Рекомендации по использованию научно-исследовательского метода в обучении учащихся профессии «Рабочий зеленого хозяйства»

Рекомендации по использованию научно-исследовательского метода в обучении учащихся профессии «Рабочий зеленого хозяйства»

Л.Н.Ветчинкина,

кандидат биологических наук,

преподаватель профессии «Рабочий зеленого хозяйства»,

руководитель объединения по интересам «Исследователь»

Учебно-исследовательская деятельность учащихся – форма организации учебно-воспитательной работы, способствующая учащимся решать творческую исследовательскую задачу с заранее неизвестным результатом в различных областях науки.

В общеобразовательной школе, следует привлекать учащихся заниматься исследовательской деятельностью начиная, с 6 класса и вести их, постепенно усложняя поставленные задачи и формируя экологическую культуру личности. В Центре технологического образования срок обучения учащихся в старших классах ограничен двумя годами. Объединение по интересам «Исследователь» имеет эколого-биологическую направленность, что предполагает занятия исследовательской деятельностью. Программа кружка составлена на основе курса экологии для поддержки практической части курса (Учебник «Экология» для общеобразовательных учебных заведений, авторы Е.А.Криксунов, В.В.Пасечник, 2001 год.).

Главная цель этой программы – воспитание экологической культуры личности в совокупности практического и духовного опыта взаимодействия человека с природой.

В программе кружка в качестве экологической ценности определена гармония человека и природы, в частности: жизнь как органическое целое, где все компоненты взаимосвязаны; природа рассматривается в гармонии и с сохранением ее регулятивных сил; взаимодействия человека и природы.

Исследовательская деятельность - особый тип мышления, с которым связано развитие наблюдательности, внимательности, аналитических навыков.

Сущность исследовательской технологии состоит в организации внеурочной поисково-творческой, научно-исследовательской деятельности, в интеграции (внутрипредметной, межпредметной), поступательном усложнении содержания процесса познавательной деятельности, сотрудничестве всех членов образовательного процесса.

Наш опыт показал, что в составе исследовательской технологии ведущими являются исследовательский, эвристический, индуктивный и дедуктивный методы обучения.

Программа кружка включает теоретические знания, практические, опытную и исследовательскую работу, экскурсии и наблюдения в природе, активную работу с дополнительной литературой, самостоятельное осмысление экологических проблем, природоохранную деятельность. Исследовательская деятельность является одной из наиболее эффективных форм по закреплению изученных тем по экологии. Темы исследований следует подбирать с учетом индивидуальных особенностей учащихся. Исследование организуется в индивидуальной и в коллективной формах. В течение первого года учащимися выполняется ряд коллективных работ с целью обучения экспериментальной работе и выполнению исследования.

В течение второго года обучения члены кружка работают над экологическими проектами по индивидуальным планам.

Индивидуальный план подготовки исследовательской работы состоит из нескольких этапов:

1этап – подготовка к исследованию:

1. Предварительный выбор темы и составление списка литературы по проблеме исследования.

2. Определения объекта и предмета исследования.

3. Выделение основных понятий темы.

4. Изучение литературы по теме исследования.

5. Формулировка гипотезы, цели и задач, выбор методов исследования.

2этап – подготовка и проведение исследования:

1. Подготовка диагностических материалов по теме исследования.

2. Проведение исследования по теме (опытная работа).

3. Анализ исследования, выводы по эксперименту.

3этап – оформление исследовательской работы:

1. Написание основной части работы и заключения:

а) определение композиции работы;

б) выбор стиля и языка описания исследования;

в) написание выводов;

г) составление заключения.

2. Составление списка литературы.

3. Составление списка иллюстраций.

4. Оформление работы.

4этап – апробация и защита работы:

1. Сдача работы руководителю для получения отзывов и рецензии

2. Подготовка текста для публичной защиты.

Важное место при подготовке учебного занятия отводится разработке гибкого плана, который включает: планирование разных форм организации учебной деятельности (индивидуальная и самостоятельная работа); выявление требований к оценке продуктивности работы с учеником; использование различных форм общения (монолог, диалог, полилог) с учетом конкретных целей занятия.

