实验室说明:酵母发酵生产

介绍

酵母通常称为制作面包和啤酒的烘焙材料。然而，在生物术语下，它是一组真核，单细胞微生物，其占所有真菌物种的近1％。¹它们存在于土壤和植物表面，如花蜜和果实，它们通过出芽进行无性繁殖。幼子细胞在亲本细胞上生长，亲本细胞的细胞核复制，然后与幼子细胞分离。这种复制的频率最高可达每90分钟一次。²然而，有些酵母是个例外，它通过二分体分裂进行繁殖，在这个过程中，DNA复制，细胞质均匀地分裂成两个相同的子细胞。

最重要的是，酵母在没有氧气的情况下经历代谢，从而厌氧上呼吸。产生的二氧化碳是使用特定类型时面包上升的二氧化碳;酿酒酵母，也称为面包师的酵母。

酵母分解葡萄糖:

C6H12O6→2C2H5OH + 2CO2

葡萄糖→乙醇+二氧化碳

葡萄糖被糖酵解分解。然而，这个过程比这个简单的箭头要复杂得多。在无氧呼吸时，酵母进行糖酵解，将丙酮酸进一步转化为乙醇和二氧化碳。虽然这个过程需要2个ATP，但它能产生4个;净增加2个三磷酸腺苷分子用于提供能量。发酵速率受温度、糖浓度、糖溶液类型等因素的影响。

单糖是单体^3.半乳糖碳水化合物，由葡萄糖、果糖和半乳糖组成它们提供快速、易获取的能量，而且很容易分解。双糖由两个单糖组成，分别由乳糖、麦芽糖和蔗糖组成。它们由共价键连接在一起⁴通过缩合反应。⁵因此，与单糖相比，它们更复杂的结构使它们更难被分解。这些是糖和每个糖的单体组成。

糖	糖的类型	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

葡萄糖会产生最多的二氧化碳，其次是果糖、蔗糖和乳糖。虽然它们都有相似的化学式，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的产物。

H：每种糖类产生的二氧化碳都是一样的。

H1：添加单糖将产生比二糖更多的二氧化碳。

2.2变量

独立变量:类型的糖

因变量：每次观察时间(分钟)

控制变量:

• 烧杯大小:250毫升

• 保持这种一致会允许每次反应的相同空间发生。

• 酵母量:2.0克

• 酵母的类型:alnatura exthefe.

• 原料:有机农场干燥酵母

• 这是很重要的监测，因为不同的酵母有不同的来源可能有不同的反应。

• 蒸馏水用量:50ml

• 保持一致的成分量，确保化学反应将有公平，平等的环境。

• 糖量:5.0g

• 保持一致的成分量，确保化学反应将有公平，平等的环境。

不受控制的变量:

• 室内温度:21°C

• 这是使用温度计监测的。这是保持一致的重要性，因为增加了温度加速反应。但是，实验室非常大，因此无法控制此变量。

2.3初步实验

在我们指定的内部评估时间的前一天，我们进行了初步的实验。我认为为我的实际实验做准备是合适的，以确保所有的材料都在工作，我的程序证明是有效的。我的方法和我真实的方法是一样的，但是，我做了一个改变。原来，我的糖与蒸馏水的比例是5g:100ml。这并不适合我30分钟的时间框架。因此，我改变了我的测量，使溶液更加集中;5 g: 50毫升。这提高了反应速度，所以我可以在更短的时间内读取更多的数据，也提高了我的可靠性。⁷

除了调整我的方法外，我还进行了一个控制测试。用50ml蒸馏水混合2g酵母，没有释放二氧化碳。既然我有一种工作的方法，我可以安全地继续前进到我的最终内部评估程序。

过程

3.1装置

• 气体注射器 - 测量产生的二氧化碳（±0.05ml）

• 混合器-创造和混合糖和蒸馏水的溶液

• 搅拌棒（或跳蚤） - 用于混合溶液的磁体

• 支架 - 将设备固定到位

• 刻度-测量必要的材料(±0.05g)

• 塞子 - 防止整个结构中的任何二氧化碳损失

• 夹子-用来固定烧瓶和气体注射器

• 量筒-测量每种成分的量(±0.1ml)

• 烧瓶-包含反应的地点

• 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-用来制造溶液，加入酵母中

3.2方法

控制:

• 将2g酵母倒入烧瓶中

• 加入50ml蒸馏水

• 把搅拌机调到500转/分

• 15分和30分都创下了记录

• 这种混合物不应该释放任何二氧化碳，因为没有呼吸作用。

糖类实验：

• 在烧杯中加入5克糖和50毫升蒸馏水，直到变清

• 将2g酵母倒入烧瓶中

• 确保阀门是打开的，这样二氧化碳就可以通过气体注射器

• 将糖和蒸馏水溶液倒入烧瓶中

• 立即用塞子盖住烧瓶

• 立即开始计时器

• 把搅拌机调到500转/分

• 15分钟后记录结果(气体注射器)

• 在30分钟停止计时器并记录结果

• 使用之间的清洁设备

• 每糖重复4次糖

3.3的理由

我对材料的所有测量都是用数字秤进行的，这样我就可以控制每一种配料的用量，精确到最接近的毫克。我另外使用了其中两个，以防其中一个出现故障或给出不同的结果。因此，我知道我没有任何错误的读数或数量或酵母，糖，或蒸馏水。当然，除非两个数字设备都出了故障。

