Eiwitten en aminozuren.

Scheikunde Nova hoofdstuk 7: Voeding & hygiëne.
Voor alles wat ik doe, heb ik energie nodig. Die energie haalt je
lichaam uit brandstoffen. Die brandstoffen haalt je lichaam uit
voedsel. De belangrijkste brandstoffen zijn: koolhydraten &
vetten
Koolhydraten
Koolhydraten bestaan altijd uit koolstof (C), zuurstof (O) en
waterstof (H).
Bekende koolhydraten: *glucose C6H12O6
*tafelsuiker C12H22O11 (sacharose)
*zetmeel (C6H10O5)n (macromolecuul)
Een macromolecuul is een hele lange verbinding.
Koolhydraten zijn plantaardige stoffen. Planten maken
koolhydraten uit koolstofdioxide en water:
6 CO2 + 6 H2O + zonne-energie  C6H12O6 + 6 O2
koolstofdioxide + water + zonne-energie  glucose + zuurstof
De zonne-energie wordt opgeslagen als chemische energie.
Glucose wordt in je lichaam meteen opgenomen en naar de
lichaamscellen getransporteerd. In die cellen wordt glucose
verbrand tot koolstofdioxide en water. Bij die verbranding komt
de opgeslagen energie weer vrij:
C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O + energie
Glucose + zuurstof  koolstofdioxide + water + energie
Sacharose en zetmeel worden niet direct in het bloed
opgenomen
Sacharose:
C12H22O11 + H2O  C6H12O6 + C6H12O6
Sacharose + water  glucose + fructose
Zetmeel:
(C6H10O5)n + n H2O  n C6H12O6
Zetmeel + water  glucose
Vetten
Om energie vrij te maken kan je lichaam vetten gebruiken.
Vetten geven niet direct energie.
Vet + water  glycerol + vetzuren.
Uit één molecuul vet ontstaan drie moleculen vetzuur en één
molecuul glycerol. VB:
C57H110O6 + 3 H2O  C3H8O3 + 3 C18H36O2
Je lichaam kan vet ook opslaan, dit inwendige lichaamsvet
voorkomt warmteverlies.
(On)verzadigde vetzuren.
Verzadigde vetzuren zijn voornamelijk afkomstig van dierlijke
vetten. Te veel verzadigde vetzuren kunnen je bloedvaten
dichtslibben en dan kun je een hartinfarct krijgen.
Onverzadigde vetzuren zijn afkomstig van plantaardige
voedingsstoffen. Het verschil tussen een verzadigd en een
onverzadigd vetzuur is dat een onverzadigd vetzuur minder Hatomen heeft in zijn molecuul.
Stearinezuur: C18H36O2 is een verzadigd vetzuur.
Oliezuur: C18H34O2 is een onverzadigd vetzuur. Hier heeft
Oliezuur twee minder H-atomen dan Stearinezuur.
Linolzuur: C18H32O2 is een onverzadigd vetzuur. Omdat Linolzuur
zelfs vier minder H-atomen heeft dan Stearinezuur noemen we
Linolzuur een meervoudig onverzadigd vetzuur.
De energiewaarde
De energiewaarde is de hoeveelheid energie die vrijkomt als
100 g voedingsstoffen in je lichaam verbranden. Die energie
wordt uitgedrukt in joule ( J ). Ook zie je de eenheid calorie ( cal
) ook weleens op verpakkingen staan. De calorie is de oudere
eenheid voor energie: 1 cal = 4,18 J
Eiwitten en aminozuren.
Eiwitten vormen het bouwmateriaal van de cellen in je lichaam.
Eiwitten zitten vooral in vis, vlees, eieren en melk. De eiwitketens
zijn opgebouwd uit duizenden aminozuurmoleculen. De
moleculen van aminozuren bestaan uit: koolstof-, zuurstof-,
waterstof-, stikstof- en soms zwavelatomen.
Eiwitmoleculen worden in je lichaam afgebroken, hierbij worden
aminozuurmoleculen gevormd. Ieder lichaamseiwit heeft een
bepaalde functie, die functie wordt bepaald door het aantal
aminozuren.
Om eiwitten te maken, heeft je lichaam zo’n twintig aminozuren
nodig. Je lichaam kan er acht van die twintig zelf maken. De
andere twaalf aminozuren heten essentiële aminozuren. In je
voeding moeten dus voldoende van deze aminozuren
voorkomen.
Enzymen
Sommige eiwitten worden enzymen of biokatalysatoren
genoemd. Enzymen zorgen ervoor dat de chemische reacties in
je lichaam ook bij een lage temperatuur toch snel genoeg
kunnen verlopen.
Vitamines
Vitamines zijn stoffen die je lichaam ook nodig heeft, maar dan
in kleine hoeveelheden (70 mg per dag).
Vezels
Vezels zijn onmisbaar voor een goede werking van de darmen.
Vezels worden niet door je lichaam opgenomen maar de vezels
zorgen ervoor dat het afval wat het lichaam verlaat genoeg
stevigheid krijgt.
