目錄摘要 P1 壹研究動機 P2 貳研究目的 P2 參文獻探討 P2 肆研究器材 ----

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1 臺北市第四十五屆中小學科學展覽會作品說明書科組別 : 化學科別 : 國小組作品名稱 : 硝聲匿跡 --- 降低蔬菜探討 --- 降低蔬菜探討關鍵詞 : 硝酸鹽氮素蔬菜作者 : 張承言唐藝林家均葉庭妤蔡杰森指導老師 : 楊世昌吳柏菱中華民國 101 年 3 月 21 日

2 目錄摘要 P1 壹研究動機 P2 貳研究目的 P2 參文獻探討 P2 肆研究器材 P4 伍研究過程與結果 P5 實驗一探討不同的榨汁方式對的差異 P5 實驗二探討施肥對蔬菜中硝酸鹽的影響 P7 實驗三探討不同清洗方式對蔬菜中之影響 --- P8 實驗四探討清洗時間對蔬菜中之影響 P9 實驗五比較菜汁中隨時間變化之差異 P10 實驗六探討浸泡的水溫對蔬菜的影響 P11 實驗七探討不同調理方式對蔬菜中之影響 --- P12 實驗八探討加熱時間對的影響 P13 實驗九探討添加調味料對蔬菜的影響 P15 實驗十探討不同光源對蔬菜的影響 P17 實驗十一探討蔬菜收成前一週照光對蔬菜中之影響實驗十二探討不同施肥方式對蔬菜中之影響 --- P19 P21 陸研究討論 P23 柒研究結論 P25 捌參考資料 P26 玖研究心得 P26 I

3 摘要本研究是在探討如何降低蔬菜中, 藉以降低罹患癌症的風險我們發現用果汁機榨汁能溶解出較多硝酸鹽, 即使不施肥, 植物也含有硝酸鹽根據我們的研究結果, 以水浸泡並加上搓洗, 能有效降低, 洗菜十分鐘即可, 洗更久並無明顯差異而蔬菜汁放置一段時間後會有明顯的上升, 放置 72 小時後甚至出現亞硝酸鹽提高水溫至 75 能將蔬菜中硝酸鹽溶解更多, 且增加加熱時間也明顯降低硝酸鹽照紫外燈和充足竹光能有效降低, 但紫外燈可能會破壞蔬菜品質此外, 施肥後不宜馬上收成, 收成與施肥時間越近, 越高我們也發現, 收成前照光愈強越, 蔬菜中的硝酸鹽含量明顯減少 1

4 壹研究動機胃癌是台灣地區常見的癌症之一, 根據衛生署公佈的資料顯示, 在所有惡性腫瘤的發病率和死因中, 胃癌的始終維持在前五名以內, 根據文獻, 亞硝胺就是造成胃癌的最大元凶之一食物中的硝酸鹽, 與口水作用或腸胃代謝後, 會轉變成亞硝酸鹽, 如果它在體內與胺類混合, 就會成為可怕的致癌物 - 亞硝胺因此, 減少硝酸鹽的攝取量, 便能降低致癌的機率與風險蔬菜中的葉菜類最容易殘留硝酸鹽, 根據主婦聯盟的檢驗, 許多蔬菜中的超過標準很多, 吃進去這些蔬菜, 可能會危害我們身體的健康, 增加致癌風險經過與老師討論後, 我們決定要找出如何減少蔬菜中的方法, 希望我們的研究成果, 可以讓民眾吃得安心, 吃得健康貳研究目的一比較不同榨汁方式對硝酸鹽檢驗的影響二探討施肥對蔬菜的影響三探討清洗方式對蔬菜之影響四比較菜汁中隨時間變化之差異五探討加熱對的影響六探討不同光源對蔬菜中之影響參文獻探討硝酸鹽來自於佔大氣中的氮 (N), 是構成生命要素蛋白質的重要原料, 氮雖然約佔空氣的 80%, 但生物無法直接利用它, 必須要藉細菌將之固定, 成為固定態的氮, 即硝酸鹽, 植物才能吸收而硝酸鹽得經過充分的日照, 經過光合作用才能轉化為胺基酸與蛋白質, 過多, 是因它無法轉變為成胺基酸所致當動物食用植物後, 會將植物的蛋白質消化, 用來合成自己的蛋白質, 當動物或植物死去, 會在泥土中讓細菌分解, 成為植物的肥料, 或 2

