Zsiadłe mleko, jogurt, piwo, wino, chleb, drożdżówka – to produkty, które spotykamy każdego dnia. Czy coś je łączy? Czy wiesz, że do ich wytworzenia ludzie od lat wykorzystują procesy, które współcześnie nazywamy procesami biotechnologicznymiproces biotechnologicznyprocesami biotechnologicznymi? Co wspólnego z biotechnologią ma drożdżówka upieczona wg przepisu babci? Otóż enzymy wytwarzane przez drożdże umożliwiają przebieg reakcji chemicznej, która sprawia, że ciasto rośnie. Ten i inne procesy, zachodzące przy udziale organizmów żywych, stosowane w procesach produkcyjnych, są przedmiotem badań dynamicznie rozwijającej się dziedziny naukowej nazywanej właśnie biotechnologią. Na czym polegają? Odpowiedź znajdziesz w niniejszym materiale.
Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:
składniki odżywcze zawarte w produktach spożywczych;
podział cukrów, uwzględniając złożoność ich budowy;
budowę cząsteczek alkoholi i kwasów organicznych.
Nauczysz się
wymieniać przykłady procesów fermentacyjnych, które zachodzą w przyrodzie i w życiu codziennym;
opisywać warunki umożliwiające przebieg procesów fermentacyjnych;
wskazywać produkty spożywcze, które wyprodukowano dzięki procesom fermentacyjnym;
uzasadniać stosowność wykonywania poszczególnych czynności w trakcie wypiekania ciasta drożdżowego;
oprojektować i przeprowadzać doświadczenie pozwalające na przeprowadzenie fermentacji alkoholowej i identyfikację wydzielającego się w jej wyniku gazu;
opisywać przebieg procesów fermentacji alkoholowej, mlekowej i octowej.
iQyENxZI3Q_d5e174
1. Proces fermentacji
FermentacjafermentacjaFermentacja jest znanym od wieków procesem przetwarzania żywności, który polega na praktycznym wykorzystywaniu przemian, które zachodzą pod wpływem enzymówenzymyenzymów wytwarzanych przez drożdżedrożdżedrożdże i bakterie. Jest to jeden z podstawowych procesów biotechnologicznych.
W przyrodzie fermentacja jest sposobem oddychania mikroorganizmów w środowisku beztlenowym. Przeprowadzając fermentację, organizmy – takie jak niektóre bakterie i drożdże – uzyskują niezbędną do życia energię. Ta z kolei umożliwia przebieg różnych procesów biochemicznych, nazywanych przemianami metabolicznymi, służących wzrostowi i rozwojowi tych organizmów oraz innym ich czynnościom życiowym, jak np. ruch, reagowanie na bodźce czy rozmnażanie się.
Procesy fermentacji mogą zachodzić w warunkach ograniczonego dostępu tlenu – fermentacje beztlenowe, np. fermentacja alkoholowa, fermentacja mlekowa – ale także z udziałem tlenu – fermentacje tlenowe, np. fermentacja octowa.
2. Fermentacja alkoholowa
Czy wiesz, co należy zrobić, aby uzyskać puszyste i „wyrośnięte” ciasto? Co jest przyczyną tego, że ono rośnie? Jedną z możliwości uzyskania jego dużej objętości jest użycie drożdży piekarskich, których obecność skutkuje przebiegiem procesu fermentacji alkoholowej.
Czy wiesz, dlaczego przed włożeniem ciasta drożdżowego do piekarnika pozostawia się je do wyrośnięcia? Przeanalizuj poniższy materiał i wykonaj polecenia , oraz , a bez trudu odpowiesz na to pytanie.
Badanie aktywności drożdży piekarskich w zależności od temperatury
Doświadczenie 1
Zastanów się i odpowiedz na pytanie, czy jest możliwe przeprowadzenie procesu fermentacji alkoholowej z użyciem drożdży piekarskich w temperaturze “panującej” w piekarniku w czasie pieczenia ciasta.
Udzielenie prawidłowej odpowiedzi ułatwi Ci wykonanie doświadczenia nr , w którym sporządzisz tzw. zaczyn drożdżowy. Przygotuj niezbędne odczynniki i przyrządy. Zweryfikuj postawioną hipotezę, przeprowadzając doświadczenie wg załączonej instrukcji. Jeśli nie masz możliwości samodzielnego przeprowadzenia eksperymentu, zapoznaj się ze zdjęciami przedstawiającymi jego finalny efekt. Opisz obserwacje oraz sformułuj odpowiedni wniosek. Uwaga: doświadczenie wykonaj w asyście osoby dorosłej.
