選低鹽，健康緣
初小組 第三名
縣 市：桃園縣
校 名：山頂國小
作 者：張懷心、曾紀維、謝芳琪、賴雅庭
指導教師：陳素月
張懷心：我的名字叫張懷心，今年十歲，就讀桃園縣山頂國民小學三年級，長得不胖不瘦，個子高高的，留有一頭烏黑秀髮，所以同學都叫我『真子』。我在家裏排行老么，有二個姊姊。我希望快一點長大，認識更多朋友。
謝芳琪：我的名字叫謝芳琪，今年十歲，就讀桃園縣山頂國民小學三年級，長得瘦瘦高高的，短短的髮型，很少說話，表情很酷，所以同學都叫我『機械人』。我在家裏排行老么，有二個姊姊。我希望長大以後，要當作家。
曾紀維：我的名字叫曾紀維，今年十歲，就讀桃園縣山頂國民小學三年級，長得嬌小可愛，喜歡打跆拳道，路見不平，立刻出手過招，所以同學都叫我『蒸便當』。我在家裏排行老大，有一個妹妹。我希望快快長大，唸書都能拿第一名。
賴雅庭：我的名字叫賴雅庭，今年十歲，就讀桃園縣山頂國民小學三年級，長得胖胖壯壯的，個子又高，所以同學都叫我『阿肥』。我在家裏排行老大，有一個弟弟。我喜歡畫畫及寫書法，希望長大以後，當一個畫家。
關鍵字：低鹽、食鹽水
一、研究動機
89年1月19日教育部部務會議通過跨世紀的「提昇學生健康四年計畫」，其具體目標二•選擇國中小學推動低油、"低鹽"、高纖的午餐食譜。
常言道「開門七件事，柴米油鹽醬醋茶」，且在我們日常生活中常聽到─媽媽說：「炒菜要加鹽，才有好滋味！」，奶奶說：「滷肉要放醬油熬煮，才會香!」，阿公說：「配上醃瓜，才下飯！」。「食鹽」是啥？媽媽、奶奶、阿公…人人天天不離口，連教育部也要推動「低鹽」政策？因此，引起同學們研究食鹽的興趣，於是開始進行以下的研究。
二、研究目的
1.了解不同溶解度食鹽水的外觀、體積和總重量之變化。
2.從不同溶解度食鹽水的密度也不同之特性，找出其相對浮沈的特性。
3.配製彩色的食鹽水，求得清晰的彩色水堆疊。
4.使用本研究的彩色食鹽水來檢測市售食物樣品的含鹽量。
三、研究器材
(一)器具類：試管、試管架、夾子、滴管、剪刀、天平、燒杯、塑膠杯。
(二)材料類：高級精鹽、廣告顏料(王樣)、柯達400軟片。
(三)市售食物樣品：
a.甲廠條瓜 |
i.戊廠幼條瓜 |
b.乙廠脆瓜(低鹽) |
j.己廠脆瓜(低鹽) |
c.丙廠苦瓜 |
k.己廠小菜心(低鹽) |
d.丙廠脆瓜 |
l.己廠紫蘇花瓜(低鹽) |
e.丁廠蔭瓜 |
m.庚廠甲等醬油 |
f.丁廠菜心(低鹽) |
n.己廠珍味醬油 |
g.戊廠蔭瓜 |
o.辛廠特級純釀造醬油 |
h.戊廠黑瓜 |
四、研究過程、方法與討論
(一)食鹽水溶液製作(不同溶解度)
A.0公克食鹽+清水100毫升 |
G.30公克食鹽+清水100毫升 |
B.5公克食鹽+清水100毫升 |
H.35公克食鹽+清水100毫升 |
C.10公克食鹽+清水100毫升 |
I.40公克食鹽+清水100毫升 |
D.15公克食鹽+清水100毫升 |
J.45公克食鹽+清水100毫升 |
E.20公克食鹽+清水100毫升 |
K.50公克食鹽+清水100毫升 |
F.25公克食鹽+清水100毫升 |
(二)觀察各種不同溶解度食鹽水
1.使用攪拌棒，加速食鹽在水中的溶解。
2.食鹽水溶液中易包含小氣泡，而附著在塑膠杯壁上，要小心去除之，以免誤判是不溶的食鹽小顆粒。
3.食鹽水的外觀觀察(食鹽溶解的限度)。
表一：不同溶解度食鹽水的外觀變化
不同溶解度的食鹽水 |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
I |
J |
K |
澄清溶液 |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
○ |
杯底食鹽顆粒沈澱 |
－ |
－ |
－ |
－ |
－ |
－ |
－ |
－ |
＋ |
＋ |
＋ |
註：○：表示該溶解度的食鹽水溶液是溶解性良好的。
－：表示所添加的食鹽可完全溶解於水中，而無未溶解的顆粒沈澱。
＋：表示除了有溶解於水中的食鹽外，尚有未溶解的食鹽顆粒沈澱。
討論
