XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Несезонные огурцы: есть или не есть?
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Этапы работы над проектом.
Работа над проектом проходила в несколько этапов:
Подготовительный. Сроки реализации: сентябрь-ноябрь 2020г. На данном этапе происходил выбор темы исследования, формулировка проблемы.
Поисковый. Сроки реализации: ноябрь-декабрь 2020г. На данном этапе определена тема проекта – «Несезонные огурцы: есть или не есть?», поставлены цели работы, началась подборка литературы по теме.
Аналитический. Сроки реализации: декабрь 2020г. На данном этапе был собран материал по методам анализа нитратов в огурцах. Проведено анкетирование друзей и знакомых.
Практический. Сроки реализации: декабрь 2020г. Проведены опыты по определению нитратов в огурцах.
Контрольный. Сроки реализации: январь 2021г. Подготовлена проектная работа на тему «Несезонные огурцы: есть или не есть?».
Введение
Настоящая работа посвящена анализу того стоит ли есть свежие огурцы не в сезон, а именно осенью, зимой и весной (в основном это тепличные огурцы из магазинов).
Я не люблю кушать овощи, исключение составляют свежие огурцы и зеленый лук. Огурцы пахнут свежестью и летом. Ими приятно похрустеть. Мне стало интересно: а стоит ли их есть не в сезон, есть ли там нитраты и как нитраты могут повлиять на мое здоровье. Исходя из этого, я поставил себе следующие задачи:
Изучить состав огурца.
Узнать, что такое нитраты и способы их определения в овощах и фруктах.
Провести эксперимент по определению содержания нитратов в длинноплодных и короткоплодных несезонных огурцах.
Сделать выводы об их наличии и опасности для здоровья человека.
При написании проекта я пользовался следующими методами исследования:
Изучение литературы.
Просмотр опытов по определению нитратов в сети интернет.
Наблюдение за тем, как проводит опыты по определению нитратов руководитель курсов «Практическая химия» к.х.н., Сергей Владимирович Семиколенов, которые я посещаю.
Проект состоит из нескольких частей: паспорта проекта, этапов работы над проектом, введения, теоретической части, практической части, анкетирования и выводов.
4. Чем полезен огурец.
Огурец растет на грядке,
Значит, будет все в порядке,
Скоро будет урожай,
Если хочешь, собирай.
Ты задай ему вопрос:
‑ Для чего, огурчик, рос?
И получишь ты ответ:
‑ На салат и в винегрет. [1]
Рис.1. Огурец обыкновенный.
Огурец обыкновенный (рис.1), или Огурец посевной (лат. Cucumis sativus), ‑ однолетнее травянистое растение, вид рода Огурец (Cucumis) семейства Тыквенные (Cucurbitaceae), овощная культура.
В плодах огурца содержится 94-96 % воды. Биологически активные вещества растворены в физиологически идеальной для организма человека форме. Сухого вещества огурцы накапливают всего 4-6 %, из них 2 % сахаров (преимущественно глюкоза и фруктоза), 0,6-1 % белковых веществ и 0,5-0,7 % клетчатки.
Из минеральных веществ огурцы богаты калием, содержат фосфор, серу, магний и ряд микроэлементов. Содержат витамины: аскорбиновую кислоту (витамин С) каротин (провитамин А), тиамин (витамин В1), рибофлавин (В2), фолиевую и пантотеновую кислоты (В9 и В5), витамин E. Все витамины сконцентрированы преимущественно в кожуре плодов. Причем огурцы, выросшие в открытом грунте, богаче витаминами, чем их тепличные собратья. Огурец также содержит ферменты, способствующие усвоению белковых продуктов и улучшению секреции пищеварительных желёз.
Горечь в плодах вызывает гликозид кукурбитацин. Его количество возрастает, если растения испытывают стресс (например, при засухе или поливе холодной водой). Во многих современных гибридах выработка данного гликозида подавлена на генетическом уровне. Впрочем, горькие компоненты полезны, они стимулируют работу кишечника [2]. Основные полезные свойства огурца представлены на рис.2.
Рис.2. Основные полезные свойства огурца.
Биоземледелие, результатом которого является выращивание экологически чистых продуктов, – дорогое удовольствие. Истощенные почвы, непредсказуемый климат и банальное стремление побольше заработать часто вынуждают производителей сельскохозяйственной продукции прибегать к помощи химических удобрений. Поговорим о нитратах в огурцах.
5.Нитраты в огурцах и способы их определения.
