Megállíthatatlanul közeledik a tavasz és ezt mindannyian érezzük. Éledezik a természet, nagy erővel dobják le magukról a növények a tél utolsó karmait, és mi is a szabad levegőre kívánkozunk. Az alábbiakban bemutatunk két egyszerűbb, otthonról is elvégezhető tavaszi kísérletet, amivel együtt szórakozhat a család, illetve hosszabb távú feladatot is kaphatunk, apró növényünk nevelgetésével. Ebben a blogbejegyzésben több nyári tábor során is kipróbált, a gyerekek számára biztonságos és izgalmas kísérletet mutatunk be.
A keményítőről…
Kísérleteink központjában a keményítő áll, bevezetésül nézzük meg, hogy mi is ez az anyag pontosan. A keményítő egy szénhidrát, a szénhidrátok neve pedig onnét ered, hogy szénre és vízre bonthatóak, tehát a szén mellett hidrogén és oxigén 2:1-es arányban adják az alkotóelemeiket.
A szénhidrátok (ha tudományos szövegben találkozunk velük: szacharidok) csoportosítása összetettségük alapján történik. A legegyszerűbbek az egyszerű cukrok (monoszacharidok), amik kisebb cukor részecskékké már nem bonthatóak. Vízben jól oldódnak, könnyen emészthetőek, ezért hamar energiát adnak szervezetünknek. Közéjük tartoznak az olyan ismert cukrok, mint a szőlőcukor (glükóz) és a gyümölcscukor (fruktóz).
A következő lépcsőfokot a kettős szénhidrátok és az egyszerűbb névvel nem rendelkező oligoszacharidok alkotják. Ezek azok az esetek, amikor kettő vagy annál néhánnyal több egyszerű cukor alkotja a cukormolekulát. Könnyen emészthetőek, vízben oldódnak. a répacukor (szacharóz), és a tejcukor (laktóz) talán a legjobban ismert példa közülük.
Az összetett szénhidrátoknak is az egyszerű szénhidrátok az építőkövei csak néhánynál jóval több monoszacharidból épül fel egy-egy óriásmolekula. Vízben egyáltalán nem vagy nagyon rosszul oldódnak emészthetőségük pedig változó. Ide tartozik a növényi sejtek falát és ily módon a növények testét adó vázat felépítő cellulóz.
Valamint mai írásunk témája, a növényekben könnyen mozgósítható energiaraktárként funkcionáló keményítő. (Az állati keményítőnek nevezett glikogén szintén ezt a szerepet tölti be, csak az állati szervezetekben.)
Táncoló csodalény, avagy a nem-newtoni folyadék
Hozzávalók: Kukorica- vagy burgonyakeményítő és víz
A nem-newtoni folyadék olyan anyag, amelynek egyszerre vannak a szilárd és folyékony halmazállapotra jellemző tulajdonságai. Egyszerűbben fogalmazva, nem tudja eldönteni, hogy elfolyjon vagy ellenálljon. Ezt a tulajdonságát tudjuk kihasználni látványos és élvezetes otthoni használata során.
A kísérlet elkészítése roppant egyszerű: hűvös vagy hideg csapvizet kell összekevernünk keményítővel (lehet kukorica- vagy burgonyakeményítő is) fele-fele arányban. Egy pohárnyi vízhez például egy pohárnyi keményítőt adjunk. Ezt érdemes egy nagyobb edényben végezni, hiszen ha elkeveredtek egymással akkor kezdődhet a móka!
Figyelem, olyan helyen próbálkozzunk, amit könnyű kitakarítani, nem fog minden csepp a tálban maradni!
Az immár nem-newtoni folyadékunk nagyon különlegesen fog viselkedni. Ha erőt fejtünk ki rá, azaz megütjük, dobáljuk, rácsapunk, akkor ellenáll nekünk és kemény felületként viselkedik, mintha egy keményebb gyurma lenne. Ezzel szemben, ha finoman bánunk vele, magában hagyjuk, vagy csak a tenyerünkbe öntjük, lágyan és könnyeden viselkedik, kifolyik az ujjaink közül.
A mi viselkedésünktől függ, hogy hogyan fog reagálni ránk. A kész anyaggal sokféleképpen szórakozhatunk, illetve hagyhatjuk a gyermek fantáziáját is kibontakozni, de álljon itt néhány ötlet, amiket érdemes lehet kipróbálni:
- Ha például egy hangszórót (amit nem sajnálunk) beborítunk folpackkal és ráöntjük a kis „lényünket”, a lejátszott zenére fog táncolni, dobálja magát, különös alakzatokat képez. Ezen a ponton, ha akad otthon ételszínezék, pár cseppet hozzáadhatunk és még látványosabb lesz a tánc.
