作 品 名 稱 : 植 物 酵 素 的 有 氧 運 動 摘 要 雙 氧 水 中 氧 氣 的 分 解 可 以 藉 由 催 化 劑 來 加 快 反 應, 植 物 體 內 所 含 有 的 酵 素 就 是 催 化 劑, 所 以 它 們 可 以 與 雙 氧 水 作 用 加 速 氧 氣 的 生 成 酵 素 是

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 生 活 與 應 用 科 學 科 080830 植 物 酵 素 的 有 氧 運 動 臺 北 縣 五 股 鄉 成 州 國 民 小 學 作 者 姓 名 : 小 六 孫 煒 斯 小 六 鄭 庭 甄 小 六 陳 雅 娸 指 導 老 師 : 張 碧 燕 郭 郊 晴

作 品 名 稱 : 植 物 酵 素 的 有 氧 運 動 摘 要 雙 氧 水 中 氧 氣 的 分 解 可 以 藉 由 催 化 劑 來 加 快 反 應, 植 物 體 內 所 含 有 的 酵 素 就 是 催 化 劑, 所 以 它 們 可 以 與 雙 氧 水 作 用 加 速 氧 氣 的 生 成 酵 素 是 由 蛋 白 質 所 構 成, 在 所 有 活 的 動 植 物 體 內 都 可 以 發 現, 它 們 幾 乎 參 與 身 體 所 有 的 活 動, 因 此 這 些 酵 素 對 人 體 非 常 的 重 要 經 由 雙 氧 水 與 酵 素 反 應 中 所 產 生 的 氧 氣 量, 可 以 判 斷 出 植 物 所 含 的 酵 素 多 寡 所 以 我 們 自 行 研 究 了 一 些 檢 測 的 方 法 來 進 行 蔬 果 酵 素 活 性 的 檢 測, 透 過 這 些 活 動 與 實 驗 過 程 的 探 索, 讓 我 們 更 加 了 解 植 物 體 內 的 秘 密 活 力 來 源 植 物 酵 素 壹 研 究 動 機 六 年 級 上 學 期 的 自 然 課, 有 一 個 實 驗 是 要 製 造 氧 氣, 將 胡 蘿 蔔 切 塊 以 後 放 到 裝 有 雙 氧 水 的 瓶 子 裡, 它 便 開 始 起 泡 泡, 當 我 們 把 燃 燒 的 線 香 放 進 瓶 子 裡 面 時, 線 香 燃 燒 的 更 劇 烈 了, 因 為 氧 氣 會 助 燃, 所 以 我 們 知 道 產 生 的 氣 體 就 是 氧 氣 但 是 為 什 麼 呢? 老 師 告 訴 我 們 那 是 因 為 胡 蘿 蔔 中 含 有 一 種 酵 素, 酵 素 會 把 雙 氧 水 分 解 成 水 和 氧 氣 可 是 酵 素 是 什 麼? 它 又 有 什 麼 功 用? 胡 蘿 蔔 有 酵 素, 那 其 他 植 物 有 沒 有 酵 素? 可 以 用 雙 氧 水 來 檢 定 嗎? 貳 研 究 目 的 一 植 物 體 內 的 酵 素 是 什 麼? 它 有 哪 些 作 用? 二 檢 測 胡 蘿 蔔 與 雙 氧 水 作 用 產 生 的 氣 體 性 質 三 檢 測 氧 氣 的 來 源 四 胡 蘿 蔔 的 重 量 與 氧 氣 生 成 量 的 關 係 五 胡 蘿 蔔 酵 素 活 性 與 時 間 的 關 係 六 修 正 排 水 集 氣 法 七 胡 蘿 蔔 重 量 與 氧 氣 生 成 速 率 的 關 係 八 二 氧 化 錳 重 量 與 氧 氣 生 成 量 的 關 係 九 蔬 果 酵 素 活 性 檢 測 參 研 究 設 備 及 器 材 一 器 材 : 滴 定 管 及 管 架 錐 形 瓶 (250ml) 方 形 水 槽 量 筒 (50ml 300ml) 橡 皮 塞 玻 璃 管 塑 膠 軟 管 天 平 果 汁 機 食 物 調 理 機 雙 氧 水 (5%) 碼 錶 水 果 刀 二 材 料 : 二 氧 化 錳 木 瓜 紅 蘋 果 鳳 梨 西 瓜 香 蕉 南 瓜 冬 瓜 青 椒 紅 甜 椒 黃 甜 椒 馬 鈴 薯 胡 蘿 蔔 白 蘿 蔔 結 頭 菜 芋 頭 地 瓜 小 白 菜 高 麗 菜 波 菜 紫 萵 苣 地 瓜 葉 金 針 菇 鴻 喜 菇 杏 鮑 菇 蘑 菇 香 菇 綠 花 椰 菜 白 花 椰 菜 肆 研 究 方 法 和 結 果 一 植 物 體 內 的 酵 素 是 什 麼? 它 有 哪 些 作 用? ( 一 ) 方 法 : 蒐 集 相 關 資 料, 瞭 解 酵 素 的 作 用 ( 二 ) 結 果 :

