全國中小學科展

第62屆--民國111年

發酵好~製作健康酸筍因素之探討

竹筍為富含纖維及維生素的食材。在台灣竹筍收穫期集中,採收後容易失水老化,因此竹筍的加工保存就顯得十分重要。本研究針對水質、水溫、鹽濃度、陽光、形狀、糖濃度進行探討成功製作酸筍的條件。實驗結果發現水質以及水溫不是成功製作酸筍的條件;竹筍洗淨剝殼自然晾乾後絕對不能再碰水;鹽巴添加比例以1:100;溫度37℃最為適合,且切成絲狀竹筍為發酵製成健康酸筍的最佳條件。總結來說,製作酸筍的過程中添加鹽可以抑制壞菌生成,添加白糖可以幫助乳酸菌在發酵過程中成為強勢菌種,而整個過程必須在特定的環境溫度30度到40度區間才會發生,我們的實驗很好的複製乳酸菌生長適溫條件,並解釋其發酵條件與酸筍之間的連結。

黃斑黑蟋蟀(直翅目:蟋蟀科)遭遇行為初探

本研究主要以黃斑黑蟋蟀成蟲(雄)、成蟲(雌)、老熟若蟲(雄) 、老熟若蟲(雌) 、初齡若蟲(無法分辨雄雌)等5種不同發育期與性別的黃斑黑蟋蟀,設計蟋蟀的領域行為、遭遇行為實驗,進行黃斑黑蟋蟀遭遇行為的研究並分析大顎的發育情形對打鬥行為的影響。研究結果:黃斑黑蟋蟀有領域行為的表現,其領域行為表現與打鬥獲勝關係之間有顯著相關。最常出現的遭遇情形有:靜止不動、觸鬚碰觸、身體抬高、逃至角落與出現勝負結果。黃斑黑蟋蟀會因為大顎發育情形的不同而影響其打鬥方式。不同發育期與性別的黃斑黑蟋蟀,遭遇行為模式大致相同,其中當成蟲(雄)遭遇成蟲(雌)時,會發出求偶的聲音進而與成蟲(雌)發生交配的行為。

兒茶素新天地-兒茶素與熱量限制對酵母菌壽命之影響

本研究探討熱量限制與兒茶素對酵母菌的影響,熱量限制(CR)可能具有延壽效果,而兒茶素被認為是潛在熱量限制模擬物(potential CRM)。以2%、0.5%和0.05%葡萄糖作為正常醣濃度、熱量限制與極端熱量限制進行實驗。結果指出酵母菌生長情形以CR組最佳,而加入50ppm兒茶素可提高其生長速率;醱酵實驗中兒茶素對酵母菌的產氣量影響不大;熱量限制與兒茶素的共同處理能增加其複製壽命;在SIR2基因實驗中發現在極端CR與CR加入兒茶素的組別,皆能增加其基因表現,此結果顯示在熱量限制下SIR2基因可能參與兒茶素增加複製壽命的作用。由此推測兒茶素具成為CRM的潛力,也發現CR搭配CRM可能有更佳的延壽效果,希望此研究能成為探討熱量限制模擬物之模型,作為研究人類延壽的基礎。

四彩繽紛

研究四色定理時,我們先找出四種基本圖形,再探尋塗色方法,並且以此四種基本圖形來探討複雜圖形。發現可將複雜圖形分解成簡單的上下層、放射狀、中央有色塊的放射狀及同心圓等四種基本圖形,並依區塊編號,以相鄰不同色的原則找出各區塊對應的色塊,大部份基本圖形可用3色填滿,只有中央有色塊的奇數放射狀圖形會用到4色。合併基本圖形時,因先處理的基本圖形,限制了相鄰色塊的選擇,才會用到4色。將發現的方法驗證到複雜圖形上,不但用4色破解了兩位學者發表的只能用5色的多層同心圓、中央有色塊的奇數放射狀複雜圖形,並找到了規則。最後我們以此規則完成只用四色來著色,成功挑戰世界、歐洲、台灣鄉鎮巿地圖及網路上的纏繞畫。

國中生的清澀柿件

秋天的柿子令人垂涎欲滴,但如果吃到未處理的柿子,會讓舌頭酸澀麻木。進入國中學習到科學方法與媒體辨識,我們想找出讓牛心柿由澀味變美味的方法,並驗證祖傳及網路流傳的「柿子脫澀」的方法是否為真。由長輩種植牛心柿的經驗,我們設計實驗,探討浸泡液溫度、種類及攪拌與否對牛心柿脫澀的影響,也採用混果、刺傷、沾點蒂頭等變因。脫澀的表現以口感紀錄暨以自製氯化鐵試紙和單寧反應後的顏色變化紀錄。實驗中我們發現:1.常溫下以氣泡水浸泡柿牛心柿脫澀效果最佳;2.混果或刺傷能催熟牛心柿,但無法脫澀,證實網路流傳果實軟熟可減低澀味的說法為偽;3.網路流傳及前人經驗的傳承不一定為真,必須經過科學方法的驗證或改良。

