中 華 民 國 第 四 十 四 屆 中 小 學 科 學 展 覽 會 作 品 說 明 書 國 小 組 化 學 科 080211 臺 南 縣 左 鎮 鄉 左 鎮 國 民 小 學 指 導 老 師 姓 名 柯 泰 安 吳 怜 嬌 作 者 姓 名 翁 雨 婕 吳 思 賢 陳 晉 瑩 吳 孟 凡 董 育 澤 蘇 茗 銓
壹 摘 要 好 臉 真 健 康? 許 多 削 皮 蔬 果 會 因 氧 化 作 用 產 生 變 反 應, 但 過 程 中 必 須 同 時 具 有 氧 氣 酵 素 和 多 酚 類 物 質 三 個 要 素 變 情 形, 隨 著 果 體 內 的 多 酚 類 物 質 和 酵 素 含 量 不 同, 而 反 應 不 同 但 是 一 些 存 在 較 多 澱 粉 物 的 果 體 例 外, 如 : 香 蕉 地 瓜, 可 能 存 在 其 他 的 影 響 因 素 從 實 驗 中 可 知, 果 體 受 氧 化 出 現 褐 的 情 形, 影 響 到 了 外 觀, 並 不 會 影 響 健 康 維 他 命 C 的 流 失, 反 到 可 以 鎖 住 營 養 流 失 研 究 者 認 為 阻 止 果 體 酵 素 受 到 氧 化 作 用 的 方 式 可 採 : 使 用 包 裹 方 式 隔 絕 氧 氣 改 變 果 體 酸 鹼 值 浸 泡 在 食 鹽 水 糖 水 果 汁 維 他 命 C 等 液 體 或 處 於 低 溫 高 溫 的 環 境 當 中 等 等, 都 可 以 達 到 有 效 的 防 止 變 其 中 以 浸 泡 在 3%-4% 濃 度 食 鹽 水 中 2-3 分 鐘, 是 最 具 實 用 與 經 濟 效 果 貳 研 究 動 機 好 可 惜 喔!~ 才 咬 幾 口 的 水 果, 放 在 桌 上 一 會 兒 就 變 了 個 臉, 看 起 來 就 不 那 麼 喔 一 西 ㄋㄟ 雖 然 知 道 泡 一 泡 鹽 水 情 況 就 會 好 些! 但 我 還 是 很 疑 惑, 有 哪 些 蔬 菜 水 果 容 易 變? 更 參 考 過 前 人 的 實 驗 研 究, 了 解 是 氧 化 作 用, 但 氧 化 過 程 中 是 否 存 在 什 麼 搞 怪 物 質 才 會 造 成 變 呢? 記 得 : 冬 天 這 種 現 象 沒 這 麼 快 出 現! 那 蔬 果 變 會 使 健 康 的 維 生 素 C 含 量 改 變 嗎? 碰 過 口 水 的 水 果 變 更 快, 又 是 怎 麼 回 事? 有 什 麼 方 法 可 以 保 持 最 佳 蔬 果 的 新 鮮 度? 激 起 了 我 濃 厚 的 好 奇 心 和 找 尋 解 答 的 求 知 慾, 也 試 著 和 幾 位 同 學 討 論! 於 是 在 老 師 的 指 導 下, 我 們 做 進 一 步 的 探 究 與 研 討, 來 更 深 入 了 解 其 中 的 奧 秘 參 研 究 目 的 一 哪 些 常 吃 的 蔬 果 削 皮 或 切 開 後 容 易 變? 二 光 線 溫 度 與 空 氣 因 子 對 蔬 果 削 皮 或 切 開 後 變 的 關 係 三 探 討 削 皮 蔬 果 果 變 的 氧 化 作 用 四 探 討 削 皮 蔬 果 隨 時 間 變 後, 其 中 維 他 命 C 量 的 變 化? 五 探 討 防 止 削 皮 蔬 果 變 的 秘 訣 六 探 討 生 活 中 最 具 經 濟 效 益 保 持 蔬 果 新 鮮 與 口 感 的 方 法 肆 研 究 器 材 與 設 備 一 材 料 : 7 種 蔬 莖 類 9 種 水 果 類 氯 化 鉀 二 氧 化 錳 貝 殼 稀 鹽 酸 維 他 命 C 劑 片 碘 液 玉 米 粉 汽 水 醋 果 汁 糖 水 食 鹽 水 二 器 材 : 培 養 皿 實 驗 手 套 燒 杯 量 匙 量 桶 試 管 試 管 架 廣 口 瓶 水 槽 刀 子 酒 精 燈 天 平 鑷 子 石 蕊 試 紙 溫 度 計 玻 璃 棒 計 時 錶 榨 汁 器 鋁 箔 紙 保 鮮 膜 塑 膠 袋 滴 管 研 缽 鐵 架 - 1 -
五 研 究 過 程 及 結 果 * 研 究 架 構 圖 階 段 時 間 規 劃 研 究 流 程 延 伸 主 題 / 2 月 16 日 討 論 研 究 主 題 以 蔬 果 為 主 題 2 月 17 日 / 2 月 29 日 分 組 3 月 1 日 / 3 月 31 日 蒐 集 資 料 請 教 老 師 選 定 研 究 素 材 由 蒐 集 的 資 料 選 定 : 蘋, 氧 氣, 各 種 蔬 果, 溫 度, 光 線, 空 氣, 氧 化 可 食, 維 用 他 液 命 體 C, 等 食 進 鹽 行 水... 等 與 4 月 1 日 / 5 月 12 日 進 行 研 究 反 覆 循 環 書 面 計 畫 與 紀 錄 參 考 資 料 分 析 實 驗 結 果 5 月 13 日 / 5 月 31 日 完 成 書 面 報 告 檢 查 與 分 享 一 研 究 哪 些 常 吃 的 蔬 果 削 皮 或 切 開 後 容 易 變? ( 一 ) 實 驗 步 驟 : 1. 先 戴 上 手 套, 將 各 種 蔬 菜 類 水 果 類 用 同 一 把 刀 子 削 皮 或 切 開 後, 在 室 溫 下 ( 溫 度 19 C), 靜 置 於 培 養 皿 上 2. 分 類 註 明 各 種 名 稱 3. 每 隔 一 段 時 間 進 行 觀 察, 並 記 錄 蔬 菜 水 果 變 的 情 形 ( 二 ) 結 果 : 表 1-1 - 2 -
