Научно практическая работа по физике "Физика в масленке"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение  – средняя общеобразовательная школа №14 города Искитима  Новосибирской области Секция физики Физика в масленке                                                   Автор: Плюгина Мария                                                МБОУ СОШ №14, 9 а класс, г. Искитим                                                Научный руководитель: Сивурова Татьяна                                                              Владимировна                                      учитель физики первой квалификационной                                           категории                                      Контактный телефон руководителя                                                89513849220 г. Искитим, 2017 Аннотация  Проект: «Физика в маслёнке»    Участник проекта: Плюгина Мария Александровна     Консультант проекта:   Владимировна              Учитель   физики   первой     квалификационной   категории   Сивурова   Татьяна Класс: 8 Название, номер учебного учреждения, где выполнялся проект: МБОУ СОШ № 14, города Искитима Новосибирской области Предметная область: физика Время работы над проектом: ноябрь 2016 г. ­ январь 2017 г. (долгосрочный). Проблема проекта:  сегодня известно свыше 20 видов масла, различающихся по вкусу,   запаху,   консистенции,   методам   изготовлению   и   применяемого   сырья.   Какое   же масло, из представленных образцов, более качественно?         Цель   проекта:  изучение   некоторых   физических   свойств   масла   и   его   влияние   на человека. Задачи:  1. Изучить литературные и электронные источники информации. 2. Систематизировать,   проработать,   проанализировать   и   обобщить   найденный материал. 3. Провести исследование отдельных физических свойств сливочного масла. 4. Провести исследование отдельных химических свойств сливочного масла. 5. Сделать вывод на основе проведенного исследования. Тип проекта (по виду деятельности): поисковый, исследовательский. Используемые технологии: мультимедиа Форма   продукта   проекта:  «Физика   в   маслёнке»   (мультимедийная   презентация, буклет «Рекомендации по определению качества сливочного масла»). Содержание:  Сливочное   масло   –   как   оно   появилось?   Пищевая   ценность   масла, характеристика ассортимента сливочного масла. Исследование: 1. Определение содержания влаги в масле без наполнителей                             2.Определение примесей творога                                                                          3.Определение наличия непредельных жиров                                                     4.Определение   температуры   плавления   и   отвердевания   сливочного   масла 5. Определение плотности сливочного масла                                                              Область применения результата проекта: ­ учебная (уроки физики, классные часы); Результативность:  создан   буклет   «Рекомендации   сливочного масла»   по   определению   качества 2 Оглавление Введение.........................................................................................................................................................................4 Немного истории...........................................................................................................................................................5 Пищевая ценность масла...............................................................................................................................................6  Характеристика ассортимента сливочного масла.....................................................................................................7 Экспериментальная часть.............................................................................................................................................8 Заключение...................................................................................................................................................................10 Приложение 1..............................................................................................................................................................12 Массовую долю влаги W, %, вычисляют по формуле.....................................................................................12 