中國民國第54屆中小學科學展覽會

中 華 民 國 第 54 屆 中 小 學 科 學 展 覽 會 作 品 說 明 書 國 小 組 化 學 科 080215- 封 面 明 智 之 橘 - 吃 甜 橘 小 撇 步 學 校 名 稱 : 高 雄 市 三 民 區 河 濱 國 民 小 學 作 者 : 指 導 老 師 : 小 五 彭 貞 甄 黃 馨 緯 小 五 陳 品 翰 小 五 施 硯 晟 關 鍵 詞 : 橘 子 糖 度 酸 鹼 值

明 智 之 橘 吃 甜 橘 小 撇 步 摘 要 本 研 究 主 要 是 為 了 解 網 路 上 說 利 用 外 力 或 其 他 方 式, 是 否 可 以 讓 橘 子 變 甜 之 眾 說 紛 紜 的 說 法 是 否 真 實 所 進 行 的 實 驗 我 們 先 從 橘 子 外 觀 找 出 挑 選 橘 子 的 方 法, 接 著 驗 證 網 路 各 正 反 方 說 法, 求 證 橘 子 的 糖 度 及 酸 度 會 不 會 因 為 外 加 的 處 理 方 式 或 環 境 不 同 而 改 變 結 果 發 現 挑 選 甜 橘 子 時 應 該 從 顏 色 外 型 對 稱 及 密 度 等 訣 竅 來 挑 選 ; 並 利 用 糖 水 加 檸 檬 酸 模 擬 成 橘 子 之 後 再 經 過 搖 晃 後 測 試, 發 現 溶 液 的 糖 度 也 會 因 為 這 糖 被 酸 分 解 而 有 改 變 ; 再 利 用 實 驗 設 計 將 專 家 及 過 去 實 驗 認 為 可 能 造 成 誤 差 的 做 法 加 以 控 制 後, 測 試 橘 子 經 過 搖 晃 加 溫 攪 碎 或 與 其 他 熟 成 的 水 果 擺 放 在 一 起, 會 因 為 橘 子 內 含 的 糖 與 有 機 酸 反 應 酵 素 活 化 組 織 受 傷 需 要 醣 類 或 呼 吸 作 用 加 速 轉 化, 讓 橘 子 所 含 的 糖 類 濃 度 變 得 更 甜 壹 研 究 動 機 記 得 電 視 曾 經 播 放 了 一 則 新 聞 : 主 持 人 將 橘 子 放 置 在 籃 子 裡, 經 過 搖 晃 後, 橘 子 會 變 甜 這 一 則 異 事 著 實 令 我 們 覺 得 好 奇 後 來 我 們 在 網 路 搜 尋 資 料 時 也 發 現, 有 些 專 家 持 著 反 對 意 見, 認 為 搖 晃 造 成 橘 子 變 甜 的 主 因 是 心 理 因 素 或 橘 子 取 樣 的 問 題 所 造 成 看 到 這 樣 的 各 執 一 方 的 網 路 新 聞, 更 是 激 起 我 們 想 要 實 驗 求 證 的 動 力, 所 以 老 師 建 議 我 們 應 該 學 習 電 視 " 流 言 終 結 者 的 實 證 精 神, 透 過 實 驗 來 探 究 到 底 哪 一 種 說 法 才 正 確 除 了 可 以 了 解 橘 子 變 甜 的 原 因, 如 果 實 驗 能 成 功, 我 們 就 可 以 鼓 勵 不 敢 吃 酸 的 小 朋 友 能 多 嚐 嚐 美 味 又 富 有 營 養 的 橘 子 本 參 展 作 品 與 教 學 單 元 之 相 關 性 有 : 1. 國 小 康 軒 自 然 領 域 五 上 第 三 單 元 水 溶 液 溶 解 ( 水 溶 液 酸 鹼 性 ) 2. 國 小 翰 林 自 然 領 域 四 下 第 四 單 元 光 的 折 射 3. 國 小 康 軒 自 然 領 域 五 上 第 二 單 元 植 物 的 身 體 4. 國 小 康 軒 自 然 領 域 五 下 第 二 單 元 燃 燒 與 生 鏽 1

貳 研 究 目 的 一 透 過 外 觀, 如 何 挑 選 比 較 甜 的 橘 子 二 蒐 集 並 驗 證 網 路 正 反 方 流 言, 檢 驗 橘 子 糖 度 酸 度 是 否 會 改 變 真 偽 ( 一 ) 固 定 橘 子 汁 取 樣 的 方 法 及 位 置, 檢 驗 同 一 顆 橘 子 的 糖 度 及 酸 度 是 否 一 致 ( 二 ) 檢 驗 橘 子 經 過 搖 晃 後, 糖 度 與 酸 度 是 否 會 改 變? ( 三 ) 利 用 檸 檬 酸 加 糖 水 方 式 模 擬 成 橘 子 汁, 檢 驗 搖 晃 後 是 否 會 改 變 溶 液 的 糖 度 及 酸 度? 三 利 用 外 加 的 處 理 方 式, 找 出 能 使 橘 子 變 甜 的 方 法 ( 一 ) 不 同 溫 度 是 否 會 改 變 橘 子 的 糖 度 與 酸 度? ( 二 ) 置 入 不 同 氣 體, 會 不 會 影 響 橘 子 糖 度 及 酸 度 的 變 化? ( 三 ) 將 橘 子 與 各 類 快 成 熟 的 水 果 放 置 一 起, 糖 度 及 酸 度 會 不 會 產 生 變 化? ( 四 ) 將 橘 子 打 成 汁, 觀 察 糖 度 及 酸 度 會 不 會 產 生 變 化? 叁 研 究 設 備 及 器 材 一 材 料 : 橘 子 ( 台 中 東 勢 柑, 以 下 簡 稱 橘 子 ) 橘 子 的 產 期 為 每 年 10 至 隔 年 元 月, 採 收 早 期 果 皮 青 色 味 較 酸, 後 期 呈 濃 橙 色 味 甘 多 汁 橘 子 的 營 養 價 值 很 高, 可 提 供 人 體 所 需 許 多 維 生 素, 尤 其 富 含 檸 檬 酸 (citric acid), 也 稱 作 枸 櫞 酸, 是 一 種 有 機 弱 酸, 也 是 維 他 命 C 合 成 的 來 源 大 人 們 常 說 多 吃 維 生 素 C 可 以 預 防 動 脈 硬 化 解 除 疲 勞, 經 常 食 用 除 對 健 康 有 益 外, 圖 一 : 台 中 東 勢 柑 還 能 長 保 青 春 橘 子 中 的 甜 味 主 要 來 自 於 本 身 的 各 種 醣 類, 植 物 中 的 醣 類 主 要 來 自 於 植 物 的 光 合 作 用 所 合 成 橘 子 生 長 初 期, 所 含 的 有 機 酸 較 多, 可 以 保 護 果 子 免 受 病 蟲 害 之 後, 橘 子 內 的 有 機 酸 會 進 行 許 多 的 化 學 反 應, 透 過 有 機 酸 轉 換 成 各 種 糖 類, 包 含 蔗 糖 果 糖 葡 萄 糖, 所 以 橘 子 放 久 後 嚐 起 來 會 越 甜 二 糖 度 測 試 計 及 電 子 酸 鹼 計 本 實 驗 所 指 的 甜 度 或 糖 度 均 指 糖 度 測 試 計 所 測 出 的 刻 度 酸 度 均 指 電 子 酸 鹼 計 所 量 出 的 ph 值 ( 一 ) 糖 度 測 試 計 使 用 說 明 糖 度 測 試 計 是 利 用 折 射 率 方 式 以 快 速 測 定 含 糖 溶 液 濃 度 的 儀 器 糖 度 測 試 計 操 作 方 式 必 須 先 將 檢 測 稜 鏡 擦 拭 乾 淨, 將 溶 液 滴 數 滴 在 鏡 面 上, 輕 輕 合 上 蓋 2