1. 酵 素 的 組 成 和 重 要 性 酵 素 是 一 種 " 生 物 催 化 劑 ", 是 由 蛋 白 質 所 構 成, 它 存 在 於 所 有 活 的 動 植 物 體 的 細 胞 內, 它 們 幾 乎 參 與 所 有 的 身 體 活 動, 能 加 快 各 種 生 物 化 學 反 應 的 速 率, 一 旦 沒 有 酵 素, 則 活 細 胞 會 受 到 嚴 重 的 影 響 目 前 已 經 知 道 的 酵 素 就 有 數 千 種, 它 能 維 持 身 體 正 常 功 能 消 化 食 物 修 復 組 織 等, 所 以 儘 管 身 體 內 有 足 夠 的 維 他 命 礦 物 質 水 份 和 蛋 白 質, 如 果 沒 有 酵 素 的 作 用, 仍 然 無 法 維 持 生 命 2. 酵 素 的 功 能 分 解 有 毒 的 過 氧 化 氫 (H 2 O 2 ), 並 將 健 康 的 氧 氣 釋 放 出 來 幫 助 血 液 凝 固, 停 止 流 血 促 進 氧 化 作 用, 讓 氧 與 其 他 物 質 結 合 將 有 毒 廢 物 轉 變 成 容 易 排 出 體 外 的 形 式 以 保 護 血 液 分 解 蛋 白 質, 如 木 瓜 酵 素 鳳 梨 酵 素 3. 人 身 體 內 能 自 製 酵 素 供 身 體 所 需, 但 也 能 由 食 物 中 獲 取 酵 素, 但 因 熱 度 會 破 壞 酵 素, 所 以 若 想 從 食 物 中 獲 取 酵 素, 就 必 須 生 吃 這 些 食 物 4. 植 物 酵 素 產 品 植 物 酵 素 是 利 用 食 品 發 酵 技 術, 將 數 十 種 不 同 的 植 物 發 酵 後, 得 到 豐 富 的 SOD 抗 氧 化 酵 素 成 分 調 整 腸 胃 機 能 的 消 化 酵 素 和 寡 糖, 以 及 易 於 吸 收 的 維 他 命 和 礦 物 質 因 此, 植 物 酵 素 產 品 具 有 提 供 抗 氧 化 酵 素 保 護 細 胞 幫 助 消 化 吸 收 促 進 細 胞 新 陳 代 謝 加 速 體 內 廢 物 排 泄 等 功 用 就 營 養 學 來 說, 植 物 酵 素 藉 由 發 酵 作 用, 使 蔬 果 分 解 成 小 分 子 營 養 素, 可 以 直 接 被 人 體 迅 速 吸 收 參 與 調 節 新 陳 代 謝 二 檢 測 胡 蘿 蔔 與 雙 氧 水 作 用 產 生 的 氣 體 性 質 ( 一 ) 方 法 : 將 胡 蘿 蔔 20 克 切 碎 放 入 250ml 的 錐 形 瓶, 加 入 5% 的 雙 氧 水 50ml 後, 隨 即 套 上 塑 膠 膜 以 橡 皮 筋 封 住 瓶 口,2 分 鐘 後 將 點 燃 的 線 香 穿 過 塑 膠 膜, 觀 察 線 香 的 變 化 ( 二 ) 結 果 : 當 雙 氧 水 加 進 裝 有 胡 蘿 蔔 的 錐 形 瓶 時, 馬 上 就 起 反 應 產 生 很 多 泡 沫, 泡 沫 由 大 變 小 套 在 錐 形 瓶 口 的 塑 膠 膜 也 開 始 鼓 起, 顯 示 有 氣 體 產 生 2 分 鐘 後 把 點 燃 的 線 香 穿 過 錐 形 瓶 口 的 塑 膠 膜, 線 香 便 起 火 劇 烈 燃 燒, 由 此 可 知 錐 形 瓶 內 產 生 的 氣 體 是 氧 氣, 因 為 氧 氣 有 助 燃 性

胡 蘿 蔔 與 雙 氧 水 反 應 產 生 氣 體, 可 以 看 到 瓶 口 的 塑 膠 膜 鼓 起 2 分 鐘 後 插 入 點 燃 的 線 香, 線 香 迅 速 起 火 燃 燒 待 瓶 內 氣 體 用 盡, 線 香 火 燄 逐 漸 變 小, 然 後 熄 滅 三 檢 測 氧 氣 的 來 源 ( 一 ) 方 法 : 1. 胡 蘿 蔔 切 成 塊 狀, 體 積 長 2m 寬 2m 高 2cm 共 9 塊, 每 塊 胡 蘿 蔔 重 約 6 克 2. 準 備 9 個 塑 膠 杯, 內 裝 5% 雙 氧 水 80ml( 能 淹 沒 整 塊 胡 蘿 蔔 ), 先 秤 塑 膠 杯 加 雙 氧 水 的 重 量 3. 胡 蘿 蔔 放 入 塑 膠 杯 內, 不 密 封 杯 口, 每 隔 二 分 鐘 拿 起 一 塊 胡 蘿 蔔, 共 三 次, 做 三 重 複 4. 分 別 秤 反 應 後 塑 膠 杯 加 雙 氧 水 的 重 量 和 胡 蘿 蔔 的 重 量 ( 二 ) 結 果 : 胡 蘿 蔔 反 應 前 後 重 量 沒 有 改 變, 因 此 它 是 扮 演 催 化 雙 氧 水 的 角 色, 本 身 不 參 與 反 應 所 以 氧 氣 的 來 源 是 雙 氧 水 表 一 : 雙 氧 水 與 胡 蘿 蔔 反 應 前 後 重 量 的 變 化 時 間 2 分 鐘 4 分 鐘 6 分 鐘 重 量 No1 No2 No3 No1 No2 No3 No1 No2 No3 塑 膠 杯 + 雙 氧 水 反 應 前 重 量 9.5 9.6 9.5 9.5 9.5 9.5 9.4 9.5 9.5 塑 膠 杯 + 雙 氧 水 反 應 後 重 量 9.5 9.5 9.5 9.4 9.5 9.4 9.2 9.3 9.4 塑 膠 杯 + 雙 氧 水 前 後 反 應 重 量 差 0 0.1 0 0.1 0 0.1 0.2 0.2 0.1 平 均 重 量 差 0.1 0.1 0.17 胡 蘿 蔔 反 應 前 重 量 6 6 6 6 6 6 6 6 6 胡 蘿 蔔 反 應 後 重 量 6 6 6 6 6 6 6 6 6 胡 蘿 蔔 前 後 反 應 重 量 差 6 6 6 6 6 6 6 6 6 平 均 重 量 差 0 0 0

