Scheikunde 5 - Les 2

• Scheikunde
• MBO
• Studiejaar 3

Scheikunde 5 - Les 1

Weekplanning

Wk 1: Koolhydraten: opbouw en soorten

Wk 2: Koolhydraten: effect op het lichaam

Wk 3: Eiwitten: bouwstenen van het lichaam

Wk 4: Vetten: opbouw en structuur

Wk 5: Vetten: effect op gezondheid & Toepassing in leefstijladvies

Leerdoelen

Jij:

- kunt uitleggen hoe koolhydraten worden verteerd en opgenomen;

- kunt uitleggen wat het effect is van verschillende koolhydraten op de bloedsuikerspiegel;

- kunt de relatie leggen tussen chemische structuur en energieafgifte.

Lesplanning

• Les 1
• Klassikale uitleg: Vertering en opname.
• Reis van een koolhydraat.
• Klassikale uitleg: GI en energieafgifte.
• Rangschik de bloedsuikerpiek.
• Aan de slag! - Verwerkingsopdracht.
• Quiz-time.

Les 1

• Huiswerk bespreken
• Overige slides doornemen
• Maken van opdracht 5 - les 1 

Indeling van koolhydraten

Teken op bord:

🟦 = één glucosemolecuul

Laat zien:

🟦 = monosacharide

🟦 + 🟦 = disacharide

🟦 + 🟦 + 🟦 + 🟦 = oligosacharide

🟦 + 🟦 + 🟦 + 🟦 + 🟦 + 🟦 + 🟦 = polysacharide

Koppel direct aan voedingsvoorbeelden.

Soorten koolhydraten

Neem deze tabel over en vul tijdens de les aan.

Soort

Aantal suikereenheden

Voorbeeld

Voeding

Eigenschappen

Zetmeel

• Twee verschillende polysachariden: Amylose en amylopectine.

Amylose	Amylopectine
- Lange, rechte ketens van glucosemoleculen. - De keten is onvertakt. - Amylose is compact en wordt het langzamer verteerd. - Glucose komt geleidelijk vrij tijdens de vertering. - Langzamere stijging van de bloedsuikerspiegel.	- Vertakte ketens van glucosemoleculen: - Beter toegankelijk voor verteringsenzymen. - Het lichaam kan amylopectine sneller afbreken dan amylose. - Dit leidt tot een snellere stijging van de bloedsuikerspiegel.

Voedingsmiddelen sorteren

Je krijgt 15 voedingsproducten op kaartjes. 

Plaats de producten op een flap onder:

• Vooral monosachariden.
• Vooral disachariden.
• Vooral oligosachariden.
• Vooral polysachariden.

Groepen krijgen 15 voedingsproducten op kaartjes.

Voorbeelden:

banaan

appel

melk

yoghurt

suikerklontje

honing

witte rijst

volkorenbrood

aardappelen

kikkererwten

ui

prei

pasta

jam

ontbijtkoek

Vraag

Plaats de producten op een flap onder:

vooral mono-

vooral di-

vooral oligo-

vooral polysachariden

Nabespreking

Bespreek dat veel voedingsmiddelen meerdere soorten koolhydraten bevatten.

Waaruit bestaan koolhydraten?

1. C, H en O
2. C, N en O
3. H en O

Lactose bestaat uit:

1. 1 suikermolecuul
2. 2 suikermoleculen
3. 3-9 suikermoleculen
4. meer dan 10 suikermoleculen

Zetmeel is een:

1. Monosacharide
2. Disacharide
3. Oligosacharide
4. Polysacharide

Wat gebeurt er tijdens de vorming van een glycosidische binding?

1. Twee monosachariden worden aan elkaar gekoppeld waarbij zuurstof wordt opgenomen.
2. Twee monosachariden worden aan elkaar gekoppeld waarbij een watermolecuul vrijkomt.
3. Een monosacharide wordt afgebroken tot twee kleinere suikers.