3 Введение   B,   Е,   β ­каротином,    Организм человека нуждается в самых разнообразных продуктах питания, так   как   в   основном   именно   из   них   он   получает   необходимые   для жизнедеятельности питательные вещества: белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные соли и пр., которые в процессе усвоения покрывают потребности организма в энергии и материалах для постройки тканей. Сливочное масло ­ уникальный по своей физиологической значимости и усвояемости продукт. Масло   богато   витаминами   А,   фосфором, полиненасыщенными   жирными   кислотами   и   другими   крайне   важными   для организма человека веществами, влияющими на нормальный обмен веществ. Их   нехватка   снижает   сопротивляемость   организма   инфекционным заболеваниям,   способствует   нормальному   развитию   костной   ткани, эластичности кровеносных сосудов и др.   Гипотеза: сливочное масло – продукт с разными вкусами и ароматическими добавками, но  всегда ли оно одинаково полезно.    Актуальность данной темы заключается в том, что сегодня известно свыше 20   видов   масла,   различающихся   по   вкусу,   запаху,   консистенции,   методам изготовлению   и   применяемого   сырья.   Какое   же   масло,   из   представленных образцов, более качественно?   Предмет исследования: сливочное масло.    Целью работы является – изучение некоторых физических свойств масла и его влияние на человека.   Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 6. Изучить литературные и электронные источники информации. 7. Систематизировать,   проработать,   проанализировать   и   обобщить найденный материал. 8. Провести   исследование   отдельных   физических   свойств   сливочного масла. 9. Провести   исследование   отдельных   химических   свойств   сливочного масла. 10.  Сделать вывод на основе проведенного исследования. 4 Немного истории     Слово   масло   существует   в   русском   языке   давно.   Оно   имеется   во   всех словарях русского языка: в Словаре древнерусского языка, в Словарях XIX в., в Словарях современного русского языка и др.. При некоторых различиях в толковании значения этого слова, можно выделить то общее, что указано во всех словарях: масло ­ это жировое вещество.      Исторически, масло на столе являлось признаком достатка и преуспевания. Для производства одного килограмма сливочного масла требуется порядка 24 литров молока здоровой коровы.     На   Руси   масло   издавна   сбивали   из   сливок,   сметаны,   цельного   молока. Лучшие сорта масла получали из свежих сливок. Стоило оно довольно дорого, поэтому   повседневно   употреблялось   в   пищу   только   зажиточными горожанами. Свежее масло не могло долго храниться, его перетапливали его в печи,   промывали   и   вновь   перетапливали.   Растопленное   масло   сливалось   и охлаждалось до твердения. Таким способом получали топленое масло многие восточнославянские   народы.   Россия   была   одним   из   крупнейших   его экспортеров   на   мировой   рынок.   За   топленым   маслом   во   всем   мире закрепилось название "русское".     Начало промышленного производства масла в России относится к первой половине   XIX   столетия.   Потомственный   дворянин,   Николай   Васильевич Верещагин,   как   он   написал,   решил:   “Основать   в   Отечестве   благое   дело   ­ научить русское крестьянство сыры варить да масло сбивать на европейский манер”.      Особенно   хорошо   маслоделие   было   поставлено   в   Сибири,   чему способствовала   Транссибирская   железнодорожная   магистраль.   Уже   в   1900 году из Сибири вывезли за границу 1 миллион 783 тысячи пудов масла. В 1913 году   на   его   производство   шло   97,4   процента   молока,   поступавшего   на молочные предприятия. Сегодня, отечественное маслоделие возрождает забытые традиции и с каждым годом объем производства сливочного масла увеличивается, расширяется и ассортимент. 1                                1 http://www.kukerman.com/pages/kak_davno_poyavilos__slivochnoe_maslo.html   5 Пищевая ценность масла          Под пищевой ценностью понимают соответствие химического состава продукта формуле сбалансированного питания взрослого человека. Пищевая ценность   продукта   тем   выше,   чем   в   большей   степени   он   удовлетворяет потребностям   организма   в   пищевых   веществах,   а   его   химический   состав соответствует формуле сбалансированного питания.                               