凍析電解-以果凍取代電解液探討電荷流動方向

本研究利用蝶豆花果凍進行電解。透過將電解質水溶液製作成果凍的方式,使溶液具有固定的形狀,不會隨意流動,且利用蝶豆花作為酸鹼指示劑,方便觀察電解時電極處所產生的酸性物質和鹼性物質,而酸性和鹼性物質讓指示劑顏色改變,藉此觀察果凍膠體內部離子的移動情形。透過電解蝶豆花果凍,能在電解實驗中觀察果凍明顯的變色,使人更加了解離子的流動方向,也能觀察電解實驗在電壓大小、電阻不同、路徑長短不同、同時有不同高低電壓在同一果凍時,離子的流動情形。我們發現電壓愈大,會使電解的速率加快,但是不會影響反應途徑。而在不同電壓中電解,離子會選擇往最高電壓方向移動。

圖多變是美--給定範圍內之四邊形數量計算

在給定方格範圍內,尋找不同四邊形數量的一般式,研究包括: 1、給定範圍內之正方形數量: N(N+1)(N+1)(N+2)/(1×2)(2×3) (範圍是邊長N的正方形時)、 [(M(M+1)(M+2))/3!]×[((N-M)+(N+1))/2] (範圍是邊長M×N的長方形時) 2、給定範圍內之長方形數量: ∑_1^M▒n×∑_1^N▒n(含正方形)、∑_(L=1)^M▒[(M+1-L)×∑_(n=1)^(N-L)▒n] ,n≥M(不含正方形) 3、給定範圍內之菱形數量: 廣義菱形個數一般式=狹義菱形個數一般式+正方形個數一般式。 4、給定範圍內之平行四邊形數量: 上下二條直線(斜錯)平行四邊形數量 =(N-1)(N)(N+1) 左右二條直線(斜錯)平行四邊形數量 =∑_(n=1)^(M-1)▒n×∑_(n=1)^N▒n 5、給定範圍為2×N長方形時之等腰梯形數量: 4(N-1)+(1+2)×∆T_奇或偶×2(上下翻轉) 而各一般式彼此間可以組合成新的公式。 例如:平行四邊形一般式=長方形公式 + 斜錯平行四邊形公式。

探討不同料理方式對海鮮中微塑膠量的影響

微塑膠是小於5毫米,呈線狀或塊狀的塑膠微粒。本研究以文蛤、鮮蚵、白蝦及鳳螺為材料,探討海鮮體內微塑膠含量,並模擬日常使用的不同處理方式,及不同部位進行微塑膠含量比較。研究顯示白蝦及鳳螺體內微塑膠含量明顯高於文蛤及鮮蚵,而單位重量所含的微塑膠量,鳳螺遠高於其他三者。在不同料理方式的比較中,發現吐沙可減少文蛤體內微塑膠,但使用玉米粉清洗鮮蚵則沒有顯著差異。在不同身體部位的比較中,蝦頭的微塑膠含量較蝦身及蝦腸高,若以單位重量計算微塑膠含量則是蝦腸最高。鳳螺的螺身以及螺腸所含的微塑膠量約相同,但螺身的纖維狀微塑膠比例較螺腸更高。本研究顯示,料理海鮮前若進行適當處理,應可減少人體攝入的微塑膠含量。

音酵交響曲~探討音樂對酵母菌生長的影響

音酵交響曲探討酵母菌與聲音三要素的互動關係。本文主要研究音色、響度、音調與酵母發酵之變化情形,利用不同聲音刺激探討對酵母發酵過程是否產生影響。在控制組樣本中,酵母發酵過程大概會在50-70分鐘達到高點,並隨時間而逐漸下降。在木琴組別處理之下,發現木琴低音小聲處理之下效果最好;在胡琴組別中,以胡琴低音中聲處理下能提升發酵效果;在鋼琴組別中,在鋼琴高音大聲中能提高酵母發酵體積;在低音組別中探討響度的變化,發現小聲對酵母菌生長最好;在小聲組別中探討音調的變化,發現低音對酵母菌生長最好;在低音組別中探討音色的變化,發現木琴對酵母菌生長最好。故音色、響度、音調確實可以影響酵母的發酵速率。

「薈」萃一「碳」~以自組測試工具探討自製綠色蘆薈碳焦拉膜的功能

本研究利用蠟燭燃燒產生的碳焦,混加蘆薈及自製史萊姆開發為綠色產品~薈碳拉膜。研究中為取得碳焦,探討不同火源、吸附材質及離火焰高度對碳焦產生的影響,發現距離蠟燭火焰高度1公分處,以不鏽鋼杯底收集,可取得最多碳焦量。並以自組各種工具測試薈碳拉膜的延展性、隔熱及耐酸雨濕沉降等功能及運用電腦課所學編寫程式-程小奔進行RGB透光測試遮光效能。研究試驗出蘆薈碳焦拉膜的最佳組成比例為蘆薈:碳焦:自製史萊姆(20:0.6:10)。經與市面隔熱紙比較,蘆薈碳焦拉膜具有較佳展延性,防護酸雨濕沉降功能、遮光及隔熱能力佳,有取代化學隔熱紙的可能性,符合綠色化學節能、低毒、簡潔、可解原則,是值得推廣的綠色優質產品。