实验室说明:酵母发酵的生产

介绍

酵母通常被认为是制作面包和啤酒的烘焙材料。然而，在生物学术语中，它是一组真核的单细胞微生物，几乎占所有真菌物种的1%。¹它们被发现在土壤和植物表面上，如花蜜和水果，它们通过萌芽进行无性繁殖。这是小女儿细胞在母细胞上生长的那个核细胞，其核重复，然后与子细胞分离。这种繁殖可以以每90分钟的每90分钟的速率发生一次。²然而，一些酵母是通过二进制裂变的例外和再现，其中DNA重复和细胞质均匀地分成两个相同的子细胞的过程。

最重要的是，酵母在没有氧气的情况下进行新陈代谢，因此是无氧呼吸。当使用特定类型的面包时，产生的二氧化碳会使面包膨胀;酿酒酵母酿酒酵母，也被称为面包酵母。

酵母葡萄糖的分解：

C6h12o6→2c2h5oh + 2co2

葡萄糖→乙醇+二氧化碳

葡萄糖被糖酵解分解。但是，过程比这个简单的箭头更多。当厌氧上呼吸后，酵母在糖醇分解，其中将丙酮酸还转化为乙醇和二氧化碳。虽然该过程需要2个ATP，但它产生4;2 ATP分子的净增益可用于能量。发酵率受温度，糖浓度和糖溶液类型的因素的影响。

单糖是单体^3.由葡萄糖，果糖和半乳糖组成的碳水化合物。它们提供了很容易分解的快速，可接近的能量。二糖由两种单糖制成，由乳糖，麦芽糖和蔗糖组成。它们通过共价键在一起^4.通过冷凝反应。^5.因此，与单糖相比，它们更复杂的结构使它们更难以分解。这些是糖和每种糖的单体。

糖	糖类型	组件	公式
葡萄糖	单糖	单体（无）	C6H12O6
果糖	单糖	单体（无）	C6H12O6
蔗糖	二糖	葡萄糖和果糖	C12H22O11
乳糖	二糖	葡萄糖和半乳糖	C12H22O11

调查

2.1假设

葡萄糖将产生最大量的二氧化碳，然后通过果糖，蔗糖和乳糖。虽然它们都有类似的化学式，但它们的结构和

立体化学。^6.单糖会表现得更好，因为它们需要更少的能量被分解，从而以更快的速度产生二氧化碳。

H：所产生的二氧化碳对于每种糖类型将是相同的。

H1：加入单糖会比加入双糖产生更多的二氧化碳。

2.2变量

独立变量：糖类类型

因变量:每次观察的时间（分钟）

受控变量：

• 烧杯尺寸：250ml

• 保持这一一致性，将为每个反应的发生提供相同的空间。

• 酵母量：2.0克

• 酵母类型：Alnatura Backhefe

• 成分：酵母从有机农业烘干

• 这对于监测来说是重要的，因为不同起源的不同酵母可能具有不同的反应。

• 蒸馏水量：50ml

• 维持一致的成分量确保化学反应具有公平的，平等的环境。

• 糖类量：5.0g

• 维持一致的成分量确保化学反应具有公平的，平等的环境。

不受控制的变量：

• 室温：21°C

• 这是用温度计监测的。这对保持一致很重要，因为温度升高会加速反应。然而，由于实验室很大，所以无法控制这个变量。

2.3初步实验

在我们指定的内部评估时间前一天进行初步实验。我认为为我的实际实验做好准备是适当的，以确保所有材料工作，我的程序表明疗效。我的方法与我真实的方法相同，但是，我确实做了一个改变。最初，我的糖化蒸馏水比为5g：100ml。这对30分钟的时间框架不适合。因此，我改变了测量并使解决方案更集中;5G：50ml。这增加了反应的速度，因此我可以在较小的时间内需要更多读数，让我也提高我的可靠性。^7.

