Bereich 3: Lebensmittel

Im Bereich Lebensmittel werden die im 11. Jahrgang erworbenen Fachkenntnisse über funktionelle Gruppen angewandt und vertieft. Die besonderen Eigenschaften makromolekularer Stoffe werden zusätzlich erarbeitet und damit das Verständnis für Struktur-Eigenschafts-Beziehungen gefördert. Neben der Erweiterung fachsystematischer Kenntnisse sollte ein Schwerpunkt in der Erarbeitung physiologischer Zusammenhänge bei Fragen zu Gesundheit und Ernährung liegen, was fächerübergreifende Verbindungen zur Biologie und Ernährungslehre erfordert.

Der unmittelbare Bezug der Themen dieses Bereichs zur Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler sollte genutzt werden, um neben der Sachkompetenz, die sich durch die verbindlichen Inhalte ergibt, auch Methoden-, Sozial- und Selbstkompetenz durch Unterrichtsprojekte bzw. projektorientierte Unterrichtsabschnitte zu fördern. Lebensmittelinhaltsstoffe und Zusatzstoffe können arbeitsteilig durch selbständig entwickelte Versuche und Versuchsreihen qualitativ und quantitativ analysiert, isoliert, zum Teil synthetisiert und auf ihre Wirkung hin getestet und die Untersuchungsergebnisse interpretiert und präsentiert werden.

In gleicher Weise können die Schülerinnen und Schüler lernen, ihren Energiebedarf und die dementsprechend aufzunehmenden Nährstoffmengen zu überschlagen und die eigenen Ernährungsgewohnheiten in Bezug auf eine gesunde Lebensführung zu reflektieren. Die Beschäftigung mit natürlichen und synthetischen Zusatzstoffen, die in Lebensmitteln enthalten sein können, mit ihren Grenzwerten und den Prinzipien, nach denen diese festgelegt werden, sollte die Lernenden zu einer rationalen Einschätzung der echten und der vermeintlichen Risiken befähigen, die mit der Aufnahme von Lebensmitteln verbunden sind.

Die Inhalte sind verbindlich. Für die Behandlung ist ein Schulhalbjahr vorgesehen.

Themen

  • Milch - alles, was der Körper braucht?
  • Enthalten Butterkekse wirklich Butter?
  • Versteckte Fette in Nahrungs- und Genussmitteln
  • Proteine steuern Lebensvorgänge
  • Das Auge isst mit - natürliche und synthetische Farbstoffe in Lebensmitteln
  • Die Geheimnisse der bunten Smarties
  • Vieles schmeckt süß - verschiedene Zucker und Zuckerersatzstoffe

Sachgebiet: Fette

Inhalte und Hinweise

  • Herkunft und Gewinnung von pflanzlichen und tierischen Fetten
  • Zusammenhang zwischen Eigenschaften der Fette und der Struktur ihrer Moleküle
  • – Zur Beurteilung unterschiedlicher Fette und ihrer Qualität können die Kennzahlen (Iodzahl, Säurezahl, Verseifungszahl) experimentell ermittelt werden (Leistungskurs).
  • Die Zersetzung von Fetten durch Sauerstoff (*)
  • Fetthärtung, Margarineherstellung
  • – Die Bedeutung von Emulgatoren bei der Margarineherstellung sollte experimentell nachgewiesen werden.
    – Margarine, Halbfettmargarine

Sachgebiet: Kohlenhydrate

Inhalte und Hinweise

  • Eigenschaften der Glucose, Zusammensetzung und Struktur des Glucosemoleküls
  • – Nachweise und Reaktionsmöglichkeiten funktioneller Gruppen werden wieder aufgegriffen und eventuell vertieft.
  • Asymmetrisches C-Atom
  • Spiegelbildisomerie (*)
  • Optische Aktivität (*)
  • Einige Monosaccharide und ihr Vorkommen in der Natur
  • – Die Moleküle sollten in Ketten- und in Ringform dargestellt werden.
  • Beispiele für Disaccharide
  • – Zuckergewinnung aus Zuckerrohr und Zuckerrüben
  • Glycosidische Bindungen
  • – Die Unterschiede in der Reduktionsfähigkeit verschiedener Disaccharide sollten erarbeitet werden.
  • Aufbau und Eigenschaften von Stärke als Beispiel für eine makromolekulare Substanz — kolloidale Lösung, Sol, Gel, ”Stärkeverkleisterung“, Vorgänge beim Kochen in einfacher Form – Pudding, Soßenbinder
  • Zellulose, Molekülstruktur und Eigenschaften des Stoffes
  • – Ballaststoff für den Menschen, Nährstoff für Pflanzenfresser, Baustoffe in der Natur

Sachgebiet: Proteine

Inhalte und Hinweise

  • Aufbau von Eiweißmolekülen aus Aminosäuremolekülen
  • – Experimentell sind die Hydrolyse von Hühnereiweiß und die dünnschichtchromatographische Analyse möglich.
  • Nachweisreaktionen für Aminosäuren und Proteine
  • Einige Aminosäuren und ihre Eigenschaften: Zwitterionenstruktur der Moleküle Puffereigenschaften
  • Isoelektrischer Punkt (*)
  • Proteine als makromolekulare Verbindungen, Primär-, Sekundär- und Tertiärstruk¬tur
  • Denaturierung
  • – Denaturierungsreaktionen lassen sich an Milch und Eiklarlösungen untersuchen. – Milch- und Milchprodukte
  • Die biologische Bedeutung unterschiedlicher Proteintypen
  • – Die Untersuchung enzymatischer Reaktionen ist zumindest im Leistungskurs möglich.

