Работа 12. Спиртовое брожение

Спиртовым брожением называется процесс разложения сахара под действием микроорганизмов на этиловый спирт и углекислый газ. Суммарное уравнение спиртового брожения:

С₆Н₁₂О₆ ® 2СН₃СН₂ОН + 2СО₂.

Спиртовое брожение лежит в основе виноделия, пивоварения, хлебопечения.

Постановка опыта. Для изучения спиртового брожения пользуются синтетической средой следующего состава, г: сахароза (или глюкоза) – 15,0; дрожжи – 0,5; КН₂РО₄ – 0,3; MgSО₄ – 0,1; вода дистиллированная – 100 мл. В колбу вносят дрожжи, добавляют часть отмеренной цилиндром воды и тщательно взбалтывают для лучшего растворения, а затем прибавляют все по рецепту. Колбу закрывают пробкой, в которую вставлена изогнутая трубочка. В открытый конец трубки капают серную кислоту, а затем закрывают его фольгой. В результате этого из колбы будет легко выходить выделяющийся при брожении углекислый газ, но задерживаться пары воды.

Колбу взвешивают на технических весах с точностью до 0,01 г, прикрепляют этикетку, на которой указывают массу колбы, номер группы, факультет и фамилию исполнителя, и помещают в термостат при температуре 25 ºС.

Элективные условия для прохождения спиртового брожения:

1) высокая концентрация сахара;

2) присутствие в опыте дрожжей – возбудителей спиртового брожения;

3) анаэробные условия;

4) кислая среда за счет КН₂РО₄;

5) накопление в процессе опыта значительного количества спирта.

Результаты опыта. Брожение обычно продолжается 2-3 дня. Конец брожения устанавливается по прекращению газообразования.

Определение интенсивности брожения. Под интенсивностью брожения понимают количество сброженного сахара в процентах от исходного за определенный промежуток времени. Чтобы определить интенсивность спиртового брожения, необходимо выполнить ряд операций:

1. Определяют массу выделенного углекислого газа. Это можно сделать, подсчитав разность массы бродильной колбы при постановке опыта и после его окончания.

а = m₁ – m₂,

где а – масса выделенной углекислоты;

m₁ – масса колбы при постановке опыта;

m₂– масса колбы после окончания брожения.

По массе выделившегося СО₂ можно определить количество образовавшегося в опыте спирта и сброженного сахара, пользуясь суммарным уравнением спиртового брожения

С₆Н₁₂О₆ ® 2С₂Н₅ОН + 2СО₂.

180  2´46 = 92 2´44=88

Например, а = 7 г – выделилось 7 г СО₂.

2. Рассчитывают массу образовавшегося спирта (x₁).

88 г СО₂ – 92 г С₂Н₅ОН;

                                   7 г СО₂ – x₁г С₂Н₅ОН.

x₁ 7,3 г спирта.

3. Рассчитывают массу сброженного сахара (х₂).

88 г СО₂ – 180 г С₆Н₁₂О₆;    

                             7 г СО₂ – х₂г С₆Н₁₂О₆.

х₂ =  14,3 г сахара.

4. Определяют интенсивность брожения (х₃).

Если в 100 мл среды по рецепту 15 г сахара (100 %), то 14,3 г сброженного сахара составляет х₃ %.

                              15 г С₆Н₁₂О₆ - 100 %;

                        14,3 г С₆Н₁₂О₆   - х₃ %.

                         х₃  95 %,

т. е. интенсивность брожения в примере составляет 95 %.

Взвешивают колбы и рассчитывают интенсивность брожения в собственных бродильных колбах.

Микроскопирование дрожжей производят методом «раздавленной капли». Для этого со дна сброженной жидкости берут петлей немного осадка и наносят на предметное стекло, добавляют каплю раствора метиленового синего, накрывают покровным стеклом, сверху капают иммерсионное масло и рассматривают с помощью иммерсионного объектива. При просмотре обращают внимание на дрожжевые клетки, находящиеся в стадии почкования. Определяют процентное содержание живых и мёртвых дрожжевых клеток. Мёртвые клетки окрашиваются метиленовым синим, живые не окрашиваются. Делают подсчеты живых и мёртвых клеток в 10 полях зрения, выводят средние значения этих показателей в одном поле зрения и рассчитывают соотношение живых и мёртвых дрожжевых клеток в процентах. Результаты записывают в табл. 1.

Таблица 1