Научно-исследовательская работа "Определение содержания крахмала в картофеле по его плотности"

Тема: «Исследование содержания крахмала в клубнях картофеля в зависимости от его плотности».

Аннотация к работе на тему: «Исследование содержания крахмала в клубнях картофеля в зависимости от его плотности» учеников 7 класса МКОУ «Толпинская СОШ» Научный руководитель: Сидаш Светлана Андреевна - учитель физики

Гипотеза: Мы предполагаем, что с помощью простого лабораторного оборудования можно узнать содержания крахмала в клубнях картофеля в зависимости от его плотности.

Цель данного исследования: выяснение уровня содержания крахмала в клубнях картофеля в зависимости от его плотности.

Задачи исследования:

1. Изучить способ определения содержания крахмала в клубнях картофеля через его плотность в домашних условиях.

2. Подобрать простое оборудование в физической лаборатории школы и найти сырье для проведения исследования (клубни картофеля разных сортов).

3. Получить знания о содержании крахмала в исследуемых сортах картофеля.

5. Изучить влияние повышенного содержания крахмала на организм человека.

6. Проанализировать полученные результаты.

Актуальность исследования такова: Исследование содержания крахмала в клубнях картофеля в зависимости от его плотности было предложено учителем в качестве домашнего задания после изучения темы «Плотность вещества». Хотелось попробовать себя в роли физика-исследователя. Большое впечатление на нас произвела экскурсия по физике в местный СПК «Ленинский призыв», которую мы совершили с нашими восьмиклассниками 29 ноября 2016 года. Во время экскурсии мы приобрели материал для своей исследовательской работы - клубни четырех сортов картофеля выращиваемых в местном хозяйстве. Здесь же на экскурсии, предполагая, что потребительский спрос как-то связан с содержанием крахмала в картофеле, выяснили у главного агронома колхоза, какой сорт картофеля наиболее популярен у потребителей. Кроме того, в повседневной жизни картофель – основной продукт для сельских жителей. Все это побудило нас к исследованию содержания крахмала в клубнях картофеля в зависимости от его плотности.

Методы исследования:

Обзор литературы;

Наблюдение;

Практический;

Исследовательский;

Объект исследования: клубни картофеля

Предмет исследования: крахмал в клубнях картофеля

Практическое значение исследования состоит в том, что оно может быть использовано для составления памятки людям по выбору сорта картофеля с разным содержанием крахмала для повседневной жизни.

Содержание

Введение……………………………………………………… 3стр.

1. Основная часть

1.1.Сведения о картофеле и о содержании в нем крахмала……… 4 – 8стр.

2. Практическая часть...........................................................................8 -14 стр.

2.1. Описание исследования……………........…………….……… 8 - 11 стр.

2.2. Составление памятки…………………………………………. 12-14 стр.

Заключение………………………………………………………………14 стр.

Литература…………………………………………………………..15 -16 стр.

Введение

Мы живем в сельской местности, наши семьи ухаживают за огородами, где основной овощ – картофель. Ни один раз мы видели, что при варке один сорт картофеля разваривается лучше, становится рассыпчатой, а другой сорт, сколько времени не вари, не становится рассыпчатым. Задавая родителям по этому поводу вопрос, получили ответ: «Более крахмалистая картошка, будет всегда рассыпчатая и вкусная». Изучая на уроке физики тему «Плотность вещества» узнали, что содержание крахмала в картофеле связано с его плотностью. Все это побудило нас выбрать данную тему для исследования.

1. Основная часть.