5 者繼續為細菌分解成為氣態的氮, 返回空氣中另外, 閃電可直接將空氣中的氮氧化, 經雨水溶解, 落入泥土中形成硝酸鹽, 供植物直接吸收利用, 整個過程如右圖根據世界衛生組織和歐盟規定, 食物的超過 3.7mg/kg/bw/day 就有致癌的危險, 而且嬰兒忍受值更低, 以一個 55 公斤的人計算, 如果蔬菜含有 5000m, 只要吃超過 40 公克就超過標準檢驗硝酸鹽的存在, 可以使用儀器或試紙儀器不易取得, 且操作有一定難度 ; 試紙容易取得, 也方便使用, 是一般人用來檢驗蔬菜硝酸鹽的方法, 但是缺點是準確度較差在歷屆科展中, 有幾件作品是探討食物中的, 例如, 第五十一屆全國科展中, 有一件作品是在探討不同來源的蔬菜中, 以及檢驗各類蔬菜堆肥土所種植之綠豆芽硝酸鹽, 他們發現小白菜紅鳳菜以及地瓜葉, 不論是否為有機蔬菜, 都很高此外, 也有作品是在研究蔬菜保存方式與亞之關係, 實驗發現, 蔬菜保存時間拉長, 會使得蔬菜內亞的增加, 且低溫保存下, 蔬菜中的亞硝酸鹽也比較低也有作品是在探討季節月份對蔬菜之差異, 研究顯示, 蔬菜的與季節月份土壤水分有關 3

6 肆研究器材一種植蔬菜器材二榨菜汁工具陽明山土培養土花盆底盤鏟子花寶五號三觀察記錄工具果汁機研缽自來水濾網 ( 大和小 ) 各式燒杯保鮮膜滴管量筒四其他工具微量天秤紀錄紙原子筆奇異筆剪刀標籤紙膠帶計時器硝酸鹽試紙光度計溫度計相機抹布鐵碗 ( 大小 ) 不銹鋼筷塑膠實驗盒 ( 深淺 ) 大型燒杯 (1000c.c. X2 和 1500c.c.) 4

7 伍研究過程與結果實驗一探討不同的榨汁方式對的差異 ( 一 ) 假設 : 我們認為以手研磨所取得的菜汁, 所含有的硝酸鹽較少 ( 二 ) 依據 : 果汁機的力道比用手研磨大很多, 能將菜葉打碎磨細, 更能將蔬菜中含有的硝酸鹽溶解出來 ( 三 ) 步驟 : 1. 以天平取出兩份 5g 的茼蒿 2. 分別用研缽果汁機將茼蒿磨成汁, 並稀釋 10 倍 3. 再用硝酸鹽試紙進行檢測, 4. 硝酸鹽試紙的使用方式 : (1). 取出一片試紙, 放入待檢測菜汁中, 取出後將試紙甩乾 (2). 一分鐘後觀察硝酸鹽試紙的顏色, 並與色卡比對判斷濃度, 若顏色介於兩個濃度之間, 則取兩者的平均值 (3). 有爭議時, 將照片顯示在電腦上進一步辨別濃度 ( 四 ) 結果 :( 單位 :m) 榨汁方式表一 : 不同榨汁方式蔬菜比較表研磨果汁機第一次測試第二次測試第三次測試平均

8 / m 不同榨汁方式蔬菜比較圖 0 研磨不同榨汁方式果汁機圖一 : 不同榨汁方式蔬菜比較圖 ( 五 ) 發現 : 1. 我們發現以果汁機取得的菜汁, 測出的 (2500 m) 的確比用手研磨 (1750 m) 來得高, 與我們的假設相符 2. 我們發現打果汁機和研缽各有優缺點, 所以我們整理成下表 : 優缺點表二 : 不同榨汁方式之優缺點比較表榨汁方式研磨果汁機優點 1. 減少能源的消耗 1. 便利且省時 2. 減少人為誤差 3. 硝酸鹽能完全溶出缺點 1. 部分硝酸鹽未溶出 2. 每個人研磨的力道不同 1. 較消耗能源 ( 六 ) 討論 : 由於使用研缽所磨得到的菜汁, 容易受到人為干擾, 且硝酸鹽無法完全溶出來, 因此, 在後續的實驗中我們都是使用果汁機 6

9 實驗二探討施肥對蔬菜中硝酸鹽的影響 ( 一 ) 假設 : 我們推測不施肥的植物, 葉子還是含有硝酸鹽 ( 二 ) 依據 : 根據文獻, 氮素是植物生長必需的營養成分, 這些氮素被植物吸收後, 會轉變成硝酸鹽, 因此, 就算不施肥, 植物體內仍舊含有硝酸鹽 ( 三 ) 步驟 : 1. 取一顆地瓜, 以營養繁殖且不施肥方式栽種 2. 摘取未施肥的的地瓜葉, 並分為嫩葉和老葉, 加水稀釋 10 倍, 並用果汁機打成汁 3. 用濾網過濾菜渣後, 用硝酸鹽試紙進行檢測, 檢測方法同實驗一 ( 四 ) 結果 :( 單位 :m) 表三 : 不同成熟度地瓜葉比較表老葉嫩葉不同葉片比較 / m 不同成熟度地瓜葉比較圖老葉不同地瓜葉葉片嫩葉圖二 : 不同成熟度地瓜葉比較圖 ( 五 ) 發現 : 我們的實驗假設有得到支持, 地瓜葉就算不施肥仍含有硝酸鹽 ( 六 ) 討論 : 1. 成熟度不同, 葉子內含有的硝酸鹽也不同, 成熟的葉子, 所累積的硝酸鹽也較多 2. 用硝酸鹽試紙檢測出來的結果被葉綠素干擾嚴重, 所以我們採取先拍照後判斷的方法, 以免過了判斷時間而影響數據結果 7