將食鹽溶化在水裡，可形成食鹽水溶液，食鹽是水溶性的物質，其在水中有一定的溶解限度。我們知道，食鹽在不同的溫度下，它的溶解量沒什麼變化。一般來說，100毫升的水可溶解36公克的食鹽。而實驗A∼H 皆可完全溶解，且杯底無食鹽顆粒沈澱的結果相符。當食鹽添加量大於36公克時(I、J、K)，除了大部份食鹽溶解於水中(可溶性部份)外，尚有過飽和的食鹽沈澱在杯底。
4.食鹽水的總體積變化
表二：不同溶解度食鹽水的溶液體積
食鹽水 |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
I |
J |
K |
總體積(毫升) |
100 |
104 |
108 |
111 |
114 |
119 |
122 |
127 |
124 |
119 |
118 |
將食鹽水溶液A∼H，倒入量筒中，即可測得食鹽加水後的總體積變化情形，結果列於表二。至於食鹽水I則要小心的只將溶液部份倒出，不要倒出杯底的食鹽沈澱顆粒。
討論
由表二結果可得知，隨著食鹽量的增加，食鹽水的總體積亦隨之增加；但I、J、K的過飽和食鹽水，隨著殘留的食鹽量越多，不能順利倒至量筒中的水愈多，所以所測得的總體積量反而隨之下降。
5.食鹽水的總重量變化
表三：不同溶解度食鹽水的總重量
食鹽水 |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
I |
J |
K |
總重量(公克) |
100 |
104.5 |
109.5 |
114.5 |
119 |
124.5 |
129.5 |
135 |
139.5 |
145 |
150 |
將不同濃度的食鹽水放在天平上，並量一量重量。在量食鹽水的重量時，將整杯食鹽水置於天平的左邊，而在天平的右邊，則是放置相同的空塑膠杯及適當的砝碼，當天平的兩邊達平衡時，即可由右邊的砝碼讀出左邊的食鹽水重量。結果發現：食鹽水中食鹽的溶解度越濃者，其重量越重。
討論
由表三得知，食鹽溶解之後，食鹽水的重量就等於水的重量加上食鹽的重量。由A∼H得知，食鹽雖然皆已完全溶解於水中至看不見其存在，但食鹽本身的重量仍然沒改變，所以食鹽溶解後的重量(食鹽水溶液的重量)就等於溶解物的重量加水的重量。而I∼K也把未溶解的食鹽並入稱重，得到的食鹽水重量=水+溶解的食鹽重+未溶解的食鹽。
(三)食鹽水重量
1.每100毫升不同溶解度食鹽水的重量
表四：每100毫升不同溶解度食鹽水的重量及密度(室溫20oC)
100毫升 |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
I |
J |
K |
重量(公克) |
100 |
103.5 |
106.5 |
110.0 |
111.5 |
114.00 |
117.5 |
119.5 |
119.5 |
119.5 |
119.5 |
密度 |
1 |
1.035 |
1.065 |
1.1 |
1.115 |
1.14 |
1.175 |
1.195 |
1.195 |
1.195 |
1.195 |
討論
所配製的不同溶解度之食鹽水，均只各取100毫升來加以稱量其重量，結果列於表四，溶解度越高的食鹽水，即其濃度越濃者，重量就愈重，由A-B-C-D-E-F-G-H依序增加，至H因已飽和，所以I、J、K的重量就維持一定，不再增加。
將表四中的重量除以體積100毫升，可得該溶解度食鹽水的密度，由A-B-C-D-E-F-G-H密度逐漸增加，其I、J、K就不再增加，故得知H為其飽和濃度，因為H、I、J、K的密度，並不會因食鹽重量的增加而增加，故後續的實驗就只取A，B，C，D，E，F，G，H做實驗。
2.食鹽水的調色
表五：不同溶解度食鹽水的調色
A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
H |
深綠 |
深藍 |
深黃 |
淺紅 |
藍紫 |
淺綠 |
天藍 |
深紅 |
各取半匙的廣告顏料，加入食鹽水中加以調色，並混合均勻之，來區別不同溶解度的食鹽水。
3.食鹽水的浮沈