На учебном занятии кружка общение строится таким образом, чтобы ученик смог сам выбрать интересующую его тему и тем самым активизировать его творческий и научный потенциал. Педагог должен учесть не только познавательные, но и эмоционально-волевые способности учащегося.

Для работы кружка разработаны серии опытов, которые можно проводить в кабинете, где объектом исследований являются комнатные растения и быстро растущие сельскохозяйственные культуры. Тематика опытов различна:

1. Влияние внешних факторов на рост и развитие растений, водный режим, минеральное питание.

2. Фитонцидная активность комнатных растений и аллелопатические взаимодействия.

3. Влияние химического загрязнения почв на растения (тяжелые металлы).

4. Влияние засоления на рост и развитие растений.

Для проведения экспериментальной работы необходимы в достаточном количестве химическая посуда, реактивы, поэтому определенную часть исследований проводим на биолого-химическом факультете Белгородского научно-исследовательского университета, в лаборатории массового анализа Белгородского научно-исследовательского института Россельхозакадемии.

Одна из целей работы научного кружка подготовка ученика к успешному включению в широкий спектр общественных отношений после окончания школы. Учебно-исследовательская деятельность развивает интеллектуальные умения и коммуникативную культуру ученика, умение аргументировать, дискутировать, вести дебаты, ставить вопросы, решать проблемные ситуации. Занятия в научном кружке позволяют сделать участие каждого ученика значимым, стимулирует мотивацию участия большего количества ребят в исследовательской и экспериментальной работе.

В ходе изучения материала по программе кружка проводили мониторинг уровня развития экологической культуры учащихся. Учащиеся, обучающиеся на профессии «Рабочий зеленого хозяйства» и занимающиеся в кружке, при выполнении исследовательских проектов показали свои умения доказательно объяснять функции и изменения экосистем, проследить состояние окружающей среды и собрать информацию по проводимому исследованию, формулировать выводы, оформлять и комментировать графики, таблицы, схемы, хорошее знание методов мониторинга окружающей среды. Они владеют особенностями языка и стиля научно-исследовательской работы: подчеркнутую строгую логичность, точность, объективность изложения фактов, ясность, краткость.

По завершению определенной части работы проводятся «круглые столы», дискуссии, конференции, защиты проектов. Интересные проекты рекомендуются для участия в конференциях регионального и Всероссийского уровня.

Учащиеся объединения по интересам «Исследователь»– неоднократные участники и победители городских, областных, Всероссийских конкурсов исследовательских работ школьников: Всероссийский открытый конкурс «Первые шаги », Всероссийский детский экологический форум «Зеленая планета», Всероссийский конкурс «Юность, наука, культура», в рамках международной образовательной программы «Поколение 21» компании «Сименс» и ряд других.

Таким образом, в сфере дополнительного образования на основе индивидуального подхода, гибкостью программы кружка создаются условия для развития творческих способностей учащихся. Целенаправленная работа в кружке помогает ученикам в дальнейшем выборе профессии.

Для реализации программы используется следующая литература:

1. Бинас А.В. Биологический эксперимент в школе: книга для учителя. М.: Просвещение,1990

2. Гродзинский А.М. Аллелопатия в жизни растений и их сообществ. Киев, Наукова думка, 1965

3. 4Жилин Д.М. Школьная экспедиционная лаборатория для анализа природных вод. М:.Реахим, 2003.

4. Захлебный А.И. Экологическое образование во внеклассной работе: пособие для учителя. М.: Просвещение, 1984

5. Ихер Т.П. и др. Бентосные беспозвоночные малых протоков. Пособие по биоиндикации качества речных вод. М.: 2003

6. Криксунов Е.А. Пасечник В.В Экология. М.: Дрофа, 2001.

7. Колесников С.И. Экология. Ростов-на-Дону: Феникс, 2003

8. Кручинина Н.Е. и др. Химический анализ качества водных сред. М: 2003.

9. Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана бмосферы при химическом загрязнении: учебное пособие для спец. вузов. М.: Высшая школа,1998.

10. Ревель П., Ревель Ч. Среда нашего обитания: в 4-х книгах. Кн. Загрязнения воды и воздуха. М.: Мир, 1995

11. Федорова А.И. Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. М.: Владос, 2001.

