Исследовательская работа "Посуда как источник избытка ионов металлов в организме человека"

Муниципальное базовое общеобразовательное учреждение

«Родинская средняя общеобразовательная школа №1»

Исследовательская работа

«Посуда как источник избытка ионов металлов в организме человека»

                                                    Выполнила:

                                                     ученица 9 класса Кривошеева Дарья 

                    Руководитель:

                                                    Решетченко Анна Андреевна – учитель химии

с. Родино

2015год

Содержание

Введение………………………………………………………………3

Глава 1.Алюминий, никель, железо и здоровье человека

1.1.Биологическая роль алюминия…………………………………..4

            1.1.2.Реакция организма на избыток алюминия…………………….4

            1.2 Биологическая роль железа.………………………………….......5

            1.2.1 Реакция организма на избыток железа.………………………..5

            1.3. Биологическая роль никеля……………………………………...6

            1.3.1.Реакция организма на избыток никеля………………………...7

Глава 2.Характеристика основных видов посуды пищевого назначения

             2.1.Алюминиевая посуда……………………………………………..7

             2.2.Эмалированная посуда……………………………………………8

             2.3.Посуда из нержавеющей стали…………………………………..9

Глава 3 Исследования металлической посуды.

       3.1.Социологическое исследование………………………………..11

             3.2. Химико-биологические исследования………………………...12

4.Выводы и рекомендации…………………………………………………16

5. Список литература………………………………………………………..20

6.Приложение………………………………………………………………..21

Введение.                                                                                                                                        Широкое применение металлов и их сплавов в технике, в органическом синтезе уже заставляет бить тревогу опасности, которая угрожает здоровью и жизни людей. Попадая в организм и накапливаясь там, в избытке, ионы металлов наносят непоправимый вред здоровью человека. Проведенные медицинские исследования показали, что избыток железосодержащих веществ в организме  может вызвать гемохроматоз, цирроз, сахарный диабет и сердечнососудистую недостаточность.                                                                                     Откуда же попадают ионы металлов к нам в организм?                       

            Ионы металлов попадают к нам в организм по-разному. Но основной путь – это желудочно – кишечный тракт

Каждому человеку прекрасно известно, что далеко не всякая пища полезна для организма. А насколько опасна  металлическая посуда, в которой мы готовим пищу?

        Для своих исследований я выбрала один из возможных путей попадания ионов металлов в организм человека: кухонную посуду, в которой мы готовим пищу каждый день.     

Всё выше изложенное и определило цель и задачи исследования.

Цель: выявить и установить возможность попадания ионов в организм через металлическую посуду.

Задачи:

1. С помощью качественного анализа пищи исследовать её на наличие ионов Al³⁺,Ni²⁺ ,Fe²⁺.

2. Установить, как влияют на живой организм ионы Al³⁺,Ni²⁺ ,Fe²⁺.

3. Н а основе проведенных исследований сделать вывод о пользе или вреде металлической посуды.

4. Дать рекомендации по использованию металлической посуды и экологическую оценку каждому виду посуды.

Объект исследования: ионы металлов: Al³⁺,Ni²⁺ ,Fe²⁺.

 Предмет  исследования: алюминиевая, эмалированная   посуда, посуда фирмы «Цептер»,  и фирмы   «Bekker».

Методы исследования:

2.      обзор и анализ литературы;

3.      социологический опрос

4.      лабораторные исследования ( биологический метод)

5.      анализ исследований 

Гипотеза:

 Если с помощью химико-биологических методов можно определить  наличие  ионов Al³⁺,Ni²⁺ ,Fe²⁺ в металлической посуде, то можно установить, опасны ли они для человека

1. Воздействие некоторых ионов металлов на организм человека

1.1.Биологическая роль алюминия.

• Принимает участие в построении эпителиальной и соединительной тканей.
• Участвует в процессе регенерации костной ткани.
• Оказывает активирующее или ингибирующее действие на реакционную способность пищеварительных ферментов (в зависимости от концентрации в организме).
• Участвует в обмене фосфора.

1.1.2.Реакция организма на избыток алюминия.

