乳糖,蔗糖和葡萄糖:冰沙中含有多少糖?

2020年3月2日 作者 奇先生 0

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所需时间 短(2-5天)
先决条件
材料可用性 我们的合作伙伴可提供糖代谢试剂盒,其中包含该项目所需的大部分特殊用品家庭科学工具。如果您当地的药店或杂货店没有乳糖酶滴剂,您需要在线订购。有关详细信息,请参阅材料部分。
费用 平均值($ 50 – $ 100)
安全 没有问题

摘要

你喜欢喝满满的浆果和其他美味水果的冰沙吗?或许你喜欢喝花生酱,巧克力和香蕉的奶油奶昔。冰沙和奶昔通常对我们来说很美味,因为它们含糖。但是你知道有不同的糖吗?冰沙中的一些成分可以含有多种糖,我们的身体对每种糖的处理方式也不同。在这个科学项目中,您将通过研究如何在消化酶的帮助下将蔗糖和乳糖转化为葡萄糖来测量普通冰沙和奶昔成分中三种糖(葡萄糖,蔗糖和乳糖)的浓度。在你的身体里。

目的

研究消化酶如何将蔗糖和乳糖转化为葡萄糖,并使用此信息评估您自己的冰沙配方中的葡萄糖含量。

积分

Teisha Rowland,PhD,Science Buddies

感谢丹佛大都会州立大学的Andrew Bonham博士对测试这个科学项目的反馈意见。

引用本页

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MLA风格

科学伙伴。”乳糖,蔗糖和葡萄糖:你的冰沙里有多少糖?” 科学伙伴,2018年12月12日,https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/FoodSci_p073/cooking-food-science/lactose-sucrose-and-glucose-how-many-sugars-are-in-your-smoothie。2019年7月6日访问。

APA风格

科学伙伴。(2018年12月12日)。乳糖,蔗糖和葡萄糖:冰沙中含有多少糖?从…获得https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/FoodSci_p073/cooking-food-science/lactose-sucrose-and-glucose-how-many-sugars-are-in-your-smoothie


最后编辑日期:2018-12-12

简介

你喜欢装满水果的冰沙,还是美味的巧克力奶昔?冰沙和奶昔通常很有吸引力,因为它们的甜味当然是由于它们中的。如果您查看有关自制冰沙或奶昔的一些成分的营养信息,您可能会惊讶地发现其中一些含有大量的糖:一汤匙蜂蜜可以含有17克(g)糖和整个香蕉含有大约15克糖!但是其他成分的糖含量要低得多;例如,一汤匙冰淇淋通常含有少于2克的糖,而相同数量的全脂奶含有近0克的糖。实际上有几种不同类型的糖,它们在技术上都是碳水化合物(仅含有碳,氢和氧的化合物,主要由植物制成)。

绿色冰沙被水果和蔬菜包围,准备进行葡萄糖测试
图1。你的味蕾关心哪些成分进入你的冰沙,但你的身体更关心冰沙含有的营养成分和糖.(照片由Ralf Kabelitz拍摄并在CC 3.0 Unported许可下使用)

你最常见的糖是蔗糖,这是用于烘烤饼干或制作柠檬水的白糖颗粒。蔗糖是从甘蔗或甜菜中提取的。在人体中,蔗糖被分解产生两种不同的糖:葡萄糖果糖。葡萄糖和果糖也常见于食物中。葡萄糖和果糖是最基本的碳水化合物类型(称为单糖),在消化过程中,它们直接被肠道吸收。将蔗糖分解成葡萄糖的过程通过消化酶催化或更快地制成.是帮助加速许多不同化学反应的蛋白质。在人体中,催化将蔗糖转化为葡萄糖和果糖的反应的消化酶称为蔗糖酶。想要研究这种反应的研究人员经常使用由其他生物制成的类似蛋白质和酶,因为使用人类蛋白质和酶可能会很昂贵。例如,在植物和酵母中,称为转化酶的酶催化与蔗糖酶在人类中相同的反应。该反应如等式1所示。

等式1:

但蔗糖并不是我们的身体分解成不同的,更”简单” 的糖的唯一糖。可以分解糖乳糖以产生葡萄糖和半乳糖(另一种糖,其容易直接在肠中吸收,因为它是单糖)。这种反应如公式2所示。乳糖是母乳的关键成分,因此婴儿能够消化它是至关重要的。婴儿能够从母乳中消化乳糖,因为它们会产生乳糖酶,这是一种催化乳糖分解成葡萄糖和半乳糖的消化酶。由于目前尚不清楚的原因,世界上大多数人在大约2岁后停止生产乳糖酶。一旦乳糖酶停止生产,喝奶或吃奶制品等奶制品会导致消化不良,因为乳糖通过消化系统未消化或部分消化。这种不能消化乳糖被称为乳糖不耐症。总体而言,如果某人是乳糖不耐症,则可以响应消化系统中存在的乳糖而发生非常不愉快的反应,其特征在于痉挛,腹胀,气体和腹泻。