Литература для учащихся:

1. Анакшина Е.Н. Биология. Кроссворды для школьников. Ярославль: Академия развития, 1997.

2. Ашихмина Н.М. Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие. М.: Агар, 2000 .

3. Бинас А.В., Маш Р.Д. Биологический эксперимент в школе. М.: Просвещение, 1990

4. Грешевников А.Н. Экологический букварь. М.: Экос-информ, 1995.

5. Мамедов Н.М., Суравегина И.Т. Экология: что должен знать и уметь школьник. М.: Школа-Пресс, 1997.

В результате работы объединения «Исследователь» учащиеся выполняют научно-исследовательские проекты. Например: (См. Приложение)

Приложение

Накопление ксантофиллов в плодах некоторых сортов перца Болгарского, выращенного в условиях г. Белгорода

Кизилова Ольга, Половнева Марина

Центр технологического образования и детского технического творчества,

11 класс, г. Белгород

ВВЕДЕНИЕ

Тема экологии очень популярна в наше время: защита животных, различных растений, которые подвержены массовому истреблению, вегетарианство, защита воздуха и воды от вредных выбросов и многие другие направления. И нам хочется еще раз обратить на это внимание, только не со стороны природы, а со стороны человека. Очень многие говорят об экологии города, но если подумать, что из себя представляет город без человека, без его "создателя"?! И чтобы в полном масштабе рассмотреть тему экологии следует не забывать и об экологии человека... Ведь здоровье человека – это, конечно же, здоровье всей нации! И каждому представителю этой нации должно быть небезразлично общее будущее. Поэтому мы решили заняться данным проектом. Но как же выбрать из тысячи направлений, интересное нам и главное — актуальное в наше время?

Взаимодействие человека с окружающим его миром происходит с помощью органов чувств. Всего их у человека пять: глаза (орган зрения), уши (орган слуха), нос (орган обоняния), кожа (орган осязания), язык (орган вкуса). И мы решили выбрать направление, посвященное именно зрению.

Желтое пятно в макулярной области сетчатки глаза человека было обнаружено в 1782 г. В 1945 г. Джордж Уолд установил, что пигменты желтого пятна являются каротиноидами. Хотя в живой природе существует около тысячи различных каротиноидов, в желтом пятне сетчатки приматов присутствуют только два – лютеин и зеаксантин, которые являются оксикаротиноидами и относятся к классу ксантофиллов. Пигменты желтого пятна обеспечивают оптическую светофильтрующую защиту зрительных клеток и пигментного эпителия от повреждающего действия синего света и одновременно являются высокоэффективными ингибиторами свободных радикалов. Желтое пятно как светофильтр, отсекающий синий свет, способствует улучшению качества оптического изображения на глазном дне и формирует цветоразличительную способность в сине-зеленой области спектра. У разных людей содержание макулярных пигментов в желтом пятне и его оптическая плотность (ОПМП) могут различаться почти в 10 раз. Эти индивидуальные различия связаны с полом, с общей пигментацией организма, с диетой и образом жизни. Согласно современным представлениям, именно каротиноиды желтого пятна обеспечивают длительный срок службы человеческого глаза и качество зрительной работы. Уровень содержания макулярных пигментов в глазу определяет индивидуальную предрасположенность к глазным заболеваниям, в частности, к таким наиболее опасным возрастным заболеваниям, как макулярная дегенерация и катаракта. В настоящее время разработаны простые методы прижизненного измерения ОПМП, которые позволили провести массовый скрининг различных групп населения и выявить индивидуальную предрасположенность к глазным заболеваниям (4)

При рождении человек получает необходимую дозу лютеина и зеаксантина. Но под воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды и разрушительного влияния синего света, количество лютеина и зеаксантина в течение всей жизни снижается. Для сохранения определенного баланса этих веществ мы нуждаемся в постоянном их поступлении в организм.

Лютеин содержится в: кукурузе, киви, яичном желтке, цуккини, тыкве, шпинате, красном винограде, сельдерее, горохе, зеленом перце, огурцах, зеленых бобах. Зеаксантин содержится в: оранжевом перце, яичном желтке, кукурузе, апельсинах, манго, красном винограде, (2). Очень важно с диетой обеспечить определенное соотношение лютеина к зеаксантину, которое составляет от 4 до 6 частей лютеина к 1 части зеаксантина. Кроме того, на основании многих проведенных исследований и анализа риска развития возрастных заболеваний глаз можно утверждать, что наиболее адекватно соотношение лютеина и зеаксантина 5:1 (1).