Повышенное содержание алюминия в крови вызывает возбуждение центральной нервной системы. При его избытке нарушается минеральный обмен. Поскольку алюминий обладает нейротоксичным  действием, то при его избытке нарушается двигательная активность, возможны судороги, ослабление памяти, нарушение психомоторных реакций у детей, наблюдаются невралгические расстройства, заболевание печени и почек. Высокое содержание алюминия обнаружено в клетках головного мозга у людей, страдающих болезнью Альцгеймера. Поступающие в  организм  с водой и пищей  ионы  Al³⁺ в форме нерастворимого фосфата выводятся с фекалиями, а частично всасываются в желудочно-кишечном тракте в кровь и выводятся почками. Если же деятельность почек нарушена, происходит накапливание  алюминия, сопровождающееся ростом хрупкости костей, нарушением метаболизма Ca, Mg, P, F и развитием различных форм анемии.

    Алюминий ранее никогда не рассматривался как токсикант. Однако в связи с проблемой «кислотных дождей» ионы алюминия стали ограничивать урожайность сельскохозяйственных культур. Так на кислых почвах биологическая доступность увеличивается, и он начинает оказывать отравляющее действие на растения, а через них и на травоядных животных (болезнь «травяной столбняк»). Всасывание алюминия в кишечнике усиливается при употреблении поваренной соли. Защитными средствами от избытка алюминия в организме являются витамин С, пищевые волокна, кальций и цинк

1.2.Биологическая роль железа

Железо  необходимо в жизни человека. Оно задействовано в процессах кроветворения, участвует в образовании гемоглобина. Железо также входит в состав ферментов пероксидазы и каталазы, является неотъемлемой составной частью цитохромной системы организма, участвует в процессе дыхания. Небольшая часть железа расходуется на рост покровных тканей организма – кожи и ногтей.  Железо входит в состав пигмента, окрашивающего волосы (рыжие волосы содержат в 5 раз больше железа, чем любые другие). Недостаток его в рационе приводит к тяжёлому заболеванию - железодефицитной анемии ( низкий гемоглобин, малокровие ).

1.2.1 Реакция организма на избыток железа

         Содержание железа в организме человека (масса тела 70 кг) составляет по некоторым данным ~3,5 г. Распределение железа в организме человека (в процентах от общей массы железа) показано в таблице №1.  Суточная потребность в железе составляет 12 -15мг.

        Осведомлённость населения о железодефицитной анемии привела к популярности и широкому использованию препаратов и пищевых добавок, содержащих железо. Однако следует помнить, что избыточный приём таких железосодержащих веществ может вызвать тяжёлую интоксикацию, особенно у детей (гемохроматоз). При гемохроматозе нарушаются механизмы, ограничивающие всасывание железа. В результате железо распределяется и накапливается во всех органах, особенно в печени и поджелудочной железе. В связи с этим возникают нарушения в работе печени (цирроз), развивается сахарный диабет, сердечная недостаточность и другие болезни. Железо становится опасным при потреблении его более 200 мг в день. Железо окисляет пищевые продукты гораздо сильнее, чем медь, и его избыток в продуктах портит их внешний вид и вкус. В связи с высокой окислительной способностью железа его содержание, как и меди, в продуктах нормируют на более низком уровне, чем это необходимо по токсикологическим свойствам.

1.3 Биологическая роль никеля.

В организме взрослого человека содержится 5-13,5 мг никеля. Недостаток никеля в организме приводит к ингибированию энзимов печени, нарушает дыхательные процессы в митохондриях, изменяет содержание липидов в печени. Никель участвует в регуляции метаболизма гемоглобина в печени и почках. В сыворотке крови никель связывается с аминокислотами. Из крови  никель поступает в межклеточную жидкость, а затем с помощью специальных белков  проникает в клетки. 

Никель - биологический конкурент меди и железа. При избытке никеля в организме падает содержание этих элементов.

1.3.1.Реакция организма на избыток никеля.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) никеля в хлебе, овощах, фруктах - 0,5 мг/кг; соках, напитках - 0,3,  воде - 0,1мг/л. Никель обладает общетоксическим действием, а также вызывает заболевания носоглотки, легких, злокачественные новообразования, дерматиты и экземы. Это один из наиболее распространенных кожных аллергенов. Аллергические реакции могут возникать даже при контакте с ювелирными изделиями, монетами, пуговицами, инструментами и режущими приспособлениями, косметикой и моющими средствами, медицинскими инструментами.              

2.Характеристика основных видов посуды пищевого назначения

Различают посуду металлическую, керамическую, стеклянную, пластмассовую и т.д.