公式2:

然而,有些人乳糖 耐受 ,这意味着他们可以消化乳制品。虽然它可能让你感到惊讶,但世界上少数人口的乳糖耐受性是由于几千年前欧洲发生的遗传变化导致乳糖酶生产维持到成年期。因此,乳糖耐量主要与其祖先来自欧洲某些地区的人有关。美国大多数人都耐乳糖,有3千万至5千万人患有乳糖不耐症<(总共约3.17亿人)。

你可能已经注意到,蔗糖和乳糖的共同之处在于,它们都可以在体内分解产生葡萄糖。葡萄糖是一种简单的糖,在生物学上很重要,因为它是细胞使用的主要能量来源,如脑细胞,肌肉细胞和身体其他组织中的细胞。除了通过蔗糖和乳糖的分解制成之外,还通过其他碳水化合物(例如淀粉(富含淀粉的食物包括面包,谷物,面食等))的分解在体内产生葡萄糖。因为蔗糖,乳糖和碳水化合物被分解形成葡萄糖,人的血液中的葡萄糖水平(通常称为血糖水平)通常在他或她吃之后上升。

与血液中的大部分化学物质一样,葡萄糖必须严格控制。血液中的葡萄糖水平由胰岛素胰岛素调节。当用餐后血糖水平升高时,胰腺会释放胰岛素,导致体内细胞(如肝脏,肌肉和脂肪细胞)吸收葡萄糖,将其从血液中排出并储存起来用于补充能量。当血糖水平开始下降时,胰腺停止释放胰岛素,并且储存的葡萄糖用于能量。

如果一个人的血液中的葡萄糖含量太少或太多,就会出现危险的医疗条件。如果太少,大脑和其他器官将无法获得所需的能量,这种情况称为低血糖症。这可能是严重的,危及生命的情况;为了治疗它,低血糖症患者必须通过摄入大量富含葡萄糖或碳水化合物的食物来提高他们的血糖水平。如果血液中的葡萄糖过多(高血糖),它可能是糖尿病的征兆,这是一种严重且无法治愈且日益增长的健康问题。如果一个人的胰腺没有产生足够的胰岛素,或者他或她的身体对胰岛素没有反应(称为胰岛素抵抗),这可能导致高血糖水平和糖尿病。这就是患有糖尿病的人可能需要每日注射胰岛素的原因。然而,治疗糖尿病的并发症是它在某些情况下实际上可能引起低血糖。观看此视频,了解细胞通常如何从血液中摄取葡萄糖,以及该过程的问题如何定义两种主要类型的糖尿病:I型和II型。

这个视频显示细胞通常如何从血液中吸收葡萄糖,以及这个过程中的问题如何导致糖尿病。

在这个食品科学项目中,您将研究常用于冰沙和奶昔的不同食物中葡萄糖,蔗糖和乳糖的浓度,以及蔗糖和乳糖转化为葡萄糖的方式(分别使用酶转化酶和乳糖酶) )改变我们从这些饮料中实际消化的葡萄糖量。如果有人患有低血糖症并且需要快速增加葡萄糖,你会发现使用你测试的成分制作的最佳饮料是什么。应该避免哪些食物? (提示:虽然蔗糖和乳糖酶​​可以转化为葡萄糖,但这需要一些时间才能发生,因此如果需要快速葡萄糖加强,它们可能不适合使用。)如果有人患有II型糖尿病哪些食物应该适量食用,不仅因为它们含有高浓度的葡萄糖,还因为它们富含蔗糖和/或乳糖?另一方面,对于患有II型糖尿病的人来说哪些食物可能是安全的,因为它们不会大大改变血糖水平?

要测量葡萄糖浓度,您将使用葡萄糖测试条。开发这些条带是为了帮助糖尿病患者监测其葡萄糖水平(通过测量尿液中的葡萄糖量)。当您将测试条浸入液体(如橙汁)时,如果存在葡萄糖,它将会改变颜色。颜色变化的程度取决于葡萄糖的浓度。用转化酶处理每个食品后再用乳糖酶处理后,您就可以使用葡萄糖试纸来确定每种成分中葡萄糖,蔗糖和乳糖的含量以及我们体内可能含有多少葡萄糖。

你认为可以将哪些成分组合成一个美味的奶昔或冰沙,不会改变某人的血液水平,如果有的话?如何制作一种能让人立即获得葡萄糖的美味饮料,或者,不会提供快速的葡萄糖提升,而是随着时间的推移提高葡萄糖?准备测试一些成分,并设计一些美味的奶昔或冰沙食谱来回答这些问题!