Deze vezels bestaan voornamelijk uit cellulose. Cellulose is een
koolhydraat wat je lichaam niet kan gebruiken als brandstof. Er
is ook geen enzym in je lichaam wat cellulose kan afbreken.
Mineralen
Mineralen zijn verbindingen die uit de bodem afkomstig zijn.
(ijzer, calcium, fluoride, zink) Je hebt mineralen maar heel weinig
nodig per dag. Daarom noemen we mineralen ook wel
sporenelementen. Want sporenelementen zijn wel belangrijk
voor je maar heb je maar heel weinig van nodig.
Conserveren
Voedselbederf ontstaat door schimmels en bacteriën, die zich
gaan vermenigvuldigen. Voedselbederf kun je tegengaan door
voedsel te conserveren:
 drogen
 invriezen
 inzouten (pekelen)
 steriel verpakken
 pasteuriseren
 steriliseren
 conserveermiddelen aan toevoegen
(houdbaarheid verbeterd)
Verschil pasteuriseren & steriliseren
Pasteuriseren
Steriliseren
Temp. verhit tot 85 graden C
Temp. verhit tot 120 graden C
Niet alle micro-organismen
gedood
Smaak wordt niet veranderd
Wel alle micro-organismen
gedood
Smaak wordt wel veranderd
Product moet gekoeld bewaard
worden anders bederft het.
Hoeft voor de opening niet
gekoeld bewaard te worden
Additieven
Additieven worden ook wel hulpstoffen genoemd, ze
verbeteren:
 uiterlijk
 geur
 smaak
 houdbaarheid
E-nummers worden gebruikt om op de verpakking aan te geven
welke additieven er in voorkomen.
Additieven komen oorspronkelijk niet in voedsel voor. Ons
lichaam heeft additieven ook niet nodig, sterker nog; ze kunnen
schadelijk zijn. Daarom is het gebruik van additieven aan
strenge regels gebonden. Ook zijn er ADI-normen opgesteld.
ADI staat voor: Aanvaardbare Dagelijkse Inname. Dit is het
maximale aantal milligram (mg) van een stof per kilo
lichaamsgewicht.
Zoet en vet
Suiker en vet maken voedsel lekkerder maar je kunt er wel heel
dik van worden (hoge energiewaarden). Daarom zijn er veel
lightvarianten van. Twee soorten lightvarianten:
 vetarme producten
 producten waaraan andere zoetstoffen zijn
toegevoegd dan suiker. (Sacharine, cyclaamzuur
of aspartaam)
Voor deze zoetstoffen gelden ook ADI-normen: dus te veel light
kan ook schadelijk zijn.
Voedsel verbouwen en verwerken
Samenstelling van voedsel wordt beïnvloed door:
 kunstmest
 bestrijdingsmiddelen
 veevoer
 biotechnologische processen met genetisch
gemodificeerde micro-organismen.
Natuurvoeding
Natuurvoeding is afkomstig van de biologische landbouw en
veeteelt.
Biologische landbouw: is een milieu- en diervriendelijke vorm
van landbouw, waarbij geen kunstmest en bestrijdingsmiddelen
worden toegepast.
Voordelen natuurvoeding:
 geen kunstmest of bestrijdingsmiddelen maar diermest en
groenbemesting.
 Milieu wordt minder belast
 Biologisch geteelde veevoer krijgen de dieren te eten en ze
krijgen een diervriendelijke huisvesting.
 Dieren hebben veel meer bewegingsvrijheid dan hun
lotgenoten in de intensieve veehouderij.
 Geen geur- smaak- en kleurstoffen gebruikt.
Nadeel natuurvoeding:
 Duurder
Persoonlijke hygiëne
Water kan heel veel dingen schoonkrijgen maar bijvoorbeeld na
het eten lukt het niet omdat oliën en vetten niet in water
oplossen. Als je dan zeep gebruikt lukt het wel!
Het mengsel van water, zeep en vet is een emulsie.
Zeep is de emulgator.
Alle zepen hebben één eigenschap gemeen: ze kunnen water
met vet mengen.
Zepen hebben nog meer namen:
 Detergenten
 Was-actieve stoffen
 Oppervlakte-actieve stoffen
Dit is een zeep molecuul. We noemen de kop hydrofiel en de
staart hydrofoob.
Hydrofiel betekent: houdt van water
Hydrofoob betekent: houdt niet van water
In het zeepmolecuul komt dus een deel voor dat het liefst in
water oplost en een deel dat het liefst in vet of olie oplost.
Door deze molecuulbouw kan zeep water en vetten mengen.
Zeep maken:
Vet + natronloog  glycerol + zeep
Als zepen zo worden gemaakt zijn het natuurlijke zepen.
Nadeel natuurlijke zepen: er ontstaat kalk als je het gebruikt
met hard water.
Kalkzeep is een suspensie. Een suspensie houdt in: een mengsel
van twee stoffen (in dit geval water en zeep)
Omdat je natuurlijk niet wil met douchen enzo dat het kalkzeep
aan je blijft zitten in zepen, shampoos, douchegel en
afwasmiddel meestal synthetische zepen.
