Первый слайд презентации: Министерство образования и науки Республики Казахстан Казахский агротехнический университет им. С.Сейфуллина
Определение содержания крахмала в клубнях различных сортов картофеля новым методом Выполнила : Саукелеева Н.К Руководитель : Муханбетова Н.А Астана, 2014
Слайд 2: Актуальность
Картофель - один из основных продуктов питания для человека. В мире он занимает пятое место среди источников энергии в питании людей после пшеницы, кукурузы, риса и ячменя. Его питательная ценность определяется в основном содержанием крахмала. В его клубнях содержатся ценные питательные вещества. Значение картофеля в питании человека обусловлено особенно содержанием крахмала, протеина, витаминов, минеральных и балластных веществ.
Слайд 3: Химический состав и питательная ценность
Химический состав клубней зависит от сорта, условий выращивания ( климатических, погодных, типа почвы, применяемых удобрений, агротехники возделывания), зрелости клубней, сроков и условий хранения и др. В среднем картофель содержит (в %): воды 75 %; крахмала 18,2; азотистых веществ (сырой белок ) 2; сахаров 1,5; клетчатки 1; жиров 0,1; титруемых кислот 0,2; веществ фенольной природы 0,1; пектиновых веществ 0,6; прочих органических соединений ( нуклеиновых кислот, гликоалкалоидов, гемицеллюлоз и др.) 1,6; минеральных веществ 1,1. Условно различают сорта картофеля с высоким содержанием сухих веществ (более 25 %), средним (22—25 %) и низким (менее 22 %). Крахмал составляет 70—80 % всех сухих веществ клубня. Находится крахмал в клетках в виде слоистых крахмальных зёрен размером от 1 до 100 мкм, но чаще 20—40 мкм. Содержание крахмала зависит от скороспелости сортов, которое выше у позднеспелых. В процессе хранения количество крахмала в клубнях уменьшается в результате гидролитического распада его до сахаров. В большей мере снижается содержание крахмала при низкой температуре (1—2 °C). Сахара в картофеле представлены глюкозой (около 65 % к общему сахару), фруктозой (5 %) и сахарозой (30 %), в незначительном количестве встречается мальтоза, обычно при прорастании картофеля. Наряду со свободными сахарами в картофеле имеются фосфорные эфиры сахаров (глюкозо-1-фосфат, фруктозо-6-фосфат и др.).
Слайд 4: Новизна и практическая значимость
В ходе проекта проводится практическое исследование содержания крахмала в клубнях картофеля с помощью инновационной авторской методики. Для нашего исследования используются сорта картофеля рекомендуемые для Волго-Вятского региона: раннеспелые – Любава, среднеранние – Романо, Фабула и среднеспелые – Накра, Чайка. Исследовательская работа состоит из двух частей: теоретической и практической. В теоретической части мы изучили вопросы биологии, морфологии, физиологии, хозяйственно-биологические характеристики картофеля обыкновенного. В практической части использовали опытно-экспериментальные методы исследования, по результатам которых нами были сделаны соответствующие выводы.
Слайд 5: Биологические особенности картофеля
Царство : Растения Отдел: Цветковые Класс: Двудольные Порядок: Паслёноцветные Семейство: Паслёновые Род: Паслён Вид: Картофель обыкновенный Крахмал с долей 75% сухой массы является главной составной частью картофеля и основным углеводом, содержание которого в столовых сортах, в зависимости от группы спелости, колеблется от 8 до 17%, а в сортах для производства крахмала - от 15 до 25%. Он имеет очень полезные для питания человека свойства.
Слайд 6: Сроки созревания картофеля
ранний (раннеспелый) (70-80 дней для полного созревания урожая); среднеранний (80-90 дней для полного созревания урожая); среднеспелый (90-110 дней для полного созревания урожая); среднепоздний (110-120 дней для полного созревания урожая); поздний (120-140 дней для полного созревания урожая). Любава Романо Накра Фабула Чайка
Слайд 7
Приготовление калибровочного раствора Готовится калибровочный раствор объёмом 1,5 л с массовой долей поваренной соли 21,5%. Такой раствор должен содержать: m( соли) = V( раствора) * ρ ( раствора)* ω (соли) = 1500 мл * 1,16 г/мл * 0,215 = 374,1 г поваренной соли. Масса(объём) воды в этом растворе составляет 1500 мл * 1,16 г/мл – 374,1 г = 1365,9 г (1365,9 мл). На весах отвешиваем 374,1 г сухой соли (перед этим желательно прокалить её на сковороде), засыпаем её в бутылку из-под минеральной воды объёмом 1,5 л и доливаем 1365,9 мл воды, объём которой измеряем в мерном цилиндре. Если не требуется высокая точность измерений, то водой можно заполнить бутылку доверху. Плотность приготовленного раствора 1,16 г/мл, что соответствует 29,5% - ному содержанию крахмала в картофельных клубнях (см. таблицу 1).