Les 1

• Huiswerk bespreken
• Overige slides doornemen
• Maken van opdracht 5 - les 1 

Welke van deze producten zorgen volgens jou
voor de snelste stijging van de bloedsuikerspiegel?

Introductie vraag, Laat studenten hun keuze verdedigen.

Nog geen antwoorden geven.

Lesplanning

• Les 1
• Klassikale uitleg: Vertering en opname.
• Reis van een koolhydraat.
• Klassikale uitleg: GI en energieafgifte.
• Rangschik de bloedsuikerpiek.
• Aan de slag! - Verwerkingsopdracht.
• Quiz-time.

Welke soorten koolhydraten ken je en hoe zijn deze opgebouwd?

Terugblik: Soorten koolhydraten

Koolhydraten bestaan uit suikereenheden.

Soort	Bouw	Voorbeeld
Monosacharide.	1 suikereenheid.	Glucose, fructose, galactose.
Disacharide.	2 suikereenheden.	Lactose, maltose, sacharose.
Oligosachariden.	3-10 suikereenheden.	FOS, GOS.
Polysachariden.	Meer dan 10 suikereenheden.	Zetmeel, glycogeen, voedingsvezels.

Deze slide activeert voorkennis uit les 1. Leg de nadruk op het begrip suikereenheid. Studenten moeten begrijpen dat mono-, di-, oligo- en polysachariden niet zomaar losse categorieën zijn, maar iets zeggen over de grootte en opbouw van het molecuul.

Gebruik eventueel een simpele visuele vergelijking:

1 blokje = monosacharide

2 blokjes aan elkaar = disacharide

korte ketting = oligosacharide

lange ketting = polysacharide

“Vandaag kijken we niet alleen naar hoe koolhydraten zijn opgebouwd, maar vooral naar wat die opbouw betekent voor vertering, opname en de bloedsuikerspiegel.”

Mogelijke vragen voor studenten:

• Welke koolhydraten bestaan uit één suikereenheid?
• Welke bestaan uit lange ketens?
• Waarom denk je dat een groter molecuul meer tijd kost om te verteren?

Je hebt te maken met een groot koolhydraat,
wat betekent dat voor de vertering?

Vertering van koolhydraten

• Niet alle koolhydraten worden op dezelfde manier verwerkt.
• De darmwand neemt vooral monosachariden op.

Soort	Vertering nodig?	Waarom?
Monosacharide.	Nee.	Is al klein genoeg voor opname.
Disacharide.	Ja.	Moet worden opgesplitst in 2 monosachariden.
Oligosachariden.	Meestal niet door menselijke enzymen.	Komt vaak terecht in de dikke darm.
Polysachariden.	Ja.	Lange ketens moeten worden afgebroken.

Opname kan pas als koolhydraten klein genoeg zijn. Monosachariden kunnen direct worden opgenomen. Disachariden en polysachariden moeten eerst worden afgebroken tot monosachariden.

Bij oligosachariden is het belangrijk om het goed te formuleren. Ze worden niet of nauwelijks verteerd door menselijke enzymen in de dunne darm. Ze gaan vaak door naar de dikke darm, waar darmbacteriën ze kunnen fermenteren.

“Je lichaam kan geen hele zetmeelketen opnemen. Het moet die keten eerst in kleine glucose-eenheden knippen.”

Mogelijke misconcepties

Misconceptie: “Alle koolhydraten worden gewoon suiker in je bloed.”

 Nuancering: Uiteindelijk kunnen verteerbare koolhydraten worden afgebroken tot monosachariden, maar niet alle koolhydraten worden even snel of volledig verteerd. Oligosachariden en sommige vezels bereiken grotendeels de dikke darm.

Misconceptie: “Polysachariden zijn altijd gezond en suikers altijd ongezond.”

Nuancering: Het effect hangt ook af van hoeveelheid, foodmatrix, vezels, verwerking en bereiding.