Пищевая   ценность   сливочного   масла   обусловливается   его   химическим составом,   главным   образом   содержанием   в   нем   молочного   жира, восполняющего энергетические затраты организма человека.      Сливочное масло является носителем витаминов и поставщиком жирных кислот,   использующихся   в   организме   человека   для   синтеза   незаменимых аминокислот   и   других   органических   веществ.   В   молочном   жире   жирных кислот содержится значительно больше, чем в любом другом пищевом жире. Наибольший   интерес   представляют   полиненасыщенные   жирные   кислоты (иногда   их   называют   жировыми   витаминами),   которые   входят   в   состав липидов жировых клеток и фосфолипидов и являются наиболее активными. К активным   полиненасыщенным   жирным   кислотам   относятся   арахидоновая линолевая     и   линоленовая.   Они   участвуют   в   клеточном   обмене   веществ, являются факторами роста у детей, обладают антисклеротическим действием. Полиненасыщенные   жирные   кислоты   играют   большую   роль   в   обеспечении нормального   углеводно­жирового   обмена,   а   также   в   регулировании окислительно­восстановительных   процессов,   протекающих   в   организме человека, и нормализации холестеринового обмена. Биологическая ценность сливочного   масла   повышается   благодаря   наличию   в   нем   минеральных веществ, лактозы, водо­ и жирорастворимых витаминов. В сливочном масле содержатся витамины А, Е,   В5, С, D, 3­каротин и др. Очень важную роль играют   содержащиеся   в   масле   лецитин   и   холестерин.   Холестерин (жироподобное   вещество)   является   исходным   веществом   для   образования желчных   кислот;   он   участвует   в   образовании   надпочечных   и   половых гормонов, оказывает защитное действие в отношении кровяных телец, может действовать   как   антитоксин   и   пр.   Холестериновый   обмен   в   организме регулируется   наличием   лецитина,   которого   в   молоке   и   сливках   несколько больше,  чем   холестерина.  Однако   при   выработке   масла  методом  сбивания сливок значительная часть его терялась с пахтой, что нарушало биологическое равновесие   холестерин   ­   лецитин.   При   выработке   масла   методом преобразования   высокожирных   сливок   лецитин   в   значительной   мере 6 сохраняется   в   масле,   которое   благодаря   этому   приобретает   ценные диетические   свойства.   Содержание   в   сливочном   масле   полиненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов, витаминов, минеральных веществ и других питательных   веществ   зависит   главным   образом   от   времени   года, географической зоны, метода и режимов выработки, вида масла Количество витаминов   особенно   снижается   в   осенне­зимний   период.   Поэтому целесообразно   проводить   витаминизацию   масла,   в   частности   в   результате использования р­каротина, что одновременно улучшает внешний вид масла и повышает   его   стойкость   при   хранении.   Сливочное   масло   характеризуется низкой   температурой   плавления   (27­34   °С)   и   застывания   (18­23   °С),   что способствует переходу его в пищеварительном тракте в наиболее удобное для усвоения жидкое состояние. Это является одним из преимуществ молочного жира, поэтому его рекомендуют больным функциональными расстройствами пищеварительных органов и прежде всего при заболеваниях печени, желчного пузыря, а также для детского питания.2 Характеристика ассортимента сливочного масла М.   М.   Казанский   предложил   классифицировать   масло   в   зависимости   от химического   состава,   используемого   сырья   и   технологии.   Принципы   этой классификации   легли   в   основу   современного   видового   состава   масла. Согласно им масло классифицируется на: масло из сливок молока (сливочное): 1. традиционного   состава   –   сладко­сливочное,   вологодское,   кисло­ сливочное; нетрадиционного   состава   –   с   повышенным   содержанием   молочной плазмы   (любительское,   крестьянское,   бутербродное,   башкирское),   с частичной   заменой   молочного   жира   растительным   маслом   (диетическое, славянское и др.), масло с наполнителями (шоколадное, десертное, сливочная паста и др.). 