Разграждане на глюкозата при анаеробни условия. Алкохолна ферментация

Глюкозата и другите въглехидрати под действието на ензими, които се намират в клетката, се разграждат, като се включват в т.нар. гликолитичен обменен път. Когато разграждането протича при анаеробни условия процеса се нарича ферментация. Ферментациите са най-древният и примитивен път, чрез който организмите освобождават енергията, включена в молекулите на въглехидратите. Въпреки голямото разнообразие на образуваните крайни продукти всички ферментации следват пътя на гликолизата до образуването на пируват. Наименованието на ферментацията показва какъв продукт се получава в най-голямо количество. При алкохолната ферментация например пируватът се декарбоксилира до ацеталдехид, който приема двата водородни атома от НАД . Н2 и се превръща в етанол.

Съществуват и други видове ферментации — млечнокисела, пропионокисела и т.н., носещи имената на крайните продукти. Ферментациите имат голямо значение за икономиката и бита — при приготвяне на млечни продукти, в хлебопроизводството, при силажирането на фуража, при приготвянето на туршии, вино, пиво, оцет, при получаване на ацетон, етанол, лимонена киселина и др.
Крайните продукти на алкохолната ферментация може да се докажат по следния начин:
- Отделеният газообразен СО2 се улавя с разтвор на Сa(OH)2— образува се СaСО3
- Алкохолът се доказва чрез йодоформена реакция.

Указания за практическа работа:

А/ Необходими материали: 10%-ов воден разтвор на захароза, разтвор на Сa(OH)2, 10%-ов разтвор на натриева основа, луголов разтвор (или I2 на кристали), пресни хлебни дрожди, 1%-ов разтвор на оцетна киселина.

Б/ Ход на анализа:
Около 5 g дрожди се стриват в хаван с около 5—6 ml вода до кашица. Кашицата внимателно се смива с около 40 ml 10%-ов воден разтвор на захароза и с оцетна киселина, рН се довежда до 5—6 (ферментацията протича в слабо кисела среда).
Опита се провежда в специална установка за алкохолна ферментация при подходяща температура. Отделеният газообразен СО2 се улавя с разтвор на Сa(OH)2.

За да се докаже получилият се етилов алкохол, културалната течност се филтрува и към 3 ml от филтрата се добавя стрит на прах йод, който при разклащане се разтваря в етанола. Към получения разтвор се добавя 5 ml вода и част от йода пада в утайка. След това на капки при разклащане се добавя 10% разтвор на NaOH. За да се увеличи скоростта на реакцията, епруветката се нагрява на водна баня с температура 70°-80° С. След охлаждане на дъното на епруветката падат светложълти кристали от йодоформ.
Част от кристалите се поставят в капка вода на предметно стъкло за микроскопско наблюдение. В зрителното поле на микроскопа се наблюдават шестоъгълни плочки или звездовидни кристали.

 

Здравословни и безопасни условия на труд

1. NaOH е силно корозивна. Предизвиква тежки изгаряния. Може да предизвика сериозни трайни увреждания на очите. Опасна е при поглъщане, контакт с кожата или при вдишване на прах.
Меден (II) сулфат е опасен при поглъщане.

2. Йодът е токсичен. Вреден при вдишване и поглъщане през кожата. Лесно се абсорбира през кожата. Разрушава лигавиците на горните дихателни пътища, очите и кожата.
3. Спазвайте правилата за безопасна работа при нагряване със спиртна лампа.

Въпроси и задачи

1. Необходимо ли е продухване на свеж въздух в опитната постановка за култивиране на хлебните дрожди? Обосновете твърденията си.

2. Как откриваме отделеният газообразен СО2? Подкрепете твърденията си с химично уравнение.

3. Има ли значение температурата при провеждедето на процеса ферментация? Подберете оптимални стойности на температурата за протичане на процеса.

 

За любознателните:

Повече за ферментациите можете да прочетете от тук.