עבודת חקר בנושא שמרים ותפיחה

מגיש: זיו נסים כיתה ח'8

Big image

מבוא

הנושא אותו בחרתי לעבודת המחקר שלי הינו השפעת כמות השמרים והסוכר על תפיחת הבצק.

בחרתי נושא זה מכיוון שהוא מאוד מעניין ומסקרן אותי וזאת מהסיבה שמסקרן אותי לדעת יותר על פעילות ותגובת השמרים ובנוסף על נשימה תאית ותסיסה בכלל.

כמו כן, יכול לעזור בחיי היומיום באפיה.

בעבודה זו אעסוק בהשפעת סוג השמרים על תפיחת הבצק. ובהשפעת סוג הסוכר ותחליפי סוכר על פעילות השמרים.

שאלות החקר שבחרתי לעבודתי הן:

1. כיצד משפיע סוג השמרים על תפיחת הבצק?

  • השערה: אני משער שבטיפול עם השמרים הטריים, התפיחה תהיה המשמעותית ביותר.

  • 2. כיצד משפיע סוג הסוכר על קצב פעילות השמרים?

    • השערה: אני משער שפעילות השמרים בכלים בעלי הסוכר הטבעי (גלוקוז) תהיה המהירה ביותר.

רקע מדעי

התופעה שמוצגת בעבודתי הינה: התפחת בצק (לצורך אפייה) על ידי שמרים וסוכר ונשימה תאית של שמרים.


השמרים הינם יצורים חיים אשר משתמשים בסוכר לצורך ייצור האנרגיה שלהם.

תהליך ייצור אנרגיה זה נקרא "נשימה תאית".

הסוכר הינו חומר המוצא לתהליך הנשימה התאית. שמרים יכולים לנצל מקור אנרגיה זה באופן ישיר או בהעדרו הם יכולים לפרק מרכיבים אורגנים אחרים (כגון העמילן שבקמח) לחד הסוכר.

בטבע קיימים מספר סוגי סוכר, כגון:

· גלוקוז

· גלקטוז

קיימים גם תחליפי סוכרים שונים, כגון:

סוכרלוז

קיימים 2 סוגי שמרים עיקריים הנפוצים באפייה: שמרים טריים (המגיעים בדרך כלל בקובייה), ושמרים יבשים (פירורי שמרים טריים שעברו אידוי) .

השמרים מסוגלים לבצע נשימה תאית:

השמרים מפיקים אנרגיה מפירוק מולקולות סוכר (גלוקוז). בנוכחות חמצן ובהעדר חמצן, בתהליך זה משתחררת מעט אנרגיה, הוא נקרא תסיסה ונוצרים בו כהל ופחמן דו-חמצני.

מקור הסוכר שאותו מנצלים השמרים בתסיסה בהתפחת הבצק הוא העמילן שבקמח או הסוכר המצוי בסביבתם, חלק ממולקולות החד-סוכרים נכנסות לתא בעזרת נשאים (כגון אנזים עמילאז).

בתהליך התסיסה נוצר גז (פד"ח) הנכלא בתוך הבצק וכך נפח הבצק גדל והבצק תופח.

*נספח לסקירה ספרותית:

לצורך הניסוי של השפעת סוגי סוכרים על קצב פעילות השמרים השתמשתי באינדיקטור שנקרא פנולפתלאין אשר מעיד על נוכחות co2 בהיעלמות הצבע.

חומרים ושיטות

לצורך ניסוי סוג השמרים ערבבתי את השמרים והבצק בכלים מדדתי זמן וצפיתי בתוצאות.

לצורך ניסוי סוג הסוכר ערבבתי במבחנה את השמרים והסוכר, מתגובה זו נפלט פד"ח שאר יצר חומצה אשר בתגובה עם האינדיקטור פנולפתלאין, כאמור, גורם להיעלמות הצבע הורוד בתמיסה.

Big image

תוצאות

ניסוי ראשון- סוג השמרים

ממוצע עליית גובה הבצק בטיפול בעל השמרים היבשים הייתה גבוהה באופן משמעותי (1.9 ס"מ) לעומת ממוצע עליית גובה הבצק בטיפול בעל השמרים הטריים (1 ס"מ), ואילו בטיפול ללא השמרים לא נרשמה עלייה בגובה הבצק.

Big image
ניסוי שני- סוג הסוכר

ממוצע הזמן שלקח לצבע הורוד להיעלם בטיפול הגלוקוז עומד על 7:37 דקות, לעומת זאת ממוצע הזמן שלקח לצבע הורוד להיעלם בטיפול הסוכרלוז עומד על 7:40, בטיפול ללא הסוכר בטווח הזמן של 25 דקות, רק במבחנה אחת נרשמה תוצאה ברורה, ואילו בטיפול הגלקטוז לא נרשמה תוצאה ברורה בטווח הזמן המוגדר.