10 實驗三探討不同清洗方式對蔬菜中之影響 ( 一 ) 假設 : 我們推測蔬菜經過清洗後, 能夠降低蔬菜中的硝酸鹽 ( 二 ) 依據 : 根據文獻, 硝酸鹽可以溶於水, 以水浸泡蔬菜, 可使硝酸鹽溶解出來 ( 三 ) 步驟 : 1. 取 4 份相同重量的茼蒿, 分別把其中的三份茼蒿, 分別以浸泡攪拌 ( 模擬用手搓洗 ) 及流水方式清洗蔬菜, 時間 10 分鐘 2. 將蔬菜加水稀釋十倍後打成汁, 並用試紙檢測 ( 四 ) 結果 :( 單位 :m) 表四 : 不同清洗方式之蔬菜中比較浸泡攪拌流水不洗清洗方式 / m 不同清洗方式蔬菜中比較圖浸泡攪拌流水不洗清洗方式圖三 : 不同清洗方式之蔬菜中比較圖 ( 五 ) 發現 : 結果顯示, 以浸泡和攪拌的方式清洗蔬菜, 明顯降低, 以流水的方式清洗蔬菜效果較不理想 ( 六 ) 討論 : 1. 為了避免浪費水, 水龍頭的水開得很小, 也許是因而造成以流動的水清洗蔬菜時, 並無法顯著而降低蔬菜中硝酸鹽的含量 2. 正確的清洗方式, 確實可以降低硝酸鹽的含量, 清洗越久, 可否進一步降低呢? 因此, 我們進行了以下的實驗 8

11 實驗四探討清洗時間對蔬菜中之影響 ( 一 ) 假設 : 我們推測清洗時間愈久, 硝酸鹽殘留量愈少 ( 二 ) 依據 : 由前一個實驗可知, 蔬菜清洗後, 硝酸鹽的量會降低, 若將清洗時間拉長, 應該可以進一步把硝酸鹽溶出來 ( 三 ) 步驟 : 1. 取 4 份相同重量的茼蒿, 其中的三份分別清洗及 30 分鐘, 第四份不清洗 2. 取出蔬菜加水稀釋十倍後打成汁, 檢測, 方法同前面實驗 ( 四 ) 結果 :( 單位 :m) 表五 : 不同清洗時間之蔬菜中比較表不清洗 10 分鐘 20 分鐘 30 分鐘清洗時間硝酸鹽含量 / m 不同清洗時間蔬菜中比較圖不清洗 10 分鐘 20 分鐘 30 分鐘清洗時間圖四 : 不同清洗時間之蔬菜中比較圖 ( 五 ) 發現 : 以水清洗蔬菜 10 分鐘後, 硝酸鹽有明顯下降的趨勢, 但清洗更久 (20 及 30 分鐘 ) 硝酸鹽降低的效果並不顯著, 因此我們的假設沒有得到支持 9

12 實驗五比較菜汁中隨時間變化之差異 ( 一 ) 假設 : 我們推測菜汁放置時間愈久, 愈高 ( 二 ) 依據 : 根據文獻, 蔬菜放置一段時間後亞硝酸鹽便會升高, 所以我們推測, 蔬菜汁中的硝酸鹽也有相同現象 ( 三 ) 步驟 : 準備 8 杯 50 ml 茼蒿菜汁, 分別放置在空氣中 hr 6 24 及 72 hr 後, 測量 ( 四 ) 結果 :( 單位 :m) 表六 : 蔬菜汁中隨時間變化表放置時間 0 min 0.5 hr 1 hr 2hr 4 hr 6 hr 24 hr 72 hr 測試結果蔬菜汁中隨時間變化圖 / m min 30 min 1 hr 2 hr 4 hr 6 hr 24 hr 72 hr 不同放置時間圖五 : 蔬菜汁中隨時間變化圖 ( 五 ) 發現 : 我們的假設獲得支持, 放置 6 小時內, 沒有明顯變化, 但放置時間 24 及 72hr 後, 菜汁中的從 1750 m 升到 3750 m ( 六 ) 討論 : 根據實驗的結果, 如果要以打汁方式食用蔬菜 ), 例如, 喝精力湯, 應該盡快喝完, 避免放置過久, 造成硝酸鹽的含量上升 10

