План внеаудиторного мероприятия по химии на тему ' Молочно-кислое брожение'

Проект внеаудиторного мероприятия

Тема урока: Молочнокислое брожение.

Цель:

Познакомить обучающихся с процессом брожения, его химизмом.

Задачи:

• Научить правильному выбору решения в эксперименте.

• Привить сознательное отношение к труду.

• Развить культуру речи в профессиональной терминологии, наблюдательность, ответственность.

• Воспитать аккуратность, активизировать интерес к предмету- химия.

Тип урока - деловая игра

Материально- техническое оснащение:

Посуда и оборудование:

Пипетки 10-25 мл, химические стаканы 100, 50 мл, пробирки, предметные стекла, микроскоп, спиртовка, термостат.

Реактивы и материалы:

Молоко, сметана, кумыс, кефир, квашенная капуста, метиленовый синий, спирт этиловый, эфир.

Плакаты и таблицы.

Ход урока:

I. Организационный этап

II. Активизация познавательной деятельности обучающихся, сообщение темы и цели мероприятия.

Сообщить условия игры:

1. Вся группа делится на 5 микрогрупп.

• 4 подгруппы готовит сообщения на темы:

• Процесс ферментативного расщепления органических веществ( Брожение.)

• Процесс расщепления молекулы глюкозы посредством окисления

• Исследование молочных продуктов

• Биотехнология

• Одна подгруппа - «корреспонденты»( которые готовят вопросы),выступают в качестве жюри

2. Исследовательская часть по методикам.

Задания микрогруппам (Приложение 6)

III. Этап проверки домашнего задания

1. Закрепление материала и знаний по ТБ по вопросам, которые задают «корреспонденты»:

• Применение процесса брожения

• Участие каких микроорганизмов задействовано в процессе брожения?

• Что такое АТФ и АДФ?

• Чем выгоднее биохимические методы обычных?

• Схема молочно- кислого брожения

• Что представляют собой ферменты?

• Объяснить понятие анаэробы, аэробы

• Виды брожения

• ТБ после работы

• Ваши действия при разливе кислоты, щелочи? ( Ответы: Приложение 5)

(за правильный ответ - жетон)

2. Сообщения обучающихся по микрогруппам (Приложение 1-4)

IV.Исследовательский этап

Выдать задания:

1. Микробиологическое исследование молочных продуктов.

2. Микроскопирование кефирного грибка

V. Подведение итогов игры.

Приложение 1

Подгруппа 1 ( сообщение)

Процесс ферментативного расщепления органических веществ( Брожение.)

Брожение - один из процессов ферментативного расщепления главным образом углеводов, протекающий в анаэробных условиях под действием микроорганизмов. Оно служит источником энергии для деятельности микроорганизмов. При этом главное клеточное « топливо» получения энергии - шестиуглеродные сахара, в первую очередь глюкоза. Важную роль играют два тесно связанных между собой способа сбраживания глюкозы: молочнокислое и спиртовое брожения ( Объяснение по схеме рис. 1.)При молочнокислом брожении молекула глюкозы расщепляется на 2 трехуглеродные молекулы молочной кислоты (конечный продукт). Такой тип расщепления глюкозы свойственен многим микроорганизмам, а так же клеткам большинства высших животных. Этот процесс называется гликолизом.

При спиртовом брожении молекула глюкозы расщепляется на 2 молекулы этилового спирта и 2 молекулы углекислого газа. Разница с гликолизом в том, что последняя завершающая реакция заменена двумя другими, в результате которых трехуглеродные фрагменты разрушаются до этанола и двуокиси углерода:

С₆Н₁₂О₆ + 2 Ф_н + 2 АДФ  2 СН₃СН₂ ОН + 2 АТФ + 2 Н₂О

Большинство других типов сбраживания глюкозы (муравьинокислое, маслянокислое, пропионовокислое, ацетоно - бутиловое брожение) варианты основного пути , т.е. гликолиз. Поскольку живые организмы впервые появились на Земле в то время, когда ее атмосфера была лишена кислорода, анаэробное брожение следует рассматривать как простейший биологический механизм, обеспечивающий получение энергии из питательных веществ.

Приложение 2

Подгруппа 2

Процесс расщепления молекулы глюкозы посредством окисления

Гликолиз ( от греческих слов lykys - сладкий и lysis - растворение) - постепенный процесс расщепления глюкозы с образованием 2 трехуглеродных молекул молочной кислоты, идущий в клетках живых организмов, Это наиболее древний и широко распространенный путь расщепления глюкозы, обеспечивающий организму получение энергии и питательных веществ.

В процессе гликолиза на каждую израсходованную молекулу глюкозы образуется 2 молекулы АТФ .Гликолиз идет в бескислородных условиях. Он характерен для широкого круга организмов, начиная от молочнокислых бактерий и кончая клетками животных и человека.

Приложение 3

Подгруппа 3

Исследование молочных продуктов

Молочнокислые бактерии вызывают брожение сахаров, в результате которого в среде накапливается молочная кислота. По морфологии молочнокислые бактерии делятся на две подгруппы: кокки и палочки, они факультативные анаэробы.