2 四 胡 蘿 蔔 的 重 量 與 氧 氣 生 成 量 的 關 係 測 量 氧 氣 的 生 成 量 排 水 集 氣 法 (1) 方 盆 中 裝 半 盆 水, 滴 入 紅 墨 水, 方 便 做 水 位 高 度 的 觀 察 (2) 將 有 玻 璃 管 的 橡 皮 塞 塞 入 錐 形 瓶 (250ml) 的 瓶 口, 再 把 橡 皮 管 套 上 玻 璃 管, 另 一 端 的 橡 皮 管 則 接 到 裝 水 的 方 盆 中 (3)300ml 的 量 筒 裝 滿 水, 蓋 上 塑 膠 膜 在 水 盆 中 倒 立, 拿 掉 塑 膠 膜 後 將 橡 皮 管 伸 進 量 筒 內 (4) 當 錐 形 瓶 內 雙 氧 水 與 胡 蘿 蔔 反 應 時, 氧 氣 便 會 通 過 橡 皮 管 進 入 量 筒 內, 一 顆 顆 氣 泡 往 上 冒 時, 便 將 量 筒 裡 的 水 擠 出 外 面, 水 面 便 下 降 ( 一 ) 方 法 : 250ml 錐 形 瓶 分 別 放 入 打 碎 的 胡 蘿 蔔 20 克 25 克 30 克 35 克 40 克 45 克 50 克, 各 加 入 5% 雙 氧 水 5ml 10ml 15ml 20ml, 利 用 排 水 集 氣 法 收 集 氧 氣, 等 氣 泡 不 再 冒 出 時, 觀 察 水 面 高 度 ( 二 ) 結 果 : 1. 10 克 20 克 25 克 的 胡 蘿 蔔 都 讓 5ml 的 雙 氧 水 生 成 78ml 的 氧 量, 推 測 5ml 雙 氧 水 的 氧 氣 生 成 量 最 多 是 78ml 而 當 胡 蘿 蔔 重 量 增 加 時, 反 應 出 的 氧 量 卻 開 始 降 低, 可 能 是 胡 蘿 蔔 放 置 時 間 較 久, 使 得 酵 素 活 性 受 到 影 響, 因 而 氧 量 也 受 到 影 響 2. 5ml 的 雙 氧 水 大 概 能 生 成 78ml 的 氧 10ml 雙 氧 水 的 氧 量 是 174ml 15ml 雙 氧 水 的 氧 量 則 是 272ml, 可 以 大 致 看 出 雙 氧 水 與 胡 蘿 蔔 反 應 時, 每 增 加 5ml 的 雙 氧 水, 氧 量 約 增 加 100ml 3. 當 雙 氧 水 的 體 積 增 加 至 20ml 時, 因 為 氧 量 大 增, 超 出 可 測 量 的 300ml, 所 以 後 面 的 實 驗 捨 棄 不 做 胡 蘿 雙 蔔 氧 重 水 體 積 H2O2 5ml H2O2 10ml H2O2 15ml H2O2 20ml 量 表 二 : 不 同 體 積 與 重 量 的 雙 氧 水 胡 蘿 蔔 反 應 後 氧 氣 的 生 成 量 2g 3g 4g 5g 10g 20g 25g 30g 35g 40g 45g 50g 50 72 75 76 78 78 77 78 *1 *3 76 156 168 170 174 174 174 262 266 268 270 272 272 272 478 *2

利 用 排 水 集 氣 法 測 量 不 同 重 量 的 胡 蘿 蔔 與 不 同 體 積 的 雙 氧 水, 氧 氣 生 成 量 的 相 互 關 係 4 克 的 胡 蘿 蔔 與 5ml 的 雙 氧 水 反 應 較 緩 和 30 克 的 胡 蘿 蔔 和 15ml 的 雙 氧 水 反 應 劇 烈, 不 僅 錐 形 瓶 內 的 氣 泡 上 升 速 度 快, 連 量 筒 的 水 面 也 快 速 下 降 *1 由 於 20 克 和 25 克 的 胡 蘿 蔔 都 能 讓 5ml 的 H2O2 釋 出 78ml 的 氧, 所 以 另 外 再 降 低 胡 蘿 蔔 的 重 量 看 看 氧 氣 的 產 生 量 有 什 麼 變 化 *2 當 20 克 的 胡 蘿 蔔 與 20ml 的 雙 氧 水 作 用 時 反 應 迅 速, 氣 泡 持 續 的 冒 出, 水 面 很 快 的 下 降, 最 後 竟 然 超 過 300ml 量 筒 的 刻 度, 於 是 我 們 等 到 量 筒 裡 的 水 面 不 再 下 降 時, 再 測 量 量 筒 刻 度 外 多 出 的 高 度 *3 因 為 30 克 35 克 的 胡 蘿 蔔 與 5ml 的 雙 氧 水 作 用 後 氧 量 逐 漸 下 降, 所 以 推 想 可 能 是 胡 蘿 蔔 放 置 比 較 久 的 關 係, 讓 酵 素 活 性 產 生 變 化, 因 此 我 們 繼 續 做 下 面 這 個 實 驗 看 看 胡 蘿 蔔 放 久 會 不 會 影 響 氧 氣 的 生 成 量 五 胡 蘿 蔔 酵 素 活 性 與 時 間 的 關 係 ( 一 ) 方 法 : 10 克 的 胡 蘿 蔔 分 別 放 置 10 20 30 分 鐘 後, 再 與 5% 雙 氧 水 10ml 作 用, 觀 察 測 量 氧 氣 的 生 成 量 ( 二 ) 結 果 : 隨 著 胡 蘿 蔔 放 置 時 間 的 增 長, 與 雙 氧 水 反 應 後 產 生 氧 氣 的 量 也 逐 漸 減 少 因 此 後 面 的 實 驗 要 加 快 處 理 的 速 度, 避 免 讓 時 間 成 為 影 響 實 驗 結 果 的 一 大 變 因 表 三 : 胡 蘿 蔔 酵 素 活 性 與 時 間 的 關 係 時 氧 量 間 10min 20min 30min 體 積 5%H2O2 10ml 76ml 72ml 65ml 六 修 正 排 水 集 氣 法 原 因 : 使 用 排 水 集 氣 法 收 集 氧 氣 時, 在 雙 氧 水 倒 入 錐 形 瓶, 用 橡 皮 塞 塞 住 瓶 口 時 的