Металлическая посуда изготавливается из алюминия, стали, латуни, чугуна, железа, мельхиора и нейзильбера[1]; она может покрываться эмалью. Поскольку предметом моего исследования выбрана посуда из алюминия, эмалированная посуда и посуда из нержавеющей стали, то дальше я и буду описывать именно её.

2.1.Алюминиевая посуда.

  Алюминиевая посуда изготавливается штамповкой и литьем из алюминия, дюралюминия и их вторичных сплавов. Штампованная алюминиевая посуда выпускается легкой (толщина дна 1,5 мм), средней (толщина дна 2 мм) и тяжелой (толщина дна 2,5 мм). Литая толстостенная посуда (гусятницы, сковороды, кастрюли, котлы) отличаются большой устойчивостью к коррозии, особенно при условии тщательной ее полировки. Она предназначена в основном для жарения, тушения, т.е. для приготовления вторых блюд. Она обладает термической стойкостью, не боится резких температурных колебаний, не портит вкус, запах, и цвет приготовленной пищи. Алюминий не любит контакта с кислотами и щелочами. Потому, что кислоты и щелочи, содержащиеся в продуктах, защитную пленку все-таки разрушают, и тогда металл переходит в пищу.  Но щи, кисель или мясо в кисло-сладком соусе как раз и есть такие реактивы, а молоко имеет щелочную реакцию. В результате в наши блюда со стенок кастрюль переходят соединения, не предусмотренные кулинарными рецептами по  мнению ученых, алюминий, окисляющийся в воде, способствует возникновению ряда тяжелых заболеваний, в частности Паркинсона и Альцгеймера. Особой опасности подвергают себя люди с больными почками. [8]

  Продукты, содержащие серу, кальций, оставляют на такой посуде некрасивые темные следы. Это яйца, молочные продукты, рассолы. Нельзя оставлять приготовленную еду на  хранение в алюминиевой посуде. Ни в коем случае не годится она и для варки диетических блюд и детского питания.[4]

Абразивные чистящие вещества, а также металлические щетки и мочалки тоже разрушают оксидную  пленку. Но если кастрюля очень загрязнена, то ее можно вымыть содовым раствором  (ложка на литр воды), грязь уйдет вместе с растворенной пленкой, а на их месте образуется новая и чистая.   Новую алюминиевую посуду рекомендуется перед употреблением вымыть.  Кроме чистого алюминия для производства посуды используются и его сплавы.[3]

 Посуда из стали, выпускается эмалированной, оцинкованной и луженой.

Оцинкованная посуда – это стальная посуда, покрытая расплавленным цинком. Готовить пищу, консервировать продукты, кипятить воду для питья в ней нельзя.     Луженая посуда изготовляется из белой жести или из черной листовой стали, покрытой оловом.

2.2.Посуда из нержавеющей стали.

К  нержавеющим   сталям  относят группу коррозионностойких сталей с содержанием минимум 10.5 % хрома и низким содержанием углерода. Кроме хрома, как "основной  нержавеющей  составляющей", в  составе   нержавеющей   стали  могут присутствовать никель, молибден, титан, ниобий, сера, фосфор и другие легирующие элементы, определяющие свойства  стали.

Посуда из стали, выпускается эмалированной, оцинкованной и луженой.

 2.2.1.Эмалированная посуда.

Эмалированная посуда – это металлическая посуда (из стали, железа, чугуна), покрытая с внутренней, а часто и с наружной стороны, эмалью. Эмаль должна быть прочной и термостойкой, выдерживать высокую температуру, не давать трещин и не откалываться. Эмали, разработанные в последние годы, обладают высокой устойчивостью к химическим, механическим и термическим воздействиям. Если произошло повреждение эмали внутри посуды, ее больше не следует использовать для приготовления пищи, так как при малейшем ударе эмаль продолжает разрушаться и ее частицы могут попасть в еду, что причинит вред здоровью

Современные эмали состоят из двуокиси кремния, борного ангидрида, окиси титана, окиси алюминия, окислов щелочных и щёлочноземельных металлов, цинка, свинца, различных фторидов.

.          Эмалевое покрытие улучшает эксплуатационные свойства предметов торговли. Посуда может быть покрыта изнутри эмалью следующих цветов: черного, белого, кремового, серо-голубого, синего. Все остальные красящие добавки в больших количествах содержат химические соединения марганца, кадмия и других металлов, которые могут перейти в пищу и привести к негативным последствиям.  Очень вредной для здоровья является посуда, покрытая изнутри эмалью коричневого, красного, желтого и некоторых других цветов.