Wasmiddelen
Wasmiddelen worden speciaal samengesteld om alle vlekken uit
je kleding in een keer te halen.
Wasmiddelen bevatten vaak enzymen om eiwithoudende
vlekken te verwijderen. Het enzym breekt de eiwitten af tot
kleinere brokstukken die in het water oplossen. Het enzym blijft
daarbij onveranderd en kan vele malen zijn werk doen. Daarom
is enzym een katalysator.
Katalysator: een katalysator versnellen bepaalde processen
zonder daarbij verbruikt te worden.
Schoonmaakmiddelen
Alle schoonmaakmiddelen zijn mengsels. De samenstelling
hangt ervan af wat je er mee wilt schoonmaken.
Als het echt heel erg vast zit kun je schuurmiddel gebruiken. Een
heel bekend schuurmiddel is kalk. De kalk wordt als kleine
korreltjes aan het schoonmaakmiddel toegevoegd.
Bleekwater bevat een chloorverbinding: een bleekmiddel.
Wat doet bleekmiddel:
 Verwijdert koffievlekken
 Verwijdert theevlekken
 Verwijdert urinevlekken
 Heeft een desinfecterende werking (doodt bacteriën)
Als je bleekwater mengt met andere reiningsmiddelen kan er en
gevaarlijke chemische reactie ontstaan, daarbij kan chloorgas
ontstaan.
Chloorgas:
 Is zeer giftig
 Heeft een sterke, prikkelende, irriterende geur
 Tast je ademhalingsorganen aan.
Brandbare schoonmaakmiddelen
Met terpentine, wasbenzine, spiritus en aceton kun je
vetvlekken verwijderen. Je gebruikt het dan als extractiemiddel.
Dan lost het vuil van de vlek op in de vloeistof. Als je met deze
stoffen werkt moet je goed oppassen, ze zijn heel erg
brandbaar.
Schoonmaken door chemische reacties
De werking van sommige schoonmaakmiddelen is juist
gebaseerd op het verloop van de chemische reactie.
Bijvoorbeeld gootsteenontstopper: de werkzame stof in
gootsteenontstopper is natriumhydroxide (NaOH). Bij het
oplossen van NaOH in water komt warmte vrij, deze warmte laat
het gestolde vet in de afvoer smelten. Hierdoor verdwijnt de
ontstopping.
NaOH lost op  komt warmte vrij  warmte laat gestolde vet
smelten  bijkomend effect: bij deze reactie worden ook de
vetten afgebroken.
Ook bij ontkalking ontstaat een chemische reactie.
Ontkalkers bevatten opgeloste zure stoffen  die reageren met
kalk  de kalk wordt omgezet in oplosbare stoffen.
Ook wegbleken is een chemische reactie.
Bleekmiddelen reageren met kleurstoffen  kleurloze stoffen
ontstaan.
H2O2 wordt vooral gebruikt om haar te bleken.
Zure en basische schoonmaakmiddelen
Met zure schoonmaakmiddelen kun je kalk verwijderen. Denk
aan azijn, calgon of wc-eend.
Met basische schoonmaakmiddelen verwijder je vuil/vet/olie.
Denk aan dreft, shampoo of een blokje voor de vaatwasser.
De PH-waarde geeft aan of een stof zuur of basisch is. Als de
waarde lager dan 3 of hoger dan 11 is dan is de oplossing
agressief.
Om aan te tonen of zuren en basen in een oplossing zitten, kun
je een zuur-base-indicator gebruiken. De kleur verandert als die
in contact komt met een zure of basische oplossing.
Je kunt ook blauwe of rode lakmoespapier gebruiken.
Een schoonmaakmiddel waarin een zure stof is opgelost, kleurt
blauw lakmoespapier rood.
Een schoonmaakmiddel waarin een basische stof is opgelost,
kleurt rood lakmoespapier blauw.
Oefenen met reactievergelijkingssommen.
Voorbeeldsom
Bij de verbranding van een gevulde koek in je lichaam ontstaan CO2 en H2O. Hoeveel
liter CO2 ontstaat er wanneer je 60 gram gevulde koek eet?
Gevulde koek: C40H82
Dichtheden: C: 12,0 H:1,0 O:16,0
Stap 1: je weet dat het een chemische reactie
wordt, dus gevulde koek + lucht wordt
koolstofdioxide en waterstofdioxide. Dit
schrijf je op.
C40H82 + O2  CO2 + H2O
Stap 2: je gaat zorgen dat het gelijk wordt:
dat er voor en na de pijl evenveel C / H / O /
staan.
2 C40H82 + 121 O2  80 CO2 + 82 H2O
Stap 3: dit ga je controleren door de
dichtheden in te vullen en uit te rekenen.
1124 + 3872  3520 + 1476
4996
 4996
Stap 4: tabel maken.
Stap 5: kruislings
vermenigvuldigen. (zie
hieronder.)
60 x 3520 : 1124 =
187,9 gram CO2
Koek
Massaverhouding 1124
Gegeven/
gevraagd
60 mg
Co2
3520