Експеримент з бродінням - супергеройська сила дріжджів - коробка Кейнштейна
Кілька днів тому це повторилося: Це був мій день народження. Щоб відсвяткувати день, я пішов на кухню і присвятив себе біохімії ... гм, спеченому пирогу. З дріжджами! І тому випікання тортів фактично стає справжньою біохімією кухні.
Що насправді є дріжджами?
Наші хлібопекарські дріжджі складаються із справжніх живих істот! Але не від рослин або тварин, а від грибів зі складною назвою “Saccharomyces cervisiae”.
Якщо вам зараз нагадують Астерікса та Обелікса ... вірно: улюбленим напоєм двох комічних галлів є тепла Cervisia - пиво. Насправді пекарські дріжджі - це той самий гриб, який використовують для варіння пива.
Перша частина назви означає щось на зразок «цукровий гриб», що означає, що цілу назву можна перекласти як «пивний цукровий гриб». Це також з’ясовує, чим харчуються ці гриби.
До речі, дріжджі не утворюють в лісі парасольок і капелюшків, як ви їх знаєте з інших грибів. Вони належать до одноклітинної групи і розмножуються шляхом ділення клітин або утворення відгалужень. Ось чому ми не бачимо з них нічого іншого, як жовтувато-сіру масу без мікроскопа. Однак за допомогою мікроскопа ви можете побачити окремі клітини дріжджів:
Хлібопекарські дріжджі під мікроскопом: градуйовані позначки на шкалі складають 11 мікрометрів (мільйонні частки метра!). Боб Блейлок [CC BY-SA 3.0 або GFDL], з Wikimedia Commons
Що робить гриб у хлібі та тістечках?
Він живе! Принаймні перед випіканням. Як і все живе із цукру. Однак дріжджі не обов’язково повинні покладатися на кисень для дихання. Хоча людині потрібен кисень як окислювач для отримання хімічної енергії з цукрів, дріжджі можуть також використовувати інші хімічні реакції, які можуть обійтися без кисню.
Такі реакції спільно називають «бродінням». Під час бродіння дріжджами питний алкоголь “етанол” (на який націлюють пивовари) створюється як “відхід”, і ... з’ясовуйте самі!
Експеримент 1: Зробіть дріжджове бродіння видимим
Тобі потрібно
Скляна пляшка з вузьким горлом (приблизно 0,5 л),
Повітряна куля, не надута
Хлібопекарські дріжджі (1 пакет сухих дріжджів)
Вода (тепла)
Одна чайна ложка столового цукру
Ось так воно і йде
Підривайте повітряну кулю кілька разів поспіль і знову і знову випускайте повітря. Таким чином, конверт повітряної кулі один раз розтягується, а потім може бути легше надутий пізніше.
Наполовину заповніть пляшку теплою водою і розчиніть в ній цукор. Додайте дріжджі і ненадовго закрутіть пляшку, щоб все добре перемішалося.
Потім поставте отвір балона над отвором пляшки і поставте все це в тепле місце (в ідеалі 28-32 ° C).
Зачекайте і подивіться, що станеться: Пляшка помітно зайнята, і: Повітряна куля надувається!
Виникає газ: ліворуч установка на початку експерименту, потім зліва направо: через 15 хв, 30 хв, 45 хв
Що там відбувається?
Дріжджі засвоюють цукор. Це створює газ, який заповнює повітряну кулю!
Ви можете це довести самі!
Експеримент 2: виявлення газів
Тобі потрібно
Дріжджова суміш у пляшці з експерименту 1
Сірник, щось запалити
Пінцет
Ось так воно і йде
Вийміть повітряну кульку з пляшки. Запаліть сірник і за допомогою пінцета вставте його в пляшку з дріжджовою сумішшю (не занурюйте!). Спостерігається: Матч згасає!
Що там відбувається?
Газом, який утворюють дріжджі, є вуглекислий газ (CO2)! Він важчий за повітря і таким чином витісняє кисень вгору з пляшки. Вогонь не може горіти без кисню - і він згасає.
Що відбувається в дріжджових клітинах
Основним цукром, яким живляться дріжджі, є виноградний цукор (глюкоза). Це «простий цукор» (моносахарид), тобто він складається з керованих дрібних, окремих молекул цукру.
Всі живі істоти можуть швидко отримувати енергію з глюкози або молекул глюкози. Дріжджі використовують ряд реакцій, які біохіміки називають "анаеробний гліколіз".
Молекула “пірувату” утворюється з однієї молекули глюкози у кілька етапів. В ході цих етапів дві молекули-носії енергії, які біохіміки коротко називають «АДФ», «заряджаються», додаючи аніон фосфорної кислоти до кожної з цих молекул (молекули зарядженого енергоносія потім називають «АТФ»).
Однак для заряджання потрібні додаткові реакційні партнери (молекули, що називаються NAD +), які в свою чергу повинні бути перероблені.