2. 3. масло из сливок молочной сыворотки – подсырное, станичное. масло,   подвергнутое   тепловой   или   механической   обработке   – плавленое, стерилизованное, восстановленное, топленое, молочный жир. Масло   вологодское   обладает   специфическим   выраженным   запахом («ореховый» привкус). Его вырабатывают только   несоленым.  Ассортимент масел   очень   разнообразен.   Если   используются   свежие   сливки,   то   масло получается   сладко   сливочное.   Из   сливок,   предварительно   сквашенных закваской,   приготовленной   на   чистых   культурах   молочнокислых   бактерий, 2 http://www.yourlifestyle.ru/polza/564­vred­i­polza­slivochnogo­masla.html 7 получают кисло­сливочное масло. Иногда для повышения стойкости масла при   хранении   в   условиях   положительных   температур   и   придания специфического вкуса в него добавляют поваренную соль. Она предотвращает развитие нежелательных бактерий. Соль вносится в количестве 1%, так как большее ее содержание в масле нередко сопровождается появлением порока “рыбный привкус”. Можно также встретить любительское сливочное масло. Особенность его — несколько большее (до 20%) содержание влаги. Однако самым вкусным и получившим всемирную известность является вологодское масло. Оно справедливо считается гордостью российского  маслоделия. Свое название   вологодское   масло   получило   от   места,   где   оно   впервые   было изготовлено   Н.   В.   Верещагиным.   Оно   обладает   тонким   ароматом   свеже вскипячённого   молока   и   имеет   приятный   ореховый   привкус.   Эти   особые свойства данного масла обусловлены тем, что сливки предварительно кипятят или   нагревают   до   температуры   95—98°С.   Вырабатывают   также   сладко­ сливочное масло с различными добавками, например; шоколадное, фруктовое, медовое и пр. Наибольшим спросом пользуется шоколадное масло — весьма вкусный и питательный продукт, содержащий не менее 18% сахара и не менее 2,5% какао.   Сливочное масло нужно хранить в условиях, предотвращающих размножение бактерий,   а   также   действие   воздуха   и   света.   Лучше   всего   его   хранить   в домашнем холодильнике. Если холодильника нет, то поступают так. Масло кладут в стеклянную банку или глиняный горшок и заливают холодной водой (лучше подсоленной) так, чтобы оно полностью покрыло масло. Воду следует менять не реже одного раза в день. Стеклянную банку помещают в темном месте. Вода препятствует окислению масла и развитию на нем плесени. В домашнем   холодильнике   масло   можно   хранить   15   дней.   При   образовании прогорклого вкуса сливочное масло непосредственно в пищу употреблять не следует, его необходимо перетопить. 3 Экспериментальная часть  В качестве анализируемых образцов я выбрала: 1. Масло крестьянское коровье несоленое «Коровкино»  (г.Барнаул). 2. Масло сладко­сливочное «Дедушкина ферма»  (г. Новосибирск) 3. Сладко­сливочное масло «Домик в деревне» (г. Москва)  3 http://www.grandars.ru/college/tovarovedenie/maslo­slivochnoe.html   8 Масло   исследовала   по   физико­химическим   показателям:   определяла качество   масла,   на   содержание   влаги   в   масле   без   наполнителей,   наличие примесей  творога,  определение наличия непредельных жиров, температуры плавления и отвердевания, плотности сливочного масла.   В соответствии с Государственным стандартом по химическим показателям масло должно удовлетворять следующим требованиям4: Показатели   Влага, %, не более  Жир, %, не менее   Соль, %, не более   Сливочное соленое   16,0   81,5   1,5   Сливочное несоленое   16,0   82,5   ­    Методики определения приведены в приложении 1. 1. Определение содержания влаги в масле без наполнителей.   Согласно требованиям ГОСТа, массовая доля влаги не должна превышать 16%.   Все   исследуемые   образцы   масла   прошли   испытания   успешно   и соответствуют ГОСТу по массовой доле влаги, что отражено в таблице 1. (Приложение 2) 2. Определение примесей творога.    В исследуемых образцах  не обнаружено примеси творога, так как вода по цвету   была   прозрачной,   а   жир   всплыл   на   поверхность,   что   говорит   о доброкачественности масла.  3. Определение наличия непредельных жиров.     В   расплавленное   масло   капнула   раствор   марганцовки   (КMnO4),   оно окрасилось в розовый цвет, а через некоторое время жидкость обесцветилась. Это говорит о наличии непредельных жиров в исследуемых образцах, которые необходимы   человеку.   