VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Удивительный порошок - крахмал
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1. Введение
На уроке окружающего мира мы узнали, что листья растений - это удивительные «повара», которые из частиц воды и углекислого газа на свету «готовят» себе пищу - сахар, крахмал. Это необходимые и полезные вещества для жизни растений, без которых они погибнут.
Но эти продукты питания используют и люди?! А ещё я заметила, что для приготовления некоторых блюд мои бабушка Наташа и мама пользуются необычным хрустящим белым удивительным порошком под названием крахмал. Меня заинтересовал этот продукт, поэтому я решила узнать о нём, как можно больше: Есть ли продукты, в которых «прячется» крахмал? Можно ли его в них обнаружить? Где используют крахмал?
Как влияют на наше здоровье продукты, содержащие крахмал? Как можно получить крахмал? Вот поэтому я решила разобраться в этих вопросах и стала работать по данной теме. Ведь это очень интересно узнавать что-то новое, а потом поделиться этим со своими родными и друзьями.
Гипотеза исследования: если мы будемзнать больше о крахмале и его свойствах, то они помогут мне в повседневной жизни.
Цель работы: узнать все о крахмале и получить крахмал из картофеля в домашних условиях.
Задачи работы:
1. Собрать и изучить информацию о крахмале;
2.Выяснить, как появился крахмал и из чего его делают;
3. Изучить способы приготовления крахмала;
4. Приготовить крахмал в домашних условиях;
5. Поделится исследованием с ребятами класса;
6. Проанализировать полученные результаты.
Предмет исследования: крахмал.
Объект исследования: продукты питания.
Практическая значимость: полученные знания помогут мне в жизни знать о применении крахмала в быту.
Социальная значимость: материал предназначен для широкой школьной аудитории.
Методы исследования:
- Анализ различных источников информации о крахмале.
- Наблюдение в домашних условиях
- Проведение опытов.
- Фиксирование результатов.
II.Основная часть
1) Обзор основных источников информации
Из источников я узнала, что слово "крахмал" произошло от немецкого kraftmehl, что значит "крепкая мука" (Приложение 1. Рисунок 1) [1].
*Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Крахма́л (C6H10O5)n — полисахариды амилозы и амилопектина, мономером которых является альфа-глюкоза. Крахмал, синтезируемый разными растениями в хлоропластах, под действием света при фотосинтезе, несколько различается по структуре зёрен, степени полимеризации молекул, строению полимерных цепей и физико-химическим свойствам [5].
* по Ожегову:
Крахмал - углевод, накапливающийся в клетках в виде зерен [3].
* по Далю: чисто мучнистая часть семян, особенно хлебных растений; добывается мочкою зерен, в виде белого порошка, более из пшеницы и картофеля; по клейкости своей, идет для придания жесткости и глади белью, почему и называется также скорбилом (скорбнуть). Синий крахмал, окрашенное кобальтом стекло, в порошке[2].
1.1. Как появился крахмал и из чего его делают. Сбор информации
Производство крахмала было известно в глубокой древности. По свидетельству ряда античных писателей, пшеничный крахмал получали на островах Средиземного моря, в Древней Греции и Риме (Приложение 1. Рисунок 2.) [1].
Зерна пшеницы замачивали подслащенной водой в деревянных чанах, подвергали брожению, после чего разминали ногами, затем пропускали через льняную ткань или сито; полученную крахмальную массу осаждали в специальных отстойниках, сырой крахмал намазывали на камни и высушивали на солнце (Приложение 1. Рисунок 3) [1].
Начало производства крахмала из пшеницы в других европейских странах относится к XVI в. В XVII в. почти одновременно с распространением культуры картофеля, завезенной из Америки, стали получать картофельный крахмал (Приложение 1. Рисунок 4).
Более широко распространилось производство картофельного крахмала почти во всех странах Европы в конце XVIII в. после изобретения ручной тёрки[1].
