Ви напевно чули анекдот про те, як Вовочка після того, як надкусив яблуко, запитав у тата, чому яблуко потемніло і, після довгих і докладних пояснень, вирішив уточнити, а чи з ним батько розмовляє. Смішний, хоч і старий анекдот. А якщо без жартів, то все-таки чому яблуко темніє після того, як його надкусять чи надріжуть?

Для когось відповідь на це питання здасться простою і очевидною, а хтось уперше дізнається, в чому полягає секрет цього яблучного «фокусу». Почнемо з великих істин. Кожному школяру (навіть Вовочці) відомо, що яблуко, як і будь-який інший фрукт, багате на різні вітаміни та інші макро та мікроелементи, які надзвичайно корисні для нашого організму. Одним із таких корисних елементів, що входить до складу яблука, є залізо. В наявності цього заліза і криється розгадка нашого секрету.

Якщо постаратися, потім ще постаратися, а потім дуже постаратися, то можна згадати з курсу шкільної хімії, що залізо має два ступені окислення: +2 і +3. Яблучне залізо має ступінь +2, але доти, поки яблучна м'якоть не контактує з киснем. Що ж відбувається згодом? Після цього контакту залізо починає поступово окислюватися. Цей процес окислення, своєю чергою, починає прискорювати роботу різних ферментів, що у яблучному соку. Як тільки ви вирішили поповнити запас вітамінів у своєму організмі і надкусили яблуко, ферменти, в соку, що утворився, ту ж приступають до роботи. В результаті всіх цих хімічних процесів на м'якоті утворюються розносоставні сполуки, завдяки яким залізо змінює свій ступінь окиснення на +3. Ці з'єднання і призводять до того, що яблуко починає темніти. Залежно від сорту яблук процес відбувається із різною швидкістю. Ось таким легким екскурсом основними хімічними поняттями ми й дізналися, чому яблуко темніє.

Вважається, що потемніло після надрізу, є натуральним продуктом без додавання хімії. Саме такі яблука приносять користь організму. Але ця чудова здатність яблук не завжди доречна. Якщо ви хочете подати яблука до столу в нарізаному на часточки вигляді або додати їх в салат, то буде не зовсім естетично, через деякий час, дивитися на блюдо з фруктами, що потемніли. Щоб уникнути такої оказії, нанесіть на м'якоть яблук лимонний сік. Завдяки своїй аскорбіновій кислоті він не дасть яблуку потемніти.

Тема: «Чому темніє яблуко?»

Вступ

Актуальність

У саду на дереві росте
Гарний, смачний, соковитий плід.
Я підкажу: на букву "Я"
Він починається, друзі.

Звичайно ж ви здогадалися, що йдеться про яблуко! Напевно, немає такої людини, яка не любила б яблука. Я також не виняток!

Якось я їла яблуко, і мама окликнула мене. Я поклала яблуко на тарілку та підійшла до неї. А після того, як повернулася назад, побачила, що яблуко в місці укусу потемніло. Може воно зіпсувалося? Я поставила це питання мамі. І вона сказала, що в яблуку міститься залізо і тому воно потемніло. Цікаво, яке залізо міститься у яблуку? Жодного заліза я там не бачила!

Мені захотілося докладніше дізнатися про яблука: звідки вони родом, які бувають яблука, яка користь від них, ну і, звичайно, чому вони темніють у місцях укусу і на зрізі.

Гіпотеза:

Я припустила, що перші яблука були привезені до нас із тепліших країн.

Я думаю, що в яблуках є корисні для здоров'я людини речовини.

Мені здається, що вміст заліза в яблуку залежить від місця, де виросло яблуко.

Я думаю, що яблука різних сортів містять не однакову кількість заліза.

Я вважаю, що заліза більше у солодких яблуках.

Я думаю, що можна зробити так, щоб яблуко на зрізі не темніло.

Мета дослідження:

Вивчити корисні властивості яблука та з'ясувати від чого залежить вміст яблука заліза.

Завдання:

Вивчити та проаналізувати довідкову літературу.

Отримати консультацію у вчителя хімії.

