Concepte cheie
Biologie
Microorganisme
Microscopice
Metabolism
Dioxid de carbon
Introducere
Știați că drojdia uscată este de fapt vie? Adăugați ingredientele potrivite și gata, amestecul devine o mizerie de viață buboasă și supurantă. Dar care sunt condițiile necesare pentru ca acest lucru să se întâmple? De ce are nevoie acea drojdie pentru a deveni activă și a prospera? Încearcă această activitate științifică pentru a afla singur!
Context
Leștele sunt organisme mici, microscopice – sau microorganisme – care sunt de fapt un tip de ciupercă. Acest lucru înseamnă că sunt mai strâns legate de o ciupercă decât de plante și animale sau de bacterii (acestea din urmă fiind, de asemenea, microorganisme). Aceste mici creaturi pot părea ciudate și diferite, dar oamenii le folosesc de mii de ani pentru a face pâinea să crească. Cum funcționează acest lucru? Are de-a face cu metabolismul drojdiilor sau, cu alte cuvinte, cu ceea ce mănâncă și în ce transformă această hrană.
Ca și noi, drojdiile trebuie să își ia hrana din mediul înconjurător pentru a crește și a se reproduce – adică pentru a produce mai multă drojdie. Ce mănâncă ele? Drojdiile se hrănesc cu zaharuri și amidon, care sunt abundente în aluatul de pâine! Ele transformă aceste alimente în energie și, ca urmare, eliberează dioxid de carbon. Acest proces este cunoscut sub numele de fermentare. Gazul de dioxid de carbon produs în timpul fermentării este ceea ce face ca o felie de pâine să fie atât de moale și spongioasă. Buzunarele de gaz sunt produse de drojdii atunci când aluatul este lăsat să crească înainte de coacere.
Materiale
- Trei sticle de plastic de doi litri
- Cupa de măsurat
- Zahăr de masă alb
- Sare, bicarbonat de sodiu sau oțet
- Marker permanent (opțional)
- Cupa de măsurat
- Apă caldă de la robinet
- Un vas sau un castron de mărime medie, de cel puțin doi litri
- Șase pliculețe de drojdie uscată sau o cantitate echivalentă dintr-un borcan
- Trei baloane de latex de mărime standard
- Un ceas sau un cronometru
Preparare
- Rezolvați bine fiecare sticlă cu apă și îndepărtați orice etichetă.
- Adaugați două linguri de zahăr în două din cele trei sticle. Cum credeți că va afecta zahărul activitatea drojdiei?
- La una dintre sticlele la care ați adăugat zahăr, adăugați și două linguri de sare, bicarbonat de sodiu sau oțet. Cum credeți că adăugarea de sare, bicarbonat de sodiu sau oțet va afecta activitatea drojdiei?
- De-a lungul experimentului, țineți evidența a ceea ce ați adăugat în fiecare sticlă. Dacă este necesar, puteți eticheta sticlele cu un marker permanent.
Procedeu
- Umpleți vasul sau castronul de dimensiuni medii cu cel puțin opt căni de apă foarte caldă de la robinet. Reglați temperatura apei calde care vine de la robinet până când aceasta este aproape prea fierbinte pentru a vă ține mâinile sub ea. Folosiți această temperatură a apei pentru a umple oala.
- Utilizând apa caldă din oală, umpleți fiecare sticlă cu aproximativ două cești și jumătate (sau aproximativ o treime din capacitate). Puneți capacul înapoi la fiecare sticlă și agitați-le bine pentru a dizolva toate ingredientele.
- La fiecare sticlă, adăugați două pliculețe de drojdie uscată (sau o cantitate echivalentă dintr-un borcan). Puneți capacul înapoi la fiecare sticlă și agitați-le ușor pe fiecare pentru a amesteca drojdia.
- Îndepărtați fiecare capac și întindeți un balon complet peste deschiderea sticlei (peste toate crestăturile). De ce credeți că este important să se formeze un sigiliu etanș cu balonul pe deschiderea sticlei?
