Praxismaterialien für den schulischen und außerschulischen Einsatz

Experimentieren und messen

© FH JOANNEUM Gesellschaft mbH

Der pH-Wert spielt eine wichtige Rolle in der Lebensmittelchemie: Er hat einen großen Einfluss auf die mikrobiologische Stabilität von Lebensmitteln, da bestimme Mikroorganismen, die als sogenannte Lebensmittel-Verderbniserreger wirken können, ein bestimmtes pH-Milieu bevorzugen. Der Zuckergehalt wiederum beeinflusst den Nährwert und die Haltbarkeit von Lebensmitteln. Zucker kann als natürliches Konservierungsmittel wirken. Das Messen des pH-Wertes und Zuckergehaltes sind Standard-Analysen in der Lebensmittelchemie. Die Lernenden führen selbst Experimente zum pH-Wert und zur Zuckergehaltbestimmung durch. Diese sind einfach in der Durchführung und liefern schnell gut reproduzierbare Ergebnisse. Zudem sind sowohl die Einstellung des pH-Wertes als auch das Anpassen des Zuckergehaltes wesentliche Prozessschritte in der Herstellung und Optimierung von Lebensmitteln.


ABLAUF

Einführung

Die Lehrperson erklärt den Lernenden zu Beginn, worauf bei der Durchführung von Experimenten allgemein geachteten werden soll und bespricht das dazugehörige Infoblatt (M10-1) im Plenum durch.
Danach machen sich die Lernenden mit den Versuchsanleitungen und mit den Bedienungsanleitungen der Geräte vertraut.

Downloads für diese Phase:
M10-1 Infoblatt Versuche
M10-3 Versuchsanleitung pH-Wert
M10-4 Versuchsanleitung Zuckergehalt


Vorbereitung der Experimente

Die Geräte werden kalibriert und das zu messende Lebensmittel wird vorbereitet.

Downloads für diese Phase:
M10-3 Versuchsanleitung pH-Wert
M10-4 Versuchsanleitung Zuckergehalt


Durchführung der Messungen

Die Messungen sind mindestens 11 Mal durchzuführen, um Messungenauigkeiten auszugleichen und ein verlässliches Ergebnis zu erhalten. Die Messwerte und Beobachtungen sind im Versuchsprotokoll (M10-2) zu notieren und der Mittelwert aus allen Messungen wird errechnet.

Downloads für diese Phase:
M10-2 Versuchsprotokoll


Ergebnisauswertung

Die Ergebnisse werden besprochen und gemeinsam interpretiert.


Reflexion

In einem abschließenden „Reflexionsgestenkreis“ kann jede Person noch einmal kurz über die Experimentiererfahrung reflektieren. Dazu bilden alle Lernenden einen Kreis, in dem sie nach außen schauen, der Rücken ist also zur Mitte gerichtet. Die Lehrperson kann nun unterschiedliche Fragen zu den letzten 40 Minuten stellen und die Lernenden überlegen sich einen körperlichen oder mimischen Ausdruck, der die Frage beantwortet. Auf eins, zwei, drei drehen sich alle Personen in die Mitte und zeigen einander ihre Statuenbilder. Dann lösen sie die eingenommene Körperhaltung wieder auf, drehen sich wieder nach außen und beantworten die nächste Frage. Bei Zeitnot kann auch nur eine abschließende Frage gestellt werden.
Mögliche Fragen:
• Wie ist es dir bei den Experimenten ergangen?
• Wie war die Gruppen-/Teamarbeit für dich?
• Möchtest du weitere Experimente durchführen?
• Wie war die heutige Einheit für dich?



Kompetenzorientierte Lernziele

  • Die Lernenden sind in der Lage den pH-Wert von Flüssigkeiten zu bestimmen.
  • Die Lernenden sind in der Lage den Zuckergehalt von Flüssigkeiten mit einem Refraktometer bestimmen.
  • Die Lernenden sind in der Lage eine Versuchsreihe zu dokumentieren und die Ergebnisse zu interpretieren.

Konnex zum Lehrplan


Physik
  • Experimentieren und Erkenntnisgewinnung: In diesem Bereich erwerben Schülerinnen und Schüler Fähigkeiten und Fertigkeiten im Umgang mit physikalischen Arbeitsweisen.
  • Zu Fragestellungen eine passende Untersuchung oder ein Experiment planen, durchführen und protokollieren
  • Daten aufnehmen und analysieren (ordnen, vergleichen, messen, Abhängigkeiten feststellen, Zuverlässigkeit einschätzen)

Besondere Hinweise

Genaues Arbeiten ist erforderlich! Bei jüngeren Schülerinnen und Schüler sind die Messgeräte vorab selbst vorzubereiten und zu kalibrieren.

Quellen

Praxismappe: Jugendliche entwickeln Lebensmittelprodukte
(FH JOANNEUM Graz in Zusammenarbeit mit Umweltdachverband gGmbH)

Zuletzt aktualisiert: 2020-01-10

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Altersgruppen:

15+

Dauer:

<60 Min.

Themenbereiche:

Naturwissenschaften, Gesundheit

Verwendete Methoden:

Messung des pH-Wertes
Protokollführung
Ergebnisinterpretation
Reflexion

Geeignet für:

  • Schule

Benötigte Materialien:

  • M10-1 Infoblatt Versuche
  • M10-2 Versuchsprotokoll
  • M10-3 Versuchsanleitung pH-Wert
  • M10-4 Versuchsanleitung Zuckergehalt
  • Lebensmittel flüssig
  • pH-Meter mit pH-Messelektroden
  • Bechergläser und 50 ml Probenröhrchen - Alternativ: kleine Einmachgläser 50 bis 100 ml
  • pH-Puffer 4,0 für die Kalibrierung
  • pH-Puffer 7,0 für die Kalibrierung
  • Zitronensäure lebensmittelecht
  • Automatikpipetten Bereich 100 μl-1000 μl mit Abwurf und Pipetten-Spitzen - Alternativ: Einweg- Pasteurpipetten oder Einweg-Spritzen
  • Hand-Refraktometer °B, Bereich 0-32 °B (Kern) und Zubehör (Mikrovlies, ua.)
  • Haushaltszucker
  • Messzylinder 100 ml - Alternativ: Becherglas
  • Messzylinder 250 ml oder 500 ml - Alternativ: Bechergläser
  • Präzisionswaage - Alternativ: Küchen- oder Briefwaage
  • Faltenfilter bzw. Papierfilter - Alternativ: Kaffeefilter
  • Bechergläser - Alternativ: Messbecher aus der Küche
  • Einweg-Pipetten oder 1 ml Spritzen

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