變 化 時 間 蔬 果 類 根 馬 鈴 薯 莖 類 地 瓜 蔬 菜 類 水 果 類 5 分 鐘 10 分 鐘 20 分 鐘 30 分 鐘 60 分 鐘 120 分 鐘 180 分 鐘 x X x x X x 出 現 一 點 一 點 的 淡 褐 一 點 一 點 的 局 部 褐 一 點 一 點 的 局 部 褐 出 現 淡 褐 一 點 一 點 的 深 褐 出 現 淡 褐 紅 蘿 蔔 x X x x X x x 小 黃 瓜 x X x x X x x 青 椒 x X X x x x x 蕃 茄 x X X x X x x 茄 子 x X 出 現 一 點 一 點 淡 褐 出 現 淡 褐 一 點 一 點 的 褐 一 點 一 點 的 褐 蘋 果 一 些 部 分 大 部 分 呈 呈 黃 褐 呈 稍 微 的 x x 變 淡 褐 黃 褐 深 褐 柳 丁 x X x x X x x 芭 樂 出 現 褐 出 現 淡 褐 一 些 部 分 x x x x 點 變 淡 褐 香 蕉 出 現 褐 出 現 褐 切 面 中 心 切 面 x x 點 點 黑 褐 點 黑 褐 點 蓮 霧 x X x x X x x 香 吉 柿 x X x x X x x 結 果 ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ 葡 萄 柚 x X x x X x x 奇 異 果 x X x x X x x 梨 x x x x 出 現 淡 褐 一 些 部 分 一 些 部 分 變 淡 褐 變 淡 褐 ˇ - 3 -
圖 1-1 圖 1-2 二 研 究 光 線 溫 度 與 空 氣 對 蔬 果 削 皮 或 切 開 後 變 的 關 係 ( 一 ) 實 驗 一 : 探 討 光 線 對 蔬 果 削 皮 或 切 開 後 變 的 關 係 光 線 變 化 陽 光 下 日 光 燈 下 陰 暗 處 1 實 驗 步 驟 : (1) 將 蘋 果 削 皮 切 塊 秤 重 (W= 20g) 置 於 培 養 皿 上 (2) 在 相 同 控 制 變 因 下, 以 光 線 為 操 縱 變 因, 分 別 放 置 於 陽 光 下 日 光 燈 下 及 陰 暗 處, 進 行 不 同 時 間 後 蘋 果 變 情 形 的 觀 察 2 結 果 : 如 下 表 2-1 (ˇ: 表 示 有 顏 變 化 ) 時 間 20 分 鐘 30 分 鐘 60 分 鐘 120 分 鐘 結 果 出 現 淡 褐 表 面 一 些 部 大 部 分 呈 黃 呈 褐 分 變 淡 褐 褐 出 現 淡 褐 表 面 一 些 部 呈 大 部 分 呈 呈 褐 分 變 淡 褐 黃 褐 出 現 淡 褐 表 面 切 面 大 部 分 呈 黃 呈 褐 淡 褐 褐 ( 二 ) 實 驗 二 : 探 討 溫 度 對 蔬 果 削 皮 或 切 開 後 變 的 關 係 1 實 驗 步 驟 : (1) 將 蘋 果 削 皮 切 塊 秤 重 (W= 20g) 置 於 培 養 皿 上 (2) 在 相 同 控 制 變 因 下, 以 溫 度 為 操 縱 變 因, 浸 泡 在 不 同 溫 度 的 水 中 三 分 鐘 後 取 出 靜 置 在 桌 上 (3) 進 行 不 同 時 間, 蘋 果 變 情 形 的 觀 察 與 記 錄 2 結 果 : 表 2-2 (ˇ: 表 示 有 顏 變 化 ) 時 間 變 化 水 溫 ( C) 20 分 鐘 30 分 鐘 40 分 鐘 60 分 鐘 結 果 - 4 - ˇ ˇ ˇ
10 度 以 下 x X x x 10~20 一 些 部 分 變 淡 褐 表 面 大 部 分 淡 褐 ˇ2 x 出 現 淡 褐 20~30 出 現 淡 褐 一 些 部 分 變 淡 褐 大 部 分 呈 黃 褐 ˇ1 大 部 分 呈 黃 褐 30~40 出 現 淡 褐 表 面 大 部 分 淡 褐 大 部 分 呈 黃 褐 大 部 分 呈 黃 褐 ˇ1 40~50 x X x 60 度 x X x x 中 間 核 心 出 現 淡 褐 ˇ3 圖 2-2-1 圖 2-2-2 ( 三 ) 實 驗 三 : 探 討 空 氣 對 蔬 果 削 皮 或 切 開 後 變 的 關 係 1 實 驗 步 驟 : (1) 將 蘋 果 削 皮 切 塊 置 於 培 養 皿 上 秤 重 (W=20 g) - 5 -
(2) 在 相 同 控 制 變 因 下, 以 空 氣 為 操 縱 變 因, 分 別 放 置 於 空 氣 中 密 封 罐 中 密 封 水 槽 中, 進 行 不 同 時 間, 水 果 變 情 形 的 觀 察 2 結 果 : 下 表 2-3 (ˇ: 表 示 有 顏 變 化, 快 慢 1~3 排 序 ) 時 間 結 果 變 化 20 分 鐘 30 分 鐘 40 分 鐘 60 分 鐘 120 分 鐘 180 分 鐘 排 序 不 同 置 放 處 空 氣 中 出 現 淡 褐 一 些 淡 褐 表 面 黃 褐 大 部 分 黃 褐 全 黃 褐 深 褐 ˇ1 密 封 罐 中 x x x 出 現 淡 褐 一 些 淡 褐 大 部 分 黃 褐 2 密 封 水 槽 中 x x x 出 現 淡 褐 一 些 淡 褐 表 面 黃 褐 3 圖 2-3-1 圖 2-3-2 三 研 究 ( 三 ) 探 討 削 皮 蔬 果 變 的 氧 化 作 用 ( 一 ) 實 驗 一 : 氧 氣 的 收 集 1 實 驗 步 驟 : (1) 將 水 槽 加 水 半 滿, 廣 口 集 氣 瓶 裝 滿 水, 用 玻 璃 片 蓋 好 後, 此 時 瓶 中 沒 有 空 氣, 再 倒 立 放 入 水 槽 中 ( 如 右 圖 ) (2) 秤 取 10g 的 氯 酸 鉀 3g 的 二 氧 化 錳 ( 作 為 催 化 劑 ) 裝 入 試 管 中, 再 用 插 好 集 氣 塑 膠 長 管 的 軟 木 塞 塞 好 (3) 將 試 管 夾 放 在 鐵 架 上, 微 傾 斜 10 度, 進 行 酒 精 燈 燃 燒 加 熱 (4) 利 用 排 水 集 氣 法 進 行 氧 氣 的 收 集, 等 廣 口 瓶 中 的 水 因 為 充 滿 氧 氣, 而 皆 被 排 出 後, 再 用 玻 璃 片 蓋 緊 後 取 出 - 6 -
(5) 將 削 皮 切 塊 的 蘋 果 迅 速 放 置 於 充 滿 氧 氣 的 廣 口 瓶 中 2 結 果 : 收 集 好 一 瓶 氧 氣 圖 3-1-2 ( 二 ) 實 驗 二 : 二 氧 化 碳 的 收 集 1 實 驗 步 驟 : (1) 秤 取 20 g 貝 殼 裝 於 廣 口 瓶 中 (2) 將 100ml 稀 鹽 酸 (HCl) 慢 慢 經 由 漏 斗 倒 進 廣 口 瓶 中 (3) 產 生 大 量 氣 泡, 即 可 經 由 集 氣 塑 膠 管 收 集 二 氧 化 碳 (CO2), 再 迅 速 將 削 皮 切 塊 的 蘋 果 放 置 在 二 氧 化 碳 的 廣 口 瓶 中 2 結 果 : 收 集 好 一 瓶 二 氧 化 碳 圖 3-2-1 圖 3-2-2 ( 三 ) 實 驗 三 : 進 行 氧 化 作 用 測 試 1 實 驗 步 驟 : (1) 將 蘋 果 等 重 量 削 皮 切 塊 秤 重 (W= 20 g) 置 於 培 養 皿 上 - 7 -
(2) 在 相 同 控 制 變 因 下, 分 別 將 蘋 果 塊 夾 入 純 氧 器 瓶 中 純 二 氧 化 碳 瓶 中 空 氣 瓶 中 (3) 觀 察 對 照 並 記 錄 在 純 氧 二 氧 化 碳 及 空 氣 中 的 蘋 果 變 情 形 2 結 果 : 表 3-3(ˇ: 表 示 有 變 化 )( 快 慢 1~2 排 序 ) 時 間 氣 體 ( 來 源 ) 變 化 空 氣 空 氣 中 氧 氣 氯 酸 鉀 + 二 氧 化 錳 二 氧 貝 殼 化 碳 + 鹽 酸 10 分 鐘 20 分 鐘 40 分 鐘 60 分 鐘 結 果 x 出 現 淡 褐 一 些 部 分 變 淡 褐 出 現 淡 褐 一 些 部 分 變 淡 褐 大 部 分 呈 黃 褐 大 部 分 呈 黃 褐 稍 微 成 深 褐 x x x x ( 排 序 ) ˇ2 ˇ1 圖 3-3-1 ( 四 ) 研 究 ( 四 ) 探 討 削 皮 蔬 果 隨 時 間 變 後, 其 中 維 他 命 C 量 變 化 的 關 係 1 實 驗 步 驟 : (1) 配 製 檢 驗 維 他 命 C 試 劑 : a. 裝 200ml 的 水, 在 加 入 一 匙 的 玉 米 粉, 攪 拌 均 勻 b. 進 行 加 熱 煮 沸 成 為 玉 米 粉 液, 並 等 降 溫 作 為 試 劑 (2) 取 6 支 試 管 置 於 試 管 架 上, 每 個 試 管 內 都 加 入 5ml 的 水, 並 給 予 編 號 (3) 再 於 每 個 試 管 中 加 入 6 滴 已 經 涼 的 玉 米 液, 和 3 滴 的 點 液, 並 搖 均 勻 混 合 成 為 深 藍 的 液 體 (4) 取 180 分 鐘 前 已 經 削 皮 切 塊 及 新 鮮 剛 削 皮 的 蔬 果 ( 包 括 蘋 果 香 吉 柿 小 黃 瓜 ) - 8 -
(5) 將 各 蔬 果 進 行 壓 汁 (6) 以 滴 管 取 壓 榨 好 的 蔬 果 果 汁, 分 別 滴 入 試 管 中, 每 滴 一 滴 則 進 行 搖 晃 使 試 管 內 的 液 體 接 均 勻 混 合 (7) 持 續 滴 入 試 管 內, 直 到 試 管 內 的 液 體 成 為 透 明 無, 並 且 記 錄 滴 數 (8) 重 複 步 驟 2-7 動 作, 再 重 新 檢 驗 一 次 (9) 將 兩 次 求 出 來 的 數 值 求 平 均 值, 並 比 較 同 一 種 蔬 果 三 小 時 前 後 滴 數 的 差 異 2 結 果 : 表 4-1 滴 數 削 皮 切 塊 蔬 果 類 蘋 果 蘋 果 (180 分 鐘 ) 香 吉 柿 香 吉 柿 (180 分 鐘 ) 小 黃 瓜 小 黃 瓜 (180 分 鐘 ) 試 管 編 號 1 1 2 2 3 3 第 一 次 14 17 7 9 48 68 第 二 次 13 16 7 10 50 70 平 均 13.5 16.5 7 9.5 49 69 改 變 百 分 比 81% 73.6% 71% 改 變 (ˇ) ˇ ˇ ˇ 圖 4-1 圖 4-2 - 9 -
圖 4-3 圖 4-4 ( 五 ) 研 究 ( 五 ) 探 討 防 止 削 皮 蔬 果 變 的 秘 訣 1. 實 驗 一 : 進 行 隔 絕 空 氣 的 密 封 包 裹 試 驗 (1) 實 驗 步 驟 : a. 將 蘋 果 削 皮 切 四 塊, 秤 等 重 量 秤 重 (W= 20 g) 置 於 培 養 皿 上 b. 在 相 同 控 制 變 因 下, 利 用 鋁 箔 紙 衛 生 紙 PVC 保 鮮 膜, 透 明 塑 膠 袋, 將 蘋 果 塊 包 住, 每 隔 一 段 時 間, 觀 察 其 保 鮮 程 度 (2) 結 果 : 表 5-1 ( 表 示 變 化 快 慢 1~4 排 序 ) 觀 察 時 間 60 分 鐘 120 分 鐘 180 分 鐘 變 結 果 ( 排 序 ) 變 化 材 質 鋁 箔 紙 可 有 淡 褐 出 現 淡 褐 2 衛 生 紙 可 出 現 淡 褐 局 部 淡 褐 3 PVC 保 鮮 膜 可 有 淡 褐 出 現 淡 褐 1 透 明 塑 膠 袋 可 優 良 一 點 點 褐 4 圖 5-1 2. 實 驗 二 : 進 行 溫 度 破 壞 氧 化 酵 素 的 試 驗 - 10 -
(1) 實 驗 步 驟 : a. 討 論 研 究 二 之 實 驗 二 的 結 果 B. 參 考 資 料 並 將 研 究 結 果 匯 出 圖 表 (2) 結 果 : 表 5-2 觀 察 時 間 變 化 溫 度 結 果 圖 表 縱 軸 : 將 數 字 大 小 代 表 酵 素 活 絡 的 程 度 橫 軸 : 代 表 水 的 溫 度 10 度 以 下 10~20 ˇ 20~30 ˇ 31~40 ˇ 41~50 60 度 以 上 5 4 3 2 1 0 5 10 20 30 40 50 60 反 應 情 形 3. 實 驗 三 : 加 入 抗 氧 化 劑 阻 止 氧 化 酵 素 作 用 的 測 試 (1) 實 驗 步 驟 : A. 將 蘋 果 切 小 塊, 秤 等 重 量 (W= 20g) 置 於 培 養 皿 上 B. 配 置 維 他 命 C 液 : a. 取 9 顆 維 他 命 C 劑, 秤 重 為 10g 重 b. 將 維 他 命 C 劑 用 研 缽 磨 成 粉 狀 c. 將 維 他 命 C 粉 溶 於 200ml 清 水 C. 將 蘋 果 分 別 浸 泡 在 維 他 命 C 液 體 中 三 分 鐘, 取 出 並 進 行 觀 察 (2) 結 果 : 表 5-3 浸 泡 液 體 30 分 鐘 40 分 鐘 60 分 鐘 120 分 鐘 抗 變 清 水 + 蘋 果 小 部 分 出 現 出 現 淡 褐 淡 褐 * 淡 褐 維 他 命 C 液 + 蘋 果 一 點 點 出 現 一 些 淡 褐 一 些 淡 褐 * 淡 褐 ( 六 ) 研 究 ( 六 ) 探 討 生 活 最 具 經 濟 效 益 保 持 蔬 果 新 鮮 與 口 感 的 方 法 1. 實 驗 一 測 量 抗 變 液 體 的 酸 鹼 性, 並 給 予 分 類 與 瞭 解 (1) 實 驗 步 驟 : A. 將 液 體 倒 置 在 培 養 皿, 並 分 別 採 用 紅 藍 石 蕊 試 紙 檢 測 B. 由 石 蕊 試 紙 測 出 液 體 的 酸 鹼 性, 並 進 行 記 錄 與 分 類 C. 調 配 3% 濃 度 的 食 鹽 水 與 糖 水 D. 將 削 皮 切 塊 蘋 果, 浸 泡 在 各 液 體 中 三 分 鐘 取 出, 觀 察 抗 變 的 效 果 - 11 -
(2) 結 果 : 表 6-1 圖 6-1 2. 實 驗 二 : 進 行 不 同 濃 度 食 鹽 水 的 浸 泡, 測 試 其 口 感 與 效 果 (1) 實 驗 步 驟 : A. 調 配 各 濃 度 的 食 鹽 水 : a. 取 七 個 250ml 容 量 的 燒 杯, 到 入 200ml 的 水 b. 將 量 好 的 食 鹽 分 別 放 入 燒 杯 中, 用 玻 璃 棒 將 食 鹽 完 全 溶 解 : 食 鹽 水 濃 度 1 % 2 % 3 % 4% 5 % 6 % 7 % 食 鹽 (g) 2 4 6 8 10 12 14 水 (ml) 200 200 200 200 200 200 200 B. 將 蘋 果 切 小 塊, 秤 等 重 量 秤 重 (W= 20g), 放 置 在 調 配 好 的 食 鹽 水 燒 杯 中 C. 在 相 同 控 制 變 因 下, 浸 泡 在 不 同 濃 度 的 食 鹽 水 中 三 分 鐘 (3 mins) 後 即 立 刻 取 出 D. 在 取 出 時 嚐 一 嚐 蘋 果 的 口 感 E. 並 觀 察 其 經 過 各 時 間 後 變 情 形 (2) 結 果 : 表 6-2 ( 代 表 X: 很 差, : 可, : 還 好, : 優 ) 酸 性 中 性 鹼 性 是 否 可 以 抗 變 ( 變 紅 ) ( 不 變 ) ( 變 藍 ) 柳 橙 果 汁 ˇ 黑 松 汽 水 ˇ 醋 ˇ 3% 食 鹽 水 ˇ 3% 糖 水 ˇ 口 水 ˇ X - 12 -
浸 泡 濃 度 時 間 變 化 沒 浸 泡 過 ( 對 照 組 ) 20 分 鐘 30 分 鐘 40 分 鐘 60 分 鐘 120 分 鐘 180 分 鐘 吃 起 來 出 現 淡 褐 表 面 大 部 分 變 淡 褐 的 口 感 抗 變 結 果 呈 黃 褐 呈 褐 呈 褐 呈 深 褐 一 般 X 清 水 * * 小 部 分 出 出 現 淡 褐 淡 褐 大 部 分 可 現 淡 褐 淡 褐 1% 食 鹽 水 * * * 小 部 分 出 出 現 淡 褐 淡 褐 可 現 淡 褐 2% 食 鹽 水 * * * * * 小 部 分 出 可 現 淡 褐 3% 食 鹽 水 * * * * * * 可 4% 食 鹽 水 * * * * * * 可 5% 食 鹽 水 * * * * * * 一 點 鹹 6% 食 鹽 水 * * * * * * 有 點 鹹 10% 食 鹽 水 * * * * * * 太 鹹 圖 6-2 3. 實 驗 三 : 進 行 食 鹽 水 不 同 時 間 的 浸 泡, 測 試 其 口 感 與 效 果 (1) 實 驗 步 驟 : A. 將 蘋 果 切 出 七 小 塊, 秤 等 重 量 (W= 20g) 置 於 培 養 皿 上 B. 在 相 同 控 制 變 因 下, 一 同 浸 泡 於 濃 度 為 (2%) 食 鹽 水 中 2% = 20 g 食 鹽 溶 於 1000 ml 清 水 中 C. 在 每 個 階 段 不 同 時 間 後 取 出, 並 觀 察 其 經 過 各 時 間 後 變 情 形 與 抗 變 結 果 - 13 -
(2) 結 果 : 表 6-3 ( : 還 好, : 優 ) 時 間 變 化 抗 變 20 分 鐘 30 分 鐘 40 分 鐘 60 分 鐘 120 分 鐘 180 分 鐘 結 果 浸 泡 時 間 30 秒 * * 出 現 淡 褐 一 些 淡 褐 一 些 淡 褐 淡 褐 60 秒 * * * * 出 現 淺 褐 一 些 淡 褐 120 秒 * * * * * * 180 秒 * * * * * * 240 秒 * * * * * * 300 秒 * * * * * * 360 秒 * * * * * * 陸 研 究 結 果 討 論 與 注 意 事 項 一 研 究 ( 一 ) ( 一 ) 1. 表 1-1 知 根 莖 類 的 地 瓜 與 馬 鈴 薯, 蔬 菜 類 的 茄 子, 水 果 類 中 蘋 果 梨 芭 樂 香 蕉 削 皮 或 切 開 後 表 面 會 有 變 的 情 形 出 現 2. 蘋 果 削 皮 切 塊 靜 置 於 空 氣 中 約 20 分 鐘 後, 表 面 開 始 出 現 變 的 情 形, 隨 著 時 間 增 長, 顏 與 面 積 都 會 變 更 嚴 重 因 蘋 果 容 易 取 得, 變 作 用 明 顯 又 快 由 參 考 資 料 得 知, 香 蕉 地 瓜 馬 鈴 薯 等 蔬 果 存 在 比 較 多 的 澱 粉 物, 在 氧 化 變 作 用 中 可 能 存 在 其 他 因 素, 而 排 除 在 外, 故 以 蘋 果 褐 反 應 為 主 要 進 行 研 究 的 主 題 3.(1) 我 們 削 蔬 果 的 功 夫 很 不 流 利 (2) 在 進 行 削 切 過 程 中 需 要 戴 手 套, 避 免 其 他 物 質 沾 黏 在 上 面 而 影 響 實 驗 觀 察 4. 實 驗 觀 察 結 束, 打 算 隔 夜 再 來 處 理 這 些 蔬 果, 哇! 引 來 了 一 些 貪 吃 的 小 飛 蟲 ( 二 ) 1. 實 驗 1. 表 2-1 知 發 現 放 置 在 不 同 光 線 處, 經 過 20~30 分 鐘 左 右 都 會 逐 漸 出 現 黃 褐, 並 沒 有 什 麼 明 顯 差 異, 所 以 生 活 中 的 光 線 對 削 皮 切 塊 蘋 果 的 變, 幾 乎 不 構 成 影 響 因 素 2. 實 驗 2. 表 2-2 知 (1) 浸 泡 在 水 溫 10 度 C 以 下 和 60 度 C 上 的 水 中 三 分 鐘 後 取 出, 蘋 果 表 面 具 有 抗 變 的 效 果, 但 浸 泡 在 20-40 度 C 的 水 溫 中, 蘋 果 表 面 顏 變 化 得 最 快, 其 次 是 11-20 度, 再 來 才 是 40-50 度 C 左 右 (1) 由 實 驗 可 知 當 蘋 果 放 置 在 不 同 溫 度 水 中 後 取 出, 抗 變 的 效 果 則 有 差 異 性, 故 溫 度 是 影 響 削 皮 切 塊 蘋 果 變 的 因 素 之 一 (2) 因 為 在 實 驗 過 程 中 水 溫 會 變, 要 隨 時 注 意 水 溫 的 控 制, 維 持 在 一 定 的 範 圍 內 3. 實 驗 3. 表 2-3 知 發 現 在 密 封 罐 與 密 封 水 槽 中 的 蘋 果 變 情 形 變 慢 了, 在 40 分 鐘 左 右 幾 - 14 -
乎 沒 有 變, 到 了 120 分 鐘 變 情 形 都 還 幾 乎 一 樣, 直 到 靜 置 180 分 鐘 取 出 後, 才 發 現 密 封 罐 中 的 蘋 果 變 比 密 封 水 槽 中 來 的 嚴 重 一 些 些, 但 泡 在 水 中 的 蘋 果 用 手 摸 起 來 有 點 軟 由 以 上 變 情 形 的 不 同 可 知, 空 氣 是 影 響 變 的 因 素 之 一 二 研 究 ( 二 ) ( 一 ) 實 驗 1. 在 收 集 氧 氣 時 : 1. 我 們 調 配 試 管 中 的 氯 酸 鉀 和 二 氧 化 錳 還 有 很 多, 所 以 配 置 的 量 應 該 還 可 以 再 收 集 幾 瓶, 但 實 驗 中 不 需 要 多 瓶, 所 以 建 議 可 調 配 少 一 點 的 藥 劑 2. 因 為 第 一 次 使 用 的 酒 精 燈 芯 火 力 很 小, 等 了 五 分 鐘 都 沒 熱, 更 別 說 要 燃 燒, 但 是 實 驗 室 裡 又 沒 有 燈 芯 了! 請 教 老 師 後 知 道, 可 以 使 用 拖 把 上 面 吸 水 的 粗 棉 線, 果 然 解 決 了 我 們 的 問 題, 真 厲 害! 3. 如 圖 3-1-2 知, 試 管 的 擺 置 要 微 向 下 傾 斜 10 度 以 及 氧 氣 收 集 完, 在 停 止 加 熱 之 前, 要 先 將 膠 管 取 出, 以 免 停 止 加 熱 後, 試 管 裡 面 的 壓 力 變 小, 水 會 倒 流 入 試 管 內 ( 二 ) 實 驗 2. 在 收 集 二 氧 化 碳 時 : 如 圖 3-2-1 知, 1. 因 為 貝 殼 的 成 分 大 多 是 碳 酸 鈣, 而 且 馬 祖 的 環 境 中 貝 殼 取 得 較 容 易, 所 以 我 們 用 貝 殼 來 取 代 碳 酸 鈣 2. 收 集 二 氧 化 碳 的 時 候, 因 為 二 氧 化 碳 這 個 氣 體 很 容 易 溶 在 水 中, 所 以 是 採 用 直 接 收 集 的 方 式, 但 在 收 集 的 過 程 中, 不 容 易 看 出 來 收 集 滿 了! 而 氧 氣 則 是 因 為 用 排 水 的 方 式, 所 以 比 較 容 易 看 出 來! 為 了 確 保 有 沒 有 收 集 滿, 在 時 間 上 需 要 稍 微 等 了 一 下 3. 實 驗 3. 如 表 3-3 知, 放 置 在 氧 氣 中 的 蘋 果 變 速 度 最 快, 再 來 是 空 氣 中, 而 放 在 二 氧 化 碳 中 60 分 鐘 過 後 都 沒 有 變 的 情 形, 由 此 可 知 蘋 果 變 是 一 種 接 觸 到 氧 氣 會 加 速 反 應 的 氧 化 作 用 三 研 究 ( 三 ) ( 一 ) 因 為 澱 粉 指 示 劑 可 以 用 來 測 蔬 果 的 維 他 命 C 量, 但 實 驗 室 缺 乏 此 試 劑, 從 參 考 資 料 中 知 道, 可 以 採 用 玉 米 粉 做 調 配 在 購 買 玉 米 粉 的 同 時, 看 到 包 裝 上 寫 著 珍 珠 澱 粉, 更 覺 得 它 是 很 適 合 的 材 料 ( 二 ) 我 們 先 把 玉 米 粉 液 體 和 碘 液 加 在 一 起, 成 為 深 藍 紫 的 指 示 劑 ( 如 圖 4-1), 再 一 一 讓 蔬 果 中 的 維 他 命 C 來 還 原 指 示 劑 而 變 成 透 明 如 圖 4-2 和 圖 4-2 的 實 驗 結 果 中 得 知, 需 要 滴 果 汁 的 數 量 越 多, 代 表 這 蔬 果 之 中 存 在 的 維 他 命 C 量 越 少, 經 過 這 個 實 驗 我 們 知 道 了 新 鮮 香 吉 士 的 維 他 命 C 量 多 於 新 鮮 蘋 果, 新 鮮 蘋 果 又 多 於 新 鮮 小 黃 瓜 即 使 是 經 過 三 小 時 的 放 置 後 的 順 序 也 是 一 樣 ( 三 )1. 表 4-1 發 現 同 樣 經 過 三 小 時 的 放 置 後, 三 種 蔬 果 的 維 他 命 C 量 皆 隨 著 時 間 - 15 -
而 變 少, 香 吉 士 和 小 黃 瓜 都 只 剩 下 七 成, 反 倒 是 蘋 果 剩 下 八 成, 蘋 果 本 身 產 生 的 褐 變 化 反 應, 可 能 還 可 以 幫 忙 阻 止 蘋 果 果 體 本 身 營 養 的 流 失 2. 在 壓 榨 蔬 果 汁 時, 發 現 蘋 果 汁 變 的 情 形 好 快, 比 削 皮 切 塊 蘋 果 快 很 多 新 鮮 蘋 果 一 壓 榨 好, 是 有 點 偏 淡 黃, 才 過 了 五 分 鐘, 就 變 成 了 深 褐 3. 使 用 玉 米 粉 指 示 劑 來 檢 測, 蘋 果 榨 汁 滴 量 還 原 變 時, 發 現 和 其 他 兩 種 蔬 果 不 一 樣, 蘋 果 榨 汁 最 後 是 變 成 淡 褐, 並 不 是 透 明 4. 小 黃 瓜 進 行 滴 量 測 試 時, 滴 到 30 滴 時, 一 直 努 力 的 去 混 合 攪 拌, 因 為 都 沒 有 變 成 透 明, 覺 得 很 擔 心, 一 度 以 為 實 驗 要 失 敗 了, 但 老 師 說 還 是 繼 續 滴 下 去, 那 就 繼 續 囉! 果 然 到 了 40 多 滴 時, 才 看 到 有 點 起 這 點 讓 我 們 明 白 小 黃 瓜 的 維 他 命 C 量 不 多 喔, 不 過! 靜 置 十 分 鐘 後, 發 現 試 管 中 有 沉 澱 物 及 浮 游 的 物 質 出 現 ㄟ, 大 家 討 論 推 測, 會 不 會 是 纖 維 質 或 是 其 他 的 營 養 成 分 呢!! 果 然, 吃 小 黃 瓜 的 營 養 補 充 可 能 主 要 的 並 不 是 在 維 他 命 C! 四 研 究 ( 四 ) 1. 實 驗 1. 表 5-1 實 驗 結 果 以 透 明 塑 膠 袋 密 封 好 抗 變 效 果 最 好, 再 來 是 衛 生 紙 鋁 箔 紙, 最 後 是 保 鮮 膜 而 三 種 阻 止 蘋 果 變 方 法 的 秘 訣 : 第 一 就 是 阻 止 和 氧 氣 的 接 觸 機 會, 可 以 採 用 密 封 塑 膠 袋 將 蘋 果 包 裹 好, 盡 量 隔 絕 空 氣 ; 也 可 以 採 用 保 鮮 膜, 但 是 效 果 可 能 不 太 好 2. 實 驗 2. 表 5-2 (1) 當 攝 氏 溫 度 低 於 10 度 C 或 是 高 於 55 度 C 以 上, 蘋 果 內 的 [ 多 酚 ] 氧 化 酵 素 就 不 能 發 生 作 用, 所 以 蘋 果 在 經 過 溫 度 抑 制 或 破 壞 酵 素 之 後, 則 不 會 發 生 變 的 情 形 且 溫 度 約 在 20-40 度 C 左 右, 蔬 果 內 的 酵 素 活 性 最 活 絡, 也 最 容 易 產 生 變 反 應 (2) 浸 泡 蘋 果 時, 因 為 蘋 果 密 度 小 於 水, 會 浮 在 水 面, 要 以 玻 璃 棒 稍 微 壓 入 3. 實 驗 3. 表 5-3, 維 他 命 C 又 稱 為 抗 壞 血 酸, 具 有 抗 氧 化 的 功 能 可 以 防 止 蘋 果 中 氧 化 酶 的 氧 化 作 用 五 研 究 ( 五 ) ( 一 ) 實 驗 1. 1. 由 結 果 表 6-1 可 知 可 以 抗 蘋 果 變 的 液 體 多 是 偏 酸 中 性 的 液 體, 其 中 以 偏 中 性 食 鹽 水 的 抗 變 效 果 最 好, 而 口 水 成 鹼 性 會 加 速 蘋 果 的 變 所 以 酸 鹼 性 可 能 是 抗 變 的 因 素 之 一, 或 是 外 在 的 酸 鹼 性 物 質, 可 能 可 以 改 變 蘋 果 果 體 中 變 物 質 的 化 學 作 用 2. 一 般 蔬 菜 類 多 採 用 高 溫 料 理, 並 無 放 久 了 以 後, 變 的 顧 慮 ; 但 是 水 果 這 種 情 形 就 要 考 慮 了, 經 由 此 實 驗 找 出 了 蘋 果 在 生 活 中 最 具 有 經 濟 效 益 的 抗 變 方 式, 調 配 最 有 用 的 食 鹽 水, 以 下 則 進 一 步 進 行 探 討 ( 二 ) 實 驗 2. 表 6-2 - 16 -
1. 只 要 浸 泡 過 水 或 各 濃 度 的 食 鹽 水, 果 體 大 都 可 以 有 抗 變 的 效 果, 抗 變 效 果 中 也 存 有 差 異 性, 浸 泡 在 濃 度 越 高 的 食 鹽 水 中, 抗 變 的 效 果 更 好, 但 品 嘗 起 來 的 的 口 感 也 使 需 要 顧 慮 的, 濃 度 若 高 於 5%, 經 過 三 分 鐘 的 浸 泡 就 有 一 點 鹹 鹹 的 味 道, 而 破 壞 了 蔬 果 原 有 的 美 味, 所 以, 在 兼 具 各 方 面 的 考 量 之 下, 研 究 者 認 為 以 3%-4% 濃 度 的 食 鹽 水 為 最 優 良 2. 食 鹽 水 在 溶 解 的 過 程 中 需 要 先 用 玻 璃 棒 攪 拌, 使 均 勻 溶 解 ( 三 ) 實 驗 3. 表 6-3 浸 泡 在 食 鹽 水 中 2 分 鐘 就 有 足 夠 的 抗 變 效 果, 浸 泡 時 間 越 久, 抗 變 的 效 果 可 能 更 好, 但 果 體 容 易 變 軟, 就 缺 乏 蔬 果 原 本 香 脆 的 口 感 了, 研 究 者 認 為 泡 個 3 分 鐘 左 右 即 可 但 這 時 間 可 能 和 食 鹽 水 濃 度 有 一 些 關 係, 若 濃 度 稍 高 點, 則 2 分 鐘 就 可 所 以 浸 泡 時 間 建 議 以 2-3 分 鐘 為 優 捌 結 論 一 有 很 多 的 蔬 果 削 皮 或 切 塊 後 容 易 變, 蔬 菜 類 以 茄 子 為 例, 根 莖 類 以 地 瓜 馬 鈴 薯 為 例, 水 果 類 中 以 蘋 果 梨 芭 樂 香 蕉 變 最 常 見 二 削 皮 切 塊 蘋 果 變 褐 的 因 素, 經 過 我 們 研 究 發 現, 生 活 中 的 空 氣 和 溫 度 均 會 影 響 變 褐 的 反 應, 生 活 中 接 觸 的 光 線 則 可 能 不 構 成 變 反 應 的 因 素 而 空 氣 中 的 氧 氣 才 是 構 成 蘋 果 變 的 主 要 氣 體, 變 的 過 程 稱 為 氧 化 作 用 三 二 氧 化 碳 容 易 溶 於 水 中, 不 適 合 用 排 水 集 氣 法 來 收 集 四 蔬 果 中 酵 素 的 變 反 應, 多 發 生 在 新 鮮 果 體 中, 因 為 蘋 果 含 有 單 寧 以 及 類 似 酚 類 的 化 合 物, 當 削 皮 切 塊 後, 蘋 果 果 體 當 中 的 酵 素, 也 可 稱 為 [ 多 酚 類 氧 化 酶 ], 會 因 為 接 觸 到 空 氣 中 的 氧 氣, 而 產 生 變 褐 的 現 象 五 大 多 削 皮 切 塊 的 蔬 果 要 變, 必 須 同 時 具 有 酵 素 多 酚 類 物 質 和 氧 氣 三 個 條 件, 當 多 酚 類 物 質 受 到 酵 素 的 氧 化 後, 就 會 產 生 變 化 而 不 同 蔬 果 所 含 的 多 酚 物 質 和 酵 素 都 不 同, 所 以 變 的 情 況 也 有 時 間 快 慢 和 顏 深 淺 的 差 別 六 蔬 菜 水 果 中 的 維 他 命 C 含 量 不 同, 香 吉 士 的 維 他 命 C 量 高 於 蘋 果, 更 高 於 小 黃 瓜 七 削 皮 切 塊 蔬 果 的 維 生 素 C 含 量, 會 隨 著 時 間 的 放 置 而 流 失, 三 小 時 過 後 可 能 只 剩 下 原 本 含 量 的 七 成 蘋 果 也 不 例 外, 不 過 蘋 果 產 生 的 變 褐 反 應, 可 能 有 助 於 阻 止 果 體 營 養 的 流 失, 故 三 小 時 過 後, 維 生 素 C 含 量 還 剩 下 原 本 的 八 成 八 使 用 玉 米 澱 粉 液 體 來 滴 定 還 原 蔬 果 汁 時, 是 將 深 藍 紫 變 成 為 透 明 無, 但 蘋 果 汁 是 變 成 淺 淺 的 淡 褐 九 果 體 內 的 酵 素 是 需 要 接 觸 空 氣, 以 及 處 於 可 以 使 酵 素 發 生 作 用 的 適 當 溫 度 環 境, 才 會 產 生 作 用, 因 此 要 防 止 蔬 果 產 生 變 反 應 的 方 法 可 採 用 : ( 一 ) 隔 絕 與 氧 氣 接 觸 的 機 會 ( 二 ) 將 環 境 溫 度 降 於 10 度 C 以 下, 或 55 度 C 以 上 的 環 境 中 : 在 高 溫 或 低 溫 環 境 中, 使 酵 素 無 法 發 生 作 用, 可 以 阻 止 果 體 因 氧 化 而 變 ( 三 ) 加 入 抗 氧 化 劑 - 17 -
十 生 活 中 我 們 最 常 使 用 鹽 水 來 浸 泡 蔬 果, 因 為 鹽 水 具 有 溶 出 細 胞 中 的 氧 化 酵 素 ( 氧 化 酶 ) 的 作 用, 這 樣 就 可 延 緩 蔬 果 變, 研 究 者 建 議 浸 泡 於 濃 度 為 3%-4% 的 食 鹽 水 中, 約 2-3 分 鐘 以 達 到 最 具 經 濟 效 益 的 抗 變 保 新 鮮 有 口 感 的 功 效 十 一 蔬 果 中 有 些 的 變 反 應, 可 能 不 完 全 都 是 由 果 體 中 存 在 的 酵 素 原 因, 像 是 地 瓜 香 蕉 會 變, 可 能 和 果 體 本 身 存 在 很 多 的 澱 粉 類 物 質 等 等 關 係, 這 點 也 是 可 以 深 入 探 究 十 二 浸 泡 液 體 的 酸 鹼 性, 與 抗 蔬 果 變 可 能 存 在 關 係, 實 驗 中 酸 性 液 體 比 較 可 以 延 緩 蔬 果 變, 因 此, 酸 鹼 度 的 不 同 會 使 蔬 果 中 的 酵 素 產 生 不 同 的 反 應, 針 對 這 點 可 以 進 行 更 深 入 的 探 究 玖 參 考 文 獻 及 其 他 一 化 學 的 快 樂 讀 本 益 智 工 坊 國 際 村 文 庫 書 店 有 限 公 司 出 版 二 科 學 學 習 遊 戲 -- 化 學 篇 益 智 工 坊 國 際 村 文 庫 書 店 有 限 公 司 出 版 三 化 學 科 學 常 識 學 橋 出 版 事 業 有 限 公 司 四 新 化 學 實 驗 透 析 建 宏 出 版 社 五 化 學 科 學 常 識 學 橋 出 版 事 業 有 限 公 司 六 自 然 課 本 第 十 一 冊 國 立 編 譯 館 七 縣 展 作 品 http://www.bio.ncue.edu.tw/~88110727/sci-1.htm 八 維 他 命 C 的 測 定 http://pck.bio.ncue.edu.tw/pckweb/database/pckchem/laboratory/chemlab/cmanual/food/fd5.htm - 18 -