МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ рф

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Анаэробные процессы превращения микроорганизмами безазотистых органических веществ

Методические указания

к лабораторной работе

Дисц. «Пищевая биотехнология»

Киров 2006

Составители:

кандидат биологических наук А.Г. Лазыкин

В подготовке материалов принимали участие:

О.А. Чигринова

А.А. Лещенко

Рецензент:

кандидат биологических наук,

начальник лаборатории НИИ микробиологии МО РФ

И.Н. Седельников

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ

1. Введение – 5 минут.

2. Письменный контроль исходного уровня знаний (решение тестовых заданий) – 15 минут.

3. Собеседование по вопросам самоподготовки и коррекция знаний – 45 минут.

4. Самостоятельная работа – 110 минут.

5. Подведение итогов занятия –3 минуты.

6. Сбор отчетов (альбомов) для проверки преподавателем – 2 минуты.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

При выполнении лабораторных работ необходимо неукоснительно соблюдать общепринятые правила безопасного обращения с кислотами и щелочами, лабораторной стеклянной посудой (предметными и покровными стеклами, пипетками, чашками Петри, пробирками и др.), электрооборудованием (осветителями); соблюдать осторожность при использовании открытого огня (спиртовки); не допускать пролива и возгорания легковоспламеняющихся жидкостей (этилового спирта, эфира).

Работа 2. Спиртовое брожение

1. Цели занятия

• Знать химизм ферментативного спиртового брожения.

• Уметь определять наличие спирта в бродящей дрожжевой пробе.

2. Вопросы и задания для самоподготовки

1. Общие условия спиртового брожения.

2. Химизм процесса спиртового брожения.

3. Микроорганизмы, участвующие в процессе спиртового брожения и их характеристики.

4. Субстраты питания и условия культивирования дрожжей.

5. Практическое использование спиртового брожения.

3. Оборудование и материалы

Колбы на 250 мл, сахароза, пекарские дрожжи, мерные ци­линдры, пробки и изогнутые стеклянные трубки, водяные бани, электрические плитки, баритовая вода, пробирки, спир­товка, концентрированная серная кислота, пробки с прямыми стеклянными трубками, К₂Сr₂О₇.

4. Общие сведения

Возбудители спиртового брожения широко распространены в природе. Такими являются дрожжевые грибы, плесневые гри­бы и некоторые бактерии. Культурные дрожжи выведены пу­тем длительной селекции из диких дрожжей. К нимотносятся Sассhаrоmices сеrеvisiae. Эти дрожжи отлича­ются от диких тем, что способны выдерживать большие кон­центрации спирта в среде, образуют меньше побочных продук­тов брожения. Вследствие этого процесс брожения с их участи­ем идет более интенсивно и даст лучшие конечные результаты.

Суммарно процесс спиртового брожении выражается сле­дующим уравнением:

С₆Н₁₂О₆-»2С₂Н₅ОН + 2СО₂+130 кДж

5. Ход работы

В колбу емкостью 250 мл наливают 50 мл 20%-ного раствора сахарозы и около 1 г пекарских дрожжей, разведенных в 10 мл раствора сахарозы(20%).(Дрожжи следует развести за час до занятия и поставить в теплое место, чтобы повысить их активность). Колбу закрывают пробкой с изогнутой стек­лянной трубкой. Нижний конец трубки погружают в пробирку с баритом. Колбу с бродящей жидкостью помещают на водя­ную баню, в которой периодическим подогреванием поддержи­вают температуру около 35-40°С. Через несколько минут по­сле установки прибора в пробирку с баритом начинают поступать пузырьки газа. Вначале они выделяются неравномерно, толчками, так как из колбы выходит нагретый воздух. Черезнекоторое время (10-15мин)пузырьки начинают выходить равномерной цепочкой.

Можно считать, что к этому времени весь воздух из колбы вытеснен и через трубку выходит один из продуктов броже­ния - углекислый газ.

Баритовая вода интенсивно мутнеет вследствие образования осадка ВаСО₃. Доказать образование спирта на том же заня­тии не удастся, так как его накапливается за это время недо­статочно.

Колбы с бродящей жидкостью закрывают ватными пробка­ми и оставляют до следующего занятия в комнате. На следую­щем занятии в жидкости обнаруживают спирт.

В пробирку к 2—3 мл исследуемой жидкости добавляют кристаллик бихромата калия и несколько капель концентриро­ванной серной кислоты, нагревают смесь на спиртовке. Цветжидкости при этом изменится до зеленого вследствие окисления хрома. Выделяющийся уксусный альдегид ощутим по запаху.

Ход реакции:

К₂Сг₂О₇ + 4Н₂SО₄ + ЗС₂Н₅ОН-»К₂Сг₂(SО₄)₄ + ЗСН₃СНО + 7Н₂О.

Обнаружение спирта отгонкой

Колбу с бродильной жидкостью закрывают пробкой, в кото­рую вставлена идущая вверх прямая стеклянная трубка длиной 40—50 см. Колбу нагревают до равномерного кипения жидко­сти и к концу стеклянной трубки подносят горящую лучинку.Выделяющиеся пары спирта воспламеняются, над трубкой воз­никает эффективный факел, наблюдаемый в течение несколь­ких секунд.

Кипение не должно быть слишком бурным, иначе жидкость будет выплескиваться через трубку и гасить факел.