Считается, что лютеин и зеаксантин способствуют снижению риска возникновения возрастной дегенерации желтого пятна и защищают глаза, по крайней мере, двумя способами. Оба каротиноида поступают с пищей в кровяное русло и в конечном итоге накапливаются в глазной ткани (в области желтого тела). Следует отметить, что из всех каротиноидов только лютеин и зеаксантин накапливаются в глазной ткани. Если эти каротиноиды представлены в достаточном количестве, то они помогут свести к минимуму повреждение, нанесенное свободными радикалами и защитить глаза от вредного воздействия. В связи с тем, что глазная ткань постоянно подвергается мощному воздействию ультрафиолетовых лучей, достаточное потребление лютеина с пищей является залогом того, что она будет надежно защищена. Если лютеин поступает в организм только с пищей, то зеаксантин может вырабатываться в глазной ткани из лютеина (1). Таким образом, лютеин и зеаксантин можно назвать уникальными антиоксидантами, созданными природой для наших глаз.

Цель исследования: оценка уровня накопления каротиноидов в плодах сортов перца Болгарского.

Задачи исследования:

1. Изучение литературных источников по данной проблеме

2. Отбор согласно литературным данным наиболее перспективных сортов по содержанию каротиноидов в плодах перца Болгарского.

3. Выращивание рассады перца Болгарского

4. Высадка рассады на опытный участок, по выбранной схеме

5. Определение степени продуктивности и содержание каротиноидов.

Научная новизна работы.

В условиях Белгородской области впервые проведены исследования сортов перца болгарского по качественному и количественному анализу каротиноидов в плодах.

Материал и методы исследований.

Работа выполнена в период с 2009-2011 г.

Экспериментальная работа проводилась в кабинете «Цветоводство» Межшкольного учебного комбината г. Белгорода, а также в химической лаборатории биолого-химического факультета на кафедре общей химии Белгородского государственного университета.

Для наших исследований мы использовали перец красной, жёлтой и оранжевой окраски. (Capsicum annuum). Сорта: «Гурме», «Золотой юбилей», «Оранжевое чудо», «Этюд», «Оранжевый король», «Мираж», контролем служили бархатцы сорта «Балеро» (Tagetes patula), момордика (Momordika charantia) и красный баклажан (Solanum melougena).

Все опыты проводились в 3-х кратной повторности.

В работе использованы следующие методы исследования: биометрический; экстракция; высаливание; метод тонкослойной хроматографии, спектрофотометрия;.

Статическую обработку данных проводили с определением среднего арифметического стандартного отклонения и доверительного интервала.

Для обработки результатов использовали компьютерную программу Excel.

1. Литературный обзор

1.1. Каротиноиды и зрение

Изучение механизмов эволюции и адаптации зрения к световой среде обитания представляет не только фундаментальный и естественный интерес, но и является очень важным для понимания природы нормальных и патологических процессов в зрении человека. По существу, это традиционный для отечественной физиологии подход, связанный с именами Л.А. Орбели, Х.С. Коштоянца, А.Г. Гинецинского и ряда других выдающихся ученых.

А.И. Богословский, например, был одним из первых, кто осознал важность изучения проблемы повреждающего действия света на сетчатку глаза для экспериментальной и клинической офтальмологии.

Его мысль продолжил М.А. Островский, который считал, что естественный фотобиологический парадокс зрения состоит в том, что свет, являясь носителем зрительной информации, одновременно выступает как фактор риска для фоторецепторных клеток и пигментного эпителия. Одним из важных методов борьбы с фотоповреждением служит система антиоксидантной защиты сетчатки. В ходе эволюции в глазу сформировалась достаточно надежная система защиты от опасности фотоповреждения, основными компонентами которой являются каротиноиды. Среди всех каротиноидов только лютеин и зеаксантин обладают способностью проникать в ткани глаза и эффективно защищать наши глаза. Такая защита необходима для обеспечения дневного зрения, а тем более зрения в условиях слишком яркой или опасной по спектральному составу световой среды. (4)

Это послужило поводом для более глубокого изучения и проведения экспериментально-клинических исследований, направленных на определение роли каротиноидов в норме и патологии и изучение их влияния на функциональное состояние глаза и его структур.

