III Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ЗНАЧЕНИЕ КРАХМАЛА И ЕГО РАСТВОРОВ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Шангичева Е.А. 1

---

1

Егорова Т.Ю. 1

---

1

Работа в формате PDF

610.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Вода встречается на Земле почти повсеместно. 70% земной поверхности занимает мировой океан; более 1,5 триллионов тонн воды содержатся в этом гигантском резервуаре. Современное строение гор и долин, морских побережий и местностей, удаленных от моря, - всё это возникло под влиянием механического и химического воздействия воды.

Без воды не было бы жизни на Земле. Всё живое нуждается в воде, которая является одновременно и важнейшей составной частью растений, животных и человека. Наше тело примерно на 65% состоит из воды; у некоторых медуз её содержание доходит даже до 99%.[3]

Существует особая реакция воды - синтез растениями крахмала и других подобных соединений (углеводов). Углевод – широко распространенное в животном и растительном мире органическое вещество, состоящее из углерода, кислорода и водорода. Впервые термин «углеводы» был предложен профессором Дерптского (ныне Тартуского) университета К.Г. Шмидтом в 1844 г. В то время предполагали, что все углеводы имеют общую формулу Cm(H2O)n, т.е. углерод + вода. Отсюда название «углеводы».

К углеводам относятся крахмал, сахар, клетчатка и т.д. 3. На долю углеводов приходится примерно 75% массы пищевого суточного рациона человека и более 50% от суточного количества необходимых калорий.

Крахмал широко распространен в природе. Главными источниками крахмала в мире являются зерновые культуры. Крахмал является наиболее распространенным углеводом в рационе человека и содержится во многих основных продуктах питания.

В данной работе мы исследуем образцы основных продуктов питания человека, а также некоторые продукты быта на содержание в них крахмала. Для этого мы проведем убедительные опыты действием йода на продукт и докажем присутствие крахмала.

Гипотеза: крахмал и его растворы необходимы человеку для питания и повседневной деятельности.

Мы решили узнать: какое значение имеют крахмал и его растворы в жизни человека.

Актуальность работы: углеводы - как один из источников в рационе питания человека.

Цель работы: обнаружение крахмала в основных продуктах питания человека, средствах гигиены и косметики, других продуктах быта с помощью качественной реакции раствором йода.

Задачи:

1. Изучить из литературных источников общие сведения о воде как растворителе.

2. Изучить физические свойства крахмала.

3. Провести наблюдение за химическими свойствами крахмала и его растворов, исследуя разные образцы.

4. Проанализировать результаты исследований.

Методы исследования:

1. Работа с источниками информации. Теоретические исследования.

2. Экспериментальные методы.

3. Наблюдение и фотографирование.

4. Анализ полученных результатов.

Вода - одно из самых распространенных соединений на Земле. Она есть не только в реках и морях; во всех живых организмах тоже присутствует вода. Без нее невозможна жизнь. Вода - хороший растворитель, очень многие вещества легко растворяют­ся в ней. Именно поэтому в природе ред­ко встречается чистая вода. В 1 литре речной и морской воды обычно растворено около 0,04 грамма кислорода. Этого хватит водорослям, рыбам и другим обитателям морей и рек. Шипучие напитки - это водные ра­створы углекислого газа. Каждый раз, например, выпивая стакан горячего чая, мы вместе с ним выпиваем 0,1 миллиграмма растворенного в нем стекла. В жесткой воде растворены минералы, по­павшие туда из горных пород, по которым текла вода.[6]

Вода участвует и в растворении веществ, в образовании крахмала, сахара, жиров, в теплообмене организма.[3] Вода с растворенными компонентами твердых веществ становится средой питания и поставщиком микроэлементов, необходимых для жизни растений, животных и человека.

Вода - источник питания для растений, сок растений состоит преимущественно из воды. Вода участвует в процессе фотосинтеза, приводящем к образованию в зеленых листьях углеводов.

Особая реакция воды - синтез растениями крахмала и других подобных соединений (углеводов), происходящая с выделением кислорода при действии света [1]

Крахмал – мучнистый углевод, добываемый из растений. 5. Бывает: картофельный, рисовый, кукурузный. Крахмал – безвкусный, аморфный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. (Приложение 1. Фото 1). Под микроскопом видно, что это - зернистый порошок (Приложение 1. Фото 2) при сжатии в руке он издаёт характерный «скрип», вызванный трением частиц. В горячей воде набухает (растворяется), образуя коллоидный раствор — клейстер. Крахмал при взаимодействии с йодом дает синее окрашивание – это является качественной реакцией для определения крахмала в составе испытуемого образца.(.Приложение 2. Фото 3) [3]. Эту реакцию открыли в 1814 году Жан-Жак Колен и Анри-Франсуа Готье де Клобри. [1]

Свойство крахмала – способность давать синюю окраску при взаимодействии с йодом - легко наблюдать, если поместить каплю раствора йода на срез картофеля или ломтик белого хлеба. С помощью йода можно открыть самые незначительные количества крахмала.

1.3. Получение и применение крахмала и его растворов

Главными источниками крахмала в мире являются зерновые культуры: рис, пшеница, кукуруза; различные корнеплоды: картофель, маниок. Большинство других крахмалистых продуктов произрастают в местах с определенным климатом. Например: рожь, ячмень, гречиха, овес, пшено, желуди, бананы, каштаны, сорго, батат, плоды хлебного дерева, многие виды бобовых – чечевица, бобы, горох, нут.

Благодаря процессу фотосинтеза в зеленых листьях на свету образуются богатые энергией соединения – углеводы. При фотосинтезе растения в течение всего дня с помощью солнечной энергии создают из воды и углекислого газа обогащенное энергией вещество, а именно глюкозу и кислород. Часть глюкозы, образующейся в зеленых растениях при фотосинтезе, превращается в крахмал. Крахмал накапливается в клубнях, плодах, семенах растений. В наиболее часто используемых для производства крахмала растениях, клубнях картофеля содержится до 24% крахмала, в зернах пшеницы – до 64%, риса – 75%, кукурузы – 70%. [6]

Широко известными блюдами, содержащими крахмал, можно назвать: хлеб, блины, лапшу, макароны, каши, кисели, лепешки.

Крахмал как пищевая добавка используется для загущения многих пищевых продуктов, приготовления киселей, соусов и заправок. В пищевой промышленности крахмал используется для получения глюкозы и патоки, в текстильной — для обработки тканей, в бумажной — в качестве наполнителя. Крахмал картофельный может входить в состав сосисочного фарша (ГОСТ 12186-77), а также в состав колбасы и тушенки, майонеза и кетчупа.

Крахмал применяется в фармацевтической промышленности в качестве наполнителя таблетированных форм лекарственных препаратов.

Крахмал используются для накрахмаливания предметов одежды: воротников, халатов. Крахмальный клейстер применяется для приклеивания обоев, изготовления папье-маше.[6]

Таким образом, крахмал является не только важным пищевым продуктом, но и необходимым сырьем для промышленных производств.

Наш эксперимент – провести наблюдения по определению крахмала в составе испытуемых образцов действием качественной йод-крахмальной реакции.

Оборудование: микроскоп, лабораторный штатив, спиртовка, спички, фарфоровая чашка для выпаривания, химический стакан, стеклянная палочка с резиновым наконечником, предметное стекло, пробирка, пробиркодержатель, штатив для пробирок, пипетка, чашка Петри, шпатель.

Таблица 1. Исследование физических свойств крахмала

Практический опыт 1. Определение крахмала в его растворе

Цель: исследование крахмального раствора на содержание крахмала

Сырье: водный раствор крахмала; йодно-спиртовой реактив.

Таблица 2. Наблюдение качественной реакции

Результат: исследованы разбавленные растворы разных крахмалов. При взаимодействии двух исходных веществ – раствора крахмала (прозрачный раствор) и раствора йода (желто-коричневого цвета) – было получено совершенно новое вещество (синего цвета). Появление и исчезновение окраски раствора изменяется в зависимости от температуры.

Вывод: данная реакция иллюстрирует обратимость химических реакций и их зависимость от температуры. Характерной качественной реакцией на крахмал является его реакция с йодом. Сравнение окраса растворов крахмала (образец №№1,2) показало, что интенсивность цвета одинакова, в образце № 2 присутствует фиолетовый окрас .

Практический опыт 2. Определение крахмала в хлебобулочном изделии

Цель: исследование хлебного изделия на содержание крахмала.(Приложение2. Фото 6)

Сырье: крахмал картофельный;хлеб пшеничный;вода; спиртовой раствор йода (реактив).

Таблица 3. Наблюдение за химическим явлением

Результат: наблюдали изменение окраски, то есть - химическое явление. Признак химического явления – изменение окраски крахмала и хлеба. Окраска изменилась и в сухих образцах и в их водных растворах.

Вывод: в хлебе содержится крахмал.

Заключение: крахмал в соединении с йодным раствором окрашивается в сине-черный цвет. [4]. В сухих образцах ярко выражен сине-чёрный окрас, ближе к чёрному. В растворах наблюдали сине-фиолетовый окрас.

Практический опыт 3. Определение крахмала в муке

Цель: определение наличия крахмала в муке (Приложение 2. Фото 7)

Таблица 4. Наблюдение за химическим явлением

Результат: белая мука и её раствор окрасились в сине-черный цвет. Сравнивая насыщенность окраса контрольного образца с образцом раствора муки, можно отметить, что контрольный образец имеет более яркий синий окрас.

Вывод: в муке, как и в хлебе содержится крахмал.

Практический опыт 3. Определение крахмала в сыром картофеле

Цель: определение крахмала в сыром картофеле. (Приложение 2. Фото 9)

Таблица 5. Наблюдение за химическим явлением

Результат: картофель, картофельный сок, картофельный раствор окрасились в сине-черный цвет. При сравнивании с контрольным образцом можно заметить, что интенсивность синего окрашивания близка к контрольной пробе.

Вывод: появившаяся синяя окраска доказывает, что в картофеле также содержится крахмал.

Практический опыт 4. Исследование наличия крахмала в продуктах

Цель: исследовать наличие крахмала в образцах продуктов питания.

С помощью раствора йода проведем анализ некоторых продуктов питания, капнув на их образцы несколько капель йодного раствора.

Таблица 6. Исследование образцов на наличие крахмала

Практический опыт 5. Исследование косметических средств

Цель: исследовать наличие крахмала в образце пудры (Приложение 8. Фото 26)

Таблица 7. Исследование образца пудры на наличие крахмала

Вывод: в основе состава пудры - порошок крахмала.

Практический опыт 6. Приготовление клейстера

Цель: получение клея из крахмала (Фото27.Приложение 8)

Таблица 11. Наблюдение за процессом приготовления клейстера

Результат: получили клейстер из крахмала.

Вывод: полученный сваренный клейстер не похож на крахмал, но качественная реакция показала, что клейстер – это крахмал.

Клейстер можно использовать для склеивания бумаги.

В ходе работы я узнала много новой, интересной и полезной информации. Крахмал содержится во многих основных продуктах питания и является одним из источников углеводов в рационе питания человека.

В практической части работы применили качественную реакцию на обнаружение крахмала. Провели целую серию практических опытов по исследованию испытуемых образцов на наличие крахмала.С помощью качественной реакции с раствором йода обнаружили крахмал в растворах многих продуктов питания, лекарственных препаратах, косметических средствах и их водных растворах. С помощью йода можно открыть самые незначительные количества крахмала.

Признаком реакции является появление синей или фиолетовой окраски на испытуемых образцах. Оказывается, крахмал есть почти во всех продуктах питания и даже в косметических средствах. Где синяя окраска ярче, там содержится больше крахмала.

В наиболее часто используемых для производства крахмала растениях, клубнях картофеля содержится до 24 % крахмала, в зёрнах пшеницы — до 64 %, риса — 75 %, кукурузы — 70 %. Крахмал является наиболее важным углеводным компонентом пищевого рациона человека. Крахмал накапливается в семенах, клубнях, корнеплодах и плодах растений как запасной питательный углевод, а так как человек употребляет растительную пищу, то крахмал – основной углевод пищи человека. Все мучные продукты (мука производится из зерен пшеницы) и крупы содержат крахмал. В некоторые продукты (йогурты, мороженое, творожки, крема) крахмал добавляют как загуститель. Некоторые средства гигиены (детская присыпка) и косметика (пудра, тени, румяна), а также лекарственные препараты, содержат крахмал в качестве наполнителя. Даже в бумаге присутствует крахмал как клеящее вещество.

О своей работе рассказала одноклассникам. (Приложение 11, фото 29).

1. Из литературных источников мы узнали, что с помощью обычной воды и света растения могут образовывать и накапливать крахмал, необходимый для питания человека. Вода участвует в образовании крахмала, являющегося самым распространенным углеводом в рационе питания человека. Вода, как хороший природный растворитель, содержится во многих продуктах питания и быта человека.

2. В практической части работы мы изучили физические свойства разных образцов крахмала: картофельного и кукурузного. По внешним признакам образцы имеют схожие свойства. Образцы отличаются оттенком цвета. Кукурузный крахмал имеет бледно-желтоватый оттенок.

3. Исследование крахмала в составе различных образцов с помощью качественной реакции показало его наличие в составе многих продуктов. Основное химическое свойство крахмала, позволяющее обнаружить его присутствие – окрашивание в темно-синий или фиолетовый цвет при взаимодействии с йодом. Этим способом можно обнаружить крахмал и в сухих смесях и их водных растворах.

4. Анализ результатов проведенной работы позволяет сделать вывод, что интенсивность окраски исследованных образцов показывает количество содержания крахмала в смеси. Десять из пятнадцати исследованных нами образцов – крахмалсодержащие. Этот факт позволяет сделать вывод, что крахмал и его растворы широко применяются человеком в питании и быту.

1. Габриелян О.С. Химия. 8 класс: учеб. для общеобразоват.учреждений – М.: Дрофа, 2013 – 267с.

2. Журин А.А., Зазнобина Л.С. Начала химического эксперимента: Практические занятия по химии. 8-й класс сред.общеобразоват. школы. –М.: Школьная Пресса, 2001 – 128 с.

3. Крицман В.А. Книга для чтения по неорганической химии. Пособие для учащихся. – М.: Просвещение, 1975 – 303с.

4. Шкурко Д.И. Забавная химия. Занимательные, безопасные и простые химические опыты – Л.: «Детская литература», 1976 -64 с.

5. Ушаков Д.Н. Большой толковый словарь современного русского языка. – М.: Роосса, 2008 – 1247с.

6. Электронный ресурс: статья на www.xumuk.ru.

Приложения

Приложение 1

Фото 1.Исследование крахмала. Фото автора.

Фото 2.Исследование крахмала под микроскопом.Фото автора

Фото 3.Исследование крахмала на наличие синей окраски .Фото автора.

Приложение 2

Фото 4.Исследование образца крахмала. Фото автора.

Фото 5.Определение крахмала в его растворе. Фото автора.

Фото 6.Определение крахмала в хлебобулочном изделии.Фото автора.

Фото 7. Определение крахмала в муке. Фото автора.

Приложение 3

Фото 8.Определение крахмала в смеси. Фото автора.

Фото 9. Определение крахмала в сыром картофеле. Фото автора.

Фото 10. Определение крахмала в горохе. Фото автора.

Фото 11. Определение крахмала в фасоли. Фото автора.

Приложение 4

Фото 12.Определение крахмала в рисе. Фото автора.

Фото 13.Определение крахмала в грече. Фото автора.

Фото 14.Определение крахмала в пшене. Фото автора.

Фото 15.Определение крахмала в яблоке. Фото автора.

Приложение 5

Фото 16.Определение крахмала в макаронах. Фото автора.

Фото 17.Определение крахмала в колбасе сырокопчёной. Фото автора.

Фото 18.Определение крахмала в колбасе варёной. Фото автора.

Фото 19.Определение крахмала в мёде.Фото автора.

Приложение 6

н

прио

Фото 20.Определение крахмала в кетчупе. Фото автора

рржжж

Фото 21.Определение крахмала в сметане. Фото автора.

Фото 22.Определение крахмала в майонезе.

Фото 23.Определение крахмала в йогурте. Фото автора.

Приложение 7

Фото 24.Определение крахмала в мармеладе. Фото автора.

Фото 25.Определение крахмала в карамели .Фото автора.

Фото 26.Определение крахмала в пудре. Фото автора.

Фото 27.Приготовление клейстера. Фото автора.