Малое   содержание   непредельных   жиров   показал образец №2, так как раствор обесцветился только через некоторое время. 4. Определение температуры плавления и отвердевания сливочного масла. 4http://www.znaytovar.ru/new663.html  9 По результатам исследования   построила кривые плавления и отвердевания исследуемых образцов масла (Приложение 3). Вывод: изменение температуры как в процессе нагревания, как и в процессе охлаждения,   происходит   не   линейно,   что   характерно   для   аморфных   тел. Температура плавления и отвердевания исследуемых видов масла примерно одинаковая.  5. Определение плотности сливочного масла  Результаты исследований и вычислений занесла  в таблицу 2 (Приложение 3). Вывод:  плотность исследуемых образцов масла соответствует   нормам для данных МДЖ (массовая доля жира). Чем больше МДЖ, тем плотность масла меньше. Заключение Биологическая ценность коровьего масла обусловлена наличием в нем жирных кислот, используемых организмом человека для синтеза незаменимых аминокислот,   и   обеспечивают   нормальный   углеводно­жировой   обмен, фосфолипидов,   участвующих   в   построении   нервной   и   мозговой   тканей, витаминов А, Д, Е, В6, В12  минеральных веществ, лактозы и других, которые жизненно необходимы для нашего организма.  Качество   сливочного   масла   определялось   на   основании   физико­ химических показателей.  Проведенные исследования показали, что в соответствии с ГОСТом  в случае   физико­химических   показателей   не   наблюдается   отклонений   от требований у всех исследованных образцов.  Чтобы масло, действительно, было полезным для нашего здоровья, я выработала ряд рекомендаций «как правильно выбрать сливочное масло»:   1. Чтобы не ошибиться с выбором сливочного масла, прочтите, что написано   на   пачке.   Высококачественное   сливочное   масло   —   продукт, полученный исключительно из сливок и соответствующий требованиям ГОСТ 10 37–91, жирностью не менее 82,5%. В любительском масле — 78% молочных жиров,   в   бутербродном   —   61,5%.   Шоколадное   масло   содержит   62% молочного жира и не менее 2,5% какао­порошка. При покупке данных сортов масла  учтите:   в  их   состав  не  должны   входить  растительные  жиры.  Любое количество растительного или животного жира говорит о том, что это уже не масло.  2. Если вы хотите купить именно сливочное масло, но видите на пачке пометку ТУ (технические условия) или другой ГОСТ, следует насторожиться. Возможно,   перед   вами   спред   или   обыкновенная   подделка.   Если   же   вы покупаете масло на развес, то не стоит верить ценникам — на них всегда будет написано «масло». Настоящее название продукта можно увидеть либо на коробках, в которые его фасовали, либо в сертификате у продавца.  3.   Если   же   вам   нужно   комбинированное   масло,   знайте,   что   при смешивании  масел для  изготовления  спредов  открывается  широкая  дорога применению вредных технологий и различных некачественных компонентов, вплоть до отходов производства. Комбинированные масла, как и маргарин, могут подвергать гидрогенизации (гидрирование), то есть процессу, в ходе которого   жидкие   масла   обретают   твердую   консистенцию.   Для   этого   через растительное   масло   при   высокой   температуре   пропускают   водород.   В   возникают результате   изменяется   молекулярная   структура   масла, трансизомеры — измененные молекулы. Именно они отрицательно влияют на здоровье человека. Поэтому покупать спред нужно с особой осторожностью.  4.   При   выборе   масла   учитывайте   и   стоимость   продукта. Комбинированное всегда дешевле сливочного, а если вы вдруг обнаружили в магазине   пачку   с   надписью   «сливочное   масло»   ГОСТ   37–91   и   жирностью 82,5% по подозрительно низкой цене, скорее всего, это просроченный продукт или подделка.  11 5. Неестественно  белый  цвет  масла  говорит  о  том,  что  в  его  состав примешаны свиной или нутряной говяжий жир. Лучше всего попросить масло на пробу: оно должно в прямом смысле таять во рту.  6.  Простой и эффективный   способ  определения качества  сливочного масла состоит во внимательном рассмотрении свежего среза. Если он имеет тусклый   "сальный"   вид,   ­   продукт   низкого   качества.   