Drożdżowe ciasto

W Akademii uczniowskiej jednym z częściej wykonywanych doświadczeń przez młodych biologów jest badanie produktów fermentacji drożdży. Zestawy doświadczalne jakie przygotowują uczniowie są różne, w jednych powstający gaz napełnia gumowy balonik, w innych daje się zaobserwować mętnienie wody wapienne. Samo doświadczenie można modyfikować na wiele sposobów, odnajdując przy tym powiązania z innymi dziedzinami wiedzy, nie tylko wiedzy.

 

Grupa docelowa: Uczniowie gimnazjum i szkoły średniej

 

Cele edukacyjne: Wyjaśnienie jaką rolę pełnią drożdże, połączenie tych wiadomości z funkcjami tych organizmów.

 

Pytanie kluczowe: W jaki sposób można zaobserwować procesy życiowe drożdży?

 

Problem 1: Czy zawsze w oddychania drożdży powstanie alkohol?

Do doświadczenia potrzebne nam będą probówki, rurki szklane w kształcie litery U, woda wapienna, korki olej, roztwór glukozy (do kupienia w aptece), drożdże. Przygotowujemy trzy zestawy badawcze, zbudowane według poniższego schematy.

Zestaw A składa się z roztworu którym będzie roztwór glukozy, który prze wlaniem do probówki należy zagotować, w ten sposób pozbędziemy się części tlenu z roztworu. Do chłodnego roztworu dodajemy drożdże. Na roztwór wlewamy niewielką ilość oleju aby uniemożliwić przedostanie się tlenu do roztworu.

Zestaw B jest identyczny jak A, z tym że nie dodajemy tu drożdży.

Zestaw C składa się z roztworu glukozy do którego dodajemy drożdże, roztwór ma kontakt z tlenem, nie wylewamy na jego powierzchnię oleju.

Przygotowane zestawy umieszczamy w ciepłym miejscu na godzinę. Po tym czasie obserwujemy zmiany jakie zaszły w wodzie wapiennej. Zestaw B jest naszą próbą kontrolną. W zestawie A i C obserwujemy proces oddychania drożdży, mętnienie wody wapiennej jest informacją o wydobywającym się z roztworu dwutlenku węgla.

 

 

Problem 2: Czy w produktach oddychania drożdży znajduje się alkohol?

 

Do doświadczenia będą nam potrzebne zawartości próbek A i C, w których badaliśmy proces oddychania drożdży.

Potrzebny też będzie alkohol etylowy. Prób na wykrywanie alkoholu w podręcznikach do chemii pojawia się kilka, nie wszystkie są poprawne merytorycznie, jednak z uwagi na to że podręczniki zostały pozytywnie zaopiniowane, posłużymy się dwiema z nich.

Próba A. Wykrywanie alkoholu będzie polegało na reakcji alkoholu z tlenkiem miedzi(II) w efekcie czego otrzymujemy ceglastoczerwone zabarwienie tlenku miedzi(I). CH3OH + 2CuO  HCHO + Cu2O + H2O

Próba B. Reakcja alkoholu z dichromianem (VI) potasu K2Cr2O7 w roztworze kwaśnym kwasu siarkowego (VI) - roztwór zmienia barwę z pomarańczowej na zieloną. Polega to na dodaniu do roztworu alkoholu dichromianu potasu, następnie kilku kropli stężonego kwasu siarkowego, całość wymieszać i włożyć do zlewki z gorącą wodą.

 

Problem 3: Kiedy drożdże w cieście będą lepiej pracować?

 

Do doświadczenia potrzebujemy mąkę, wodę, cukier i drożdże. Na początku przygotowujemy ciasto, do pojemnika wsypujemy 25g mąki i powoli wlewamy wodę całość mieszając aż do uzyskania plastycznego ciasta. W taki sam sposób przygotowujemy jeszcze 3 porcje ciasta. Do pierwszej porcji dodajemy pół łyżeczki drożdży i 5g cukru, do drugiej porcji tyle samo drożdży ale cukru 2,5g. Trzecia porcja będzie składała się z ciasta i drożdży bez cukru, zaś ostatnia stanowiąca próbę kontrolną będzie składała się tylko z ciasta. Po dokładnym wymieszaniu ciasta z drożdżami i cukrem całość zostawiamy w ciepłym miejscu na godzinę. Dobrze jest pojemniki przykryć bawełnianą ściereczką. Po upływie godziny porównujemy jak bardzo wyrosło ciasto.

 

Modyfikacja doświadczenia: możemy sprawdzić czy temperatura ma wpływ na proces rośnięcia ciasta, w tym celu przygotowujemy dwa zestawy ciasta z drożdżami i cukrem i jeden z nich umieszczamy w miejscu ciepłym a drugi w chłodnym. Po godzinie obserwujemy zmiany.

 

Praca domowa: Znany jest proces fermentacji w którym powstaje alkohol, komórki drożdży w cieście mnożą się i wydzielają dwutlenek węgla powodujący że ciasto rośnie, staje się pulchne. Podczas tego procesu powstaje też alkohol, co się dzieje z namnożonymi drożdżami i alkoholem kiedy wstawiamy ciasto do piekarnika?