- Lăsați sticlele să se odihnească într-un loc cald timp de 45 de minute. Păstrați baloanele departe de lumina directă a soarelui. Cum se modifică baloanele în timp?
- După 45 de minute, examinați sticlele și baloanele. Care baloane s-au umflat? Cât de mari sunt acestea în comparație unul cu celălalt? Observați vreo diferență în conținutul sticlelor?
- În care mediu drojdia a produs cel mai mult dioxid de carbon? Ce vă spune acest lucru despre condițiile necesare pentru ca fermentația drojdiei să aibă loc?
- Extra: Ați putea cuantifica rezultatele obținute în urma acestei activități prin utilizarea unui test de deplasare a apei. Pentru a face acest lucru, ați putea umple un vas mare complet cu apă, l-ați putea plasa într-o tavă, oală sau oală mai mare. Legați rapid balonul pe care doriți să îl măsurați, fără a lăsa gazul să iasă, și apoi scufundați balonul în apă. Puteți măsura câtă apă s-a revărsat din vas în tavă pentru a determina câtă apă a deplasat balonul și, în consecință, volumul de dioxid de carbon din interiorul balonului. Dacă vă cuantificați rezultatele, cât de diferite sunt mai exact dimensiunile baloanelor?
- Extra: O altă condiție de mediu care poate afecta activitatea drojdiei și procesul de fermentare este temperatura. Ați putea explora acest aspect pregătind mai multe sticle folosind aceleași condiții și apoi plasând fiecare sticlă într-un loc diferit, cu o temperatură diferită. După 45 de minute, cum variază dimensiunea baloanelor?
- Extra: Ați putea încerca din nou această activitate, dar data viitoare să vă concentrați doar asupra modului în care utilizarea diferitelor tipuri și surse de zaharuri afectează producția de dioxid de carbon. Cum influențează zaharurile din diferite sucuri sau din alte surse cantitatea de dioxid de carbon produsă?
Observații și rezultate
A rămas neumflat balonul de pe sticla cu doar drojdie și apă? S-a umflat cel mai mult balonul de pe sticla la care s-a adăugat doar zahăr?
Când drojdiile mănâncă zahăr și îl transformă în energie, ele produc și dioxid de carbon. Acest proces este cunoscut sub numele de fermentare. În această activitate, baloanele de pe sticle ar fi trebuit să capteze dioxidul de carbon produs de drojdii în timpul fermentării. În sticla care conținea drojdii, dar nu și zahăr, drojdiile nu aveau hrană (adică zahăr), așa că balonul nu ar fi trebuit să se umfle. În sticla care conținea drojdii și zahăr (dar nu sare, bicarbonat de sodiu sau oțet), drojdiile ar fi trebuit să se dezvolte și să producă o cantitate mare de dioxid de carbon, umflând în mod clar balonul. Atunci când s-a adăugat sare, bicarbonat de sodiu sau oțet, drojdiile ar fi trebuit să producă mai puțin dioxid de carbon, umflând balonul mai puțin decât atunci când s-a folosit doar zahăr. Acest lucru se datorează faptului că adăugarea acestor substanțe a schimbat mediul și l-a făcut mai puțin ideal pentru drojdii. Mai exact, adăugarea de sare a crescut salinitatea mediului, iar adăugarea de bicarbonat de sodiu sau de oțet a schimbat pH-ul mediului, făcându-l mai bazic, respectiv mai acid, în comparație cu mediul neutru oferit de apa simplă.
Curățarea
Când ați terminat această activitate, aruncați drojdiile prin compostare sau (cu permisiune) aruncându-le undeva afară. Nu turnați drojdiile în canalizare fără să le diluați cu apă, deoarece acestea pot deteriora țevile atunci când se dilată.
Mai multe de explorat
Fun Facts About Fungi: Fermentare, de la Universitatea de Stat din Utah
Experimente cu acizi și baze, de la Fun Science Gallery
Activități științifice distractive pentru tine și familia ta, de la Science Buddies
Yeasty Beasties, de la Science Buddies
Acestă activitate vă este oferită în parteneriat cu Science Buddies
.