术语和概念

  • 碳水化合物
  • 蔗糖
  • 葡萄糖
  • 单糖
  • 催化剂
  • 蔗糖酶
  • 转化酶
  • 乳糖
  • 乳糖酶
  • 乳糖不耐症
  • 乳糖耐受
  • 血糖水平
  • 胰岛素
  • 低血糖症
  • 高血糖
  • 胰岛素抵抗
  • 控制
  • 积极控制
  • 否定控制
  • 稀释系列

问题

  • 冰沙和/或奶昔中常用的食物有哪些?
  • 你认为冰沙和/或奶昔中常用的食物含有高水平的葡萄糖?蔗糖和乳糖怎么样?
  • 冰沙和/或奶昔中常用的哪些食物含有低水平的葡萄糖,蔗糖和/或乳糖?
  • 健康人群中葡萄糖的浓度范围是多少?用于诊断糖尿病患者的范围​​是多少?
  • 转化酶和乳糖酶有什么区别?它们有什么相似之处?

参考书目


材料和设备 产品套件可用

这些特殊商品可以从我们的合作伙伴处购买主页科学工具:

  • 糖代谢试剂盒(1)。您将需要套件中的以下项目:
    • 量筒,100 mL(1)
    • 转化酶粉末(1g),制成25mL(2)
    • 葡萄糖粉末(30g)(1)
    • 测量葡萄糖的尿液分析试纸(100)
    • 分级转移移液管,3 mL(4)

您还需要收集这些项目(未包含在套件中):

  • 一次性杯子,8盎司。或更大(至少25)
  • 永久性记号笔
  • 可选:刀和勺
  • 可选:食用色素(颜色无关紧要)
  • 用于搅拌的勺子(至少20;您可能需要清洁勺子并在程序中重复使用)
  • 蒸馏水,大多数杂货店都有提供
  • 室温自来水
  • 量匙
  • 带秒针的计时器或时钟
  • 蔗糖,也称为食糖或砂糖,常用于烘焙(6 g)
  • 比例,必须能够精确测量到4克。可提供精确至少1 g的数字刻度(Fast Weigh MS-500-BLK数字口袋秤) Amazon.com
  • 瓶盖(至少5个)
  • 乳糖(6克);在线提供 Amazon.com
  • 乳糖酶滴剂(7 mL);可在某些药店或杂货店购买,也可在网上购买 Amazon.com
  • 要测试的食物是冰沙和/或奶昔中常见的成分。尝试至少三种不同的液体和三种不同的常用添加剂。以下是一些示例,但您可能希望自己进行一些研究,以找到您想要测试的成分:
    • 普通液体:牛奶,豆浆,无乳糖牛奶,奶油,果汁
    • 常用添加剂:水果(如草莓,香蕉,覆盆子等),冰淇淋,蜂蜜,可可粉,麦芽粉,花生酱
  • Blender,如果测试水果
  • 实验室笔记本

声明:Science Buddies参与联盟计划家庭科学工具 Amazon.com Carolina Biological ,以及 Jameco Electronics 。联盟计划的收益有助于支持Science Buddies,501(c)(3)公益慈善机构,为每个人免费提供资源。我们的首要任务是学生学习。如果您对我们网站上的建议您为科学项目所做的购买有任何意见(正面或负面),请告诉我们。写信给我们 scibuddy@sciencebuddies.org

推荐项目用品

获得正确的耗材 – 经过选择和测试,以便与该项目合作

项目套件:59.95美元 View Kit

实验程序

测试葡萄糖条

在科学项目的这一部分,您将创建控制,这些是具有已知成分的样本,可以提供明确的预期结果。您将这样做以确保葡萄糖测试条正常工作。如果测试条不能正常工作,则本实验的其余部分将无效.阳性对照将含有不同浓度的葡萄糖.阴性对照将是没有葡萄糖的样品。

  1. 首先,使用水和葡萄糖粉末进行阳性对照。为此,使用连续两倍稀释液制备稀释系列以产生以下浓度:2%,1%,0.5%,0.25%,0.125%和0.0625%。
    1. 标记六杯:2%,1%,0.5%,0.25%,0.125%和0.0625%。
    2. 将4克(g)葡萄糖加入标有2%杯中的200毫升水中,搅拌至葡萄糖溶解。
    3. 可选:在2%葡萄糖溶液中加入2-5滴食用色素。颜色无关紧要.注意:食用色素可以让您跟踪稀释水平,因为每种稀释液的颜色会变得不那么强烈。它不会干扰葡萄糖测量。
    4. 在另外五个杯子中加入100毫升水。
    5. 测量100mL 2%溶液并将其加入标记为1%的杯中以制备1%溶液。搅拌均匀。
    6. 测量100mL 1%溶液并将其加入标记为0.5%的杯中以制备0.5%溶液。搅拌均匀。
      1. 在每次稀释之间,确保冲洗并摇晃您正在使用的量筒或容器中的多余水,以转移100 mL容量。另外,使用干净的搅拌器。
    7. 对剩余的稀释液重复此过程。
      1. 当你完成后,每个杯子应该有100毫升的液体,除了0.0625%的溶液,应该有200毫升。
  2. 在100毫升水中加入一杯。不要添加任何葡萄糖溶液。标记为0%。这将是你的消极控制。
  3. 如果您在稀释系列中使用食用色素,那么现在应该有七个杯子看起来与图2中的类似。
稀释水中葡萄糖系列。人类生物科学项目
图2. 如果您使用食用色素(在此图中使用了红色食用色素),葡萄糖稀释系列应该与此图片中的相似(排列最集中至最少,从左到右)。每个杯子应该有100毫升液体,除了0.0625%溶液,应该有200毫升。作为阴性对照的第七个杯子应该只含有水(在这张照片的最右边)。