除了调整我的方法，我还进行了控制测试。我将2g酵母与50ml蒸馏水混合，没有释放出二氧化碳。既然我有了一个有效的方法，我就可以安全地进入最后的内部评估程序了。

程序

3.1设备

• 气体注射器-测量产生的二氧化碳(±0.05ml)

• 混合器 - 创造和混合糖类和蒸馏水的溶液

• 搅拌棒(或跳蚤)-磁铁用来混合溶液

• 支架-将器械固定在适当的位置

• 缩放 - 测量必要的材料（±0.05g）

• 塞子-防止二氧化碳在整个结构中损失

• 夹具 - 将烧瓶和气体注射器固定到位

• 刻度气缸 - 测量每种成分的量（±0.1ml）

• 烧瓶 - 含有反应的部位

• 橡胶管 - 连接玻璃管

• 发酵酵母(Backhafer)

• 葡萄糖，果糖，蔗糖，乳糖

• 蒸馏水 - 创造添加到酵母中的溶液

3.2方法

控制：

• 向烧瓶中倒入2克酵母

• 加入50ml蒸馏水

• 将混合器放在500 rpm上

• 记录15岁和30岁的成绩

• 这种混合物不应该释放出任何二氧化碳，因为没有呼吸作用。

糖类实验:

• 将5g用50ml蒸馏水混合在烧杯中直至澄清

• 向烧瓶中倒入2克酵母

• 确保阀门打开，因此二氧化碳可以流过气体注射器

• 将糖类和蒸馏水溶液倒入烧瓶中

• 立即用塞子关闭烧瓶

• 立即开始计时

• 将混合器放在500 rpm上

• 记录结果15分钟（来自燃气注射器）

• 在30分钟停止计时器并记录结果

• 使用之间的清洁设备

• 每种糖重复4次

3.3理由

我对我的材料的所有测量都是用数字刻度完成的，在那里我可以控制每种成分的多少，我使用的是最接近的毫克。我另外使用其中两个，以防一个人发生故障或给出不同的结果。因此，我知道我没有任何错误读数或酵母，糖或蒸馏水。除非当然，否则这两个数字设备都发生故障。

我对每种糖重复了四次方法，以增加可靠性，确保得到一致的结果。此外，当一个试验以任何方式出错时，我会清理并重新进行。例如，有一次我意识到我把烧瓶上的标签贴错了，忘记了我在溶液里放了哪些糖。我正确地处理了它，清理了材料，并重新开始，以确保我是准确的，没有剩余的废物或多余的成分会影响结果，即每个实验都是独立的。

3.4风险评估

安全问题:我使用的材料都没有有害或以任何方式冒险。

伦理道德问题：我的内部评估中没有任何内容可以以任何方式视为不道德。环境问题：在排水或水系统中处理酵母会导致管道下方的氧气减少。这种氧气短缺会破坏与排水有关的任何生态系统的平衡。因此，我用水稀释酵母混合物，然后处理在废物容器。

原始和加工数据

4.1定性观察

• 与酵母合并的糖混合物开始在顶部产生一层泡沫/气泡。

• 前面提到的混合物在烧瓶的内侧也留下了凝结。

• 一些糖更难以溶于蒸馏水比其他糖溶解，即果糖。这很可能是由于结构更复杂，这使得与H2O难以混合。在化合物中的单体和键更多，对于任何其他分子，在这种情况下，对于任何其他分子而言越难以干涉并溶解它。

4.2原始数据

糖类		15分钟/厘米3.	30分钟/厘米3.
葡萄糖		51.	94
		63.	108
		48.	99
		51.	97
蔗糖		14.	17.
		13.	19.
		17.	26.
		63.	86	8.
果糖		55.	110.
		45.	72
		36.	69.
		50.	96
乳糖		18.	21.
		15.	21.
		10.	17.
		15.	19.