我对每种糖重复了四次，以增加可靠性，并确保得到一致的结果。此外，当一个试验以任何方式出错时，我会清理并重新做它。例如，有一次我意识到我错误地给瓶子贴上了标签，弄不清我在溶液里放了哪一种糖。我正确的处理了它，清理了材料，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：我使用的所有材料都是无害的，也没有以任何方式让我处于危险之中。

道德问题:我的内部评估中没有任何东西可以被认为是不道德的。环境问题:在排水或水系统中的酵母处理可以导致氧气的氧气，用于进一步下降管道。这种氧气短缺可以丢弃与有关漏极相关的任何生态系统的平衡。因此，将酵母混合物用水稀释，然后在废物容器中处理。

原始和处理数据

4.1定性观察

• 糖混合物和酵母结合在一起，开始在顶部产生一层泡沫。

• 前面提到的混合物也在烧瓶内部留下了凝结。

• 有些糖在蒸馏水中比其他糖更难溶解，即果糖。这很可能是由于其更复杂的结构使得其更难与水混合。一个化合物中的单体和键越多，其他任何分子(在这种情况下是水)就越难干扰和溶解它。

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

从这个图表来看，我们很容易看到一些糖简单地表现更好，特别是葡萄糖和果糖。二糖 - 果糖和乳糖 - 发酵速率得多。因此，我的假设是支持。

糖类	15分钟的意思	15分钟标准dev。	30分钟的意思	30分钟标准dev。
	(cm3.）		(cm3.）
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	46.5厘米3.	7.018	86.75厘米3.	17.020
乳糖	14.5厘米3.	2.872	19.5厘米3.	1.658

如果我没有放弃在蔗糖的原始数据中出现的异常，标准差将超过5倍。因为标准差是描述数据与平均值差异的值，很明显，在我的最终结论和数据分析中，由于一个异常导致的值的如此大的变化是不必要的。这将对我的调查范围产生负面影响，因为这很明显是由于我的方法中的一个错误(见弱点)。

评价

5.1结论

看着表3和图1，生产二氧化碳的疗效层次如下;葡萄糖，果糖，蔗糖和乳糖。在标准偏差方面发表演讲时，蔗糖和乳糖具有最小的。表4进一步支持这一点。因此，蔗糖和乳糖是最符合的并且与其平均值不同。这可能是由于所储存的物质是正确的，因为它们从他们从他们从实验室中提取以来的情况以来已经被扰乱。从表4中，我们可以进一步推断出来，由于F值大于F CRIT值，因此值并不等于，拒绝我的NULL假设。

就像在果糖中看到的那样，较高的标准差可能是对糖类本身的不当照料的结果。例如，把它们放在温暖的温度下或让它们容易受到阳光照射可能会导致它们融化或结构发生变化，从而从一个分子到另一个分子发生变化。

关于酵母的其他学术调查，我的调查给出了其他生物学家的结果。引用本科生物实验室杂志CHINESE调查,“我们在我们的实验中使用的单糖（葡萄糖和蜂蜜）产生的二糖（精制蔗糖和乳糖）产生了更高的二氧化碳速率。”这与我的替代假设和实验结果直接对齐。

根据我的研究结果，可以得出结论，酵母受到的影响取决于它遇到的糖类的类型。因此，它支持了我的假设:葡萄糖将产生最大的

二氧化碳的量，其次是果糖，蔗糖和乳糖。如前所述，它们的化学公式几乎相同，这与它没有多大关系。一切都在结构中。单糖需要更少的能量被分解，从而产生二氧化碳的产物。每个细胞都有分解葡萄糖的能力，而只有肝脏能分解果糖，这就证明了这一点。⁹即使这样，当果糖分解时，它首先会转化为葡萄糖，然后糖酵解就可以进行了。

5.2改进

我使用的装置不是最佳的。例如，我的混音器没有数字显示我的RPM有多速度。因此，我可以将酵母和糖溶液混合在每次试验的不同速度下。由于分子与彼此相互作用的程度，速度可能会影响反应的速率，从而影响二氧化碳的产生。

此外，我用了一个相当大的烧瓶，而不是50毫升的溶液，我必须使用。它是为250毫升做的，所以可以想象在容器内有多少额外的空间。这可能降低了我从气体注射器测量的准确性，因为也有气体困在烧瓶本身。也许我可以额外测量没有溶液的容器的体积(液体表面和气体注射器之间的间隙)，并将其添加到我的二氧化碳体积值，以提高我的准确性。

最后，我使用的酵母包装都来自同一个商店，但也有可能来自不同的农场。因此，所使用的酵母分子的结构可能因其养殖时使用的方法不同而不同。尽管，这将是一件非常困难、武断的事情，而且会影响我的评估结果。

我的调查在独立性方面做得非常好。由于我严格的清洁和更换器械，不太可能在无意中和原料混合或相遇。此外，我使用搅拌器的方法很有帮助，因为它确保整个溶液非常均匀和稳定(例如，底部没有剩余的糖)。

5.3扩展

为了扩展我的研究的目前的范围，我会热衷于尝试，看看不同类型的酵母会影响我的结果。在这一内部评估中，我只使用了从农场干燥的酿酒师/面包师的酵母。然而，各种不同地方发现了数百种其他种类。我会衡量这些糖类的方式，并且可能更多，也可以更多。麦芽糖，影响玫瑰酵母的发酵率（用于制造纸）和裂变酵母（替代酿造酵母）或新鲜酵母。