Впервые выделенные Heinrich Wilhelm Ferdinand Wackenroder (1789–1854) еще в начале XIX века из желтой репы и моркови, каротиноиды, которые как оказалось, присутствуют в клетках и тканях у всех представителей живой природы. Они являются самыми распространенными пигментами в природе. При этом на сегодняшний день обнаружено свыше 1000 различных каротиноидов, и это количество не является предельным.

Каротиноиды – это фитохимические соединения растительного происхождения. Содержатся в определенных фруктах и овощах, придавая им красную, оранжевую и желтую окраски. Человек не может синтезировать каротиноиды de novo, их поступление зависит только от источников питания. (5) Усвоение каротиноидов, как и других липидов, происходит в дуоденальной области тонкого кишечника. Под влиянием желудочно-кишечной среды (например, кислотности желудочного сока), наличия специфических рецепторов и протеинов каротиноиды могут разрушаться окислителями, энзимами или метаболизировать, как например β-каротин в витамин А .(6)

С молоком матери человек получает необходимую дозу лютеина и зеаксантина. Но под воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды и разрушительного влияния ультрафиолетового излучения количество лютеина и зеаксантина в течение всей жизни снижается. Для сохранения определенного баланса этих веществ мы нуждаемся в постоянном их поступлении в организм.(6,7)

Связь между приемом лютеина и зеаксантина и риском возникновения катаракты была изучены в Японии и в США. Результатом исследования The Nurses’ Health Study было снижение количества операций по удалению катаракты на фоне усиленного приема лютеина и зеаксантина (6 мг/день). Другое исследование также подтвердило, что 6 мг лютеина и зеаксанина в день могут уменьшить риск развития катаракты у женщин . Данные исследования Health Professionals Follow–Up Study подтвердили уменьшение количества операций по поводу катаракты при усиленном приеме лютеина и зеаксантина (на этот раз – 6,9 мг/день). И, наконец, пятилетние наблюдения Beaver Dam Eye Study подтвердили вывод, что риск возникновения новых случаев катаракты ниже при приеме лютеина и зеаксантина в повышенных дозах, чем в пониженных.

Результаты исследований, проведенных в США течение 8 лет на 50000 женщин, также свидетельствуют о том, что у людей, потребляющих достаточное количество каротиноидов лютеина и зеаксантина, на 50% снижается вероятность развития катаракты.(8,11,12)

1.2. Происхождение, морфология и химический состав болгарских перцев

Родина перцев Центральная Америка. А вот «приручен» европейцами стручковый перец был в начале XVI века. Он полюбился огородникам Испании, Венгрии, Болгарии, Турции, оттуда проник в Афганистан, Иран и Среднюю Азию. В России первое упоминание о перце встречается тоже в весьма отдаленное время. Уже в «Травнике» 1616 г. о нем можно прочесть, как о знакомом растении. Но возделывать широко перец начали под Астраханью в первой половине XIX века. 98)

Род перец входит в подсемейство Solanoideae семейства Паслёновые (Solanaceae) порядка Паслёноцветные (Solanales).

Наиболее распространённый сортотип овощного перца – Болгарский (с крупным, толстым, коротким, почти 4-гранным плодом). Болгарский перец (Capsicum annuum) – является многолетним полукустарником, в культуре – однолетнее овощное растение. Имеет простые листья, длинно- или короткочерешковые, одиночные или собраны в розетку, от зелёных до оливково-чёрно-зелёных.

Цветки крупные, пазушные, одиночные или собранные в пучки; венчик белый или зеленоватый, иногда с жёлтым основанием, фиолетовыми включениями или фиолетовый.

Плоды – ложные пустотелые ягоды, многосемянные, красные, оранжевые, жёлтые или коричневые, разнообразной формы и величины (от 0,25 до 190 г). В стадии зрелости он бывает ярко-красным или жёлтым а также белым, но ему редко дают дозреть, так как собирают зелёным, когда он особенно хорош для консервирования.