這 一 段 時 間, 因 為 有 些 作 用 反 應 較 快, 所 以 在 塞 緊 瓶 口 前, 已 經 有 一 些 氧 氣 逸 出, 導 致 實 驗 數 據 不 穩 定 為 讓 該 項 變 因 的 影 響 能 夠 減 到 最 低, 於 是 改 用 滴 定 管 定 量 雙 氧 水, 處 理 氧 氣 逃 逸 的 問 題 結 果 : 收 集 到 更 多 的 氧 氣, 實 驗 也 更 精 準 新 的 排 水 集 氣 方 法 與 前 面 實 驗 所 做 的 一 樣, 差 別 在 於 目 前 的 滴 定 管 與 錐 形 瓶 間 錐 形 瓶 連 接 量 筒 間 可 以 處 在 一 個 密 閉 連 通 的 空 間 而 且 可 以 直 接 做 雙 氧 水 的 定 量 第 一 次 的 排 水 集 氣 法 七 胡 蘿 蔔 重 量 與 氧 氣 生 成 速 率 的 關 係 ( 一 ) 方 法 : 胡 蘿 蔔 取 5g 10g 15g 20g 25g 30g 35g 40g 分 別 與 5% 雙 氧 水 5ml 10ml 反 應, 每 30 秒 紀 錄 一 次 氧 氣 的 生 成 量 直 到 反 應 結 束 ( 二 ) 結 果 : 1. 5% 雙 氧 水 5ml 約 可 反 應 生 成 氧 氣 89ml 左 右,10ml 雙 氧 水 的 氧 氣 量 則 約 172ml 左 右 每 增 加 5ml 的 雙 氧 水 約 可 多 反 應 出 84ml 的 氧 氣 胡 蘿 蔔 重 量 與 氧 氣 的 生 成 速 率 快 慢 有 關, 胡 蘿 蔔 愈 重, 氧 氣 生 成 的 速 度 就 愈 快, 但 不 影 響 氧 氣 最 後 的 生 成 量 2. 每 次 的 反 應 在 剛 開 始 時 氧 氣 的 生 成 量 都 是 比 較 多, 尤 其 是 胡 蘿 蔔 重 量 愈 重 時, 一 開 始 冒 的 氣 泡 都 是 又 多 又 急, 然 後 逐 漸 減 慢 至 久 久 才 形 成 一 顆 氣 泡 3. 當 很 長 一 段 時 間 氣 泡 不 再 冒 出 時, 若 搖 晃 錐 形 瓶 或 擠 壓 橡 皮 管, 有 時 可 以 將 剩 餘 的 氧 再 排 出 重 量 5g 時 間 10g 15g 表 四 : 胡 蘿 蔔 重 量 與 氧 氣 生 成 速 率 的 關 係 20g 25g 30g 35g 40g 5g 10g 15g 20g 25g 30g 35g 40g (10ml) (10ml) (10ml) (10ml) (10ml) (10ml) (10ml) (10ml) 30 秒 26 43 48 39 42 48 55 63 37 48 77 63 75 74 85 94

1 分 45 62 66 57 62 71 75 80 54 75 100 97 112 114 123 137 1 分 30 秒 52 71 75 65 72 80 82 85 68 93 120 120 128 137 146 156 2 分 62 75 80 74 77 86 85 86 80 109 132 134 152 152 159 165 2 分 30 秒 65 77 83 77 77 86 85 86 91 120 142 146 157 162 166 168 3 分 72 79 85 79 82 89 85 86 99 129 152 152 163 166 166 170 3 分 30 秒 74 80 85 80 82 89 85 86 106 134 156 157 168 169 168 170 4 分 75 80 85 80 82 89 85 86 109 139 159 160 168 171 168 172 4 分 30 秒 75 82 85 82 82 89 85 86 114 145 160 162 168 171 168 172 5 分 77 82 85 82 82 89 85 86 117 146 163 165 168 172 168 172 5 分 30 秒 78 82 85 82 82 89 85 86 122 148 165 165 168 172 168 172 6 分 78 82 85 82 82 89 85 86 122 150 165 165 169 172 169 172 6 分 30 秒 79 82 85 82 82 89 85 88 125 152 168 166 169 172 169 172 7 分 79 82 85 82 82 89 85 88 128 155 168 166 169 172 169 172 7 分 30 秒 79 82 85 82 82 89 85 88 130 155 168 166 169 172 169 172 8 分 79 82 85 82 82 89 131 156 168 166 169 172 169 172 8 分 30 秒 79 82 85 82 82 89 134 157 168 166 169 172 169 172 9 分 82 85 85 82 82 89 137 157 168 166 169 172 169 172 9 分 30 秒 82 85 88 86 83 89 137 159 168 166 169 172 169 172 10 分 85 85 88 86 83 89 137 159 168 166 169 172 169 172 10 分 30 秒 85 85 137 159 168 166 169 172 169 172 11 分 85 85 140 159 168 166 169 172 169 172 11 分 30 秒 140 160 169 166 169 172 169 172 12 分 140 160 169 166 169 172 169 172 12 分 30 秒 142 160 169 166 169 172 169 172 13 分 142 160 169 166 169 172 169 172 13 分 30 秒 142 160 169 166 14 分 142 160 169 166 14 分 30 秒 143 161 169 166 15 分 143 161 169 166 15 分 30 秒 145 162 169 168 16 分 145 162 169 168 16 分 30 秒 145 162 169 168 17 分 145 162 169 17 分 30 秒 145 162 169 18 分 146 162 169 18 分 30 秒 146 162 169 19 分 146 162 169 19 分 30 秒 149 165 169 20 分 149 166 169