Провести низку дослідів та дізнатися, від чого залежить вміст заліза в яблуках.

З'ясувати за яких умов яблуко не темнітиме на зрізі.

Методи дослідження:

Вивчення та аналіз довідкової літератури.

Консультування вчителі хімії.

Проведення дослідів та аналіз результатів.

Основна частина (теоретична)

Чому назвали яблуком

Яблуко, виявляється, це дуже давнє слово. Воно давніше, ніж ти думаєш. У всіх мовах світу (або майже у всіх) є слово, схоже на наше «яблуко». У старослов'янському це виглядало так: блок. Так, до речі, блок - це плоди дерев і чагарників, але тільки не ягоди. Наприклад, яблуком раніше могли спокійно назвати гранат. Звідки пішло слово "блок" (сучасне "яблуко") точно не знає ніхто, але є припущення, що від не менш стародавнього слова "albho", що означає "білий". Ну а що? Якщо яблуко розрізати, ми незалежно від кольору його шкірки побачимо білу соковиту м'якоть.

Історія вирощування яблук.

Історія яблук починається з дикої яблуні (Pyrus malus). Родом вона, ймовірно, із Середньої Азії: південного Казахстану, Киргизстану, Таджикистану та китайської провінції Синдзянь. Від дикої яблуні походять всі сорти яблунь, що вирощуються сьогодні.

Європейські поселенці принесли насіння яблук Новому Світу. Яблука вирощувалися у Новій Англії вже 1630р.

У 1796 р. в Онтаріо, Канаді. Джон Макінтош виявив сорти яблук, які знають сьогодні люди у всьому світі – яблука Макінтош.

У колоніальний час яблука називали зимовим бананом, які "тануть у роті". Яблука Пепіна Ньютона були першими яблуками, привезеними з Америки до Лондона в 1768 р.

Яблука - найцінніший вид наших вітчизняних плодів. Серед фруктів це, можна сказати, наш хліб насущний. Адже яблука не перекладаються у нас практично цілий рік.

Плоди дикорослих дерев займали чимало у раціоні наших предків.

Про яблука також згадується у легендах. У Біблії, Адам та Єва спокушаються яблуками в Райському Саді. У казках і народних переказах часто згадується цей незвичайний фрукт: "Молодильні яблука ....", "Наливні яблучка ...." і т.д.

За відомою легендою, Закон всесвітнього тяжіння було відкрито Ньютоном, коли йому на голову впало яблуко.

При археологічних розкопках в Новгороді в шарах, що належать до 12 століття, було виявлено яблуневе насіння, знайдено навіть ціле яблуко – невеликого розміру, але ймовірно культурного походження. Сади, у яких чільне місце займала яблуня, були поширені Київської Русі.

Один із засновників науки про селекцію плодових культур був видатний російський вчений Мічурін. Він створив понад 300 сортів плодових рослин. Його сорт, Пепін шафранний прикрашають сади і сьогодні.

Нині існує понад 10 тис. сортів яблук. Назву лише деякі з них: Білий налив, Антонівка, Пепін шафранний, Сінап, Луїза і т.д.

Корисні властивості яблук.

З раннього дитинства мами кажуть нам: «Їж яблучко, будеш здоровий!» А яка користь від яблук?

Виявляється, в яблуках міститься дуже багато вітамінів та мінералів, і всі вони дуже корисні для здоров'я!

Вітаміни, які містяться в 100 грамах яблука:

Калій – 158 мг

Кальцій – 9.5 мг

Фосфор – 9.5 мг

Магній – 7 мг

Селен – 0.4 мг

Вітамін А – 73 мг

Вітамін C – 9 мг

Фолат – 4 мг

Вітамін Е – 0.66 мг

Також містить невелику кількість заліза, марганцю, міді та цинку.

Наприклад, фруктоза наповнює організм швидкою енергією, збільшує постачання клітин мозку поживними речовинами. У цьому допомагає їйвітамін В5 , який забезпечує засвоєння цукрів та жирів.Вітамін С швидко розкладає та виводить з організму шлаки.

