Avaliar a importância do leite como alimento.

Justificar os processos de conservação do leite.

Explicar a deterioração do leite como processo natural que envolve fenômenos químicos.

Avaliar as vantagens e desvantagens dos diferentes processos de conservação do leite.

Compreender fenômenos cotidianos relacionados à composição do leite.

3 aulas de 50 min.

Reações químicas.

A primeira aula deverá acontecer no laboratório de informática onde os alunos possam acessar a internet em pequenos grupos ou individualmente. É importante resguardar um espaço da aula e organizá-lo para que os grupos possam discutir as questões propostas. O professor deverá preparar um roteiro para essa aula, informando os endereços a serem acessados (para os vídeos e a pesquisa) e as questões para discussão, de modo a possibilitar aos alunos autonomia e organização no decorrer do processo.

Sugerimos na aula 2 o estudo de um texto de aprofundamento teórico a ser estudado por meio de uma dinâmica descrita no início da aula.

Na aula 3 são sugeridas duas atividades experimentais, que deverão ser realizadas preferencialmente no laboratório de Ciências/química, mas que podem acontecer até mesmo em sala de aula. No laboratório os alunos deverão trabalhar em grupos de, no máximo, 4 alunos.

Aula 1

Como já houve um estudo anterior sobre reações químicas, sugerimos que o professor retome com seus alunos que, quando um alimento se estraga, normalmente percebemos modificações em seu aspecto, cheiro cor e sabor. Essas modificações indicam que estão ocorrendo reações químicas nesse alimento. Na realidade as reações químicas que levam um alimento a se estragar são realizadas por seres vivos muito pequenos que só podem ser vistos com o auxílio de um microscópio: os microrganismos. O que é alimento para o ser humano é, também, alimento para os microrganismos. Enquanto eles se alimentam, produzem substâncias que alteram a cor, o cheiro, a cor e o sabor dos alimentos. Encontrando bastante alimento os microrganismos multiplicam-se rapidamente. Quanto maior o número de microrganismos, mais rápido o alimento se estraga. Recordar também que, conforme a temperatura, os microrganismos podem se multiplicar rapidamente ou lentamente, não se multiplicar ou até mesmo morrer.

Em seguida, sugerimos que o professor aborde o tema "Processos de conservação do leite" por meio da exposição dessas imagens, ou outras semelhantes, utilizando o aparelho data show. 

Fontes das imagens: http://blogdofavre.ig.com.br/wp-content/uploads/2008/07/leite.jpg Acessado em 19/08/2010.

http://alimentacaosaudavel.net/wp-content/uploads/2010/04/leite.gif Acessado em 28/09/2010.

Por meio de um diálogo com seus alunos, durante a exposição das imagens, o professor deverá abordar alguns aspectos referentes ao leite, tais como:

De onde vem o leite?

Como ele chega até as nossas casas?

Precisamos utilizar leite em nossa alimentação? Por quê?

Por que o leite é um alimento que precisa passar por processos de conservação?

Quais são os processos de conservação do leite mais utilizados no local onde você mora?

Fechamento dessa conversa inicial com dois vídeos. Os alunos poderão assistir ao vídeo acessando diretamente a internet, em pequenos grupos ou individualmente, se houver disponibilidade de um computador por aluno. Se a escola não contar com laboratório de informática, o professor deverá salvar os vídeos, ou acessá-los diretamente da internet, e projetá-los usando o aparelho data show.

O primeiro vídeo, disponível no endereço http://www.youtube.com/watch?v=MeHoH_ICfqg&feature=related (acessado em 16/10/2010) aborda a importância do leite como alimento humano e faz um acompanhamento do leite da fazenda a um laticínio de pequeno porte para a pasteurização.  

O segundo vídeo esclarece uma dúvida bastante frequente a respeito da numeração na parte inferior da caixa de leite longa vida. Além de esclarecedor, aponta outra forma de conservação do leite: a ultrapasteurização. Disponível em: http://video.google.com/videoplay?docid=-4397251491697022270# (acessado em 16/10/2010).