Нитраты (лат. nitras; устар. селитры) ‑ соли азотной кислоты, содержащие однозарядный анион NO3−.
Устаревшее название ‑ селитры ‑ в настоящее время используется преимущественно в минералогии, как название для минералов, а также для удобрений в сельском хозяйстве.
Соли азотной кислоты являются компонентами минеральных удобрений. Растения используют азот из соли для построения клеток организма, создания хлорофилла. В организме людей нитраты превращаются в нитриты и нитрозамины [3].
Сами по себе нитраты не опасны для человека, все дело в их чрезмерном количестве. Нитраты являются необходимой пищей для роста растений, и к их нормальному количеству человек адаптирован и способен выводить их из организма без критических последствий. Но часто из-за дополнительной обработки растений минеральными удобрениями для увеличения скорости роста и не соблюдения сроков подкормки растения уже не могут их преобразовать и накапливают в себе. В организме человека нитраты превращаются в нитриты, и именно они несут опасность для нашего организма.
Самая большая опасность нитритов в том, что они трансформируют наш гемоглобин, создавая из него метгемоглобин, а он не может переносить по крови кислород, который необходим для всех обменных процессов. В результате чего начинается кислородное голодание (гипоксия). Если количество метгемоглобина поднимется более чем на 50% от нормы, то возможен летальный исход. Смертельная доза поступивших в организм нитратов составляет 8-14г. Симптомы отравления: слабость, тошнота, рвота, понос, увеличение печени (боль при нажатии), обмороки. Постоянное употребление нитратов из пищи и воды в больших дозах может привести к таким заболеваниям, как рак кишечника, рак желудка, вызывать метгемоглобинемию, так же они негативно влияют на сердечно-сосудистую и нервную системы, нарушают развитие эмбриона [4].
Предельно допустимая концентрация (ПДК) нитратов зависит не только от конкретного растения, но также от времени года и способа его выращивания. В продукции, выращенной в теплицах, допускается более высокое содержание нитратов, чем в той, что росла в открытом грунте. Например, тепличные огурцы могут содержать максимум 400 мг/кг нитратов, тогда как грунтовые – всего 150 мг/кг. Поэтому грунтовые овощи для питания предпочтительнее тепличных. Зелень же накапливает много нитратов не из-за большего количества удобрений, а потому что питание растений происходит через стебли и листья [5].
Для определения количества нитратов в покупаемых нами овощах/фруктах существует несколько методов:
Портативные нитратометры. Такой прибор стоит недешево, но зато определить вред овоща можно прямо на рынке, не отходя от прилавка. Нужно просто воткнуть прибор в овощ или фрукт и оценить содержание нитратов на электронном дисплее. Данные о норме нитратов запоминать не придется ‑ они уже есть в базе устройства. Принцип действия приборов, называемых нитратомерами, основан на измерении электропроводности продукта, которая зависит от общего количества солей, и в силу этого позволяет судить об их концентрации. Это не только нитраты, но и любые другие соли, содержащиеся в плодах, – сульфаты, хлориды, карбонаты, фосфаты и т.д. Поэтому по общей концентрации солей делать вывод о содержании именно нитратов совершенно неправильно.
Рис.3. Портативный нитратометр в работе.
Тест-полоски. С их помощью можно проверить овощи непосредственно дома. Следует разрезать овощ, приложить к нему полоску и дождаться результата. Если нитратов много — полоска подтвердит данный факт интенсивным цветом индикатора.
Р
ис.4. Тест-полоска.
Большинство потребителей определяют вредные овощи/фрукты исключительно по определенным признакам «нитратности», ориентируясь на их внешний вид: большой размер огурца, насыщенная зеленая окраска, рыхлость огурца, быстрое пожелтение при хранении, желтые пятна на шкурке.
В данном проекте мы определяли наличие нитратов в огурцах при помощи домашнего аквариумного теста на нитраты. Это показательно и интересно.
Еще одним методом определения нитратов является нитратометр, он менее точный, так называемый экспресс-метод. Им тоже было сделано измерение.
Качественное определение нитратов с помощью нитрат-теста НИЛПА и нитратометром.
Индикатор "НИЛПА Тест-нитрат" предназначен для определения концентрации нитрат-ионов в аквариумной воде. Поскольку мы делаем качественное, а не количественное определение нитратов, то он нам подойдет.
Что входит в комплект:
- флакон с индикатором (2 шт.);
- маленький контейнер с порошкообразным веществом;
- лопаточка;
- мерный стаканчик с крышкой;
- цветовая шкала;
- инструкция по применению.