Потім вуглекислий газ утилізується з клітин і заповнює ваш балон!
Залишилася одна молекула ацетальдегіду. Це токсично для клітин і тому швидко переробляється в етанол, завдяки чому молекули відходів NADH від гліколізу переробляються в NAD +.
Вживання алкоголю «етанол» отруйний для нас, людей, оскільки фермент алкоголь-дегідрогеназа також присутній у наших клітинах - лише він сприяє реакції у зворотному напрямку: етанол стає ацетальдегідом. І це приносить і могутнє похмілля (більше про це біохімічне похмілля ви можете прочитати тут).
Як тоді ферментується побутовий цукор?
Молекули домашнього цукру (сахарози) складаються з двох пов'язаних простих цукрів: виноградного цукру глюкози та фруктового цукру фруктози.
Отже, у клітинах дріжджів є фермент, який може розщеплювати ці пари до того, як окремі частини «засвоїться», як показано вище.
Ця здатність - розщеплювати та використовувати побутовий цукор - нарешті дала пекарським дріжджам наукову назву (Saccharomyces ...).
Як дріжджі «йдуть» в молоці?
Звичайне незбиране молоко складається приблизно з 5% молочного цукру (лактози) - цього має бути достатньо корму для дріжджів, так? Оскільки Рето не переносить лактозу, я використовував для торта молоко без лактози ... і переживав, що дріжджі разом з ним не піднімуться. Натомість мої дріжджі відірвались, як кіт Шміца, змішавши їх з молоком!
Дріжджі в безлактозному молоці
Лактоза - це також подвійний цукор, вона складається з однієї молекули глюкози та галактози.
Лактоза - це також подвійний цукор, який перед використанням потрібно розщепити
На жаль, у хлібопекарських дріжджах немає ферменту, який розщеплює лактозу і таким чином потрапляє до глюкози (отже, вона не переносить лактозу), хоча у дріжджів немає кишечника, який через це міг би засмутитися). На щастя для дріжджів, звичайне незбиране молоко завжди містить вільну глюкозу.
Тепер безлактозне молоко виробляють шляхом додавання ферменту лактази, який розщеплює лактозу на глюкозу та галактозу (тому безлактозне молоко трохи солодше звичайного). Дріжджі в безлактозному молоці навіть знаходять більше їсти, ніж у звичайному незбиранему молоці, і відповідно охоче піднімаються!
Що відбувається з дріжджами в духовці
І перш ніж втратити апетит до хліба та пирога з усіма живими грибами: як і все живе, дріжджові гриби залежать від помірних температур. Тож якщо ви поставите своє дріжджове тісто в духовку і розігрієте його, всі гриби загинуть.
Однак вуглекислий газ, який вони раніше виділяли в тісті, розширюється в спеку, і пиріжки та хліб піднімаються і стають чудово пухнастими. Якщо, проте, крохмаль, білки, жир і цукор у тісті реагують, утворюючи тверду молекулярну структуру (наприклад, в ході реакції Майяра, про яку ви можете прочитати тут), все це вже не руйнується після охолодження.
утилізація
Ви можете утилізувати дріжджово-водну суміш у раковину - або, можливо, спекти з нею хліб? Ви можете продовжувати використовувати аеростат як завгодно.
Бажаю вам багато задоволення від випробувань та спостережень! Що ще ви любите робити з дріжджами або дріжджовим тістом?
Ви скопіювали експеримент:
Якщо щось не вийшло або працювало лише частково, напишіть це в коментарях. Я радий допомогти з усуненням неполадок!
Поділитися входом
Вас це також може зацікавити
Чудова публікація про дріжджі 🙂 Оскільки я регулярно випікаю хліб, ця публікація в блозі для мене дуже інформативна.
Я також завжди кажу, що дріжджі люблять теплі 🙂
Велике спасибі за комплімент! - Але дріжджі теж не люблять занадто тепле: Потім активність ферментів знижується, і в якийсь момент вище 42 ° C вони денатуруються, і дріжджі стають звареними (і неживими), як варене яйце;).
Великий внесок!
Дуже дякую!
Мені також було б цікаво, скільки цукру залишається після процесу.
Наприклад, якщо я додаю 10 г цукру, скільки після цього залишається?
Це залежить від багатьох різних факторів, перш за все від кількості використаних дріжджів та часу, який йому потрібно для роботи. Крім того, існує температура навколишнього середовища та доступність інших речовин, необхідних для реакцій, пов’язаних із бродінням.