RTf9hmQkqZ3gg
Przeprowadzono doświadczenie, w którym zbadano, czy temperatura panująca w piekarniku w czasie pieczenia, umożliwia przeprowadzenie procesu fermentacji alkoholowej z użyciem drożdży piekarskich.
Hipoteza:
Zbyt wysoka temperatura powoduje obumieranie drożdży piekarskich - martwe drożdże nie mogą przeprowadzać procesu fermentacji alkoholowej.
Do przeprowadzenia doświadczenia niezbędne były:
drożdży piekarniczych (świeżych);
cukier buraczany (sacharoza);
mąka pszenna;
woda (letnia i wrząca);
dwie miski;
łyżeczka.
Przebieg doświadczenia:
do miski wsypano drożdże, łyżeczkę cukru oraz łyżeczkę mąki. Wszystkie składniki dobrze wymieszano. Połowę powstałej mieszaniny przełożono do drugiej miski. Do pierwszej miski dodano trzy/cztery łyżki letniej wody o temp. i dokładnie wymieszano. Do drugiej miski dodano trzy/cztery łyżki wrzącej wody i także dobrze wymieszano. Obie miski odstawiono na ok. .
Obserwacje:
W pierwszej misce zaczyn drożdżowy wyrósł – w cieście widoczne są pęcherzyki bezbarwnego gazu. W drugiej misce nie zaobserwowano objawów reakcji, zaczyn drożdżowy nie wyrósł.
Wnioski:
W temperaturze ok. obserwuje się wydzielanie bezbarwnego gazu i wzrost zaczynu drożdżowego – można zatem wnioskować, że w tych warunkach zachodzi reakcja chemiczna (będąca podstawą procesu fermentacji alkoholowej). Brak wzrostu zaczynu w temperaturze ok. pozwala na stwierdzenie, że w temperaturze tej reakcja chemiczna (proces fermentacji alkoholowej) nie zachodzi. W związku z powyższym można wnioskować, że postawiona hipoteza jest prawdziwa – w odpowiednio wysokiej temperaturze obumierają organizmy żywe jakimi są drożdże, a przeprowadzenie fermentacji alkoholowej przez martwe drożdże nie jest możliwe.
1
Polecenie 1
R1O6KFUI4RwNe
Czy w zapisanych przez Ciebie obserwacjach są zawarte informacje o zmianach zachodzących w obydwu miskach? Czy w Twoim wniosku znajduje się odniesienie do postawionej hipotezy?
Czy zapisane przez Ciebie obserwacje i wnioski zawierają poniższe informacje?
Obserwacje:
RDVfgHqRUUpFo
W pierwszej misce zaczyn drożdżowy wyrósł – w cieście widoczne są pęcherzyki bezbarwnego gazu. W drugiej misce nie zaobserwowano objawów reakcji, zaczyn drożdżowy nie wyrósł.
Wnioski:
W temperaturze ok. obserwuje się wydzielanie bezbarwnego gazu i wzrost zaczynu drożdżowego – można zatem wnioskować, że w tych warunkach zachodzi reakcja chemiczna (będąca podstawą procesu fermentacji alkoholowej). Brak wzrostu zaczynu w temperaturze ok. pozwala na stwierdzenie, że w temperaturze tej reakcja chemiczna (proces fermentacji alkoholowej) nie zachodzi. W związku z powyższym można wnioskować, że postawiona hipoteza jest prawdziwa – w odpowiednio wysokiej temperaturze obumierają organizmy żywe jakimi są drożdże, a przeprowadzenie fermentacji alkoholowej przez martwe drożdże nie jest możliwe.
Polecenie 1
Wymień substraty oraz produkty procesu fermentacji alkoholowej.