Слайд 8: Состав картофельного крахмала
белки – 0,1 г углеводы – 79,6 г вода – 20 г органические кислоты – 6 г пищевые волокна – 0,3 г сахариды – 78,2 г крахмал – 1,4 г зола – 15 г Минералы в мг : калий – 15, кальций – 77, натрий – 40, фосфор – 77.
Слайд 15: ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАХМАЛА ПОЛЯРИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ Принцип метода. В основу метода положен предварительный гидролиз крахмала раствором соляной кислоты, а затем в полученном гидролизате измеряют угол вращения поляризованного луча света. Свет от электрической лампочки или естественный характеризуется волновыми колебаниями, одинаковыми во всех направлениях. Проходя через кристалл исландского шпата, свет приобретает волновые колебания в одной плоскости и таким образом становится поляризованным. Плоскость, в которой происходят колебания поляризованных лучей света, называется плоскостью поляризации. Проходя через прозрачный раствор моносахаров (глюкозы), поляризованный луч света поворачивается вокруг своей оси на некоторый угол. Вращение плоскости поляризации обусловлено наличием асимметричных атомов углерода в молекулах глюкозы. Угол вращения плоскости поляризации может быть правым (вращение против часовой стрелки) и левым (вращение по часовой стрелке). Величина угла вращения плоскости поляризации пропорциональна концентрации глюкозы в растворе. Определение угла вращения производят в монохроматическом желтом свете при длине волны 589,3 нм в поляриметре СУ-2
Слайд 16: Ход анализа. На аналитических весах при помощи фарфоровой чашки или часового стекла взвешивают 1,5-2 г муки семян злаковых и зернобобовых культур, 5 г мезги картофеля и переносят через воронку в мерную колбу вместимостью 100 см3, смывая аналитическую пробу 50 см3 дистиллированной воды. Затем в колбу с образцом добавляют 3 см3 25 %-ной соляной кислоты, содержимое перемешивают и колбу помещают в сильно кипящую водяную баню, где при частом встряхивании выдерживают в течение 15 мин. После гидролиза крахмала колбу вынимают, содержимое охлаждают под водопроводной водой и прибавляют дистиллированной воды до объема 75-80 см3
Слайд 17: Для осаждения белков и осветления раствора глюкозы в колбу приливают 5 см3 раствора 5 %-ной фосфорно-вольфрамовой кислоты и после взбалтывания доводят объем дистиллированной водой до метки. Колбу закрывают пробкой, содержимое тщательно перемешивают и фильтруют через двойной складчатый фильтр в сухую колбу. В случае отсутствия фосфорно-вольфрамовой кислоты для осаждения белков и осветления раствора глюкозы можно применять раствор сернокислого цинка и раствор железистосинеродистого калия. Вначале приливают 1 см3 сульфата цинка, затем после энергичного перемешивания добавляют 1 см3 раствора железистосинеродистого калия и снова перемешивают содержимое колбы. Чистым прозрачным фильтратом заполняют поляризационную трубку длиной 200 мм, надвигают стеклышко трубки так, чтобы не осталось пузырьков воздуха, завинчивают шайбу и измеряют угол вращения плоскости поляризации
Слайд 18: Выводы и рекомендации
В рамках исследования, мы изучили биологические и морфологические особенности картофеля, в частности содержание крахмала в клубнях. 2. Изучили хозяйственно-биологические характеристики различных сортов районированного в Республике Марий Эл картофеля. 3. Изучили методику определения содержания крахмала в овощных культурах, приведенную в научной литературе. 4. Разработали собственную методику определения процентного содержания крахмала для реализации, которой используется минимум оборудования. Данный прибор удобен, компактен и доступен в изготовлении, как в условиях учебного класса так и в домашнем хозяйстве. Также он может использоваться во внеурочной деятельности по химии и биологии. 5. Для выращивания населению рекомендуем среднеспелые сорта картофеля - Фабула (14%), Накра (16%) и Чайка (15%) с наибольшим содержанием крахмала в клубнях. 6. С результатами исследовательской работы ознакомили обучающихся республики, а также общественность через СМИ.
