче.

Приложение 6

Биологическая роль белков