板, 將 進 光 板 對 準 明 亮 處, 分 界 線 的 刻 度 值 就 是 溶 液 的 濃 度 第 一 步 : 打 開 手 持 式 折 射 儀 蓋 板, 讓 樣 液 留 在 蓋 板 上 約 30 秒, 使 樣 品 與 折 射 儀 周 圍 的 溫 度 一 致, 精 確 測 量 第 二 步 : 調 節 校 準 螺 絲 直 至 藍 白 色 區 域 交 界 線 與 0 刻 度 線 完 全 重 合, 此 時 調 校 完 畢 第 三 步 : 將 溶 液 樣 品 重 復 上 述 步 驟, 隨 後 讀 取 藍 白 分 界 線 的 刻 度 值 第 四 步 : 使 用 完 折 射 儀 後, 使 用 完 畢 用 軟 濕 布 把 儀 器 擦 乾 凈, 以 免 造 成 腐 蝕 和 弄 髒 圖 二 : 糖 度 測 試 計 圖 三 : 糖 度 百 分 濃 度 刻 度 圖 四 : 糖 度 測 試 計 檢 驗 方 式 ( 二 ) 電 子 酸 鹼 計 使 用 說 明 使 用 前, 檢 查 玻 璃 電 極 前 端 的 球 泡 先 將 儀 器 放 置 於 矯 正 液 矯 正 後 擦 乾, 再 將 球 泡 沾 濕 或 浸 泡 於 測 試 的 溶 液 中, 再 讀 出 電 計 顯 示 數 據 ( 也 就 是 ph 值 ) 用 後 需 仔 細 清 洗 防 止 被 測 液 粘 附 在 電 極 上, 並 用 濾 紙 擦 拭 乾 淨 二 器 材 與 材 料 圖 五 : 酸 鹼 測 試 計 ( 一 ) 器 材 : 夾 鏈 袋 溫 度 計 滴 管 數 支 保 麗 龍 杯 有 蓋 紙 罐 ( 內 含 棉 花 或 抹 布 ) 標 籤 紙 顯 微 鏡 塑 膠 袋 燒 杯 注 射 管 三 角 錐 秤 子 紙 杯 注 射 筒 相 機 果 汁 機 ( 二 ) 材 料 : 砂 糖 ( 蔗 糖 ) 葡 萄 糖 檸 檬 酸 雙 氧 水 馬 鈴 薯 塊 小 蘇 打 醋 酸 葡 萄 蘋 果 香 蕉 奇 異 果 3

肆 研 究 方 法 與 過 程 研 究 一 : 透 過 外 觀, 如 何 挑 選 比 較 甜 又 多 汁 的 橘 子 ( 一 ) 問 卷 調 查 我 們 每 人 問 了 5 位 達 人 ( 包 含 果 農 水 果 商 家 庭 主 婦 等 ) 共 15 人, 整 理 資 料 如 下 : 橘 子 外 型 達 人 選 甜 橘 子 的 方 式 ( 百 分 比 %) 顏 色 黃 橘 色 (74%) 深 橘 色 (26%) 外 形 對 稱 球 型 (74%) 橢 圓 球 型 (26 %) 橘 皮 表 皮 顆 粒 小 又 細 密 (100%) 凹 凸 不 平 又 粗 糙 的 表 皮 (0%) 軟 硬 度 較 軟 有 彈 性 (100%) 較 硬, 彈 性 不 佳 (0%) 底 部 平 坦 或 凹 陷 底 部 平 坦 (80%) 底 部 凹 陷 (20%) 蒂 頭 形 狀 平 坦 (74%) 突 起 (26%) 重 量 較 沉 較 沉 (100%) 較 輕 (0%) 根 據 上 述 結 果, 指 有 重 量 選 沉 重 一 點 的 答 案 很 明 確, 其 他 外 觀 挑 選 各 有 說 法 因 此 我 們 實 地 到 市 場 買 橘 子 幾 個 大 小 差 不 多, 但 長 相 及 重 量 不 太 一 樣 的 橘 子, 希 望 能 歸 納 出 甜 橘 子 的 挑 選 方 式 ( 二 ) 實 地 驗 證 我 們 到 市 場 挑 選 了 六 顆 大 小 差 不 多, 外 觀 及 重 量 不 太 相 同 的 橘 子, 依 序 作 出 編 號 (1 ~6), 並 分 別 就 顏 色 密 度 形 狀 表 皮 光 滑 度 底 部 及 蒂 頭 形 狀 作 出 下 面 紀 錄 圖 六 : 將 六 顆 橘 子 作 編 號, 依 序 根 據 外 觀 作 出 紀 錄 4