1.2. Из чего изготавливают крахмал
Крахмал - чисто мучнистая часть семян, особых хлебных растений, добывается из зёрен, в виде белого порошка, чаще из пшеницы и картофеля [6].
Главными источниками получения крахмала в мире являются зерновые культуры: рис, пшеница, кукуруза; различные корнеплоды, в том числе картофель. Большинство других крахмалистых продуктов произрастают только в местах с определённым климатом, например: рожь, ячмень, гречиха, овёс, пшено, жёлуди, бананы, каштаны, сорго плоды хлебного дерева, и многие виды бобовых — таких, как чечевица, бобы садовые, нут [6].
Наиболее богато крахмалом зерно злаковых растений: риса -до 85 %, пшеницы -до 70 %, кукурузы - до 70 %, а также клубни картофеля – до 25 % [1]
1.3. Уникальные свойства крахмала
Зачем нужен крахмал нашему организму?
Прежде всего, он нужен для идеальной работы желудка, как взрослого человека, так и ребенка. Когда крахмал попадает в организм, он превращается в глюкозу, которая позволяет быстрее и эффективнее работать в клетках кишечника, обеспечивая надежную защиту для него из пленки. Вследствие чего расстройства пищеварительной системы снижаются, тем самым укрепляется пищеварительная система. Так же данное вещество обладает множеством защитных функций, которые легко помогают усвоению фруктов, овощей, присутствующих в повседневном рационе человека. Многие люди, поддерживающие диеты, обязательно стараются принимать продукты с содержанием крахмала, для того, чтобы не возникало проблем в организме, и процесс переваривания продуктов контролировался [7].
В онкологических центрах часто сталкиваются с такими случаями, когда люди чудесным образом вылечивали рак с помощью крахмала.
В картофельном крахмале содержится немалое количество питательных и полезных для человеческого организма веществ: пищевых волокон; белков; углеводов; витаминов групп В, С, Е, РР; микро- и макроэлементов: фосфора, калия, ванадия, магния, рубидия, алюминия, бора, меди [6].
Вещества, содержащиеся в картофельном крахмале способны оказывать: противовоспалительное, кровоостанавливающее, обволакивающее воздействие.
Картофельный крахмал способствует:
нормализации функционирования ЖКТ;
излечению ожогов;
устранению зуда;
понижению уровня плохого холестерина;
ускорению обмена веществ;
снижению артериального давления[5] .
Это средство применяют для лечения недугов ЖКТ, неврозов, заболеваний кожных покровов, диатезов, язвы и гастритов, простуд. Так же, при гриппе хорошо делать ингаляцию на картофельном отваре. Несколько дней — и простуда испарится, а дышать при этом сразу станет легче[7].
Продукт является абсолютно безвредным. Больше того картофельный крахмал — это диетический продукт [6].
Вывод: в результате исследования было выявлено положительное влияние крахмала на организм человека.
1.4. Способы изготовления крахмала
Способ промышленного производства картофельного крахмала. Производство картофельного крахмала условно можно разделить на четыре стадии. Первая стадия — подготовка сырья к переработке: мойка, отделение посторонних примесей и т. д. Во время второй стадии производства картофель измельчают методом истирания или тонкого дробления, чтобы вскрыть клетки тканей клубня и высвободить крахмальные зерна. Далее измельченную массу направляют на центрифуги для отделения сока, способствующего потемнению крахмала, снижению вязкости клейстера, развитию микробиологических процессов. От мезги крахмал отмывают водой на ситовых аппаратах в несколько стадий. Для разделения измельченной картофельной массы применяют гидроциклонные установки, на которых под действием центробежной силы разделяют водную крахмальную суспензию и смесь мезги с картофельным соком. Последняя стадия включает очистку от мелких частиц мезги, остатков картофельного сока и прочих примесей, в том числе и песка [5].
Способ получения крахмала в домашних условиях. Это самый простой и доступный способ получения крахмала в домашних условиях, который не требует затрат, если картофель выращен на своём огороде[4].