20 分 30 秒 149 166 169 21 分 151 168 169 21 分 30 秒 151 168 169 22 分 151 169 169 22 分 30 秒 152 169 169 23 分 152 169 169 23 分 30 秒 152 170 169 24 分 152 170 169 反 紅 的 數 字 是 氧 氣 的 最 大 生 成 量 100 5g 氧 氣 生 成 量 80 60 40 20 0 30 秒 1 分 30 秒 2 分 30 秒 3 分 30 秒 4 分 30 秒 5 分 30 秒 6 分 30 秒 時 間 7 分 30 秒 8 分 30 秒 9 分 30 秒 10g 15g 20g 25g 30g 35g 40g 圖 一 : 胡 蘿 蔔 重 量 與 5ml 雙 氧 水 作 用 氧 氣 生 成 速 率 的 變 化 氧 氣 生 成 量 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 5g (10ml) 10g (10ml) 15g (10ml) 20g (10ml) 25g (10ml) 30g (10ml) 35g (10ml) 30 秒 3 分 5 分 30 秒 8 分 10 分 30 秒 13 分 時 間 15 分 30 秒 18 分 20 分 30 秒 23 分 40g (10ml) 圖 二 : 胡 蘿 蔔 重 量 與 10ml 雙 氧 水 作 用 氧 氣 生 成 速 率 的 變 化

圖 三 : 氧 氣 生 成 速 率 的 測 定 八 二 氧 化 錳 重 量 與 氧 氣 生 成 量 的 關 係 ( 一 ) 方 法 : ( 二 ) 結 果 : 氧 二 氣 氧 化 雙 量 氧 水 二 氧 化 錳 取 1g 3g 5g 7g 9g 11g 13g 15g 分 別 與 5ml 10ml 的 5% 雙 氧 水 反 應, 觀 察 紀 錄 氧 氣 生 成 量 1. 不 同 重 量 的 二 氧 化 錳 對 5ml 雙 氧 水 的 氧 氣 生 成 量 約 為 97ml 左 右, 當 二 氧 化 錳 重 量. 超 過 11g 以 上 時, 氧 氣 生 成 量 反 而 下 降 2. 二 氧 化 錳 與 10ml 的 雙 氧 水 反 應 時, 氧 氣 生 成 量 約 為 188ml 左 右, 超 過 9g 時 氧 氣 的 生 成 量 也 有 減 少 的 趨 勢 3. 二 氧 化 錳 活 性 較 強, 反 應 進 行 時 隨 著 重 量 的 增 加, 瓶 內 產 生 白 煙 同 時 瓶 身 也 較 熱 表 五 : 二 氧 化 錳 重 量 與 氧 氣 生 成 量 的 關 係 1g 3g 5g 7g 9g 11g 13g 15g 5ml 92 92 95 95 97 97 96 96 10ml 177 183 183 183 183 188 187 186

氧 氣 生 成 量 200 150 100 50 0 1g 3g 5g 7g 9g 11g 13g 15g 二 氧 化 錳 重 量 5ml 10ml 九 蔬 果 酵 素 活 性 檢 測 ( 一 ) 方 法 : 分 別 取 水 果 類 ( 木 瓜 紅 蘋 果 鳳 梨 西 瓜 香 蕉 ) 蔬 果 類 ( 南 瓜 冬 瓜 青 椒 紅 甜 椒 黃 甜 椒 ) 根 莖 類 ( 馬 鈴 薯 胡 蘿 蔔 白 蘿 蔔 結 頭 菜 芋 頭 地 瓜 ) 葉 菜 類 ( 小 白 菜 高 麗 菜 波 菜 紫 萵 苣 地 瓜 葉 ) 真 菌 類 ( 金 針 菇 鴻 喜 菇 杏 鮑 菇 蘑 菇 香 菇 ) 花 菜 類 ( 綠 花 椰 菜 白 花 椰 菜 ) 各 5 克 10 克 15 克 20 克 25 克 30 克 35 克 與 5% 的 雙 氧 水 5ml 作 用, 觀 察 氧 氣 的 生 成 量 ( 二 ) 結 果 : 1. 水 果 類 的 酵 素 活 性 排 行 榜 為 : 西 瓜 (91ml)> 木 瓜 (82ml)> 香 蕉 (32ml)> 鳳 梨 (23ml)> 紅 蘋 果 (11ml) 2. 蔬 果 類 的 酵 素 活 性 排 行 榜 為 : 青 椒 (92ml)> 南 瓜 (89ml)> 紅 椒 (85ml)> 黃 椒 (83ml)> 冬 瓜 (60ml) 3. 根 莖 類 的 酵 素 活 性 排 行 榜 為 : 結 頭 菜 (91ml)> 地 瓜 ( 先 到 達 89ml)> 胡 蘿 蔔 (89ml)> 芋 頭 (86ml)> 馬 鈴 薯 (77ml)> 白 蘿 蔔 (69ml) 4. 葉 菜 類 的 酵 素 活 性 排 行 榜 為 : 高 麗 菜 (88ml)> 波 菜 (86ml)> 地 瓜 葉 (82ml)> 紫 萵 苣 (77ml)> 小 白 菜 (69ml) 大 致 上 是 深 色 蔬 菜 分 解 的 氧 氣 多 於 淺 色 蔬 菜 5. 真 菌 類 的 酵 素 活 性 排 行 榜 為 : 鴻 喜 菇 (92ml)> 杏 鮑 菇 (90ml)> 金 針 菇 (84ml) > 香 菇 (82ml)> 蘑 菇 (81ml)> 木 耳 (71ml) 菇 類 與 雙 氧 水 作 用 時, 反 應 幾 乎 都 很 快 速, 分 解 的 氧 氣 也 多, 顯 示 菇 類 的 酵 素 活 性 還 滿 大 的 6. 花 菜 類 的 酵 素 活 性 比 較 : 白 花 椰 菜 (88ml)> 綠 花 椰 菜 (79ml)