圖 七 : 利 用 排 水 法 量 出 體 積, 秤 重 量 後, 將 重 量 (g) 體 積 (cm3), 求 出 每 顆 橘 子 的 密 度 圖 八 : 將 每 顆 橘 子 剝 開 來, 測 驗 酸 度 及 甜 度 並 計 路 橘 皮 厚 度 瓣 數 觸 感 等 ( 三 ) 觀 察 紀 錄 橘 子 1 橘 子 2 橘 子 3 橘 子 4 橘 子 5 橘 子 6 橘 子 外 觀 密 度 g/ 重 :125g 體 :180 重 :180g 體 :189 重 :160g 體 :170 重 :165g 體 :210 重 :175g 體 :200 3 重 :140g 體 :190 密 :0.69 g/ 密 :0.95g/ 密 :0.94 g/ 密 :0.79g/ 密 :0.87g/ 密 :0.74g/ 形 狀 ( 對 稱 ) 無 有 有 無 有 無 表 皮 ( 光 滑 ) 粗 糙 光 滑 光 滑 粗 糙 粗 糙 粗 糙 顏 色 深 橘 橘 黃 深 橘 橘 橘 深 橘 軟 硬 度 部 分 空 心 硬 上 下 較 軟 部 分 空 心 硬 軟 摸 起 來 較 軟 適 中 摸 起 來 較 軟 底 部 形 狀 凹 凹 凹 凹 凹 凹 蒂 頭 形 狀 平 凸 平 亂 超 凸 凸 平 剝 開 後 橘 子 1 橘 子 2 橘 子 3 橘 子 4 橘 子 5 橘 子 6 瓣 數 8 10 10 11 11 9 水 分 乾 乾 的 飽 滿 飽 滿 適 中 略 乾 不 足 表 皮 厚 度 0.45 cm 0.2 cm 0.2 cm 0.25 cm 0.35 cm 0.4 cm 中 空 距 離 1.6 cm 1.2 cm 1.9 cm 2.2 cm 1.8 cm 1.9 cm 細 白 絲 多 綿 密 少 少 綿 密 多 觸 感 顆 粒 狀 光 滑 光 滑 顆 粒 狀 顆 粒 狀 顆 粒 狀 糖 度 12 10 13 11 11.5 12 酸 度 ph4.2 ph 3.0 ph 3.3 ph 3.4 ph 3.2 ph 4.1 甜 不 酸, 乾 水 分 多, 偏 最 好 吃 酸 甜 度 適 酸 甜 度 適 甜 略 酸, 但 口 感 癟 無 水 分 酸 多 汁 微 甜 中, 無 水 中, 吃 起 來 缺 水 分 略 酸 分 較 硬 5

( 四 ) 研 究 發 現 : 經 過 我 們 實 際 品 嘗 後 發 現 第 3 號 橘 子 最 多 汁 也 最 甜 這 顆 橘 子 的 特 色 : 1. 密 度 較 高 (0.94 g/cm3), 接 近 水 (1g/cm3) 的 密 度 2. 形 狀 對 稱 3. 表 皮 光 滑 4. 顏 色 深 橘 5. 軟 硬 度 適 中 6. 底 部 凹 陷 7. 蒂 頭 平 整 歸 納 上 述 六 顆 橘 子 後, 我 們 選 擇 好 吃 的 橘 子 條 件 順 序 : 先 選 擇 多 汁 選 擇 甜 度, 選 法 訣 竅 如 下 : 第 2 3 號 共 同 特 徵 第 1 3 6 號 共 同 特 徵 選 擇 多 汁 1. 密 度 較 高 ( 較 沉 ) 1. 深 橘 選 擇 糖 度 2. 表 皮 光 滑 2. 蒂 頭 平 整 3. 形 狀 對 稱 3. 摸 起 來 軟 硬 適 中 4. 皮 較 薄 ---------------- 研 究 二 : 蒐 集 並 驗 證 網 路 正 反 方 流 言, 檢 驗 橘 子 糖 度 酸 度 的 改 變 真 偽 ( 一 ) 蒐 集 網 路 正 方 與 反 方 資 料 根 據 網 路 資 料, 有 些 實 驗 證 實 橘 子 搖 晃 後 會 變 甜, 但 也 有 提 出 反 駁 的 說 法 由 於 眾 說 紛 紜, 我 們 將 正 反 方 的 資 料 做 一 整 合 再 實 際 做 驗 證 證 據 1 :42 屆 科 展 高 中 生 活 應 用 組 -- 橘 子 甜 了 證 據 2 : 中 天 新 聞 : 有 關 橘 子 搖 晃 後 變 甜 的 現 場 實 驗 橘 子 搖 晃 後 會 變 甜 的 證 據 http://www.ctitv.com.tw/news_video_c18v142224.html 證 據 3 : 電 視 節 目 -- 生 活 智 慧 王 將 橘 子 置 入 籃 子 中, 經 過 搖 晃 撞 擊 橘 子 變 甜, 但 橘 子 會 爛 掉 6

