Grupa II

Fermentacja alkoholowa

Wstęp:
Fermentacja jest procesem beztlenowym, służącym wielu organizmom w celu uzyskania energii. Opiera się on głównie o rozkład prostych cukrów z wydzieleniem dwutlenku węgla.
Schemat ogólny:
C_6­H₁₂O₆ →2C₂H₅OH + 2CO₂ + 28 kcal
Proces ten nie jest wydajny energetycznie, ponieważ nie prowadzi to pełnego utlenienia glukozy i z jednego jej mola uzyskiwane są zaledwie dwa mole ATP. Mimo to występuje on powszechnie u drożdży i bakterii. Najważniejszym organizmem z tej grupy jest Saccharomyces cerevisiae, który zależnie od szczepu potrafi uzyskać nawet 20% stężenie etanolu w brzeczce. Bakterie zdolne do fermentacji alkoholowej to m.in. Sarcina verticulli i Zymomonas mobilis.

Przebieg doświadczeń:
A. Pierwszym etapem pracy było sprawdzenie żywotności drożdży piekarniczych dostępnych w handlu detalicznym. W tym celu wykonano trzy warianty barwienia przyżyciowego (błękitem metylenowym) oraz zliczono komórki żywe i martwe pod mikroskopem (powiększenie 60x). Jako materiał posłużyły zawiesiny drożdży suszonych typu instant oraz prasowanych z powierzchni i wnętrza kostki.
Udział komórek martwych obliczono ze wzoru:
X= $\frac{b}{a + b}*100\%$
Wyniki zliczania w poszczególnych parach zebrano w tabeli:

		para 1	para 2	para 3
instant	żywe średnio	75,9	200,0	200,0
	martwe średnio	40,1	35,0	11,0
	% martwych	34,6	14,9	5,2
powierzchnia kostki	żywe średnio	85,6	120,0	60,0
	martwe średnio	13,2	30,0	1,0
	% martwych	13,4	20,0	1,6
wnętrze kostki	żywe średnio	42,3	14,0	52,0
	martwe średnio	17,5	62,0	0,0
	% martwych	29,3	81,6	0,0

Uzyskane wyniki świadczą w pewnym stopniu, że największą przeżywalnością charakteryzują się drożdże prasowane znajdujące się na powierzchni kostki, jednak ogromne rozbieżności w wynikach uniemożliwiają dokładną interpretację. Jakość wyników świadczyć może o niedokładnym wybarwieniu preparatów.

B. Drugim etapem badania było sprawdzenie zdolności drożdży do fermentowania różnego rodzaju cukrów. W tym celu zastosowano podłoże z probówkami Durhama, gdzie purpury bromokrezolowej użyto jako indykatora, natomiast odpowiedniego cukru jako składnika pokarmowego dla drożdży. Badanymi cukrami były: glukoza, sacharoza i skrobia. Po dodaniu drożdży, próby inkubowano w 30^oC przez 3 doby.
Wyniki pozytywne, tj. zmianę zabarwienia na żółte oraz pojawienie się pęcherzyka gazu w probówce Durhama zaobserwowano w próbach z glukozą i sacharozą. Oznacza to, iż drożdże nie są zdolne do samodzielnej fermentacji skrobi.

C. Trzecim etapem doświadczeń było badanie efektu Pasteura, tj. zjawiska wpływu dostępności tlenu na przyrost biomasy drożdży. Hodowle tlenowe powinny charakteryzować się większym przyrostem biomasy i dla potwierdzenia tego wykonano cztery warianty hodowli. Dwa pierwsze zawierały sacharozę jako źródło energii, jeden dodatkowo zaopatrzono w rurkę fermentacyjną w celu uzyskania warunków beztlenowych. Dwa następne różniły się jedynie dodatkiem melasy w miejsce sacharozy. Wszystkie cztery hodowle przeniesiono na tydzień do inkubacji z wolnym wytrząsaniem.
Zawartość biomasy zbadano przez odwirowanie 50ml zawiesimy pofermentacyjnej i zważenie osadu. Wyniki zebrano w tabeli:

Sacharoza tl.	Sacharoza beztl.	Melasa tl.	Melasa beztl.
1,2247g	0,8381g	1,1020g	0,6956g

Zaobserwować można wyraźnie większy przyrost masy drożdży w warunkach tlenowych. Ponadto nie jest to zależne od postaci dostarczonego cukru. Doświadczenie potwierdza zatem efekt Pasteura.