Королева кухни.

ВВЕДЕНИЕ

Человек состоит из более, чем 100 триллионов клеток. В состав клеток входят органические и неорганические вещества. В этих веществах обнаруживаются почти все элементы Периодической системы. Если бы можно было выделить содержащиеся в нашем теле металлы в виде порошка, не набралось бы и столовой ложки. Но обходиться без них организм не может: они нужны для осуществления основных функций и процессов. Доказано, что организм человека особенно чутко реагирует на изменение концентрации в нем «элементов жизни» и, в особенности, металлических микроэлементов.

Нарушение баланса металлов в организме может быть не только причиной, но и следствием различных болезней. При инфекционных заболеваниях, циррозе печени, эпилепсии содержание меди в крови увеличивается, а при сахарном диабете — уменьшается. При переутомлении, стрессе и гипертонии уровень цинка в крови выше нормы, а в случае инфаркта, опухолей или ожогов — ниже. Обнаружив сбой в соотношении металлов, врачи могут более точно поставить диагноз и подобрать лечение.

Впрок металлами запастись нельзя: они в организме не складируются — часть расходуется, часть выводится. Необходимо, чтобы металлы в организме человека были сбалансированы. Нельзя, чтобы был недостаток, но и переизбыток тоже ни к чему хорошему не приведет.

Каждый человек должен заботиться о своем здоровье, многое знать о химии своего организма; знать к каким патологиям может привести нарушение баланса химических элементов в организме. Здоровый образ жизни, правильное питание– вот те главные слагаемые, которые всегда, во все времена будут определяющими в здоровье и жизни человека.

Ионы металлов попадают к нам в организм по-разному. Но основной путь – это желудочно – кишечный тракт. Каждому человеку прекрасно известно, что далеко не всякая пища полезна для организма. А насколько опасна металлическая посуда, в которой мы готовим пищу?

Данные вопросы и стали основополагающими в нашей работе: «Королева кухни».

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ: кастрюли из нержавеющей стали, алюминия, эмалированная новая и имеющая повреждения.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ: кухонная металлическая посуда.

Всё выше изложенное и определило цель и задачи исследования.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: определение качеств металлической посуды и выяснение безопасности используемых видов посуды для организма человека.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1. Изучить информацию по данной проблеме.

2. Выяснить наиболее предпочитаемые виды посуды среди учащихся.

3. Подобрать методики исследования.

4. Дать оценку каждому виду посуды с точки зрения ионной безопасности.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1. Изучение литературы.

2. Анкетирование учащихся 5-10 классов.

3. Наблюдение.

4. Химический эксперимент.

5. Аналитическая деятельность.

ПРОБЛЕММА: выделяет ли использованная нами металлическая посуда ионы металлов, и если выделяет, по как эти металлы действуют на функции нашего организма?

ГИПОТЕЗА: если металлическая посуда является источником ионов металлов, проникающих в организм человека вместе с пищей, то наш организм находится в опасности.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ: создание мотивации для ведения здорового, продуктивного и позволяющего реализовать свои возможности образа жизни.

ПРИКЛАДНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ: полученный материал можно использовать на классных часах о здоровом образе жизни, родительских собраниях.

ГЛАВА1. ПОСУДА НА СЛУЖБЕ ЧЕЛОВЕКА

1.1. История возникновения посуды

С незапамятных времён человечество пользовалось теми или иными видами посуды. Вначале посуда изготавливалась преимущественно из глины — самого доступного в обработке жаропрочного и устойчивого к жидкости материала. История изготовления посуды до того, как появилась глиняная, мала исследуема из-за ограниченных археологических фактов. Было возможно лишь воссоздать наиболее вероятные события, основанные на методах, используемых народами. Среди первых из методов, которые, как полагают, использовались цивилизациями каменного века, были усовершенствования к основному жаренью. Пищу подвергали прямой высокой температуре от открытого огня или тлеющих угольков. Прежде, чем жарить люди покрывали ее глиной или большими листьями, чтобы сохранить влажность в приготовленном блюде. Примеры подобных методов еще используются во многих традиционных кухнях.

Еще большая трудность заключалась в нахождении метода для кипячения воды. Люди, не имеющие доступа к природным источникам с подогревом воды, таким как горячие источники, раскаленные камни, могли помещать пищу в заполненные водой сосуды для повышения ее температуры. Во многих местах череп или крупные моллюски служили сосудом для приготовления водонепроницаемого сосуда.

Бамбуковые трубы, запечатанные на конце глиной, обеспечивали контейнер, пригодный к употреблению в Азии. Жители Долины Техуакан начали вырезать большие каменные шары, которые уже были надолго установлены в очаг 7000 лет до н.э.

Американские индейцы использовали для приготовления пищи сделанные из сцепленных кишок, которые соткали, чтобы сделать сосуд. Корзины, покрытые глиной, были переполнены древесными углями и продуктами, которые собирались жарить. Когда, таким образом закаленная глина, была отделена от корзины, она стала использоваться как чашка для жаренья сама по себе. Это указывает на устойчивый переход от использования тканой водонепроницаемой оболочки (корзин для приготовления) к глиняной посуде. Коренные американцы сооружали корзину из больших листьев, чтобы кипятить воду. Пока огонь не достигал выше уровня воды, в корзине, листья не горели.

Развитие глиняной посуды учитывало создание несгораемых сосудов в приготовления пищи в различных формах и размерах.

Керамическое покрытие с некоторыми типами резины, а потом керамическое стекло, превратило пористый контейнер в водонепроницаемый сосуд.

Глиняная кухонная посуда могла тогда быть подвешена над огнем через использовавшийся штатив или другой аппарат, или даже помещена непосредственно на низкий огонь или угольный слой как в случае с глиняным горшочком.

В керамической посуде (включая глиняную и стеклянную) пища изготавливалась долго, поэтому керамические горшки должны готовить на сравнительно низком огне и в более длительные периоды времени.

Даже после того, как металлические кастрюли пришли в широкое применение, глиняные горшки по-прежнему предпочитаются среди малообеспеченных, во всем мире из-за их низкой стоимости производства.

Развитие навыков металлообработки из бронзы и железа позволили изготовить посуду из металла, хотя принятие новой посуды было медленным из-за гораздо более высокой цены.

После разработки металлической посуды было мало новых разработок в посуде, при стандартной средневековой кухне использовался котел и мелкая глиняная сковорода для приготовления большинства задач, с вертелом для запекания. К 17-ому столетию для Западной кухни было характерно содержать много неглубоких сковород, форм для пирога, чайников и нескольких горшков со множеством крючков и подставок.

1.2. Характеристика основных видов посуды пищевого назначения

Различают посуду металлическую, керамическую, стеклянную, пластмассовую и т.д. Металлическая посуда изготавливается из алюминия, стали, латуни, чугуна, железа, мельхиора и нейзильбера; она может покрываться эмалью [7].

Стекло чаще всего используется для изготовления предметов сервировки стола. Но кроме очень изящных стеклянных (и хрустальных) рюмок, бокалов, ваз, стаканов,тарелок, чашек и блюдец

 регулярно встречаются чайники и кастрюли из жаропрочного стекла либо стеклокерамики. Такие кастрюли можно совершенно спокойно ставить как на плиту, так и в микроволновую печь, благодаря их прозрачности. Вам всегда будет видно, в каком состоянии находится готовящееся блюдо, а так как стекло является химически инертным материалом, Вы надёжно защищены от изменения вкуса или других характеристик готовящейся пищи.

Керамическая посуда бывает грубая (гончарная, глиняная) и тонкая (фарфоровая, фаянсовая и майоликовая).

Гончарная посуда изготавливается из дешевых легкоплавких глин, поэтому покрывается легкоплавкой глазурью во избежание деформаций изделий при, слишком высоких температурах обжига. Для снижения температуры плавления глазури до 700 – 750⁰С в нее вводят окись свинца. Это дает возможность кустарным производствам экономить топливо и использовать дешевую глину. Количество свинца не должно превышать 13%. Применяется такая посуда для варки и хранения пищи. Серьёзным минусом кухонной посуды из керамики является невозможность её использования на варочных панелях, хотя есть и исключения, например, керамические жаровни и турки. Из керамической посуды, вошедшей в русский быт, с глубокой древности и до наших дней широко используется столовая и чайная, изготовляемая из обожженной глины, фаянса и фарфор.

Фарфоровая посуда – это наиболее качественные керамические изделия, основу которых составляет белый спекшийся черепок, не пропускающий влагу, покрытый тонким слоем блестящей кислотостойкой твердой глазури. Отечественная фарфоровая посуда полностью соответствует гигиеническим требованиям. Это, как правило, столовая посуда: тарелки, блюдца, розетки, чашки, салатницы и т. д. Также существует и посуда для приготовления пищи из жаропрочного фарфора и фаянса: формы для запекания и кастрюли, пригодные для использования в духовых шкафах.

Чугун — первый металл из которого человечество начало делать посуду в промышленных масштабах. Тем не менее, посуда из чугуна пользуется популярностью до сих пор. У чугуна очень высокая теплоёмкость, что позволяет посуде разогреваться до высоких температур, а это важно когда речь идёт о приготовлении блюд на гриле, выпечке блинов.

Чугунную посуду можно разделить на посуду с покрытием и без него. Непокрытая чугунная посуда имеет свойство ржаветь, если оставлена влажной, но обладает естественными антипригарными свойствами. Некоторые производители применяют обжиг непокрытой чугунной посуды в масле при высоких температурах, что позволяет создать дополнительный защитный слой, повышающий устойчивость к коррозии и антипригарные свойства чугуна. Чугунная посуда без покрытия - один из самых долговечных видов кухонной посуды, которой можно пользоваться неограниченно долго, если её не ронять и правильно ухаживать. Даже если чугунная сковорода сильно поржавела, её можно восстановить.

Посуда из меди и латуни в наши дни не пользуется большой популярностью. Медь при контакте с пищевыми кислотами на воздухе переходит в раствор, а растворимые соединения меди чрезвычайно токсичны. С другой стороны, медь обладает наилучшей теплопроводностью среди металлов, из которых изготавливают посуду. По этой причине она нашла применение в многослойных днищах для стальной посуды. В настоящее время из меди делают посуду для кипячения воды (самовары, чайники), а большую часть остальной «медной» посуды просто покрывают медью снаружи для обеспечения привлекательного дизайна.

Латунь (сплав меди с цинком), как более инертный материал, более или менее массово используется только для изготовления тазов для варки варенья и самоваров.

Посуда из нержавеющей стали наряду с посудой из алюминия и чугуна пользуется наибольшей популярностью. Для изготовления посуды используется легированная коррозионностойкая сталь, содержащая не менее 17 % хрома. Стали, используемые для изготовления посуды могут быть никельсодержащие (аустенитного класса- немагнитные). К таким сталям относятся стали марок 304 по AISI, которую некоторые изготовители обозначают как 18/10 (аналог стали 12Х18Н9 по ГОСТ 5632-72) марки 201,202, NTK D11 и т. д. Для изготовления посуды могут использоваться и безникелевые стали марок 430 (аналог марка 03Х17 по ГОСТ 5632-72) или как её обозначают некоторые производители 17/0, NSSC 180, JFE443CT, JYH21CT и др., относящиеся к ферритному классу — магнитные. На рынке присутствует огромный выбор посуды из нержавеющей стали. Основные отличия между различными брендами и сериями заключается в технических характеристиках ёмкостей — толщине стенок и толщине теплораспределительного слоя (ТРС). Ёмкости посуды из нержавеющей стали изготавливаются методом глубокой вытяжки из холоднокатанного листа с отделкой поверхности 2В (зеркальная полировка) и могут иметь самые различные формы. ТРС прикрепляется к ёмкости методом высокотемпературной пайки или диффузионной сварки. ТРС представляет собой алюминиевый или медный диск, заключённый в капсулу из нержавеющей стали, как правило, ферритного класса. Это делает возможным использование такой посуды на индукционной плите. Ручки посуды крепятся к ёмкости либо методом контактной точечной сварки, либо с помощью заклёпок. Простые изделия, не предназначенные для использования на плите, изготавливаются без ТРС. Для отделки поверхности используются два основных вида полировки - зеркальная и матовая, а также их комбинация. Посуда из нержавеющей стали может использоваться как для приготовления пищи, так и для её хранения. Отечественная посуда изготавливается в соответствии с ГОСТ 27002-86, импортная в соответствии с EN и другими международными стандартами (приложение1, таблица1).

Преимущества алюминиевой посуды в хорошей теплопроводности, лёгкости в эксплуатации. Пригодна для нанесения антипригарных покрытий. По методу производства бывает литой и штампованной. Штампованная посуда достигает 5 мм в толщину, днище литой посуды начинается с 4 мм и доходит до 10 мм. Как правило, чем толще днище посуды, тем лучше в ней распределяется тепло и тем лучше сама посуда, конечно, необходимо обращать внимание и на характеристики антипригарного покрытия, нанесённого на посуду. Так же производителями посуды выпускается продукция из анодированного алюминия — алюминий с прочным оксидным покрытием, получаемым с помощью электролитической ванны. В советские времена практиковался выпуск и непокрытой алюминиевой посуды, но так как контакт алюминия с пищей приводит к химической реакции и выделению металла в пищу, на данный момент такая посуда мало встречается в обиходе. В нынешнее время, также, существует одноразовая алюминиевая посуда — касалетки (приложение1, таблица 2).

Посуда из титана в силу его меньшей, чем у стали, плотности, массово изготавливается туристическая посуда. А так как металл обладает неплохой теплопроводностью в последнее время наблюдаются попытки изготавливать из него сковороды и казаны, тем не менее при использовании на кухне, где вес посуды не имеет решающего значения, каких-либо значительных преимуществ перед алюминием или сталью у посуды из титана нет [6].

Пластмассовая посуда изготовляется из полипропилена, полистирола и других материалов. Как правило, предназначена ля одноразового употребления. Широко используется в ресторанах быстрого питания (фастфудах) и при организации пикников. Некоторые виды пластмасс не предназначены для горячих блюд или для алкогольных напитков, поскольку при термическом воздействии или при контакте со спиртом выделяют вредные вещества. Также опасные вещества могут содержать суперконцентраты красителей, использующихся при производстве одноразовой посуды. Пластиковая посуда многоразового использования тоже может быть опасной для здоровья человека. Особенно это касается изделий из меламина. Одноразовая пластиковая посуда может быть переработана и использована вторично, для изготовления изделий, не контактирующих с пищевыми продуктами.

В настоящее время бумажная посуда используется гораздо реже пластиковой. Это связано с тем, что изготовление бумажных стаканчиков технологически сложнее, чем штамповка из пластика. Бумага или тонкий картон, как правило, пропитываются водоотталкивающими веществами. Достаточно часто для этого используется тефлон. Область применения такой посуды такая же, как и у одноразовой пластиковой.

Силиконовая посуда — это формы для выпечки. Также достаточно массово встречаются силиконовые крышки для сковород и кастрюль.

Оцинкованная посуда – это стальная посуда, покрытая расплавленным цинком. Готовить пищу, консервировать продукты, кипятить воду для питья в ней нельзя. Луженая посуда изготовляется из белой жести или из черной листовой стали, покрытой оловом.

Эмалированная посуда – это металлическая посуда (из стали, железа, чугуна), покрытая с внутренней, а часто и с наружной стороны, эмалью. Эмаль должна быть прочной и термостойкой, выдерживать высокую температуру, не давать трещин и не откалываться. Эмали, разработанные в последние годы, обладают высокой устойчивостью к химическим, механическим и термическим воздействиям.

Современные эмали состоят из двуокиси кремния, борного ангидрида, окиси титана, окиси алюминия, окислов щелочных и щёлочноземельных металлов, цинка, свинца, различных фторидов.

Для технического эмалирования применяются листовая сталь, чугун и легкие металлы. Эмалевое покрытие улучшает эксплуатационные свойства предметов торговли. Наиболее распространенные цвета эмалей для этих металлов - белый, голубой и черный. Часто эмалируемые металлы: платина, золото и сплавы желтого металла¸ серебро и сплавы серебра. Для эмалирования хорошо зарекомендовал себя сплав высокой прочности следующего состава: 2,25% Cu, 1,0% Mg, 0,6% Si, 0,25% Cr, остальное - Fe.

ГЛАВА 2.ВОЗДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

2.1.Алюминий

Алюминий самый распространенный металл на нашей планете. Его содержание в земной коре составляет 8,6%. Несмотря на это, с алюминием человечество познакомилось совсем недавно. Впервые металлический алюминий был получен только в 1825 году датчанином Х.К. Эрстедом. Благодаря своей легкости, пластичности и стойкости к коррозии он быстро снискал популярность.

Алюминий достаточно сильно влияет на человеческий организм, поскольку его можно обнаружить почти во всех органах. В организме человека этот элемент обеспечивает установление связи с азотом и кислородом. Кроме этого, он принимает активную участие в регенеративных процессах, которые происходят в соединительных, эпителиальных и костных тканях. Алюминий также необходим организму для поддерживания работы околощитовидных желез, а также для образования фосфатных и белковых соединений.

О том, сколько алюминия требуется человеческому организму, среди ученых нет единого мнения. У разных авторов цифры варьируются от 2,45 до 50 мг в сутки. Несмотря на такой разброс мнений, особой проблемы нет, поскольку обычному человеку хватает алюминия, поступающего в организм вместе с водопроводной водой и пищей, особенно если в процессе приготовления пищи используется алюминиевая посуда. Подсчитано, что человека получает с пищей около 100 мг алюминия в сутки, что наверняка перекрывает суточную потребность любого человека. Организм же усваивает всего 2-4% от поступающего через желудочно-кишечный тракт алюминия.

Недостаток алюминия в организме человека изучен слабо, это явление хорошо проверено на животных: у них наблюдается слабость в конечностях, задержка роста, нарушение координации движений.

Недостаток алюминия у человека развивается только если его поступление в организм становится менее 1 мкг/сут. Поэтому проблема как раз в другом - в избытке алюминия.

Избыток алюминия опасен для здоровья человека, поскольку этот химический элемент в больших дозах является иммунотоксином. Установлено, что при избытке алюминия сокращается продолжительность жизни.

У рабочих на вредных производствах, сопряженных с повышенным поступлением в организм алюминия, нередко фиксируются воспаления бронхов и легких, в которых происходят фиброзные изменения. Поражению подвергаются также костный мозг, кости, почки, репродуктивные органы, центральная нервная система. В последнем случае наблюдаются ослабление памяти, нарушения двигательных функций и ориентации в пространстве, появляются депрессия и нервозность, энцефалопатии, а с возрастом могут развиться болезни Альцгеймера и Паркинсона.

Поскольку алюминий химически очень активен, он сильно влияет на обменные процессы в организме. При его избытке могут наблюдаться нарушения фосфорно-кальциевого обмена, что приводит к развитию остеопороза и других связанных с разрушением костной ткани заболеваний.

Известно такое заболевание, как алюминоз, то есть отравление алюминием, симптомами которого бывают постоянный кашель, боли во всем теле, особенно в желудке, расстройства пищеварения, снижение или потеря аппетита и снижение веса, нарушение состава крови, запоры и слабость. "Достается" при этом и почкам: увеличивается риск развития почечнокаменной болезни, нарушается функция всасывания железа, что приводит к развитию анемии; резко снижается иммунитет и развиваются аутоиммунные заболевания, например, ревматизм; происходит общее нарушение обмена веществ.

Недавние исследования генетиков подтвердили гипотезу о том, что избыток алюминия способен привести к мутациям.