  Для эмалирования хорошо зарекомендовал себя сплав высокой прочности следующего состава: 2,25% Cu, 1,0% Mg, 0,6% Si, 0,25% Cr, остальное - Fe.

Оцинкованная посуда – это стальная посуда, покрытая расплавленным цинком. Готовить пищу, консервировать продукты, кипятить воду для питья в ней нельзя. При нагревании будут образовываться соли цинка, которые достаточно ядовиты.  В оцинкованной посуде можно хранить холодную воду, растительное масло.

    Луженая посуда изготовляется из белой жести или из черной листовой стали, покрытой оловом. В луженой посуде нельзя хранить кисломолочные продукты, не следует кипятить воду, т.к. даже после недолгого хранения она придает жидкостям острый привкус, а также портит вкус и цвет чая. Оловянные покрытия очень мягки, поэтому такую посуду нельзя чистить твердыми порошками.

 Посуда из нержавеющей стали и других хромоникелевых сплавов в наибольшей степени удовлетворяет гигиеническим требованиям. Эти материалы отличаются высокими антикоррозийными свойствами, химической устойчивостью своих соединений.

Посуда из нержавеющей стали  отличается одна от другой. Так фирма «Bekker». использует для изготовления посуды не просто хромоникелевое покрытие, как это делают многие другие фирмы, а делает её из  качественной, высоколегированной стали. Специальная конструкция дна, стенок и крышки позволяют готовить продукты совершенно без добавления жира. Причем не нужны и деревянные лопаточки, высококачественная, сталь не боится соприкосновения с другим металлом, поры в ней не образуются. В посуде «Bekker» продукты готовятся в собственном соку, без лишней влаги, что делает нашу пищу необыкновенно полезной и вкусной. Также можно готовить на пару, не используя специальных приспособлений, и даже коптить в домашних условиях.

В последние годы в нашей стране появилась в продаже посуда, производители которой, фирма «Цептер», приписывают необычные свойства: она и экономна, и долговечна, и безвредна (даже более того, полезна). Производители посуды «Цептер» постоянно подчеркивают, что их наборы (кастрюли, сковородки, чайные и кофейные сервизы, ножи, рюмки и вилки) сделаны из «благородной стали» — из сплава, который применяется для изготовления хирургических инструментов, абсолютно нейтрального химически, не вступающего ни в какие химические реакции с обрабатываемой пищей.  Все это так, но мало кто знает, что «благородная сталь» - это обычная нержавеющая сталь, из которой на самом деле можно делать скальпели и другие хирургические принадлежности. Химики отмечают, что «нержавейка» действительно не вступает во взаимодействие с пищей, а потому изделия из нее безвредны. Другое дело, что этими свойствами обладает любая посуда из нержавеющей стали и такой посудой или столовыми приборами многие из нас и так пользуются. Кандидат химических наук Петр Образцов, заведующий отделом МЭКС (Международная экспертно-консультационная служба), проверявший достоверность рекламных обещаний фирмы «Цептер» по просьбе редакции газеты «Известия»: подводя итоги проведенной экспертизы, пишет: «В основном, за исключением бактерицидности и сохранности витаминов, посуда фирмы «Цептер» действительно соответствует рекламным сведениям. В этой посуде действительно можно готовить диетические блюда, при этом наблюдается экономия энергии.  Аналогичными свойствами обладает и другая, гораздо более дешевая посуда (хотя бы тот же чугунок для русской печи)». [10]

Вывод: Итак, обзор литературы позволяет утверждать, что есть множество причин, по которым люди должны осмотрительно использовать металлическую посуду. Обязательно необходимо  обращать внимание на ее состав и учитывать  ее состояние.

3.Исследования металлической посуды.

3.1.Социологическое исследование.

В  социологическом опросе, который я проводила в селе Родино летом 2012 года, опрошено  было 85 человек, разного возраста. Предложены были следующие вопросы:

• какую посуду предпочитают иметь хозяйки на кухне;
• владеют ли информацией о пользе или вреде металлической посуды;
• какие блюда наиболее часто готовят хозяйки на кухне;
• какие ложки используют хозяйки для приготовления пищи;
• какие средства для чистки металлической посуды используют;
• какой стаж эксплуатации имеет металлическая посуда;

В результате исследования были получены следующие ответы: на вопрос №1.- хозяйки предпочитают иметь посуду из алюминия – 21 человек, что составляет 24,7 %; посуду из нержавеющей стали-60 человека, или 70,5 %, чугунная посуда 3 человека -3,5 %.