Fundamentação teórica - Pesquisa na internet

A fim de fundamentar teoricamente essa discussão inicial, sugerimos que os alunos façam uma pesquisa na internet sobre os processos de conservação do leite. Cabe ao professor fornecer os endereços aos alunos, por escrito, assim como os itens a serem contemplados na pesquisa. Os alunos deverão registrar as informações referentes aos itens de pesquisa além de outros que considerarem relevantes.

Itens a serem contemplados na pesquisa

Importância da pasteurização para conservação de  alimentos

História desse processo de conservação dos alimentos: Quem inventou? Quando? Onde? Como?

Tipos de pasteurização

Vantagens e desvantagens de cada tipo de pasteurização do leite

Outros alimentos, além do leite que devem ser, necessariamente, pasteurizados.

Endereços para pesquisa

http://pt.wikipedia.org/wiki/Pasteuriza%C3%A7%C3%A3o.Acessado em 16/10/2010.

http://www.infoescola.com/microbiologia/pasteurizacao/ Acessado em 16/10/2010.

http://www.esalq.usp.br/departamentos/lan/pdf/Pasteurizacao.pdf Acessado em 16/10/2010.

http://www.ufrgs.br/Alimentus/feira/opconser/opc_pasteur.htm Acessado em 16/10/2010    .

AULA 2

O primeiro momento da aula deverá ser dedicado à socialização das pesquisas pelos grupos. O professor deverá organizar a sala em círculo para que todos possam se ver e ouvir. Cuidar para que não haja repetições de falas e sim, complementações. Mediar as discussões, esclarecer dúvidas e acrescentar informações não contempladas.

Segundo momento - Estudo de texto de aprofundamento e ampliação dos conhecimentos teóricos pertinentes ao tema proposto nessas aulas.

Professor, a fim de aprofundar e ampliar teoricamente os conhecimentos pertinentes ao tema proposto nessas 3 aulas, sugerimos a leitura e discussão de um texto, como o apresentado a seguir, que deverá ser entregue impresso para cada aluno.

Recomendamos que a leitura e discussão do texto sejam realizadas utilizando a seguinte dinâmica.

1º momento: Forme grupos de três alunos e organize a sala em círculo. Cada grupo deverá realizar a leitura inicial do texto. Após essa primeira leitura, entregue a cada grupo uma folha em branco contendo em seu início uma pergunta digitada (sugestões após o texto). Cada folha deverá ter uma pergunta diferente. Nomear os grupos para que cada um se identifique ao responder as questões de cada folha. O grupo responde à pergunta e troca de folha com o grupo à sua direita. O grupo poderá concordar, discordar ou acrescentar informações ao que os grupos anteriores responderam. Marque um tempo para a troca das perguntas.

Se o número de alunos for muito grande, poderão ser formados dois grandes grupos A e B que serão subdivididos em grupos menores de três alunos; nesse caso, as mesmas perguntas serão respondidas pelos grupos A e B.

2º momento: Quando retornar ao grupo a sua questão inicial, este deverá fazer uma síntese das respostas dadas por toda a turma para socializá-la no momento em que for solicitado.  

3º momento: Após esses momentos de discussão nos grupos, cada grupo deverá eleger um orador para a socialização da síntese das respostas dadas por toda a turma à questão inicial atribuída ao grupo. Abra espaço para discussão, esclarecimentos de dúvidas e acrescente informações não contempladas.

Texto - Leite: composição, propriedades e consumo pelos seres humanos

O leite tem sido usado como alimento pelos humanos desde os tempos mais remotos. Inicialmente, o leite era consumido in natura, tal como saia do animal; hoje dispomos do leite pasteurizado. Não obstante, diversos derivados do leite são consumidos no mundo inteiro, como queijos, iogurtes, sorvetes e leite condensado.