  1. 将测试条浸入七个杯子中的每个杯子中​​,一次一个.1-2秒后,从每个溶液中取出测试条并观察它们30秒(这应该是测试条说明中推荐的时间)。然后将测试条上的葡萄糖标记的颜色与图3中所示的瓶子上的颜色相匹配。颜色是否符合您的预期?在实验室笔记本中写下您的观察结果.注意:对于高葡萄糖浓度,可能需要长达60秒,直到颜色与实际浓度相匹配。因此,建议您在接近葡萄糖浓度为1%时稀释样品。
    1. 有关将葡萄糖试纸的颜色与瓶子颜色相匹配的指导,请参阅技术说明。
    2. 如果颜色在30秒之前变为最大范围(2%),则将其列为大于2%(”> 2%” )。您无需进行稀释。
    3. 如果浓度大于0.0625%的任何阳性对照溶液没有明显的颜色变化,请重复此过程。如果第二次仍有问题,您可能需要购买新的测试条。纯葡萄糖溶液的读数略低。请记住,这些测试条设计用于测量尿液样本中的低浓度葡萄糖,因此纯葡萄糖溶液的结果可能略有不同。如果30秒时葡萄糖溶液的试纸与预期的颜色相差多于一种颜色(例如,如果1%溶液读数小于0.5%或0.25%溶液读数大于0.5%),你可以相应地调整读出时间(例如60秒)。但是,您必须确保在整个实验过程中,您为所有样品保留相同的读数时间.
    4. 提示:如果您想要阅读葡萄糖试纸的其他帮助,请查看常见问题解答(FAQ)以获取此科学知识项目
技术说明

将葡萄糖测试条的颜色与瓶子上的颜色相匹配时,请记住这些有用的提示:

  • 瓶子上的颜色与您制作的葡萄糖溶液百分比不完全一致。可能存在0%(”阴性” ),0.1%,0.25%,0.5%,1%和2%葡萄糖溶液的颜色,如图3所示。
  • 一些试纸颜色可能会落在瓶子上的两种颜色之间;例如,介于0.5%和1%之间。如果发生这种情况,请记下实验室笔记本中的两个数字并计算它们的平均值。
  • 如果颜色在30秒之前变为最大范围(2%),请将其列为大于2%(”> 2%” )。根据程序中发生的情况,您可能需要进行1:10稀释并重新测试样品。如果您在葡萄糖浓度接近1%时开始稀释样品,您将获得更准确的结果。有两种方法可以执行1:10稀释,首选方法将在文本中指定:
    • 使用移液管将9滴水和1滴试液加入瓶盖中。在每个样品之​​间冲洗移液管。
    • 将1/2茶匙(tsp。)(2.5 mL)样品与22.5 mL水混合,制成1:10稀释液.(注意:您只需测试15 mL此稀释液。)

请记住,如果1:10稀释读数报告1%葡萄糖,那么样品中的葡萄糖实际上是10%,因为它被稀释了十倍。

葡萄糖试纸瓶上的颜色图表
图3. 这是试纸瓶上葡萄糖的颜色表。将葡萄糖测试条浸入葡萄糖溶液中并除去后,其颜色应改变并与其瓶子上的颜色匹配(或在两种颜色之间)。瓶子上的颜色将表明所测试溶液中葡萄糖的百分比。

测试转化酶和乳糖酶的活性

在科学项目的下一部分,您将测试转化酶和乳糖酶的活性。这一步非常重要,这样您就可以知道用消化酶测试所选食物需要多长时间。您将通过研究将已知量的蔗糖(在溶液中)转化为葡萄糖所需的时间来测试转化酶的活性。同样,您将通过研究将一定量的乳糖(溶液中)转化为葡萄糖所需的时间来测试乳糖酶的活性。当向蔗糖溶液中加入转化酶时,或当乳糖酶添加到乳糖溶液中时,随着糖转化为葡萄糖,葡萄糖的浓度应随时间增加。然而,经过一段时间后,葡萄糖浓度似乎保持不变或平稳。例如,参见图4.尽管转化酶可能仍在将蔗糖转化为葡萄糖,但它的转化率极低.(这可能部分是由于产品抑制,这是反应产物 – 在这种情况下 – 葡萄糖阻止酶产生更多产品。)在本节中,您将确定多长时间转化酶需要在10%溶液中转化蔗糖,和乳糖酶在10%溶液中转化乳糖需要多长时间。