   Вывод: Качество и вредность посуды и столовых приборов из алюминия являются предметом многочисленных споров. Алюминий до сих пор пользуется репутацией безобидного металла, об этом свидетельствует тот факт, что до сих пор он используется на наших кухнях.

На вопрос №2 выяснилось из списка опрошенных, 59 человек владеют информацией о вреде металлической посуды, что составляет 69,4 %

Вывод:       Один из возможных путей попадания ионов металлов в организм человека - кухонная посуда, в которой мы готовим пищу каждый день, но почти 31% из списка опрошенных не владеет информацией о вреде металлической посуды.

    На вопрос №2:  хозяйки на кухне предпочитают готовить в металлической посуде  щи – 31 человек (36,4%), борщ – 21 человека (24,7%), варенье никто не готовит в такой посуде, предпочитают изготовление его  эмалированной посуде. Иные супы – 10 человек (11,7%). Готовят овощи 23 человека (27 %).

Вывод: Но щи, кисель или мясо в кисло-сладком соусе содержат кислоты и щелочи и они как раз и есть такие реактивы, которые заставляют металл, переходит в пищу.

На вопрос №3 для приготовления этих блюд 62 человек (72,9%) предпочитают использовать металлические ложки, 11 человек (12,9 %) используют тефлоновые ложки, а 12 человек (14,1%) используют деревянные.

Вывод:  Это еще раз доказывает, что основная часть хозяек не владеет информацией, что металлические ложки при перемешивании пищи могут открывать поры и тем самым способствовать выходу ионов металла в пищу. 

На вопрос №4 Моют металлическую посуду моющим средством Fairy 17 человек (20%),  используют Sorti 18 человека (21,2%), моющее средство «Волшебница»- 11 человек (12,9%), АОС  20 человек (23,5%) и только 10 человек (11,8%) используют мыло хозяйственное, а 9 человек (10,6 %) используют соду. 

Вывод: В основном хозяйки используют для мытья металлической посуды рекламируемые  чудо-средства, с помощью которого посуда  будет вымыта одной каплей до блеска. Но  в рекламах не говорят о негативном влиянии данного средства на человеческий организм. Химические вещества, попадая в организм человека, негативно сказываются на здоровье, накапливаются и приводят к развитию астмы, аллергии и гастрита. Когда то наши предки могли мыть посуду так, чтобы это не было вредно для здоровья. С удалением жира неплохо справляется сухая горчица разведенная в тёплой воде. Пищевая сода тоже незаменимый помощник при мытье посуды.

На вопрос №5- Стаж эксплуатации металлической посуды в среднем составляет от 2-до 8 лет (алюминиевая посуда), более 10 лет посуда из нержавеющей стали, свыше 15 лет чугунная посуда, эмалированная посуда до 5 лет.

          Вывод: Эмалированная посуда существенно проигрывает в долговечности посуде из     алюминия или нержавейки. Пока эмаль цела - посуда служит отлично. Но эмаль очень боится ударов. Как только маленький кусочек эмали отлетает - с пищей начинает взаимодействовать металл посуды.  Через некоторое время на месте без эмали посуда разрушается. И срок службы эмалированной посуды значительно сокращается.

 В ходе нашей работы мы убедились, что в распоряжении каждой хозяйки есть самая разная посуда. Этот вывод мы сделали на основе опроса. Почти все опрошенные (91%) знают, что некоторые виды посуды пищевого назначения могут вызвать разного рода отравления. Но какая именно посуда и какого рода отравления, этого они не знают и хотели бы узнать.

3.2. Биологические исследования.

Перед проведением опытов, опробовали разные способы определения ионов Al³⁺,Ni²⁺ ,Fe²⁺, т.к. попадая в пищу их концентрация может быть крайне мала.

1. Приготовили растворы солей: NiSO₄, FeSO₄, Al₂(SO₄)_3, т.е. солей которые имеют исследуемые ионы_.. Для этого отвешивали на весах массы солей (4 колонка таблицы), затем добавили к каждой соли воду до объёма 100мл. Получили 100мл 0,1М раствора. Разбавили каждый последующий раствор в 10 раз, получили соответственно 0,01 М раствор, 0,001М раствор, 0,0001 М раствор. Аналогично готовим растворы гидроксида натрия ( колонка №4 в таблице).