Клітковина та пектини яблук покращують травлення,калій допомагає в роботі нирок, авітаміни A, C, E, P, групи В плюс марганець, мідь плюс рослинні антибіотики-фітонциди підвищують імунітет та зміцнюють захисні сили організму.

Цинк зміцнює імунну систему, сприяє зниженню ваги.

Калій необхідний для збалансованого вмісту рідини у клітинах головного мозку та м'язах. В одному яблуку близько 144 мг калію.

Фосфор позитивно діє роботу мозку, в одному яблуку його приблизно 11 мг.

Магній. Щоб заповнити нестачу магнію в організмі, достатньо з'їсти всього одне яблуко, в одному яблуку близько 6 мг магнію.

Хром . Необхідний засвоєння вуглеводів. Він знижує "поганий" холестерин і підвищує "хороший", захищаючи судини та серце.

В одному яблуку міститься 480 мгзаліза що перешкоджає розвитку анемії. А ще залізо необхідне формування хорошого імунітету в людини.

Англійці, не дарма кажуть, що два яблука на день женуть лікаря геть.

Основна частина (практична)

Вивчивши довідкову літературу, я дізналася, що в яблуку міститься дуже багато вітамінів та мінералів, корисних для нашого здоров'я. Одним із життєво важливих елементів єзалізо .

"А як визначити, що залізо міститься в яблуку?" Відповідь на це запитання я отримала вчителі хімії Сорокіної Лідії Олександрівни.

Яблуко на зрізі темніє через те, що в ньому відбувається перетворення. Наприклад, якщо розвести багаття, то одна речовина перетворюється на іншу, тобто дрова і гілки перетворюються на золу. Ще приклади: молоко стоїть і скисає, картопля під час смаження підгоряє. Все це – хімічні перетворення.

Те саме відбувається і з яблуком. На зрізі залізо Fe зустрічається з киснем, вони взаємодіють і виходить інший елемент оксид заліза. Ця речовина має бурий колір, от і виходить, що яблуко на зрізі темніє.

Висновок: що сильніше яблуко темніє у місці зрізу, то більше в ньому вміст заліза.

А як дізнатись у яких яблуках заліза більше?

Я передбачила, що вміст заліза залежить від місця, де виросло яблуко.

Досвід №1

Для цього досвіду я купила яблука, привезені з Казахстану та Китаю та взяла яблуко, вирощене у нашому регіоні. Потім я розрізала яблука та залишила їх на годину. Найсильніше потемніло яблуко, вирощене в нашому регіоні, трохи потемніло яблуко з Казахстану і зовсім не потемніло яблуко з Китаю.

Висновок: вміст заліза в яблуку залежить від місця, де росло яблуко. Найкраще їсти яблука нашого регіону, бо у привізних яблуках майже немає заліза!

Потім я припустила, що яблука різних сортів містять однакову кількість заліза.

Досвід №2

Для цього досвіду я взяла яблука наступних сортів: Антонівка, Ренет та Зимове лимонне. Розрізала їх і спостерігала. Найсильніше потемніло яблуко сорту Ренет, менше – зимове лимонне.

Висновок: яблука різних сортів містять однакову кількість заліза.

Можливо, вміст заліза залежить від смаку яблука? Потрібно провести досвід!

Досвід №3

Я взяла яблука різного смаку: кисле, кисло-солодке та солодке. Потім розрізала їх і побачила, що першим потемніло солодке яблуко, потім кисло-солодке, а пізніше - кисле.

Висновок: смак яблука впливає вміст у ньому заліза, в солодких яблуках заліза більше, ніж у кислих!

Тоді я подумала: А що можна зробити, щоб яблуко на зрізі не темніло? Спробую капнути на нього кислотою!

Досвід №4

Я взяла яблуко, розрізала його, окремо видавила лимонний сік і капнула на зріз. Через деякий час я побачила, що те місце, на яке потрапила лимонна кислота, не потемніло.

Висновок: для того, щоб яблуко не темніло на зрізі, можна збризкати його кислотою.

Висновок.

При виконанні дослідницької роботи я відкрила для себе багато нового та цікавого. З довідкової літератури дізналася про історію яблука, різноманітність сортів, корисні властивості яблук. А при виконанні практичної частини:

Дізналася, як визначити, що в яблуку є залізо.