2) Методика проведения исследований
2.1. Изучение источников информации
В результате работы с источниками изучили историю возникновения крахмала.
Узнали, что слово "крахмал" произошло от немецкого слова, что значит "крепкая мука", а также нашли научные определения крахмала:
по Ожегову: крахмал - углевод, накапливающийся в клетках в виде зерен.
по Далю: чисто мучнистая часть семян, особенно хлебных растений; добывается мочкою зерен, в виде белого порошка.
Крахмал – это очень полезное вещество. Он содержится в различных овощах и фруктах, его можно получить в домашних условиях. Он не имеет запаха и вкуса. С помощью йода можно определить наличие крахмала в продуктах питания. В источниках литературы узнали, что крахмал положительно влияет на организм человека.
А в сети интернет познакомились с различными способами получения крахмала.
2.2. Социологический опрос
Провели опрос среди своих одноклассников (25 обучающихся.) с целью выяснить знают ли они о крахмале. Для этого подготовили следующие вопросы:
1. Любите ли вы кисель? – 50% обучающихся ответили да (Приложение 2. Диаграмма1. Результаты опроса)
2.Знаете ли вы, что используют при приготовлении киселя? - только 5 обучающихся (20 %) ответили да (Приложение 2. Диаграмма 2. Результаты опроса).
3.Знаете ли вы что такое крахмал? – большинство ответили не знают (Приложение 2. Диаграмма 3. Результаты опроса).
4.Хотели бы вы приготовить крахмал своими руками? 100% обучающихся ответили да. (Приложение 2. Диаграмма 4. Результаты опроса).
Вывод: Оказалось, что 50% ребят моего класса любят кисель, но только 5 человек знают, что используют при приготовлении киселя. 19 ребят не знают, что такое крахмал, и все ребята моего класса (100%) хотели бы научится готовить крахмал в домашних условиях.
2.3.Выявление крахмала в продуктах питания
Галина Григорьевна научила меня опытным путём определять наличие крахмала в веществе. Оказывается, крахмал при взаимодействии с йодом меняет цвет вещества. Значит, чтобы определить наличие крахмала, нужно в вещество добавить немного йода. Затем по реакции (изменение цвета) сделать вывод о наличии или отсутствии крахмала. Таким образом мы изучили некоторые свойства крахмала.
- При смешивании крахмала с водой, крахмал не растворяется, на дне ёмкости появляется осадок (Приложение3.Фото 1).
- В горячей воде набухает, становится вязким, получается клейстер (Приложение3.Фото 2).
- Сравнили крахмал, изготовленный самими, и промышленный продукт по внешнему виду, цвету и запаху. Особых отличий не наблюдали (Приложение3.Фото 3,4).
- Вкус, свойственный крахмалу, не сильно выражен.
- Проверили реакцию йода с крахмалом. В ёмкости, где был раствор воды с крахмалом и пищевой содой, добавили йод. В результате взаимодействия йода с крахмалом, жидкость окрасилась в синий цвет (Приложение3.Фото 5).
Где же прячется крахмал? В каких продуктах он есть? Для опытов использовали овощи, фрукты и некоторые продукты питания. Для этого взяли следующие продукты: яблоко, картофель, белый хлеб, пшеничную муку, кукурузную крупу, макароны (Приложение3.Фото 6). На разные продукты питания мы капнули раствор йода и стали наблюдать. На некоторых продуктах образовались синие пятна – значит, в них есть крахмал, а другие остались без изменения – в них крахмала нет (Приложение3.Фото 7). Наиболее яркое окрашивание произошло на белом хлебе и картофеле, соответственно именно в нем, содержится наибольшее количество крахмала (Приложение3.Фото 8,9,10). Очень мало крахмала оказалось в овощах. В яблоке крахмал полностью отсутствует.
Вывод: крахмал присутствует практически во всех продуктах, но в разных количествах (Приложение 3 Таблица 1).