Sachgebiet: Lebensmittelinhaltsstoffe und Ernährung

Bei diesem Sachgebiet sollen sich Informationsbeschaffung und experimentelles Arbeiten der Schülerinnen und Schüler unter Reaktivierung der Kenntnisse aus dem Biologieun-terricht der Sekundarstufe I (vgl. Lehrpläne Biologie und Naturwissenschaften) ergänzen. Dazu bietet sich projektartiges Arbeiten in Gruppen (eventuell mit unterschiedlichem Schwerpunkt) mit anschließender Präsentation der Ergebnisse an.

Inhalte und Hinweise

  • Funktion der Nährstoffe in einer vollwertigen Ernährung
    – Die Schülerinnen und Schüler sollen Richtwerte für die notwendige Energiezufuhr unter unterschiedlichen Bedingungen und die zweckmäßige Zusammensetzung der Nahrung kennen lernen.
    – Ernährungsprobleme, ¨Uber- und Untergewicht
  • Physikalischer und physiologischer Brennwert
    – Die experimentelle Bestimmung des Brennwertes von Nährstoffen kann in zwei-stündigen Kursen entfallen.
  • Essentielle Nahrungsbestandteile
    – biologische Wertigkeit von Nahrungsmitteln, z.B. in Zusammenhang mit den enthaltenen Fetten und ¨Olen bzw. Proteinen
  • Bedeutung der Vitamine für den menschlichen Organismus (*)
    – Es sollte ein ¨Uberblick über die physiologische Bedeutung verschiedener Vitamine und die Folgen einer diesbezüglichen Mangelernährung erarbeitet werden. – Sinn und Unsinn von Vitaminpillen
  • Vitaminquellen und Bedingungen für den Abbau von Vitaminen (*)
    – Beispielhaft lässt sich der Vitamin C - Gehalt von Lebensmitteln und sein Abbau unter verschiedenen Bedingungen experimentell durchführen. Herstellung und Anwendung der Ascorbinsäure in der Lebensmitteltechnik (*)
  • Leistungskurs: Molekülbau und chemische Eigenschaften von Vitamin C (Ascorbinsäure): Endiol-Form, Säureeigenschaften, reduzierende Wirkung
    – Die Beschäftigung mit der Chemie der Ascorbinsäure bietet eine gute Möglichkeit zur Anwendung und Vertiefung des Mesomerie-Modells und der Säure/Base¬Theorie. Mineralstoffe (*)
    – Die Bedeutung der Aufnahme von Mineralstoffen mit der Nahrung sollte angesprochen werden. Mineralstoffe lassen sich in Veraschungsprodukten nachweisen.
    – isotonische Getränke
  • Bedeutung von Konservierungsmitteln für die Erhaltung von Nahrungsmitteln und ihre Zuordnung zu chemischen Stoffgruppen
    – Experimente zur Synthese, zur Wirksamkeit und zum qualitativen und quanti¬tativen Nachweis von Konservierungsstoffen in Lebensmitteln sind möglich und sollten zumindest im Leistungskurs zur Anwendung und Sicherung erworbener Sach- und Methodenkompetenzen durchgeführt werden.
  • Lebensmittelfarbstoffe: Beispiele für natürliche und synthetische Lebensmittelfarbstoffe und ihre Molekülstruktur (*)
    – psychologische Aspekte der Lebensmittelfärbung
  • Methoden zur Isolierung und zum Nachweis einzelner Farbstoffe in Lebensmitteln (*)
    – Farbstoffe können aus Lebensmitteln isoliert und mithilfe chromatographischer Methoden identifiziert werden.
  • Süßstoffe: Zuordnung von Zuckerersatzstoffen zu unterschiedlichen Substanzgruppen (*)
    – Nachweis und Identifizierung von Zuckerersatzstoffen in Lebensmitteln und Light-Getränken ist experimentell möglich. Der Zweck des Einsatzes solcher Stoffe sollte diskutiert werden.
    – Diät: Zuckerkrankheit, bewusste Ernährung
  • Lebensmittelzusatzstoffe: Prinzipien der Festsetzung von Grenzwerten
    – Die Schülerinnen und Schüler sollen die Prinzipien der Festsetzung, die Größenordnung und die Methoden der Überwachung zulässiger Grenzwerte von Zusatzstoffen kennen, um Nutzen und Risiken rational einschätzen zu können. — Verbraucherwünsche und Verbraucherverhalten
    – E-Nummern
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