4.3处理数据

从这张图中，我们可以很好地看到有些糖表现得更好，特别是葡萄糖和果糖。果糖和乳糖双糖的发酵率要低得多。因此，我的假设得到了支持。

糖类	15分钟的意思	15分钟标准开发。	30分钟的意思	30分钟标准开发。
	（厘米3.）		（厘米3.）
葡萄糖	53.25厘米3.	5.760	99.5厘米3.	5.220
蔗糖	14.667厘米3.	1.700	20.667厘米3.	3.859.
果糖	46.5cm.3.	7.018	86.75cm.3.	17.020
乳糖	14.5cm.3.	2.872	19.5cm.3.	1.658

如果我没有丢弃我对蔗糖的原始数据中存在的异常，则标准偏差将超过5倍。因为标准偏差是描述数据与平均值不同的值，所以很明显，在我最终结论和分析数据的最后结论和分析中，对所有因子的价值发生这种大的变化是不必要的。它会对我的调查的范围产生负面影响，因为它非常显然是由于我的方法中的错误（见弱点）。

评估

5.1结论

从表3和图1可以看出，产生二氧化碳的效能等级如下:葡萄糖，果糖，蔗糖和乳糖从标准差来看，蔗糖和乳糖最小。表4进一步支持这一点。因此，蔗糖和乳糖与平均值的差异最小，且最一致。这可能是因为这些物质储存正确，或者从购买它们的实验室提取后从未被破坏过。从表4中，我们可以进一步推断，由于F值大于F crit值，这些值根本不相等，拒绝了我的零假设。

如果糖所见，较高的标准偏差可能是对糖本身的不当照顾的结果。例如，将它们放置在温暖的温度或让它们容易受到阳光可能导致它们熔化或变化结构，从而从分子改变分子。

关于酵母的其他学术研究，我的研究得出了其他生物学家所期望的结果。引用本科生物实验室学报调查,“我们在实验中使用的单糖(葡萄糖和蜂蜜)比双糖(精制蔗糖和乳糖)产生更高的二氧化碳速率。”这与我的替代假设和实验结果直接吻合。

从我的结果中，可以得出结论，酵母受到它遇到的糖类类型的不同影响。因此，它支持我的假设：葡萄糖将产生最大的

二氧化碳，其次是果糖，蔗糖和乳糖。正如之前提到的，它们的化学公式几乎相同，这没有什么关系。这一切都在结构中。单糖需要更少的能量被分解，从而产生二氧化碳。事实证明，每个细胞都有能力分解葡萄糖，而只有肝脏能分解果糖。^9.即便如此，当断开果糖时，首先将其转化为葡萄糖，然后可以进行糖酵解。

5.2改进

我使用的仪器不是最佳的。例如，我的搅拌器没有数字显示我的转速有多快。因此，我可以在每次试验中以不同的速度混合酵母和糖溶液。由于分子之间相互作用和碰撞的程度，速度可能影响了反应的速度，从而影响了二氧化碳的产生。

此外，我使用了相当大的烧瓶相比，我必须使用的50毫升溶液。这是为250毫升，所以可以想象有多少额外的空间在容器。这可能降低了我用气体注射器测量的准确性，因为烧瓶本身也有气体。也许我可以额外测量没有溶液的容器(液体表面和气体注射器之间的间隙)的体积，并将其添加到二氧化碳的体积值中，以提高我的准确性。

最后，我使用的酵母包裹来自同一商店，但它们可能来自不同的农场。因此，所用的酵母分子的结构由于它们是耕种而使用的不同方法可能具有不同。尽管如此，这将是一个非常困难，追踪的任意事情，并且是影响我评估结果的延伸。

我的调查确实非常好，是独立性。由于我严格的清洁和更换装置，它非常不可能和成分无意中混合或满足。另外，我使用混合器的方法是有帮助的，因为它确保了整个溶液非常均匀并且恒定（例如，底部没有剩余的糖）。

5.3扩展

为了扩展我目前的研究范围，我将非常热情地尝试，看看不同类型的酵母会如何影响我的研究结果。在这个内部评估中，我只使用了从农场简单干燥的啤酒/面包酵母。然而，在许多不同的地方还发现了数百种其他的种类。我将测量这些糖类，可能还有更多，如麦芽糖，如何影响酵母的发酵速率，如torula(用于造纸)和裂变酵母(替代酿酒酵母)或新鲜酵母。