類 別 水 果 類 蔬 果 類 根 莖 類 葉 菜 類 真 菌 類 花 菜 類 表 六 : 各 類 蔬 果 氧 氣 生 成 量 比 較 名 稱 蔬 果 重 量 5g 10g 15g 20g 25g 30g 35g 木 瓜 43ml 74 79 80 80 80 82 紅 蘋 果 0 3 5 5 9 11 11 鳳 梨 10 20 23 45 17 23 西 瓜 32 57 68 82 84 91 91 香 蕉 25 32 32 32 南 瓜 83 86 87 88 89 89 89 冬 瓜 8 17 18 38 50 47 60 紅 甜 椒 14 35 47 52 65 79 85 黃 甜 椒 18 29 37 79 83 77 80 青 椒 0 77 83 89 92 92 92 馬 鈴 薯 39 48 54 60 65 74 77 胡 蘿 蔔 85 85 88 86 83 89 85 白 蘿 蔔 22 32 48 54 57 66 69 結 頭 菜 71 85 86 88 88 91 91 芋 頭 86 86 86 地 瓜 71 82 88 89 89 89 89 小 白 菜 34 43 54 63 67 69 69 高 麗 菜 69 75 83 85 86 86 88 波 菜 66 84 85 86 86 86 86 紫 萵 苣 38 58 69 74 77 77 77 地 瓜 葉 59 75 79 82 80 82 82 金 針 菇 79 80 82 84 84 杏 鮑 菇 86 90 90 90 90 蘑 菇 78 81 81 81 鴻 喜 菇 89 92 92 92 香 菇 79 80 82 80 82 82 82 木 耳 43 48 55 62 71 71 71 綠 花 椰 菜 68 74 75 77 76 79 79 白 花 椰 菜 72 83 85 86 88 88 88

氧 氣 生 成 量 (m l) 100 80 60 40 20 0 木 瓜 紅 蘋 果 西 瓜 水 果 類 香 蕉 數 列 1 氧 氣 生 成 量 (m l) 100 80 60 40 20 0 南 瓜 冬 瓜 蔬 果 類 紅 甜 椒 黃 甜 椒 青 椒 數 列 1 圖 五 : 水 果 類 氧 氣 生 成 量 比 較 圖 六 : 蔬 果 類 氧 氣 生 成 量 比 較 氧 氣 生 成 量 (ml) 100 80 60 40 20 0 馬 鈴 薯 胡 蘿 蔔 白 蘿 蔔 結 頭 菜 根 莖 類 芋 頭 地 瓜 數 列 1 氧 氣 生 成 量 (m l) 100 80 60 40 20 0 小 白 菜 高 麗 菜 波 菜 葉 菜 類 紫 萵 苣 地 瓜 葉 數 列 1 圖 七 : 根 莖 類 氧 氣 生 成 量 比 較 圖 八 : 葉 菜 類 氧 氣 生 成 量 比 較 氧 氣 生 成 量 (m l) 100 80 60 40 20 0 金 針 菇 杏 鮑 菇 磨 菇 鴻 喜 菇 真 菌 類 香 菇 木 耳 數 列 1 氧 氣 生 成 量 (m l) 90 85 80 75 70 綠 花 椰 菜 花 菜 類 白 花 椰 菜 數 列 1 圖 九 : 真 菌 類 氧 氣 生 成 量 比 較 圖 十 : 花 菜 類 氧 氣 生 成 量 比 較 伍 討 論 一 剛 開 始 利 用 排 水 集 氣 法 收 集 氧 氣 的 時 候, 實 驗 的 數 據 偶 爾 會 有 忽 高 忽 低 的 現 象, 我 們 知 道 一 定 是 實 驗 的 控 制 變 因 處 理 的 不 是 很 好, 於 是 我 們 一 個 一 個 修 正 ( 一 ) 首 先 是 植 物 材 料 的 準 備, 植 物 材 料 的 表 面 積 會 影 響 氧 氣 的 生 成 量 及 反 應 速 率, 在 無 法 以 果 汁 機 達 到 這 個 目 的 後, 我 們 便 改 用 食 物 調 理 機 來 切 碎 植 物 材 料, 降 低 表 面 積 變 因 的 影 響