RN2BVwCmkmaYw
Po wymieszaniu drożdży piekarskich z mąką, cukrem buraczanym (sacharozą) i letnią wodą, można zaobserwować wzrost zaczynu (tzw. „rośnięcie ciasta”), który jest skutkiem wydzielania się gazu, powstającego w wyniku zachodzącego procesu fermentacji alkoholowejfermentacja alkoholowafermentacji alkoholowej. Zachodzi ona z udziałem tzw. zymazy – enzymu wytwarzanego przez drożdże. Enzymy to białka, a te, jak zapewne wiesz, w podwyższonej temperaturze ulegają procesowi denaturacji. Ponadto w wysokiej temperaturze obumierają również drożdże. Dlatego po dodaniu wrzącej wody do przygotowanej mieszaniny drożdży, mąki i cukru buraczanego, nie zaobserwujemy wzrostu zaczynu (martwe drożdże nie wytwarzają wspomnianych enzymów, dzięki którym możliwy byłby przebieg fermentacji alkoholowej). Zwróć uwagę, że ciasto pieczemy zazwyczaj w temperaturach wyższych od temperatury zbliżonej do temperatury wrzenia wody.
Identyfikacja gazu wydzielającego się podczas aktywności drożdży
Doświadczenie 2
Zastanów się i odpowiedz na pytanie, jaki gaz jest produktem procesu fermentacji alkoholowej. W tym celu wykonaj doświadczenia nr Przygotuj niezbędne odczynniki i przyrządy. Zweryfikuj postawioną hipotezę, przeprowadzając doświadczenie wg załączonej instrukcji. Jeśli nie masz możliwości samodzielnego przeprowadzenia doświadczenia, zapoznaj się ze zdjęciami przedstawiającymi jego przebieg. Napisz obserwacje oraz sformułuj odpowiedni wniosek. Napisz równanie reakcji chemicznej (zapis cząsteczkowy) zachodzącej w zlewce.
RN9bguZV33Q48
Przeprowadzono doświadczenie, w którym zbadano: Jaki gaz jest produktem procesu fermentacji alkoholowej zachodzącego z udziałem drożdży?
Hipoteza:
Gazem, który wydziela się w wyniku fermentacji alkoholowej, zachodzącej z udziałem drożdży, jest tlenek węgla().
Do przeprowadzenia doświadczenia niezbędne były:
10 dag drożdży piekarniczych (świeżych);
cukier buraczany (sacharoza);
woda (letnia - temp. );
woda wapienna;
kolba stożkowa z korkiem z rurką odprowadzającą;
zlewka;
łyżeczka.
Przebieg doświadczenia:
Do kolby o pojemności ok. dodano drożdży, niewielką ilość letniej wody oraz cukru buraczanego. Zawartość kolby wymieszano. Kolbę zamknięto korkiem z rurką odprowadzającą. Wylot rurki zanurzono w zlewce z wodą wapienną.
Obserwacje:
Zaczyn drożdży w kolbie spienił się i zwiększył swoją objętość. Wydzielił się bezbarwny gaz. W zlewce woda wapienna zmętniała.
Wnioski:
Postawiona hipoteza jest prawdziwa – gazem wydzielającym się w wyniku zachodzącego procesu jest tlenek węgla(), który w reakcji z rozpuszczonym w wodzie wodorotlenkiem wapnia utworzył trudno rozpuszczalną w wodzie sól (węglan wapnia).
1
Polecenie 2
RRWmcLvpLilAe
Czy w zapisanych przez Ciebie obserwacjach są zawarte informacje o zmianach zachodzących zarówno w kolbie, jak i w zlewce? Czy w Twoim wniosku znajduje się odniesienie do postawionej hipotezy?
Czy zapisane przez Ciebie obserwacje i wnioski zawierają poniższe informacje? Czy udało Ci się zapisać poniższe równania reakcji? Czy w oparciu o zapisane przez Ciebie równania reakcji chemicznych można wyjaśnić odnotowane obserwacje?
Obserwacje:
R1cGhq1UIBMma
Kolba: zaczyn drożdży spienił się i zwiększył swoją objętość. Wydziela się bezbarwny gaz.
Zlewka: woda wapienna mętnieje (lub wytrąca się biały osad).
Wnioski:
Postawiona hipoteza jest prawdziwa – gazem wydzielającym się w wyniku zachodzącego procesu jest tlenek węgla(), który w reakcji z rozpuszczonym w wodzie wodorotlenkiem wapnia utworzył trudno rozpuszczalną w wodzie sól (węglan wapnia).