De reis van koolhydraten door het lichaam

Start afbraak van zetmeel

Nauwelijks koolhydraatvertering

Verdere afbraak en opname

Fermentatie van sommige koolhydraten

Maak duidelijk dat koolhydraten niet “in één keer” worden opgenomen. Ze reizen door het spijsverteringskanaal en worden onderweg bewerkt.

Je eet een stuk witbrood.
Wat gebeurt er als eerste met het zetmeel in je mond?

Het brood wordt fijngemaakt door kauwen.

Speeksel mengt met het brood.

Amylase begint met het afbreken van zetmeel.

Mond en maag

Mond	Maag
Koolhydraten komen binnen via voeding.	In de maag vindt nauwelijks koolhydraatvertering plaats.
Kauwen maakt voedsel kleiner.	De maag kneedt en mengt het voedsel.
Speeksel bevat amylase.	De zure omgeving remt de werking van speekselamylase.
Amylase start de afbraak van zetmeel .

In de mond begint de vertering van zetmeel. Het enzym amylase knipt zetmeelketens in kleinere stukken. Maak duidelijk dat dit vooral geldt voor zetmeel, dus een polysacharide. Mono- en disachariden hoeven in de mond nog niet echt te worden “geknipt” zoals zetmeel.

In de maag is de koolhydraatvertering beperkt. De maag heeft vooral een mengfunctie en bereidt het voedsel voor op de dunne darm.

“Amylase kun je zien als een soort schaartje dat lange zetmeelketens kleiner knipt.”

Dunne darm: afbraak en opname

Hier gebeurt het belangrijkste deel van de koolhydraatvertering.

• Disachariden worden gesplitst in monosachariden.
• Zetmeel wordt verder afgebroken tot glucose.
• Monosachariden worden opgenomen via de darmwand.

Opname:

•  Monosachariden komen via de darmwand in het bloed.

Voorbeelden:

Lactose → glucose + galactose

Sacharose → glucose + fructose

Zetmeel → glucose-eenheden

Benadruk dat de dunne darm de plek is waar koolhydraten worden afgebroken tot losse monosachariden en vervolgens worden opgenomen.

Leg hierbij de relatie met de vorige les:

Disachariden bevatten een glycosidische binding.

Polysachariden bevatten veel glycosidische bindingen.

Enzymen verbreken deze bindingen.

Daardoor ontstaan kleinere suikers die opgenomen kunnen worden.

“De darmwand laat vooral losse suikereenheden door. Daarom moeten grotere koolhydraten eerst worden afgebroken tot monosachariden.”

Waarom kan lactose niet direct worden opgenomen?

Enzymen

Verschillende enzymen hebben een specifieke taak:

• Amylase breekt zetmeel (o.a. amylose) af.
• Lactase breekt lactose af.
• Sucrase breekt sacharose af.
• Maltase breekt maltose af.

Dikke darm: fermentatie van oligosachariden

Sommige koolhydraten worden niet of nauwelijks verteerd in de dunne darm.

• Voorbeelden: FOS, GOS, sommige voedingsvezels

Darmbacteriën gebruiken deze koolhydraten als voedingsbron;

• vindt fermentatie plaats;
• kunnen gassen ontstaan.

Studenten kennen vaak glucose, lactose en zetmeel, maar minder goed wat FOS en GOS doen.

Leg uit dat FOS en GOS niet vooral belangrijk zijn als directe energiebron voor het lichaam, maar als voedingsbron voor darmbacteriën. Daarom worden ze vaak prebiotische vezels genoemd.

“Oligosachariden leveren niet op dezelfde snelle manier energie als glucose. Ze bereiken vaak de dikke darm en worden daar gebruikt door darmbacteriën.”

Koppeling met beroepspraktijk

Voor een voeding- en leefstijladviseur is dit relevant omdat cliënten verschillend kunnen reageren op producten met veel fermenteerbare koolhydraten, zoals:

• ui;
• knoflook;
• peulvruchten;
• sommige vezelrijke producten.

Wat kan hiervan het gevolg zijn?

