Експеримент с ферментация - супергеройската сила на дрождите - кутията на Кейнщайн
Преди няколко дни се случи отново: Беше ми рожден ден. За да отпразнувам деня, отидох в кухнята и се посветих на биохимията ... хм, печена торта. И с мая! И така печенето на торти всъщност се превръща в истинска кухненска биохимия.
Какво всъщност е мая?
Нашата хлебна мая се състои от истински живи същества! Но не от растения или животни, а от гъби със сложното име „Saccharomyces cervisiae“.
Ако сега се чувствате напомнени за Астерикс и Обеликс ... нали: любимата напитка на двамата комични гали е хладната Cervisia - бира. Всъщност хлебната мая е същата гъба, която се използва за приготвяне на бира.
Между другото, първата част на името означава нещо като „захарна гъба”, което означава, че цялото име може да се преведе като „бирена захарна гъба”. Това също така изяснява с какво се хранят тези гъби.
Между другото, дрождите не образуват чадъри и шапки в гората, както ги познавате от други гъби. Те принадлежат към едноклетъчните видове и се размножават чрез клетъчно делене или образуване на издънки. Ето защо ние не виждаме нищо повече от тях, освен жълтеникаво-сива маса без микроскоп. С микроскоп обаче можете да видите отделните клетки на дрождите:
Хлебни дрожди под микроскоп: Градусните знаци на скалата са на разстояние 11 микрометра (милионни части от метър!). От Боб Блейлок [CC BY-SA 3.0 или GFDL], от Wikimedia Commons
Какво прави гъбата в хляба и сладкишите?
Той живее! Поне преди печене. Като всички живи същества от захар. Но маята не е задължително да разчита на кислорода, за да диша. Докато хората се нуждаят от кислород като окислител, за да получат химическа енергия от захарите, дрождите могат да използват и други химични реакции, които могат без кислород.
Такива реакции се наричат общо „ферментация“. По време на ферментацията с дрожди пиещият алкохол „етанол“ (към който пивоварите се насочват) се създава като „отпадък“ и ... открива сам!
Експеримент 1: Направете ферментацията на дрождите видима
Ти трябва да
Стъклена бутилка с тясно гърло (около 0,5 л),
Балон, не надут
Хлебна мая (1 пакет суха мая)
Вода (хладка)
Една чаена лъжичка трапезна захар
Така става
Надуйте балона няколко пъти подред и изпускайте въздуха отново и отново. По този начин пликът на балона се разтяга веднъж и след това може да се надуе по-лесно по-късно.
Напълнете наполовина бутилката с хладка вода и разтворете захарта в нея. Добавете маята и завъртете бутилката за кратко, така че всичко да се смеси добре.
След това поставете отвора на балона върху отвора на бутилката и поставете всичко на топло място (в идеалния случай 28-32 ° C).
Изчакайте и вижте какво ще се случи: Бутилката е видимо заета и: Балонът се надува!
Появява се газ: отляво настройката в началото на експеримента, след това отляво надясно: след 15 минути, 30 минути, 45 минути
Какво се случва там?
Маята усвоява захарта. Това създава газ, който пълни балона!
Можете сами да го докажете!
Експеримент 2: откриване на газ
Ти трябва да
Сместа от дрожди в бутилката от експеримент 1
Кибрит, нещо за запалване
Чифт пинсети
Така става
Извадете балона от бутилката. Запалете кибритената клечка и я поставете в бутилката със сместа от дрожди с помощта на пинсетите (не я потапяйте!). Наблюдавано: Мачът излиза!
Какво се случва там?
Газът, който маята произвежда, е въглероден диоксид (CO2)! Той е по-тежък от въздуха и по този начин измества кислорода нагоре от бутилката. Огънят не може да гори без кислород - и той угасва.
Какво се случва в клетките на дрождите
Основната захар, с която се хранят дрождите, е гроздова захар (глюкоза). Това е „проста захар“ (монозахарид), т.е. тя се състои от управляеми малки, отделни молекули захар.
Всички живи същества могат бързо да получат енергия от глюкоза или молекули глюкоза. Дрождите използват поредица от реакции, които биохимиците наричат "анаеробна гликолиза".
Молекула „пируват“ се произвежда от една молекула глюкоза на няколко етапа. В хода на тези стъпки две молекули енергийни носители, които биохимиците наричат накратко „ADP“, се „зареждат“ чрез прикрепване на анион на фосфорна киселина към всяка от тези молекули (молекулите на заредения енергиен носител след това се наричат „ATP“).
За зареждане обаче са необходими допълнителни реакционни партньори (молекули, наречени NAD +), които от своя страна трябва да бъдат рециклирани.
