Исследовательская работа "Загадочный крахмал"

Муниципальная конференция исследовательских работ

обучающихся образовательных учреждений Прокопьевского района

«История малой родины в истории страны»

Секция «Первые шаги в науку»

Исследовательская работа

Загадочный крахмал

Сафонов Владимир

учащийся 3б класса

МБОУ «Новосафоновская СОШ»

Прокопьевский муниципальный район

Научный руководитель:

Шульдайс И.В.

учитель начальных классов

МБОУ «Новосафоновская СОШ»

Оглавление

Введение…………………………………………………………………….3

Глава 1. Поговорим о крахмале

1.1.          Что такое крахмал?..............................................................................4

1.2.          Виды крахмала и особенности……………………………………...5

1.3.          Применение крахмала……………………………………………….6

1.4.          Свойства крахмала………………………………………………......7

Глава 2. Лаборатория на кухне

2.1.          Получение крахмала в домашних условиях……………………….9

2.2.          Определение наличия крахмала в продуктах питания…………..10

Глава 3. Социологическое исследование……………………………..13

Заключение………………………………………………………………..14

Список использованной литературы…………………………………….15

Приложения……………………………………………………………….16

Введение

Однажды, когда мы всей семьей проводили вечер за просмотром телевизора. Я услышал, как диктор говорил, что продукт не содержит крахмала. Тогда я поинтересовался, а что это значит. Объяснив мне, что такое крахмал, мама предложила самим добыть его из картошки. Тогда я сильно удивился, что такое возможно!

И вот мы с мамой на кухне, перед нами все необходимое для проведения опыта. Проведя необходимые манипуляции, мы получаем самый настоящий крахмал! Это невероятно!

И в этот момент я задумался, в каких продуктах еще находится крахмал и насколько он полезен для человека. Так родилась тема для моей исследовательской работы.

Цель исследования: изучение свойств крахмала и поиск его в разнообразных продуктах питания.

Задачи исследования:

·        Собрать и изучить информацию о крахмале:

·       На основе опытов выявить наличие или отсутствие крахмала в различных продуктах питания;

·        получить крахмал из картофеля в домашних условиях;

·       провести опрос среди взрослых;

·        узнать о сфере применения крахмала;

·        проанализировать полученные результаты.

Объект исследования: крахмал.

Предмет исследования: продукты питания.

Методы исследования: поиск информации в различных источниках, эксперимент, наблюдение, опрос, анализ и обобщение.

Гипотеза: Предположим, что крахмал содержится во всех продуктах питания.

План действий:

1.     Изучить необходимую информацию по теме работы.

2.     Опытным путем изучить свойства крахмала.

3.     Получить крахмал из картофеля.

4.     Опираясь на опыты, проверить наличие или отсутствие крахмала в продуктах питания.

5.     Провести опрос среди взрослых.

Практическая значимость: данная работа поможет выяснить не только наличие крахмала в продуктах, но и узнать были ли нарушения при производстве того или иного продукта питания.

Глава 1. Поговорим о крахмале.

1.1.          Что такое крахмал?

Для того чтобы ответить на этот вопрос я обратился к различным источникам. И вот что мне удалось выяснить.

·        Толковый словарь Ожегова.

Крахмал – (- а (-у), м). 1. Углевод, накапливающийся в клетках в виде зёрен. 2. Мучнистый белый порошок растительного происхождения.

·        Большой толковый словарь русского языка.

Крахмал – а; м. [от нем. Kraftmehl]. Мучнистый белый порошок – запасной углевод большинства растений, извлекаемый из них (из риса, картофеля, кукурузы и т.п.; употребляется в пищевой, химической промышленности и кондитерском деле). 

·        Википедия — свободная энциклопедия.

Крахмал – Безвкусный аморфный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. При сжатии порошка крахмала он издаёт характерный скрип, вызванный трением частиц.

·        Словарь Ефремовой.