Gevolg bij sommige mensen:

opgeblazen gevoel;

winderigheid;

rommelende buik.

Scheikundige koppeling

Koolhydraten bestaan uit suikereenheden die verbonden zijn met glycosidische bindingen.

Tijdens de vertering:

• enzymen verbreken glycosidische bindingen;
• grote moleculen worden kleiner;
• uiteindelijk ontstaan monosachariden;
• monosachariden kunnen worden opgenomen in het bloed.

Groter molecuul:

 → meer glycosidische bindingen

 → meer afbraak nodig

 → vaak langzamere opname

De studenten moeten de volgende redenering kunnen maken:

chemische structuur → vertering → opname → bloedsuikerspiegel

Maak het niet te abstract. Gebruik glucose en zetmeel als contrast:

• Glucose is al één suikereenheid.
• Zetmeel is een lange keten van glucose-eenheden.
• Zetmeel moet eerst enzymatisch worden afgebroken.
• Daarom komt glucose uit zetmeel meestal geleidelijker vrij dan losse glucose.

“Het lichaam neemt niet de hele koolhydraatketen op. Het knipt eerst de bindingen los, zodat losse monosachariden ontstaan.”

Lesplanning

• Klassikale uitleg: Vertering en opname.
• Reis van een koolhydraat.
• Klassikale uitleg: GI en energieafgifte.
• Rangschik de bloedsuikerpiek.
• Aan de slag! - Verwerkingsopdracht.
• Quiz-time.

Reis van een koolhydraat

Jullie gaan de reis van een koolhydraat in kaart brengen met behulp van een stroomdiagram. 

Opdracht: Maak een stroomdiagram.

Gebruik hierbij de volgende vragen:

1. Waar komt dit koolhydraat het lichaam binnen?
2. Moet het worden afgebroken?
3. Welke enzymen spelen een rol?
4. Waar wordt het opgenomen?
5. Wat gebeurt er daarna?

Iedere groep/student krijgt één koolhydraat:

• glucose
• lactose
• FOS
• zetmeel

Opdracht: Maak een stroomdiagram:

1. Waar komt dit koolhydraat het lichaam binnen?
2. Moet het worden afgebroken?
3. Welke enzymen spelen een rol?
4. Waar wordt het opgenomen?
5. Wat gebeurt er daarna?

Laat groepen/studenten hun schema vergelijken.

Lesplanning

• Klassikale uitleg: Vertering en opname.
• Reis van een koolhydraat.
• Klassikale uitleg: GI en energieafgifte.
• Rangschik de bloedsuikerpiek.
• Aan de slag! - Verwerkingsopdracht.
• Quiz-time.

"Een banaan, frisdrank en volkorenbrood bevatten allemaal koolhydraten, maar hebben niet hetzelfde effect op de bloedsuikerspiegel."
Waarom?

Eens

Oneens

Hoe kan dat volgens jou?

Laat studenten eerst zelf nadenken.

Vertel vervolgens:

Niet alleen de hoeveelheid koolhydraten bepaalt het effect op de bloedsuikerspiegel. Ook de structuur van het koolhydraat én de structuur van het voedingsmiddel spelen een rol.

Introduceer vervolgens de term:

Glycemische Index (GI)

Glycemische index

De GI geeft aan hoe snel koolhydraten uit een voedingsmiddel de bloedsuikerspiegel laten stijgen ten opzichte van pure glucose.

Hoge GI: snelle stijging

Lage GI: geleidelijke stijging

Benadruk:

• GI zegt iets over de snelheid
• GI zegt niet direct iets over de hoeveelheid koolhydraten

Voorbeeld:

Een product kan veel koolhydraten bevatten en toch een relatief lage GI hebben.

Wat zou sneller in je bloed komen: een glas frisdrank of een portie linzen?
Waarom?

Een glas frisdrank

Een portie linzen

Frisdrank.

Omdat de koolhydraten gemakkelijker beschikbaar zijn.

