1 von 26 Organische Verbindungen und Ernährung 3. Öle und Fette unter der Lupe (Kl. 9/10)
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Alles wie geschmiert – Öle und Fette unter der Lupe
Ein Beitrag von Karin Keller und Coletta Gerth, Bad Salzuflen Mit Illustrationen von Julia Lenzmann, Stuttgart
G
egenüber Fetten bestehen viele Vorur- teile. Doch es steckt mehr in ihnen, als man denkt: Ob als Energielieferanten, Schutzpolster, Baustoffe oder Verdauungshel- fer – sie haben eine große Bedeutung für un- seren Körper.In dieser Einheit werden sie genauer unter die Lupe genommen. Dabei lernen Ihre Schüler ihren Aufbau kennen, führen Nachweisversu- che durch und stellen selbst Öle und Fette her.
Beim selbstständigen Recherchieren erkun- den sie außerdem die Bedeutung von Ölen und Fetten in der Ernährung.
Das Wichtigste auf einen Blick
Klasse: 9/10
Dauer: 9 Stunden (Minimalplan: 3) Kompetenzen: Die Schüler …
• erläutern, was man unter Emulgatoren
versteht.
• nennendieUnterschiedezwischeneiner
W/O-Emulsion und einer O/W-Emulsion.
• erläuterndieHerstellungsweisevonÖlen
und Fetten.
• diskutieren und bewerten den ernäh- rungsphysiologischen Wert von Ölen, Butter und Margarine.
Versuche:
• EinverräterischerFleck!?–DieFettleck- probe (SV)
• Kaltpressen und Kaltextraktion von Öl- saaten (SV)
• HeißextraktionvonÖlsaaten(LV)
• AuslassenvontierischemFett(SV)
• WirstellenButter/Margarineher(SV) Übungsmaterial:
• Jetztweißich’s!–AufbauundLöslichkeit
von Fetten
• Alleswiegeschmiert!?–EinQuizzuÖlen
In fast jeder Mahlzeit stecken Fette.
Foto: Thinkstock/iStock
Butter und Margarine selbst herstellen!
VORSC
HAU
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Was Sie zum Thema wissen müssen
Was versteht man unter Fetten und Ölen?
Öle und Fette, auch Lipidegenannt,sindrechtkomplexaufgebauteorganischeStoffe.Che- misch gesehen handelt sich um Triglyceride, bei denen drei meist verschiedene Fettsäure- reste mit dem dreiwertigen Alkohol Glycerin vererstert sind. Die Fettsäurereste können ge- sättigt, einfach oder mehrfach ungesättigt sein und unterschiedliche Kettenlängen haben. Es kann keine eindeutige Summenformel für ein bestimmtes Fett angegeben werden, da es aus immer verschieden miteinander kombinierten Fettsäuren zusammengesetzt ist.
Fette sind feste bzw. halbfeste Stoffe (z. B. Schmalz, Palmfett, Kokosfett) oder flüssige Stoffe, die als fette Öle bezeichnet werden (z. B. Olivenöl, Sonnenblumenöl, Distelöl, Mandelöl). Öle und Fette dienen im direkten Sinn der Ernährung, werden aber auch in der Industrie z. B. zur HerstellungvonSeifenundWaschmittelneingesetzt.AuchwerdenRaps-undPalmölingro- ßen Mengen zu Biodiesel weiterverarbeitet.
Fette kann man mithilfe der Fettfleckprobe nachweisen. Dabei tupft man die Substanz, die auf das Vorhandensein von Fetten geprüft werden soll, auf ein Papier. Ist die Substanz fetthaltig, zeigen sich dauerhafte Fettflecken. Dies liegt daran, dass Öle und Fette hohe Siedepunkte ha- ben und – im Gegensatz zu Wasser – nicht bei Raumtemperatur verdampfen.
So werden Öle und Fette hergestellt
Öle und Fette werden aus Pflanzen oder tierischen Produkten gewonnen oder durch lebens- mitteltechnische Verfahren hergestellt. Pflanzenöle gewinnt man durch Kalt- oder Warmpres- sungoderdurchExtraktionmiteinemLösungsmittel.Tierische Fette werden entweder aus Milch (Butter) gewonnen oder direkt aus Fettgewebe herausgeschmolzen (Talg, Tran, Schmalz).
Durch Schlagen von Sahne erhält man Butter. Margarine wird dagegen meist aus pflanzlichen Ölen und Fetten hergestellt. Bei der Margarineherstellung werden Fette teilweise gehärtet, d. h., die Doppelbindungen der ungesättigten Fettsäuren werden zerstört und in Einfachbin- dungen verwandelt, wodurch das Öl fest wird.