Молочнокислые бактерии осуществляют брожение при квашении капусты, приготовление теста, силосовании кормов, созревании сельди и т. д. Естественной средой этих бактерий является молоко животных, бактерии сбраживают лактозу, глюкозу и галактозу.

Они представлены следующими формами:

• молочнокислые кокки, которые образуют до 1- 1,2 % молочной кислоты в растворе;

• молочнокислые стрептококки;

• ароматообразующие стрептококки.

Молочнокислые палочки образуют до 2-4% молочной кислоты в растворе:

серная палочка;

болгарская палочка;

ацедофильная палочка;

кавказская палочка.

В свернувшемся молоке все типичные молочнокислые бактерии ( кокки и палочки) образуют плотный сгусток без газовых ходов.

Молочные дрожжи сбраживают лактозу. Продукты брожения - спирт и углекислота - обусловливают пенящуюся структуру и острый вкус.

Представители:

саххаромицес лактис;

саххаромицес фраглис.

Приложение 4

Подгруппа 4

Биотехнология

Биотехнология- использование в промышленности биохимические механизмы организмов. Первыми "биотехнологами" были древние земледельцы, обнаружившие, что, добавив дрожжи в тесто, можно выпекать пышный и мягкий хлеб, а виноградный сок подобным образом превращать в вино. Здесь человек использовал реакцию гликолиза. Долгое время биотехнология применялась лишь в пищевой промышленности (приготовление хлеба, сыра, кумыса, кефира, уксуса, обработка льна, кожи и т. д.) Сейчас возможности ее необычайно расширились. Биотехнологи используют соответственные микроорганизмы, а чаще выделенные из них ферменты, например нитрогенозу, которая работает при обычной температуре и восстанавливает азот N₂ до аммиака NH₃ В то время как химический синтез аммиака из азота и водорода требует высоких температур и давлений.

У биотехнологии многообещающие перспективы.

Приложение 5

Ответы на вопросы.

1. Применение процесса брожения.

• Благодаря молочнокислым бактериям получают: силос, сенаж - ценные корма для животноводства;продукты питания- квашенную капусту, сыр, кефир, кумыс, простоквашу и т. д.

• Благодаря спиртовому брожению получают:вина, пово, спирт и т. д.

• Получают муравьиную, молочную, пропионовую кислоты, ацетон, некоторые спирты.

2.Участие каких микроорганизмов задействовано в процессе брожения?

В спиртовом брожении принимают участие различные дрожжи.

В масляно-кислом - бактерии клострициум, метановом- метановые бактерии. В молочнокислом - палочки, кокки, с/ х водоросли.

3. Что такое АТФ, АДФ?

АТФ - аденозинтрифосфорная кислота и состоит из аденита, рибозы и 3 остатка фосфорной кислоты .Она служит главным переносчиком химической энергии в клетке и играет важную роль в ее энергетике. АТФ образуется из АДФ (аденозиндифосфорной кислоты) и неорганического фосфата (Ф_н) АТФ- единственный и универсальный источник энергии для функциональной деятельности клетки.

4. Чем выгоднее биохимические методы обычных?

Выгоднее тем, что в живых организмах химические реакции, катализируемые ферментами, идут при низких температурах и давлении и не требуют реактивов, отравляющих среду. Например, виноградный сахар (глюкозу) можно получить кипячением клетчатки (целлюлозы) в серной кислоте (продукт- патока), а при добавлении фермента реакция идет быстро даже при 37.

5. Схема молочнокислого брожения

6. Что представляют собой ферменты?

7. Виды брожения

• Спиртовое

• Молочнокислое

• Масляно-кислое

• Ацетонобутиловое

• Уксуснокислое

• Пропионовое

• Метановое

• Водородное

8. Объяснить понятие анаэробы, аэробы.

Анаэробы- организмы, способные жить и развиваться при отсутствии свободного кислорода и получающие энергию за счет расщепления веществ.

Аэробы- организмы, живущие при наличии свободного кислорода.

Приложение 6

Практическая часть

1.Микробиологическое исследование молочных продуктов

1 группа

Методика №1 Определение органолептических свойств молока.

Оборудование и реактивы: молоко, пробирка,пипетка

Ход работы:

Отмерьте 10 мл молока в пробирку и определите ее свойства:

Внешний вид и цвет:

• однородная непрозрачная жидкость белого цвета;

• слегка желтоватого цвета;

• имеет голубоватый оттенок;

Запах

• специфический молочный;

• кисловатый;

• посторонний запах;

• без запаха

Структура и консистенция

• однородная;

• без наличия ощутимых кристаллов лактозы;

Методика №2

Определение лактозы (молочного сахара) в молоке (Качественная реакция)

Оборудование и реактивы: молоко , дистиллированная вода, нашатырный спирт, фильтровальная бумага, воронка, уксусная кислота, химический стакан, лабораторный штатив, сухое горючее - 1 таблетка, пробирки 2 шт. А-Лактоза

Ход работы:

Для обнаружения молочного сахара необходимо взять:

20 мл молока, затем приливают столько же воды и несколько капель уксусной кислоты для свертывания молока. При выделении казеина, его отфильтровывают. К 2-3каплям фильтрата приливают аммиачный раствор нитрата серебра (2-3капли нитрата серебра + 1-2-3 капли нашатырного спирта) и нагревают - реакция серебряного зеркала - выделяется металлическое серебро

Выводы.