Równanie reakcji chemicznej zachodzącej w zlewce:
Polecenie 2
Uzupełnij równanie reakcji chemicznej zachodzącej w zlewce:
RyZ95gPStC019
Reakcja z wodą wapienną jest reakcją charakterystyczną dla tlenku węgla(). Po wykonaniu doświadczenia nr możemy zatem jednoznacznie stwierdzić, że gaz ten jest jednym z produktów analizowanego procesu fermentacji alkoholowej. Przeprowadzając obydwa doświadczenia (w przypadku doświadczenia nr w zestawie z letnią wodą), można stwierdzić, że w wyniku zachodzącej w układzie reakcji chemicznej powstaje substancja o charakterystycznym zapachu alkoholu. Jest nią etanol – związek organiczny z grupy alkoholi, którego uproszczony wzór chemiczny możemy przedstawić jako lub w postaci wzoru grupowego: .
W procesie fermentacji alkoholowej, enzymy (zymazy), wytwarzane przez drożdże, rozkładają cukier i glukozę (pochodzące np. z soku owocowego) na etanol i tlenek węgla((). Proces fermentacji alkoholowej przebiega zatem zgodnie z równaniem:
Rl2TgsLvfIiPo
W przeprowadzonych doświadczeniach ( i ) użyliśmy cukru buraczanego, a więc sacharozy. W uproszczeniu możemy powiedzieć, że cukier ten (jako tzw. cukier złożony, dwucukier), pod wpływem jednoczesnego działania wody i enzymów, przekształca się w glukozę (cukier prosty), a ta z kolei ulega procesowi fermentacji alkoholowej.
1
Polecenie 3
Zapoznaj się z poniższymi zdjęciami obrazującymi proces przygotowywania ciasta drożdżowego. Następnie, wykorzystując zdobytą już wiedzę, swoimi słowami wyjaśnij, dlaczego przed włożeniem ciasta drożdżowego do piekarnika pozostawia się je do wyrośnięcia.
R1BsFd2MgS7Sa
R12FpTbqrSkFL
R1VjXPQMJzJAb
R2jpwzAPPTAsG
R17Yv6KnR5LFD
W jaki sposób podwyższona temperatura wpływa na aktywność drożdży?
Czy w Twojej odpowiedzi znajdują się poniższe informacje?
Odpowiedź:
Przed włożeniem ciasta drożdżowego do piekarnika należy odczekać, aż zajdzie proces fermentacji alkoholowej (wywołany przez enzymy produkowane przez drożdże), w wyniku czego ciasto zwiększy swoją objętość. Jest to spowodowane przez wydzielający się w procesie fermentacji alkoholowej gaz – tlenek węgla(). W wysokiej temperaturze (jak temperatura pieczenia ciasta) zymaza (będąca białkiem) ulega denaturacji, a drożdże giną – dlatego proces fermentacji w takich warunkach nie zachodzi, a ciasto nie „rośnie”.
Uwaga: wysoka temperatura panująca w piekarniku przyczynia się do utrwalenia „gąbczastej” struktury, jaką ciasto uzyskało w procesie fermentacji alkoholowej, na skutek wydzielania się tlenku węgla(). Do jej utrzymania przyczynia się również para wodna, która powstaje podczas procesów zachodzących w cieście, już po wstawieniu go do gorącego piekarnika. Duża część etanolu, powstałego w procesie fermentacji alkoholowej, wyparowuje podczas pieczenia ciasta.
Polecenie 3
Wyjaśnij, dlaczego przed włożeniem ciasta drożdżowego do piekarnika pozostawia się je do wyrośnięcia.
RK44XnjZQjC9A
Przed włożeniem ciasta drożdżowego do piekarnika należy odczekać, aż zajdzie proces fermentacji alkoholowej (wywołany przez enzymy produkowane przez drożdże), w wyniku czego ciasto zwiększy swoją objętość. Jest to spowodowane przez wydzielający się w procesie fermentacji alkoholowej gaz – tlenek węgla(). W wysokiej temperaturze (jak temperatura pieczenia ciasta) zymaza (będąca białkiem) ulega denaturacji, a drożdże giną – dlatego proces fermentacji w takich warunkach nie zachodzi, a ciasto nie „rośnie”.