Margarine und auch Butter sind Emulsionen, die ca. 20 % Wasser und 80 % Öle und Fette enthalten. Bei der Margarineherstellung muss ein Emulgator, z. B. Lecithin, zugesetzt wer- den.FürSchülerversuchewirdmeisteinHühnereialsEmulgatorbeigemischt,wasnichtzu
empfehlen ist, da Eier mit Salmonellen verseucht sein können und aus diesem Grund nicht roh verarbeitet werden sollten. Daher wird in dieser Einheit eine Rezeptur mit pasteurisiertem Eipulver verwendet.
Butter erhält man durch Schlagen des Milchrahms, der ebenfalls eine Emulsion, nämlich eine O/W-Emulsion (Öl-in-Wasser-Emulsion) ist. Die Eiweißhydrathülle um die Fetttröpfchen wird zerstört, wodurch die Fetttröpfchen zu größeren Klumpen zusammenlaufen, aus denen dann die Butter geknetet werden kann. Dabei entsteht eine W/O-Emulsion (Wasser-in-Öl-Emulsion).
Als Nebenprodukt fällt Buttermilch an, die noch sehr viel Eiweiß und Mineralstoffe enthält.
Vorschläge für Ihre Unterrichtsgestaltung
Voraussetzungen der Lerngruppe
Die Einheit setzt Grundwissen in der Organischen Chemie voraus. So sollte die Nomenklatur der Alkane und Alkohole sowie deren Bindungsarten, funktionellen Gruppen sowie Eigen- schaften bekannt sein.
Auch sollten Ihre Schülerinnen und Schüler* bereits Erfahrungen im Experimentieren gesam- melthaben,insbesonderebeimUmgangmitdemGasbrenner,MessenundbeidemUmgang
mit heißen Flüssigkeiten.
* Im weiteren Verlauf wird aus Gründen der besseren Lesbarkeit nur „Schüler“ verwendet.
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Aufbau der Unterrichtseinheit
Als motivierenden Einstieg sollen Ihre Schüler mithilfe der Farbfolie M 1 erraten, welches übergeordnete Thema die Fotos beschreiben. Ist das Thema bekannt und steht Ihnen genü- gend Zeit zur Verfügung, können Sie dann gemeinsam mit Ihrer Klasse eine Mindmap zum Thema „Öle und Fette“ an der Tafel erstellen. Diese kann im Laufe der Einheit immer weiter ergänzt werden. Im anschließenden Schülerversuch M 2 weisen Ihre Schüler Öle und Fette in Lebensmitteln mit der Fettfl eckprobe nach. Anhand des Hilfsblatts M 3 wird nun der Aufbau der Fette besprochen und die Begriffe „O/W-“ und „W/O-Emulsion“ eingeführt.
In weiteren Versuchen lernen Ihre Schüler verschiedene Verfahren zur Fett- und Ölherstellung kennen: Das Kaltpressen (M 4), die Kaltextraktion (M 5), die Heißextraktion (M 6), das Auslas- sen von Fett (M 7), die Butterherstellung (M 8) und die Margarineherstellung (M 9).
Zum Abschluss der Einheit wiederholt Ihre Klasse das Gelernte spielerisch mit- hilfe von Quiz M 10.
Üben
Angebote zur Differenzierung
Auf jedem Arbeitsblatt erhalten die Schüler zusätzliche Rechercheaufgaben rund um Öle und Fette, die Sie als Zeitpuffer auch um zusätzliche Rechercheaufgabenerweiternkönnen.Hierbei
bietensichdiefolgendenThemenan:„Cholesterin“,„derBody-Maß-Index“,„dieLebensmit- telpyramide“, „unsere Fettverdauung“, „fettarme Rezepte“ oder „fettreduzierte Produkte – Pro und Contra“. Bei weniger selbstständigen Klassen bzw. wenig Zeit können Sie alle Versuche auch als Demonstrationsversuche durchführen.
Ideen für die weitere Arbeit
NachdemdieSchülereinenEinblickindieHerstellungderÖleundFetteerhaltenhaben,kann
man mit der „Verseifung“ und der „Herstellung von Seife“ aus Pfl anzenölen und Fetten fort- fahren. Eine weitere Möglichkeit wäre das Thema „Tenside“ und das „Emulgieren von Fet- ten“. Auch das Thema „Kosmetik“,beispielsweisedieHerstellungvonCremesundLotionen
oder auch Lippenpfl egestiften, eignet sich für eine Weiterarbeit im Anschluss an diese Einheit.