Não há dúvida de que o leite extraído de vacas é o mais consumido por humanos, mas esta não é a única fonte desse alimento. Além da vaca, consumimos leite de búfalos (principalmente na Índia, China, Egito e Filipinas), cabras (nos países mediterrâneos), renas (norte da Europa) e ovelhas (sul europeu). O leite de vaca não é o mais nutritivo; entretanto, o alto consumo deste leite está associado ao frequente manejo bovino (por causa da carne) e ao grande volume de leite produzido por estes animais: em 1800, a média anual de produção láctea de uma vaca era de 1500 litros. Hoje, graças a uma melhor nutrição e refinamento das raças, uma única vaca é capaz de fornecer 10.000 litros de leite/ano

Nossa primeira refeição, ao nascer, é o leite: como todos os mamíferos, somos capazes de produzir o leite para amamentar nossos filhotes. Além de ser um alimento, o leite materno também contém uma boa dose de anticorpos - é uma verdadeira vacina. Entretanto, não somos os únicos animais que apreciamos o leite mesmo quando adultos: gatos, cachorros e praticamente qualquer outro animal também comem leite, sempre que tiverem uma chance.

A grande maioria das pessoas classificaria o leite como sendo uma bebida. Entretanto, esta classificação é equivocada: enquanto um tomate ou uma folha de alface, por exemplo, contém apenas 6% de sólidos, no leite esta quantidade ultrapassa 13%. Desta maneira, o leite deve ser considerado um alimento, e não uma bebida. Dentre todos os leites, o mais nutritivo é o extraído das renas: contém mais de 36% de sólidos (10% de proteínas e 22% de gorduras). Este leite é um dos melhores para o preparo de queijos.

O leite é uma suspensão, e não uma solução: nele, partículas dispersas são estabilizadas na fase liquida. Os maiores componentes são água, gorduras, proteínas, carboidratos e minerais. Entretanto, embora em menor quantidade, outros componentes são igualmente importantes, como vitaminas e aminoácidos essenciais. Mais de 250 substâncias químicas diferentes já foram identificadas no leite bovino. Na lista abaixo, podemos ter uma ideia da composição geral do leite.

Composição do leite

De uma forma geral, o leite bovino é uma mistura de varias substâncias, entre elas: 87 % água; 13 % de sólidos, sendo: 4 % gordura; 3.25% proteínas (3/4 caseína) ; 4.6% lactose; minerais 0.65% - Ca, P, Mg, K, Na, Zn, Cl, Fe, Cu, sulfato, bicarbonato e outros; ácidos 0.18% - cítrico, fórmico, acético, láctico, oxálico; enzimas - peroxidase, catalase, fosfatase, lipase; gases - oxigênio, nitrogênio e CO 2; vitaminas.

O leite é uma mistura particularmente interessante. Pode ser classificado como uma emulsão (de glóbulos de gordura dispersos na fase aquosa) ou uma suspensão (de micelas de caseína, proteínas globulares e partículas lipoprotéicas). Além disso, a fase liquida é uma solução de lactose, proteínas hidrossolúveis, minerais e outros componentes.

A gordura no leite

Algumas células das glândulas mamárias dos mamíferos secretam gorduras - mais precisamente, triglicerídeos. Estas células liberam pequenas "gotas" ou glóbulos de gordura que são estabilizadas por uma cobertura lipoprotéica, derivada da membrana plasmática das células excretoras. O leite "integral", na verdade, não é integral. A legislação brasileira determina uma quantidade mínima de gordura no leite para esta classificação, e os fabricantes optam sempre pelo mínimo, extraindo boa parte das gorduras e proteínas excedentes, para a fabricação de derivados. Como é de origem animal, a gordura láctea é predominantemente saturada (65%), contendo menos de 3% de gorduras polinsaturadas. Dentro destes glóbulos de gordura, existem moléculas lipossolúveis muito importantes para o corpo humano: vitamina A e colesterol, entre outras. Por isso o leite desnatado é pouco nutritivo e quase não contém colesterol. O consumo deste tipo de leite, infelizmente, vem aumentando nos últimos anos no Brasil.