Uwaga: wysoka temperatura panująca w piekarniku przyczynia się do utrwalenia „gąbczastej” struktury, jaką ciasto uzyskało w procesie fermentacji alkoholowej, na skutek wydzielania się tlenku węgla(). Do jej utrzymania przyczynia się również para wodna, która powstaje podczas procesów zachodzących w cieście, już po wstawieniu go do gorącego piekarnika. Duża część etanolu, powstałego w procesie fermentacji alkoholowej, wyparowuje podczas pieczenia ciasta.
Proces fermentacji alkoholowej wykorzystuje się nie tylko podczas pieczenia ciasta drożdżowego czy chleba. Znajduje on również zastosowanie m.in. w procesie produkcji piwa, wina oraz wysokoprocentowych napojów alkoholowych.
Polecenie 4
Zapoznaj się z poniższym materiałem filmowym i odpowiedz na pytania: z jakich składników można otrzymać etanol na skalę przemysłową i w jaki sposób otrzymuje się tzw. spirytus rektyfikowany?
Rr3fhYBsiPQOH
R1DuyxHBCCtge
Czy w Twojej odpowiedzi znajdują się poniższe informacje?
Odpowiedź:
Etanol na skalę przemysłową można otrzymać dzięki użyciu sacharozy, zawartej w burakach cukrowych, skrobi z ziemniaków, zbóż lub celulozy pochodzącej z drewna.
Proces rektyfikacji polega na wielokrotnej destylacji alkoholu, gdzie roztwór alkoholu, o stosunkowo niskim stężeniu, ogrzewa się nieco ponad temperaturę wrzenia etanolu, a otrzymane pary schładza się, otrzymując tym samym spirytus rektyfikowany.
Ciekawostka
Zapoznaj się z poniższym materiałem, a dowiesz się, jak przebiega proces produkcji wina na skalę przemysłową.
RVrysg1j3q1Ff
Ciekawostka
Wyniki badań archeologicznych świadczą o tym, że ok. temu otrzymywano napoje alkoholowe przez fermentację fig, daktyli i winogron. Produkty alkoholowe wytwarzano już w starożytnych Chinach, Persji i Egipcie. W Grecji i Rzymie wina były konsumowane nie tylko w trakcie uroczystości w świątyniach, ale również podczas uczt i biesiad. Grecy rozcieńczali wino wodą, ponieważ takie nierozcieńczone uważano za zwyczaj barbarzyński. Do wszystkie napoje alkoholowe miały niską zawartość alkoholu, jaką można osiągnąć przy naturalnej fermentacji, czyli do ok. . Napój o wysokiej zawartości alkoholu jako pierwsi otrzymali arabscy alchemicy. Przyprawiali go substancjami aromatycznymi i rozprowadzali jako cenne eliksiry. Sposób produkcji tych napojów był pilnie strzeżoną tajemnicą. W Europie alkohol zaczęto produkować dopiero pod koniec , jako tzw. wodę życia. Pierwsze wysokoprocentowe alkoholowe napoje konsumpcyjne zaczęto wytwarzać w i
R1DoLnfVXSY1V
iQyENxZI3Q_d5e417
3. Fermentacja mlekowa
Produkty spożywcze – takie jak kefir, zsiadłe mleko, kiszone ogórki, kapusta kiszona czy barszcz biały – swój kwaśny smak zawdzięczają m.in. zawartemu w nich kwasowi mlekowemu. Powstaje on w procesie beztlenowej fermentacji mlekowejfermentacja mlekowafermentacji mlekowej cukrów, wywołanej działaniem bakterii mlekowych (łac. Bacillus acidi lactici). W czasie trwania wspomnianego procesu fermentacji, ilość kwasu mlekowego w fermentującym mleku zwiększa się, skutkując obniżeniem jego pH i stopniową zmianą słodkiego smaku mleka na kwaśny.
Zmniejszenie wartości pH mleka sprawia, że obecne w nim białko (głównie kazeina) ścina się, a więc ulega procesowi denaturacji (potocznie mówimy o „zsiadaniu się mleka”).
Po ogrzaniu zsiadłego mleka, można oddzielić ser (twaróg) i otrzymać tzw. serwatkę, w skład której wchodzą kwas mlekowy oraz niewielkie ilości laktozylaktozalaktozy, białka i tłuszczów.