( 二 ) 同 時 材 料 的 一 致 性 也 是 要 考 量 的, 最 好 是 切 夠 足 夠 的 材 料 量 並 快 速 的 處 理 做 完 實 驗, 因 為 植 物 材 料 與 空 氣 接 觸 會 產 生 氧 化 作 用 而 降 低 酵 素 的 活 性, 便 會 導 致 實 驗 結 果 的 不 確 定 性 ( 三 ) 實 驗 中 雙 氧 水 與 植 物 材 料 接 觸 反 應 時 也 要 注 意 氧 氣 的 逸 失, 為 了 盡 量 減 少 不 必 要 的 干 擾 因 素 及 誤 差, 我 們 也 更 換 了 排 水 集 氣 的 部 分 設 備, 雙 氧 水 改 由 滴 定 的 方 式 進 入 錐 形 瓶 反 應, 讓 反 應 的 所 有 過 程 都 能 夠 在 密 閉 的 空 間 進 行 二 雙 氧 水 在 一 般 自 然 情 況 下 也 是 會 慢 慢 的 分 解 成 水 和 氧 氣, 植 物 體 內 的 酵 素 和 二 氧 化 錳 是 扮 演 催 化 劑 的 角 色, 催 化 劑 本 身 並 不 參 與 反 應 的 作 用, 它 的 功 用 只 是 讓 反 應 可 以 更 快 的 完 成, 所 以 在 反 應 的 前 後, 重 量 是 不 變 的 三 當 添 加 胡 蘿 蔔 和 二 氧 化 錳 的 重 量 愈 重 時, 所 收 集 到 的 氧 氣 也 愈 多, 當 雙 氧 水 完 全 分 解 完 畢, 氧 氣 的 量 應 該 會 維 持 在 一 定 值, 這 時 不 論 再 加 入 多 少 的 胡 蘿 蔔 和 二 氧 化 錳, 氧 氣 的 量 都 應 該 不 變 但 實 驗 數 據 卻 顯 現 出 當 胡 蘿 蔔 和 二 氧 化 錳 超 過 某 一 個 重 量 之 後, 收 集 到 的 氧 氣 不 增 反 減, 我 們 推 測 應 該 是 胡 蘿 蔔 和 二 氧 化 錳 的 重 量 已 經 超 過 雙 氧 水 可 以 反 應 的 量, 導 致 產 生 的 氧 氣 反 而 被 多 出 來 的 胡 蘿 蔔 和 二 氧 化 錳 拿 來 進 行 氧 化 作 用, 使 的 所 能 測 到 的 氧 量 反 而 變 少 四 在 實 驗 八 改 以 二 氧 化 錳 作 為 實 驗 材 料, 是 因 為 二 氧 化 錳 是 均 質 粉 末 的 催 化 劑, 可 以 去 除 因 表 面 積 不 平 均 造 成 的 誤 差 影 響 實 驗 四 與 實 驗 七 比 較 之 下, 可 以 知 道 當 材 料 表 面 積 大 致 均 勻 相 同 且 阻 止 氧 氣 逃 逸 問 題 時, 結 果 會 更 趨 於 理 想, 所 得 最 大 釋 氧 量 與 二 氧 化 錳 所 做 結 果 大 致 相 符 合 釋 材 氧 料 體 量 積 實 驗 四 實 驗 七 實 驗 八 胡 蘿 蔔 胡 蘿 蔔 二 氧 化 錳 5ml 雙 氧 水 78ml 89ml 97ml 10ml 雙 氧 水 174ml 172ml 188ml 備 註 果 汁 機 食 物 調 理 機 排 水 集 氣 法 滴 定 管 排 水 集 氣 法 滴 定 管 排 水 集 氣 法 五 在 測 量 水 果 類 酵 素 活 性 時, 以 蘋 果 為 例, 我 們 發 現 它 能 催 化 的 氧 氣 量 比 木 瓜 少 很 多, 我 們 推 測 應 該 有 兩 種 可 能 原 因 : 一 是 蘋 果 的 植 物 酵 素 量 真 的 很 少, 所 以 能 催 化 的 氧 量 也 不 多 二 是 因 為 蘋 果 很 容 易 與 氧 產 生 反 應, 使 蘋 果 產 生 氧 化 作 用 從 日 常 生 活 經 驗 中 可 以 知 道, 蘋 果 只 要 切 開 靜 置 一 段 時 間 後, 切 開 的 表 面 就 會 被 氧 化 而 呈 現 褐 色 所 以 在 蘋 果 的 實 驗 中, 可 能 是 因 為 蘋 果 被 氧 化 的 能 力 比 催 化 能 力 強, 造 成 氧 氣 的 收 集 量 不 多 而 香 蕉 在 打 碎 時 也 開 始 變 色, 所 以 香 蕉 的 氧 化 作 用 應 該 也 是 比 較 強 的, 因 此 它 的 氧 氣 生 成 量 也 是 不 多 六 在 一 般 夏 天 的 室 溫 狀 態 下 ( 設 定 為 30 度 ), 一 莫 耳 氣 體 的 體 積 是 24.846 公 升,2 莫 耳 的 雙 氧 水 會 產 生 一 莫 耳 的 氧 氣, 所 以 2 莫 耳 的 雙 氧 水 會 產 生 49.692 公 升 的 氧 氣, 我 們 查 出 二 莫 耳 雙 氧 水 的 重 量 是 68 克, 以 我 們 實 驗 中,5ml 濃 度 5% 的 雙 氧 水 溶 液 中, 雙 氧 水 的 體 積 應 該 是 0.25 毫 升, 濃 度 35% 的 雙 氧 水 密 度 是 1.46 ( 瓶 上 廠 商 註 記 ), 稀 釋 成 5% 後 密 度 減 為 1.06, 那 麼 此 時 5 毫 升 5% 雙 氧 水 的 重 量 是 0.265 克, 以 比 例

