XXII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Господин картофель

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Иноземцева С.А. 1

---

1Школа при Посольстве России в Венгрии

Шарова И.П. 1

---

1Школа при Посольстве России в Венгрии

Работа в формате PDF

1.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Глава 1. Введение

Актуальность

Среди большого многообразия овощей существенное место занимает картофель, его насчитывается более сотни сортов, сажают его буквально повсюду [12]. На  Земле, я думаю, нет такого места, где бы  картофель не употребляли в пищу. Без картошки не обходится ни одна семья [6].

В мире производится 376 875 686 тонн картофеля в год [9].

- Китай является крупнейшим производителем картофеля в мире с объемом производства 99 122 420 тонн в год.

- Индия занимает второе место с 43 770 000 тонн в год.

- Российская Федерация с 31 107 797 занимает 3 место.

- Венгрия занимает 71 место.

В Российский Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в 2021 году, включено 490 сортов картофеля, из них 13 новых и 241 охраняемых.

Аграрный сектор Венгрии представляет 3,6% ВВП и вовлекает 4,9% всего работающего населения страны. Исследовательский центр картофеля в городе Кестхей произвел селекцию 12 сортов картофеля. В среднем, производство (тонны) в Венгрии составляет 404 702 т.

Средняя цена картофеля в Венгрии: 0.81 USD. Средняя цена для всех стран составляет 1.52 USD. Цена картофеля в России составляет 0.41 USD [10].

В магазинах предлагается большой выбор сортов, но все ли они подходят для употребления в пищу человеком?

Для эксперимента, мы выбрали картофель пяти сортов: AGATA, ESMEE, Colomba, Piros, Salata burgonya.

1. Гипотеза: в домашних условиях можно выявить лучший сорт картофеля для употребления в пищу человеку.

Цель: выявление лучшего сорта картофеля в Венгрии для употребления в пищу человеку.

Задачи:

1. Изучить информацию, материалы в сети Интернет о картофеле.

2. Приобрести 5 сортов картофеля в магазинах г. Будапешта.

3. Определить принадлежность образцов к тому или иному сорту.

4. Разработать методики:определения наличия крахмала в картофеле с помощью высушенного крахмала, при помощи йода; определения содержания крахмала по таблице; определения наличия воды в картофеле; определения наличия природного фермента каталаза; определения солей и их концентрации внутри клеток картофеля; определения электролиза; проведение дегустации в рамках школы.

5. Провести дегустацию двух выбранных сортов картофеля, и выбрать лучший по свойствам.

2. Обзор литературы

История появления картофеля. [7]. Сорта, как их различить[2]. Методики исследования картофеля [11]. Как проводить дегустацию картофеля.

II. Основная часть.

1. Объект исследования и схема эксперимента

БИООБЪЕКТ: КАРТОФЕЛЬ

Исследуемые группы:

AGATA

ESMEE

Colomba

Piros

Salata burgonya

Методы исследования

Наличие солей и их концентрации

Наличие воды

Определение электролиза

Наличие природного фермента каталаза

Проведение дегустации

Схема 1

Наличие крахмала

Схема.1. Объект исследования и схема эксперимента

2.Методы исследования [11]

1. 1. Метод определения принадлежности образцов к сортам картофеля.

Взять один клубень картофеля. С помощью сети интернет воспользоваться поиском и выбором сортов картофеля. Воспользоваться фильтром сайта введя параметры клубня. Определить сорт из предложенных вариантов.

1. 2. Методика определения наличия крахмала в картофеле.

Взять один крупный клубень и натереть на терке. Добавить кашицу в стакан с водой. Процедить всю жидкость через сито. Кашицу из мякоти убрать в сторону, а воду в стакане оставить отстаиваться. Взять тонкий шланг и с его помощью убрать верхние слои жидкости, оставляя только белый осадок. Извлечь осадок на темную ткань и высушить на солнце. Измерить весами количество высушенного крахмала.

2.3. Методика определения наличия крахмала с помощь йода.

Взять один крупный клубень и разрезать его пополам. Подготовить йод и пипетку. На мякоть каждой половинки капнуть йод. Понаблюдать за потемнением пятна на мякоти.

2.4. Методика определения содержания крахмала по таблице.

Взять по 3 клубня каждого сорта. С помощью весов определить массу клубней. Подготовить сосуд с водой и мерный цилиндр. С помощью сосуда с отливом и мерного цилиндра определить объём клубней. Вычислить плотность клубней. По таблице определить процентное содержание крахмала.