Dentre os ácidos graxos encontrados no leite, a maior parte refere-se a ácidos de cadeia longa, como o C16 palmítico (26% da gordura), o C18:1 oléico (20%) e o C14 mirístico (11%). No leite de cabra, o acido C10 cáprico é também abundante, conferindo o odor característico.

Proteínas no leite

O leite é rico em proteínas, de particularmente três tipos. A mais abundante é a caseína - um complexo de várias unidades protéicas, disperso na fase líquida do leite. Vários fatores (como temperatura, pH e força iônica) podem provocar a desnaturação da caseína, levando ao coalho do leite. No leite coalhado, observa-se claramente a formação de duas fases: uma sólida, que contém proteínas e gorduras, e outra líquida (soro), que contém carboidratos e água, predominantemente.

Lactose no leite

Dentre todos os carboidratos encontrados no leite está a molécula de lactose, um dissacarídeo composto por uma unidade de glicose e outra de galactose. Na maioria dos processos de produção de derivados do leite, as bactérias convertem a lactose no ácido lático. Quando deixamos o leite fora da geladeira, ele "azeda"; este fenômeno é justamente o resultado da fermentação do leite pelas bactérias que produzem acido lático. A alteração do pH do leite promove a coagulação de muitas de suas proteínas, gerando a separação de fases.

No corpo humano, a lactose é quebrada por uma enzima chamada lactase, em suas subunidades básicas. A glicose e a galactose, então, são absorvidas pelo trato digestivo e utilizadas no organismo. Algumas pessoas sofrem deficiência de lactase; neste caso, o leite se torna tóxico, na medida em que a lactose não pode ser metabolizada, levando a males digestivos.

Vitaminas e minerais

O leite é uma excelente fonte de muitas vitaminas. Entretanto, o leite pasteurizado já não possui muitas delas, tal como a vitamina C, que é destruída durante este processo. As vitaminas mais abundantes são a "A" e a "D", ambas lipossolúveis. Muitos fabricantes, também, adicionam quantidades extras destas vitaminas ao leite. O leite também é uma fonte para o grupo B de vitaminas, principalmente para a riboflavina, niacina e tiamina, além de traços de biotina, piridoxina, ácido fólico e pantotênico.

Além de vitaminas, o leite contém também minerais, sendo uma das mais importantes fontes de íons cálcio e fósforo em nossa dieta. Também contém íons potássio, cloretos, sódio, magnésio, cobre, iodetos e ferro. Muitos fabricantes adicionam quantidades extras de alguns destes minerais, sobretudo do ferro, no intuito de "fortificar" o leite.

Fonte do texto: http://www.qmc.ufsc.br/quimica/pages/especiais/revista_especiais_sorvete.html . Acessado em 16/10/2010.

Questões para discussão/estudo do texto

1- O leite de vaca não é a única fonte desse alimento no mundo.

2- Por que o leite de vaca é o mais consumido mundialmente, apesar de não ser o mais nutritivo?

3- O leite materno é uma verdadeira vacina.

4- O leite deve ser considerado um "alimento" e não uma "bebida".

5- O leite é uma mistura interessante, podendo ser classificado de diversas maneiras.

6- O leite "integral", na verdade, não é integral.

7- O leite desnatado é pouco nutritivo e quase não contém colesterol.

8- O leite é rico em proteínas.

9- Quando deixamos o leite fora da geladeira, ele "azeda".

10- O leite pasteurizado não contém vitamina C.

Aula 3 - Atividades experimentais

Sugerimos que o professor digite os roteiros das atividades experimentais e disponibilize uma cópia para cada aluno. Nesse roteiro deverá haver espaço para registros de resultados e das respostas das questões para discussão. Esses roteiros, após a realização das atividades, serão utilizados como instrumentos de avaliação.

Atividade experimental 1: Fraudes no leite

Nessa atividade experimental propomos alguns testes para verificar algumas fraudes comuns na composição do leite que consumimos.