橘 子 搖 晃 後 不 會 變 甜 的 證 據 證 據 1 : 專 家 說 柑 橘 類 搖 了 沒 用, 蘋 果 香 蕉 搖 後 卻 會 變 甜 專 家 鍾 廣 炎 說 : 品 嚐 者 的 心 理 暗 示 在 起 作 用 http://finance.takungpao.com.hk/food/opinion/2013-11/2067923_4.html 證 據 2 : 酸 橘 子 變 甜 是 因 為 含 酸 量 改 變 將 橘 子 放 在 自 行 車 的 籃 子 裡, 未 搖 晃 前 檢 測 橘 子, 發 現 含 糖 量 11.6, 搖 晃 之 後 含 糖 量 仍 然 是 11.6 專 家 認 為 甜 味 的 變 化 是 橘 子 的 含 酸 度 改 變 http://www.zwbk.org/mylemmashow.aspx?zh=zh-tw&lid=103649 證 據 3 : 專 家 批 駁 選 取 位 置 不 同 結 果 就 會 不 同 鐘 廣 炎 先 表 示, 果 實 的 糖 分 分 佈 不 均 勻 取 樣 橘 子 為 同 一 個, 但 是 插 入 導 管 取 樣 的 具 體 位 置, 深 淺 不 能 保 證 完 全 一 致 http://big5.china.com.cn/info/2013-11/27/content_30715820.htm ( 二 ) 實 驗 一 : 固 定 橘 子 汁 取 樣 的 方 法 及 位 置, 檢 驗 同 一 顆 橘 子 的 糖 度 及 酸 值 是 否 一 致 我 們 歸 納 過 去 文 獻 相 關 研 究 的 作 法, 發 現 取 橘 子 汁 液 時 有 兩 個 未 盡 完 美 的 地 方 其 一 : 未 將 橘 子 剝 皮, 將 注 射 的 針 筒 直 接 插 進 去 橘 子 裡 取 汁 液, 造 成 取 液 的 汙 染 其 二 : 有 專 家 提 到 因 為 橘 子 本 身 日 照 處 不 同, 同 一 顆 橘 子 會 因 取 樣 位 置 不 同 而 糖 度 不 同 因 此 在 本 實 驗 設 計 中, 我 們 在 取 汁 液 時 特 別 作 了 一 些 要 求, 而 且 要 符 合 下 面 兩 個 方 式, 希 望 能 夠 將 控 制 變 因 作 到 最 完 美 1. 實 驗 設 計 : 第 一 : 為 避 免 橘 皮 影 響 實 驗, 本 實 驗 的 橘 子 均 剝 皮 後 才 取 汁 液 第 二 : 固 定 同 一 顆 橘 子 的 取 樣 位 置 並 檢 驗 糖 度 與 酸 度 是 否 一 致 任 意 選 出 三 顆 不 同 類 型 的 橘 子, 編 號 1 2 3, 之 後 將 每 一 顆 橘 子 剝 開 並 隨 意 取 樣 五 瓣, 作 為 編 號 ABCDE, 如 下 表 所 列 再 利 用 注 射 筒 戳 進 橘 瓣 中 央 處 將 汁 液 取 出, 分 別 做 橘 子 的 糖 度 與 酸 度 測 試 7

圖 九 : 利 用 注 射 筒 戳 進 橘 片 中 央 處 將 汁 液 取 出, 做 糖 度 與 酸 度 測 試 2. 研 究 紀 錄 : (1) 糖 度 橘 瓣 編 號 A B C D E 第 一 顆 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 第 二 顆 8.4 8.4 8.5 8.5 8.5 第 三 顆 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8 (2 ) 酸 度 橘 瓣 編 號 A B C D E 第 一 顆 ph4.1 ph4.0 ph4.0 ph4.1 ph4.0 第 二 顆 ph3.3 ph3.4 ph3.3 ph3.4 ph3.4 第 三 顆 ph4.2 ph4.2 ph4.1 ph4.2 ph4.2 3. 研 究 發 現 根 據 結 果, 發 現 同 一 顆 橘 子 如 果 取 樣 的 位 置 如 果 都 在 每 一 瓣 的 中 央, 酸 度 與 糖 度 幾 乎 相 同 因 此 本 實 驗 的 每 個 實 驗 設 計, 都 取 用 同 一 顆 橘 子, 以 其 橘 瓣 做 為 實 驗 樣 本 ( 三 ) 實 驗 二 : 檢 驗 橘 子 經 過 搖 晃 後, 糖 度 與 酸 度 是 否 會 改 變? 1. 實 驗 設 計 將 裝 成 茶 葉 的 紙 罐 (300 克 ) 清 空, 裡 面 鋪 上 棉 花 及 襯 布, 以 避 免 搖 晃 時 橘 子 震 爛 掉 出 水 ( 如 下 圖 ) (PS: 將 剛 開 始 實 驗 時, 我 們 並 未 將 空 盒 做 任 何 避 震 措 施, 所 以 橘 子 瓣 搖 晃 後 出 水 嚴 重, 呈 現 水 爛 的 狀 態 所 以 決 定 設 計 一 個 避 震 搖 晃 盒 ) 8

1. 製 作 可 避 震 的 盒 子 2. 同 一 橘 子 分 成 數 瓣, 放 入 夾 鏈 袋 中 做 編 號 3. 搖 晃 不 同 次 數, 觀 察 糖 度 及 酸 度 變 化 4. 利 用 糖 度 測 試 計, 分 別 觀 察 不 同 搖 晃 次 數 後 的 橘 子 糖 度, 並 加 以 記 錄 圖 十 : 檢 驗 搖 晃 後, 橘 子 糖 度 酸 度 的 變 化 2. 研 究 記 錄 橘 子 編 號 搖 晃 次 數 0 次 100 次 200 次 300 次 第 一 顆 酸 度 ph ph 3.6 ph 3.5 ph 3.6 ph 3.6 糖 度 8.5 9.0 9.5 9.8 第 二 顆 酸 度 ph ph 4.3 ph 4.2 ph 4.3 ph 4.2 糖 度 9.5 10.0 10.5 10.5 第 三 顆 酸 度 ph ph 4.4 ph 4.4 ph 4.4 ph 4.4 糖 度 8.5 9.0 10.0 10.0 9