Proces fermentacji mleka zachodzi w dwóch etapach. 1. Etapem pierwszym jest hydroliza wchodzącego w skład mleka dwucukru (laktozy) na cukry proste. Reakcję hydrolizy, która przebiega z udziałem odpowiednich enzymów (laktazy), możemy opisać za pomocą równania reakcji:
RwHjDv9QwlrBU
2. W drugim etapie, przy udziale bakterii mlekowych z glukozy, powstaje kwas mlekowy, co można zilustrować za pomocą równania reakcji:
R10lHa9mwvwlV
Napoje mleczne fermentowane (np. jogurt i kefir,które otrzymywane są z mleka poddanego fermentacji. – patrz galeria) cechuje wiele zalet. Charakteryzują się one m.in. wyższą przyswajalnością składników odżywczych, zawierają w porównaniu z mlekiem mniej laktozy (ważne dla osób z nietolerancją laktozy) oraz mają cenione walory smakowe.
RBBQVVENQ1Fg7
R1PoSDPq43bvw
Bakterie mlekowe wykorzystuje się również poza przemysłem mleczarskim.
1
Polecenie 5
Zapoznaj się z poniższą galerią zdjęć i wymień przykłady produktów wytwarzanych z zastosowaniem fermentacji mlekowej.
R18CU0ILHOJLh
RE8R0DYg9ivER
RVtc3HgHGfSzO
R1ISU4YhUXCj6
R1cWLBGasXKcM
R1EN5AzZsjsSK
RldxkuBTtEc4M
Produkty fermentacji (kwas mlekowy i niewielka ilość kwasu octowego) nadają kiełbasom typowy ostry smak. Porastające powierzchnię kiełbasy pleśnie mogą tworzyć dodatkowe składniki aromatu.
Przykładowa odpowiedź:
Produkty wytwarzane z zastosowaniem fermentacji mlekowej to kapusta kiszona, ogórki kiszone, wędliny długodojrzewające i suszone kiełbasy, takie jak chorizo, oraz pieczywo produkowane na zakwasie.
Polecenie 5
Wymień przykłady produktów wytwarzanych z zastosowaniem fermentacji mlekowej.
R1BfQ9fSnAjFl
Produkty fermentacji (kwas mlekowy i niewielka ilość kwasu octowego) nadają kiełbasom typowy ostry smak. Porastające powierzchnię kiełbasy pleśnie mogą tworzyć dodatkowe składniki aromatu.
Przykładowa odpowiedź:
Produkty wytwarzane z zastosowaniem fermentacji mlekowej to kapusta kiszona, ogórki kiszone, wędliny długodojrzewające i suszone kiełbasy, takie jak chorizo, oraz pieczywo produkowane na zakwasie.
Ciekawostka
Skąd się biorą dziury w serze szwajcarskim? W trakcie dojrzewania sera zachodzą procesy fermentacyjne. Bakterie kwasu mlekowego z rodzaju Propionibacterium przetwarzają kwas mlekowy na kwas octowy i propionowy. W tych reakcjach produktami są także woda i tlenek węgla(). Gaz ten nie może się uwolnić z twardniejącego sera i w efekcie, po zastygnięciu masy, powstają puste miejsca. W markowym szwajcarskim serze dziury mają rozmiar wiśni. Obecność w serze nieregularnych i postrzępionych dziur może być również wynikiem krótkiego okresu jego dojrzewania, ale także może wynikać z zanieczyszczenia mleka użytego do jego produkcji.
RkOVub7atY0st
iQyENxZI3Q_d5e514
4. Fermentacja octowa
Zdarza się, że napoje o niewielkiej zawartości alkoholu, takie jak wino i piwo, pozostawione przez dłuższy czas w otwartych naczyniach, kwaśnieją. Jest to spowodowane procesem fermentacji octowejfermentacja octowafermentacji octowej, który polega na przemianie etanolu w kwas octowy (etanowy) i zachodzi pod wpływem zawartego w powietrzu tlenu, z udziałem mikroorganizmów (bakterii lub grzybów). Proces ten można przedstawić w postaci następującego równania reakcji:
R15Oam50hWWwf
Fermentacja octowa jest w przemyśle wykorzystywana do produkcji octu.
1
Polecenie 6
Zapoznaj się z poniższym materiałem filmowym i opowiedz krótko, w jaki sposób można w domowych warunkach przygotować ocet winny, wykorzystując do tego celu owoce.
