攪碎食物,啟動澱粉消化
模擬牙齒咀嚼並加入澱粉酶;以碘液與本氏液比較澱粉和還原糖的變化。澱粉酶主要產生麥芽糖等還原糖,而非直接變成大量葡萄糖。
一口飯菜進入身體後,究竟發生了什麼?孩子將用燒杯、試管與安全模型搭建一條迷你消化生產線,親手模擬咀嚼、蠕動、酵素分解、脂肪乳化與水分吸收,讓消化器官不再只是課本上的一串名詞。
把器官功能變成可操作、可觀察、可檢驗的證據鏈
孩子會把米飯、肉類、油脂與蔬菜組成一份模擬食物,從口腔開始逐站處理。透過碘液與本氏液比較澱粉減少、還原糖增加的證據,再觀察酸性環境與胃蛋白酶如何使蛋白質變成較小的胜肽。
小腸站會先以獨立模型呈現膽汁乳化,再以教學用脂肪酶模擬胰液中脂肪酶的作用。孩子會區分「油滴被分散」與「脂肪分子被水解」兩種不同現象;最後再以半透膜模型觀察水分移動,完成一份不含腸道微生物、因此不會發臭的模擬消化殘渣。
每一站都有作用物質、環境條件、操作模型與檢驗證據,幫助孩子把器官、酵素和養分真正連起來。
模擬牙齒咀嚼並加入澱粉酶;以碘液與本氏液比較澱粉和還原糖的變化。澱粉酶主要產生麥芽糖等還原糖,而非直接變成大量葡萄糖。
在教師控制的低濃度、密閉安全模型中加入胃蛋白酶,擠壓柔軟容器模擬蠕動,並以對照組判斷酸與酵素各自的作用。
先比較有、無乳化劑時的油滴大小與分層速度,再加入教學用脂肪酶模擬胰液作用;觀察脂肪酸生成造成的 pH 下降,建立真正的脂肪消化證據。
使用半透膜呈現水分與小分子可穿越屏障的概念;這是簡化模型,不等同真實大腸細胞的主動運輸機制。
兩個實驗分開進行,避免把「油滴變小」誤認成「脂肪已被消化」。
比較「油+水」與「油+水+乳化劑」兩組,觀察油滴大小和重新分層的速度。蘇丹Ⅲ可選擇性將脂肪染成橘紅色,讓分散的小油滴更容易辨識;兩組仍呈脂肪陽性,正好說明乳化只是物理分散,並沒有切斷脂肪分子。
蘇丹Ⅲ只用於顯示脂肪位置,不作為脂肪酶水解的判定依據。將全脂牛奶、碳酸鈉與酚酞調成粉紅色,維持接近體溫後加入教學用脂肪酶。脂肪被水解成脂肪酸和甘油,脂肪酸使 pH 下降,溶液由粉紅轉為無色;無脂肪酶對照則應維持粉紅。
也可用 pH 探針記錄下降曲線,取得更連續、可量化的證據。進一步比較「脂肪酶」與「脂肪酶+乳化劑」兩組的褪色時間。乳化後油滴總表面積增加,脂肪酶更容易接觸受質,因此 pH 通常下降得更快。
所有試劑均由老師配製與分裝,操作時配戴護目鏡,實驗材料不得食用。不是。膽汁不會切斷脂肪分子的化學鍵,而是把大油滴乳化成許多小油滴,增加胰液脂肪酶能接觸的表面積。真正切斷脂肪、生成脂肪酸與甘油的是脂肪酶;孩子會用油滴外觀與 pH 變化,分別找出兩個步驟的證據。
酸性液體、酵素、乳化劑與染劑皆由老師配製、分裝並控制濃度;需要密閉或隔離的步驟使用獨立容器操作。使用蘇丹Ⅲ或酚酞時配戴護目鏡與手套、遠離火源,所有實驗材料均不入口。課程重點是理解機制與證據,而不是追求危險的「完全仿真」。