Формула вещ-ва	Мг\моль	Масса в-ва  в 1000мл 01 М	Масса в-ва  в 100мл 0,1 М	Масса  в-ва  в 100мл  0,01М	В 0,001 М	В 0,0001 М
Ni SO4	155	15,5 г	1,55 г	0,155 г	0,0155 г	1,55 мг
Fe SO4	152	15,2 г	1,52 г	0,152 г	0,0152 г	1,52 мг
Al2(SO4)3	342	3,4 г	3,4 г	0,34 г	0,034 г	3,4 мг
Na OH	40	4 г	0,4 г	0,04г	0,004 г	0,4 мг

2. Приготовили  контрольные препараты для микроскопа.

     На предметное стекло нанесли по капле каждого раствора различной концентрации соответствующей последовательности, высушили.

3. Приготовим раствор амилазы. Установлено, что соли тяжелых металлов, тормозят активность амилазы. [3] .  1 мл слюны  собрали в пробирку и развели до 10  мл дистиллированной водой.

4. Для опытов использовали 5% спиртовой раствор йода, разбавив его водой в 20 раз.

5. Приготовили раствор крахмала. Сварили крахмальный клейстер, разбавив его в два раза дистиллированной водой.

6. Сделали пробы на время расщепления данной концентрации крахмала амилазой. Далее проводили опыты соответственно установленному времени ( 20 мин).

7. Исследование растворов   различной кислотности.

  В 100 мл дистиллированной воды добавили  10 мл столового уксуса, что соответствует рН=4

 Действие амилазы на исследуемые растворы: если добавить к ним - раствор крахмала, все перемешать и оставить на 20 минут, а по истечении времени, капнуть 2-3 капли йода. Возможны следующие результаты: 

1)      раствор не даст синей окраски, значит, амилаза полностью переработала крахмал,

исследуемый фактор безвреден для организма.

2)      появится синяя окраска, амилаза не переработала крахмал, т.е. она дезактивирована исследуемым фактором и последний оценивается как вредный для организма. [7]

Схема химической реакции выглядит следующим образом:

(С₆Н₁₀О₅)_п +п Н₂О ^{_АМИЛАЗА____}продукт гидролиза --^{+ J}₂--àцветной комплекс ( или его отсутствие)

Опыт №1. Взаимодействие солей  Ni SO₄, Fe SO₄, Al₂(SO₄)₃ различной концентрации  с Na OH.

Ход работы: к приготовленным растворам приливали гидроксид натрия.

Наблюдали выпавшие осадки.

• 0,1 М – 0,01М  растворы дают осадки, наблюдаемые невооруженным глазом;

• 0,001М- 0,0001М растворы дают осадки наблюдаемые под микроскопом, отличающиеся величиной частиц и интенсивностью расположения в поле зрения;
• Ni (OH)₂ – студенистый осадок зеленовато-серого цвета.
• Al (OH)₃ – студенистый, бесцветный осадок.
• Fe (OH)₂ – студенистый зеленовато-серый осадок буреющий на воздухе.

·            Под микроскопом цвет осадков  из слабоконцентрированных растворов не различается.

Опыт №3. Действие уровня концентрации  ионов металлов на активность амилазы.

Ход работы: в четыре пробирке помещали раствор амилазы, добавили растворы 4 концентраций солей, добавили раствор крахмала, перемешивали и оставляли на 20 минут, по истечении времени добавляли 2-3 капли йода.    

   Наблюдения:

·         Растворы, содержащие ионы Ni²⁺; Fe²⁺; Al³⁺ различных концентраций дали синее окрашивание под действием раствора йода различной интенсивности, которая уменьшается с уменьшением концентрации  ионов в растворе.

   Вывод: для исследования растворов на предмет содержания ионов металлов можно воспользоваться биологическим методом, при помощи фермента слюны-амилазы.

     Этот  метод мы использовали для анализа растворов, полученных из металлической кухонной посуды.

Исследования, проводимые в алюминиевой, эмалированной   посуде, посуде фирмы «Цептер»,  и фирмы   «Bekker».

Опыт №4.  Исследование пробы дистиллированной воды после 15-минутного кипячения в посуде из различных металлов.

