Erlenmayerova baňka, lžička, kádinka s vlažnou vodou, nafukovací balonek

krystalový cukr (sacharosa), půl kostky kvasnic

Do Erlenmayerovy baňky dejte 2 velké lžičky krystalového cukru (sacharosy). K cukru v baňce nadrobte půlku kostky kvasnic a zalijte 200 ml vlažné vody. Obsah baňky promíchejte krouživými pohyby. Na hrdlo baňky umístěte balonek a nechte stát v teple.
Po chvíli lze pozorovat pěnění roztoku v baňce a nafukování balonku.

Pekařské droždí neboli kvasnice je výrobek, jehož podstatu tvoří živoucí lisované buňky kvasinek druhu Saccharomyces cerevisiae. Velikost jedné kvasinky je cca 6 – 8 μm. 1 cm3, tedy zhruba 1 g droždí obsahuje 10 miliard těchto živých buněk. Kvasinky mají schopnost přeměňovat cukry na alkohol a oxid uhličitý – probíhá u nich tzv. alkoholové kvašení.
Odbourávání sacharidů (rozklad = katabolismus sacharidů) označuje proces degradace glukosy. Během tohoto procesu dochází k oxidaci glukosy, přičemž se uvolňuje energie, která se ukládá do molekul ATP. První fáze odbourávání glukosy se nazývá glykolýza a probíhá v cytoplasmě buněk. V této fázi se 6-uhlíkatá látka (glukosa) přeměňuje na 3-uhlíkatou – pyruvát. Každá reakce této přeměny je katalyzována určitým enzymem. ,,Čistý“ výtěžek tohoto procesu jsou 2 molekuly ATP a 2 molekuly redukovaného koenzymu NADH+H⁺.

V další fázi existují 3 cesty přeměny pyruvátu – 2 anaerobní (alkoholové a mléčné kvašení) a 1 aerobní (citrátový cyklus). Ve všech třech případech ovšem musí dojít k regeneraci redukovaných koenzymů, aby odbourávání mohlo neustále probíhat.
Kvasinky obsahují enzymy, které umožňují přeměňovat pyruvát na ethanol a oxid uhličitý. Alkoholové kvašení pokračuje v cytoplasmě buněk. Za anaerobních podmínek pyruvát v prvním kroku podléhá dekarboxylaci – vzniká acetaldehyd a uvolňuje se oxid uhličitý. V druhém kroku je acetaldehyd redukován na ethanol, vzniká oxidovaná forma – NAD⁺, došlo tedy k regeneraci redukovaného koenzymu, který může být nadále využíván v procesu glykolýzy. Obě tyto reakce jsou katalyzovány specifickými enzymy – první pyruvátdekarboxylasou, v případě druhé rovnice se jedná o enzym alkoholdehydrogenasa..


Tohoto procesu alkoholového kvašení se využívá při výrobě piva (vzniká ethanol), při výrobě vína, ale také při pečení (přesněji kynutí těsta). V tomto případě vznikající oxid uhličitý způsobuje kynutí těsta.
Druhou anaerobní cestou odbourávání glukosy je mléčné kvašení (vzniká laktát), aerobní cesta vede přes citrátový cyklus, redukované koenzymy jsou následně regenerovány v dýchacím řetězci. Aerobní cestou se získá nejvíce molekul ATP, tedy nejvíce energie uložené do tzv. makroergických vazeb, jejichž hydrolýzou se tato energie použije pro další procesy v buňce.
V tomto pokusu jsme tedy pozorovali alkoholové kvašení, které provádí kvasinky – tento proces probíhá právě při kynutí těsta. Kvasinky přeměňují glukosu (cukr – sacharosa je složena z α-D-glukosy a β-D-fruktosy) na ethanol a oxid uhličitý, který uniká. Vznikající oxid uhličitý pozorujeme v podobě nafukování balonku.

sacharidy (sacharosa), enzymy, metabolismy

demonstrační, (laboratorní)

PLACEHOLDER PRO BEZPEČNOST

u tohoto pokusu nejsou žádná bezpečnostní opatření

příprava – 5 minut, vlastní provedení – 15 minut

– dobré pokus začít, poté využít jinou aktivitu, nechat pokus probíhat, vrátit se k němu, až se balonek naplní oxidem uhličitým
– balonek si předem vyzkoušejte – některé se nafukují hůře, ale nafouknou se

http://www.youtube.com/watch?v=ziVjKX1Gxec (old.studiumchemie.cz, Pokus s kvasnicemi, video bez zvuku)
http://kch.zf.jcu.cz/didaktika/l%20kotherova/index.htm (Internetová video-databáze chemických pokusů ZF JU, Efektní pokusy II, pokus Jak „pracují“ kvasnice – pokus v jiném uspořádání, složitější aparatura, jímání CO₂ do vápenné vody, video bez zvuku, přehrávač Windows Media Player)