Хорошее   масло отличается блестящим срезом.  7. При заморозке сливочное масло твердеет и при разрезе ломается на куски, а при комнатной температуре не растекается. Приложение 1. Методики исследований: 1. Определение содержания влаги в масле без наполнителей5. Цель: определить влагу в различных видах сливочного масла. Приборы   и   материалы:   электрическая   плитка,  штатив,   2   муфты,   2   лапки, алюминиевый стакан, зеркало, масло нескольких видов. Ход работы.  В сухой алюминиевый стакан взвешивают 5 или 10 г исследуемого сливочного масла с погрешностью не более 0,01 г.   С помощью специального металлического держателя алюминиевый  стакан осторожно,   особенно   в   начале,   нагревают,   поддерживая   спокойное   и равномерное кипение, не допуская вспенивание и разбрызгивание. Нагревание производят   до   прекращения   отпотевания   холодного   зеркала   или   часового стекла, поддерживаемого над стаканом.   Признаком   конечного   периода   испарения   воды   служит   прекращение вспенивания и треска и появление легкого побурения. После высушивания стакан охлаждают на чистом, гладком металлическом листе и взвешивают. Массовую долю влаги W, %, вычисляют по формуле 5 http://docs.cntd.ru/document/gost­24027­2­80   12 W =    100   1  mm m где   m   –   масса   алюминиевого   стакана   с   навеской   продукта   до нагревания, г;              m1  – масса алюминиевого стакана с навеской продукта после удаления влаги, г;       m0 – навеска продукта, г. По ГОСТУ W ≤ 16% 2. Определение примесей творога. Чайную ложку исследуемого масла опустите в стакан с крутым кипятком, смешайте.   Если   масло   доброкачественное,   через   несколько   минут   жир всплывает, вода остается прозрачной. Частицы творога, не растворяющиеся в воде и удельно более тяжелые, оседают на дно.   3. Определение наличия непредельных жиров. В   расплавленное   масло   капните   раствор   марганцовки,   оно   окрасилось   в розовый цвет, а через некоторое время жидкость обесцветилась. Это говорит о наличии непредельных жиров в исследуемых образцах, которые необходимы человеку6.  4. Определение температуры плавления и отвердевания сливочного масла7   Цель: Определить температуру плавления и отвердевания нескольких видов сливочного масла и построить кривые отвердевания и плавления.   Опытные образцы были помещены в мензурки и нагревались на водяной бане.     После   того,   как   масло   в   мензурках     полностью   растоплено   плитку отключите. В колбу с водой добавьте лед. Затем в нее поместите мензурки с маслом,  в   которых   закрепили   термометры   и   начните   снимать   показания   с интервалом 2 мин до полного отвердевания масла.  6kakprosto.ru  7 Перышкин А.В. Физика 8 13 Затем, мензурки вновь поместите на водяную баню, и снимите показания термометра с интервалом 30 сек до полного плавления масла.  По результатам экспериментов постройте  кривые плавления и отвердевания. 5. Определение плотности сливочного масла8  Цель: определить плотность различных видов сливочного масла. Чтобы определить плотность масла нам необходимо знать его объем и массу.  Массу масла  найдите с помощью весов. Для определения объема куска масла поместите его в мензурку.  Плотность вычислите по формуле:    = ρ m V Таблица 1. Определение содержания влаги в масле без наполнителей Приложение 2 Масло Коровкино   Дедушкина ферма Домик в  деревне  m0,г 8.35 10.3 6.8 m, г 52.1 54.05 54.17 m1,г. 48.7 48.4 51.7   W, % 6.5 10.45 4.6 Кривые плавления  и отвердевания исследуемых образцов: 8 Перышкин А.В. Физика 7 14 Вид Коровкино Дедушкина ферма 3.5. Определение плотности сливочного масла V 1  нач.объем жидкости в  мензурке, см3 50 50 V 2 Объем  жидкости и тела, см3 63 60 V т Объем  тела  (кусочка  масла), см3 13 10 15 m (масса тела),  г ρ (плотность масла), кг/м3 11  10  846 1000 Домик в деревне  50 62 12 12.25  1021 Список   источников 1. http://www.kukerman.com/pages/kak_davno_poyavilos__slivochnoe_maslo .html   2. http://www.yourlifestyle.ru/polza/564­vred­i­polza­slivochnogo­masla.html  3. http://www.grandars.ru/college/tovarovedenie/maslo­slivochnoe.html   4. http://www.znaytovar.ru/new663.html   5. http://docs.cntd.ru/document/gost­24027­2­80 6. kakprosto.ru 7. Перышкин А.В. Физика 8 Дрофа. Москва 2014 8. Перышкин А.В. Физика 7 Дрофа. Москва 2011 16