稱取100公克的食鹽，加入裝有500毫升水的大燒杯中，就可調製出與E相等密度的食鹽水溶液。將不同顏色的食鹽水(A，B，C，D，F，G，H)各取15毫升，用透明塑膠袋包成小包，置入上述大燒杯中(如圖一)，由實驗得知A、B、C、D的密度小於E，故皆浮在食鹽水溶液上部，E的密度與燒杯內食鹽水溶液相同，亦浮在食鹽水溶液的上部；F的密度稍大於E，卻是立於燒杯中，可能是包裝袋中空氣存在，故無法完全沈於杯底。G、H的色包則完全沈於杯底。密度大的食鹽水，其重量也較大，會使其在密度小的溶液中下沈。
圖一：食鹽水溶液之相對浮沈圖
當天藍色的食鹽水和深紅色的食鹽水被包裝在塑膠袋中密封後，放置入E號食鹽水溶液中，會沈在杯子底部；深綠、深藍、深黃、淺紅、藍紫色的食鹽水塑膠包放置入E號食鹽水溶液，會浮在其上部。若去除塑膠袋對有色食鹽水的區隔，其密度大的食鹽水(即重量大的食鹽水)和密度小的食鹽水加在一起，二種水溶液是否會因重量的關係，重的食鹽水會沈在輕的食鹽水的下面？
4.彩色的食鹽水
(1)0公克/35公克[食鹽水]
使用滴管先吸取2毫升的深綠色水入試管中，再用滴管吸取2毫升的深紅色水加入之，得"試管甲"(如圖二)。
使用滴管先吸取2毫升的深紅色水入試管中，再用滴管吸取2毫升的深綠色水加入之，得"試管乙"(如圖二)。
圖二：0/35的彩色食水分析圖
討論
試管甲是先放較輕的水，再放入較重的水，較重的深紅色水會沈入試管底部，而把較輕的深綠色水推擠至其上部。試管乙是先放較重的深紅色水，再放入較輕的深綠色水。比較試管甲、乙發現，試管乙可得到比試管甲更明晰的顏色分層；故製備彩色的食鹽水時，密度大的較重的水要先放，而密度小的較輕的水，再置於其表層。
將該組試管靜置5分鐘，彩色水間的界面開始有些微之混色現象，且試管甲的混色情形較試管乙嚴重；再繼續靜置至10分鐘，甲、乙兩試管皆混色得無法辨別顏色，故得知彩色食鹽水的分層，要在5分鐘內完成，才能得到有效判讀。若重量差別縮小，彩色食鹽水會清晰的分層嗎?
(2)0公克/15公克/30公克，5公克/20公克/35公克-[兩組食鹽水]
使用滴管先吸取2毫升的天藍水(30公克食鹽+100毫升水)入試管中，再吸取2毫升的淺紅色水(15公克食鹽+100毫升水)入試管中，最後再吸取2毫升的深綠色水於試管中，一層一層由下而上慢慢往上疊高(如圖三)。
圖三：0/15/30和5/20/35的彩色食水分析圖
討論
有顏色水的堆疊，食鹽的重量相差15公克，仍可以得到清晰的分層。
(3)0公克/10公克/20公克/30公克，5公克/15公克/25公克/35公克-[兩組食鹽水]
使用滴管先吸取2毫升的天藍色水入試管中，再吸取2毫升深黃色水於其上，再來是藍紫色水，最後是天藍色水，一層一層由下往上疊高(如圖四)。
圖四：0/10/20/30和5/15/25/35的彩色食水分析圖
討論
彩色水的堆疊，食鹽的重量相差10公克，仍可以得到清晰的顏色分層。
(4)0公克/5公克/10公克/15公克/20公克/25公克/30公克/35公克[食鹽水]
使用滴管吸取各顏色的彩色水各2毫升，放置入試管的先後順序是深紅、天藍、淺綠、藍紫、淺紅、深黃、深藍、深綠，一層一層的由下往上疊高(如圖五)。
圖五：0/10/15/20/25/30/35的彩色食水分析圖
討論
彩色水的堆疊，食鹽的重量相差5公克，亦可以得到清晰的顏色分層。
(四)市售食物樣品含鹽量的檢測
表六：使用彩色的食鹽水來檢測市售食物樣品的含鹽量
市售食物樣品 |
a |
b (低) |
c |
d |
e |
f (低) |
g |
h |
i |
j (低) |
k (低) |
l (低) |
m |
n |
o |
A深綠色食鹽水 |
|||||||||||||||
B深藍色食鹽水 |
|||||||||||||||
C深黃色食鹽水 |
△ |
△ |
|||||||||||||
D淺紅色食鹽水 |
△ |
● |
△ |
△ |
△ |
● |
△ |
||||||||
E藍紫色食鹽水 |
△ |
△ |
△ |
● |
□ |
● |
● |
● |
□ |
△ |
● |
△ |
|||
F淺綠色食鹽水 |
● |
● |
● |
□ |
□ |
□ |
□ |
● |
□ |
● |
△ |
△ |
|||
G天藍色食鹽水 |
□ |
□ |
□ |
□ |
□ |
● |
● |
||||||||
H深紅色食鹽水 |
△ |
□ |
□ |
