background image

BADANIE ZDOLNOŚCI DROŻDŻY DO PRZEPROWADZANIA PROCESU 

FERMENTACJI ALKOHOLOWEJ 

 
 

CELEM  ĆWICZENIA  JEST  POZNANIE  METOD  BADANIA  ZDOLNOŚCI 
MIKROORGANIZMÓW  DO  WYTWARZANIA  ALKOHOLU  ETYLOWEGO  Z 
SACHAROZY NA PRZYKŁADZIE DROZDŻY Saccharomyces cerevisiae 
 
ZAKRES ĆWICZENIA 

-

  określenie  żywotności  i  stanu  odżywienia  szczepu  Saccharomyces  cerevisiae 

stanowiącego zaszczepienie hodowli fermentacyjnej, 

-

  przeprowadzenie  procesu  fermentacji  melasy  i  określenie  stopnia  jej  wykorzystania 

jako substratu oddechowego, 

-

  obliczenie wydajności procesu wytwarzania alkoholu etylowego. 

 

INSTRUKCJA 

 
MATERIAŁY 
 
Próbki  do  bada
ń:    szczep  Saccharomyces  cerevisiae,  pochodzący  z  produktu  handlowego 
drożdży piekarniczych. 
 
Podło
ża: melasa o zawartości sacharozy ok. 50%, roztwór soli: woda destylowana – 1 dm

3

(NH

4

)

2

SO

4

 – 3,75 g, MgCl

2

 – 0,28 g, Na

2

HPO

4

 – 1,90 g oraz woda destylowana o temp. 30

0

– 200 cm

3

 
Odczynniki: 

kwas  siarkowy  1N,  roztwór  błękitu  metylenowego,  płyn  Lugola,  5%  roztwór 

fenolu w wodzie redestylowanej, kwas siarkowy 96%. 
 
Szkło:

 pipety o poj. 1-2 i 10 cm

3

, kolby stożkowe, rurki fermentacyjne zaopatrzone w korki 

gumowe dopasowane do kolb hodowlanych, zlewki o poj. 250 i 500 cm

3

, kolby miarowe o 

poj. 100 i 500 cm

3

, probówki chemiczne, szkiełka przedmiotowe i nakrywkowe. 

 
Sprz
ęt: alkoholomierze, statywy do probówek. 
 
Aparatura:

 waga techniczna, mikroskop, pehametr, zestaw do destylacji alkoholu,  

spektrofotometr, łaźnia wodna. 
 

WYKONANIE DOŚWIADCZENIA 

 

Określenie żywotności i stanu odżywienia szczepu Saccharomyces cerevisiae 
 

-

  Przygotować zaszczepienie pożywki  wprowadzając 5 g prasowanych drożdży do 50 

cm

3

  jałowego roztworu soli fizjologicznej o temp. 30

0

C. 

-

  Pobrać  kroplę tak  przygotowanej  zawiesiny i umieścić  na  szkiełku  przedmiotowym. 

Dodać  kroplę  roztworu  błękitu  metylenowego  i  obserwować  komórki  drożdży  pod 
mikroskopem.  Komórki  martwe  barwią  się  na  kolor  szafirowo  –  niebieski,  żywe  są 
bezbarwne. Podać procent martwych komórek. 

-

  Ocenić  stan  odżywienia  drożdży  na  podstawie  zawartości  glikogenu  w  komórkach 

drożdży. W tym celu umieścić na szkiełku przedmiotowym kroplę zawiesiny drożdży 
i  zalać  płynem  Lugola.  Komórki  zawierające  glikogen  wykazują  ciemnobrunatne 
zabarwienie,  natomiast  jasnożółte  zabarwienie  świadczy  o  jego  braku.  Stwierdzenie 

background image

obecności glikogenu w  komórkach dowodzi, że stosowane do zaszczepienia drożdże 
są świeże i były prawidłowo przechowywane (temp. 4

0

C w okresie nie dłuższym niż 

jeden  miesiąc).  Próba  negatywna  świadczy  o  wykorzystaniu  przez  drożdże 
komórkowych  materiałów  zapasowych  (glikogenu),  co  ma  miejsce  wówczas  gdy 
drożdże są stare i były nieprawidłowo przechowywane. 

 

Określenie wydajności procesu fermentacji 

 

-

  Nastawić  hodowlę  i  oznaczyć  wstępne  parametry  kontrolne  procesu.  W  tym  celu 

bezpośrednio 

przed 

nastawieniem 

doświadczenia 

przygotować 

pożywkę 

fermentacyjną  rozpuszczając  60  g  melasy  w  150  cm

wody  destylowanej  o  temp. 

30

0

C.  W kolbie o poj. 500 cm

3

, odczyn pH wodnego roztworu melasy doprowadzić 

do  wartości  7,0,  następnie  dodać  jeszcze  ok.  3  cm

3

  1N  kwasu  siarkowego  i  50  cm

jałowego  roztworu  soli  –  pH  pożywki  powinno  wynosić  5,0  –  5,5.  Odlać  50  cm

3

 

pożywki, a pozostałe 100 cm

3

 wyjałowić w autoklawie.  

-

  Po  wystudzeniu,  zaszczepić  podłoże  uprzednio  przygotowaną  zawiesiną  drożdży. 