糖 度 搖 晃 次 數 與 糖 度 8.5 9 10 10 9.5 10 10.5 10.5 8.5 9 9.5 9.8 0 次 100 次 200 次 300 次 搖 晃 次 數 第 一 顆 第 二 顆 第 三 顆 3. 實 驗 結 果 : (1) 糖 度 : 經 過 三 顆 橘 子 實 驗 後 發 現, 橘 子 經 過 搖 晃 後, 糖 度 會 改 變, 搖 晃 次 數 愈 多, 橘 子 變 越 甜 但 到 達 200 次 之 後, 糖 度 改 變 就 不 太 大 (2) 酸 度 : 酸 度 不 會 因 為 搖 晃 的 次 數 而 有 變 化 ( 四 ) 實 驗 三 : 利 用 檸 檬 酸 加 糖 水 模 擬 成 橘 子 汁, 檢 驗 搖 晃 後 是 否 會 改 變 溶 液 的 糖 度 及 酸 度 1. 實 驗 設 計 (1) 利 用 檸 檬 酸 取 代 橘 子 的 酸 度, 溶 解 的 砂 糖 及 葡 萄 糖 取 代 橘 子 的 糖 度 來 做 實 驗 (2) 分 別 調 製 10% 及 20% 的 砂 糖 葡 萄 糖 檸 檬 酸 等 水 溶 液, 共 6 杯 ( 各 100g), 依 序 調 配 出 不 同 濃 度 的 混 合 溶 液, 之 後 各 取 出 5ml, 分 別 測 試 搖 晃 前 後 的 糖 度 與 酸 度 的 數 值 圖 十 一 : 調 配 水 溶 液 濃 度 10

2. 研 究 記 錄 (1) 蔗 糖 水 溶 液 + 檸 檬 酸 溶 液 糖 度 與 酸 度 10% 檸 檬 酸 5ml 20% 檸 檬 酸 5ml 10% 檸 檬 酸 5ml 20% 檸 檬 酸 5ml +10% 蔗 糖 水 5ml +10% 蔗 糖 水 5ml +20% 蔗 糖 水 5ml +20% 蔗 糖 水 5ml 糖 度 酸 度 糖 度 酸 度 糖 度 酸 度 糖 度 酸 度 未 搖 晃 10.0 ph3.0 15.0 ph2.3 15.5 ph3.0 20.0 ph2.3 搖 200 次 12.0 ph3.0 17.5 ph2.3 16.5 ph3.0 21.5 ph2.3 蔗 糖 溶 液 + 檸 檬 酸 溶 液 之 糖 度 10.0 12.0 17.5 15.0 15.5 16.5 20.0 21.5 檸 檬 酸 10%+ 糖 水 10% 檸 檬 酸 20%+ 糖 水 10% 檸 檬 酸 10%+ 糖 水 20% 檸 檬 酸 20%+ 糖 水 20% 搖 晃 前 搖 晃 後 (2) 葡 萄 糖 水 溶 液 + 檸 檬 酸 溶 液 糖 度 與 酸 度 10% 檸 檬 酸 5ml 20% 檸 檬 酸 5ml 10% 檸 檬 酸 5ml 20% 檸 檬 酸 5ml +10% 葡 萄 糖 水 5ml +10% 葡 萄 糖 水 5ml +20% 葡 萄 糖 水 5ml +20% 葡 萄 糖 水 5ml 糖 度 酸 度 糖 度 酸 度 糖 度 酸 度 糖 度 酸 度 未 搖 晃 10.0 ph3.0 15.0 ph2.3 15.0 ph3.0 20.0 ph2.3 搖 200 次 10.0 ph3.0 15.0 ph2.3 15.0 ph3.0 20.0 ph2.3 11

葡 萄 糖 溶 液 + 檸 檬 酸 溶 液 之 糖 度 20.0 20.0 15.0 15.0 15.0 15.0 10.0 10.0 葡 萄 糖 水 10%+ 檸 檬 酸 10% 葡 萄 糖 水 10%+ 檸 檬 酸 20% 葡 萄 糖 水 20%+ 檸 檬 酸 10% 葡 萄 糖 水 20%+ 檸 檬 酸 20% 搖 晃 前 搖 晃 後 (2) 葡 萄 糖 溶 液 + 檸 檬 酸 溶 液 3. 實 驗 結 果 : 在 糖 度 測 定 計 測 量 下, 發 現 檸 檬 酸 溶 液 與 糖 液 折 射 率 相 同 (1) 蔗 糖 水 與 檸 檬 酸 水 溶 液 混 和, 經 過 搖 晃 後, 糖 度 測 定 計 顯 示 濃 度 會 增 加 (2) 葡 萄 糖 水 與 檸 檬 水 溶 液 混 和, 經 過 搖 晃 後, 糖 度 測 定 計 顯 示 濃 度 不 變 (3) 酸 度 : 兩 個 實 驗 中, 酸 度 都 不 會 因 為 搖 晃 的 次 數 而 有 變 化 研 究 三 : 利 用 外 加 的 處 理 方 式, 找 出 能 使 橘 子 變 甜 的 方 法 為 了 解 外 加 的 處 理 方 式 是 否 會 影 響 橘 子 的 糖 度, 我 們 彙 整 出 四 種 方 式 來 實 驗 實 驗 一 : 不 同 溫 度 是 否 會 改 變 橘 子 的 酸 度 及 糖 度? 實 驗 二 : 置 入 不 同 氣 體, 會 不 會 影 響 橘 子 糖 度 及 酸 度 的 變 化? 實 驗 三 : 與 快 成 熟 的 水 果 ( 香 蕉 蘋 果 葡 萄 奇 異 果 ) 放 置 在 一 起, 糖 度 及 酸 度 會 不 會 產 生 變 化? 實 驗 四 : 將 橘 子 打 成 汁, 觀 察 糖 度 及 酸 度 會 不 會 產 生 變 化? ( 二 ) 實 驗 一 : 不 同 溫 度 是 否 會 改 變 橘 子 的 酸 度 及 糖 度? 1. 實 驗 設 計 : 隔 水 放 在 不 同 溫 度 的 水 中 (1) 將 同 一 顆 橘 子 分 成 一 瓣 瓣, 分 別 利 用 夾 鏈 袋 包 好, 並 寫 上 標 示 (2) 準 備 四 杯 不 同 溫 度 的 水,12 C( 冰 水 ) 28 C( 常 溫 ) 50 C( 溫 水 ) 70 C( 熱 水 ), 利 用 保 麗 龍 杯, 以 維 持 溫 度 12

