Arome și pigmenți din universul microscopic al plantelor

La cea mai recentă ediție a Fondului Științescu, o inițiativă a Fundației Comunitare Oradea, având ca scop încurajarea, susținerea și finanțarea proiectelor educaționale încadrate în domeniul STEM / STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics), Liceul Teoretic Constantin Șerban Aleșd a câștigat o finanțare în valoare de 7.473 RON, pentru proiectul denumit Arome și pigmenți din universul microscopic al plantelor, inițiat de prof. de biologie Cazan Anca și prof. de biologie Micula Monica.

Echipa de proiect este constituită din următorii: prof. de biologie Cazan Anca și prof. de biologie Micula Monica – coordonatoare de proiect, responsabile cu organizarea și susținerea activităților, prof. de chimie Barabaș Carmen – responsabil cu comunicarea și mediatizarea activităților / rezultatelor, prof. de fizică Toderaș Alexandru– responsabil cu documentele contabile, contabil Dem Teodora – responsabil achiziții, prof. de matematică / informatică Oros Ioana – responsabil cu fotografii și/sau video în timpul activităților organizate, Zodieriu Georgia – elev-mentor (oferă suport în cadrul activităților organizate), Bărcuieș Dastian – elev-mentor (oferă suport în cadrul activităților organizate), bibliotecar Kosa Mira – responsabil cu mediatizarea.

În zilele noastre, oamenii sunt bombardați cu mii de substanțe toxice, poluanți și produse nesănătoase, nivelul de sensibilitate în fața bolilor este foarte mare și de aceea, e nevoie de găsirea unor alternative cât mai sănătoase. În acest sens, este necesară implicarea tinerilor în activități de cercetare, care să le asigure o mai bună cunoaștere a lumii vegetale, ca sursă primară de compuși naturali cu numeroase efecte benefice. Plantele și produsele vegetale au fost întrebuințate de oameni din cele mai vechi timpuri, fără a avea nici cele mai elementare noțiuni despre compoziția lor chimică, fără a se ști că efectul lor se datorează unor compuși pe care îi conțin. Acționate de energia solară, plantele sintetizează atât compuși de bază necesari supraviețuirii lor (hidrați de carbon, proteine, lipide), dar și o gamă largă de substanțe organice: coloranți, arome și esențe ce pot fi extrase și utilizate ca materii prime cu aplicații științifice, tehnologice, comerciale.

Scopul proiectului Arome și pigmenți din universul microscopic al plantelor este dotarea liceului cu ustensile și aparatură necesară, care să ofere oportunitatea elevilor din clasele a IX-a, a X-a și nu numai de a fi adevărați cercetători în laboratoarele școlii, în explorarea resurselor vegetale cromatice și aromatice, în studiul și analiza proprietăților chimice și fizice ale acestor compuși, în scopul valorificării lor ca substituienți ai coloranților și aromelor sintetice în diferite produse alimentare și cosmetice. Proiectul își propune să dezvolte în rândul elevilor pasiunea pentru știință, în strânsă legătură cu promovarea unor principii sănătoase de viață.Prin aplicații practice de biologie, chimie și fizică, elevii vor dobândi o mulțime de informații și abilități utile pregătirii lor pentru profesii în domenii de cercetare.

Arome și pigmenți din universul microscopic al plantelor își propune să susțină formarea abilităților de investigație științifică, stimularea interesului pentru studiul științelor, asimilarea într-un mod mult mai creativ de noi cunoștințe teoretice, formarea deprinderilor de a lucra cu diverse instrumente și aparatură de laborator, dezvoltarea spiritului analitic, bazat pe precizie și exactitate,promovarea aplicațiilor practice ale biologiei, fizicii și chimiei în valorificarea pigmenților vegetali, a uleiurilor eterice, metaboliți secundari ai plantelor aromate, elemente indispensabile în produsele farmaceutice, alimentare și cosmetice, promovarea unor principii sănătoase, dezvoltarea unor abilități de viață precum responsabilizarea, munca în echipă, coordonarea, dezvoltarea interesului pentru profesii în domeniul cercetării. Ne propunem să continuăm activitățile din cadrul proiectului și să lărgim sfera de cunoaștere în cadrul unui opțional pe aceasta temă.

Obiectivele specifice ale proiectului includ recunoașterea și determinarea unor specii de plante aromatice, sălbatice sau cultivate și a celor cu un conținut ridicat de cloroplaste și cromoplaste; stabilirea importanței lor economice și ecologice; exersarea tehnicilor de prelevare a materialelor vegetale proaspete utilizând diferite instrumente de laborator; realizarea de preparate microscopice și examinarea acestora pentru evidențierea unor formațiuni secretoare, a cloroplastelor și cromoplastelor din frunze, rădăcini, flori, fructe; însușirea tehnicilor de extracție a pigmenților clorofilieni și carotenoizi: macerare și tehnica Soxhlet; determinarea proprietăților chimice și fizice ale pigmenților vegetali: solubilitate, culoare, absorbția radiațiilor; analizarea și interpretarea rezultatelor obținute în cadrul experimentelor; investigarea comportării unor substanțe (reacția de hidroliză a grăsimilor) și a puterii de colorare a pigmenților în procesul de fabricare a unor produse din grăsimi vegetale (cremă de gălbenele, săpunuri); dezvoltarea simțului estetic în decorarea și ambalarea produselor finite.