Ход работы: в исследуемую посуду добавляли дистиллированную воду, кипятили её в течение 15 минут. Добавили  приготовленный фермент амилазы, раствор крахмала, перемешивали и оставляли на 20 минут, по истечении времени добавляли 2-3 капли йода.

 Наблюдения:     При добавлении йода слабая синеватая окраска проявилась в пробе взятой из алюминиевой посуды.  Она соответствует действию контрольного раствора 0,0001мл концентрации. Ещё  более слабая в пробах из посуды фирмы Цептер.  и посуды фирмы  «Bekker». Не появилась окраска в пробе взятой из эмалированной посуды.

 Вывод:  дезактивация фермента  в наибольшей степени произошла в  пробе взятой из алюминиевой посуды.  По оценке в сравнении с контрольным раствором и контрольными препаратами, концентрация ионов металла не  превышает 0,0001мл, что ниже ПДК, т.е. безвредна.

В  пробе из посуды фирмы  «Bekker» и в пробах из посуды фирмы Цептер   и самая малая в пробе взятой из эмалированной посуды

Опыт № 5. Исследование проб воды с добавлением кислоты.

Ход работы:  к пробам воды, взятым из опыта №4, добавляли приготовленный раствор столового уксуса  до рН=4. Добавляли  приготовленный фермент амилазы, раствор крахмала, перемешивали и оставляли на 20 минут, по истечении времени добавляли 2-3 капли йода.

  Наблюдения: во всех пробах обнаружено синее окрашивание, но разной интенсивности: наибольшая интенсивность окрашивания наблюдалась в пробе взятой из алюминиевой посуды, наименьшая –  в пробе взятой из эмалированной посуды .

     Вывод: в сравнении с контрольным анализом кислотной среды (рН=4) анализ этих же растворов из металлической посуды дал более интенсивное синее окрашивание. Следовательно, биоанализ показал увеличение дезактивации фермента, в  пробе  взятой  из алюминиевой посуды– наибольшее, а в пробах из посуды фирмы  «Bekker» и посуды фирмы Цептер примерно одного уровня, в пробе взятой из эмалированной посуды  – наименьшее.

Опыт №6. Исследование слабо-кислых растворов после 15 минут кипячения (рН =4)

Ход работы: провожу опыт аналогично №5, но использую раствор столового уксуса  рН=4 и 15-минут кипячу. Затем добавляю  приготовленный фермент амилазы, раствор йода, перемешиваю и оставляю на 20 минут, по истечении времени добавляю 2-3 капли йода.

Наблюдения:     во всех пробах, кроме пробы из эмалированной посуды обнаружено слабо-синее окрашивание, в пробе из алюминиевой посуды немного интенсивнее.

 Вывод: слабокислая среда раствора не влияет на активность фермента, однако, способствует незначительному переходу ионов в раствор. Наиболее активно переходят в раствор ионы в пробах взятой из алюминиевой посуды и посуды фирмы Цептер, менее интенсивно – в пробах  из посуды фирмы  «Bekker» и пробы из эмалированной посуды.

Опыт 7. Исследование проб дистиллированной воды при контакте с металлической посудой без нагревания в течение суток.

Ход работы: в  металлическую посуду, взятую для исследований, наливали дистиллированную воду и оставляли на сутки. Затем проверяли пробы на действие фермента амилазы.

 Наблюдения: наибольшая интенсивность синего окрашивания наблюдалась в пробе из посуды алюминиевой посуды. В пробе взятой из фирмы Цептер. – менее интенсивное окрашивание, и еще слабее - в пробах  из посуды фирмы  «Bekker». В пробе из эмалированной посуды окрашивание отсутствовало.

     Вывод: при нахождении в контакте с металлической посудой длительное время, вода также насыщается ионами. Интенсивность перехода ионов в раствор, отраженная в данном опыте, говорит о том, что хранение продуктов в металлической посуде небезопасно с точки зрения насыщения их ионами металлов. Наиболее безопасна в этом отношении эмалированная посуда.

Выводы и рекомендации.

     На основании исследований можно сделать следующие выводы: в любой посуде, сделанной из сплавов металлов, наблюдается переход ионов в раствор и, соответственно, попадание их в пищу. Обнаружено, что количество их в растворе таково, что они оказывают дезактивирующее действие на фермент амилазу, что влечёт за собой нарушение обменных процессов в организме и может стать причиной заболеваний.

