Морские водоросли

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение 
средняя общеобразовательная школа 
городского поселения «Рабочий поселок Октябрьский»
Ванинского муниципального района Хабаровского края

Биология

Исследовательская работа

Тема: «Морские водоросли»

                     Автор  работы: Протопопов Тимофей Валерьевич, 5 «А» класс

 Руководитель: Протопопова Ирина Владимировна,учитель химии

п.Октябрьский

2015г.

Оглавление

Введение        

1 Теоретическая часть        

1.1 Водоросли и наука        

1.2 Водоросли и медицина        

1.3 Водоросли в пищевой промышленности        

1.4 Водоросли в животноводстве        

2 Экспериментальная часть        

2.1 Определение маннита в ламинарии        

2.2 Выделение каротина        

2.3 Обнаружение витамина С в ламинарии        

Заключение        

Список использованной литературы        

ПРИЛОЖЕНИЕ 1        

Коренные жители Севера и Дальнего Востока с давних времен использовали дары моря. Одним из таких даров являются водоросли. Мы живём на берегу Татарского пролива и каждый из нас, отдыхая на море, встречал эти удивительные растения. В морях Дальнего Востока есть зелёные, бурые и красные водоросли. К зелёным водорослям относятся энтероморфа (кишечница) линза, к бурым ламинария японская (прибрежная и глубинная), ламинария цикоревидная, к красным водорослям относятся хондрус перистый. Самая известная водоросль на Дальнем Востоке – это ламинария японская, которую мы часто называем «морской капустой».   

В своей работе я хочу более подробно изучить строение, значение ламинарии, попытаться определить какие вещества входят в состав этой водоросли. Я хочу узнать, где используется эта водоросль, какие полезные вещества в ней содержатся, как эти вещества влияют на здоровье человека. Всем ли людям необходимо употреблять в пищу «морскую капусту», в чём её польза.

Объект исследования: ламинария японская.

Цель исследования: выявить полезные свойства бурой водоросли ламинарии. Определить какие вещества входят в состав ламинарии японской.

Методы исследования: эксперимент, работа с источниками информации.

1 Теоретическая часть

1.1 Водоросли и наука

Альгология – раздел ботаники, изучающий водоросли. Богат и разнообразен мир дальневосточных морей. Многие их прибрежные районы опоясаны густыми зарослями водорослей, среди которых агаросодержащая водоросль анфельция, филлоспадикс и зоотера. А чемпион по распространенности – ламинария (морская капуста). Запасы водорослей в морях, омывающих нашу страну, исчисляются миллионами тонн, а добывается всего около 2 тысяч тонн (2% всех разведанных запасов). Одна из причин, сдерживающих более широкую добычу водорослей, не всегда удобное расположение районов их распространения по отношению к районам переработки и потребления. Поэтому значительно выгоднее заниматься искусственным культивированием. Наибольших успехов в культивировании морских водорослей достигли в Японии, Индонезии, на Филиппинских островах, в Австралии. Выращиванием водорослей в искусственных условиях занимаются в США, Великобритании, Франции. В нашей стране успешно осваиваются подводные плантации ламинарии (на Камчатке, в Приморье – залив Посьет) и филлофоры (в черном море). На камчатке, в Оссорской бухте, на поверхности воды натянуты канатные рамы, от которых вниз на глубину до 18 м опускаются веревочные гирлянды. По этим гирляндам и вьются молодые ростки морской капусты. С 1 га здесь собирают 40-50 тонн ламинарии.

Водоросли содержат до 50% белков, тогда как в говядине их 21%, в свинине – 18%. В водорослях содержание белков, жиров и углеводов больше, чем во многих злаках и овощах. Так, содержание белка в бурых и красных водорослях составляет с среднем 20%, а в зелёных – 45%, в сравнении с 9% - в гречихе и 14% в пшенице. В свежих водорослях имеются почти все витамины, а по количеству некоторых важных витаминов водоросли даже «обогнали» многие овощи и фрукты. Так, витамина В2 в морской капусте в 00 раз больше, чем в картофеле, и в 40 раз больше, чем в моркови. По содержанию витамина С многие водоросли даже богаче яблок. Кроме того, водоросли содержат большое количество необходимых для организма человека минеральных элементов таких как йод, азот, бор, марганец, медь, цинк, железо, калий. Имеется в них, хотя и в незначительных количествах, мышьяк, применяемый в медицине для ускорения обмена веществ. Морские растения богаты жирами, количество которых меняется от 1/5 до ¼ от общей массы.