Hoge GI versus lage GI

Hoge GI

• snelle stijging
• hoge piek
• snelle daling

Voorbeelden:

• glucose
• suiker
• frisdrank
• witbrood

Glucose komt snel beschikbaar.

Daardoor:

• snelle energie;
• sterke stijging bloedsuiker;
• vaak ook weer sneller daling.

Lage GI

• geleidelijke stijging
• lagere piek
• langzamere daling

Voorbeelden:

• peulvruchten
• volkoren granen
• zilvervliesrijst

Glucose komt geleidelijk vrij.

Daardoor:

• stabielere bloedsuikerspiegel;
• energie gedurende langere tijd beschikbaar.

Welke grafiek zou beter passen bij iemand die de komende drie uur moet studeren?

Lage GI.

Geleidelijk energie beschikbaar, geen energie dip.

Waar wordt GI door beïnvloedt?

• Type koolhydraat
• Chemische structuur
• Vezels
• Productstructuur (foodmatrix)
• Bewerking en bereiding

Structuur bepaalt snelheid

Monosacharide

↓

1 suikereenheid

↓

geen afbraak nodig

↓

directe opname

↓

snelle stijging bloedsuiker

Voorbeeld: Glucose

Veel studenten denken:

suiker = hoge GI

zetmeel = lage GI

Dat is te eenvoudig.

Voorbeeld:

witbrood bestaat vooral uit zetmeel

maar heeft toch een relatief hoge GI

Waarom?

Omdat verwerking en structuur ook invloed hebben.

Hier introduceer je alvast de foodmatrix die later uitgebreider terugkomt.

Structuur bepaalt snelheid

Herhaal dat glucose al klein genoeg is.

Het lichaam hoeft niets meer te knippen.

Daardoor komt glucose snel beschikbaar voor cellen.

Zetmeel

• Zetmeel bestaat uit amylose en amylopectine.
• Allebei opgebouwd uit glucose.

MAAR:

• De structuur verschilt.
• De snelheid van vertering verschilt.
• De energieafgifte verschilt.

Benadruk:

beide bestaan uit glucose;

toch gedragen ze zich verschillend.

Dat verschil komt door de molecuulstructuur.

Amylose: Langzamere energie

Rechte ketens

↓

minder toegankelijk voor enzymen

↓

langzamere afbraak

↓

geleidelijke opname

↓

langdurige energieafgifte

Voorbeelden

Peulvruchten.

Volkoren granen.

Zilvervliesrijst.

Gebruik een vergelijking:

Stel dat je één lang touw moet doorknippen. Dat kost tijd.

Bij amylose kunnen enzymen minder gemakkelijk op meerdere plekken tegelijk werken.

Daardoor verloopt de afbraak vaak langzamer.

Amylopectine: snellere energie

Vertakte ketens, waardoor meer uiteinden

↓

meer aangrijpingspunten voor enzymen

↓

snellere afbraak

↓

snellere opname

↓

snellere stijging bloedsuiker

Voorbeelden

Witte rijst.

Kleefrijst.

Aardappelpuree.

Witbrood.

Stel dat meerdere mensen tegelijk takken van een boom mogen afzagen.

Dat gaat sneller dan één lang rechte stam afzagen.

Foodmatrix: waarom hetzelfde koolhydraat toch anders werkt

De manier waarop voedingsstoffen zijn ingebed in een voedingsmiddel.

De foodmatrix wordt beïnvloed door:

• de structuur van het voedingsmiddel;
• de aanwezigheid van vezels;
• de aanwezigheid van eiwitten;
• de aanwezigheid van vetten;
• de mate van verwerking;
• de bereiding van het product.

Voorbeelden

• Hele appel
• Appelmoes
• Appelsap

Hetzelfde koolhydraat kan in verschillende voedingsmiddelen een ander effect hebben op de bloedsuikerspiegel.

Hetzelfde koolhydraat kan in verschillende voedingsmiddelen een ander effect hebben op de bloedsuikerspiegel.