  1. 制成含有10%蔗糖的溶液。
    1. 在杯中加入60 mL室温水。
    2. 在水杯中加入6克蔗糖。混合直至所有蔗糖溶解。
    3. 将15 mL(1汤匙)此溶液放入新杯中。
      1. 15毫升10%溶液中有多少克蔗糖?
  2. 在实验室笔记本中,创建一个用于记录数据的数据表。随着时间的推移,您将获取葡萄糖读数,以了解转化酶将蔗糖转化为葡萄糖的程度。
    1. 从零开始,计划在前30分钟每5分钟(分钟)取一次葡萄糖读数,然后每10分钟取一次。计划读数总共90分钟。
  3. 使用葡萄糖测试条测定蔗糖溶液中葡萄糖的浓度,正如您在上面”测试葡萄糖条” 部分的步骤4中所做的那样。将结果写入实验室笔记本中”0分钟” 的数据表中。
    1. 蔗糖溶液中应含有0%的葡萄糖。
  4. 将计时器设置为90分钟或确保时钟在附近。
  5. 从糖代谢试剂盒中取出一瓶含有1克粉状转化酶的瓶子并准备进行实验.注意:您可以在开始实验之前准备转化酶溶液,但是,如果您提前一天准备溶液,转化酶的效果会更好。您不必同时准备两种转化酶瓶。您可以保留第二瓶用于将来的实验,或者在本实验中用完转化酶后进行准备。
    1. 在量筒中加入25 mL蒸馏水。
    2. 打开转化酶瓶,将水加入转化酶粉中。
    3. 然后关上盖子并摇动瓶子,直到所有粉末溶解。
    4. 重要:一旦再水化,转化酶溶液需要在不使用时保存在冰箱中。
  6. 向蔗糖溶液中加入15滴(约0.75mL)转化酶。用干净的勺子快速混合溶液。
  7. 启动计时器或记下实验室笔记本中的确切时间。
  8. 如本节步骤2所述,使用葡萄糖测试条随时间获取溶液的葡萄糖读数。
    1. 将结果写入实验室笔记本中的数据表。
    2. 请参阅上面的技术说明,获取有关将葡萄糖测试条的颜色与测试条瓶上的颜色相匹配的指导。
    3. 请记住,如果在葡萄糖浓度达到1%左右时稀释样品,葡萄糖读数最准确。如果颜色在30秒之前变为最大范围(2%),则将其列为大于2%(”> 2%” )并使用1滴测试溶液快速执行1:10稀释(如关于第三个要点的技术说明)确定样品中葡萄糖的实际百分比。取1:10稀释度的葡萄糖读数。
    4. 当葡萄糖读数保持相同至少20分钟(3个读数间隔10分钟)时,您可以停止读数。
  9. 现在制作含有10%乳糖的溶液。
    1. 使用新的干净杯子和乳糖代替蔗糖重复步骤1。
    2. 如果您在将乳糖溶解在水中时遇到问题,可以尝试使用温水.重要:如果这样做,在测试之前一定要让溶液冷却到室温,因为温度会影响酶的活性。
  10. 通过重复本节的步骤2-8,使用乳糖溶液测试乳糖酶的活性,并进行以下更改:
    1. 用转化酶代替乳糖酶。
    2. 使用15 mL乳糖溶液。
    3. 您只需要3滴乳糖酶(而不是您使用转化酶的15滴)。
    4. 与转化酶溶液一样,使用后请务必将乳糖酶立即存放在冰箱中。
  11. 可选:您可以绘制结果图表,以更直观地表示和分析数据。为此,为转化酶制作一个图表,为乳糖酶制作一个图表。在两张图上,将时间放在x轴上,将葡萄糖浓度放在y轴上。
    1. 你应该得到与下面图4大致相似的图表。
消化酶图,显示乳糖和蔗糖转化为葡萄糖(使用乳糖酶和转化酶,分别)。
图4. 酶应该最初以大致恒定的速率将糖转化为葡萄糖,产生线性或接近直线。然而,经过一段时间后,葡萄糖的浓度似乎保持大致相同或平稳。虽然这些酶可能仍然会将一些糖转化为葡萄糖,但它们正以极低的速度进行。红色星号标志着葡萄糖浓度首先趋于平稳。如果您创建图表,它们可能只会大致匹配此图表中的线条。