Плоды содержат алкалоид (алкалоидоподобный амид) капсаицин (около 0,03 %), сахара (до 8,4 %), белки (до 1,5 %); витамины С (до 500 мг%), каротиноиды (до 14 мг%), P, B1, B2, эфирное (1,5 %) и жирное (в семенах до 10 %) масло, стероидные сапонины. (10)

2. Методики

2.1. Агротехника выращивания перца

Семена сладкого перца на рассаду высевали с конца февраля. Следует заметить, что перец очень требователен к теплу. (Минимальная температура прорастания семян – 10-12 градусов.) Мы поддерживали температуру – 18-25 градусов, более высокая температура угнетает растения. При таких условиях семена прорастали за неделю.

Перед посевом семена протравили в растворе марганцовки и подержали несколько часов в теплой воде для ускорения прорастания. Как только семена начинали проклевываться, их высаживали в почву. Выращивали перец без пикировки.

Для посадки семян использовали легкий торфяной почвогрунт, продающийся в магазинах, смешивая его с огородной землей примерно 1:1,. Рассадные стаканчики заполняли почвой и ставили в коробку вплотную друг к другу. Пролив почву теплой водой с добавлением марганцовки, раскладывали по 1-2 семечка и сверху присыпали землей слоем в 1 см. Тщательно накрыв коробку пленкой, помещали ее в теплое место (25-27 C) для прорастания семян. Обязательно следили, чтобы почва не пересохла. Ведь еще одной особенностью перца является влаголюбивость, поэтому было важно поддерживать почву влажной. Рыхление почвы после полива давало дополнительные плюсы в виде сохранения влаги и защиты корней от перегрева. Через 5-7 дней после появления всходов коробку переносили в светлое теплое место, но пленку не снимали. Когда рассада выровнялась, приоткрыли край пленки, чтобы не скапливался лишний конденсат, совсем сняли только спустя несколько дней. Для полива рассады использовали только теплую отстоявшуюся воду. После мы высаживали перцы на опытном участке Межшкольного Учебного комбината. Выращивали его в трехкратной повторности в мелкоделяночном опыте. Размер делянок – 100х600см рядами: 25 см между растениями и 60 см – между рядами. В течение вегетационного периода растения подкармливали комплексным минеральным удобрением «Кемира – Универсальная». А полив делянок в связи с засушливым летом проводили через день. Проводили рыхление междурядьев.

Плоды сладкого перца убирали не в технической зрелости (она наступает на 35-45 день после образования завязи на ней), зелеными, когда они достигают нормального размера. При этом семена плода еще находятся в молочной или восковой спелости, а собирали в полной физиологической спелости, когда они приобретали красную или оранжевую окраску. Все плоды собирали, срезая ножом или ножницами вместе с плодоножками.

2.2. Аналитический анализ каротиноидов

I. Экстракция каротиноидов

Экстракция – процесс выделения вещества растворителем из какого-либо объекта.(Фото 1,2,3,)

Навески в пределах 500-700 мг взвешивали на аналитических весах, перенесли в ступку и растирали пестиком с безводным сульфатом натрия, до достижения однородности. Потом в ступку добавили порцию растворителя 5-10 мл (ацетон) полученный экстракт отбирали шприцом и перенесли в колбу (на 25мл.). Далее в ступку добавили следующую порцию растворителя (растворитель добавляли до тех пор пока раствор в ступке не обесцветился). Полученный экстракт, находящийся в колбе, доводили до метки ацетоном. Количественное содержание каротиноидов определяли на спектофотометре (СФ-56). По максимуму поглощения пересчитывали содержание каротиноидов в пересчете на лютеин формуле:

Х - количество каротиноидов, мг/г;

А – оптическая плотность в max;

R - разбавления (=1) ;

Е (эпсилон) – коэффициент экстинкции(постоянная);

L – длина кюветы, см;

m_н – масса навески, г.