Voorbeelden

• Hele appel
• Appelmoes
• Appelsap

Alle drie bevatten vergelijkbare koolhydraten, maar hebben niet hetzelfde effect op de bloedsuikerspiegel.

Casus:
Twee studenten eten voor een tentamen:
Student A: frisdrank en witbrood
Student B: volkorenbrood en hummus

Wie heeft waarschijnlijk langer een stabiele energievoorziening? En waarom?

Student B.

meer complexe koolhydraten;

meer amylose;

meer vezels;

lagere GI;

langzamere opname van glucose;

langdurigere energieafgifte.

Lesplanning

• Klassikale uitleg: Vertering en opname.
• Reis van een koolhydraat.
• Klassikale uitleg: GI en energieafgifte.
• Rangschik de bloedsuikerpiek.
• Aan de slag! - Verwerkingsopdracht.
• Quiz-time.

Rangschik de bloedsuikerpiek

Je krijgt kaartjes met producten. 

Opdracht: Zet de producten op volgorde van snelste stijging bloedsuiker → langzaamste stijging bloedsuiker

Geef bij elk product aan:

• mono/di/oligo/poly;
• GI;
• invloed van foodmatrix;
• invloed van verwerking.

Geef groepjes kaartjes met:

• glucose
• appel
• appelsap
• witbrood
• volkorenbrood
• aardappelpuree
• afgekoelde pasta
• linzen
• frisdrank
• zilvervliesrijst

Opdracht

Zet de producten op volgorde van:

snelste stijging bloedsuiker → langzaamste stijging bloedsuiker

Verplicht argumenteren

Bij elk product moeten studenten aangeven:

• mono/di/oligo/poly;
• GI;
• invloed van foodmatrix;
• invloed van verwerking.

Lesplanning

• Klassikale uitleg: Vertering en opname.
• Reis van een koolhydraat.
• Klassikale uitleg: GI en energieafgifte.
• Rangschik de bloedsuikerpiek.
• Aan de slag! - Verwerkingsopdracht.
• Quiz-time.

Aan de slag! - Verwerkingsopdracht.

Maak les 2 - lesopdracht.

Lesplanning

• Klassikale uitleg: Vertering en opname.
• Reis van een koolhydraat.
• Klassikale uitleg: GI en energieafgifte.
• Rangschik de bloedsuikerpiek.
• Aan de slag! - Verwerkingsopdracht.
• Quiz-time.

Waarom wordt glucose sneller opgenomen dan zetmeel?

Glucose → geen afbraak nodig → directe opname → snelle stijging van de bloedsuikerspiegel.

Zetmeel → eerst afbreken tot glucose → opname pas daarna mogelijk → langzamere stijging van de bloedsuikerspiegel.

Wat betekent GI?

GI staat voor Glycemische Index.

De glycemische index geeft aan hoe snel koolhydraten uit een voedingsmiddel de bloedsuikerspiegel laten stijgen ten opzichte van pure glucose.

Hoge GI → snelle stijging van de bloedsuikerspiegel.

Lage GI → langzamere, geleidelijke stijging van de bloedsuikerspiegel.

Voorbeeld:

Coca-Cola → hoge GI

Volkorenbrood → lagere GI

Kikkererwten → lage GI

Noem één voorbeeld waarbij de foodmatrix invloed heeft op de bloedsuikerspiegel.

De foodmatrix van een hele appel vertraagt de opname van suikers, terwijl appelsap door de afgebroken structuur sneller wordt opgenomen en daardoor de bloedsuikerspiegel sneller laat stijgen.

Wat heeft je deze les
het meest verrast?

Over welke informatie waren de studenten het meest verrast? Wat hadden ze niet verwacht of anders ingeschat? 

Leerdoelen

Jij:

- kunt uitleggen hoe koolhydraten worden verteerd en opgenomen;

- kunt uitleggen wat het effect is van verschillende koolhydraten op de bloedsuikerspiegel;

- kunt de relatie leggen tussen chemische structuur en energieafgifte.