13 實驗六探討浸泡的水溫對蔬菜的影響 ( 一 ) 假設 : 我們推測蔬菜的加熱溫度越高, 所含有的越低 ( 二 ) 依據 : 由前一個實驗發現, 浸泡水後蔬菜中的會降低, 若改變水溫, 茼蒿的應該也會跟著減少 ( 三 ) 步驟 : 準備三份重量相同的茼蒿, 分別放入水溫及 75 度的水中加熱 5 分鐘, 取出後打汁並測試酸酸鹽含量 ( 四 ) 結果 :( 單位 :m) 表七 : 加熱溫度對蔬菜影響比較表水溫 75 度 50 度 25 度對照組 / m 加熱溫度對蔬菜影響比較圖度 50 度 25 度對照組加熱溫度圖六 : 加熱溫度對蔬菜影響比較圖 ( 五 ) 發現 : 由結果可知, 提高水溫至 75 度後, 硝酸鹽溶解出來的現象更明顯, 使蔬菜中的含量明顯降低接下來, 我們想探討烹煮的時間對硝酸鹽溶解量的影響 11

14 實驗七探討不同調理方式對蔬菜中之影響 ( 一 ) 假設 : 用川燙的方式調理, 蔬菜中的會比較低 ( 二 ) 依據 : 硝酸鹽可溶於水, 加熱可增加速溶解量, 因此, 我們認為以川燙方式比其他方式更能降低蔬菜中硝酸鹽 ( 三 ) 步驟 : 1. 先取三份重 10 g 的茼蒿, 其中一份放入鍋子中, 用電磁爐加熱 2 分鐘, 另一份加入煮沸的水中, 加熱 2 分鐘, 第三份不加熱 2. 將三份蔬菜加水稀釋十倍, 以果汁機打成汁, 以試紙測試 ( 四 ) 結果 :( 單位 :m) 表八 : 不同調理方式蔬菜影響比較表炒菜川燙生菜加熱方式 1750m 1750m 2500m / m 不同調理方式蔬菜影響比較圖炒菜川燙生菜不同調理方式圖七 : 不同調理方式蔬菜影響比較圖 ( 五 ) 發現 : 由實驗可知, 蔬菜加熱後, 明顯減少, 因此, 我們的實驗假設得到支持, 不論是用炒或是川燙, 都能降低 ( 六 ) 討論 : 1. 從此實驗可讓我們得知, 烹煮蔬菜時, 盡量不要生吃, 要經過加熱烹煮後, 才不會如此的高 2. 由實驗結果, 我們進一步想, 烹煮的溫度不同, 是否會有變化呢? 12

15 實驗八探討加熱時間對的影響 ( 一 ) 假設 : 我們推測加熱時間愈久, 硝酸鹽殘留量愈低 ( 二 ) 依據 : 我們從文獻中得知硝酸鹽溶於水, 而根據前一個實驗, 加熱增加硝酸鹽溶解的量, 因此, 我們決定用沸騰的水來進行時間差的實驗 ( 三 ) 步驟 : 取六份相同重量茼蒿, 分別他們放入熱水中加熱及 10 分鐘, 另一組不加熱作為對照, 再檢測蔬菜中的 ( 四 ) 結果 :( 單位 :m) 表九 : 加熱時間不同對蔬菜硝菜比較表加熱時間 2 分鐘 4 分鐘 6 分鐘 8 分鐘 10 分鐘不加熱 ( 蔬菜 ) ( 浸泡蔬菜的水 ) / m 不同加熱時間對影響比較圖分鐘 4 分鐘 6 分鐘 8 分鐘 10 分鐘不加熱加熱時間蔬菜浸泡的水圖八 : 加熱時間不同對蔬菜影響比較圖 13

16 ( 五 ) 發現 : 根據實驗, 加熱時間越久, 蔬菜中的硝酸鹽越少, 加熱 10 分鐘後, 更是由 1750 m 減少至原來的 1/10 加熱蔬菜的水中含的硝酸鹽和蔬菜本身的量則呈現相反的趨勢, 加熱越久, 溶解出的硝酸鹽越多, 水含有的硝酸鹽越多 ( 六 ) 討論 : 在生活中, 在煮火鍋或煮湯時, 還會加一些調味料在湯裡, 如鹽味素或是其他的調味料, 添加這些物品除了增加風味外, 是否也會導致蔬菜中產生變化呢? 因此, 接下來我們便可往這方面延伸實驗, 做進一步的探討 14

17 實驗九探討添加調味料對蔬菜的影響 ( 一 ) 假設 : 我們認為添加調味料後, 會使蔬菜中會降低 ( 二 ) 依據 : 硝酸鹽溶於水, 我們認為, 加入調味料可能會影響硝酸鹽溶解出的量, 進一步減少蔬菜中硝酸鹽的殘留 ( 三 ) 步驟 : 1. 取 10 g 的茼蒿 8 份, 將其中的 4 份放入 500 ml 沸騰的水中, 並分別加入三種調味料後, 加熱 2 分鐘再將其他 4 份茼蒿分別放調味料後, 直接加熱 2 分鐘 2. 檢測蔬菜中的 ( 四 ) 結果 : 單位 :m 硝酸鹽烹煮方式調含味量表十 : 添加不同調味料對蔬菜含量比較表料無鹽巴鮮味炒手雞湯塊川燙炒添加調味料對影響比較圖 / m 無鹽巴鮮味炒手雞湯塊川燙炒調味料圖九 : 添加不同調味料對蔬菜含量比較圖 15

