Таинственные превращения углеводов в яблоках

Удивительный этот фрукт - яблоко! На первый взгляд нет фрукта более простого и привычного для нас, жителей Кубани. А когда появились культурные сорта яблок, когда человек научился их возделывать?

Существуют данные о том, что яблони были введены в культуру не менее пяти тысяч лет назад древними греками. Оттуда они распространились сначала по странам Западной Европы, а затем и по всему миру. При археологических раскопках в Новгороде в слоях, относящихся к XII веку, были обнаружены яблоневые семечки, предположительно культурного происхождения.

В начале нынешнего тысячелетия яблоневые сады были распространены в Киевской Руси. Когда Юрий Долгорукий, основатель Москвы, переезжал в Московию, он вызвал из Киева опытных садовников и посадил на княжеской усадьбе плодовый сад, где росли яблони и груши. Иностранные гости дивились сладости плодов.

Не оставил без внимания плоды яблонь и Пётр I. После взятия Азова в 1696 году он дал указание разводить на Дону сады и закладывать плодовые питомники не только отечественных сортов яблок, но и лучших сортов других плодовых деревьев.

В старославянском языке яблоню называли <<аблонь>>, в древнерусском языке <<а>> сменили на <<я>> и стали говорить <<яблонь>>. Так она и теперь называется у чехов и поляков. У болгар нет различий между яблоней и яблоком: и то и другое - <<ябълка>>. Корень слова <<яблоня>>, как предполагают лингвисты, был взят у кельтов, живших на нижнем Дунае. Там яблоню называли <<абла>>, а древние германцы - <<апля>>. Это ещё раз подтверждает версию о том, что к славянам культурные формы яблони попали с Запада.

Существует много легенд и мифов у разных народов о яблоне и её плодах, а дни сбора урожая традиционно превращаются в праздники. В Древней Элладе, например, яблоко считалось символом любви и посвящалось богине красоты Афродите. Древние германцы верили, что деревья эти пользуются покровительством всех богов: даже молнии их не трогают, - и поэтому окружали свои жилища яблоневыми садами. В русских народных сказках яблочки наливные, медовые, молодильные всегда олицетворяли жизнь и здоровье.

Химический состав яблок

О том, что вообще все фрукты и овощи, а в частности яблоки полезны, знает каждый. А что же представляет собой химический состав этого фрукта, и от каких заболеваний в частности спасают целебные вещества, содержащиеся в яблоках?

В специализированной лаборатории при Уральском политехническом институте был изучен химический состав и проверено на содержание витаминов более чем 350 сортов яблок. В результате экспериментов было установлено следующее:

1. В любом яблоке есть витамины В1, В2, В5, РР, С, К, Е, Р, каротин.

2. В 100 г яблока содержится 0,2мг витамина Е, при суточной норме для взрослого человека 20 мг. Обеспеченность организма витаминами А, С и Е помогает противостоять угрозе раковых заболеваний.

3. В яблоках содержатся пектины - высокомолекулярные углеводы, адсорбирующие ядовитые вещества.

4. Яблоки обладают противомикробным действием, так как содержат дубильные вещества, фитонциды и другие соединения типа лизоцима.

5. В яблоках содержится сбалансированный комплекс сахаров.

6. Немалую ценность представляют соли калия, они препятствуют образованию в организме мочевой кислоты (при подагре она накапливается в суставах и мышцах).

Яблоки обладают широким лечебным диапазоном, являясь универсальным профилактическим и лечебным средством.

Благодаря своему составу яблоки широко используются в лечебной косметологии в качестве компонента масок.

2. Методика проведения исследования

Местом проведения экспериментального исследования была выбрана школьная лаборатория кабинета химии, в которой имеется весь необходимый перечень химических реактивов и электронного оборудования для осуществления данного проекта (интерактивная доска INTERWRITE, компьютер, CD), а также коллекционный сад Крымской ОСС.

Анализ крахмала и глюкозы

Оборудование: лабораторный штатив (1 шт. ), пипетка (3шт. ), пробирка (3шт. ), мерный цилиндр на 10 мл (1 шт. ), стакан химический на 100 мл (1 шт. ), штатив для пробирок (1 шт. ), пробиркодержатель (1 шт. ), спиртовка (1 шт. ), лопаточка (1 шт. ), термометр, чашки Петри, линейки, ножи, салфетки бумажные.

Химические реактивы: крахмал, раствор йода (3%), раствор гидроксида натрия (2,5 М), вода.

Ход работы:

I. Изучение физических свойств глюкозы и крахмала.

1. Рассмотреть исследуемые вещества (глюкоза и крахмал) по внешнему виду (цвет, наличие механических примесей).

2. Исследовать растворимость в воде при различной температуре (T=22℃ T=100℃)

3. Определить вкус крахмала (пищевой продукт), глюкозы (аптечный препарат) в домашних условиях (кухня).

