PARTEA EXPERIMENTALĂ A PROIECTULUI:chimie.gif

TEMA: Studiu privind fermentaţia alcoolică din perspectiva procesului de respiraţie la Saccharomyces cerevisiae
Procesele biochimice care au loc în organism cu degajare de energie constituie fenomenul de respiraţie.
În condiţii de anaerobioză, fermentarea glucidelor decurge cu formarea de alcool etilic, dioxid de carbon şi produşi secundari.

OBIECTIV GENERAL: Demonstrarea pe cale experimentală a procesului de respiraţie la organismul unicelular Saccharomyces cerevisiae şi implicarea acesteia în procesul de fermentaţie alcoolică
OBIECTIVE SPECIFICE:
  1. Evaluarea procesului de respiraţie la Saccharomyces cerevisiae ( drojdia de bere)
  2. Evaluarea influenţei substanţei organice asupra celulelor de drojdie
  3. Identificarea gazului obţinut
  4. Estimarea vitezei de reacţie
METODE ŞI TEHNICI DE LUCRU:
- experimentul
- investigaţia
- învăţarea prin descoperire
- munca în echipă
EXPERIMENT GENERAL ( are trei părţi)
USTENSILE:
  1. Eprubete gradate cu dop, umplute cu soluţiile date notate A-E
  2. 4 baloane
  3. Un plic cu drojdie uscată
  4. Un tub de sticlă în formă de U cu capătul efilat ( 15 cm)
  5. Stativ pentru eprubete
  6. Pahare Berzelius
  7. Pipete
  8. Balanţă tehnică
  9. Vas Erlenmeyer cu ventil de fermentare
MATERIALE:
- eprubeta A: 2 bucăţi ( 20 ml soluţie de zaharoză 10%= concentraţia favorabilă activităţii drojdiilor)
- eprubeta B: 1 bucată ( 20 ml de amidon 10%)
- eprubeta C: 1 bucată ( soluţie limpede de lapte de var)
- eprubeta D: 1 bucată ( 30 ml de apă)
- eprubeta E: 1 bucată
EXPERIMENTELE 1 ŞI 2 - ETAPA PREGĂTITOARE:
MOD DE LUCRU:
  1. Deschide plicul ce conţine celulele uscate de drojdie
  2. Adaugă echivalentul a 10 ml de celule de drojdie( 6,86g ) în eprubeta D, folosind gradaţia eprubetei pentru a ajunge în final la 40 ml
  3. Agită energic amestecul din eprubeta D, pentru a amesteca celulele de drojdie.
  4. Efectuează repede experimentele 1 şi 2.

EXPERIMENTUL 1. Efectele sursei de carbon asupra respiraţiei la Saccharomyces cerevisiae (drojdia de bere)
OBIECTIV: Determinarea volumului de gaz produs de celulele de drojdie fără substrat şi utilizând două surse diferite de carbon: glucoza şi amidonul;
MOD DE LUCRU:
  1. Adaugă 10 ml de soluţie de drojdie din eprubeta D în eprubeta A ,10 ml în eprubeta B şi respectiv 10 ml în eprubeta E.Închide eprubetele A ,B şi E conţinând soluţiile cu cîte un balon
  2. Lasă eprubetele cu baloanele fixate să stea 1 oră. La intervale de 10 min amestecă uşor soluţiile din eprubete.
  3. Din oră în oră măsoară circumferinţa balonului care conţine gaz colectat
  4. Considerând balonul o sferă calculează volumul său.
Fotografie-0029.jpg
IMAG0124.jpg
EXPERIMENTUL 2. Efectele gazului format asupra soluţiei limpezi de lapte de var
OBIECTIV:Observarea apariţiei precipitatului de CaCO3 după suflarea gazului în soluţia limpede de lapte de var
MOD DE LUCRU:
  1. Adaugă soluţia de drojdie de bere rămasă în eprubeta D, în cealaltă eprubetă notată cu A, prin al cărei dop trece un tub în formă de U, având capătul efilat
  2. Introdu celălalt capăt al furtunului în eprubeta C, şi din când în când agită eprubeta A
  3. Înregistrează modificările apărute în soluţia C. Atenţie reacţia porneşte încet.
Fotografie-0024.jpg