18 ( 五 ) 發現 : 我們的假設沒有獲得支持, 是否添加調味料並不會影響硝酸鹽溶出的量, 可能是因為熱加速溶解調味料, 而溶解出的硝酸鹽只有一定的上限, 導致實驗結果無明顯差異 ( 六 ) 討論 : 由實驗結果, 硝酸鹽的溶解, 並沒有隨著添加調味料而跟著增加, 這讓我們鬆了一口氣, 否則, 我們喝湯的時候, 添加越多東西, 也吃進了越多的毒素, 造成健康的危害 16

19 實驗十探討不同光源對蔬菜的影響 ( 一 ) 假設 : 我們認為照射越強的光, 越能有效的降低蔬菜內含的硝酸鹽 ( 二 ) 依據 : 因為文獻上顯示, 光合作用可將硝酸鹽轉換成胺基酸, 將植物照光, 應該可使蔬菜中的降低 ( 三 ) 步驟 : 1. 選取五顆大小相近的茼蒿五棵, 放入裝水的容器中, 將這些蔬菜分別放置在太陽光日光燈紫外線燈及太陽光下 + 日光燈下, 另一棵放置在陰暗處 2. 一天後, 將每棵茼蒿各取 10g 的葉片, 測試 ( 四 ) 結果 :( 單位 :m) 太陽光表十一 : 照不同光源對蔬菜中硝酸鹽影響比較表太陽光 + 日光燈日光燈紫外線燈陰暗處光源茼蒿茼蒿日光燈茼蒿日光燈紫外線燈茼蒿茼蒿硝酸鹽濃度照不同光源蔬菜比較圖 / m 太陽光太 + 日日光燈紫外線燈陰暗處照不同光源圖十 : 照不同光源對蔬菜中硝酸鹽影響比較圖 17

20 ( 五 ) 發現 : 照光可使得降低, 但是需照射一定強度的光, 如果只是照射日光燈或太陽光, 並無法使硝酸鹽減少 ( 六 ) 討論 : 1. 這次實驗, 陰暗處和照太陽光的相同, 有可能是因為我們的實驗是在走廊上進行, 加上是冬天, 陽光本來就不強, 且時常會被雲朵遮住, 而另一組有加上日光燈補充陽光 2. 這次的實驗中, 我們使用的蔬菜在購買時根已去除, 因此, 即使泡水植物也無法有效吸水, 致使光合作用無法有效進行我們規劃自己栽種蔬菜, 收成後, 照射不同光源的光, 觀察含有根的菜照射光是否有明顯差異 18

21 實驗十一探討蔬菜收成前一週照光對蔬菜中之影響 ( 一 ) 假設 : 我們認為植物收成前, 如果能接受足夠的光照, 可有效的降低 ( 二 ) 依據 : 根據文獻, 植物行光合作用可有效降低葉子中的 ( 三 ) 步驟 : 1. 將植物以相同條件 ( 品種環境及施肥 ) 種植 2. 收成前一週將植物分別放置在光強度不同處, 收成後測量 ( 四 ) 結果 :( 單位 :m) 表十二 : 收成前一週照以不同光強度照射對蔬菜中影響之比較表太陽光 + 日光燈以紗布遮光陰暗處光源日光燈紗布通風口 ( 兩側 ) 裡面有兩盆菜半結球萵苣奶油萵苣平均

22 自種蔬菜收成前一週照不同光源蔬菜影響比較圖 / m 半結球萵苣奶油萵苣 0 太陽光 + 日光燈以紗布遮光陰暗處自種蔬菜收成前一週照不同光源圖十一 : 收成前一週照以不同光強度照射對蔬菜中影響比較圖 ( 五 ) 發現 : 植物放在有黑紗布遮住之處和陰暗處, 所測得的都是 2625 m, 但放在光線最強處 ( 照太陽光 + 日光燈 ) 的植物, 硝酸鹽的含量所測得則明顯減少為 1125 m, 所以, 植物在光線充足處, 葉片中的硝酸鹽能有效的降低 ( 六 ) 討論 : 在前一個實驗是使用市面購買的蔬菜, 根已經被去除, 由於植物行光合作用時, 除了光線, 也需要水分及二氧化碳才可以進行所以這次我們實驗就證明了行光合作用的蔬菜, 有明顯的減少 20

23 實驗十二探討不同施肥方式對蔬菜中之影響 ( 一 ) 假設 : 我們推測不施肥會比較少 ( 二 ) 依據 : 我們從文獻中得知, 施肥可有效增加植物生長速度, 但隨著肥料中氮素的增加, 也可能會跟著增加 ( 三 ) 步驟 : 1. 將植物以相同條件 ( 品種環境及光照 ) 種植, 但施肥次數不同, 第一組一週施肥一次第二組兩次第三組四次, 施肥總量均為 60ml, 連續施肥三週後收成 2. 收成後測量 ( 四 ) 結果 :( 單位 :m) 表十四 : 不同施肥方式對蔬菜中影響比較表菜汁顏色測試結果對照組不施肥一週施肥一次一週施肥兩次一週施肥四次 / m 不同施肥方式蔬菜影響比較圖對照組一週施肥一次一週施肥兩次一週施肥四次施肥方式圖十二 : 不同施肥方式對蔬菜中影響比較圖 ( 五 ) 發現 : 一週施肥四次的蔬菜最高, 為 3750 m, 其次為一週施肥兩次的蔬菜, 達 2500 m, 對照組和一週施肥一次的相同, 都是

24 m 一週施肥四次的蔬菜最高, 可能是因為最後一次施肥的時間離收成時間較近, 導致植物行光合作用的時間較短, 無法有效將硝酸鹽轉換為胺基酸和蛋白質, 以致於殘留在植物內部 ( 六 ) 討論 : 1. 栽種期間氣候不佳, 大部分都是陰天缺乏照光, 所以我們多加了一盞日光燈, 依太陽作息而調整開燈時數, 以加強照光 2. 栽種期間植物生長情形都無特別變化, 收成時一週施肥一次的植物最重, 為 17 g, 其他植物都在 13 g 上下 22

25 陸研究討論 1. 在用硝酸鹽試紙做檢測時, 試紙色卡所顯示的濃度並非連續, 而是一個間距, 剛開始判斷時, 常發生濃度判斷不一致的現象, 且色塊容易被蔬菜本身的葉綠素干擾, 經過多次的練習後, 我們已經能夠在測試一分鐘後正確判斷出濃度, 少數時候有爭議, 我們會再多測幾次為減少人為誤差, 研究初期是連續測量三次來判斷濃度, 由於三次濃度都一樣, 後來都改為只測一次, 以減少試紙消耗此外, 為了避免菜汁的顏色干擾濃度判斷, 我們都會將菜渣過濾, 並且挑選對顏色干擾很小的茼蒿及萵苣作為實驗的材料 2. 雖然清洗可降低蔬菜中的硝酸鹽, 十分鐘後清除的效果就非常好, 若增加清洗時間, 並無法更進一步降低, 也許清洗 20 分鐘或更久, 可能降低, 但以試紙檢測的方式並無法辨別, 如果有機會使用儀器測試, 可做進一步探討 3. 放置 72 hr 的結果和放置 24 hr 的相同, 但原本測不出亞硝酸鹽, 多放兩天後, 雖然從外觀上看, 菜汁顏色無明顯變化, 但亞硝酸鹽的濃度卻由測不出變為 75 m, 造成這個現象的原因可能是因為菜汁中所含有的硝酸鹽轉換為亞硝酸鹽所導致的類似個結果也曾經被報導過, 根據第 49 屆全國科展高職組 -- 農業及生物科技科的一件作品的研究指出, 蔬菜放置五天後, 雖然低溫保存的時候會比室溫來得少, 亞硝酸鹽的含量依然大幅提高 4. 進行光照對蔬菜影響實驗時, 放置在太陽光下, 蔬菜的並無明顯降低, 這可能是因為我們使用的茼蒿, 根部已經被去除, 雖然有浸泡水, 但植物無法有效吸收水, 可能因而影響植物進行光合作用而照射波長最短的紫外線燈的植物, 葉片含有的酸鹽含量最少, 經過進一步查詢資料, 葉綠素 a 對於短波長光有很強的吸收, 是否因為這個原因增進光合作用, 進而使硝酸鹽轉換成其他物質, 值得我們再進一步設計實驗探討雖然照射紫外線的蔬菜含有的硝酸鹽比較少, 但相對的, 這些植物的葉片也會變得比較脆, 紫外線似乎也同時破壞了葉片細胞 5. 為了證明光合作用和硝酸鹽的關係, 我們自行栽種蔬菜進行更深入的探討, 結果發現照射充足陽光的植物, 所含有的硝酸鹽也最少, 而以黑紗布遮住太陽光的蔬菜 23

26 則與陰暗處的一樣我們進一步分析原因發現, 在進行實驗期間的一週之中, 只有一天晴空無雲 ( 天氣狀況如表十三 ), 日照較強, 如果再加上黑紗布遮住陽光, 在這裡生長的植物並沒有接受到足夠的光線 ; 反之, 若加上日光燈補光, 即使天候不佳, 光線也很充足, 兩者的照度差異達到 5 倍光照不足可能會讓光合作用無法達到高峰, 因此, 蔬菜中硝酸鹽沒有辦法有效轉變為胺基酸, 所以沒有明顯的減少表十三 : 一週中不同環境之照度紀錄表 ( 光強度單位 :Lux) 日照環境度期太陽光 + 日光燈太陽光 + 黑紗布陰暗處當天之天氣備註第一天陰天第二天晴空萬里第三天晴時多雲, 多數時間陽光被雲遮住第四天晴天 ( 無炎日有風 ) 第五天陰天第六天一般晴天 ( 無風 ) 第七天晴天但雲量多平均