Крахмал – 1. Углевод растений, накапливающийся в виде зерен (обычно в клетках семян, луковиц, клубней, в листьях и стеблях).

1.        Мучнистый белый порошок, являющийся таким углеводом и извлекаемый из картофеля, пшеницы, риса и т.п.

2.        Раствор такого порошка, применяемый для придания белью, одежде и т.п. жесткости, глянца.

·        Словарь медицинских терминов.

Крахмал – полисахарид растений, образующийся в клеточных органеллах зеленых листьев в результате процессов фотосинтеза; важная составная часть продуктов питания человека.

Таким образом, проанализировав полученную из словарей информацию, я узнал, что крахмал – это химическое вещество, представляет собой белый порошок, без вкуса, без запаха.

1.2.          Виды крахмала и особенности

Я узнал, что по содержанию воды и форме связи крахмальных зерен основные виды крахмалсодержащего сырья подразделяются на три группы:

1.                 Крахмал из зерен – кукурузный крахмал,  пшеничный крахмал, рисовый крахмал.

Общая характеристика: для желатинизации требуется более высокая температура, и они застывают при охлаждении.

Пшеничный крахмал – содержит только 75% крахмала, поэтому он является менее эффективным загустителем, чем картофельный или кукурузный крахмал.

Кукурузный крахмал – является практически чистым крахмалом, поэтому он более эффективный загуститель, чем мука. Имеет свой специфический вкус. [2]

Рисовый крахмал - Образует непрозрачные клейстеры низкой вязкости, обладающие высокой стабильностью при хранении. [1]

2.                 Корневой и клубневый крахмал – картофельный крахмал, амаранта (аррорут), тапиока.

Общая характеристика:  Эти крахмалы начинают работать при более низких температурах и готовятся быстрее, у них менее выраженный вкус. Чтобы получить нужную консистенцию, потребуется меньшее количество, они быстро загущаются, и не нуждаются в предварительной подготовке.

Картофельный крахмал – загущающая сила этого крахмала гораздо выше других крахмалов.

Аррорут - извлекается из западно-индийского растения Маранта. Не разжижается так сильно как картофельный крахмал, имеет менее зернистую текстуру. Его температура желирования выше, чем у других корневых крахмалов, она ближе к кукурузному крахмалу. 

Тапиока – извлекается из корня растения маниок. Особенно ценится за свой нейтральный вкус. В воде он слишком крупянист, поэтому продается уже в больших застывших шариках, которые потом достаточно долго разогревают, чтобы их смягчить. 

3.                 Модифицированный крахмал – придумали модифицированный крахмал, так как натуральный не имеет необходимой стабильности для целей производства, хранения, распространения и использования потребителем. Он менее склонен к расслаиванию и при тепловом воздействии. [2]

Кроме традиционных видов сырья (картофеля, кукурузы, пшеницы) для производства крахмала в некоторых регионах используют и такие виды крахмалосодержащего сырья, как ячмень, рожь,  горох. [1]

1.3.          Применение крахмала

Крахмал является основным сырьем для получения глюкозы, этилового спирта, ацетона, глицерина, лимонной кислоты. Его также используют для получения бумаги, текстиля, пластмасс, клея, витаминов, в домашнем хозяйстве. Добавляют крахмал в пищевые продукты, например в колбасные изделия. Из целлюлозы изготовляют бумагу, картон, ткани, лаки, эмали, пластмассы, целлофан. Ее используют для производства бездымного пороха, ацетатного шелка.

Он является необходимым ингредиентом при приготовлении различных киселей, соусов, кремов, колбас и выпечки. [5]

Наиболее часто в кулинарных целях этот компонент используется для загущения продукта и связывания части жидкости в нём. Например, при приготовлении желе или майонеза. (Приложение 1)

Применение крахмала в кулинарии - не единственная форма его использования. Из него изготовляют этанол, патоку и различные клея. В огромных объёмах крахмал используется целлюлозной промышленностью. Порошок служит для наполнения и обработки бумаги. Также его используют для обработки тканей и другой текстильной продукции. [5]

Крахмал  широко применяется в производстве бумаги, обоев, картона и другой подобной продукции. Ежегодно выпускаются десятки миллионов метрических тонн целлюлозно-бумажной продукции.

Пищевая промышленность использует крахмал как загуститель, а также в качестве сырья для получения глюкозы, патоки и этилового спирта.

В фармацевтической отрасли его используют в качестве наполнителя для таблетированных форм лекарственных средств. А также для изготовления оболочек капсул и таких растворов, как гемодез, реополиглюкин и других. [3]

1.4.          Свойства крахмала

Крахмал обладает рядом свойств. Для определения некоторых из свойств у крахмала, мы решили провести ряд простых опытов.  

Опыт 1. Растворимость крахмала.

а.     Нам понадобится: стакан с холодной водой, крахмал. Берем стакан с холодной водой, кладем в неё крахмал, взбалтываем. Мы видим мутный раствор, крахмал не растворился. Он оседает на дно.

 

Вывод: крахмал не растворяется в холодной воде.

б.     Нам понадобится: раствор крахмала. Раствор нагреваем, постоянно помешивая. Раствор загустел, он имеет способность к склеиванию.

Вывод: при нагревании раствор превращается в вязкую массу (клейстер).

Опыт 2. Наличие крахмала можно проверить при помощи йода.

Нам понадобится: йод, сухой крахмал, крахмал, смешанный с водой. Капаем несколько капель йода в сухой крахмал и крахмал, смешанный с водой.

Мы видим, что при реакции с крахмалом в сухом виде йод становится тёмно-фиолетовым, если йод добавить в крахмал, смешанный с водой, то видим, что он становится тёмно-синим.

Вывод: в результате взаимодействия йода с крахмалом, вещество, содержащее крахмал, окрашивается в синий цвет.

Опыт 3. Внешний вид  крахмала

Нам понадобится: сухой крахмал. Взяв в руки немного крахмала, мы чувствуем, что он легко рассыпается и поскрипывает между пальцами.

 

Вывод: крахмал издает легкий «скрип».

Опыт 4. Какой крахмал на вкус.

Нам понадобится: сухой крахмал. Пробуем немного крахмала на вкус. Делать это безопасно, так как мы знаем, что это пищевой продукт.

Вывод: крахмал безвкусный.

Таким образом, опытным путем мы подтвердили все свойства крахмала.

Глава 2. Лаборатория на кухне

2.1.          Получение крахмала в домашних условиях

Всем известно, что существует быстрый и легкий способ получить крахмал в домашних условиях. Это получение крахмала из картофеля. С данного опыта и началось мое знакомство с этим необычным порошком. [3]

Для получения крахмала не нужен какой-то особый картофель. Прекрасно подойдут и отходы: поврежденный и подмороженный картофель, мелкий.

Итак, вот как можно получить крахмал на собственной кухне. (Приложение 2)

·        Тщательно вымыть клубни, очистить от кожуры.

·        Пропустить картофель через соковыжималку.

·        Дать полученному соку отстояться, чтобы крахмал осел на дне.

·        Аккуратно слить верхнюю жидкость, добавить чистой воды, дать крахмалу снова осесть на дно. Так необходимо повторить несколько раз, пока не получим чистый крахмал.

·        Слив последний раз воду, необходимо оставить крахмал высыхать. На следующий день мы получим самый настоящий продукт.

2.2.          Определение наличия крахмала в продуктах питания

Когда я собирал информацию для своей работы, то узнал, что крахмал используют в промышленных масштабах, в том числе и в пищевой промышленности. У меня возник вопрос о том, в каких еще продуктах содержится этот порошок. Мы решили проверить некоторые продукты, на наличие крахмала.

Для начала мы решили проверить овощи и фрукты: картофель, яблоко, тыкву, морковь, банан, редьку.  

Для проведения эксперимента мы взяли за основу опыт 2.