(3) 隔 水 浸 泡 在 不 同 溫 度 的 水 裡 (4) 30 分 鐘 後 觀 察 各 個 橘 子 瓣 的 外 觀 糖 度 及 酸 度 圖 十 二 : 將 橘 子 浸 泡 在 不 同 的 水 溫 2. 研 究 記 錄 三 分 鐘 後, 觀 察 其 變 化 糖 度 測 試 12 ( 冰 水 ) 28 ( 常 溫 ) 50 ( 溫 水 ) 70 ( 熱 水 ) 顏 色 較 深 與 正 常 橘 子 相 袋 子 裡 有 一 些 水 袋 子 裡 有 水 氣 橘 摸 起 來 硬 硬 的 同 氣, 摸 起 來 微 溫 子 顏 色 變 淡 摸 起 來 很 燙 軟 軟 8.0 9.2 9.5 10.0 酸 度 ph 值 ph2.3 ph2.8 ph3.0 ph3.3 13

水 溫 與 橘 子 的 糖 度 甜 度 8.0 9.2 9.5 10.0 12 28 50 70 C 水 溫 與 橘 子 的 ph 酸 鹼 值 70 3.3 50 3.0 28 2.8 12 2.3 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 酸 鹼 值 3. 實 驗 結 果 : 橘 子 在 低 溫 時 糖 度 較 低 也 比 較 酸 ; 反 之, 溫 度 越 高 的 環 境 糖 度 會 升 高, 也 變 得 比 較 不 酸 ( 二 ) 實 驗 二 : 置 入 不 同 氣 體, 會 不 會 影 響 橘 子 糖 度 及 酸 度 的 變 化? 1. 實 驗 設 計 蒐 集 三 種 不 同 氣 體, 分 別 將 橘 子 放 進 去,48 小 時 後 檢 驗 其 糖 度 及 酸 度 的 變 化 (1) 氧 氣 : 將 雙 氧 水 倒 入 馬 鈴 薯 塊 中, 此 時 馬 鈴 薯 扮 演 催 化 劑, 可 以 看 到 馬 鈴 薯 在 雙 氧 水 中 載 浮 載 沉, 瞬 間 有 許 多 白 色 氣 泡 出 現, 隨 即 使 用 塑 膠 袋 蒐 集 氣 體 ( 氧 氣 ) 14

(2) 二 氧 化 碳 : 小 蘇 打 粉 加 入 醋 酸, 用 塑 膠 袋 蒐 集, 再 將 橘 子 瓣 放 入 袋 中 綑 緊 (3) 空 氣 : 將 塑 膠 袋 打 開 旋 轉 一 圈, 讓 空 氣 進 入 袋 子 裡, 再 將 橘 子 瓣 放 入 袋 中 綑 緊 (4) 在 常 溫 下 放 置 48 小 時, 分 別 觀 察 各 個 橘 子 瓣 的 外 觀 糖 度 及 酸 度, 並 加 以 記 錄 空 氣 二 氧 化 碳 氧 氣 圖 十 三 : 利 用 不 同 氣 體 實 驗 2. 研 究 記 錄 放 入 氣 體 氧 氣 二 氧 化 碳 一 般 空 氣 外 觀 表 皮 略 有 水 氣, 摸 起 來 與 原 先 差 異 不 多, 表 皮 呈 現 水 樣 狀, 摸 起 來 較 為 軟 化, 且 有 橘 子 表 皮 如 常 沒 有 特 殊 味 道 有 微 微 的 酸 味 發 酸 的 強 烈 味 道 酸 度 ph ph4.0 ph4.0 ph4.1 糖 度 10.5 10.0 10.5 15

橘 子 與 不 同 氣 體 放 置 10.5 10.5 10.0 氧 氣 二 氧 化 碳 一 般 空 氣 糖 度 2. 實 驗 結 果 : 橘 子 放 在 氧 氣 和 一 般 空 氣 一 樣, 糖 度 沒 有 甚 麼 差 異, 但 較 容 易 發 酸 放 在 二 氧 化 碳 的 塑 膠 袋 裡, 似 乎 容 易 發 酸 腐 敗, 不 建 議 這 麼 作 ( 三 ) 實 驗 三 : 與 不 同 水 果 放 置, 橘 子 的 糖 度 及 酸 度 會 不 會 產 生 變 化? 1. 實 驗 設 計 (1) 挑 選 熟 成 的 香 蕉 一 根 奇 異 果 一 顆 蘋 果 一 顆 葡 萄 一 串, 重 量 各 為 150 克 (2) 挑 選 一 顆 橘 子 剝 皮 後 分 成 幾 瓣, 各 取 其 一 分 別 與 四 種 水 果 一 起 裝 入 夾 鏈 袋 後 封 緊 (3) 放 在 常 溫 下, 擺 放 2 天 48 小 時, 觀 察 橘 子 的 外 觀, 並 檢 驗 其 糖 度 與 酸 度 圖 十 四 : 與 不 同 熟 成 的 水 果 擺 放 在 一 起 16