27 柒研究結論經過長達半年以上的實驗, 我們對於空氣中的氮素硝酸鹽彼此間的因果關係有了更深的了解, 對於判讀硝酸鹽試紙的技術也愈來愈純熟除此之外, 我們也充分了解, 做實驗是要有恆心毅力的, 若數據和原本的假設出入, 就要一再的進行實驗以驗證確切的結果況且在進行實驗時, 我們需要團隊合作, 單槍匹馬是不可能完成這份研究報告在實驗過程中, 雖然遇到許多技術上的困難, 但也訓練出我們用大腦解決問題的能力, 以下便是我們這段時間所研究出的成果 : 一用果汁機榨出的菜汁比用研缽磨出的菜汁, 更能測出蔬菜準確的, 而且可以減少人為的誤差二地瓜葉就算不施肥仍含有硝酸鹽, 且老葉的比嫩葉多, 所以, 我們進一步研究施肥方式對蔬菜中硝酸鹽的影響, 實驗發現, 一週內施以相同量的肥料, 以一週施肥次數越多, 蔬菜越高, 一週只施肥一次的最少一週施肥四次的蔬菜最高, 可能是因為最後一次施肥的時間離收成時間較近, 導致植物行光合作用的時間較短, 無法有效將硝酸鹽轉換為胺基酸和蛋白質, 形成殘留在植物內部的結果三根據我們的研究, 以水清洗即可減低, 不論是浸泡或再加上攪拌的方式清洗蔬菜, 明顯降低, 因此, 我們進而研究攪拌時間, 結果發現只要攪拌十分鐘, 就比不攪拌明顯來的低, 不過增加更長時間, 效果並不顯著四隨著水溫的增加, 蔬菜中的也跟著減少 ; 接著, 我們探討蔬菜調理方式對減低硝酸鹽的影響, 實驗發現用炒的和川燙都能降低含量 ; 之後, 我們就聯想到菜汁放置時間是否會影響, 結果發現菜汁放置時間愈久, 愈高 ; 最後, 我們思考加熱時間是否會影響, 最後發現加熱時間越久, 蔬菜中的硝酸鹽越少, 十分鐘後甚至可以減少 9/10 的含量, 而浸泡蔬菜的水溶出的硝酸鹽也和原本蔬菜中的呈現相反的趨勢五只有照射的太陽光, 硝酸鹽的含量無法明顯降低, 可加上日光燈補充光照而波長最短的紫外線燈, 能有效使蔬菜中的減少, 但照過紫外線燈的植株, 葉片也會被破壞而變得較脆用自種蔬菜進行實驗, 結果顯示, 有陽光加上日光燈, 可以有效去除蔬菜中的硝酸鹽, 也最少, 若是光線不足, 例如, 以紗布遮住太陽光, 蔬菜硝酸鹽無法有效降低我們的實驗證實了植物光合作用與間的關係 25

28 柒參考資料 1. 綠田園基金取自 :htt:// 2. 科學人雜誌取自 :htt://sa.ylib.com/news/newsshow.as?fdocno= 獨立特派員 200 集 { 硝酸鹽密碼 } 取自 : htt:// /09/23 蔬菜含超量硝酸鹽? 吃青菜如何保健康? 取自 : htt:// 5. 可怕的蔬菜硝酸鹽! 取自 :htt:// 6. 鍾沂靜林思妤江建霖張乃文馬琬晴隱形殺手 --- 蔬菜硝酸鹽的檢測取自 : htt:// 7. 陳淯真林一辰黃靖貽楊子萱全國第 49 屆高職農業及生物科技科第二名優勝作品沒硝息就是好消息取自: htt://science.ntsec.edu.tw/science-content.asx?sid= 張剛毓張婷毓全國第 40 屆初小組應用科學科第一名優勝作品綠色的小秘密您吃了多少硝酸鹽取自 :htt://science.ntsec.edu.tw/science-content.asx?sid= 許少陽陳奕榮宋孟潔全國第 51 屆國小生物科優勝作品堆肥物對植物的影響取自 :htt://science.ntsec.edu.tw/science-content.asx?sid= 陳亭伃張競元廖珮邑翁子庭洪詩堯何昀蒞全國第 49 屆國小自然科優勝作品多吃蔬果多健康?! 取自 :htt://science.ntsec.edu.tw/science-content.asx?sid= 張珧瑋顏晴君蔡秉軒李宜庭謝佾軒沈昶劭高雄市第 47 屆生物科有機真的安全嗎? 取自 :htt:// /96class/a13/5/images/5-8/5-8c.doc 捌研究心得一般民眾對於蔬菜這種食物, 都抱持著多吃有益無害的觀念, 殊不知它也會對人體造成傷害因此, 我們開始上網尋找文獻資料, 最後得知有種化學物質稱硝酸鹽, 它的源頭是氮素, 而肥料三要素又以氮最多因此, 我們聯想到, 若蔬菜種植期間不施肥, 蔬菜是否仍含有? 實驗結果顯示, 蔬菜種植期間不施肥, 蔬菜中仍有硝酸鹽, 只是比有施肥少, 由此印證, 即使不施肥, 空氣中的氮素仍會進入蔬菜內, 轉換成為硝酸鹽從這次科展當中我們學到做實驗時應有的態度和如何降低蔬菜中最後, 我們萬分感謝指導教師在旁提供我們實驗器材以及經驗指導, 使我們能順利完成科學展覽的實驗, 此恩情我們會銘記在心永誌不忘 ( 作者一 ) 我覺得硝酸鹽這個科展題目, 非常有意義, 因為硝酸鹽事實上是一種良好的物質, 但經由加工或口水分泌, 甚至混合一些物質後, 就會有罹患癌症的風險所以如果找到絕佳的消 26