 Наиболее  интенсивный переход ионов металлов наблюдается в посуде алюминиевой менее интенсивный в посуде «Bekker» и«Цептер»;, и самый незначительный в эмалированной. А также широкое использование металлических ложек и чистящих средств, содержащие абразивные частиц, увеличивает количество переходящих ионов за счет повреждений стенок посуды(потеря целостности оксидного покрытия).

 В нейтральной среде переход ионов в раствор относительно невелик, но дает резкое увеличение даже в слабокислой среде. Опыты проводили в идеальных условиях, использовали дистиллированную воду, слабый раствор уксусной кислоты. Каждая хозяйка по-своему вкусу использует для приготовления пищи уксусную кислот, томатную пасту , что может увеличить количество ионов в приготовляемой пищи.

 Рекомендации:

1. Наиболее безопасна в экологическом отношении эмалированная посуда.
2. Необходимо избегать приготовления пищи  с кислой средой  в посуде, сделанной из сплавов металлов.
3. Сравнительные исследования показывают, что концентрация ионов   металлов, переходящих в раствор при нейтральной среде, соответствует ПДК.
4. Ионы имеют свойство накапливаться в организме, поэтому постоянное использование этой посуды не рекомендуется, так как может способствовать постепенному увеличению количества ионов в организме.
5. Необходимо избегать хранения пищи в металлической посуде, даже если она обладает бактерицидным действием

Литература:

1.        Культура питания: Энциклопедический справочник./Под ред. И.А.Чаховского.-Минск Беларуская литература,1993.-с.550.

2.        Научно-методический журнал « Химия в школе»1999г №1,3,4; 2000г №1,5.

3.        Поваренная книга.- М:Терра,1996.-с.320.-(серия «Русский дом»).

4.        Пищевые добавки. Организм человека: Универсальный иллюстрированный справочник для всей семьи.- М: Маршалл Кавердиш,2004.-(серия «Древо познания»)

5.        Северюхина Т.В. Старые опыты с новым содержанием / Химия в школе. № 2, №3.2000. 40-42с,64 с.

6.        Скурихин И.М., Нечаев А.П. Всё о пище с точки зрения химика. М.,Высшая школа,1991

7.        Храмов В.А. Аналитическая биохимия. Волгоград: Учитель 2007.-97 с

8.        Эйхлер В. Пер. с нем.-М.:Мир 1985.-202с

9.http://www.bekker.ru./

10.http://www.zepter.ru./

11.http://forum.adibash.az./

Приложение

                                                                     таблица№1

Железо в организме человека(% от общей массы железа)

Таблица№2

Содержание железа в продуктах питания (мг/100г)

(Часть первая)

Продукт	Содержание железа	Продукт	Содержание железа	Продукт	Содержание железа
Морская капуста	16	Изюм	2,7	Телятина, свекла	1,1
Курага	11,8	Миндаль	2,5	Черная смородина	0,9
Печень говяжья	8,4	Яблоки	2,2	Гранаты, Черника	0,8
Фасоль	5,7	Груши	2,1	Куры, редис, пшено	0,7
Петрушка	5,9	Сливы	1,9	Клюква, мед	0,6
Крупа овсяная	4,2	Абрикосы	1,8	Рыбы, виноград	0,5
Персики	3,7	Черешня	1,7	Баклажан, орехи	0,4
Финики	3,6	Макароны	1,5	Кабачки, лимоны	0,3
Икра осетровых	3,4	Рис	1,3	Капуста квашеная	0,2
Гречневая крупа	3,2	Вишня	1,2	Молоко	0,1

Таблица№3

Результаты опытов

Тип посуды	Исследование № 4 Кипячение воды в посуде 15 минут. Активность амилазы	Исследование № 5 Кипячение воды с добавлением         уксусной кислоты. Активность амилазы	Исследование № 6 Контакт с посудой без кипячения в течении суток. Активность амилазы
Эмалирова нная	нет окраски	Наименьшая интенсивность окраски	Отсутствие окраски
Посуда «Bekker»	Слабая синяя окраска	Средняя сила окраски	Слабая окраска
Посуда «Цептер»	Слабая синяя окраска	Средняя сила окраски	Слабая окраска
Алюминии евая	Наиболее интенсивная синяя окраска	Наиболеесильное окрашивание	Наибольшая интенсивность синего окрашивания