2. 研 究 記 錄 48 小 時 後 無 處 理 與 香 蕉 與 奇 異 果 與 蘋 果 與 葡 萄 橘 子 瓣 外 觀 變 化 不 大 表 面 乾 乾 的 表 面 腐 爛 水 水, 充 斥 著 香 蕉 味 道 表 面 略 有 水 分 表 面 摸 起 來 滑 滑 的, 水 分 較 多 表 面 摸 起 來 滑 滑 的, 水 分 較 多 酸 度 ph ph 4.2 ph 4.2 ph 4.1 ph 4.2 ph 4.2 糖 度 13.0 14.0 14.5 14.0 14.0 與 不 同 類 水 果 放 置 一 起 14.5 14.0 14.0 14.0 13.0 無 處 理 與 香 蕉 與 奇 異 果 與 蘋 果 與 葡 萄 糖 度 3. 實 驗 結 果 : (1) 不 同 類 水 果 與 橘 子 放 置 在 一 起 48 小 時 後, 橘 子 的 糖 度 會 因 水 果 不 同 而 有 一 些 變 化 (2) 其 中 香 蕉 容 可 使 橘 子 變 甜, 但 也 容 易 腐 敗 而 有 異 味 蘋 果 與 葡 萄 次 之 (3) 最 好 的 方 式 是 與 奇 異 果 一 起 擺 放, 不 僅 會 變 甜, 橘 子 的 外 觀 也 變 化 不 多 ( 四 ) 實 驗 四 : 利 用 果 汁 機 絞 碎 橘 子, 檢 驗 橘 子 糖 度 及 酸 度 的 變 化 1. 實 驗 設 計 (1) 將 一 顆 橘 子 分 成 四 等 份 (2) 一 份 不 做 任 何 處 理, 其 他 三 分 分 別 用 攪 拌 機 加 以 絞 碎 絞 碎 的 時 間 分 別 為 10 秒 20 秒 及 30 秒 (3) 觀 察 攪 拌 後 的 橘 子 外 觀, 並 各 取 汁 液 來 進 行 糖 度 與 酸 度 測 試 17

圖 十 五 : 將 橘 子 用 果 汁 機 攪 碎 2. 研 究 記 錄 攪 碎 秒 數 0 秒 10 秒 20 秒 30 秒 外 觀 表 面 有 彈 性 呈 現 糊 狀, 仍 見 顆 粒 已 有 水 樣 狀, 顆 粒 較 小 呈 現 水 水 的 泥 狀 樣 均 勻 酸 度 ph ph 3.2 ph 3.8 ph 3.9 ph 3.9 糖 度 9.0 9.8 9.8 9.8 果 汁 機 攪 碎 橘 子 9.8 9.8 9.8 9 攪 拌 0 秒 攪 拌 10 秒 攪 拌 20 秒 攪 拌 30 秒 糖 度 3. 實 驗 結 果 : (1) 橘 子 只 要 經 過 果 汁 機 攪 碎, 糖 度 都 會 增 加, 且 與 攪 拌 次 數 無 關 (2) 橘 子 經 過 攪 拌 後,pH 值 也 會 變 高, 變 成 比 較 不 酸, 且 與 攪 拌 次 數 無 關 18

伍 研 究 結 果 與 討 論 一 根 據 研 究 一 我 們 可 以 根 據 橘 子 的 外 觀 選 出 好 吃 的 橘 子 選 擇 條 件 順 序 : 先 選 擇 多 汁 選 擇 糖 度, 選 法 訣 竅 如 下 : 選 擇 多 汁 1. 密 度 較 高 ( 較 沉 ) 1. 深 橘 2. 表 皮 光 滑 選 擇 糖 度 2. 蒂 頭 平 整 3. 形 狀 對 稱 3. 摸 起 來 軟 硬 適 中 4. 皮 較 薄 ----------- 二 從 研 究 二 網 路 上 對 於 讓 橘 子 變 甜 的 方 式, 有 正 反 方 各 種 不 同 的 說 法 在 ( 實 驗 一 ) 利 用 剝 完 橘 皮 後 再 取 樣, 且 取 樣 點 固 定 在 橘 子 的 正 中 央, 就 可 以 避 免 取 樣 問 題 的 出 現 三 在 研 究 二 的 ( 實 驗 二 ) 中, 搖 晃 確 實 會 使 橘 子 變 甜, 搖 晃 次 數 越 多, 糖 度 越 上 昇 一 旦 搖 晃 次 數 到 達 200 次, 糖 度 就 不 會 再 上 升 了 ; 酸 度 不 會 因 為 搖 晃 而 有 變 化 四 在 研 究 二 的 ( 實 驗 三 ) 中, 我 們 以 蔗 糖 水 + 檸 檬 酸 及 葡 萄 糖 水 + 檸 檬 酸 模 擬 成 橘 子 汁, 結 果 發 現 蔗 糖 水 + 檸 檬 酸 水 充 分 搖 晃 讓 酸 與 糖 充 分 混 和 後, 溶 液 的 糖 濃 度 會 變 高, 但 酸 度 不 變 ; 葡 萄 糖 水 + 檸 檬 酸 水 充 分 搖 晃 後, 糖 濃 度 及 酸 度 都 不 變 蔗 糖 與 葡 萄 糖 ( ) 分 屬 不 同 醣 類, 前 者 為 雙 醣 後 者 為 單 醣 蔗 糖 經 過 酸 的 水 解 會 形 成 兩 種 單 醣 :( ) 葡 萄 糖 + 果 糖 ( ), 所 以 搖 晃 後 糖 濃 度 會 提 高 ( 因 分 子 重 量 增 加 了 ); 而 葡 萄 糖 本 身 是 單 醣 ( ) 不 會 再 被 酸 水 解, 所 以 不 會 再 改 變 五 在 研 究 三 的 ( 實 驗 一 ) 中, 橘 子 在 不 同 溫 度 下, 糖 度 及 酸 度 都 會 有 改 變, 文 獻 表 示 影 響 溫 度 是 影 響 酵 素 作 用 的 重 要 因 素 之 一, 最 佳 的 活 動 溫 度 為 50 ~70 溫 度 低 時, 酵 素 的 活 躍 程 度 較 低 反 之, 溫 度 高 時, 酵 素 活 躍 程 度 也 會 跟 著 提 高, 有 機 酸 更 容 易 轉 成 糖 分, 使 糖 度 提 高, 酸 度 降 低 六 在 研 究 三 的 ( 實 驗 二 ) 我 們 發 現 將 橘 子 放 在 二 氧 化 碳 的 環 境 裡, 容 易 腐 敗 植 物 組 織 需 要 進 行 呼 吸 作 用, 當 所 處 環 境 是 無 氧 的 狀 態 下 時, 呼 吸 作 用 所 產 生 的 產 物 可 能 會 對 植 物 體 產 生 毒 害, 而 造 成 橘 子 有 酸 敗 的 味 道 七 在 研 究 三 的 ( 實 驗 三 ) 中, 文 獻 中 提 到 利 用 水 果 成 熟 時 所 產 生 的 生 物 激 素 ( 如 香 蕉 皮 變 黃 就 是 產 生 乙 烯 ) 可 使 果 實 中 的 澱 粉 或 醣 類 轉 成 葡 萄 糖 或 果 糖, 結 果 發 現 利 用 這 種 方 式 讓 橘 子 變 甜 是 可 行 的, 其 中 以 奇 異 果 效 果 最 佳 19

