משימה מס' 3 - השפעת כמות הסוכר על התפחת שמרים

תיעוד ניסוי - השפעת כמות הסוכר על התפחת שמרים

רקע מדעי/ טכנולוגי:

שמרים

שמרים הם יצורים חד תאיים השייכים לקבוצת הפטריות.

 שמרים ניזונים, נושמים, מתרבים, מפרישים ומתים. השמרים ניזונים מסוכר, קולטים מן הסביבה חמצן ופולטים פחמן דו–חמצני בתהליך הנשימה. בסביבה שאין בה חמצן, הם מבצעים נשימה אל–אווירנית שבה הסוכר מתפרק בתאיהם לכוהל ולפחמן–דו–חמצני.

כאשר יש לשמרים תנאים מתאימים )למשל מזון, כמו סוכר, וטמפרטורה מתאימה (הם מתרבים במהירות.

לשמרים יש כמה צורות רבייה, אחת מהן היא הנצה. זוהי דרך של רביה אל–זוויגית שבה גרעין התא

מתחלק לשני גרעינים אחרי הכפלת החומר התורשתי מעין ניצן שהתא

מצמיח. בסיום התהליך הניצן נפרד מגוף האם ומתקבלים שני תאים. בהתבוננות מבעד למיקרוסקופ

בתרחיף של שמרים ניתן לראות תאים בודדים ולעיתים גם תאים בשלבי הנצה.

אנחנו מנצלים שמרים בתהליכי עיבוד מזון בעיקר לצורך ייצור משקאות חריפים ובהתפחת בצק לצורך

הכנת לחם ומיני מאפה. כיצד זה קורה? כאשר מוסיפים לשמרים מים וסוכר, הם מתחילים להתרבות

וכעבור זמן מה רואים תסיסה — אלה הן הבועות של הגז פחמן–דו–חמצני שנפלט בעקבות תהליך

הנשימה. הגז שנפלט נכלא בבצק וגורם לתפיחתו. כאשר אופים את הבצק, הגז מתפשט ומתנדף החוצה.

החללים זעירים שנותרו במאפים הם עדות לפחמן הדו–חמצני שהיה כלוא שם קודם לכן.

שאילת שאלות וניסוח שאלת המחקר: 

שאלת מחקר כפי שהועלתה ע"י המרצה:

מהם התנאים האופטימליים להתפחת שמרים?

שאלות שהועלו בקבוצת הלמידה השיתופית:

כיצד כמות הסוכר משפיעה על השמרים ? 
האם יהיה הבדל ברמת התסיסה ביחס לכמות הסוכר?
האם כמות המים תשפיע על רמת התסיסה?
האם חום המים ישפיע על רמת התסיסה?
האם יהיה שוני בתסיסה של השמרים בשוני שבכמות הסוכר?
האם משך זמן התסיסה ישתנה ביחס לכמות הסוכר?
האם כמות התסיסה תלויה בזמן?
האם החימום יאיץ את תהליך התסיסה?

השאלה שבחרנו לבדוק היא: 

האם יהיה הבדל ברמת התסיסה ביחס לכמות הסוכר?

השערה: 

מאחר וסוכר ידוע כגורם המשפיע על תסיסה של שמרים, ההיגיון מכתיב, שככל שכמות הסוכר תהיה גדולה יותר, רמת התסיסה תהיה גבוהה יותר.

תכנון הניסוי:

ציוד וחומרים:

5 בקבוקי איירלינמאייר שווים בגודלם.

תמיסה המורכבת מ100 מ"ל מים בטמפרטורה של 35 מעלות ו-10 מ"ג  שמרים.

5 בלונים בגודל זהה.

סוכר – גורם משתנה: בכלי 1 לא הכנסנו סוכר. בכלי שני כפית סוכר, בשלישי 2 כפיות סוכר, בכלי רביעי 3 כפיות סוכר ובכלי חמישי 4 כפיות סוכר.

שעון (למדידת זמן)

סרט מדידה

מהלך הניסוי:

מזגנו כמות שווה של  20 מ"ל תמיסה (שמרים ומים) לכל בקבוקון (איירלינמאייר).

מזגנו את הסוכר באופן הבא:

בקבוקון מס' 1 – 0 סוכר

בקבוקון מס' 2 – כפית סוכר

בקבוקון מס' 3 – שתי כפיות סוכר

בקבוקון מס' 4 – 3 כפיות סוכר

בקבוקון מס' 5 – 4 כפיות סוכר.

הלבשנו בלון על כל בקבוקון.

מדדנו זמן – 15 דקות.

מדדנו את היקף הבלונים שעל כל בקבוקון.

תוצאה: מה יצא אחרי שבצעתי את הניסוי?

כלי המדידה	כמות הסוכר	אחרי 5 דקות	אחרי 10 דקות	נפח בלון
1	ללא סוכר	מעט מאד בועות	אין שינוי	הבלון לא התנפח כלל
2	כפית 1 סוכר	גובה התסיסה 15 מ"ל	גובה התסיסה  - לא ניתן לראות – התסיסה הגיעה עד לבלון	היקף בלון – 18.8 ס"מ
3	2 כפיות סוכר	גובה התסיסה 12מ"ל	גובה התסיסה –עבר את סוף הבקבוק	היקף הבלון 17.5 ס"מ
4	3 כפיות סוכר	גובה התסיסה 12 מ"ל	גובה התסיסה – עבר את גובה הבקבוק	היקף הבלון 16 ס"מ
5	4 כפיות סוכר	גובה תסיסה 8 מ"ל	גובה התסיסה – פחות מגובה הבקבוק	היקף הבלון 11.8 ס"מ

ניתוח תוצאות ודיון:

מסקנה:

1. רמת התסיסה הגבוהה ביותר הייתה בבקבוקון עם כפית אחת של סוכר.

2. בבלון שבו לא היה סוכר – לא הייתה תסיסה כלל.

3. ככל שעלינו ברמת הסוכר רמת התסיסה ירדה והבועות נעשו דחוסות יותר.

המלצות/ יישומים/ רפלקציה:

בעקבות הניסוי היינו משנות את הדברים הבאים:

1. היינו מכינות תמיסה מדויקת לכל כלי בנפרד (כמות שמרים וכמות מים מדודים)

ניתן לחקור מהו היחס האידאלי בין שמרים סוכר ומים.

2. הייתי בודקת רק את נפח הבלון – לשם ההשוואה (במקום את גובה התסיסה בשתי המדידות הראשונות)

רשימה ביבליוגרפית:

שמרים, מתוך אתר ynet
מרכז ארצי למדע וטכנולוגיה

שותפות לעריכת הניסוי:

יפעת שטראוס

סיגלית עמר

מיכל מזרחי

אילנה רוזן

מזל שטרית

מיכל גוטל

גל כהן דינר