2.5. Методика определения наличия воды в картофеле.

Взять один клубень и положить в морозильную камеру. Достать клубень из камеры на следующий день. Затвердевший клубень положить на блюдце. Через некоторое время проверить, наличие воды в блюдце.

2.6. Методика определения наличия природного фермента каталаза.

Взять стакан и наполнить его перекисью водорода. Взять один клубень и отрезать от него ломтик. Опустить ломтик в стакан с перекисью водорода. Наблюдать за реакцией с выделением пузырьков газа.

2.7. Методика определения концентрации солей внутри клеток картофеля.

Подготовить крупный клубень картофеля и разрезать его на слайсы. Взять стакан воды и наполнить его дистиллированной водой. Положить слайс картофеля в стакан с дистиллированной водой. Оставить стакан на несколько часов. Понаблюдать за физическим изменением слайса.

2.8. Методика определения солей в кубиках картофеля.

Взять 3 стакана с водой. В первый стакан не добавлять соли. Во второй стакан добавить немного соли. В третий положить соли больше, чем во второй. Подготовить клубень картофеля и вырезать из него три кубика с гранью 1-1,5 см. Опустить по кубику в каждый стакан. Оставить стаканы с кубиками картофеля на ночь. На следующий день посмотреть результат.

2.9. Методика определения электролиза.

Подготовить крупный клубень картофеля и разрезать его пополам. Сделать чайной ложкой в одной половинке картофеля углубление. Засыпать в углубление зубной порошок. Взять два провода алюминиевый и медный. Воткнуть в половинку картофелины провода. Соединить две половинки картофеля. Замотать соединенную картошку изолентой и оставить на 3 часа. Взять светодиод. Присоединить концы проводов к светодиоду. Наблюдать за слабым свечением.

2.10. Методика проведения дегустации картофеля в рамках школы [1].

- Составление оценочного листа по нижеприведенным показателям (Приложение 1)

- Ученики пробуют дольки от разных наименований и, ориентируясь на ощущения, ставят оценки по вышеприведенным показателям по шкале

от 1 до 5.

- Внесение среднеарифметических оценок в итоговый оценочный лист (Приложение 2) по критериям: вкус, запах, развариваемость, мучнистость, водянистость, потемнение мякоти, вкус.

- Определение сорта-победителя на основе анализа данных.

Глава 3. Этапы работы:

3.1. Механизм реализации проекта

3.1.Механизм реализации проекта (См. схема 2)

«Картофель. Какой сорт лучше?»

3 этап: ИТОГОВЫЙ

2 этап: ОСНОВНОЙ

Определение солей и их концентрации внутри клеток

Определение электролиза

1 этап: ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ

МЕТОДЫ

Определение наличия природного фермента каталаза.

Определение наличия крахмала

Определение наличия воды

Определение принадлежности образцов к сортам картофеля.

Проведение

Дегустации картофеля в рамках школы

Выявление лучшего сорта картофеля в Венгрии

Схема 2

3.2. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ:

-Изучение информации о картофеле и условиях его выращивания.

- Для исследовательской работы, мною было приобретено 5 сортов картофеля:

3.3. ОСНОВНОЙ.

1. Определение принадлежности образцов к сортам картофеля

Пользуясь атласом сортов, я определила принадлежность исследуемых мной клубней к тому или иному сорту [8]. Результаты занесла в таблицу.

Вывод: все купленные клубни соответствуют описанию.

2.Определения наличия крахмала в картофеле

- Натерла сырую картошку на терке (рис.1-2)

Рис. 1-2

Рис. 1-2

- В кашицу добавила воды и перемешала. Затем процедила и дала жидкости отстояться (Рис.3-6)

Рис. 3-6

- На дне тарелки получился слой белого вещества. Слила воду и выложила осадок на полотенце. Дала высохнуть. У меня получился белый порошок. (Рис.7)

Рис. 7

Результаты исследования:

Выводы:

1. В ходе исследования был обнаружен крахмал в образцах.

2. В образце сорта ESMEE содержится  18.8 % крахмала, это больше, чем в других образцах.

3. Определили наличие крахмала с помощь йода.

-Для этого исследования, взяла сырую картофелину и разрезала ее ножом пополам. (Рис.8)

Рис. 8

- На мякоть каждой половинки капнула по капельке йода. Через некоторое время пятно потемнело. Объясняется такая метаморфоза тем, что при взаимодействии с крахмалом йод становится сине-черным. (Рис.9)

Рис. 9

- капнула йод на разрезанный огурец. С ним такое не произошло, либо реакция была гораздо менее выраженной(Рис.10)

Рис. 10

Выводы:

1. Крахмал в картофеле точно есть, причем в большом количестве.