A qualidade do leite é controlada pelos institutos de saúde pública por meio de testes específicos que envolvem determinação de densidade, teor de gordura, rancidez e acidez, e a presença de aditivos usados para conservação ou de materiais estranhos ao leite para esconder seu ‘batismo’ com água.

A tabela a seguir mostra alguns materiais que já foram encontrados no leite e sua função no ‘processo’ de fraude.

Materiais	Função
antibióticos	conservar o leite, evitando a ação de microorganismos
formol	conservar o leite, evitando a ação de microorganismos
urina	‘disfarçar’ a adição de água ao leite, mantendo a densidade inicial
amido	‘disfarçar’ a adição de água ao leite, mantendo a densidade inicia
ácido salicílico e salicilatos	conservar o leite, evitando a ação de microrganismos
ácido bórico e boratos	conservar o leite, evitando a ação de microrganismos
bicarbonato de sódio	‘disfarçar’ o aumento de acidez do leite observado quando ele está em estágio de deterioração.

Nesta proposta de atividade experimental são descritos testes para verificar se no leite há amido, ácido salicílico ou ácido bórico. Estes foram escolhidos por empregarem materiais e reagentes de fácil aquisição. Para enriquecer a discussão, recomendamos que cada grupo composto por 4 alunos analise uma marca diferente de leite; para isso elas deverão ser nomeadas de Leite 1, 2, 3...

Teste para amido

Material: Leite; Solução de iodo de farmácia; tubo de ensaio (16 mm x 150 mm, aproximadamente); cilindro graduado de 10 ml.

Procedimento

Coloque 10 ml de leite em um tubo de ensaio e aqueça ligeiramente. Pingue de cinco a seis gotas de solução de iodo. Se o leite contiver amido, aparecerá uma coloração que pode ser azul, roxa ou quase preta. Essa coloração deve-se à formação de um complexo de amido e iodo.

Teste para ácido salicílico e salicilatos

Material: Soro de leite (obtido na primeira experiência); solução aquosa de cloreto de ferro (III) - 2 g/100 ml (Fe Cl3 é encontrado em lojas de materiais eletrônicos como nome de percloreto de ferro); cilindro graduado de 10 ml.

Procedimento

Acrescente de quatro a cinco gotas de solução de cloreto de ferro (III) em cerca de 10 ml de soro. O aparecimento de uma coloração que vai do rosa até o violeta indica a presença do ânion salicilato.

Teste para ácido bórico

Material: Leite; Glicerina; Solução aquosa de NaOH 0,1 mol/L (pode ser usada soda cáustica para preparar a solução); Solução de fenolftaleína a 0,5% (esta solução pode ser obtida acrescentando-se dois comprimidos de Lacto purga triturados a 50 mL de álcool. Acrescentam-se 50 ml de água, agita-se bem e filtra-se. A solução obtida conterá também lactose, que não interferirá no teste.); Tubo de ensaio (16 mm x 150 mm,aproximadamente); Cilindro graduado de 10 ml.

Procedimento

Acrescente cerca de três gotas de solução de fenolftaleína a 5 ml de leite. Junte gota a gota a solução de NaOH 0,1mol /L até o aparecimento de uma leve cor rósea. Acrescente então 1 mL de glicerina. Se a cor rósea desaparecer pode ser indício da presença de ácido bórico. Isso porque o H3BO3, que é ácido muito fraco em soluções aquosas, apresenta maior grau de ionização em glicerina, o suficiente para fazer desaparecer a coloração rósea.

Resultados - Cada grupo deverá anotar seus resultados e, em seguida, os dos outros grupos, preenchendo toda a tabela.

	Teste para amido	Teste para ácido salicílico e salicilatos	Teste para ácido bórico
Leite 1
Leite 2
Leite 3
Leite 4
Leite 5

Discussão

Qual foi o percentual de marcas de leite "batizados"?

Qual é o produto mais frequentemente adicionado aos diferentes tipos de leite analisados?

Conclusões do grupo

ATIVIDADE EXPERIMENTAL 2 - Por que o leite derrama quando ferve?