II. Метод «высаливание»

К полученному ацетоновому экстракту добавляли гексан и водный раствор хлорида натрия. При этом липофильные каротиноиды перешли в гексановый слой, который был отделен для нанесения на ТСХ-пластины. (Фото 4, 5, 6)

III. Метод тонкослойной хроматографии

На ТСХ-пластину провели стартовую линию карандашом, стараясь не нарушить слой сорбента на пластине, затем нанесли миикрошприцем исследуемые экстракты в двух параллелях. Пластины с нанесенными экстрактами поместили в хроматографическую камеру, содержащую подвижную фазу (ацетон + гексан). Пластину выдерживали в камере до поднятия подвижной фазы на 0,9 мм от высоты пластины. Далее мы извлекли ТСХ - пластину из хроматографической камеры, и проводили сравнение разделения каротиноидов перцев с контрольными культурами тагетесом и момордикой.(Фото 7,8)

3. Результаты исследований

Изучение количественного содержание каротиноидов в исследуемых сортах перца: Гурме, Золотой юбилей, Оранжевое чудо, Мираж и Этюд по максимуму поглощения показало, что максимум поглощения в одной области спектра 400 и 500 нм соответсвенно, говорит о содержании в образцах ксантофиллов. (Спектры 1,2,3)

На гистограмме 1 видно, что у красного баклажана, который мы использовали как контроль, количество каротиноидов больше, чем у изучаемых сортов перцев - 0,4мг/г, на втором месте по содержанию каротиноидов оранжевый перец - 0,3мг/г, затем желтый - 0,1мг/г, наименьшее содержание в красном перце – 0,05мг/г. Но красный баклажан – нераспространненый овощ в питании россиян, так как имеет тонкую сухую шкурку и несочную мякоть. Поэтому следует обратить внимание на содержание каротиноидов в оранжевом перце, где его количество существенно отличается от других перцев и что перцы оранжевой окраски содержат необходимые для здоровья глаз ксантофиллы. В то время как красивые перцы красного цвета могут украсить участок, стол, салат и быть источником антиоксидантов, но для глаз они бесполезны.

Методом тонкослойной хроматографии мы изучили качественное содержание каротиноидов. На ТСХ-пластины были нанесены следующие образцы экстрактов 1- тагетес «Балеро», 2- желтый перец «Золотой юбилей», 3- оранжевый перец «Оранжевое чудо», 4- красный перец «Мираж», 5-момордика. Для проведения качественного анализа в исследовании каротиноидов были предложены различные смеси растворителей: 2мл ацетона + 10 мл гексана; 1мл ацетона + 10 мл гексана; 0,2мл ацетона + 10 мл гексана. (Фото 9,10,11)

Различные смеси растворителей влияют на скорость поднятия экстрактов. Наиболее оптимальный вариант смеси растворителей это соотношение 1:10.

В выбранных нами сортах оранжевого перца содержатся β- каротин, лютеин и зеаксантин, в сортах желтого перца содержатся такие же вещества, но в меньшей концентрации, а в сортах красного перца содержатся только немного β-каротина, капсантин и капсорубин (точнее – их диэфиры).

4.Экономическое обоснование

Безусловно, уже создано немало приборов и методик по улучшению и возвращению зрения, но в городе все равно все чаще можно встретить людей в очках или просто плохо видящих людей. И самое главное, что это не только пожилые люди, но и взрослые, подростки и даже дети. Вы можете сказать, что многочисленные проблемы связаны с врожденными патологиями... Может быть это так было раньше, но сейчас большинство сами портят свое зрение. И причин этому огромнейшее количество... Поэтому очень важно сохранять свое зрение с ранних лет.

В настоящее время много ведется полемики в СМИ о различных биодобавках, их пользе и вреде, в том числе и для глаз: Черника форте, Фокус … Стоимость этих препаратов довольна значительная, более 100 рублей, такая стоимость доступна не для всех слоев населения, тем более что биодобавки следует принимать почти постоянно. В нашей Белгородской области, а также и в России многие жители имеют приусадебное хозяйство и свои 6 соток, на которых выращивают различные овощи, в том числе и Болгарский перец, который возможно и полезно употреблять в сыром виде. Поиск сортов, накапливающих ксантофиллы, необходимые для профилактики возрастной дегенерации макулы. Оранжевые сорта перцев снабдят организм каротинами в достаточном количестве и позволят сэкономить значительную сумму.