  1. 查看您的数据并找出酶活性开始平稳的时间点.(对于每种酶,分别计算出来。)例如,在上面的图4中,该点标有红色星号.
  2. 对于每种酶,在步骤12中计算出的时间加10分钟(在13.a.中进一步说明)。在实验室笔记本的某个地方为每种酶写下这些时间。这些是您用来测试所选食品的时间。
    1. 在您在步骤12中发现的高原时期,根据您的数据,酶应该主要完成将糖转化为葡萄糖。此时您需要额外增加10分钟,以确保酶在这个过程中几乎完全完成。

测试葡萄糖,蔗糖和乳糖的冰沙和/或奶昔成分

现在您已确定每种酶将糖转化为葡萄糖需要多长时间,您就可以测试所选的冰沙和/或奶昔成分。在科学项目的这一部分,您将首先测试所选食物的葡萄糖浓度。然后你将每个都与转化酶反应,并通过确定它如何改变他们的葡萄糖浓度,你将弄清楚食物中蔗糖的含量。最后,您将使用乳糖酶对成分作出反应,并再次通过确定其如何改变其葡萄糖浓度,您将计算出食物中的乳糖含量。

  1. 在实验室笔记本中,创建一个用于记录数据的数据表。
    1. 对于每种食物样本,您将获得三个葡萄糖读数:一个在添加任何消化酶之前,一个在添加转化酶之后,一个在添加乳糖酶之后.
    2. 您将使用上面”测试转化酶和乳糖酶活性” 部分中步骤13中每种酶确定的时间。具体而言,在测量每个样品的葡萄糖后,将每个样品添加转化酶,并在确定转化酶已经过去后再次测量葡萄糖水平。最后,您将添加乳糖酶(对于相同的样品)并在乳糖酶经过一段时间后测量葡萄糖水平。
    3. 测试每种所选食物的至少三种不同样品。您可能希望在不同时间测试这些,因为测试需要的时间量。
      1. 多项试验有助于科学家确保其结果准确且可重复。
  2. 用您要测试的成分样品标记杯子。
  3. 重要事项:在测试之前,让您测试的所有成分样品达到室温。酶的活性受温度的影响。重要的是所有测试食物的温度大致相同,这样您在数据中看到的任何差异都不是因为食物的温度不同。
  4. 您可能需要专门准备一些成分进行测试(重要:如果必须用水稀释,请确保水在室温下):
    1. 为测试粘性成分(如花生酱或蜂蜜),用水稀释样品1:10(或10%)。使用½茶匙进行稀释。您的样本(如上文技术说明的第三个要点所述)。
    2. 为了测试水果,用水稀释样品1:5(或20%)并在搅拌器中混合。要做到这一点,你需要称量水果,用足够的水稀释1:5进行混合。
      1. 例如,您可以使用47.4克水果和237毫升(1杯)水.(47.4g除以237mL为0.2或20%。)
    3. 为测试粉末(如麦芽粉或可可粉),将3克水溶于15毫升(1汤匙)水中,用水稀释1:5(20%)。
  5. 向每个杯子中​​加入15毫升(1汤匙)您要测试的成分(稀释或未稀释).重要事项:如果必须用水稀释,请确保水在室温下。
  6. 使用葡萄糖测试条测定每种食物样本中葡萄糖的浓度,正如您在上面”测试葡萄糖条” 部分的步骤4中所做的那样。
    1. 请参阅上面的技术说明,获取有关将葡萄糖试纸颜色与瓶子颜色相匹配的指导。
    2. 如果颜色在30秒之前变为最大范围(2%),则将其列为大于2%(”> 2%” )并使用½茶匙进行1:10稀释。您的样本(如上文技术说明的第三个要点所述)。使用稀释的样品进行所有测试。
  7. 在数据表中写下每个样本的葡萄糖浓度。
  8. 为您确定转换酶的时间设置一个计时器(在上一节的步骤13中)或确保时钟在附近。
  9. 向每种成分样品中加入15滴(约0.75 mL)转化酶。快速混合样品。始终确保为您混合的每种不同溶液使用干净的新勺子。
    1. 一次只开始几个样本,因此更容易管理它们。
    2. 除了将其快速添加到样品中外,再水化的转化酶溶液应保留在冰箱中。
  10. 启动计时器或记下实验室笔记本中的确切时间。
  11. 当您确定转化酶的时间已过时,使用葡萄糖测试条确定每个样品中的葡萄糖浓度。将其写入数据表。
    1. 有关将葡萄糖测试条的颜色与瓶子颜色相匹配的指导,请参阅上面的技术说明。
    2. 如果颜色在30秒之前变为最大范围(2%),则将其列为大于2%(”> 2%” )并使用1滴测试溶液进行1:10稀释(如在上面的技术说明的第三个要点中描述。取1:10稀释度的葡萄糖读数。
  12. 在进行这些葡萄糖测量后,设定一个计时器,用于确定乳糖酶的时间(在上一节的步骤13中)或附近有一个时钟。
  13. 然后在每种成分样品中加入3滴乳糖酶。快速混合样品。
    1. 同样,与转化酶一样,乳糖酶溶液在不使用时应保留在冰箱中。
  14. 启动计时器或记下实验室笔记本中的确切时间。
  15. 当您确定乳糖酶的时间已过时,重复步骤11以确定每个样品中的葡萄糖浓度。
  16. 如果您没有同时测试所有成分(或每种成分的三个不同样品),您将需要重复此过程(步骤2-15),直到您测试了所有这些成分。
    1. 由于测试所需的时间,您可能希望在不同时间测试这些内容。
  17. 绘制结果图表。制作条形图并将样品的成分名称放在x轴上,将葡萄糖浓度放在y轴上。包括每个样品的所有三个葡萄糖读数(在添加酶之前,添加转化酶之后,以及在添加乳糖酶之后);要做到这一点,最简单的方法是将每个成分样本的三个条形聚类。
    1. 提示:如果您在测试时稀释了任何样品,请务必在图表中对此进行说明。该图应显示未稀释的葡萄糖浓度。