З'ясувала, що вміст заліза залежить від місця, де виросло яблуко.

Встановила, що смак яблука впливає вміст у ньому заліза.

І для того, щоб яблуко не темніло на зрізі, на нього можна впливати кислотою.

З гілок яблука звисають,

Манять дорослих та хлопців.

Цей плід - усі люди знають -

Вітамінами багатий.

Просить яблунька, схоже:

"З'їж яблучко моє!"

Їй так хочеться? Ну що ж.

Я порадую її!

Їжте яблука та будьте здорові!

Бібліографічний список.

1.Бєлов В. Лад М.Молода Гвардія 1989 рік.

2.Буковська Г.В. Заняття із формування екологічної культури молодших школярів Москва ВЛАДОС 2002 рік.

3.Книга для читання по ботаніці: Для учнів 5 - 6 кл. Д. І. Трайтак. - 2-ге вид., Перероб. - М.: Просвітництво, 1985. - 223 с., Іл.

4.Медникова С.О. Лікування природою Санкт-Петербург 2006 рік.

5.Ніфантьєв Е.Є. Позакласна робота з хімії з використанням хроматографії; Москва "Освіта" 1982.

6.Хімія. 9 клас: навч. для загальноосвітніх установ/О.С. Габрієлян.-13-е вид., стереотип. - М.: Дрофа, 2008.

7.Шараєв П.М. Вітаміни та їх значення Іжевськ Удмуртія 1989 рік.

8. Штемплер Г.І. Хімія на дозвіллі Москва «Освіта» 1996

9.Я пізнаю світ: Дитяча енциклопедія.; Москва АСТ 1997 року.

wwwww.yabloko.ru

www.wikipedia.org/wiki/Яблуко

Додаток.

У дитинстві всі ми питали у старших, чому яблуко темніє, коли його відкусиш чи відріжеш. Як правило, дорослі відповідали тим, що в яблуку міститься залізо, яке при взаємодії з повітрям окислюється, а тому змінює своє забарвлення.

Насправді, все не зовсім так. З'ясуємо, чому це відбувається.

Причина потемніння яблук

Чому ж тоді яблуко темніє на зрізі?

Секрет у тому, що в ягодах та фруктах багато антиоксидантів, серед яких є поліфеноли. Також у яблуках є поліфенолоксидази – ферменти, які окислюють поліфеноли. Внаслідок цього окислення утворюються ще одні компоненти — хінони.

Для окислення речовин потрібен кисень. Тому, якщо відкусити яблуко, поліфеноли та поліфенолоксидази у м'якоті починають взаємодіяти, утворюючи хінони. Вони безбарвні, але беруть участь у синтезі меланінів, які й обумовлюють темний колір клітин, що відмерли.

Таким чином, на м'якоті утворюється темна кірка. Самі хінони токсичні для грибків та мікроорганізмів, тобто захищають яблуко від них, а кірка «загоює» ушкодження, наче рану, перешкоджаючи його проникненню всередину м'якоті.

Як правило, це питання відповідають так: через те, що кисень повітря окислює залізо, яке міститься в яблуках. І хоча залізо в яблуках справді є, близько одного-двох міліграм припадає на один плід середнього розміру. Все ж таки "механізм" потемніння зрізів у фруктів і овочів зовсім інший.

А що ж насправді?

Ми з вами, буквально зі шкільної лави, знаємо, що ягоди та фрукти багаті на антиоксиданти, які багато в чому визначають їхню користь для нашого здоров'я. Наприклад, у яблуках багато речовин групи антиоксидантів, які називаються поліфеноли. За будовою вони є ланцюгами молекул різних фенолів, які виглядають приблизно так:

Теафлавін-3-галлат – поліфенол рослинного походження

Відомо що фенол- Найсильніша отрута! Однак ланцюжки фенолів - це речовини, що мають зовсім інші властивості, ніж вихідний мономер. І насамперед поліфеноли не токсичні для людини. Крім того, в яблуках містяться ферменти поліфенолоксидази, завдання яких, як видно з їхньої назви, - окислювати поліфеноли. В результаті процесів окислення поліфенолів утворюються речовини з новими властивостями. хінони .

Самі по собі вони безбарвні, але на відміну від поліфенолів, які за своєю природою перешкоджають реакціям окислення, хінони, - навпаки, найсильніші окислювачі, які, утворившись на поверхні яблучного зрізу, починають взаємодіяти з усім, що їм потрапить. В результаті і утворюються речовини, які надають яблуку "іржавий" колір.

Чому яблука "не іржавіють" зсередини?

Справа в тому, що для взаємодії поліфенолоксидази з поліфенолами потрібний кисень. Коли цілісність яблука пошкоджується, кисень отримує доступ до місця дії та запускає ці процеси. А якщо обробити зріз яблука лимонною кислотою, можна сповільнити його потемніння. Секрет у тому, що з підвищенні кислотності (при зниженні pH) знижується активність ферментів поліфенолоксидаз.

Який у всьому цьому біологічний зміст?

Яблуко у такий спосіб захищається від шкідників. Процеси окислення поліфенолів, як ви звернули увагу, запускаються лише при пошкодженні яблука. У природі таке відбувається, наприклад, якщо фрукт прогриз гусениця. Перші у списку "захисників" яблука - самі хінони, які, будучи сильними окислювачами, токсичні для мікроорганізмів та грибків.

Коричнева плівка, яка утворюється на пошкодженій поверхні яблука, загоює пошкодження і захищає його м'якоть від проникнення пошкодження вглиб. І нарешті, захисну роль виконують речовини, які утворюються внаслідок окислення. Одні з них здатні сильно зіпсувати травлення гусениці, інші - зробити фрукт несмачним для неї. Щось схоже відбувається, коли ми їмо тернину, черемху або незрілу хурму - їх неприємна в'яжуча дія обумовлена ​​дією дубильних речовин танінів, які теж відносяться до класу поліфенолів. Ці сполуки пов'язують білки на поверхні язика та слизової оболонки з утворенням неприємного почуття оніміння смакових рецепторів.

Швидкість утворення бурої плівки та інтенсивність її кольору визначаються кількістю поліфенолів у даному сорті яблук. Такий самий механізм має потемніння на зрізі бананів, персиків, незрілих волоських горіхів, картоплі, грибів. Побуріння м'якоті яблука на зрізі надає йому особливо апетитний вид. Тому вчені вже давно поцікавилися, як можна цього уникнути. Вже виведені сорти яблук, у яких поверхня надрізаного яблука не темніє. Досягнули цього шляхом блокування генів, які відповідають за синтез ферментів поліфенолоксидаз.

Яблука сорту "Арктик", виведені канадськими фахівцями,
зовні нічим не відрізняються від звичайних яблук, крім того, що вони не темніють на зрізі

А ви знаєте, що...

Потемніння під дією ферменту поліфенолоксидази – не завжди небажаний процес. У ряді випадків до нього вдаються спеціально. Наприклад, ферментація чайного листя, в результаті чого виходить чорний чай, включає, в тому числі, окислення поліфенолоксидазами катехінів та інших дубильних речовин. Хінони, що утворюються в ході цих реакцій, у свою чергу, починають самі діяти як сильні окислювачі і сприяють утворенню в чаї запашних речовин.

У тварин і людини поліфенолоксидаза (тирозиназа) окислює амінокислоту тирозин з утворенням пігментів, що фарбують - меланінів, які відповідають за колір волосся, райдужної оболонки ока і засмагу шкіри.

Чому яблука темніють на зрізі? Як правило, це питання відповідають так: через те, що кисень повітря окислює залізо, яке міститься в яблуках. Часто додають при цьому, що якщо яблуко після розрізання не темніє або "іржі" на зрізі мало, значить, яблуко містить мало заліза. І якщо полити зріз яблука соком лимона, то яблуко довго не темнітиме, бо лимонна кислота зв'яже іони заліза.

Звучить переконливо та правдоподібно. І все-таки, це не зовсім відповідає істині.