Для анализа взяли тепличные огурцы из магазина «Быстроном» длинноплодные и короткоплодные. Эксперимент проводился в несколько этапов.
6.1. Ход эксперимента с нитрат-тестером
Измельчаем огурцы на терке. Нужно по 5 мл сока каждого огурца.
С помощью специального фильтра отфильтровываем жидкость, сжимаем фильтр, чтобы набрать необходимое количество жидкости, переливаем ее в две пробирки (рис.5 и рис.6 в Приложении 1)
В каждую пробирку добавляем по маленькой мерной ложечке белого порошка, который создает буфер раствора. Закрываем пробирки пробками и встряхиваем их.
Затем последовательно в каждую пробирку добавляем по 5 капель растворов №1 и №2. Перемешиваем растворы, встряхивая пробирки.
Ждем 5 мин.
6.2 Результаты эксперимента с нитрат-тестером
В левой пробирке (рис.7 в Приложении 2), где раствор посветлел, был сок короткоплодного огурца, а в правой пробирке (рис.7 в Приложении 2) был сок длинноплодного огурца, который из насыщенно-зелёного стал ярко-розовым цветом. Соотнося его с картинкой на коробке теста (рис.8 в Приложении 2), можно говорить о присутствии нитратов в длинноплодном огурце.
6.3 Определение нитратов экспресс методом с помощью нитратометра
Для определения нитратов был взят длинноплодный огурец из магазина «Ярче» и прибор нитратометр марки Greentest (рис.9 в Приложении 3).
Ход эксперимента:
1.Включили прибор.
2. Воткнули щупы прибора в огурец.
3. Спустя несколько секунд на экране появился результат измерения (рис.9 в Приложении 3).
На экране прибора видно, что содержание нитратов в огурце составляет 0 мг/кг огурца, т.е. в норме.
6.4.Анкетирование
Опрос показал, что опрашиваемые едят свежие огурцы не в сезон, знают, что в них могут содержаться нитраты, что они опасны для организма человека, но не знают максимально допустимое содержание нитратов в огурцах и не пользуются нитратометром (результаты представлены в приложении 4).
7. Выводы
Я изучил состав огурца.
Узнал, что такое нитраты в овощах.
Провел эксперимент по определению нитратов в несезонных огурцах.
Содержание нитратов в длинноплодных огурцах значительно больше, чем в короткоплодных огурцах.
Чем больше огурец, ярче его кожура и больше глянец на ней, тем больше вероятность, что содержание нитратов в огурце достаточно велико.
При избытке в почве минеральных азотистых удобрений, огурец накапливает нитраты, которые в организме человека превращаются в нитриты. Нитриты в свою очередь блокируют гемоглобин и при этом нарушается основная функция гемоглобина ‑ перенос кислорода (быстрая утомляемость, головные боли, сухость и шершавость кожи, нарушение в работе системы пищеварения.
Зимой лучше употреблять овощи, выращенные у себя на участке летом: капусту, свеклу, кабачки, тыкву, картофель, выращенную на подоконнике зелень.
В огурцах нитраты преимущественно содержатся в шкурке, поэтому можно ее срезать.
Снизить количество нитратов можно вымачиванием овощей в воде, но лучше на несколько часов положить их в водный раствор поваренной соли (1 чайная ложка соли на литр воды).
8. Список литературы
Интернет-источники:
https://chto-takoe-lyubov.net/stixi-pro-ogurecz-ogurczy/
https://wikipedia.org/wiki/Нитраты
https://roscontrol.com/community/article/kak-zashchititsya-sebya-ot-nitratov-v-produktah/#-4
https://doctorpiter.ru/articles/23409/
https://spros-online.ru/statyi/obshchestvennyy-kontrol-vyyasnil-v-kakih-ovoshchah-bolshe-vsego-nitratov
В.И. Коновалов, В.П. Борисова, М.А. Куперицкая и др. Дары земли. Южно-Сахалинск, 1990.
Л.П. Тропина, В.П. Гранкина, Ю.В. Фотев и др. Овощи на балконе и в комнате. Новосибирск, 1989.
Приложение 1
Рис.5. Пробирка с соком длинноплодного огурца.
Рис.6. Пробирка с соком короткоплодного огурца.
Приложение 2
Рис.7.Результат эксперимента с нитрат-тестером
Рис.8 Результат теста, с которым сравнивается цвет в пробирке
Приложение 3
Рис.9. Результат опыта на нитратометре.
Приложение 4
Анкетирование