Arome și pigmenți din universul microscopic al plantelor are un caracter inovativ, oferindu-le elevilor posibilitatea de a descoperi în corpul plantelor bogăția de resurse cromatice, de a înțelege beneficiile utilizării acestor pigmenți naturali ca alternativă sănătoasă în asigurarea culorii, aromei, gustului diferitelor produse, precum și promovarea unui stil de viață sănătos.

Este vorba de un proiect complex, cu numeroase componente, cu activități realizate, aflate pe rol sau pe agenda viitoare. Activitatea Plantele din viața mea s-a desfășurat sub forma unui atelier de lucru în cadrul căruia elevii au recunoscut și determinat specii de plante aromatice, sălbatice sau cultivate, specii de plante cu un conținut ridicat de cloroplaste și cromoplaste, utilizând ca surse de informare / documentare determinatoare, atlase, prezentări Power Point.

Utilizând diferite instrumente de laborator (pense, foarfece, bisturie), elevii au prelevat materiale vegetale proaspete, constând în: frunze de mentă – Mentha piperita, frunze de mușcată – Pelargonium peltatum, flori de cimbrișor – Thymus serpyllum, frunze de levănțică – Lavandula augustifolia. Materialele prelevate au fost examinate macroscopic în vederea evidențierii compușilor aromatici secretați.

O activitate a constat în lucrări practice de laborator în cadrul cărora elevii, utilizând truse de microscopie, microscoape optice, au efectuat preparate microscopice cu secțiuni prin frunzele unor plante, examinând microscopic formațiunile secretoare de compuși aromatici.

Elevii au realizat preparate microscopice cu secțiuni fine prin frunze de spanac – Spinacia oleracea, varză – Brassica oleracea var. Capitata, mușcată – Pelargonium peltatum. Preparatele microscopice vor fi examinate microscopic în vederea evidențierii cloroplastelor cu pigmenți clorofilieni.

Activitatea de identificare și recunoaștere a cromoplastelor s-a desfășurat sub forma lucrărilor practice de microscopie, în cadrul cărora elevii au realiza preparate microscopice cu secțiuni fine prin fructele de tomate – Lycopersicum esculentum, ardei – Capsicum annuum, florile de gălbenele – Calendula officinalis, rădăcina de morcov – Daucus carota, rădăcină de sfeclă roșie – Beta vulgaris. Preparatele au fost examinate la microscop în vederea evidențierii cromoplastelor cu pigmenți carotenoizi.

Agenda activităților următoare este și ea foarte bogată. Elevii și cadrele didactice din echipa de proiect vor realiza în cadrul școlii o expoziție de fotografie, Lumea vegetală privită la microscop, cu cele mai reușite imagini din universul microscopic al plantelor.

Elevii vor realiza activități practice de extracție a pigmenților vegetali din frunze de spanac și urzică pe bază de solvenți alcoolici, în cadrul unei activități de extracție a pigmenților clorofilieni și carotenoizi prin macerare. Vor evidenția solubilitatea diferită a pigmenților clorofilieni și carotenoizi în benzen și alcool etilic. Vor realiza cromatografia pentru o soluție diluată de clorofilă.

Într-un veritabil spectacol coloristic și utilizând aparatură specială, extractor Soxhlet, se va evidenția, în cadrul mai multor cicluri de extracție, prezența coloranților naturali: clorofila – pigmentul verde din frunzele de spanac, beta carotenul – pigmentul galben/portocaliu din rădăcini tuberizate de morcov, antocianii – pigmenți roșii/purpurii din frunzele de varză roșie. Se vor determina proprietățile chimice (solubilitatea în diferiți solvenți) și fizice (culoare) ale pigmenților vegetali, prin realizarea unor cromatografii a extractelor obținute. Se vor face aprecieri pe baza rezultatelor experimentale obținute. Prin tehnica Soxhlet se va obține tinctură de gălbenele cu conținut bogat de luteina – pigmentul galben.

O activitate distinctă va consta în lucrări practice de analize spectrometrice ce vor fi efectuate în laboratoarele de fizică ale Facultății de Informatică și Științe, Oradea. Elevii vor evidenția în cadrul acestor lucrări, proprietățile fizice ale pigmenților vegetali- culoarea și absorbția radiațiilor. Vor face determinări ale spectrelor de absorbție, asocieri de lungimi de undă, vor realiza un studiu comparativ ale acestora.

Elevii vor realiza activități de investigare a comportării unor substanțe (reacția de hidroliză a grăsimilor), a puterii de colorare a pigmenților în cadrul procesului de fabricare a unor produse din grăsimi vegetale – săpun, cremă de gălbenele, vor pregăti matrițele, recipientele, vor decora și ambala produselor obținute în vederea prezentării și valorificării lor în scop caritabil. Practic, vor realiza o mică linie de produse bio (săpun, cremă de gălbenele).

Experiența elevilor din echipa de proiect va fi valorificată în cadrul unor ateliere de experimente demonstrative, organizate în școală și comunitate. Profesorii și elevii din echipa de proiect vor participa în cadrul unui workshop, alături de alți elevi și profesori din școală, la dezbateri și sesiuni informative pe tema proiectului, în scopul încurajării și altor elevi și cadre didactice spre inițiativă, creativitate, promovare de principii sănătoase.

În fine, în cadrul simpozionului național Festivalul Științelor, vor fi realizate prezentări și expoziții cu rezultatele cercetării la Facultatea de Informatică și Științe, Oradea.

Aceste informații ne-au fost aduse la cunoștință cu generozitate de prof. Monica Micula.

Sursă imagini: fototeca Liceului Teoretic Constantin Șerban, Aleșd

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s