Капнув йод на срез картофеля, мы увидели ярко-фиолетовое пятно, которое свидетельствует о большом содержании крахмала в овоще.

Таким же способом мы проверили яблоко, морковь, банан, тыкву, редьку и убедились, что эти продукты не содержат крахмал, либо содержат малое количество.

 

Далее мы проверили «чемпионов» по содержанию в них крахмала: рис и кукурузу. Вместо кукурузы мы взяли крупу. Проведя опыт, мы убедились, что рис и кукуруза, на самом деле, содержат большое количество крахмала. Об этом свидетельствует ярко-синие пятна на поверхности продуктов.

 

Мы решили проверить некоторые продукты из холодильника на наличие крахмала и убедиться, что производители честно заявляют состав продукта. Итак, на столе у нас оказались: Кетчуп «Шашлычный», кабачковая икра, вареная колбаса  «Бутербродная», сгущенное молоко, йогурт «Fruttis», майонез «Любительский».

Проведя эксперимент, мы увидели, что производители кетчупа честно признаются в наличии крахмала в своем продукте.

Кабачковая икра не содержит крахмал, о чем и говорится на этикетке.

При проверке вареной колбасы, мы увидели, что она не содержит крахмал.

Производители сгущенного молока честны с покупателями. Ни на упаковке, ни в продукте крахмал не обнаружен.

 

 А вот йогурт, как и вся продукция «Fruttis», содержит крахмал и производители не скрывают это. Как мы выяснили это модифицированный крахмал. Часто можно встретить его, как добавку Е1442.

При проверке майонеза обнаружилась интересная реакция. Капля йода, при попадании на продукт, дала легкий сиреневый оттенок. Но на этикетке не было обнаружено наличие йода. Однако мы увидели, что майонез содержит стабилизаторы (гуаровая камедь и ксантановая камедь). Изучив литературу, мы узнали, что камеди дают такую же реакцию, что и крахмал. Но продукт чист на наличие этого порошка.

 

Вывод: многие овощи и фрукты: картофель, тыква, яблоки, рис, кукуруза, редька содержат крахмал, но в разных количествах.

В кабачковой икре, вареной колбасе, сгущенном молоке и майонезе крахмал не обнаружен. В молочных продуктах крахмал не должен содержаться. Но может быть обнаружен в качестве загустителя, либо в качестве модифицированного продукта. В нашем случае так получилось с йогуртом «Fruttis».

Глава 3. Социологическое исследование

Нами было проведено анкетирование среди взрослых. Всего было опрошено: 16 человек. Опрашиваемым предлагалось ответить на 5 вопросов. (Приложение 3)

Опрос проводился с целью узнать, знают ли взрослые о крахмале, о том, где он содержится и полезен ли он.

Анализируя полученные результаты, можно сделать выводы (Приложение 4):

1.     75 %  взрослых знают калорийность продуктов.

2.     25% смотрит на состав того или иного продукта, 25% - смотрит иногда, 50% - никогда не обращают внимание на этикетки.

3.     50 % опрошенных предпочитают употреблять овощи в сыром виде, по 25% ответили, что употребляют овощи в жареном и вареном виде.

4.     При ответе на 4 вопрос мнение разделилось напополам. 50% опрошенных считают, что больше всего крахмала в картофеле и 50% считают, что в муке.

5.     75% взрослых считают крахмал полезным, а 25% - находят его вредным.

Заключение

Работа была проделана нами в полном объеме. Поставленные цель и задачи были решены полностью. Гипотеза подтвердилась частично, так как опытным путем мы доказали, что крахмал содержится не во всех продуктах питания.

В ходе исследования, мы выяснили, что:

·        Крахмал применяют при изготовлении бумаги и картона и как клей.

·        Крахмал идёт на производство спичек, красок.

·        Крахмал используют в медицине для мазей, таблеток, порошков.

·        Для накрахмаливания салфеток, скатертей, маминого халата.