2. Самое темное пятно от йода было в образце сорта ESMEE.

3. В огурце почти нет крахмала.

4.Методика определения содержания крахмала по таблице.

    Крахмал определяла по трём клубням, предварительно произвольно отобранным от каждого сорта. За конечный результат брала среднее значение от трёх измерений.  Работу проводила в следующем порядке.

- Подготовила исследуемые клубни картофеля и определила их массу.

- С помощью сосуда с отливом и мерного цилиндра определила объём клубней.

- Вычислила  плотность клубней картофеля.  

- По таблице определила процентное содержание

крахмала.

-Результаты занесла в таблицу.

Повышенное содержание крахмала - более 25%

Высокая крахмалистость: 14-25%

Низкое содержание крахмала в клубнях: 10-13%

Выводы:

1. Наибольшее содержание крахмала в картофеле сорта  ESMEE - 18,8 г.

2. Меньше всего крахмала в образце картофеля Salata burgonya.

3. Это означает, что при варке картофель с высоким содержанием крахмала остаётся плотным, а с низким содержанием разваривается, он рекомендован для диетического питания.

4. Картофель, содержащий крахмала меньше 14% от массы всего клубня, идёт на корм скоту, с 14-25% содержанием - для питания человека, более 25% - используют для получения крахмала и патоки.

5. Определение количества воды в картофеле.

- клубни каждого сорта картофеля положила в морозильную камеру.

- через 24 часа посмотрела, потрогала- клубни затвердели, как камень.

Рис. 11

- положила картошку на блюдце, а через некоторое время увидела, что в блюдце вода (Рис.11)

Выводы:

1. В картофеле содержится  много воды.

2. Меньшее количество воды было в сорте Piros.

5. Определение наличия каталазы

Рис. 12

- Для этого эксперимента я взяла стакан и заполнила перекисью водорода (Рис 12)

- опустила ломтик каждого образца сырого картофеля в стакан.

Рис. 13-17

- У образцов началось выделение пузырьков газа (Рис.13-17)

Выводы:

1. В мякоти сырого картофеля есть природный фермент, который называется каталаза. Он находится в каждой клеточке. Его функция – ускорение процесса расщепления сложных пищевых веществ на более простые, мелкие, легко усваиваемые. Именно поэтому каталаза провоцирует превращение перекиси водорода в воду и кислород (пузырьки).

2. Большее количество пузырьков в сорте № 2 ESMEE

6.Определение наличие соли в клубнях

- Я взяла три кружки с водой и соль. В первой вода останется пресной. Во второй воду немного подсолила. В третьей кружке положила соли побольше, сколько растворится.

- Из сырой картофелины вырезала три  кубика примерно одинаковой величины – с гранью 1-1,5 см (Рис 18).

Рис. 18

- Положила кубики в каждую кружку. Оставила картошку в растворах на ночь.

- Утром проверила образцы.

- В первой кружке, где вода пресная, кубик набух. Во второй кружке кубик не изменился. В третьей он съежился.

Выводы:

1. В первой кружке кубик картофеля разбух, потому что вода стремится растворить лишнюю соль в кубике и устремляется внутрь. Значит, кубик из первой кружки содержит больше соли, чем вокруг него.

2. Во второй кружке кубик остается неизменным, потому что раствор слабосоленый, как и картофельный сок внутри кубика.

3. В третьей кружке вода очень соленая. И сок, который есть в картошке, устремляется наружу из кубика. А так как вода из кубика вышла, то он сморщился

4. В картофеле есть соль, а значит, его сок является электролитом.

7.Определение способности картофеля проводить электроэнергию

- Для проведения опыта подготовила -медный провод, алюминиевый провод, зубную пасту, картошку, светодиод.

- Картошку разрезала пополам -вдоль.

- В картофелине сделала углубление и засыпала его солью и зубной пастой (Рис.19-22)

Рис. 19- 22

Рис. 23

- В картошку воткнула два провода.

- Соединила две половинки и замотала изолентой. Оставила на 3 часа.

Рис. 24

- Затем концы проводов присоединила к светодиоду (Рис.24)

- При замкнутой сети я увидела слабое свечение светодиода.

Выводы:

1. Кислота в картошке вступает в химическую реакцию с цинком и медью, в результате чего высвобождается энергия.

2. Картофель - электролит, он может обеспечивать минимальное напряжение, необходимое для того, чтобы запитать простые потребители электричества- мало ёмкий светодиод, светодиодные часы или т.д.

3. Картофель проводник электроэнергии.

  8. Определение наличия целлюлозы

 - для проведения опыта нарезала на слайсы картофелину каждого образца.

Рис. 25

- положила слайсы картофелины в дистиллированную воду (Рис.25)

- понаблюдала за реакцией. Клетки превратились в раздутые образования

Рис. 26

(Рис. 26)

Выводы:

1. Так как дистиллированная вода очищена от растворённых в ней минеральных солей, органики и всевозможных примесей, клетки картофеля оказались в гипотонической для себя среде. То есть концентрация веществ снаружи ниже, чем концентрация солей внутри клеток картошки.

2. Клетки начали набухать, (вода, стремится растворить всё на своём пути), но не лопаться.

3. К леточная стенка из целлюлозы.

3.4. ИТОГОВЫЙ

Рис. 27

Проведение дегустации картофеля в рамках школы (рис.27)

В дегустации приняли участие 41 человек. Обучающиеся 1,3,2,6 классов и педагоги продегустировали 2 сорта картофеля: Сорт 1 «ESMEE» и Сорт 2 «COLOMBO», а так же заполнили оценочные листы, выставив баллы по критериям (Рис.28-30)

Глава 4. Заключение.

1. Статистическая обработка результатов

Основываясь на проведенных опытах и атласе сортов картофеля, я составила критерии для определения «лучшего сорта картофеля»

2. Итоговый оценочный лист участников дегустации

2. Результаты и их обсуждение

  Таким образом, изучив статьи о картофеле, использовав словари и энциклопедии, свои наблюдения, информацию в сети Интернет, я составила методики для изучения картофеля. 

В ходе исследования картофеля определила:

1. Принадлежность клубней к тому или иному сорту, используя атлас сортов картофеля

2. Наличие крахмала, путем выделения и последующего высушивания картофельного сока.

3. Наличие крахмала, путем наблюдения за реакцией от контакта с йодом.

4. Количество воды в картофеле путём заморозки клубней.

5. Содержание крахмала в клубне картофеля, не разрезая его в лабораторных и домашних условиях. (На основе методики Антонович Е.А.)

6. Каталазы, путем наблюдения за реакцией от контакта с перекисью водорода.

7. Наличие солей, в клубнях, находящихся в воде.

8. Способность картофеля проводить электроэнергию.

9. Наличие целлюлозы, путем наблюдения за реакцией от контакта с дистиллированной водой.

10. Содержание крахмала в клубнях разных сортов разное. Таким образом, я подтвердила свою гипотезу полностью.

11. «Крахмальные лидеры»: это сорта «ESMEE», «Colombo».

12. Лучший сорт картофеля к покупке - «ESMEE».

13. В результате проведения дегустации, был выбран сорт- «ESMEE».

Моя гипотеза о том, что в домашних условиях можно выявить лучший сорт картофеля, подтвердилась полностью.

Глава 5. Список использованной литературы

1. https://kachestvo-kartophel.fosite.ru/wiki/29705_Общие/50643_Дегустация

2.Этимологический онлайн - словарь русского языка Г.А.Крылова.

3.С.Небесный. Юным овощеводам. «Детская литература» 2007.

4. Хочу всё знать. Большая детская энциклопедия/ Д.И. Ермакович. – Минск: Харвест, 2011.

6.https://www.vseznayka.kiev.ua/index.php/istoriya/8-istoriya-rusi/52-kak-kartofel-poyavilsya-v-rossii

7.http://fb.ru/article/158056/rodina-kartofelya-istoriya-poyavleniya-kartofelya-v-rossii

8 . https://potato.professorhome.ru/variety/aksona-axona

9.https://www.atlasbig.com/ru/%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%8B-%D0%BF%D0%BE-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B8%D0%B7%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D1%83-%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%BE%D1%84%D0%B5%D0%BB%D1%8F

10. https://ru.globalproductprices.com/Hungary/potato_prices/

11. https://studfile.net/preview/2465147/page:4/.

12. Н.Ю.Шведова. Толковый словарь русского языка. М.: Азбуковник,2000.

Глава 6. Приложения

Приложение № 1

Оценочный лист участника дегустации

Приложение № 2 Обработка результатов.

Итоговый оценочный лист участников дегустации