||||||||||||
>35公克食鹽+100毫升水 |
● |
(低)：表示該市售食物樣品，廠商有特別標示是低鹽製品。
使用滴管先吸取食物樣品的醃漬汁2毫升入試管中，再用滴管吸取顏色水2毫升入試管中(低密度的顏色水先選用)，經過一連串的測試，找出能使顏色水浮在樣品上的最重食鹽水得"顏色水△"。
使用滴管先吸取顏色水2毫升入試管中(高密度的顏色水先選用)，再用滴管吸取食物樣品的醃漬汁2毫升入試管中，經過一連串的測試，找出能使樣品浮在顏色水上的最輕食鹽水得"顏色水□"。
拿另一個試管，先用滴管吸取"顏色水□"2毫升注入之，再用滴管吸取食物樣品的醃漬汁2毫升入試管中，最後再吸取"顏色水△"注入於最上層。如此，就可測得該食物樣品的含鹽量範圍。
討論
選購了8家廠商的市售醃漬瓜類12種和醬油3種，使用本實驗所研究的彩色食鹽水來檢測其樣品中的含鹽量，結果列於表六。選購的食物樣品中，其中有5種醃漬瓜類還特別標明是低鹽。醃漬瓜類中，樣品f，j的食鹽含量介於深黃色水和藍紫色水之間，即其檢測出的食鹽含量為每100毫升醃漬汁中添加有15公克含鹽量；樣品d，g，h，i，l的食鹽含量介於淺紅色水和淺綠色水之間，即其檢測出的食鹽含量為每100毫升醃漬汁中添加有20公克含鹽量；樣品a，b，c，k的食鹽含量介於藍紫色水和天藍色水之間，即其檢測出的食鹽含量為每100毫升醃漬汁中添加有25公克食鹽量；樣品e的食鹽含量，可使深紅色水浮於其上，即其檢測出的食鹽含量為每100毫升醃漬汁中食鹽的添加量大於35公克。
所以，市售醃漬瓜類的醃漬汁，其食鹽添加範圍為每100毫升汁液中有加入155公克之間。標示低鹽的b，f，j，k，l之五種樣品中，也只有f，j的食鹽添加量是真的較少。
醬油類中，樣品m的食鹽含量介於藍紫色水和天藍色水之間，即其檢測出的食鹽含量為每100毫升醬汁中添加有25公克食鹽量；樣品n，o的食鹽含量介於淺紫色水和深紅色水之間，即其檢測出的食鹽含量為每100毫升醬汁中添加有30公克食鹽量。
五、結論
(一)每100毫升的水中，加入少於35公克的食鹽，皆可得到澄清食鹽水溶液。文獻上36公克的食鹽為其飽和濃度，在本研究中亦獲得應證。
(二)配置得八種不同密度食鹽水，並加以調色：
1.0公克/35公克[食鹽水]
先放置密度大的食鹽水，再放置密度小的清水，可得到較清晰的顏色水分層。
2.0公克/15公克/30公克，5公克/20公克/35公克[兩組食鹽水]
每100毫升水中，添加的食鹽量相差15公克，可得到清晰的顏色水分層。
3.0公克/10公克/20公克/30公克，5公克/15公克/25公克/35公克[兩組食鹽水]
每100毫升水中，添加的食鹽量相差10公克，可得到清晰的顏色水分層。
4.0公克/5公克/10公克/15公克/20公克/25公克/30公克/35公克[食鹽水]
每100毫升水中，添加的食鹽量相差5公克，可得到清晰的顏色水分層。
(三)市售醃漬瓜類的醃漬汁中，其食鹽添加範圍為每100毫升汁液中有加入食鹽155公克，樣品f，j是含鹽量較低的產品。市售醬油類中，每100毫升醬汁中添加約有25∼30公克的食鹽量。
(四)和我們同為東方人的「日本人」，亦是愛吃醃漬類蔬菜的民族，其產品的含鹽量約在6∼15%，而國人所食用本國高鹽食品，含鹽量相較之下有更偏高現象。
(五)我國行政院衛生署建議國人每日食鹽攝取量5∼7公克。面對像醃漬瓜類及醬油此類高鹽食物，學校單位及教師，要能責無旁貸的教育學生及協助選用，希望學童能從小就養成低鹽飲食的習慣，來保持健康。大家一起為下一代主人翁的健康而努力。
六、參考資料
(一)牛頓出版股份有限公司，85年，小牛頓科學百科4，頁數：218，219，220，221，223，224。
(二)食品工業發展研究所，83年，漫談食物與高血壓，頁數：13，14，15，45，46，47，56，57，58，63，64。
評語
應用比重原理，測市售樣品的含鹽量，相當生活化，尤其利用彩色比重食鹽水，作為指示劑，相當有創意。
整個實驗過程也相當符合初小水平，可以察覺小朋友，真已參與整個實驗，也相當了解實驗過程。
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