關 係 就 可 以 算 出 如 果 雙 氧 水 中 的 氧 氣 完 全 分 解 出 來 的 話, 氧 氣 就 會 大 約 有 96.8ml, 所 以 氧 氣 量 會 有 差 異 可 能 是 雙 氧 水 的 量 控 制 上 的 誤 差, 但 是 與 我 們 預 期 的 結 果 也 相 去 不 遠 七 有 些 實 驗 中 所 收 集 到 的 氧 氣 量 無 法 到 達 標 準 的 96.8ml, 根 據 討 論 四 與 討 論 五 的 推 論, 這 些 減 少 的 氧 氣 應 該 是 與 植 物 酵 素 發 生 氧 化 作 用, 同 時 我 們 發 現 有 些 溶 液 的 溫 度 會 升 高, 應 該 是 正 在 進 行 氧 化 的 放 熱 反 應 陸 結 論 一 酵 素 是 一 種 生 物 催 化 劑, 是 由 蛋 白 質 所 構 成, 它 存 在 於 所 有 活 的 動 植 物 體 的 細 胞 內, 它 們 幾 乎 參 與 所 有 的 身 體 活 動, 能 加 快 各 種 生 物 化 學 反 應 的 速 率, 一 旦 沒 有 酵 素, 則 活 細 胞 會 受 到 嚴 重 的 影 響 二 雙 氧 水 與 胡 蘿 蔔 反 應 時, 產 生 的 氣 體 讓 點 燃 的 線 香 起 火 劇 烈 燃 燒, 可 知 產 生 的 氣 體 是 氧 氣, 因 為 氧 氣 有 助 燃 性 而 胡 蘿 蔔 在 反 應 前 後 重 量 並 無 明 顯 變 化, 所 以 胡 蘿 蔔 扮 演 催 化 雙 氧 水 的 角 色, 本 身 不 參 與 反 應 三 隨 著 胡 蘿 蔔 放 置 時 間 的 增 長, 與 雙 氧 水 反 應 後 產 生 氧 氣 的 量 也 逐 漸 減 少, 顯 示 酵 素 活 性 會 隨 著 時 間 的 增 加 而 降 低 四 胡 蘿 蔔 重 量 增 加 會 讓 雙 氧 水 分 解 出 氧 氣 的 速 度 加 快, 但 最 大 的 氧 氣 生 成 量 值 是 固 定 的 當 重 量 增 加 至 某 一 程 度 時, 氧 氣 生 成 量 反 而 降 低, 推 測 是 氧 化 作 用 大 於 催 化 作 用 的 結 果 五 任 何 催 化 反 應 在 剛 開 始 時, 產 生 的 氣 泡 多 又 快, 隨 著 時 間 增 長, 反 應 就 愈 趨 於 平 緩, 以 折 線 表 示 會 呈 一 曲 線, 當 曲 線 的 角 度 愈 小, 則 氧 氣 的 生 成 速 率 就 愈 快 六 利 用 滴 定 管 的 排 水 集 氣 法, 氧 氣 較 無 逃 逸 的 疑 慮, 加 上 使 用 食 物 調 理 機 也 能 讓 植 物 材 料 磨 切 的 更 均 勻, 讓 實 驗 更 為 精 準 七 二 氧 化 錳 是 一 種 均 質 的 催 化 劑, 催 化 效 果 更 佳, 僅 需 少 少 的 量 就 可 以 讓 雙 氧 水 完 全 分 解 出 氧 同 時 也 可 以 拿 來 當 作 酵 素 活 性 的 參 考 八 水 果 類 中 西 瓜 分 解 的 氧 氣 最 多, 紅 蘋 果 最 少 ; 蔬 果 類 以 青 椒 分 解 的 氧 氣 量 最 多, 冬 瓜 最 少 ; 根 莖 類 以 結 頭 菜 分 解 的 氧 氣 量 最 多, 白 蘿 蔔 最 少 ; 葉 菜 類 以 高 麗 菜 分 解 的 氧 氣 量 最 多, 小 白 菜 最 少 ; 真 菌 類 中 鴻 喜 菇 分 解 的 氧 氣 最 多, 木 耳 分 解 的 氧 氣 最 少 ; 花 菜 類 中 白 花 椰 菜 比 綠 花 椰 菜 多 柒 參 考 資 料 ㄧ 氧 與 二 氧 化 碳 南 一 六 上 自 然 二 新 鮮 蔬 果, 遠 離 癌 症 http://www.commonhealth.com.tw/caner4dummies/food/fruit.htm 三 新 陳 代 謝 的 催 化 劑 酵 素 http://www.healthhouse.com.tw/info/supplements/koso 1.htm 四 酵 素 http://www.healthhouse.com.tw/info/supplements/enzymes.htm 五 養 份 與 能 量 http://www.bio.ncue.edu.tw/~89110607/ck/lesson3.htm 六 中 華 民 國 第 四 十 四 屆 中 小 學 科 學 展 會 作 品 空 氣 與 燃 燒 的 再 研 究

中 華 民 國 第 四 十 五 屆 中 小 學 科 學 展 覽 會 評 語 國 小 組 生 活 與 應 用 科 學 科 080830 植 物 酵 素 的 有 氧 運 動 臺 北 縣 五 股 鄉 成 州 國 民 小 學 評 語 : 本 作 品 對 植 物 酵 素 有 初 步 的 探 討, 確 是 一 個 好 開 始, 酵 素 領 域 是 生 化 科 學 的 重 要 領 域, 有 進 一 步 探 索 的 價 值