  • INTERPRETAREA OBSERVAŢIILOR EFECTUATE ŞI A REZULTATELOR OBŢINUTE în urma efectuării experimentelor 1 şi 2:
  • REZULTATE OBŢINUTE ŞI INTERPRETAREA LOR:
  • 1. Concentraţia soluţiei ( gram/ml) a drojdiei din eprubeta D:
6,89 g drojdie ...............................40 ml
  • x g drojdie......................................1 ml
  • x=0,172g/ml
  • 2. Concentratia soluţiei (grame/ml ) drojdiei din eprubeta A:
V= 20 ml sol de zaharoză + 10 ml soluţie de drojdie = 30 ml
  • 1,72 g drojdie ...............................30 ml
  • x g drojdie......................................1 ml
  • x=0,057 g/ml
  • 3. Volumul gazului obţinut în balonul eprubetei A:
După 1 oră : 2πr= 13,5 cm , r= 2,15 cm
  • V=4/3 πr3 , V= 41,6 ml CO2
  • După 4 ore : 2πr= 16 cm , r= 2,547 cm
  • V=4/3 πr3 , V= 69,176 ml CO2
  • 4. Ecuaţia reacţiei chimice de fermentaţie a glucozei în prezenţa drojdiei:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
5. Procesul biologic care are loc în eprubeta A în primele 5 minute:
Respiraţie aerobă
6. Gazul degajat considerând procesul de la întrebarea 5
Oxigen
7. Procesul biologic ce se produce în eprubeta A după ce oxigenul este eliminat şi există încă zahăr nereacţionat
Fermentaţie( respiraţie anaerobă)
8. Considerând procesul de la întrebarea 7, metabolit ce se se produce este etanolul
9. Balonul A este mai mare decât balonul E şi decât B
10. Explicaţia pentru observaţiile de la pc. 9
Drojdia foloseşte zaharoza şi glicogenul propriu ca sursă de carbon.
Glicogenul propriu se metabolizează în condiţii de înfometare a celulei. Am constatat că balonul se umflă puţin, datorită CO2 degajat.
Drojdia nu poate folosi amidonul ca sursă de carbon .Amidonul nu este fermentat de drojdii, deoarece acestea nu conţin amilază care să zaharifice amidonul. În industriile fermentative, unde se folosesc materii prime amidonoase , se face mai întâi zaharificarea amidonului cu amilaza extrasă din malţ.
11. În eprubeta C soluţia limpede de lapte de var se tulbură după suflarea gazului deoarece se formează CaCO3
12. Ca(OH)2 + CO2 èCaCO3 + H2O

  • EXPERIMENTUL 3.Determinarea puterii de fermentare a drojdiei de bere
  • OBIECTIV:Determinarea puterii de fermentare a drojdiei de bere folosind zaharoză într-un vas de fermentare cu ventil utilizând metoda determinării CO2 prin cântărire; ; şi calculul vitezei de producere a gazului
  • MOD DE LUCRU:
    1. Se cântăresc 5 g de drojdie
    2. Se prepară 200 cm3 soluţie zaharoză 10% într-un vas cu ventil de fermentare şi apoi suspensia de drojdie.
    3. Se realizează cântărirea la balanţa tehnică ( G0)
    4. Se determină masa vasului de fermentare la diferite momente
    5. Puterea de fermentare se determină prin diferenţa de greutate a vasului cu lichidul supus fermentaţiei
    6. Estimează viteza reacţiei folosind valorile pentru masa vasului de fermentare,, calculează viteza medie de formare a gazului. Trasează graficul dependenţei timpului de producere a gazului (axa verticală) în funcţie de volumul de gaz ( axa orizontală)
  • Fotografie-0021.jpg


c2.JPG
CALCULE:
m =Gn+1 – Gn, unde n şi n-1 reprezintă determinări succesive
V= m X 22400/44
Viteza de reacţie= ΔV/Δt



c3.JPG

Puterea de fermentare se determină prin diferenţa de greutate a vasului cu lichidul supus fermentaţiei. După 20 de ore de fermentare masa CO2 degajat este de 8,9 grame,ceea ce corespunde la 9,3 g etanol format.
Back