2 группа

Методика №3

Определение органолептических свойств творога.

Оборудование и реактивы: творог, шпатель, предметное стекло

Ход работы:

Взять шпателем немного исследуемого творога и растереть на предметном стекле. Определить запах , консистенцию, цвет.

Структура и консистенция:

• мягкая;

• мажущаяся или рассыпчатая;

• с наличием или без ощутимых частиц молочного белка;

• для нежирного творога - незначительное выделение сыворотки.

Запах:

• чистый;

• кисломолочный;

• без посторонних запахов

Внешний вид и цвет:

• белый;

• с кремовым оттенком;

• равномерный по всей массе.

Методика №4

Определение кислотности творога

Оборудование и реактивы: творог ,стеклянная палочка, пипетки, дистиллированная вода Т=30°, 0,1-молярного раствора едкого натра, пробирки, химический стакан, спиртовый раствор фенолфталеина

Ход работы:

В химический стакан на 100 помещают 5г(1ч.ложка) творога и приливают 50 мл воды, нагретой до 30-40°С.Творог тщательно перемешивают стеклянной палочкой. Затем приливают 5 капель спиртового раствора фенолфталеина и пипеткой приливают0,1-молярного раствора едкого натра до образования неисчезающей розовой окраски. Количество миллилитров прилитой щелочи умножают на 10.

Таким образом определяют кислотность творога в градусах по Тернеру. Кислотность высшего сорта творога не более 200 градусов. Кислотность первого сорта творога не более 220градусов. Кислотность второго сорта творога не более 240 градусов.

3 группа

Методика №5

Определение плотности молока

Плотность (удельная масса при температуре +20° С) определяется ареометром. Показатель плотности используют для установления натуральности молока.

При добавлении воды плотность уменьшается, при подснятии жира - увеличивается.

Оборудование и реактивы: молоко(Т =20⁰), ареометр, мерный цилиндр

Ход работы:

Взятое для анализа молоко тщательно сме­шивают и осторожно, по стенкам, чтобы избежать образования пены, на­ливают в цилиндр до ²/з его объема. После этого сухой ареометр погружают в молоко и оставляют в свободно плавающем состоянии. Через 1-2 мин, когда колебания ареометра пре­кратятся, производят отсчет плотности и темпера­туры молока по верхнему краю мениска с точ­ностью до 0,0005. Глаз при этом должен находиться строго на уровне линии мениска. Измерение производят дважды, качнув ареометр, после чего находят сред­нее арифметическое из двух определений.

Вывод.

Примечание. У нормального молока она может колебаться в пределах 1,027-1,033. Молоко, плотность которого ниже 1,027, считается разбавленным водой или полученным от больных животных.

Методика №6 Определение кислотности молока.

Оборудование и реактивы: молоко , спиртовый раствор фенолфталеина, пипетки, дистиллированная вода, 0,1-молярного раствора едкого натра, пробирки, химический стакан.

Ход работы:

В химический стакан наливают 10 мл исследуемого молока, 20 мл дистиллированной воды и 5 капель 2-процентного спиртового раствора фенолфталеина. Затем смесь хорошо взбалтывают и из пипетки по каплям приливают 0,1-молярного раствора едкого натра до заметно розового окрашивания. Затраченное число миллилитров раствора едкого натра умножают на 10. Получают кислотность молока в условных градусах Тернера.

Выводы.

Свежее молоко имеет16-18 градусов кислотности по Тернеру. Если кислотность выше 20 градусов, то молоко начинает скисать. Предельная кислотность молока - 20градусов по Тернеру.

4 группа

Методика №6

Микроскопирование кефирного грибка

Оборудование и реактивы: кефирный грибок, микроскоп ,шпатель, предметные стекла, спирт ,эфир, метиленовый синий

Ход работы:

Приготовляют препарат - отпечаток кефирного грибка. Раздавливают кусочки грибка между двумя предметными стеклами, разнимают их и убирают излишек материала. Препарат фиксируют смесью спирта с эфиром в течение 5 мин., окрашивают метиленовым синим, промывают и просушивают. При микроскопировании в поле зрения видны массы переплетающихся палочек стромы, в петлях между ними - дрожжевые клетки и клетки молочнокислого стрептококка в виде коротких цепочек и двойных кокков.

Выводы.

При микроскопировании определяют морфологию и количественное соотношение молочнокислых микрогрибов. Регистрируют постороннюю микрофлору, которая определяет загрязненность продукта.