RLXc6S09A2iUP
RSiw1n83J8ZqL
Czy fermentacja octowa jest procesem tlenowym czym beztlenowym?
Czy w Twojej odpowiedzi znajdują się poniższe informacje?
Odpowiedź:
Ocet produkuje się w dwóch etapach. W pierwszym z nich należy przeprowadzić fermentację alkoholową: do rozdrobnionych (zgniecionych), nieumytych owoców (winogron) dodaje się cukier. Całość należy wymieszać i przenieść do odpowiedniego naczynia (np. słoika).
Naczynie przykrywa się gazą, żeby zabezpieczyć jego zawartość przed zanieczyszczeniem, ale jednocześnie zapewnić dostęp powietrza (tlenu). Całość pozostawia się w ciepłym miejscu na kilkanaście dni. Po kilku dniach wyczuwalny jest zapach wina – wówczas rozpoczyna się drugi etap, czyli fermentacja octowa.
Po jakimś czasie z naczynia powinien być wyczuwalny zapach octu. Można go rozlać np. do butelek i odstawić w chłodne miejsce na kilka/kilkanaście dni.
iQyENxZI3Q_d5e560
Podsumowanie
Procesy fermentacji zachodzą z udziałem mikroorganizmów (bakterii i drożdży). Są wykorzystywane w produkcji żywności.
Fermentacja alkoholowa (przebiega z udziałem drożdży) jest podstawą produkcji wina, piwa i innych rodzajów alkoholi. Proces ten wykorzystywany jest także przy pieczeniu ciasta drożdżowego (powstający w wyniku fermentacji tlenek węgla() spulchnia ciasto).
Fermentacja mlekowa daje możliwość wytwarzania takich przetworów mlecznych, jak kefir, jogurt oraz sery.
Fermentacja alkoholowa i mlekowa są procesami przebiegającymi w warunkach beztlenowych.
W procesie fermentacji octowej, w warunkach tlenowych, z udziałem bakterii kwasu octowego, etanol zostaje przekształcony w kwas octowy (etanowy).
Praca domowa
Polecenie 7.1
W dostępnych Ci źródłach informacji znajdź przepis na potrawę, przy której przyrządzaniu wykorzystuje się procesy fermentacyjne (możesz też o takowy poprosić osobę znającą się na gotowaniu). Zapisz ten przepis w zeszycie. Zwróć uwagę na warunki zalecane do wykonania potrawy/przetworu, które mają gwarantować sukces kucharski. Korzystając ze zdobytej w niniejszym materiale wiedzy, wyjaśnij zasadność proponowanego w przepisie postępowania.
R7UXztI8MculI
iQyENxZI3Q_d5e620
Słownik
drożdże
drożdże
jednokomórkowe grzyby z rodziny drożdżowatych; żyją na podłożach bogatych w cukry proste (np. w skórkach owoców), wywołując fermentację alkoholową; w przemyśle spożywczym wyróżnia się m.in. drożdże piekarnicze (piekarskie), drożdże winiarskie i drożdże gorzelnicze
enzymy
enzymy
(gr. ἔνnuζzetaυupsilonμmuοomicronνnu*, czyt.* en dzýmē „w zaczynie”) grupa białek zróżnicowana pod względem budowy, katalizująca (umożliwiająca) przebieg wielu reakcji biochemicznych
fermentacja
fermentacja
(łac. fermento „kwasić”) reakcja biochemiczna zachodząca pod wpływem enzymów drobnoustrojów, zwykle w warunkach beztlenowych; niektóre procesy produkcji związków organicznych z wykorzystaniem mikroorganizmów nazywane są fermentacją, pomimo że zachodzą z udziałem tlenu – np. fermentacja octowa; nazwa pochodzi od łac. fermentatio – zakwaszenie, burzenie się
fermentacja alkoholowa
fermentacja alkoholowa
proces zachodzący pod wpływem enzymów zawartych w drożdżach (zymazy), polegający na przemianie cukrów prostych (głównie glukozy) w etanol
fermentacja mlekowa
fermentacja mlekowa
proces zachodzący z udziałem bakterii kwasu mlekowego, polegający na przemianie cukrów w kwas mlekowy
fermentacja octowa
fermentacja octowa
proces polegający na utlenieniu etanolu do kwasu octowego (etanowego); zachodzi w warunkach tlenowych, pod wpływem enzymów wytwarzanych przez bakterie kwasu octowego
laktoza
laktoza
(łac. lac „mleko”) tzw. cukier mleczny, występujący w mleku wszystkich ssaków; pod względem budowy laktoza jest dwucukrem (cukrem złożonym) zbudowanym z reszt cukrów prostych: glukozy i galaktozy
proces biotechnologiczny
proces biotechnologiczny
proces technologiczny zachodzący z udziałem organizmów żywych lub ich składników (głównie bakterii), np. podczas kiszenia kapusty czy produkcji serów
woda wapienna
woda wapienna
wodny, nasycony roztwór wodorotlenku wapnia
iQyENxZI3Q_d5e725
Ćwiczenia
Pokaż ćwiczenia:
1
Ćwiczenie 1
R1FxVtaLgIaPF1
zadanie interaktywne
zadanie interaktywne
Oceń, które zdania są prawdziwe, a które – fałszywe.