Parallel zu dieser Einheit bietet es sich an, das Thema „Fettverdauung“ im Biologieunterricht zubehandeln.AuchkannmansehrguteingesundesFrühstückimHauswirtschaftsunterricht
oder für die Projekttage einplanen und parallel dazu die Omega-3-Fettsäuren und die Omega- 6-Fettsäuren sowie deren medizinische Wirkung genauer betrachten.
Diese Kompetenzen trainieren Ihre Schüler
Die Schüler ...
• erläutern,wasmanunterEmulgatorenversteht.
• nennendieUnterschiedezwischeneinerW/O-EmulsionundeinerO/W-Emulsion.
• lernenEmulgatorenundEmulsionsartendurchdieUntersuchungundProduktionverschie- dener Lebensmittel kennen.
• erklärenchemischeZusammenhängeanhandeinfacherModelle.
• gewinnenErkenntnissedurchchemischeNachweise.
• erläuterndieHerstellungsweisevonFettenundfettenÖlen.
• diskutierenundbewertendenernährungsphysiologischenWertvonÖlen,ButterundMar- garine.
• recherchieren die Zusammensetzungen verschiedener Lebensmittel, insbesondere den
Fettanteil.
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Die Einheit im Überblick
· V = Vorbereitung FO = Folie AB = Arbeitsblatt
· D = Durchführung SV = Schülerversuch LEK = Lernerfolgskontrolle LV = Lehrerversuch = Zusatzmaterial auf CD
Stunden 1–2: Fette nachweisen
M 1 (FO) Um welches Thema geht es?
M 2 (SV/AB)
· V: 5 min
· D: 15 min Exemplar(e)
pro Gruppe
Ein verräterischer Fleck!? – Die Fettfl eckprobe 1 Blatt Butterbrotpapier oder 1
Rundfi lter 1 Spatellöffel 1 Bleistift Papiertücher 1 Brötchen 1 Scheibe Käse 1 Scheibe Wurst 1 Tomate
1 Salatblatt 1 Gurke
Butter oder Margarine Remoulade
Ketchup
Info-Material und Nährwerttabel- len zum Fettgehalt in Lebensmit- teln
evtl. Computer mit Internetzugang M 3 (AB) Jetzt weiß ich’s! – Aufbau und Löslichkeit von Fetten
Stunden 3–4: Öle gewinnen M 4 (SV/AB)
· V: 5 min
· D: 15 min Exemplar(e)
pro Gruppe
Öl dank Muskelkraft – Kaltpressen von Ölsaaten 1 Mörser und Pistill
1 Knoblauchpresse
1Uhrglasoder1Petrischale 1 Rundfi lter
1 Glasstab
ca. 20 g Sonnenblumenkerne oder Leinsaat/Sesam/gemahleneHasel- nüsse
Info-Material zur Herstellung und
Ausbeute von kaltgepressten Ölen evtl. Computer mit Internetzugang M 5 (SV/AB)
· V: 5 min
· D: 15 min Exemplar(e)
pro Gruppe SV darf nur un- ter Anleitung des Lehrers durchgeführt werden!
Öl dank Lösungsmittel – Kaltextraktion von Ölsaaten 1 Schutzbrille pro Schüler
1 Mörser und Pistill 2 Rundfi lter
1 Trichter
1 kleines Becherglas evtl. 1 großes Becherglas
(Wasserbad) evtl. 1 Gasbrenner 1 Glasstab
evtl. 1 Dreifuß mit Netz 1PresskuchenausM4oder
20–25 g Sonnenblumenkerne oder gemahleneHaselnusskerne
20mlHeptan
Info-Material zu Herstellung und
Eigenschaften von kaltgepressten und raffi nierten Ölen
evtl. Computer mit Internetzugang
Stunden 5–6: Heißextraktion/Auslassen von tierischem Fett M 6 (LV/AB)
· V: 10 min
· D: 20 min
Hitze hilft! – Heißextraktion von Ölsaaten 1 Schutzbrille
1 Mörser und Pistill 1 Rundkolben 1 Rückfl usskühler 1 durchbohrter Stopfen 1 Pilzheizhaube
1 Laborboy
evtl. 1 großes Becherglas fürs Was- serbad
evtl. 1 Dreifuß mit Netz evtl. 1 Gasbrenner
1PresskuchenausM4/M5oder
50 g Pfl anzensamen (Sesam oder Sonnenblumenkerne)
ca.50mlHeptan
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Minimalplan
Die Fettfleckprobe (M 2) sollte auf jeden Fall durchgeführt und die wichtigsten Eigenschaften der Öle und Fette (M 3) sollten besprochen werden. Die anderen Versuche können entfallen.