Essa é uma dúvida frequente entre pessoas que lidam diariamente com o leite e ficam muito aborrecidas quando isso acontece.

Vamos observar o que acontece com o leite, comparando com a água.

Material: água e leite em iguais quantidades e temperatura ambiente; dois béqueres; bico de bunsen e tripé; vinagre (ou limão).

Procedimento I- Se for possível, coloque para aquecer, ao mesmo tempo, a água e o leite. Observe o que acontece em cada situação, registrando todos os detalhes.

Procedimento II- Agora coloque para aquecer, até a ebulição, a mesma quantidade de leite, tendo adicionado a ele anteriormente algumas gotas de vinagre ou limão.

Discussão

Após entrar em ebulição, a água subiu na vasilha? E o leite?

Como você explica o que aconteceu em cada caso?

O que aconteceu com o leite contendo gotas de vinagre? Como você explica esse resultado?

Registre a explicação do professor.

Conclusões

Explicações do professor - fechamento

Bem, começaremos a entender falando sobre a água. Quando aquecemos certo volume de água, rapidamente observamos a liberação de bolhas de gás - mesmo antes da fervura. Isto ocorre porque a solubilidade dos gases diminui com o aumento da temperatura (lei de Henry). Menos solúveis, os gases outrora dissolvidos formam bolhas e saem do líquido. No leite, entretanto, mesmo sob a forma de bolhas o gás ainda fica "aprisionado" no líquido. O leite tem uma série de substâncias capazes de estabilizar estas bolhas, como a caseína. Com várias bolhas de gás, o leite vai gradativamente aumentando de volume. O gás se expande com o aumento da temperatura, e então as bolhas ficam cada vez maiores. Próximo à fervura, entretanto, o volume destas bolhas aumenta muito, as proteínas começam a se desnaturar e a estabilidade do gás diminui drasticamente. Ao mesmo tempo, ocorre uma separação de fases: a camada de gordura fica sobre o líquido da emulsão devido à desnaturação das caseínas. Esta capa de gordura impede a saída imediata do gás que, agora, já não é mais estabilizado. O fenômeno que ocorre, então, é a escalada do líquido pelas paredes do recipiente. E a sujeira no fogão...

A adição de gotas de vinagre ou limão no leite prova que as micelas de caseína são as culpadas pelo "entornamento" que sempre acontece em casa e suja o fogão. A alteração no pH, pela adição de ácido, provoca a desnaturação das proteínas do leite, impedindo-as de estabilizarem as bolhas de gás. O leite acidificado, então, passará a ferver como se fosse água - sem derramar. Pena que o sabor não seja muito agradável...

 Possibilidade de interdisciplinaridade: Todos os conteúdos poderão trabalhar esse tema, conjuntamente com o professor de Ciências/Química.

Geografia: regiões do mundo maiores produtoras de leite; tipos de leite produzido; costumes relativos ao consumo de leite, conforme apontado no texto da aula 2.

História poderá explorar aspectos históricos dos processos de conservação do leite.

Matemática poderá orientar os alunos na construção de tabelas e na verificação da proporcionalidade dos nutrientes do leite e das perdas no processo de pasteurização.

Português poderá trabalhar textos sobre questões cotidianas e atualidades sobre o tema.

 AMBROGI, A.; LISBÔA, J.C.F. Misturas e substâncias; Reações Químicas. Série “Ciências para o 1º Grau”. São Paulo: CECISP: Mosaico, 1983.

http://veja.abril.com.br/260898/p_117.html  Acessado em 17/10/2010.  

http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc06/exper1.pdf Acessado em 16/10/2010.

 A avaliação do conteúdo poderá ser realizada de maneira processual, ao longo das aulas e de cada atividade desenvolvida.

Poderão ser utilizados como instrumentos avaliativos os registros, a pesquisa, a realização das atividades propostas, as discussões sobre as situações apresentadas e a participação individual e coletiva na socialização.

 Deverão ser usados como instrumentos principais de avaliação quantitativa os registros realizados na pesquisa e nas atividades experimentais.