След това въглеродният диоксид се изхвърля от клетките и запълва балона ви!
Това, което остава, е една молекула ацеталдехид. Това е токсично за клетките и поради това бързо се преработва в етанол, при което отпадъчните молекули NADH от гликолизата се рециклират в NAD +.
Пиенето на алкохол „етанол“ е отровно за нас, хората, тъй като ензимът алкохол дехидрогеназа присъства и в клетките ни - само той стимулира реакцията в обратна посока: етанолът се превръща в ацеталдехид. И това носи и мощен махмурлук (можете да прочетете повече за този биохимичен махмурлук тук).
Как ферментира след това домакинската захар?
Молекулите на домакинската захар (захароза) се състоят от две свързани прости захари: гроздова захар глюкоза и плодова захар фруктоза.
Следователно в дрождните клетки има ензим, който може да раздели тези двойки, преди отделните части да бъдат „усвоени“, както е показано по-горе.
Тази способност - да разгражда и използва трапезната захар - накрая даде научното си наименование на хлебната мая (Saccharomyces ...).
Как маята „отива“ в млякото?
Нормалното пълномаслено мляко се състои от приблизително 5% млечна захар (лактоза) - това трябва да е достатъчно фураж за маята, нали? Тъй като Рето има непоносимост към лактоза, използвах мляко без лактоза за тортата ... и се притеснявах, че маята няма да втаса с нея. Вместо това маята ми се отдели като котката на Шмиц, след като я смеси с млякото!
Мая в мляко без лактоза
Лактозата също е двойна захар, тя се състои от по една молекула глюкоза и галактоза.
Лактозата също е двойна захар, която трябва да се разгради, преди да може да се използва
За съжаление, хлебната мая няма ензим, който да разгражда лактозата и по този начин да стигне до глюкозата (следователно тя е „непоносима към лактоза“, въпреки че дрождите нямат черва, които биха могли да бъдат разстроени поради нея). За щастие на маята, нормалното пълномаслено мляко винаги съдържа свободна глюкоза.
Сега млякото без лактоза се получава чрез добавяне на ензима лактаза, който разделя лактозата на глюкоза и галактоза (следователно млякото без лактоза е малко по-сладко от нормалното). Маята в млякото без лактоза дори намира повече за ядене, отколкото в нормалното пълномаслено мляко и съответно се покачва нетърпеливо!
Какво се случва с маята във фурната
И преди да загубите апетита си за хляб и сладкиши с всички живи гъби: както всички живи същества, дрождите зависят от умерените температури. Така че, ако поставите тестото си с мая във фурната и го загреете, всички гъби ще умрат.
Въглеродният диоксид, който преди това са отделяли в тестото, обаче се разширява в топлината и така сладкишите и хлябът се вдигат и стават чудесно пухкави. Ако обаче нишестето, протеините, мазнините и захарта в тестото реагират и образуват твърда молекулярна структура (например в хода на реакцията на Maillard, за която можете да прочетете тук), цялото нещо вече не се срутва след охлаждане.
изхвърляне
Можете да изхвърлите сместа от мая и вода в мивката - или може би да изпечете хляб с нея? Можете да продължите да използвате балона, както желаете.
Желая ви много забавно да изпробвате и наблюдавате! Какво друго обичате да правите с мая или тесто с мая?
Копирахте ли експеримента:
Ако нещо не работи или работи само частично, напишете го в коментарите. Радвам се да помогна за отстраняване на неизправности!
Споделяне на запис
Може да се интересувате и от това
Страхотна публикация за мая 🙂 Тъй като редовно пека хляб, тази публикация в блога е много информативна за мен.
Винаги казвам, че маята харесва топло топло
Много благодаря за комплимента! - Но и дрождите не обичат прекалено топло: Тогава активността на ензимите намалява и в някакъв момент над 42 ° C те се денатурират и дрождите стават сварени (и безжизнени) като варено яйце;).
Голям принос!
Много благодаря!
Бих се интересувал и от това колко захар остава след процеса.
Например, ако добавя 10g захар, колко от нея остава след това?
Това зависи от много различни фактори, най-вече от количеството използвана мая и времето, което трябва да подейства. Освен това има температурата на околната среда и наличието на други вещества, които са необходими за реакциите, свързани с ферментацията.