[9]

В Россию картофель попал через прибалтийский порт, непосредственно из Пруссии примерно в 1757-1761 годах. Первый официальный ввоз картофеля связан с заграничным путешествием Петра I. Он отправил из Роттердама мешок картошки для Шереметьева и приказал разбрасывать картофелины по различным областям России. К сожалению, эта попытка не увенчалась успехом. [3] Екатерина II также пропагандировала новую для россиян культуру и даже завела плантацию в Аптекарском огороде, но простые крестьяне всячески противились насаждаемому сверху растению. Вплоть до 40-х годов XIX века по стране гремели картофельные бунты, причина которых оказалась проста. Земледельцы, выращивавшие картошку, урожай оставляли храниться на свету. В результате клубни зеленели и становились непригодными в пищу. Работа всего сезона шла насмарку, а у крестьян зрело недовольство. Правительством была принята серьезная компания по разъяснению агротехники и потребления картофеля. В России же с развитием промышленности картофель быстро стал поистине «вторым хлебом». Клубни шли не только на собственное потребление и корм скоту, из них производился спирт, патока, крахмал. (8)

[7]

Прежде чем провести практическое исследование, мы узнали, что содержание крахмала в картофеле, интересовало людей всегда. Захотелось, узнать значение крахмала для человека, поэтому мы обратились, к теории данного вопроса. Для этого нами были использованы ресурсы Интернета и книги.

Из интернета мы узнали, кто-то полагает, что это крахмал часть правильного и полезного рациона, а кто-то просто уверен в том, что именно крахмал принимает участие в процессах набора веса. При этом люди употребляют очень многие продукты, в которых содержится крахмал, даже не задумываясь об этом.

Характеристики крахмала

Данное вещество представляет собой белый порошок с характерным скрипом при растирании. Это обусловлено кристаллической формой частиц крахмала.

Существует несколько разновидностей данного продукта, которые применяются в кулинарии, а также в производственной сфере. Одной из его разновидностей является картофельный крахмал. Который производится из картофеля, часто применяется для варки киселей, при тепловой обработке образует прозрачный клейстер.

Значение крахмала для организма

Важно отметить, что крахмал – это полисахарид или сложный углевод.   Несмотря на весьма малую популярность, на данный продукт стоит обратить свое внимание, так как он играет немалую роль в правильном функционировании систем человеческого организма.

Крахмал является источником физической энергии – расщепляясь в кишечнике, он превращается в глюкозу, которая быстро распространяется по организму вместе с кровяным потоком. Из-за кристаллической формы крахмал сложно переваривается пищевыми ферментами, что увеличивает энергетические затраты при переработке поступающей пищи.

Важной функцией данного продукта является его участие в нормализации уровня глюкозы в крови, что особенно важно для людей страдающих диабетом, а также после гипергликемического приступа. Большое значение крахмал имеет в вопросе сохранения и укрепления иммунитета ЖКТ, его энергии, важной для правильной работы. Усвоение многих продуктов практически невозможно без участия крахмала.

Негативные значения у данного продукта также имеются. Так, при расщеплении поступающего в организм рафинированного крахмала, может резко подскочить уровень инсулина, что в свою очередь может привести, как к кратковременным, так и к долгосрочным сбоям в работе организма. В частности, можно отметить ухудшение зрения, гормональные сбои, развитие патологий глаза и атеросклероза. [1]

Картофель является вторым по содержанию крахмала после зерновых культур. Его минеральный и витаминный состав делает этот продукт для человека ценным:

• Витамин РР. Несмотря на то, что это единственный витамин в составе крахмала, нельзя недооценивать его влияние на организм: он незаменимый участник всех восстановительных и окислительных процессов, преобразует жиры и сахара в энергию, снижает объем холестерина, стимулирует работу многих органов, регулирует процесс образования эритроцитов, поддерживает уровень гормонов, действует как успокоительное средство для нервной системы.

• Натрий поддерживает давление и баланс воды в организме, участвует в транспортировке углекислого газа, аминокислот, участвует в обмене белков и активирует деятельность ферментов.

• Калий регулирует водно-солевой баланс, белкового и углеводный обмен, важен для синтеза белков, влияет на работу печени, почек, кишечника, сердца.

• Кальций необходим для работы сердца, он координирует все внутриклеточные процессы, действует на свертываемость крови и состояние костной системы, зубов.

• Фосфор оказывает влияние на рост и восстановление организма, нормализует все энергетические обмены и кислотно-щелочной баланс, улучшает процесс обмена веществ, влияет на деление клеток, синтез ферментов.