Чтобы понять, какую роль играет крахмал для человека, я постарался узнать о нём как можно больше, изучил литературу по теме исследования.

Изучив крахмал с помощью наблюдений и опытов, мы пришли к следующим выводам:

·       крахмал содержится в клубнях, корнеплодах, стеблях, иногда в плодах фруктов;

·       крахмал – важная часть в рационе питания, его добавляют и в качестве наполнителя во многие продукты питания;

Результатом данной исследовательской работы можно считать и то, что я учился работать не только с книгами, но и с Интернет-ресурсами, получая интересующую меня информацию. Я освоил технологию проведения опытов с крахмалом; изучил свойства крахмала; научился выделять крахмал из картофеля. В ходе экспериментов обнаружил продукты питания из повседневного рациона, в которых содержится крахмал, нашёл продукты, в которых его нет.

Список использованной литературы

1.                 Виды крахмала и производство: [электронный ресурс] // Крахмал. URL: https://sites.google.com/a/i-dist.ru/krahmal/vidy-krahmala-i-proizvodstvo

2.     Крахмал - Часть I - виды крахмала и особенности: [электронный ресурс] // Живой журнал. М., 1999 г. URL: https://pracooking.livejournal.com/45402.html

3.     Крахмал: формула, химические свойства, применение: [электронный ресурс] // Проект SYL.ru. М., 2013-2018 г. URL: https://www.syl.ru/article/317635/krahmal-formula-himicheskie-svoystva-primenenie

4.                 Ольгин О. Забавная химия для детей. М.: «Детская литература», 1997.

5.                 Применение и химический состав крахмала: [электронный ресурс] // Состав продуктов. М., 2011-2018 г. URL: http://sostavproduktov.ru/komponenty/uglevody/krahmal

6.                 Я познаю мир. Химия. Автор-составитель Л.А.Савина. - М.: Изд-во «АСТ», 1999.

    

Приложение 1

Свойства крахмалов, важные для пищевых продуктов
Специфическая вязкость	Вкусовые ощущения, скользкость, послевкусие
Жидкое кипение	Характеристики суспензии
Устойчивость к обработке кислотой и механическому сдвигу	Клейкость (адгезивность)
Стабильность при замораживании-оттаивании	Кристалличность
Текстура и консистенция геля при различных температурах	Нейтральный вкус
Прозрачность или матовость	Долгий срок хранения
Устойчивость к условиям переработки	Гигроскопичность
Способность удерживать жиры	Цвет
Устойчивость геля к ретроградации	Неслёживаемость
Блеск	Диспергируемость или набухаемость в холодной воде
Свойства текучести гелей	Набухаемость и устойчивость к набуханию
Способность стабилизировать эмульсии	Плёнкообразующие свойства

Приложение 2

Получение крахмала в домашних условиях

1.     Помыли и почистили картофель

 

2.     Пропустили его через соковыжималку

 

3.     Дали опуститься крахмалу на дно и аккуратно слили сок

4.     Несколько раз промыли крахмал чистой водой, каждый раз давая ему опуститься на дно и сливая воду

 

5.     Оставили на ночь крахмал высыхать. И к вечеру получили готовый продукт

 

Приложение 3

Анкета

1.     Какой из этих продуктов более калорийный?

а.      Картофель

б.     Блинчики

в.      Морковь

г.      Каша пшеничная

д.     Мясо

е.      Молоко

ж.   Йогурт

з.      Хлеб пшеничный

2.     Читаете ли вы состав покупаемых продуктов?

а.      Да

б.     Нет

в.      Иногда

3.     В каком виде вы предпочитаете употреблять овощи?

а.      Варёные

б.     Жареные

в.      Сырые

4.     Какой из перечисленных продуктов содержит больше крахмала?

а.      Мука пшеничная

б.     Рис

в.      Картофель

г.      Морковь

д.     Лук

е.      Кукуруза

ж.   Горох

5.     Как Вы думаете, крахмал полезный или вредный?

а.      Полезный

б.     Вредный

Приложение 4