Big image

דיון ומסקנות

ניסוי ראשון- סוג השמרים

טענה:

בניגוד להשערתי בטיפול בעל השמרים היבשים, התפיחה הייתה המהירה ביותר.

ראייה:

מן הניסוי רואים כי הטענה הופרכה וממוצע עליית גובה הבצק בטיפול בעל השמרים היבשים הייתה גבוהה באופן משמעותי (1.9 ס"מ) לעומת עליית גובה הבצק בטיפול בעל השמרים הטריים (1 ס"מ), ואילו בטיפול הביקורת גובה הבצק לא השתנה.

נימוק:

שמרים לחים או טריים מכילים מים כדי לשמור על פעילות השמרים .
שמרים יבשים הם שמרים טריים שעברו יבוש מבוקר ונארזו באריזת ואקום המאריכה את אורך החיים שלהם השמרים היבשים (פירורי שמרים טריים שעברו אידוי) מגיעים בצורה של גרגירים לעומת השמרים הטריים שמגיעים כגושים (קוביות "שמרית"), לכן שטח הפנים של השמרים החשוף לבצק בטיפול בעל השמרים היבשים היה גדול משמעותית משטח הפנים של השמרים החשוף לבצק בטיפול בעל השמרים הטריים, וככל ששטח הפנים של השמרים חשוף לבצק כך יותר תאי שמרים פעילים בו זמנית.

מכאן נובע כי יותר שמרים היו פעילים בטיפול בעל השמרים היבשים, יותר פד"ח נפלט, והתפיחה הייתה משמעותית יותר.


ניסוי שני- סוג הסוכר

טענה:

פעילות השמרים בטיפול בעל הסוכר הטבעי (גלוקוז) תהיה המשמעותית ביותר.

ראיה:

מן הניסוי רואים כי הטענה אוששה וממוצע הזמן שלקח לצבע הורוד להיעלם בטיפול הגלוקוז הוא הנמוך ביותר ועומד על 7:37 דקות (דבר המעיד על פליטה רבה של פד"ח שהוא תוצר של הנשימה התאית של השמרים), לעומת זאת ממוצע הזמן שלקח לצבע הורוד להיעלם בטיפול הסוכרלוז עומד על 7:40, בטיפול ללא הסוכר בטווח הזמן של 25 דקות, רק במבחנה אחת נרשמה תוצאה ברורה, ואילו בטיפול הגלקטוז לא נרשמה תוצאה בטווח הזמן המוגדר (דבר המעיד על פעילות נשימה תאית מינימלית).

נימוק:

בשני סוגי הנשימה התאית, השמרים מפיקים אנרגיה מפירוק מולקולות סוכר (גלוקוז). גלוקוז הינו חד-סוכר, ולכן הוא זמין לנשימה התאית של השמרים והם לא צריכים לפרק אותו לסוכר בסיסי יותר. לעומת זאת גלקטוז הינו חד-סוכר מיוחד אשר לאחר חמצון הופך לחומצי, האנזים עמילאז שמטרתו להעביר סוכר לתאים לא יכול לתפקד בסביבה חומצית וזאת הסיבה לכך שבמגבלת הזמן לא נרשמה תוצאה בטיפול זה, ותוצאותיו היו גבוהות מהטיפול ללא הסוכר. לעומת זאת, התוצאות בטיפול בעל תחליף הסוכר סוכרלוז היו נמוכות באופן משמעותי מהתוצאות בטיפול ללא הסוכר- עובדה מפתיעה מכיוון שהן העידו על נשימה תאית שמרים מוגברת בניגוד לעובדה שסוכרלוז לא מתפרק ולא יעיל בגוף האדם ולכן משמש כממתיק מלאכותי שלא נקלט בתאים ולא משמש כמקור אנרגיה (ממתיק דיאטי).


סיכום משותף ומסקנות מעשיות

מתוצאות שני הניסויים ניתן להסיק כי:

1. אין הבדל משמעותי בין סוגי השמרים לקצב פעילותם, אך לצורך אפייה מומלץ להשתמש בשמרים יבשים שכן שטח הפנים שלהם ביחס למסתם גדול יותר משל השמרים הטריים, ומכך הם יעילים יותר לצורך התפחת בצק.

2. שימוש בגלוקוז יעיל לצורך זירוז תפיחת הבצק.

3. שימוש בגלקטוז יעיל לצורך עיכוב תפיחת הבצק.

4. ניתן להשתמש בסוכרלוז לצורך זירוז תפיחת הבצק, אך במינונים נמוכים (עד 15 מ"ג לק"ג גוף) בשל החשש פליטת חומרים מסרטנים מהסוכרלוז (פחמן כלורי).