Prawda
Fałsz
Proces polegający na przemianie alkoholu etylowego w kwas octowy to fermentacja alkoholowa.
□
□
Jogurt otrzymuje się z mleka w procesie fermentacji mlekowej.
□
□
Ocet winny wytwarza się z wina w procesie fermentacji octowej.
□
□
Proces fermentacji alkoholowej odbywa się przy udziale tlenu.
□
□
Wydzielający się w procesie fermentacji alkoholowej dwutlenek węgla jest odpowiedzialny za porowatą strukturę pieczywa.
□
□
Procesy z udziałem drożdży należy przeprowadzać w wysokiej temperaturze (ok. 200°C).
□
□
Źródło: Anna Florek, licencja: CC BY-SA 3.0.
RV6ze36r0ZH7L1
Ćwiczenie 2
2
Ćwiczenie 3
R13VWhrM8Vu8m1
RJzKtQ4oIyneQ2
Ćwiczenie 4
R1NfDuh21TlRL2
Ćwiczenie 5
R1CttR2vnZRvG2
Ćwiczenie 6
3
Ćwiczenie 7
Przeanalizuj zapisy równań reakcji (A‑C) i schematy przedstawiające dwa procesy fermentacji (1 i 2), a następnie oceń poprawność stwierdzeń zawartych w tabeli.
Reakcja A:
Reakcja B:
Reakcja C:
Rt9PXuN4nZ4D6
RdRhh90uJXLpw
Przeanalizuj zapisy równań reakcji (A‑C), a następnie oceń poprawność stwierdzeń zawartych w tabeli.
Reakcja A:
Reakcja B:
Reakcja C:
RCteJDcLcbcda
31
Ćwiczenie 8
Oblicz objętość „czystego” etanolu, jaką można otrzymać w wyniku fermentacji alkoholowej glukozy. Gęstość etanolu przyjmij równą . Wynik podaj w centymetrach sześciennych z dokładnością do jedności.
Rj6J5gVfkfliF
RIB2Kt9IawkoU
Napisz równanie reakcji chemicznej obrazującej przebieg procesu fermentacji i w oparciu o stechiometrię zapisanego równania reakcji, oblicz masę etanolu, jaką można otrzymać z glukozy. Następnie, korzystając z wzoru na gęstość, oblicz objętość etanolu.
W wyniku fermentacji alkoholowej glukozy można otrzymać ok. etanolu.
3
Ćwiczenie 9
Poniżej znajduje się uproszczony schemat produkcji wina. W puste miejsca na schemacie dopasuj angielskie nazwy odpowiadających im procesów lub czynności. Następnie, korzystając z dostępnych źródeł informacji, wyjaśnij, na czym polegają procesy oznaczone na schemacie numerami oraz .
RvA1FfTrhG4BY
R1DAHx5guUlgk
Glossary
harvest
harvest
RAynitYJ7fBwU
zbiory
aging
aging
RKqpFKgM1rKvK
starzenie się, dojrzewanie
pressing
pressing
R7iz3nbvvhtn0
tłoczenie
crushing
crushing
RJHuntEgATbp1
zgniatanie, miażdżenie
Bibliografia
Encyklopedia PWN
Hassa R., Mrzigod A., Mrzigod J., To jest chemia. Zakres podstawowy, Warszawa 2012.
Maciejowska I., Warchoł A., Świat chemii. Zakres podstawowy, Kraków 2012.