Залізо в яблуках справді є. В одному яблуку вагою 100 г міститься близько 1-2 міліграм заліза - мікроскопічна кількість, зовсім недостатня, щоб зіпсувати товарний вигляд цілого фрукта. Тому, до речі, немає сенсу лікувати з допомогою яблук дефіцит заліза в організмі, особливо якщо врахувати, що з цієї мізерної кількості організм засвоює всього 1-5%.

Насправді механізм потемніння яблук зовсім інший.

Відомо, що ягоди та фрукти, багаті на антиоксиданти, які багато в чому визначають їхню користь для нашого з вами здоров'я. У яблук багато речовин групи антиоксидантів, які називаються поліфеноли.

(відомо, що фенол - найсильніша отрута, але ланцюжки фенолів - це речовини, що мають зовсім інші властивості, зовсім не токсичні для людини).

Крім того, в яблуках містяться ферменти поліфенолоксидази, завдання яких, як видно з їхньої назви, – окислювати поліфеноли.

Внаслідок окислення поліфенолів утворюються хінони. Самі по собі вони безбарвні, але на відміну від поліфенолів, які за своєю природою перешкоджають реакціям окислення, хінони, - навпаки, найсильніші окислювачі, які, утворившись на поверхні яблучного зрізу, починають взаємодіяти з усім, що їм потрапить. В результаті і утворюються речовини, які надають яблуку іржавого кольору.

Чому ж м'якоть цілого яблука не "іржавіє"? Хитрість у тому, що з взаємодії полифенолоксидазы з полифенолами потрібно кисень. Коли цілісність яблука пошкоджується, кисень отримує доступ до місця дії та запускає ці процеси.

Якщо обробити зріз яблука лимонною кислотою, можна сповільнити його потемніння. Секрет у тому, що з підвищенні кислотності (хіміки кажуть: при зниженні pH) знижується активність полифенолоксидаз.

Для чого все це потрібно і який у цьому сенс?

Яблуко у такий спосіб захищається від шкідників. Процеси окислення поліфенолів, як ви звернули увагу, запускаються лише при пошкодженні яблука. У природі таке відбувається, наприклад, якщо фрукт прогриз гусениця. Перші у списку "захисників" яблука - самі хінони, які, будучи сильними окислювачами, токсичні для мікроорганізмів та грибків. Коричнева плівка, яка утворюється на пошкодженій поверхні яблука, загоює пошкодження і захищає його м'якоть від проникнення пошкодження вглиб. І нарешті, захисну роль виконують речовини, які утворюються внаслідок окислення. Одні з них здатні сильно зіпсувати травлення гусениці, інші - зробити фрукт несмачним для неї. Щось схоже відбувається, коли ми їмо терен, черемху або незрілу хурму - їх неприємна в'яжуча дія обумовлена ​​дією дубильних речовин танінів, які теж відносяться до класу поліфенолів і згортають білки на поверхні язика та слизової оболонки з утворенням великих "несмачних" молекул.

Швидкість утворення бурої плівки та інтенсивність її кольору визначаються кількістю поліфенолів у даному сорті яблук.

Такий самий механізм має потемніння на зрізі бананів, персиків, незрілих волоських горіхів, картоплі, грибів.

Побуріння м'якоті яблука на зрізі надає йому особливо апетитний вид. Тому вчені вже давно поцікавилися, як можна цього уникнути. Вже виведені сорти яблук, у яких поверхня надрізаного яблука не темніє. Досягнули цього шляхом блокування генів, які відповідають за синтез поліфенолоксидаз.

До речі...

Потемніння під дією поліфенолоксидази – не завжди небажаний процес. У ряді випадків до нього вдаються спеціально. Наприклад, ферментація чайного листя, в результаті якої виходить чорний чай, включає, в тому числі, окислення поліфенолоксидазами катехінів та інших дубильних речовин. Хінони, що утворюються в ході цих реакцій, у свою чергу, починають самі діяти як сильні окислювачі і сприяють утворенню в чаї запашних речовин.

У тварин і людини поліфенолоксидаза (тирозиназа) окислює амінокислоту тирозин з утворенням пігментів, що фарбують - меланінів, які відповідають за колір волосся, райдужної оболонки ока, шкіри.