- Ki lehet próbálni azt is, hogy szépen lassan belemerítjük a kezünket a folyadékba, majd hirtelen megpróbáljuk kirántani, vajon mi fog történni?
Keményítő kimutatása jódpróbával
Szükséges eszközök:
- Tálca/tányér (amin dolgozunk)
- Üvegedények (poharak is megteszik)
- Mérőkanál (kiskanál)
- Cseppentésre alkalmas eszköz (pipetta, fecskendő)
- Alkoholos jód oldat (ha más nincs akkor Betadine)
- Élelmiszer minták (liszt, kenyér, krumpli, bármi, aminek meg akarjuk vizsgálni, van-e keményítő tartalma)
A kísérlet teljesen veszélytelen, de elvégzése során folyamatos szülői felügyeletet javaslunk.
Fontos szabály: a kísérletezés során minden vegyszernek számít, vagyis a kísérletezéshez használt élelmiszereket nem esszük, nem kóstoljuk meg. Ennek betartását elősegítendő mérjünk ki előre kis adagokat, melyek innentől szigorúan tudományos vegyszernek számítanak. A kísérletnek ugyan lesz olyan része is, amikor kimondottan meg kell kóstolnunk valamit, fontos, hogy az ehhez használt élelmiszert megint csak külön kezeljük.
Csapjunk is bele és kezdjük a kóstolással. Valamilyen kenyérféléből, zsömléből, kifliből vegyünk egy falatot a szánkba, rágjuk meg hosszan és alaposan és figyeljünk az ízére. Rövid idő után édesedő ízt kell hogy érezzünk. A magyarázattal várjunk még, ideje elkezdeni vadászni a keményítőre.
Ettől a ponttól már minden vegyszernek számít.
- Helyezzük a vizsgálni kívánt élelmiszermintákat egy tányérra vagy tálcára és csepegtessünk rájuk jódoldatot.
- A keményítő tartalmú élelmiszerek változó tempóban, de sötétkékes elszíneződéssel reagálnak a jód jelenlétére.
- Ennek magyarázata abban rejlik, hogy a jód részecskéi bekerülnek a spirális szerkezetű keményítő belsejébe, ami révén megváltozik az a tulajdonsága, hogy milyen színű fényt ver vissza.
De mi a helyzet az édes ízzel?
Joggal feltételezhetjük, hogy cukor jelenlétére utal. A fentiekben olvastuk, hogy a keményítő nagy molekulája apró cukor egységekből áll, ellenben nem oldódik vízben. Mégis mi történt hát vele? A válasz egyszerű: megemésztődött.
A keményítők bontása ugyanis már a szánkban elkezdődik (a feladatot amiláz nevezetű enzimek végzik) és alegységeikre, az édes ízt adó cukrokra esnek szét. Egy egyszerű kísérlettel leellenőrizhetjük, hogy valóban lebontja-e a keményítőt a nyálunk. A keményítő jelenlétét ugyanis már ki tudjuk mutatni egy reakcióval:
- Fogjunk hát két poharat.
- Töltsünk beléjük néhány centiliter vizet, és adjunk hozzájuk lisztet vagy kukorica keményítőt.
- Majd csepegtessünk mindkettőbe egy kevés jódoldatot. Törekedjünk arra, hogy a két pohárban egyforma mennyiségek legyenek.
- A következő feladat az, lesz, hogy gyűjtsünk össze némi nyálat a szánkban és köpjünk bele az egyik pohárba, és lassan kavargassuk.
- Némi idő eltelte után hasonlítsuk össze a színét a másik poháréval. Ha minden a természet törvényei alapján történt, a nyállal kevert elegy halványabb színt kell, hogy mutasson, akár a teljes színtelenedés is előfordulhat.
Keményítő szerepe a természetben
Vízben nem oldódó tápanyagraktár. Tulajdonképpen ennyi. Következő bejegyzésünkben részletesebb is fogunk ezzel foglalkozni, felvetünk néhány újabb kísérlet ötletet és megmagyarázunk pár ehhez kapcsolódó természeti jelenséget. De aki szeretne, nyugodtan dolgozhat előre. Nem kell hozzá sok minden csupán néhány mag, tányér, papírzsebkendő és víz…