Водоросли в большей степени, чем другие живые существа подводного царства, обладают способностью извлекать из морской воды и аккумулировать многочисленные элементы. Так, концентрация магния в морской капусте превышает таковую в морской воде в 9–10 раз, серы – в 17 раз, брома – в 13 раз. В 1 кг ламинарий содержится столько йода, сколько его растворено в 100 000 л морской воды.

По содержанию многих химических элементов водоросли значительно превосходят наземные растения. Так, бора в водорослях в 90 раз больше, чем в овсе, в 4–5 раз больше, чем в картофеле и свекле. Количество йода в ламинариях в несколько тысяч раз больше, чем в наземной флоре. Минеральные вещества водорослей в основном (75–85 %) представлены водорастворимыми солями калия и натрия (хлориды, сульфаты). В водорослях содержится довольно большое количество кальция: в 100 г морской капусты – 155 мг. В сухих водорослях содержится в среднем 0,43 % фосфора, тогда как в сушеном картофеле и сушеной моркови его почти вдвое меньше.

Водоросли в большом количестве аккумулируют не только различные микро – и макроэлементы, но также и многие витамины. В ламинарии содержится такое количество провитамина А, которое соответствует его содержанию в распространенных фруктах: яблоках, сливах, вишнях, апельсинах. По содержанию витамина В1 ламинария не уступает сухим дрожжам. В 100 г сухих бурых водорослей содержится до 10 мкг витамина В12. Большой интерес представляют водоросли как источник витамина С в пищевой диете. В ламинарии содержится довольно большое количество этого витамина: в 100 г сухой ламинарии – от 15 до 240 мг, а в сырых водорослях – 30–47 мг. По содержанию этого витамина бурые водоросли не уступают апельсинам, ананасам, землянике, крыжовнику, зеленому луку, щавелю. Кроме вышеуказанных витаминов, в водорослях найдены и другие витамины, в частности витамины Д, К, РР (никотиновая кислота), пантотеновая и фолиевая кислоты.

Морские растения содержат колоссальное количество йода. Так, в 100 г сухой ламинарии содержание йода колеблется от 160 до 800 мг. Известно, что в бурых съедобных водорослях до 95 % йода находится в виде органических соединений, из них примерно 10 % связано с белком, что имеет немаловажное значение. Кроме этого, в морской капусте имеется некоторое количество моно – и дийодтирозина – неактивных гормональных веществ, содержащихся в ткани щитовидной железы, которые также являются органическими продуктами.

Таким образом, искусственно созданный продукт не может конкурировать с живой природой: в морской капусте не просто много йода – она содержит еще и биологически активные вещества, помогающие этот йод усвоить. Органические соединения йода ламинарии быстрее, чем эквивалентное количество йодистого натрия, способствуют нормализации функции щитовидной железы. И это можно объяснить не только йодом, но и содержанием в морских растениях важных для обменных процессов макро – и микроэлементов (молибден, медь, кобальт и др.) и витаминов.

Строение ламинарии.

Ламинария состоит из слоевища в виде пластинки, ровной или морщинистой, цельной или рассечённой, без отверстий, длиной от нескольких десятков сантиметров до 20 м, бурой окраски. Стволик неразветвлённый, прикрепляется ризоидами или дисковидной подошвой.