Слайд 19: При расчете содержания крахмала в картофеле и при условии, что навеска исследуемого материала была 5 г, объем экстракта 100 см3, длина поляризационной трубки 200 мм, найденное число градусов умножают на коэффициент 1,78 (коэффициент Эверса для картофельного крахмала). Реактивы: 1) 25 %-ная соляная кислота - 635 см3 концентрированной соляной кислоты пл. 1,19 приливают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, куда предварительно наливают 200-250 см3 дистиллированной воды и доводят объем до метки; 2) 5 %-ный раствор фосфорно-вольфрамовой кислоты - в колбочку на 100 см3 помещают 5 г фосфорно-вольфрамовой кислоты, растворяют в 70-80 см3 горячей дистиллированной воды, охлаждают, доводят до метки и фильтруют; 3) железистосинеродистый цинк-калий. Осадитель состоит из двух отдельно хранящихся растворов. Раствор I - 15 г железистосинеродистого калия растворяют в небольшом количестве воды, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят водой до метки. Раствор II - 30 г сернокислого цинка растворяют в небольшом количестве воды, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки
Слайд 20: Определение картофеля, пораженного фитофторой Методика исследования. Из партии картофеля отбирают среднюю пробу, согласно правилам, установленным стандартом. После обычного анализа берут 50 клубней для определения заболевания. Клубень разрезают на 2-4 части, либо слегка подрезают в 4-5 местах, или зачищают кожицу, затем помещают в осветительную камеру. Цвет люминесценции картофеля, пораженного фитофторой, резко отличается от цвета люминесценции здорового клубня: он ярко-голубой. Пятна в зависимости от степени обсеменения клубня могут быть одиночными или разбросанными во многих частях клубня по периферии. Если интенсивность поражения фитофторой средняя, на разрезе при тщательном осмотре видны коричневые прослойки, люминесценция становится интенсивной. При сильном поражении клубня в потоке ультрафиолетовых лучей вместо коричневых пятен видны пятна черного цвета, ткань, прилегающая к этим видимым и при обычном свете пятнам, люминесцирует ярко-голубым цветом. При дневном свете ткань не отличается от здоровой. Клубни картофеля, пораженные фитофторой, подвергающиеся варке, также люминесцируют
Слайд 21: Определение подмороженного картофеля Подмороженный картофель, разрезанный на части или подрезанный в различных местах, имеет характерную люминесценцию, которая резко выделяется на фоне здоровой части клубня. Цвет люминесценции на срезанных частях мороженого клубня однородный - белесый. Чем сильнее подморожен картофель, тем ярче люминесценция. При внешнем осмотре клубень может не иметь поверхностных размягчений. Чем меньше подморожен картофель, тем меньше люминесценция, она захватывает лишь часть клубня. Иногда люминесценция ограничивается частью клубня - от кицы до сосудистых пучков. Белесая люминесценция, не доходящая до сосудистой части клубня картофеля, - наиболее типичный случай слабого подмораживания
Слайд 22: Сорта картофеля Цвет люминесценции Камераз Ярко-желтый Эпрон Мутно-желтый Калев Желтоватый Вольтман Желтый Лорх Сероватый Ранняя Роза Светло-коричневый Кобблер Светлый, серовато-коричневый Берлихинген Серо-коричневый Кессельбренери Желто-коричиевый с красным оттенком Сеянец от сорта Кессельбренери и нек. других сортов Светло-коричневый с красными и желтыми расплывчатыми пятнами, неоднородный Белорусский 5780 Желтый, края, середина клубня коричневые Крахмалистый Серо-коричневый, с желтизной по краям
Слайд 23: Литература
Барабанов Е.И. Ботаника: учебник для студ.высш.учеб.заведений. — М: Издательский центр «Академия», 2006. 2. Дояренко А.Г. Занимательная агрономия. – М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1956. 3. Сударкина А.А., Евсеева И.И., Орлова А.Н. - Химия в сельском хозяйстве (основы агрохимии): Учебное пособие по факультативному курсу для учащихся 9 класса средней школы. – М.: Просвещение, 1986. 4. http://ru.wikipedia.org/wiki/ Картофель - сайт о картофеле.