Następnie kolbę z hodowlą szczelnie zamknąć korkiem z rurką fermentacyjną. Całość 
zważyć na wadze technicznej. Fermentację prowadzić w temp. 28 – 30

0

C, określając 

w  odstępach  dobowych  ubytek  masy  hodowli.  Koniec  fermentacji  określa  się  na 
podstawie  różnicy  między  masą  hodowli  podczas  ostatniego  i  przedostatniego 
ważenia. Różnica powinna wynosić 0,2 – 0,3 g. 

-

  Oznaczyć zawartość sacharozy w pozostawionej pożywce metodą kolorymetryczną z 

fenolem i kwasem siarkowym.  

-

  Oznaczyć parametry kontrolne hodowli po fermentacji: zawartość sacharozy, stężenie 

alkoholu, liczbę komórek pączkujących, żywotność i odżywienie drożdży. 

-

  Obliczyć  wydajność  teoretyczną  i  praktyczną procesu fermentacji  w  przeliczeniu na 

wykorzystaną sacharozę, przy założeniu, że proces przebiega w myśl reakcji: 

 

C

12

H

22

O

11

 + H

2

O → 4 C

2

H

5

OH + 4 CO

2

 

 
Ciężar  właściwy  alkoholu  etylowego  =  0,79425  g/cm

3

.  należy  przyjąć,  że  praktyczna 

wydajność fermentacji alkoholowej wynosi 94%. 
 

 

Oznaczanie zawartości cukrów redukujących metodą kolorymetryczną z fenolem i 

kwasem siarkowym 

 

Przygotowanie  krzywej  wzorcowej. 

Odważyć  100  mg  sacharozy  i  rozpuścić  w  100  cm

3

 

wody destylowanej. Z tak przygotowanego standardowego roztworu pobrać kolejno 1, 2, 3, 4, 
5,  6,  7  cm

3

  do  kolb  miarowych  o  poj.  100  cm

3

  i  uzupełnić  woda  destylowaną  do  kreski. 

Otrzymane  roztwory  wzorcowe  zawierają  odpowiednio  10,  20,  30,  40,  50,  60  i  70  µg 
sacharozy. 

-

  Do probówek chemicznych odpipetować po 1 cm

3

 roztworów wzorcowych. Probówkę 

kontrolną  przygotować  z  1  cm

3

  wody  destylowanej  zamiast  roztworu  sacharozy.  Do 

wszystkich prób dodać po 1 cm

3

 5% wodnego roztworu fenolu i dobrze wymieszać. 

Następnie  dodać  5  cm

3

  96%  kwasu  siarkowego,  dobrze  wymieszać  (ZACHOWAĆ 

ZASADY  BEZPIECZEŃSTWA!).  Następnie  probówki  wstawić  do  wytrząsarki 
wodnej o temp. 25 – 30

0

C na 20 min.  

-

  Pomiar  ekstynkcji  dokonać  przy  długości  λ  =  490  nm.  Wykonać  wykres  krzywej 

wzorcowej zawartości sacharozy w zależności od absorbancji. 

 

background image

Oznaczanie sacharozy w badanych próbkach 

 

-

  Pobrać próbki z hodowli przed i po fermentacji, rozcieńczając je wodą destylowaną 

tak, aby stężenie sacharozy w 1 cm

3

 wynosiło od 10 do 70 µg.  

-

  Do probówek chemicznych odpipetować po 1 cm

3

 odpowiednio rozcieńczonej próby, 

dalej  postępować  tak  jak  przy  wykonaniu  krzywej  wzorcowej.  Po  odczytaniu 
absorbancji  badanych  próbek,  odczytać  zawartość  sacharozy  z  krzywej  wzorcowej  i 
obliczyć jej ilość w całym podłożu hodowlanym. 

 

Oznaczenie zawartości alkoholu w hodowli fermentacyjnej 

 

-

  Oddestylować  alkohol  z  podłoża  hodowlanego.  W  tym  celu  zawartość  kolby 

fermentacyjnej  przenieść  ilościowo  do  kolby  destylacyjnej.  Oddestylować  100  cm

3

 

alkoholu bezpośrednio do kolby miarowej o poj. 100 cm

3

-

  W  destylacie  określić  za  pomocą  alkoholomierza  stężenie  alkoholu  etylowego  w 

procentach objętościowych. 

-

  Wyniki wpisać do tabeli. 

 

Tabela 1 

Wyniki badań nad procesem fermentacji alkoholowej zachodzącej przy udziale drożdży 

Saccharomyces cerevisiae 

 

Oznaczenie 

Wynik badań 

 
Charakterystyka zaszczepienia hodowli 

Ż

ywotność drożdży: 

 
Stan odżywienia: 

 
Masa hodowli, 
Po dniach hodowli 

Po nastawieniu (0) –                      4 -  
                           1 –                       5 -  
                           2 –                       6 -  
                           3 -                        7 - 

 
 
Ilość sacharozy w hodowli 

W dniu nastawienia: 
 
Po zakończeniu hodowli: 
 
Zużycie [g]: 

 
 
Ilość alkoholu etylowego w hodowli 

Po zakończeniu hodowli: 
 
% objętościowe: 
 
Ilość [g]: 

 
Wydajność procesu 

Teoretyczna: 
 
Praktyczna: 

 
 
Literatura: 
Grabińska – Łoniewska A. (red.): Ćwiczenia laboratoryjne z mikrobiologii ogólnej, OWPW, 
Warszawa 1999. 
Sobczak  E.  (red.):  Teoria  i  ćwiczenia  z  mikrobiologii  ogólnej  i  technicznej,  SGGW, 
Warszawa 1996.