АНАЭРОБНЫЕ ПРОЦЕССЫПРЕВРАЩЕНИЯ 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
Цели занятия
· Знать химизм ферментативного спиртового брожения.
· Уметь определять наличие спирта в бродящей дрожжевой пробе.
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.
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.
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 ним относятся S ассhаrоmices 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
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. Через некоторое время (10-15 мин) 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. Цвет жидкости 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.
|
Работа 3. Маслянокислое брожение
Цели занятия
· Изучить химизм ферментативного маслянокислого брожения.
· Знать состав питательных сред и условия культивирования маслянокислых бактерий.
· Изучить особенности морфологического строения клеток маслянокислых бактерий в фиксированных препаратах.
Вопросы и задания для самоподготовки
1. Общие условия маслянокислого брожения.
2. Химизм процесса маслянокислого брожения.
3. Микроорганизмы, участвующие в процессе маслянокислого брожения и их характеристики.
4. Субстраты питания и условия культивирования маслянокислых бактерий.
5. Практическое значение маслянокислого брожения.