5.Выводы

1. Ксантофиллы Болгарского перца, которые являются природными пигментами из группы каротиноидов, выполняют роль антиоксидантов и имеют аппетитостимулирующую активность (содержат витамина С до 500мг%), что выявлено из изученной литературы.

2. Изучение количественного содержания каротиноидов в ряде сортов болгарского перца, адаптируемых для Белгородской области показало, что наибольшее количество содержится в оранжевых сортах перца, в частности «Оранжевый король».

3. Изучение качественного содержание каротиноидов показало, что наиболее оптимальный вариант смеси растворителей для тонкослойной хроматографии это соотношение 1:10. В выбранных нами сортах оранжевого перца содержатся β- каротин, лютеин и зеаксантин, в сортах желтого перца содержатся такие же вещества, но в меньшей концентрации, а в сортах красного перца содержатся только немного β-каротина, капсантин и капсорубин (точнее – их диэфиры). Потребление достаточного количество каротиноидов, таких как лютеин и зеаксантин, на 50% снижает вероятность развития катаракты.

4. Весьма важной, проявляющейся внешне, функцией каротиноидов является их способность обеспечивать яркую окраску плодов, которая может выполнять сигнальную функцию, нести информацию, такую, как настроение. Выращивая на своих приусадебных участках различные сорта болгарского перца, вы поднимите не только настроение, но и значительно снизите риск заболевания глаз, используя плоды в пищу.

Список литературы

1. «Клиническая фармакология антиоксидантов» // Оковитый С. В. // Клиническая фармакология. Избранные лекции.- М.:ГЭОТАР-Медиа, 2009.- 602 с

2. Дадали В.А., Тутельян В.А., Дадали Ю.В., Кравченко Л.В. Каротиноиды. Биодоступность, биотрансформация, антиоксидантные свойства вопросы питания. Том 79, №2, 2010, с. 4-18)

3. Halliwell B. 1999. Antioxidant defense mechanisms: from the beginning to the end (of the beginning). Free Radical Research 31:261-72.

4. Трофимова Н.Н., Зак П.П., Островский М.А. «Функциональная роль каротиноидов желтого пятна сетчатки»., 2003, том 17, № 3, с. 198-208

5. http://ru.wikipedia.org/wiki/Лютеин

6. Goodman D.S. J.Nat. Cancer Inst., 1984. 73 (6), 1375–1379

7. Bernstein P.S., Khachik F.. Carvalho L.S.. Muir G.J., Zhao D.Y., Katz N.B. Identification and quantitation of carotenoids and their metabolites in the tissues of the human eye//Exp. Eye. Res. 2001. № 3. P. 215–223.

8. Фратини Т.А. Фратини И.В. Оптический защитный фильтр. Патент РФ на изобретение № 2118838 от 02.04.93.

9. http://tvoi-ogorod.ru/pepper/91-ostrye-i-sladkie-percy.html

10. http://ru.wikipedia.org/wiki/Капсикум

11. Гудвин Т. Сравнительная биохимия каротиноидов, пер. с англ., М., 1954.

12. Никитюк В. Г. Журнал «Провизор» 1999 год выпуск №6.

Приложение к проекту

Фото 1. Исследуемые сорта болгарского перца.

Фото 2,3. Фильтрация растительного материала

Фото 4. Фильтрация растительного материала.

Фото 5,6. Выполнение методики высаливания.

Фото7,8 . Метод тонкослойной хроматографии. Нанесенные образцы слева направо: тагетис, желтый перец, оранжевый перец, красный перец, момордика.

Фото 9. ТСХ-пластины с исследуемыми образцами (2 мл ацетона + 10 мл. гексана).

Фото 10. ТСХ-пластины с исследуемыми образцами (10 мл ацетона + 10 мл гексана).

Фото 11. ТСХ-пластины с исследуемыми образцами (02 мл ацетона + 10 мл гексана)

Красный – Оранжевое чудо, синий – Золотой юбилей, розовый – Мираж, зеленый - Гурме

Красный – Оранжевое чудо, черный – Этюд, синий –Золотой юбилей, зеленый-Гурме, розовый - Мираж

Красный- красный баклажан; Зеленый –оранжевый перец ; синий красный перец

Спектры 1,2,3 анализируемых экстрактов перцев

Гистограмма 1. Качественное содержание каротиноидов