分析您的结果并测试冰沙和/或奶昔食谱

在科学项目的这一部分,您将分析您的数据,确定您测试的每种成分中有多少不同的糖(葡萄糖,蔗糖和乳糖),并提出自己的冰沙和/或奶昔给人高剂量或低剂量葡萄糖的食谱。

  1. 查看您在”测试奶昔,蔗糖和乳糖的奶昔和/或奶昔成分” 部分的步骤17中制作的图表。在添加消化酶之前,您的葡萄糖读数是否与您对这些食物的预期相符?添加每种酶后怎么样?
    1. 提示:请记住,转化酶会将蔗糖转化为葡萄糖,因此如果在加入转化酶后看到更多的葡萄糖,那么该成分中含有蔗糖。同样地,由于乳糖酶将乳糖转化为葡萄糖,如果你在加入乳糖酶后看到更多的葡萄糖,那么这种成分很可能含有乳糖。
    2. 在添加酶之前哪些成分含有最多的葡萄糖?哪个最少?有没有葡萄糖?
    3. 根据添加转化酶后葡萄糖水平的变化,哪些成分的蔗糖浓度最高,哪个成分最低?有没有食物没有蔗糖?您的结果是否符合您的预测?
    4. 乳糖水平怎么样?基于添加乳糖酶后葡萄糖水平的任何变化,哪些成分具有最高和最低的乳糖浓度?您的结果是否符合您的预测?
      1. 注意:如果你看到加入乳糖酶后葡萄糖略有增加,这是完全出乎意料的,这可能是因为样品中含有大量的蔗糖,转化酶仍在转化蔗糖葡萄糖,但速度极低。为了检查这一点,您可以重新测试该成分,但这次使用更大的稀释度(至少1:5)。
    5. 总体而言,加入两种酶后,哪种食物成分含有最多的葡萄糖?哪个最少?
  2. 您的结果与这些食品在其包装上列出的糖量相比如何?

    1. 您还可以查看”成分” ,了解食物中可能含有哪些类型的糖。高果糖玉米糖浆实际上含有果糖葡萄糖。
    2. 注意:如果您想确定您测试的成分中的实际蔗糖和乳糖浓度,请参阅制作它是你自己的部分,了解如何执行此操作。对于这个科学项目,只分析相对浓度.
  3. 这个实验与人体消化系统的实验有何不同?您是否认为由于其他化学反应可能会产生更多的葡萄糖?提示:重新阅读简介
  4. 了解不同食物的含糖量对糖尿病患者尤为重要。如果有人患有低血糖并且需要快速葡萄糖加强,那么您建议他或她吃哪些成分?你建议避免哪些成分?你会建议他或她适量使用哪种成分,不仅因为它们含有高浓度的葡萄糖,还因为它们富含蔗糖和/或乳糖?哪些食物对糖尿病患者来说可能是安全的,因为他们不会改变血糖水平那么多?
  5. 考虑一下本节第4步的答案,并设计三种不同的思慕雪和/或奶昔配方,如下所述。每种奶昔中至少包含两种或三种成分(至少一种液体和一种添加剂)。您使用的成分比率取决于您!然后制作饮料并测试它们(每种只有15 mL),就像上面”用于葡萄糖,蔗糖和乳糖的测试冰沙和/或奶昔成分” 部分一样。您的预测与您的结果相符吗?哪种饮料最适合各种医疗条件或情况?对于哪些医疗情况,这些饮料中的一些不适合使用?
    1. 制作一种不应该改变血糖水平的奶昔或冰沙(如果有的话)。
    2. 制作第二种奶昔或冰沙,可以让人快速增加葡萄糖。
    3. 制作第三种奶昔或冰沙,不应该给予很多(如果有的话)快速葡萄糖提升,但会随着时间的推移给人一种葡萄糖提升。

