EVROPSKÝ SOCIÁLNÍ FOND
Trojské
V LABORATOŘI
PRAHA & EU INVESTUJEME DO VAŠÍ BUDOUCNOSTI
t rumfy
Didaktický balíček č. 10
pražským školám projekt CZ.2.17/3.1.00/32718
A B ?
doplňte domácí úkol napište
?!
nápověda laboratorní práce prezentace úkol na výběr vyfoťte
DB = didaktický balíček PL = pracovní list PM = pracovní materiály
Členové realizačního týmu projektu: Manažer projektu Hlavní metodička Metodičky Metodik Odborné garantky Odborný garant Výtvarnice projektu
Mgr. Radim Jendřejas (Trojské gymnázium) Mgr. Zuzana Venclíková (Trojské gymnázium) Mgr. Ivana Motýlová (Trojské gymnázium) Mgr. Ada Hrstková (Trojské gymnázium) Mgr. Tereza Chýlová (Trojské gymnázium) Ing. Ludmila Horká (Trojské gymnázium) Ing. Lukáš Marek (Trojské gymnázium) Mgr. Věra Bidlová (Botanická zahrada hl. m. Prahy) PhDr. Eva Vítová (Botanická zahrada hl. m. Prahy) RNDr. Milena Peterová (Zoo Praha) Mgr. František Tymr (Zoo Praha) Bc.A. Eva Göndörová (Zoo Praha)
Tuky a lipidy DB Č. 10 V LABORATOŘI
ŘEŠENÍ PL Č. 1
ci ve škole st pro prá li í n v o c Pra E RNÍ PRÁC ABORATO L – IE M E práci CH upinovou ní i sk individuál Určeno pro
Nebezpečné tuky! Speciální müsli tyčinka XX odbourává tuky. Trans-tuky jsou další příčinou vysokého krevního tlaku. V čem jsou problematické živočišné tuky – sádlo, máslo, smetana, šlehačka? Ovocný prášek XX spaluje tuky, přináší pocit sytosti a tím celkově napomáhá hubnutí. Tuk, alkohol a džusy – vánoční nebezpečí… Stránky novin jsou plné článků, které varují před nebezpečím tuků. V čem jsou tuky naopak potřebné?
1. Napište minimálně 3 funkce tuků v lidském organismu. zásoba energie, tepelná izolace, ochrana orgánů, rozpouštědlo pro některé vitamíny (např. A, D, E, K), stavební složka (např. fosfolipidy v buněčných membránách)
2. Tuky ukládá nejen člověk a ostatní živočichové, ale i rostliny. Napište, k čemu slouží jim.
zásoba energie, ochrana před vysokými ztrátami vody odpařováním (vosková kutikula), ochrana před vstupem nežádoucích látek do rostliny z jejího okolí.
3. Zakroužkujte správné odpovědi. 1. Která definice tuků je správná? Tuky jsou a) estery vyšších mastných kyselin a trojsytného alkoholu glycerolu b) makromolekuly složené z aminokyselin c) oxidační deriváty vícesytných alkoholů 3. Mezi tuky nepatří a) glycin b) cholesterol c) lanolín d) vosky e) glycerol
4. Tuky jsou zásobní látky a) pouze v rostlinách (oleje) b) pouze u živočichů (sádlo) c) rostlin i živočichů
2. Které vitamíny jsou rozpustné v tucích? a) A d) B b) C e) K c) D
5. Tuky chrání některé orgány v těle před chladem, nárazem či tlakem. Tukem jsou chráněny např.: a) ledviny b) oční bulvy c) mozek
6. Tuky v těle slouží jako tepelná izolace např. pro a) ledviny b) plíce c) střeva
4. Rozdělte se do skupin a porovnejte obsah tuku v různých potravinách. K dispozici je video. 1. Odvažte cca 5 g bramborových lupínků (B), čokolády (Č), slunečnicových semínek (S) a arašídů (A). Mezi 2 vrstvami PE fólie je rozmačkejte (rozdrťte válečkem, kladivem...). 2. Zvažte čtyři prázdné 50ml kádinky, označte si je lihovým fixem (B, Č, S, A) a jejich hmotnost zapište do tabulky.
1
Potřebné pomůcky • bramborové lupínky, čokoláda, slunečnicová semínka, arašídy • papírové utěrky, kapesníky či filtrační papír • aceton – dimethylketon (CH3-CO-CH3, organic ké rozpouštědlo, které dobře rozpouští tuky) • kladívko nebo váleček pro drcení materiálu, odměrný válec, 4 kádinky, 4 (Petriho) misky, váhy, kahan (vařič), PE fólie, fix (samolepka)
3. Do kádinky označené B nasypte rozdrcené bramborové lupínky a kádinku i s obsahem opět zvažte. Hmotnost zapište do tabulky. Obdobně postupujte s Č, S i A. 4. Do kádinky přilijte 10 ml acetonu. 5. Obsahem nádoby míchejte (v digestoři nebo na dobře větratelném místě) asi 1 minutu. 6. Tekutinu z kádinky opatrně přelijte do Petriho (nebo porcelánové) misky tak, aby pevný podíl zůstal v kádince. 7. Na směs nalijte dalších 10 ml acetonu a zopakujte kroky 5 a 6. 8. Aceton v miskách i kádinkách nechte do druhého dne odpařit v digestoři nebo na dobře větratelném místě. 9. Na Petriho miskách si všimněte skupenství tuku. Určete, které vzorky obsahují nasycené (tuhý podíl) a které nenasycené mastné kyseliny (kapalný podíl). Zdůvodnění zapište do rámečku pod tabulkou. 10. Kádinky s pevným podílem zvažte. Údaje zapište do tabulky. Vypočítejte procenta extrahovaného tuku a výsledky porovnejte s údaji uvedenými na obalech. Do rámečku pod tabulkou zapište závěr svého pozorování. B
Č
S
A
hmotnost prázdné kádinky
29,7
30,0
30,1
27,3
hmotnost kádinky s potravinou
35,4
35,2
35,4
33,1
hmotnost Petriho misky
39,1
36,1
45
65,1
hmotnost potraviny
5,7
5,2
5,3
5,8
hmotnost kádinky s vysušenou potravinou
33,6
33,7
33,8
31,4
úbytek hmotnosti potraviny
1,8
1,5
1,6
1,7
hmotnost Petriho misky s extrahovaným tukem
41,4
37,9
46,7
67,0
% extrahovaného tuku
31,5
28,8
30,2
29,3
% tuku dle údajů z obalu
40,0
34,5
48,0
49,0
nasycené / nenasycené mastné kyseliny
NE
NA
NE
NE
vzorek
?!
% extrahovaného tuku =
100 x úbytek hmotnosti potraviny hmotnost potraviny
5. Vyrobte mýdlo z rostlinného
K dispozici je video pro obě varianty.
nebo živočišného tuku.
Příprava mýdla z živočišného tuku
Příprava mýdla z rostlinného oleje
Do kádinky vložte 1 cm3 vepřového sádla. Přidejte 10 Do zkumavky nalijte 3 ml rostlinného oleje. Přidejte 5 ml ml 10% ethanolového roztoku KOH; zahřívejte 45 min. 10% ethanolového roztoku KOH. Vložte na 20–30 min. na vodní lázni. Vysráží se mýdlo. Výsledek popište. do vroucí vodní lázně. Přidejte 5 ml vody a pokračujte v temperování tak dlouho, dokud se ethanol neodpaří. Potřebné pomůcky Výsledek popište. • rostlinný olej (vepřové sádlo) Ve zkumavce vznikla opalescentní směs mýdla.
• 10% ethanolový roztok KOH • kádinka na vodní lázeň
2
Ve zkumavce vznikla opalescentní směs mýdla.
6. Doplňte rovnici reakce a napište, co je chemicky mýdlo v tomto pokusu. CH2
OCOR
CH
OCOR
+
3KOH
CH2
OCOR
CH2
OH
CH
OH + 3RCOOK
CH2
OH
mýdlo je sodná sůl vyšších mastných kyselin
tricylglycerol glycerol mýdlo
7. Přečtěte si text a odpovězte na otázky pod rámečkem. Oleje a tuky mají podobnou chemickou strukturu, ale liší se v množství uložené energie. Chemicky jsou to všechno acylglyceroly1 tvořené nejčastěji třemi zbytky glycerolu (odtud triacylglyceroly) a na ně navázanými mastnými kyselinami. Vlastnosti každého acylglycerolu jsou dány zejména počtem uhlíkových atomů v každém řetězci mastné kyseliny a typem vazby mezi jednotlivými uhlíky. Ta může být buď jednoduchá, nebo dvojná. A právě s typem vazby souvisejí pojmy „nasycené“ a „nenasycené“ tuky, se kterými se tak často setkáváme na obalech potravin. U nasycených tuků jsou všechny vazby v řetězcích vzorec triacylglycerolu: mastných kyselin jednoduché, zatímco u nenasycených CH2 OCOR tuků je jedna nebo více vazeb dvojných. Čím delší jsou řetězce mastných kyselin a čím méně je v nich dvojných CH OCOR vazeb, tím lépe k sobě molekuly triacylglycerolů lnou a tím mají vyšší teplotu tání. Čokoláda je bohatá na nasycené CH2 OCOR tuky a při 20 °C je tuhá, zatímco rostlinné oleje s obsahem nenasycených mastných kyselin jsou při stejné i nižší teplotě tekuté. Acylglyceroly, které jsou při pokojové teplotě kde R je některá z mastných kyselin, tuhé, obvykle označujeme jako tuky, ty tekuté jako oleje, nejčastěji 1 z následujících 5: přičemž obojí mohou být rostlinného i živočišného původu. Z olejů lze vyrobit tuky přeměnou dvojných vazeb na k. palmitová CH3(CH2)14COOH jednoduché adicí vodíku. Vazby jsou „nasyceny“ vodíkem, a proto se ztuženým olejům říká také hydrogenované. k. stearová CH3(CH2)16COOH V nasycených tucích je uloženo větší množství energie, což je možná důvod, proč má většina z nás v zimě častěji než k. olejová CH3(CH2)7CH CH(CH2)7COOH jindy chuť na vepřo knedlo zelo a čokoládový dort. Proč semena některých rostlin obsahují více nenasyk. linolová s 2 dvojnými vazbami cených a jiná více nasycených tuků? Odpověď je třeba hledat v jejich zeměpisném rozšíření: čím nižší teploty panují k. linolenová s 3 dvojnými vazbami v oblasti výskytu dané rostliny v době klíčení semen, tím vyšší je podíl nenasycených triacylglycerolů v jejích semenech. Při nízkých teplotách by totiž rostliny se zásobami v podobě nasycených tuků měly potíže vyklíčit, protože většina biochemických reakcí probíhá v tekutém prostředí.
Které z uvedených mastných kyselin jsou nenasycené? kyselina olejová, linolová a linolenová Kterou z kyselin obsahuje tuk s nejvyšší teplotou tání? kyselinu stearovou Až půjdete do zoo nebo do botanické zahrady, zjistěte, kteří živočichové mají velké tukové zásoby a které rostliny mají povoskované listy. Jak to souvisí s podmínkami prostředí, které ve volné přírodě obývají? Vedlejším produktem oxidace mastných kyselin je voda. To umožňuje některým živočichům přežít v extrémních podmínkách. Například velbloudovi zajišťuje aerobní odbourávání tuků v jeho hrbu dostatek energie i vody pro dlouhé období hladu i sucha. 1 dříve u nás nazývané glyceridy
3
TUKY A LIPIDY
DOPORUČENÍ PRO UČITELE
• PL je určen pro práci ve škole s možnými doplňujícími domácími úkoly (samostatnými či skupinovými). • PL začíná otázkami – určeno pro jednotlivce, dvojice i skupiny, při nedostatku času je vhodné práci zadat na doma.
• Práce ve škole je v rozsahu 2 vyučovacích hodin. • Pokud je k dispozici pouze 1 hodina, je vhodné, aby teorie (otázky) byly zpracovány předem za domácí úkol. • Pokus se zjištěním (a porovnáním) obsahu tuku v jednotlivých potravinách je možné rozdělit pro 2 skupiny –
každá skupina provádí pokus se dvěma potravinami. Skupiny pak se svými výsledky seznámí ostatní a společně se další den (vyučovací hodinu) vyvodí závěry. Aceton se z misek odpaří do dalšího dne, kdy je možné vizuálně zjistit „tekutost“ tuku a odvodit složení – obsah (ne)nasycených mastných kyselin.
• Hodnoty uváděné v tabulkách v řešení jsou jen orientační, každému vyjdou trochu jiné. • Příprava mýdla z rostlinného oleje (sádla) je spíše demonstrativní. Průkaznější výsledky jsou viditelné po delší době temperace; ideální jsou 2 vyučovací hodiny, popř. se výsledky pokusu ukáží žákům další den.
• Důkaz glycerolu je jednoduchý, časově nenáročný; je vhodné ho (pro nepříjemný zápach) zařadit až na závěr. • Závěr PL je věnován seznámení se s dalšími informacemi a doplňujícím otázkám a vyhledání informací (domácí úkol). Jsou zde i úkoly pro případnou budoucí návštěvu zoo nebo botanické zahrady.
• K dispozici je video.
4