Es ist auch möglich, die Versuche in arbeitsteiliger Gruppenarbeit durchführen zu lassen, d. h., die Schülergruppen führen die unterschiedlichen Versuche durch. Im Anschluss hält dann jede Gruppe einen kleinen Vortrag über ihren Versuch und die dazu gestellten Aufgaben.
Das Quiz M 10kannentfallenoderdieBeantwortungderQuizfragenzurschriftlichenWieder- 1 Trichter
2 Rundfilter
1 Erlenmeyerkolben
Info-Material zu Herstellung und
Eigenschaften von kaltgepressten und raffinierten Ölen
evtl. Computer mit Internetzugang M 7 (SV/AB)
· V: 10 min
· D: 10 min Exemplar(e)
pro Gruppe
Wir kriegen das Fett weg! – Auslassen von tierischem Fett 1 Porzellan- oder Metalltiegel oder
1 Pfanne 1 Gasbrenner 1 Dreifuß mit Netz 1 Rundfilter
1 Speckschwarte
Info-Material zu Fett aus Tieren, Fettanteil in tierischen Lebensmit- teln und Omega-3-Fettsäuren
Stunden 7–8: Wir stellen Butter und Margarine her M 8 (SV/AB)
· V: 5 min
· D: 15 min Exemplar(e)
pro Gruppe
Wir stellen Butter her 1 Schraubglas
(100-200 ml) 1 Schaubdeckel 1 Messer Salz 1 Trinkglas 1 Schneidebrett
1 Paar Einmalhandschuhe
1 Plastikschüssel 1 Becher süße Sahne 1 Scheibe Brot
Info-Material zur Herstellung und
Zusammensetzung von Butter, Süßrahmbutter, Sauerrahmbutter und Butterschmalz
evtl. Computer mit Internetzugang (Fotos) Fotos zu Versuch M 8 „Wir stellen Butter her“
M 9 (SV/AB)
· V: 15 min
· D: 30 min Exemplar(e)
pro Gruppe
Wir stellen Margarine her 1 kleine Schüssel 1 Löffel
1 Wasserbad (Topf mit Schüssel aus Plastik oder Metall)
1 Messbecher evtl. 1 Thermometer 1 Rührgerät
1 Schüssel mit Eiswasser und Salz (Kältemischung)
1 Rührgefäß 1 Messer
1 Küchenbrett 30 ml Pflanzenöl
70 g Kokosfett, z. B. Palmin 10 ml Frischmilch
10 ml Wasser 8 g Eigelbpulver 1 Scheibe Brot
Info-Material zur Herstellung und
Zusammensetzung von Margarine evtl. Computer mit Internetzugang
(Fotos) Fotos zu Versuch M 9 „Wir stellen Margarine her“
Stunde 9: Lernerfolgskontrolle
M 10 (LEK) Alles wie geschmiert!? – Ein Quiz zu Ölen und Fetten Die Gefährdungsbeurteilungen finden Sie auf CD 13 .
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Organische Verbindungen und Ernährung 3. Öle und Fette unter der Lupe (Kl. 9/10)
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M 1
Fotos: Cashewkerne, Milch: Thinkstock/iStock; restliche Fotos: Colourbox
Um welches Thema geht es?
1 2
3 4
5
6
7
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M 4 Öl dank Muskelkraft – Kaltpressen von Ölsaaten
Kaltpressen ist Schwerstarbeit! Lasst in diesem Versuch eure Muskeln spielen, um Öl aus ölhaltigen Samen zu gewinnen.
Schülerversuch in Kleingruppen · Vorbereitung: 5 min · Durchführung: 15 min Aufgabe
Führt den folgenden Versuch durch.