По принцип обаче можете да измервате колко захар се преобразува (и по този начин и колко остава). Технически проста възможност би била използването на напр. за улавяне в газова спринцовка и стехиометрично изчисляване на количеството на преобразуваната захар от обема. Ако имате фотометър в лабораторията, можете дори да измервате концентрацията на захар директно (ако знаете дължина на вълната на светлината, която глюкозата или домакинската захар поглъщат: устройството измерва промяната в абсорбцията на тази характерна дължина на вълната в хода на експеримента - колкото по-малко захар има, толкова по-малко Светлината се абсорбира). Използвайки редовни или дори „живи“ измервания, дори е възможно да се проследи оборота на захарта във времето (като правило, ензимите не работят с еднаква скорост във всяка точка на експеримента).
Направих експеримента в началното училище. тъй като не мога да използвам открит огън там, не можах да направя и бензиновата част. Затова просто взех бутилките с балоните вкъщи със себе си, за да ги почистя. Маята се надигна хубаво и балонът беше добре напълнен. Но сега успях да наблюдавам още 24 часа, че „дрожжевата пяна“ отново се е срутила и че балонът сега се изтегля в бутилката, сякаш има отрицателно налягане. Мога да ви изпратя и снимка. Имате ли представа какво се случи сега?
Оставете коментар
Оставете коментар отмяна отговор
Аз съм Кати Кейнщайн, страстен химик и учител, и ще ви покажа как можете да изследвате и използвате химията и още около себе си.
В кутията на Кейнщайн ще намерите не само експерименти за дома или училище, но и съвети, трикове и отговори за химията и други подобни във вашето ежедневие!
Съдържание на кутията
Член съм на мрежата
Харесва ли ти? Части!
Бюлетин
Последни публикации
Етикети
Съдържание на кутията
Бюлетин
Търсене
Сигнал за бисквитки! В кутията на Keinstein има бисквитки. Ако продължите да използвате този уебсайт, ще приемем, че сте доволни от него.
Можем да поискаме бисквитки, които са зададени на вашето устройство. Използваме бисквитки, за да ни уведомим, когато посещавате нашите уебсайтове, как взаимодействате с нас, за подобряване на вашето потребителско изживяване и за персонализиране на връзката ви с нашия уебсайт.
Кликнете върху заглавията на различните категории, за да научите повече. Можете също да промените някои от настройките си. Имайте предвид, че блокирането на някои видове бисквитки може да повлияе на вашето изживяване на нашите уебсайтове и услугите, които можем да предложим.
Тези бисквитки са абсолютно необходими, за да ви предоставим услугите и функциите, достъпни на нашия уебсайт.
Тъй като тези бисквитки са абсолютно необходими за услугите и функциите, достъпни на нашия уебсайт, отказът ще се отрази на функционалността на нашия уебсайт. Можете да блокирате или изтриете бисквитки по всяко време, като промените настройките на браузъра си и принудите всички бисквитки на този уебсайт да бъдат блокирани. Винаги обаче ще бъдете помолени да приемете/отхвърлите бисквитките, когато посетите нашия уебсайт отново.
Напълно уважаваме, ако решите да откажете бисквитките. За да избегнете многократни искания за бисквитки, моля, позволете ни да запазим бисквитка за вашите настройки. Можете да се отпишете по всяко време или да разрешите други бисквитки, за да можете да използвате нашите услуги в пълна степен. Ако отхвърлите бисквитките, всички бисквитки, зададени в нашия домейн, ще бъдат премахнати.
Предоставяме ви списък с бисквитките, съхранявани в нашия домейн от вашия компютър. От съображения за сигурност не можем да ви показваме бисквитки, които се съхраняват от други домейни. Можете да видите това в настройките за защита на вашия браузър.
Тези бисквитки събират информация, която - частично обобщена - ни помага да разберем как се използва нашият уебсайт и доколко ефективни са нашите маркетингови мерки. Също така можем да използваме знанията от тези бисквитки, за да адаптираме нашите приложения, за да подобрим вашето потребителско изживяване на нашия уебсайт.
Ако не искате да проследяваме вашето посещение на нашия сайт, можете да блокирате това тук във вашия браузър:
Също така използваме различни външни услуги като Google Webfonts, Google Maps и външни доставчици на видео. Тъй като тези доставчици могат да запазят вашите лични данни, можете да ги деактивирате тук. Моля, имайте предвид, че деактивирането на тези бисквитки може значително да влоши функционалността и външния вид на нашия уебсайт. Промените ще влязат в сила след презареждането на страницата.
Настройки на уеб шрифта на Google:
Настройки на Google Maps:
Настройки на Google reCaptcha:
Настройки на Vimeo и YouTube:
Използват се и следните бисквитки - можете да изберете дали искате да се съгласите с тях:
Можете да прочетете подробно нашите бисквитки и настройки за поверителност в нашата политика за поверителност.