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)

Varování! 

Všechny znázorněné pokusy smí provádět pouze osoby s odborným vzděláním chemického zaměření a to pouze při dodržení všech bezpečnostních pravidel a postupů a v prostorách k tomu určených. Předem je vždy nutné se důkladně seznámit s vlastnostmi jednotlivých chemických látek prostřednictvím příslušných bezpečnostních listů, s jejich nebezpečnými vlastnostmi a pokyny pro bezpečné zacházení, skladování i likvidaci. Videa mají sloužit především jako ilustrace vlastností látek, nikoliv jako návod k provedení pokusu. Jakékoliv napodobování činností na videu je pouze na vlastní nebezpečí. Poskytoval této webové stránky ani její distributoři nenesou žádnou odpovědnost za případnou újmu na zdraví či majetku, zejména pak za újmu vzniklou napodobováním v aplikaci znázorněných pokusů.

Uživatel webové stránky www.studiumchemie.cz stvrzuje, že si varování řádně přečetl a jeho obsahu porozuměl.

 

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)