Однак у принципі ви можете виміряти, скільки цукру перетворюється (а отже, і скільки залишається). Технічно простим варіантом було б, наприклад, уловлювати отриманий СО2 у поршневому пробовідбірнику, а не в балоні, та обчислювати кількість перетвореного цукру стехіометрично з обсягу. Якщо у вас є фотометр у лабораторії, ви можете навіть безпосередньо виміряти концентрацію цукру (якщо ви знаєте довжину світлової хвилі, яку поглинає глюкоза або побутовий цукор: прилад вимірює зміну поглинання цієї характерної довжини хвилі в ході експерименту - чим менше цукру, тим менше Світло поглинається). За допомогою регулярних або навіть «живих» вимірювань можна навіть відстежувати оборот цукру з часом (як правило, ферменти не працюють з однаковою швидкістю в кожній точці експерименту).
Я робив експеримент у початковій школі. оскільки я не можу використовувати відкритий вогонь там, я не міг виконати газову частину. Тож я просто взяв із собою пляшки з повітряними кульками, щоб очистити їх. Дріжджі красиво піднялися, а повітряна куля була добре заповнена. Але тепер я міг спостерігати ще протягом 24 годин, що «дріжджова піна» знову руйнується і що зараз балон втягують у пляшку, ніби там був негативний тиск. Я також можу надіслати вам фотографію. Ти уявляєш, що сталося зараз?
Залишити коментар
Залиште коментар скасувати відповідь
Я Кеті Кейнштейн, пристрасний хімік і вчитель, і я покажу вам, як ви можете досліджувати та використовувати хімію та багато іншого навколо себе.
У коробці Кейнштейна ви знайдете не тільки експерименти для дому чи школи, але також поради, підказки та відповіді щодо хімії та співпраці у вашому повсякденному житті!
Зміст коробки
Я є членом мережі
Вам це подобається? Частини!
Інформаційний бюлетень
Останні повідомлення
Теги
Зміст коробки
Інформаційний бюлетень
пошук
Попередження про файли cookie! У коробці Кейнштейна є печиво. Якщо ви продовжите користуватися цим веб-сайтом, ми вважатимемо, що ви ним задоволені.
Ми можемо вимагати файли cookie, встановлені на вашому пристрої. Ми використовуємо файли cookie, щоб повідомити нам, коли ви відвідуєте наші веб-сайти, як ви взаємодієте з нами, покращуєте взаємодію з користувачем та налаштовуєте свої стосунки з нашим веб-сайтом.
Клацніть на заголовки різних категорій, щоб дізнатись більше. Ви також можете змінити деякі налаштування. Зауважте, що блокування деяких типів файлів cookie може вплинути на ваш досвід роботи на наших веб-сайтах та послугах, які ми можемо запропонувати.
Ці файли cookie абсолютно необхідні для надання вам послуг та функцій, доступних на нашому веб-сайті.
Оскільки ці файли cookie абсолютно необхідні для послуг та функцій, доступних на нашому веб-сайті, відмова вплине на функціональність нашого веб-сайту. Ви можете в будь-який час заблокувати чи видалити файли cookie, змінивши налаштування браузера та примусивши блокувати всі файли cookie на цьому веб-сайті. Однак при повторному відвідуванні нашого веб-сайту вас завжди попросять прийняти/відхилити файли cookie.
Ми повністю поважаємо, якщо ви вирішите відмовитись від файлів cookie. Щоб уникнути повторних запитів щодо файлів cookie, дозвольте нам зберегти файл cookie для ваших налаштувань. Ви можете будь-коли скасувати підписку або дозволити інші файли cookie, щоб мати змогу повною мірою використовувати наші послуги. Якщо ви відхилите файли cookie, усі файли cookie, встановлені в нашому домені, будуть видалені.
Ми надамо вам список файлів cookie, які зберігаються на вашому комп’ютері у нашому домені. З міркувань безпеки ми не можемо показувати вам файли cookie, які зберігаються в інших доменах. Ви можете побачити це в налаштуваннях безпеки вашого браузера.
Ці файли cookie збирають інформацію, яка - частково узагальнена - допомагає нам зрозуміти, як використовується наш веб-сайт та наскільки ефективні наші маркетингові заходи. Ми також можемо використовувати знання з цих файлів cookie для адаптації наших програм, щоб покращити ваш досвід роботи на нашому веб-сайті.
Якщо ви не хочете, щоб ми відстежували ваш візит до нашого сайту, ви можете заблокувати це тут у своєму браузері:
Ми також використовуємо різні зовнішні служби, такі як Google Webfonts, Google Maps та зовнішні постачальники відео. Оскільки ці провайдери можуть зберігати ваші особисті дані, ви можете деактивувати їх тут. Зверніть увагу, що деактивація цих файлів cookie може суттєво погіршити функціональність та зовнішній вигляд нашого веб-сайту. Зміни наберуть чинності після перезавантаження сторінки.
Налаштування веб-шрифтів Google:
Налаштування Карт Google:
Налаштування Google reCaptcha:
Налаштування Vimeo та YouTube:
Також використовуються такі файли cookie - ви можете вибрати, чи хочете ви на них погодитися:
Ви можете детально прочитати наші файли cookie та налаштування конфіденційності в нашій політиці конфіденційності.