2.4.Приготовление крахмала в домашних условиях
После того, как я убедилась, что в сыром картофеле содержится наибольшее количество крахмала, я решила провести опыт по его «добыче».
1.Для этого я взяли 2 кг картофеля разного сорта: красный и белый (каждого сорта по 1кг), тщательно помыли (Приложение 4. Фото 1,2,3).
2. Затем очистили картофель от кожуры (Приложение 4. Фото 4,5,6).
3. Сначала терла на мелкой терке, а затем перемололи на элетромясорубке, так как картофеля было достаточно много (Приложение 4. Фото 7).
4. Получили кашицу из картофеля (Приложение 4. Фото 8).
5. Полученную кашицу залили холодной водой 2 раза, так как крахмал в горячей воде набухает и становится вязким (Приложение 4. Фото 9,10,11,12).
6. Дали постоять 30 минут. Крахмал осел на дно. Затем воду слили (Приложение 4. Фото 13,14,15,16)
Вывод: крахмал тяжелее воды
7. Выложила крахмал в две тарелки на фольгу и поставили сушить (Приложение 4. Фото 17,18)
8. После сушки крахмала на следующий день переложили крахмал в целлофановые пакетики и закрыли плотно (Приложение 4. Фото 19,20), взвесили и получили из красного картофеля (1000 г) получили 40 грамм крахмала, а из белого при такой же общей массе 35 грамм (Приложение 4. Фото 21,22).
Вывод: крахмал можно получить их картофеля.
2.5 Игрушка из крахмала, изготовление холодного фарфора
Изготовление игрушки «Антистресс»
Под руководством учительницы мы сделали игрушку «Антистресс» (Приложение 5. Фото6).
В воздушный шарик через воронку насыпали крахмал и завязали (Приложение 5. Фото 1,2,3). На получившемся шарике нарисовали весёлый смайлик (Приложение 5. Фото 4,5).
Вывод: такая игрушка помогает расслабляться и успокаиваться.
Изготовление холодного фарфора из крахмала
Для изготовления холодного фарфора мы смешали в чашке 2 ложки столовые производственного крахмала с двумя столовыми ложками клея ПВА и небольшим количеством подсолнечного масла (можно для цвета добавлять коллер) (Приложение 5. Фото 7,8).
. Всё размешали, смазали свои руки вазелином и выкатали полученную массу, как тесто на столе. Разделили комочек теста на четыре части и вылепили из неё фигурку (Приложение 5. Фото 9,10).
. После застывания фигурки раскрасили, скрыли бесцветным лаком и приклеили магнитик (Приложение 5. Фото 11-18).
Вывод: с помощью крахмала можно изготовить холодный фарфор и вылепить любую фигурку.
III. Заключение
В ходе исследования гипотезу мы подтвердили, чем будем больше знать о крахмале и его свойствах, то они помогут мне в повседневной жизни. Как много мы узнали! Крахмал – это удивительный порошок и очень полезное вещество. В результате исследований выяснили, что в состав киселя входит крахмал. Изучили историю возникновения крахмала. Выяснили, что крахмал можно сделать не только на фабриках, на специальном оборудовании, но и в домашних условиях Научились самостоятельно выделять его из картофеля, остается научиться готовить из крахмала кисель. Я обязательно расскажу о крахмале и покажу как сделать крахмал самостоятельно.
3.1. Выводы
В результате проведённого исследования пришли к таким выводам:
- крахмал можно получить из картофеля в домашних условиях;
- некоторые продукты питания содержат крахмал;
- крахмал применяется в кулинарии;
- крахмал в холодной воде не растворяется, а в горячей воде густеет и разбухает;
- крахмал положительно влияет на организм человека;
- с помощью крахмала можно изготовить интересные игрушки и поделки.
Цель работы достигнута, выполнены все поставленные задачи. Предполагаемый результат нашёл своё подтверждение в нашем исследовании.