1.2 Водоросли и медицина

Местные жители Севера и Дальнего востока использовали дары моря с самыми различными целями. Так, о морской капусте  С.П.Крашенинников сообщает: «Оную траву мочат в студеной воде и пьют от великого резу». Водоросли обладают лечебными свойствами. Ещё за 3000 лет до н.э. в Древнем Китае для лечения зобной болезни и горла рекомендовалась водоросль porphyra coccinena, для борьбы с кишечными расстройствами, склерозом, цингой, гипертонией, нервными расстройствами и золотухой применяли различные виды ламинарии. Некоторые водоросли – кораллина, гелидиум, церариум, энтероморфа – издавна славились своим глистогонным действием. «Ирландский мох»  («Chondrus crispus») употребляли при чахотке, истощении, сердечно-сосудистых заболеваниях, лечили им детей от рахита. В настоящее время лекарственный препарат каррагенин (создан на основе морских водорослей) применяется для поддержания сил ослабленного организма после перенесённых заболеваний, при лечении язвенной болезни желудка. Особо необходимо отметить значение йода, содержащегося в морских водорослях. Доказано, что при употреблении в пищу водорослей йод легче усваивается организмом и не вызывает насморка, а также других побочных явлений, обычных при употреблении искусственных препаратов йода.

Морские водоросли богаты витаминами А, В1,В2, С, D. Отсутствие в пище витамина А вызывает задержку роста, болезнь глаз (ксерофтальмию) и общее понижение сопротивляемости к инфекционным болезням. Недостаток витамина В1 вызывает у человека болезнь бери-бери (главные симптомы болезни: отсутствие аппетита, онемение ног, падение веса, затем наступают паралич и атрофия мышц ног, нарушение деятельности сердца, затруднение дыхания и другие  симптомы). Витамин В2 является фактором роста, поэтому его отсутствие в пище останавливает рост животных и человека. Витамин С – одно из наиболее известных антицинготных средств, а витамин D предупреждает появление рахита. таким образом, морские водоросли имеют большое значение в качестве лечебных, диетических и профилактических продуктов, особенно благодаря богатству витаминами.

Кроме того, в годы Великой Отечественной войны известному алькологу Ксении Петровне Гемп с помощью водорослей удалось получить такое лекарство, как пенициллин. на сырых листьях бурой водоросли ламинарии она заметила зеленоватый налёт плесени. Ламинария оказалась настоящей фабрикой пенициллина в миниатюре. Таблица 1 Водоросли в аптеке помещена в приложении 1.

1.3 Водоросли в пищевой промышленности

В пищу люди используют водоросли в свежем, варёном, сушеном, консервированном виде. Они питательны и полезны. В кондитерской промышленности водоросли сначала перерабатывают в полуфабрикаты, из которых затем приготавливают хлеб, печенье, джем, конфеты, цукаты, зефир, мороженое и даже шоколад.

Многие различные минеральные соли и микроэлементы получают из морских водорослей, которые широко используются в различных отраслях промышленности. Таблица 2 «Профессия» альгината натрия» помещена в приложении 1. Таблица 3 «Производные альгиновой кислоты» помещена в приложении 1.

1.4 Водоросли в животноводстве

Водоросли с давних времен использовались в качестве дополнительных кормов для животных и птицы, а также как прекрасное удобрение, отличающееся высоким содержанием азотных и калийных солей. Во многих странах Европы и в Австралии жители выгоняли овец, коров, коз для выпаса на побережье моря, когда во время отлива обнажались целые плантации водорослей. Кроме того, водоросли собирали для приготовления силоса, кормовой муки. Животные, питающиеся водорослями, быстро набирают вес, менее восприимчивы к различным заболеваниям.

2 Экспериментальная часть

2.1 Определение маннита в ламинарии

Маннит – шестиатомный спирт, представляющий собой бесцветные кристаллы сладкого вкуса. Маннит является хорошей питательной средой для многих микроорганизмов, выращиваемых в лаборатории. Это вещество способствует рассасыванию тромбов, применяется при заболеваниях почек, при отёке мозга. Используется в текстильной промышленности, в очистных сооружениях как индикатор загрязнённости сточных вод.

Для обнаружения маннита ламинарию промывает и разрезаем, на свежий срез насыпаем мелкие кристаллики борной кислоты и добавляем кристаллики метилоранжа. Срез при этом окрашивается в ярко-красный цвет. Это доказывает наличие маннита в ламинарии. Результат виден на рисунке 1.