So führt ihr den Versuch durch
1. Stellt die folgenden Materialien bereit.
1 Mörser und Pistill 1 Knoblauchpresse 1Uhrglasoder
1 Petrischale
1 Rundfi lter Glasstab
ca. 20 g Sonnenblumenkerne oder Lein- saat/Sesam/gemahleneHaselnüsse
2. Gebt die ölhaltigen Samen (Ölsaaten) in den Mörser und zerreibt diese kräftig mit dem Pistill.
3. Drückt die entstandene breiige Masse mithilfe der Knoblauchpresse aus und fangt die TropfenmitdemUhrglasauf.
4. BewahrtdenPresskuchenfürdenfolgendenVersuchauf.
5. UntersuchtdieentstandeneFlüssigkeitmitderFettleckprobe.NutztdazudenGlasstab.
Beobachten und Auswerten
1. Notiert eure Beobachtungen und Ergebnisse.
2. Erklärt mit eigenen Worten, wie das Kaltpressen funktioniert.
Aufgaben
Recherchiert im Internet oder mithilfe des ausgelegten Info-Materials:
1. WiehochistdieAusbeutebeidieserProduktionsart?
2. Warum werden kaltgepresste Öle immer in dunklen Flaschen oder Metall- dosenbzw.-kanisternaufbewahrt?
Foto:Colourbox
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M 8
Foto:Colourbox
Wir stellen Butter her
Wusstet ihr, dass Butter entsteht, wenn man Sahne sehr lange schlägt? In diesem Versuch wendet ihr diesen Trick selbst an.
Schülerversuch in Kleingruppen · Vorbereitung: 5 min · Durchführung: 10 min Aufgabe
Führt den folgenden Versuch durch.
So führt ihr den Versuch durch
1. Stellt die folgenden Materialien bereit 1 Schraubglas
(100–200 ml) 1 Schraubdeckel 1 Messer
Salz 1 Trinkglas 1 Schneidebrett
1 Paar Einmalhandschuhe
1 Plastikschüssel 1 Becher süße Sahne 1 Scheibe Brot
Verwendet nur Gefäße aus dem Haushalt, keine aus der Chemiesammlung!
2. FülltdasSchraubglasetwazurHälftemitderSahne.VerschließtdasGlasfestmitdem
Deckel und schüttelt so lange, bis sich ein fester Klumpen bildet.
3. Gießt vorsichtig die entstandene Flüssigkeit in das Trinkglas ab. Diese Flüssigkeit heißt Buttermilch. Ihr könnt sie trinken.
4. DerButterklumpenenthältnochFlüssigkeit,dieihrdurchKneteninderSchüsselent- fernen könnt. Aus hygienischen Gründen solltet ihr dabei Einmalhandschuhe tragen.
5. Streicht die entstandene Butter nun auf die Scheibe Brot, würzt, je nach Geschmack, mit etwas Salz und probiert.
Beobachten und Auswerten
Notiert eure Beobachtungen und Ergebnisse.
Aufgaben
Recherchiert im Internet oder mithilfe des ausgelegten Info-Materials:
1. Erklärt, warum sich ein Fettklumpen bildet.
2. WiehochistderFettgehaltvonButter?
3. WasverstehtmanunterSüßrahmbutter,SauerrahmbutterundButterschmalz?
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M 10 Alles wie geschmiert!? – Ein Quiz zu Ölen und Fetten
Erinnert ihr euch noch an alles, was ihr über Öle und Fette gelernt habt? Testet euer Wissen!
Frage 1
Was sind essentielle Fettsäuren chemischgesehen?
Antwort 1
Mehrfach ungesättigte Fettsäuren
Frage 2
Welche Bedeutung haben essentielle Fettsäuren für
unserenKörper?
Antwort 2
Sie müssen mit der Nahrung aufge- nommen werden, da sie lebensnot- wendig sind und vom Körper nicht selbst hergestellt werden können.
Frage 3
Aus welchen Bausteinen setzen sichÖleundFettezusammen?
Antwort 3
Aus Glycerin und 3 Fettsäuren
Frage 4
Aus welchen Elementen bestehenÖleundFette?
Antwort 4
Sie bestehen aus Kohlenstoff (C), Wasserstoff(H)undSauerstoff(O).
Frage 5
WozubenötigtunserKörperFette?
Antwort 5
Als Energielieferant, als Wärme- schutz, als Depot für schlechte Zeiten,
als Lösungsmittel für Vitamine
Frage 6
Welche Vitamine sind imFettlöslich?
Antwort 6 Die Vitamine A, D, E
Frage 7
WiestelltmanButterher?
Antwort 7
Sahne wird geschüttelt oder geschlagen.
Dadurch wird die Eiweißhydrathülle, die die Fetttröpfchen umschließt, zerstört.
Es ballen sich die Fetttropfen zu einem Butterklumpen zusammen.
Frage 8
Wer erfand die Margarine und wann?
Antwort 8
HippolyteMège-Mouriès,1869
Frage 9
Nenne sechs pfl anzliche Öle.
Antwort 9
Z. B. Olivenöl, Sojaöl, Sonnenblu- menöl, Distelöl, Rapsöl, Kokosfett,
Erdnussöl, Sesamöl, Leinöl
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