如果你喜欢这个项目,你可能会喜欢探索这些相关的职业:

食品科学家或技师

世界上只有一小部分人口无法进食或无法获得营养丰富的食物。食品科学家或技术人员致力于寻找具有适当营养水平且对人类消费安全的新食物来源。事实上,我们国家的食品供应依赖于食品科学家和技术人员,他们测试和开发符合并超过政府食品安全标准的食品。如果您有兴趣结合生物学,化学和帮助人们的知识,那么作为食品科学家或技术专家的职业可能是您的最佳选择!了解更多

认证糖尿病教育工作者

如果糖尿病患者有疑问或不了解如何治疗疾病,他们会转向谁?他们咨询认证的糖尿病教育者。这些糖尿病专家与患有糖尿病(或糖尿病前期)的人一起工作,因此他们知道如何管理自己的病情。这可以包括教育人们如何测量和控制他们的血糖水平,提供特定的饮食和锻炼建议,并提供情感支持。经过认证的糖尿病教育者以与受众相关的方式呈现健康信息,并对文化差异敏感。了解详情

营养师或营养师

有没有想过谁计划学校午餐,医院病人的食物,或奥运会运动员的饭菜?答案是营养师和营养师!营养师或营养师的工作是监督膳食的计划和准备,以确保像人一样的学生,患者和运动员正在获得正确的食物,使他们尽可能健康和强壮。一些营养师和营养师也努力教育人们选择好的食物,这样他们就可以做饭和吃自己的健康膳食。了解更多

生物化学家

生长,衰老,消化 – 所有这些都是生物体进行化学过程的例子。生物化学家研究这些类型的化学作用如何在细胞和组织中发生,并监测新物质(如食品添加剂和药物)对生物体的影响。了解更多



变体形式

  • 在这个科学项目中,您确定了您测试的每种成分中的相对浓度的蔗糖和乳糖。您也可以尝试计算实际浓度,但这更具挑战性。如果您想了解如何执行此操作,请参阅科学项目的过程蔗糖&amp;葡萄糖和果糖,哦,我的!揭开食物中的隐藏糖。具体来说,阅读关于线性时间点(在图4中讨论),然后转到”分析结果” 部分并查看步骤2.基于酶活性计算产品浓度的最准确方法是使用线性时间点正如科学项目理念中所讨论的那样,但在当前的科学项目理念中,您可以通过使用您到达的时间点进行葡萄糖测量,粗略了解成分中的实际蔗糖和乳糖浓度。请记住,这应该是当酶达到将糖(蔗糖或乳糖)转化为葡萄糖(当只有一半被转化时而不是)的平台时。蔗糖和乳糖的实际浓度是不同的成分吗?
  • 当患有糖尿病的人患有低血糖时,他或她需要立即进食或饮用含有葡萄糖的物质。您需要消耗多少不同的成分来快速提供4克葡萄糖?将蔗糖或乳糖相对较多的食物转化为4克葡萄糖需要多长时间? 提示:请记住,由于100 mL水中的2 g葡萄糖会产生2%的葡萄糖读数,因此15 mL中的0.3 g同样会给出2%的读数。通过观看此视频,您可以在吃完饭后了解更多关于血糖水平的信息:血糖水平
  • pH值会显着影响酶活性。选择您测试过的含有大量蔗糖或乳糖的成分,或者只是使用蔗糖或乳糖溶液,然后加入酸或碱使其酸性更强或更碱性。使用pH测试条检查溶液的pH值,然后测试各自的转化酶或乳糖酶(或两者,就像您在此科学项目中所做的那样)的活性。酶在哪种pH下效果最好?哪种pH值最差?这会如何影响您在这个科学项目中的成绩?有关酸,碱和pH的更多信息,请参阅酸,碱,&amp; pH值。或者,您可以尝试改变温度,这也会影响酶活性。
  • 在这个科学项目中,你试图模仿人体消化系统中发生的一种化学反应,但模仿整个生物系统可能非常困难。你怎么能让这个科学项目更类似于人体消化系统中发生的事情?
  • 对乳糖不耐症的人应该避免的食物进行一些研究,然后将它们与你的结果进行比较。根据您的结果,您能否弄清楚大多数乳糖不耐症患者需要多少乳糖才能引发令人不快的消化反应?你对结果感到惊讶吗?换句话说,这种反应所需的乳糖是否比您预期的更多或更少?
  • 你能否在这个科学项目结束时制作的冰沙和/或奶昔食谱更健康,可能脂肪含量更少和/或卡路里更少?
  • 关于葡萄糖,蔗糖和/或乳糖的类似科学项目,请参阅: