Kulcsfogalmak
Biológia
Mikroorganizmusok
Mikroszkopikus
Metabolizmus
Szén-dioxid
Bevezetés
Tudta, hogy a száraz élesztő valójában él? Add hozzá a megfelelő összetevőket, és presto, a keverékből buborékos, csöpögő élet lesz. De vajon milyen feltételek szükségesek ehhez? Mire van szüksége az élesztőnek ahhoz, hogy aktívvá váljon és virágozzon? Próbáld ki ezt a tudományos tevékenységet, hogy megtudd!
Háttér
Az élesztők apró, mikroszkopikus organizmusok – vagy mikroorganizmusok -, amelyek valójában a gombák egy fajtája. Ez azt jelenti, hogy közelebbi rokonságban állnak a gombával, mint a növényekkel, állatokkal vagy baktériumokkal (utóbbiak szintén mikroorganizmusok). Ezek a kis élőlények furcsán és másként hangozhatnak, de az emberek évezredek óta használják őket a kenyér kelesztésére. Hogyan működik ez? Az élesztőgombák anyagcseréjéhez van köze, vagyis ahhoz, hogy mit esznek, és mivé alakítják ezt a táplálékot.
Az élesztőgombáknak – akárcsak nekünk – a környezetükből kell táplálékot szerezniük ahhoz, hogy növekedni és szaporodni tudjanak – vagyis hogy még több élesztőt termeljenek. Mit esznek? Az élesztők cukrokkal és keményítőkkel táplálkoznak, amelyek bőségesen megtalálhatóak a kenyértésztában! Ezt a táplálékot energiává alakítják, és ennek eredményeképpen szén-dioxid gázt bocsátanak ki. Ezt a folyamatot nevezik erjedésnek. Az erjedés során keletkező széndioxidgáz teszi a kenyeret olyan puhává és szivacsossá. A gázzsebeket az élesztőgombák termelik, amikor a tésztát sütés előtt hagyják megkelni.
Műanyagok
- Három műanyag kétliteres palack
- Mérőkanál
- Fehér étkezési cukor
- Só, szódabikarbóna vagy ecet
- Maradékos filc (opcionális)
- Mérőpoharak
- Meleg csapvíz
- Egy közepes méretű edény vagy tál, legalább két kvart méretű
- Six csomag szárazélesztő vagy ennek megfelelő mennyiség egy befőttesüvegből
- Három szabványméretű latexlufi
- Óra vagy időzítő
Előkészítés
- Minden palackot alaposan öblítsünk át vízzel, és távolítsuk el a címkéket.
- Adjunk két evőkanál cukrot a három üvegből kettőbe. Mit gondolsz, hogyan befolyásolja majd a cukor az élesztő aktivitását?
- Az egyik üveghez, amelyikhez cukrot adtál, adj hozzá két evőkanál sót, szódabikarbónát vagy ecetet is. Mit gondolsz, a só, a szódabikarbóna vagy az ecet hozzáadása hogyan fogja befolyásolni az élesztő aktivitását?
- A kísérlet során tartsd számon, hogy mit adtál az egyes üvegekbe. Ha szükséges, felcímkézheted a palackokat egy tartós filccel.
Eljárás
- Töltsd meg a közepes méretű edényt vagy tálat legalább nyolc csésze nagyon meleg csapvízzel. Állítsuk be a csapból folyó forró víz hőmérsékletét addig, amíg már majdnem olyan forró, hogy a kezünket alá tudjuk tartani. Ezzel a vízhőmérséklettel töltse meg a fazekat.
- A fazékból származó meleg vízzel töltsön meg minden palackot körülbelül két és fél csészével (vagy körülbelül egyharmadával). Tegyük vissza a fedelet mindegyik palackra, és alaposan rázzuk össze őket, hogy minden összetevő feloldódjon.
- Minden palackhoz adjunk két csomag száraz élesztőt (vagy ennek megfelelő mennyiséget egy befőttesüvegből). Tegyük vissza a fedelet mindegyik palackra, és rázzuk meg mindegyiket alaposan, hogy az élesztő belekeveredjen.
- Vegyük le mindegyik fedelet, és feszítsünk ki egy léggömböt teljesen a palack nyílásán (az összes bordán). Mit gondolsz, miért fontos, hogy a lufi szorosan zárjon a palack nyílásán?
- Hagyjuk a palackokat 45 percig meleg helyen pihenni. Tartsa a lufikat a közvetlen napfénytől távol. Hogyan változnak a lufik az idő múlásával?
- 45 perc elteltével vizsgáld meg a palackokat és a lufikat. Melyik léggömbök fújták fel magukat? Mekkorák egymáshoz képest? Észreveszel-e különbséget a palackok tartalmában?
- Melyik környezetben termelte az élesztő a legtöbb szén-dioxidot? Mit árul el ez az élesztőerjedéshez szükséges körülményekről?
- Extra: A tevékenység eredményeit vízkiszorításos teszttel számszerűsítheted. Ehhez egy nagy edényt teljesen megtölthetsz vízzel, és egy nagyobb tálcába, serpenyőbe vagy edénybe helyezheted. Gyorsan kösd le a mérni kívánt lufit anélkül, hogy a gázok távoznának, majd merítsd a lufit a vízbe. Megmérheted, hogy mennyi víz folyt ki az edényből a tálcába, hogy meghatározd, mennyi vizet szorított ki a lufi, és ebből következően a lufi belsejében lévő szén-dioxid gáz térfogatát. Ha számszerűsíted az eredményeidet, pontosan mennyire különböznek a lufik méretei?
- Extra: Egy másik környezeti feltétel, amely befolyásolhatja az élesztő aktivitását és az erjedés folyamatát, a hőmérséklet. Ezt úgy vizsgálhatod meg, hogy több palackot készítesz azonos körülmények között, majd mindegyik palackot más-más hőmérsékletű helyre helyezed. 45 perc elteltével hogyan változik a lufik mérete?
- Extra: Megpróbálhatod újra ezt a tevékenységet, de legközelebb csak arra koncentrálj, hogy a különböző cukorfajták és -források használata hogyan befolyásolja a szén-dioxid-termelést. Hogyan befolyásolják a különböző gyümölcslevekből vagy más forrásokból származó cukrok, hogy mennyi szén-dioxid termelődik?
Megfigyelések és eredmények
A csak élesztőt és vizet tartalmazó palackon lévő lufi felfúvódás nélkül maradt? A csak cukrot tartalmazó palackon lévő lufi fújódott fel a legjobban?
Amikor az élesztőgombák cukrot esznek és energiává alakítják, szén-dioxidot is termelnek. Ezt a folyamatot nevezzük erjedésnek. Ennél a tevékenységnél a palackokon lévő lufiknak az erjedés során az élesztők által termelt szén-dioxidot kellett volna megkötniük. Abban a palackban, amely élesztőket tartalmazott, de cukrot nem, az élesztők nem kaptak táplálékot (azaz cukrot), így a lufinak nem kellett volna felfújódnia. Abban a palackban, amely élesztőket és cukrot tartalmazott (de sót, szódabikarbónát vagy ecetet nem), az élesztőknek virágozniuk kellett volna, és sok szén-dioxidot kellett volna termelniük, ami egyértelműen felfújta a lufit. Amikor sót, szódabikarbónát vagy ecetet adtak hozzá, az élesztőgombáknak kevesebb szén-dioxidot kellett volna termelniük, így kevésbé fújták volna fel a lufit, mint amikor csak cukrot használtak. Ennek az az oka, hogy ezeknek az anyagoknak a hozzáadása megváltoztatta a környezetet, és kevésbé ideálissá tette azt az élesztőgombák számára. Konkrétan a só hozzáadása növelte a környezet sótartalmát, a szódabikarbóna vagy az ecet hozzáadása pedig megváltoztatta a környezet pH-értékét, bázikusabbá, illetve savasabbá téve azt a sima víz által biztosított semleges környezethez képest.
Takarítás
Amikor befejezted ezt a tevékenységet, ártalmatlanítsd az élesztőket komposztálással, vagy (engedéllyel) dobd ki őket valahol a szabadban. Ne öntsd az élesztőket a lefolyóba anélkül, hogy vízzel hígítanád őket, mert tágulásukkal károsíthatják a csöveket.
Még több felfedeznivaló
Fun Facts About Fungi: Fermentáció, a Utah Állami Egyetemtől
Kísérletek savakkal és bázisokkal, a Fun Science Gallery-től
Fun, Science Activities for You and Your Family, a Science Buddies-től
Yeasty Beasties, a Science Buddies-től
This activity brought to you in partnership with Science Buddies