Исследование помогает расширять свой кругозор и изучать вещи, которые находятся рядом, находя в них много нового и интересного.
IV. Список использованных источников и литературы
1.Большая детская энциклопедия. Химия/Сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество. 2000.
2. Малая детская энциклопедия. Химия./Сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество, 2001.
3. Материал из Википедии — свободной энциклопедии.
4. Ольгин О. Забавная химия для детей. М.: «Детская литература», 1997.
Словарь В.И.Даль
5.Словарь Толковый словарь С. Ожегова,
6. Я познаю мир. Химия. Автор-составитель Л.А.Савина. - М.: Изд-во «АСТ», 1999
Интернет-ресурсы:
http://www.pandia.ru/400449/
http://malahov-plus.com/forum/topic_2113/28
V. Приложения
Приложение 1. Из истории
Рисунок 1. Крахмал. Рисунок 2. Древняя Греция, Рим.
Рисунок 3.Получение крахмала. Рисунок 4. Крахмал из пшеницы.
Приложение 2. Диаграммы. Результаты социологического опроса.
Диаграмма 1. Вопрос: Любите ли вы кисель?
Диаграмма 2. Вопрос: Знаете ли вы, что используют при приготовлении киселя?
Диаграмма 3. Вопрос: Знаете ли вы что такое крахмал?
Диаграмма 4.Вопрос: Хотели бы вы приготовить крахмал своими руками?
Приложение 3. Выявление крахмала в продуктах питания
Ф ото1. Определение крахмала Фото2. Определение крахмала
Фото3. Крахмал в домашних условиях Фото4.Промышленный крахмал
Ф ото 5. Результаты исследования Фото 6. Продукты питания
Ф ото 7. Результаты исследования Фото 8. Капельки йода
Фото 9. Картофель, яблоко Фото 10. Картофель, яблоко
|
Продукты |
Наличие крахмала (экспериментальные данные) |
Содержание углеводов на 100 г продукта, г (данные из справочной литературы) |
|
Картофель |
Много |
18 |
|
Яблоко |
Нет |
12 |
|
Кукуруза (мука) |
Много |
65 |
|
.Пшеница (мука) |
Много |
60 |
Таблица 1.
Приложение 4. Приготовление крахмала в домашних условиях
Ф ото1. Взвешивание картофеля Фото 2. Мытьё картофеля.
Фото 3. Белый и розовый картофель. Фото 4. Очистка картофеля.
Фото 5. Очистка картофеля. Фото 6. Очистка картофеля.
Фото 7. Перемалывание картофеля Фото 8. Кашица из картофеля
Фото 9. Заливание водой Фото 10.Заливание водой
Фото 11. Перемешивание Фото 12. Промывание и отжим
Фото 13. Крахмал из жёлтого картофеля Фото 14. Крахмал из жёлтого картофеля
Фото 15. Крахмал из розового картофеля Фото 16.Крахмал из розового картофеля
Фото 17. Просушка крахмала 18. Просушка крахмала
Фото 19. Крахмал Фото 20. Расфасовка
Фото 21.Взвешивание Фото 22. Взвешивание
Приложение 5. Игрушка из крахмала, изготовление холодного фарфора
Фото1. Изготовление игрушки Фото2. Изготовление игрушки
Фото3. Изготовление игрушки Фото 4. Изготовление игрушки
Фото 5. Игрушка «Антистресс» Фото 6. Игрушка «Антистресс»
Фото 7. Клей и мука Фото8.Растительное масло
Фото 9. Лепка фигурок. Фото 10. Лепка фигурок
Фото 11. Раскрашивание фигурок Фото 12. Раскрашивание фигурок
Фото 13. Раскрашивание фигурок Фото 14. Приклеивание магнитика
Ф отот15.Приклеивание магнитика Фото 16. Готовые магнитики
Фото 17. Вот такие магнитики Фото 18. Лакированные магнитики