Объединяя свойства каждого из этих компонентов, можно сделать вывод, что польза крахмала для организма состоит в том, что:

• способствует выводу из организма лишней воды;

• помогает бороться человеку с воспалениями;

• препятствуют росту и распространению злокачественных клеток;

• должен присутствовать в рационе больных диабетом, поскольку он понижает интенсивность, скорость поглощение организмом сахаров, тем самым понижая их концентрацию;

• является энергетической «подпиткой» и может обеспечить человека суточной нормой углеводов;

• укрепляет иммунитет;[2]

Из выше сказанного ясно, что содержание крахмала в различных сортах картофеля интересно многим его потребителям.

2. Практическая часть:

На сайте http://chem21.info/info/1861923/мы нашли рекомендации по определению содержания крахмала в картофеле по его плотности и таблицы «Определение содержания крахмала в клубнях картофеля по плотности».

[4]

Следуя рекомендациям, мы построили план своей работы по этапам.

1 этап – Посещение картофелехранилища нашего базового хозяйства СПК «Ленинский призыв» для приобретения исследуемого материала и выяснения сорта картофеля наиболее популярного у покупателей;

2 этап – измерение массы, объема клубней картофеля, расчет по ним плотности картофеля, а по плотности определение содержания крахмала в клубнях;

3 этап – создание памятки для любителей картофеля о пользе и вреде крахмала в картофеле.

1 этап.

Посетив 29 ноября картофелехранилища нашего базового хозяйства СПК «Ленинский призыв» мы приобрели исследуемый материала - картофель таких сортов как, «Ред - Скарлет», «Коломбо», «Эль мундо» и «Гала».

Получили ответ у главного агронома СПК на интересующий нас вопрос, о сорте картофеля, который имеет наибольший спрос у покупателей. Ответ был неожиданным – все четыре сорта одинаково востребованы на рынке товаров. Хотя мы предполагали, что разное содержание крахмала влияет на спрос картофеля.

2 этап.

Для выполнения работы мы взяли следующее оборудование:

• Весы с разновесами

• Сосуд с отливом

• Мензурку

• Клубни картофеля разных сортов 1) «Ред - Скарлет», 2) «Коломбо» 3) «Эль мундо» 4) «Гала»

Ход эксперимента

1. Подготовили клубни картофеля следующих сортов: «Ред - Скарлет», «Коломба», «Эль мундо», «Гала». Для работы все четыре сорта пронумеровали и подписали под каждым клубнем название сорта.

2. Определили массу клубней картофеля:

Для этого исследуемые клубни картофеля взвесили на лабораторных весах.

3. С помощью широкого сосуда с отливом и мензурки определили объём клубней:

Для определения объёма клубни опустили в отливной сосуд с водой, объем вытесненной жидкости есть объем клубня.

4. Измеренные величины занесли в таблицу.

5. Для вычисления плотности использовали формулу ρ = m\V

1. ρ = 121,22 \ 110 ≈ 1,102 г/см³

2. ρ = 116,92 \ 102 ≈ 1,146 г/см³

3. ρ = 107,2 \ 102 ≈ 1,051 г/см³

4. ρ = 115,12\ 112 ≈ 1,028 г/см³

6. Сравнили полученные значения плотности и табличные, нашли содержание крахмала в картофеле.

7. Измеренные величины и вычисленные значения занесли в таблицу.

3 этап.

В работе мы получили у всех сортов разное содержание крахмала. На основе полученных значений, сделали вывод: «Самое высокое содержание крахмала у сорта «Коломба» - 28%, самое низкое содержание крахмала у сорта «Гала» - меньше 7%. Все исследуемые сорта при реализации пользуются одинаковым спросом». Для любителей картофеля мы сделали памятку о пользе и вреде картофельного крахмала.

Картофель полезен, картофель любим!

Его мы так часто, охотно едим!

Но не для всех он полезен и невредим!

А чтобы во всем разобраться самим,

Читаем памятку «Болезни предупредим!»

[6][10]

[5] Польза

• Способствует снижению уровня холестерина в печени, а также в крови.

• Люди с больными почками, оценят способность этого продукта к выведению излишков воды из тела.

• Как ни странно, но крахмал полезен диабетикам. Он снижает интенсивность, а также скорость всасывания сахара в кровь человека после приемов пищи, тем самым он берет на себя роль регулировщика уровня сахара в крови.