八 在 研 究 三 ( 實 驗 四 ) 中 利 用 攪 碎 方 式 會 造 成 橘 子 組 織 損 傷, 使 組 織 產 生 快 速 氧 化 的 作 用 而 更 加 熟 成 ; 且 橘 子 含 有 的 有 機 酸 與 蔗 糖 也 因 攪 拌 而 充 分 結 合, 更 容 易 轉 化 成 單 糖 這 兩 種 因 素 下 使 得 橘 子 在 攪 碎 成 之 後 糖 度 急 速 升 高, 酸 度 也 減 緩 了 20

陸 結 論 與 建 議 一 從 研 究 一 結 果 我 們 發 現, 吃 甜 橘 小 撇 步, 可 以 透 過 外 型 做 挑 選, 如 : 較 沉 重 形 狀 對 稱 深 橘 色 等 方 式 然 而 本 研 究 進 行 時 間, 橘 子 的 產 季 已 近 尾 聲, 下 次 有 機 會 將 會 買 一 整 箱 橘 子, 將 各 種 挑 選 方 式 作 有 數 據 的 驗 證, 如 此 挑 選 橘 子 的 方 法 將 更 客 觀 二 在 研 究 二 中 我 們 先 將 橘 子 汁 的 取 樣 做 好 控 制 後, 進 行 搖 晃 實 驗, 結 果 發 現 橘 子 確 實 會 變 甜, 之 後 我 們 利 用 模 擬 的 人 工 橘 子 汁 ( 蔗 糖 加 檸 檬 酸 ) 也 得 到 同 樣 的 證 實 三 在 研 究 三 中, 我 們 利 用 加 溫 利 用 水 果 產 生 的 乙 烯, 攪 碎 都 會 讓 橘 變 甜 但 放 在 二 氧 化 碳 裡, 糖 度 不 會 增 加, 反 而 更 容 易 發 酸 腐 敗, 不 建 議 這 麼 作 四 使 用 一 些 加 工 方 式 讓 橘 子 變 甜 有 些 方 式 是 可 行 的, 但 建 議 盡 量 在 短 時 間 內 食 用 完 畢, 因 為 橘 子 產 生 過 多 的 葡 萄 糖 後, 就 更 容 易 腐 敗 酸 化, 營 養 素 也 會 降 低 五 有 文 獻 建 議 採 用 紅 外 線 探 測 器 來 測 量 糖 度 和 酸 度, 它 的 原 理 是 測 量 糖 類 和 檸 檬 酸 在 分 子 共 振 上 的 差 異 會 比 較 精 準 但 這 樣 的 儀 器 費 用 較 高 也 難 取 得, 未 來 若 有 機 會 在 作 研 究, 可 以 考 慮 使 用 更 精 準 的 儀 器 六 將 橘 子 變 甜 的 小 撇 步 整 理 如 下 : 橘 子 變 甜 的 小 撇 步 糖 度 酸 度 腐 敗 程 度 增 加 不 變 減 少 增 加 不 變 減 少 無 有 搖 晃 降 溫 加 溫 用 氧 氣 封 住 (48hr) 用 二 氧 化 碳 封 住 (48hr) 與 香 蕉 放 置 一 起 (48hr) 與 奇 異 果 放 置 一 起 (48hr) 與 蘋 果 放 置 一 起 (48hr) 與 葡 萄 放 置 一 起 (48hr) 用 果 汁 機 絞 碎 21

柒 參 考 資 料 李 家 維 等 ( 民 101) 選 修 生 物 ( 上 ) 龍 騰 文 化 事 業 有 限 公 司 科 技 大 觀 園 香 蕉 為 什 麼 會 由 綠 變 黃?http://scitechvista.nsc.gov.tw/m/Audio/C/3/1/6.htm 陳 美 瑛 等 ( 民 102) 第 三 單 元 水 溶 液 溶 解 ( 水 溶 液 酸 鹼 性 ) 國 小 康 軒 自 然 領 域 五 上 陳 美 瑛 等 ( 民 102) 第 四 單 元 光 的 折 射 國 小 翰 林 自 然 領 域 四 下 陳 美 瑛 等 ( 民 102) 第 二 單 元 植 物 的 身 體 國 小 康 軒 自 然 領 域 五 上 陳 美 瑛 等 ( 民 102) 第 二 單 元 燃 燒 與 生 鏽 國 小 康 軒 自 然 領 域 五 上 郭 舒 文 林 家 林 雅 雯 梁 雅 萍 ( 民 92) 橘 子 甜 了 中 華 民 國 第 42 屆 中 小 學 科 學 展 覽 會, 生 活 與 應 用 科 學 ( 高 中 組 ) 劉 楨 珂 ( 民 103) 網 傳 搖 一 搖 橘 子 橙 子 會 更 甜 http://big5.china.com.cn/info/2013-11/27/content_30715820.htm 維 基 百 科 酵 母 http://zh.wikipedia.org/wiki/%e9%85%b5%e6%af%8d 維 基 百 科 檸 檬 酸 http://zh.wikipedia.org/wiki/%e6%aa%b8%e6%aa%ac%e9%85%b8 優 美 編 輯 部 (2001) 全 方 位 兒 童 百 科 大 典 3 頁 :70 索 書 號 :RJ046 3364 優 美 國 際 出 版 社 22

評 語 080215 本 研 究 取 自 生 活 素 材, 具 有 實 用 性 建 議 應 留 意 實 驗 的 控 制 變 因, 如 : 研 究 材 料 的 選 取 搖 晃 的 方 式 與 力 道, 以 提 升 實 驗 結 果 的 價 值 性 080215- 評 語