2.2.Железо

Железо – это важнейший микроэлемент, принимающий участие в кроветворении, дыхании, окислительно-восстановительных реакциях и иммунобиологических процессах. Чрезвычайно важная роль железа в организме человека определяется тем, что железо входит в состав крови и более чем сотни ферментов.

Железо содержится в структуре ряда белков, и, прежде всего, гемоглобина, переносящего кислород из легких к клеткам, тканям и органам. Присутствуя в другом белке – миоглобине, – железо служит для создания кислородного запаса в организме.

Железо входит в структуру цитохромов, которые участвуют в процессах накопления энергии, выделяющейся во время заключительных этапов биологического окисления. 

Благодаря железу клетки и ткани не только снабжаются кислородом. Железо вместе с тем защищает органы от вредного воздействия токсичной перекиси водорода, продуцирующийся белыми кровяными клетками – лейкоцитами.

Железо присутствует в организме человека в количестве 4 - 5 г. Недостаток его в рационе приводит к тяжёлому заболеванию - железодефицитной анемии (низкий гемоглобин, малокровие).

Дефицит железа нередко наблюдается у людей, использующих в пищу хлеб, преимущественно из муки высшего сорта, содержащей мало железа. Следует вообще учитывать, что зерновые продукты богаты фосфатами, которые образуют с железом труднорастворимые соединения, плохо усваивающиеся организмом. Ведь из зерновых продуктов усваивается человеком всего 5 - 10 % железа, тогда как из мясных до 30 % этого элемента. Другими словами, люди, страдающие железодефицитной анемией, должны потреблять больше мяса. Суточная потребность в железе составляет 12 -15мг. [3, с.2-5].

Избыток микроэлемента откладывается в организме и становится причиной таких болезней, как инфаркт или инсульт. Самыми первыми от перенасыщения организма железом страдают почки и печень.

  Повышенная концентрация железа может стать причиной развития дерматитов и аллергических заболеваний. Чувствительная кожа сразу отреагирует на содержание примесей железа в воде.

Соединения кислорода и железа имеют канцерогенные свойства. Они являются причиной изменения ДНК-клеток и перерождения их в раковые. Железо подпитывает их, ведет к их росту. Увеличение содержания железа в крови увеличивает риск заболеть раком легких, толстой и тонкой кишки, мочевого пузыря и желудка.

Содержание железа в избытке почти всегда осложняет протекание болезни Паркинсона и болезни Альцгеймера. Избыток железа провоцирует рак печени и кишечника. Часто на фоне избытка железа наблюдается возникновение ревматоидного артрита. Зафиксированные симптомы избытка железа похожи на признаки гепатита. Нарушается сердечный ритм, люди бледнеют и худеют. Появляется пигментация кожи.

Железо становится опасным при потреблении его более 200 мг в день. Железо окисляет пищевые продукты гораздо сильнее, чем медь, и его избыток в продуктах портит их внешний вид и вкус. В связи с высокой окислительной способностью железа его содержание, как и меди, в продуктах нормируют на более низком уровне, чем это необходимо по токсикологическим свойствам.

2.3.Никель

Никель является очень полезным микроэлементом, поскольку он оказывает значительное влияние на процессы кроветворения в человеческом организме. Никель входит в состав мышечных тканей, печени, почек, легких и головного мозга. Влияние этого микроэлемента еще достаточно неизученное, поэтому количество функций, выполняемых никелем в организме человека еще полностью не определено. Несмотря на это, уже известно, что никель отвечает за: кроветворение (формирование новых эритроцитов); улучшение работы инсулина; обеспечение клеток всего организма кислородом; регулирование гормонального баланса; снижение осмотического давления.

Суточная потребность в никеле ровна 0,1-0,3 мг. Человеческий организм при сбалансированном рационе постоянно обеспечивает себя необходимым количеством никеля, поэтому его дефицит почти невозможный. В случае нехватки никеля у человека наблюдаются проблемы с ростом (он замедляется), проблемы усвоения витамина B₁₂ и таких макро- и микроэлементов, как железа и кальция.

Большое количество никеля для человеческого организма может привести к многим проблемам, заболеваниям и отклонениям от нормы, с которыми достаточно сложно будет бороться. Так, у человека может возникнуть тошнота, а на его коже – дерматит или экзема. Никель обладает общетоксическим действием, вызывает заболевания носоглотки, легких, злокачественные новообразования. Это один из наиболее распространенных кожных аллергенов. Аллергические реакции могут возникать даже при контакте с ювелирными изделиями, монетами, пуговицами, инструментами и режущими приспособлениями, косметикой и моющими средствами, медицинскими инструментами.

Что касается структуры крови, то и здесь избыток никеля оказывает свое не очень позитивное влияние: появляется анемия и нарушаются процессы кроветворения. В этом случае нервная система также меняется: человек становится более раздражительным, нервным. При слишком большом количестве никеля в организме появляются серьезные проблемы с репродуктивной функцией, а также возникает полная незащищенность организма от инфекций из-за очень низкого иммунитета [2, с. 64-66].

ГЛАВА3. ПРИКЛАДНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1.Социологический опрос

На первом этапе работы было проведено анкетирование среди учащихся 5-10 классов Государственного учреждения образования «Коньковский учебно-педагогический комплекс детский сад- средняя школа» Ляховичского района по определению самых популярных видов посуды. Всего было опрошено 30 учеников (приложение 2, фото1).

В ходе опроса было выявлено, что самой популярной для приготовления пищи является посуда из нержавеющей, стали, меньше всего для этой цели используют посуду из алюминия. (приложение1, таблица3), (приложение 3, диаграмма 1). Для хранения пищи в семьях наших учащихся наиболее часто используют эмалированную и посуду из нержавеющей стали, а вот меньше всего алюминиевую. (приложение3, диаграмма 2). На основе полученных данных и была сформирована экспериментальная группа посуды: эмалированная новая, эмалированная с повреждениями, посуда из нержавеющей стали, алюминиевая посуда (приложение 2, фото 2-5).

3.2.Лабараторные исследования по определению состава металлической посуды

Определение физических показателей металлической посуды

Для разных видов посуды провели предварительное оценивание качества, используя общепринятые методики:

1. Прочность (царапины с помощью пинцета).

2. Легкие или тяжелые.

3. Отношение к магниту.

4. Способность вступать в реакцию с кислотами (приложение 1, таблица 4).

В результате испытания более механически прочной оказалась эмалированная посуда и посуда из нержавеющей стали. Сильно притягивалась магнитом эмалированная посуда (новая и поврежденная), более слабо — посуда из нержавеющей стали, это свидетельствует о наличии железа в составе данной посуды (приложение 2, фото 6-9).

3.3.Определение наличия ионов металлов в исследуемых объектах [4, 207c.]

Реакция№1. Определения ионов AL³⁺ (с помощью щелочи).

Оборудование: раствор гидроксида натрия, пробы воды, прокипяченной в кастрюлях исследуемых образцов.

Принцип: проведение качественной реакции на ионы алюминия.

Примечание: Гидроксиды щелочных металлов образуют белый студенистый осадок Al(OH)₃, растворимый в кислотах с образованием соли соответствующей кислоты; он также растворим в растворах щелочей с образованием комплексных ионов [Al(OH)₄]^-.

Обнаружение ионов алюминия определяется при добавлении гидроксида натрия, при избытке щелочи происходит растворение осадка.

Ход работы.

В исследуемую посуду налить 100 мл дистиллированной воды, прокипятить 15 минут, остудить до комнатной температуры.

В пробирки с растворами добавить 1 мл. раствора щелочи (приложение 1, таблица 5), (приложение 2, фото 10).

В пробирках №3 и №4 наблюдается выпадение мутного белого осадка, который растворяется в избытке раствора щелочи. Al⁺³ + 3OH^- = Al (OH) ₃↓

(приложение 2, фото11),

Реакция №2.Определения ионов Fe⁺³ [1,с. 61-69]

Оборудование: раствора гексацианоферрата(II)калия K₄[Fe(CN)₆], пробы воды, прокипяченной в кастрюлях исследуемых образцов.

Принцип: проведение качественной реакции на ионы железа

Примечание: гексацианоферрат (II) калия K₄[Fe(CN)₆] (желтая кровяная соль) образует темно-синий осадок берлинской лазури; чувствительность реакции 0,05 µг Fe³⁺, предельное разбавление 1:10⁶:

Ход работы.

В исследуемую посуду налить 100 мл дистиллированной воды, прокипятить 15 минут, остудить до комнатной температуры.

Добавить к пробам 1мл 20% раствора гексацианоферрата (II) калия K₄[Fe(CN)₆] (желтой кровяной соли) (приложение1, таблица 6), приложение 2, фото12) Наблюдали появление темно-синего осадка берлинской лазури (интенсивность окрашивания зависит от концентрации ионов железа) в пробирке №2, в пробе воды из эмалированной поврежденной кастрюли.

_{4K4[Fe(CN)6] + 4Fe}³⁺ _12К⁺ _{+ 4КFe}^III_[Fe^II_(CN)6] (приложение 2, фото 13)

3.4.Определения действия катионов металлов на активность амилазы

Реакция № 3. Эталонные исследования определения действия катионов металлов на активность амилазы.

Для определения действия ионов металлов на активность амилазы в начале провели эталонные исследования.

Для этого искусственно создали условия для выделения ионов и исследовали их влияние на амилазу (приложение 1, таблица 7).

Реакция№4.Определение действия катионов металлов на активность амилазы в нейтральной и кислой среде.

Оборудование: пробирки с пробами исследуемых образцов, раствор йода, раствор амилазы, крахмальный клейстер

Принцип: фермент слюны амилаза производит гидролиз крахмала до глюкозы

Примечание: обнаружение продуктов гидролиза происходит с помощью реакций с раствором йода, негидролизированный крахмал дает с йодом синее окрашивание.

Ход работы.

Для проведения эксперимента определения действия катионов металлов на активность амилазы провели:

1.Приготовление раствора амилазы.

Прополоскать ротовую полость дистиллированной водой. Набрать в рот дистиллированной воды и подержать ее 2 минуты в ротовой полости.

2.Приготовление раствора крахмала.

Сварить крахмальный клейстер, разбавить его в два раза дистиллированной водой. Сделать пробы на время расщепления данной концентрации крахмала амилазой. Далее проводить опыты соответственно установленному времени.

3. Приготовление раствора йода.

5% медицинский раствор йода разбавить в 2 раза дистиллированной водой.

4.Приготовление исследуемых растворов.

В исследуемую посуду налить 100 мл дистиллированной воды, прокипятить 15 минут, остудить до комнатной температуры.

В исследуемую посуду налить 100 мл подкисленной воды, прокипятить 15 минут, остудить до комнатной температуры.

Реакция №5.Определения действия катионов металлов на активность амилазы

В пробирки с исследуемыми образцами добавили 4 мл амилазы, 2 капели раствора крахмала и по истечении 20 минут 2-е капели раствора йода.

Результаты занесены в таблицу. (приложение 1, таблица 8), (приложение 2, фото 14).

В пробирке №2, с пробой из поврежденной эмалированной кастрюли при исследовании и в нейтральной, и в кислой среде появлялось неинтенсивное темно-синее окрашивание (приложение2, фото15) в пробирке №3, с пробой воды из нержавеющей стали также наблюдалось слабо синее окрашивание- это следствие того, что йод реагирует с крахмалом, т.е. амилаза дезактивирована катионами металлов, выделившимися при кипячении воды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В последнее время поступает много информации из телевидения, радиовещания и публицистики о негативном влиянии на человека различных факторов: окружающая среда; электромагнитное излучение; вода; пища и др.

Складывается впечатление, что жить вредно. Обзор литературы позволяет утверждать, что есть множество причин, по которым люди должны осмотрительно использовать металлическую посуду. Обязательно необходимо обращать внимание на ее состав и учитывать ее состояние. Целью наших исследований было узнать о влиянии на организм человека веществ, которые мы используем ежедневно.

На первом этапе работы было проведено анкетирование среди учащихся 5-10 классов Государственного учреждения образования «Коньковский учебно-педагогический комплекс детский сад- средняя школа» Ляховичского района по определению самых популярных видов посуды. Всего было опрошено 30 учеников В ходе опроса было выявлено, что самой популярной для приготовления пищи является посуда из нержавеющей, стали (50%), меньше всего для этой цели используют посуду из алюминия (10%). Для хранения пищи в семьях наших учащихся наиболее часто используют так же эмалированную посуду и посуду из нержавеющей стали по 40%, а вот меньше всего алюминиевую-20%. На основе полученных данных и была сформирована экспериментальная группа посуды: эмалированная новая, эмалированная с повреждениями, посуда из нержавеющей стали, алюминиевая посуда.

На втором этапе для разных видов посуды провели предварительное оценивание качества, используя общепринятые методики: прочность (царапины с помощью пинцета), легкие или тяжелые, отношение к магниту; способность вступать в реакцию с кислотами;

В результате испытания более механически прочной оказалась эмалированная посуда и посуда из нержавеющей стали. Сильно притягивалась магнитом эмалированная посуда (новая и поврежденная), более слабо — посуда из нержавеющей стали, это свидетельствует о наличии железа в составе данной посуды.

При определении ионов алюминия к исследуемым пробам добавляли раствор щелочи, появление белых осадков наблюдалось в пробе из алюминиевой посуды и посуды из нержавеющей стали, причем оба осадка растворялись в избытке щелочи. Следовательно, в раствор вышли ионы алюминия, что не противоречит справочным данным [5, с. 221-225].

Качественная реакция на ионы железа была проведена при помощи раствора гексацианоферрата (II) калия. В эмалированной поврежденной кастрюле (пробирка№2) было выявлено светло-синее окрашивания, а в посуде из нержавеющей стали (пробирка №4) также наблюдалось светло-синее окрашивание. Таким образом, в данных пробах присутствуют ионы Fe⁺³.

Прежде чем приступить к более глубокому качественному анализу посуды, нами проводились контрольные испытания: проверка действия амилазы на крахмал с помощью раствора йода, и влияние растворов солей различных металлов на активность амилазы.

В пробирке с крахмалом при добавлении раствора йода обнаруживалось бурое окрашивание. Это свидетельствовало о реакции расщепления крахмала.

Таким же образом было испытано действие ионов металлов на активность амилазы. В результате в пробирках с солями железа, никеля, алюминия наблюдалось появление окрашивания темно-синего цвета, то есть амилаза в растворах этих солей не способствовала расщеплению крахмала, она была дезактивирована исследуемым фактором (ионами металлов). Причем, чем больше была концентрация растворов, тем интенсивнее окраска.

Следовательно, все три раствора могут быть вредными для организма человека.

На следующем этапе для оценки уровня безопасности каждого вида металлической посуды была проведена серия химических исследований: с нейтральным и слабокислым раствором после 15 минутного кипячения в каждой кастрюле и с нейтральным раствором после суточного хранения в каждом типе посуды.

Далее в ходе эксперимента с нейтральными растворами после 15-минутного кипячения в исследуемой посуде проверка активности амилазы в крахмальном растворе с данной водой показала, что в пробах №1 и №4 окраска растворов становилась желтоватой, кроме пробы из эмалированной посуды с повреждениями и пробы из нержавеющей стали. В данных пробирках появлялось интенсивное темно-синее окрашивание – это следствие того, что йод реагирует с крахмалом, т.е. амилаза дезактивирована катионами металлов, амилаза была дезактивирована катионами металлов, выделившимися при кипячении воды. Тогда, данную посуду можно оценивать, как опасную для организма человека.

На первый взгляд мы получили результат, противоречащий предыдущему: ведь с амилазой ни тот ни другой раствор, не изменили окраску йода. Это объясняется тем что, по-видимому, концентрация алюминия в данных растворах мала, чтобы оказывать дезактивирующее действие на фермент амилазу.

Итак, в ходе исследования вода из эмалированной новой посуды оказалась самой безопасной для приготовления пищи: не создавала помехи для работы амилазы.

Далее в ходе эксперимента изучали: слабокислые растворы после 15-минутного кипячения в исследуемой посуде.

Проверка активности амилазы в крахмальном растворе с данными пробами дала те же результаты, что и в нейтральной следе, т.е. амилаза была дезактивирована только в случае с эмалированной посудой с поврежденной поверхностью.

В ходе исследования вода из эмалированной новой посуды снова ни с чем не реагировала, данная посуда самая безопасная для приготовления пищи.

Использование пробы дистиллированной воды, которая находилась в контакте с различными видами посуды без нагревания в течение суток, для испытания активности амилазы дала те же результаты — синее окрашивание наблюдалось в эмалированной посуде с поврежденной поверхностью, т.е. амилаза снова дезактивирована ионами металлов.

При действии на данные пробы раствором щелочи в пробе из алюминиевой посуды снова наблюдается выход ионов алюминия.

Таким образом, эксперимент продемонстрировал, что при нахождении в контакте с посудой длительное время, вода также насыщается ионами металлов: алюминиевая – ионами алюминия, поврежденная эмалированная и посуда их нержавеющей стали – ионами железа.

Это свидетельствует о том, что хранение продуктов в эмалированной (с повреждениями) и алюминиевой посуде не совсем безопасно для человека. Наиболее безопасна для хранения пищи эмалированная новая посуда.

Таким образом, самой безопасной и для приготовления пищи и для её хранения оказалась эмалированная новая посуда. Достаточно безопасна для приготовления и хранения пищи посуда из нержавеющей стали, так как концентрация выделившихся ионов мала и не составляет угрозу для организма человека. Нежелательно использовать алюминиевую посуду, особенно если повреждена поверхность.

Исходя из всего выше сказанного, можно рекомендовать следующее:

1.Лучше использовать эмалированную посуду при условии, что эмалированный слой не поврежден, так как в ходе химического эксперимента убедительно доказали, что данная посуда не подвергается воздействию кислот и щелочей, а значит она безопасна в использовании;

2.Нежелательно использовать старую алюминиевую, эмалированную (с поврежденным эмалированным слоем), посуду из нержавеющей стали для приготовления блюд, содержащих кислоты.

3.Нежелательно хранить пищу в алюминиевой и эмалированной (если эмаль повреждена) посуде.

4.Нежелательно использовать пищевую фольгу для приготовления блюд, содержащих кислоты или щелочные растворы.

5.Катионы металлов имеют свойство накапливаться в организме, поэтому постоянное использование одной и той же посуды не рекомендуется, так как может способствовать постепенному увеличению количества ионов в организме.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Батаева Е.В. Систематизация знаний о качественных реакциях

//Е.В.Батаева// школе. -1999, издательство Центрхимпресс (М.), № 5, с. 61-69

2. Загорский В.В. Химия без химкабинета (Эксперименты в сельской школе) // В.В. Загорский// Химия в школе. -1998, издательство Центрхимпресс (М.), № 4, с. 64-66

3.Лисичкин Г.В., Леенсон И.А. Естествознание вместо физики химии и биологии?//Г.В.Лисичкин , И.А. Леенсон // Химия в школе, 2007, издательство Центрхимпресс (М.), № 6, с. 2-5

4. Ольгин О. Опыты без взрывов. М.: «Химия», - 1978 г. – 207 с.

5. Шапиро С.А, Шапиро М.А. «Аналитическая химия», государственное издательство «Высшая школа», 1963 год. -с.221-225

6. Все о металлургии в России и странах СНГ. Категория: Черная  металлургия.  Заголовок: Металлы и Металлургия. Новости, обзор рынка, allmetals.ru - apot.ru› www/allmetals.ru

7. Вся посуда / Allposuda.ru/ posud.ru› info/magaziny-posudy…posuda-allposuda-ru.

25