Рисунок 1 – Обнаружение маннита

2.2 Выделение каротина

Каротин – жёлто-оранжевый пигмент, является провитамином витамина А. Каротин полезен для зрения, является иммуностимулятором.

        Для обнаружения каротина заливаем свежеизмельчённую морскую капусту спиртом, плотно закрываем сосуд и оставляем на сутки (получаем спиртовую вытяжку рисунок 2),

Рисунок 2 – спиртовая вытяжка из ламинарии

затем опускаем полоску фильтровальной бумаги в спиртовую вытяжку, наблюдаем окрашивание бумаги в жёлтый цвет (рисунок 3), что доказывает наличие каротина в ламинарии.

Рисунок 3 – наличие каротина в ламинарии

2.3 Обнаружение витамина С в ламинарии

 Витамин С один из мощных антиоксидантов и регуляторов окислительно-восстановительных процессов, необходимый элемент в синтезе гормонов и адреналина; витамин С регулирует проницаемость капилляров и свёртываемость крови; оказывает противовоспалительное действие; уменьшает аллергические реакции. Кроме этого, витамин С помогает справиться с последствиями стресса и усиливает устойчивость организма к инфекциям. Витамин С помогает организму лучше усваивать железо и кальций, в то же время выводя свинец, ртуть и медь. Витамин С действует комплексно на устойчивость других витаминов в человеческом организме. Например, В1, В2, витамин А, Е, фолиевая и пантотеновые кислоты за счёт антиокислительного эффекта дольше сохраняют жизнеспособность. Без витамина С человек действительно слаб и незащищён, и наоборот, необходимое его количество стимулирует организм таким образом, что он сам способен обеспечить здоровое функционирование.

Для обнаружения витамина С в ламинарии измельчаем морскую водоросль, растираем её с кварцевым песком (рисунок 4), постепенно добавляем 2-% раствор хлороводорода. Полученную смесь фильтруем.

Рисунок 4 – растирание водоросли с кварцевым песком

К фильтрату добавляем раствор марганцовки (KMnO4). Наблюдаем обесцвечивание раствора марганцовки. Это указывает на наличие витамина С (рисунок 5).

Рисунок 5 – наличие витамина С.

Заключение

Таким образом, в результате проведённой работы я убедился, что водоросли являются ценным продуктом. В них содержатся важные для здоровья человека витамины и вещества, положительно влияющие на здоровье. Я узнал, что кроме йода «морская капуста» содержит другие витамины и полезные вещества. С помощью эксперимента мне удалось определить наличие маннита, каротина и витамина С. Это необходимые вещества для здоровья человека. Для меня было неожиданным то, что многие водоросли содержат витамина С в 40 раз больше, чем яблоки.

При выполнении работы, я узнал много нового про водоросли, их значение в жизни человека.

На территории Ванинского района находится  рыболовецкая артель (колхоз) им.50 лет Октября в сельском поселении Датта. В данной артели производится промышленная заготовка «морской капусты», которая используется при производстве продуктов питания. Они получаются очень вкусными и полезными.

Вы можете обеспечить себя полезным продуктом питания самостоятельно, прогулявшись на берегу моря после шторма.

Список использованной литературы

1. 1.Врищ А.Э., Суховеева М.В. Водоросли и морские травы морей Дальнего Востока России.
2. Водоросли и морские травы морей дальнего востока России [электронный ресурс]- http://ecodelo.org/2196- 
3. Тюменцева Т.С. Морские водоросли: дебют на химическом вечере /Т.С.Тюменцева// Химия в школе. – 199.-№5. С79-84.
4. Официальный сайт Ванинского района, http://www.vanino.org
5. Пасечник В.В., Биология 6 класс-М.Дрофа,:2011
6. Зубов Л.А., Ламинария – целебный дар моря [Электронный ресурс]- http://www.esus.ru/php/content.php

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Морские водоросли в аптеке

«Профессия» альгината натрия

Производные альгиновой кислоты