• Это вещество особенно богато калием.

• Крахмал обволакивает стенки желудка и способствует понижению кислотности, что снижает риск появления язв.

• Неочищенные углеводы, которых так много в крахмальном порошке, оказывают организму помощь в борьбе с воспалительными процессами.

Если крахмал для вас полезен: «Выбирайте картошку с повышенным содержанием крахмала, такие как «Коломба» и «Ред- Скарлет».

[12][12]

сорт «Коломба» сорт «Ред - Скарлет»

[11]

Вред

Вред от этого вещества в первую очередь проявляется в виде лишних килограммов, так как его калорийность чрезвычайно высока. При этом этот вред проявляется при потреблении крахмала как в природном виде (в составе продуктов), так и в уже обработанном порошке.

Кстати, если говорить именно о крахмальном порошке, то его вред далеко не ограничивается лишний весом. Это вещество способно повышать уровень инсулина в организме, что ведет к проблемам со зрением, сосудами и балансом гормонов.

Также частое потребление этого продукта может взывать расстройства ЖКТ и метеоризм.

Стоит отметить, что большое количество картофельного крахмала может привести к появлению аллергии.

Не поэтому ли на некоторых видах майонеза с недавних пор стали писать «Не содержит крахмала».

Если крахмал для вас вреден: «Выбирайте картошку с малым содержанием крахмала, такие как «Гала» и «Эль мундо».

[12]

сорт «Гала» сорт «Эль мундо»

Заключение

При выполнении этой работы мы выяснили, что различные сорта картофеля имеют разное содержание крахмала. Убедились на опыте, о возможности узнать содержание крахмала, в картофеле применяя знания физики 7 класса, а именно произведя расчет плотности картофеля по формуле ρ = m\V. Таким образом, мы достигли цели своего исследования, выяснили уровень содержания крахмала в клубнях картофеля в зависимости от его плотности. Для людей неравнодушных к вопросу: «Какой сорт картофеля содержит много крахмала, а какой мало?» сделали памятку «Болезни предупредим».

Список литературы:

Интернет ресурсы:

1. http://женские-посиделки.рф/index.php?

2. http://zhenskoe-mnenie.ru/themes/diets/krakhmal-sostav-kaloriinost-sfery-primeneniia-polzu-ili-vred-prinosit-krakhmal-kak-on-vliiaet-na-detskii-organizm/

3. http://umsad.ru/kartofel/история-картофеля-как-появился-картофель-в-россии

4. http://chem21.info/info/1861923/

5. http://kidschemistry.ru/polza-i-vred-kartofelnogo-kraxmala-dlya-zdorovya.html

6. http://womanadvice.ru/krahmal-polza-i-vred-dlya-organizma (фото картошки с крахмалом)

7. https://yandex.ru/images/search?text=Петр%201%20и%20картофель&lr=8 (слайд Петр 1)

8. http://www.glav-dacha.ru/istorija-kartofelja/

9.https://yandex.ru/images/search?img_url=https%3A%2F%2Fwww.bloghuts.com%2Fupload%2Fwallpaper%2FNature%2FFields%2F1415022392-1920_1200-image.jpg&text=фото%20картоф%20поля&noreask=1&pos=11&lr=8&rpt=simage (фото картофельного поля)

10.https://yandex.ru/images/search?p=3&text=памятка%20о%20пользе%20и%20вреде%20картофельного%20крахмала&img_url=http%3A%2F%2Fwww.kaktrostinka.ru%2Fimages%2Fcontent%2Fosg22.jpg&pos=118&rpt=simage&lr=8фото картофеля с таблицей

11. http://i.ytimg.com/vi/vQkTmkgw_W4/mqdefault.jpg (фото коварный крахмал)

12.https://yandex.ru/images/search?p=3&text=фото%20%20картофеля%20сортов&img_url=https%3A%2F%2Fimages.sciencedaily.com%2F2011%2F07%2F110710132819_1_900x600.jpg&pos=90&rpt=simage&lr=8 (фото разных сортов картофеля)