Результаты:

Вещества

Агрегатное состояние

Наличие механических примесей

Глюкоза

Твёрдое (порошкообразное) белый отсутствует сладкий отсутствуют

Крахмал

Твёрдое (порошкообразное) белый отсутствует отсутствует отсутствуют

II. Растворимость глюкозы и крахмала в воде.

1. По одной лопаточке крахмала и глюкозы поместить в две пробирки и добавить по 2 мл воды. Содержимое пробирок взболтать.

2. Нагреть в двух химических стаканах по10 мл воды до кипения.

3. Вылить небольшими порциями содержимое пробирок (при помешивании) в стаканы с 10 мл воды.

Результаты:

Вещества

Растворимость в воде

Глюкоза хорошая очень хорошая

Крахмал отсутствует набухает (клейстер)

III. Качественный анализ глюкозы и крахмала (реакция на йод).

1. Прилить 3-4 капли крахмального клейстера в пробирку и добавить 1-2 мл воды.

2. Прилить в пробирку 1-2 мл раствора глюкозы.

3. Добавить в каждую пробирку по 1 капле спиртового раствора йода.

4. Нагреть каждый раствор, а затем охладить.

Результаты:

Вещества

Реакция с раствором йода

Глюкоза

Без изменений

Без изменений

Без изменений

Крахмал

Синее окрашивание

Синяя окраска исчезает

Синее окрашивание

2. 2. Определение содержания крахмала и глюкозы в яблоках на разных этапах созревания

Оборудование и реактивы: лабораторные весы, линейка, пипетка, химический стакан, вода, 3%-ный раствор йода, чашки Петри, ножи.

Ход работы:

1. Взвесить яблоко на лабораторных весах и произвести измерение его диаметра на разных стадиях созревания.

2. Разрезать яблоко пополам и капнуть 1-2 капли спиртового раствора йода

3. Наблюдать интенсивность окрашивания, данные фиксировать в таблицу.

Результаты:

1. Фенологические наблюдения

Название сорта

Дата цветение формирование завязи съём плодов

(потребительская зрелость)

07. 05. 10

15. 05. 10

29. 08. 10

2. Качественные и количественные изменения

Масса (г)

Диаметр (мм)

Реакция на крахмал

Реакция на глюкозу

20. 06. 10

29 тёмно-синий

04. 07. 10

51 тёмно-синий

18. 07. 10

62 тёмно-синий

01. 08. 10

74 бурый

15. 08. 10

80 бурый

29. 08. 10

88 бурый

2. 3. Социологическое исследование

Метод исследования: опрос и анкетирование

Респонденты: учащиеся 5 <<В>> класса МОУ СОШ №6

Возраст:11 лет

Количество: 23 человека

Дата анкетирования: 10. 11. 10

Результаты:

Содержание органических и неорганических веществ в плодах яблок на разных сроках созревания

Вещества

Незрелый плод

Зрелый плод

Витамины

Крахмал

Кислоты

1. Все опрошенные участники эксперимента знают о содержании в яблоках витаминов, железа, воды, различных кислот (100%).

2. Всего лишь 14% респондентов знают о содержании сахара в плодах яблока.

3. Полностью отсутствуют знания о содержании крахмала в яблоках.

Общие выводы:

1. Глюкоза и крахмал - углеводы, отличающиеся друг от друга физическими свойствами (растворение в воде при различных температурах).

2. Вещества глюкоза и крахмал имеют разную качественную реакцию на спиртовой раствор йода.

3. Существует прямая зависимость количественных характеристик (масса, диаметр) плода и качественных изменений в яблоках на разных стадиях созревания.

4. Превращение крахмала в глюкозу происходит на стадии неполной спелости (1/2 срока созревания) и наблюдается на срезе яблока в направлении от семенных камер к кожице.

5. Яблоки содержат различные органические и неорганические вещества: витамины, сахара, железо, воду, кислоты, крахмал и другие вещества, количество которых меняется в процессе созревания плодов.

Практическая значимость исследовательского проекта: апробированная методика йодно-крахмального определения созревания плодов позволяет на практике выявить период полной спелости фруктов и время сбора урожая.

Заключение

Так почему же неспелые яблоки вначале кислые, а затем становятся сладкими?

Кислый вкус плода объясняется тем, что в его состав входят органические кислоты- яблочная, винная и лимонная. По мере созревания концентрация этих веществ понижается: они расходятся на дыхание растения, окисляясь до углекислого газа. При этом выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности плода. Фрукт становится слаще, за счёт того, что в нём увеличивается содержание глюкозы. Глюкоза образуется при распаде, (гидролизе, крахмал).

Удивительный фрукт - яблоко! В нём содержится столько полезных веществ, что яблоки смело можно прописывать без рецепта всем людям, без исключения. Недаром англичане - большие ценители этих фруктов - говорят: <<В день по яблоку - и врач не нужен>>.

В природе всегда происходят удивительные превращения одних веществ в другие. Человек не всегда может заметить эти изменения, но экспериментальные исследования всегда точно подскажут состав любого исследуемого объекта.