29 除方法, 我們將會有個美好的生活當然在這段研究過程中, 都會有各種大大小小的事情發生, 但我也深深學習到, 如何當一位有價值且成功的科學家, 以及做事情和研究時應有的態度最重要的一點, 其實是做實驗的的心情, 你的心情只要好, 就能讓實驗順利進行, 甚至讓結果更有說服力, 這都是因為需要專注力的關係, 每當研究實驗要開始進行時, 我都會非常的興奮, 得到良好的結果, 是我做實驗的動力 ; 萬一結果不如預期, 我也會想進一步追根究底 ( 作者二 ) 我覺得這項關於硝酸鹽的研究很有意義, 因為硝酸鹽轉換為亞硝酸鹽後對人體的危害是不小的, 嚴重可能導致胃癌大腸癌等等, 而找到有效降低硝酸鹽的方法就能保障我們的健康我更在實驗的過程中學到了科學家應有的態度 : 深思熟慮大膽假設小心求證尤其是有了新的進展或有了驚人的發現時, 便會非常的興奮, 感覺自己的努力終於得到回報, 一股衝勁更是我做科展的動力, 每做完一個實驗都要進一步思考後續的延伸及修改自己的缺點, 這些習慣已經成為我往後做科學實驗的基礎, 但一定要經常充實自己才能不斷進步 ( 作者三 ) 蔬菜是每個人都會吃的東西, 雖然蔬菜中有許多有益的物質, 使我們身體更健康, 但是為什麼常常有人吃出毛病來呢? 原來硝酸鹽就是其中最大的元凶硝酸鹽是由氮素轉換而來的, 而許多農夫為了讓菜的賣相好一些, 所以使用大量的氮肥, 導致蔬菜中殘留許多硝酸鹽, 而我們也沒有注意到, 就這樣, 硝酸鹽就吃進肚子裡了! 我心想 : 可不可以讓這可怕的物質減少呢? 所以我們做了許許多多關於減少的實驗, 且進行得很順利而在這次科展中, 我們發現努力不懈的態度是最重要的, 也體會到了老師家長的支持與幫助, 如果沒有了他們, 我們也不可能圓滿完成! 所以我要再此說聲 : 謝謝! ( 作者四 ) 硝酸鹽對一般民眾來說根本連聽都沒聽過, 我們在做科展前也是如此, 但經過了這段研究過程, 硝酸鹽對我們已經不陌生, 甚至還對它瞭若指掌在這段時間內, 我不只對硝酸鹽有了更多的認知, 還學到在做實驗時應保有的態度, 每個步驟都要小心謹慎的進行, 才不會犯下錯誤當實驗進行得十分順利而結果又符合事實時, 心中不禁感到成就十足, 這種成就感更促使了我對研究的積極, 也讓我能保持愉快的心情進行實驗實驗結束後, 我們更應該去思考如何修正自己的缺點, 好讓往後在做研究時, 能將每個部分做到極致, 讓自己更加的進步 ( 作者五 ) 27

中市93學年度第45屆國民中小學科學展覽會

中市93學年度第45屆國民中小學科學展覽會中華民國第四十五屆中小學科學展覽會作品說明書國小組自然科 081526 多吃蔬果多健康?! 臺中市西區忠信國民小學作者姓名 : 小六陳亭伃小六張競元小六廖珮邑小六翁子庭小六洪詩堯小六卓東村指導老師 : 張珮鳳闕維正說利易便理葉類類類類類葉類降不說聯不念不勵說降度老行參了了度識葉類類類類類數六 1 1. 料 14.

目錄 摘要 P1 壹 研究動機 P2 貳 研究目的 P2 參 文獻探討 P2 肆 研究器材 ----

目錄摘要 P1 壹研究動機 P2 貳研究目的 P2 參文獻探討 P2 肆研究器材 ----