XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Как работают дрожжи
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Однажды я наблюдал, как мама готовит тесто для пирожков. К известным мне продуктам она добавила порошок в виде гранул. «Что это такое?» - спросил я её. Мама ответила, что это дрожжи. «А для чего они нужны?» - снова спросил я. Мама сказала, что дрожжи нужны для получения пышного теста. У меня возникли вопросы: что такое дрожжи? Как они работают? В другой раз, когда мама заводила тесто, она использовала другие дрожжи. Оказывается, они бывают разные – свежие и сухие. Мне стало интересно, какие из них лучше работают.
Цель:выяснить, как работают хлебопекарные дрожжи в тесте, сравнить сухие быстродействующие дрожжи со свежими прессованными.
Задачи:
Узнать, что такое дрожжи, их виды.
Познакомиться с историей открытия дрожжей.
Узнать интересные факты о дрожжах.
Провести эксперименты.
Выяснить какие дрожжи лучше.
Объект исследования:дрожжи.
Предмет исследования:работа дрожжей.
Методыисследования:
Изучение литературы.
Эксперимент.
Наблюдение.
Сравнение.
Актуальность. Дрожжи играют главную роль при производстве хлеба. Хлебопекарных дрожжей существует несколько видов. Будут ли отличаться хлебобулочные изделия, приготовленные из сухих и свежих дрожжей? Какое тесто поднимется быстрее? Где дырочек будет больше?
Гипотеза: Я предположил, что раз существуют несколько видов хлебопекарных дрожжей, то их работа в тесте и продукт, полученный на выходе, будут отличаться.ОСНОВНАЯ
ЧАСТЬ.
Глава 1. Что такое дрожжи?
Дрожжи – это микроскопические живые организмы, принадлежащие царству грибов и состоящие из одной клетки. В настоящее время выявлено 1500 видов дрожжей. Их размеры сильно различаются в зависимости от вида и окружающей среды, обычно диаметром 3-4 мкм, хотя некоторые дрожжи могут вырастать до 40 мкм. [1] Дрожжи живут там, где высокое содержание сахаристых веществ: на плодах растений, в нектаре цветков. Также их можно найти в почве и в природных водоемах. [2] Тело дрожжей – одиночная округлая клетка. Размножаются почкованием: на дрожжевой клетке образуется бугорок, напоминающий почку, который растёт, а затем отделяется и ведёт самостоятельный образ жизни. [2] Почкующиеся клетки похожи на ветвящиеся цепочки (см. приложение 1).
Некоторые виды дрожжей используются для производства многих продуктов: пекарские дрожжи – в производстве хлеба, пивные дрожжи – при ферментации пива, а также дрожжи используются при ферментации вина и как белковый корм в животноводстве.
С давних пор человек использует дрожжи для приготовления хлеба. При благоприятных условиях они размножаются и растут быстро. В их клетках происходит спиртовое брожение – они превращают сахар в спирт. При этом выделяется углекислый газ, пузырьки которого поднимают тесто, делает его лёгким и пористым. [2] Когда изделие из теста ставят в печь, стенки мешочков, которые удерживали в плену углекислый газ, от жара разрываются и газ выходит на свободу. Каждая дырочка в мякоти хлеба – это след, оставшийся от пузырька углекислого газа.
В хлебопекарном производстве применяются дрожжи:
Жидкие.
Свежие прессованные.
Активные сухие.
Быстродействующие сухие.
Глава 2. История открытия дрожжей.
Русское слово «дрожжи» имеет общий корень со словами «дрожь», «дрожать», которые применялись при описании вспенивания жидкости, зачастую сопровождающего брожение, осуществляемое дрожжами. [4]
История появления дрожжей берёт свое начало вместе с первыми упоминаниями о пивоварении в древнем Египте, датированными 6000 веков до н. э. Уже тогда египтянам были известны природные закваски, которые они активно использовали в приготовлении вина и пива. Спустя время египтянам открылась и тайна первого кислого теста. [5] Они овладели технологией выпечки дрожжевого хлеба наряду с выпечкой пресного. Для начала сбраживания нового субстрата люди использовали остатки старого.
В 1680 году голландский натуралист Антони ван Левенгук впервые увидел дрожжи в оптический микроскоп, однако из-за отсутствия движения не распознал в них живые организмы (см. приложение 2). В 1838 году французский естествоиспытатель Шарль Каньяр де Ла-Тур экспериментально доказал, что дрожжи — не просто химические вещества, а живые организмы, способные расти и размножаться, причём исходные вещества и продукты реакции являются простыми химическими соединениями. Однако тогда его выводы были отвергнуты выдающимися химиками Й. Берцелиусом, Ю. Либихом и Ф. Вёлером. Окончательно правота выводов Каньяра де Ла-Тура была доказана в 1857 году французским микробиологом Луи Пастером (см. приложение 2). Пастер неоспоримо доказал, что спиртовое брожение — не просто химическая реакция, как считалось ранее, а биологический процесс, производимый дрожжами [3].
Глава 3. Интересные факты о дрожжах.
В обычном пакете дрожжей для выпечки содержится около миллиарда дрожжевых клеток. [6]
Срок жизни одной клетки дрожжевого грибка не превышает нескольких суток даже в самых благоприятных условиях. [7]
Комфортная температура для дрожжевых грибков – не выше 32 градусов. [10]
Репрессированный советский врач по фамилии Зильбер, пребывая в тюрьме, сумел из мха получить дрожжи, которые использовал для изготовления лекарства. Этим он спас множество жизней своих товарищей по несчастью. [6]
Иногда дрожжи добавляют в поп-корн, благодаря чему он приобретает своеобразный сырный привкус. [8]
В Мордовии есть национальный напиток - поза, отдалённо напоминающий квас. Он готовится из свеклы и дрожжевой закваски. [6]
В Орегоне, одном из американских штатов, дрожжи являются официальным символом. Орегон ежегодно зарабатывает несколько миллиардов долларов на производстве пива. [6]
Польза дрожжей заключается в том, что они богаты важнейшими питательными веществами. Витамины группы В (кроме В12), аминокислоты, фосфор. 5-7 граммов пивных дрожжей покрывают недостаток витамина В в организме человека. Поэтому, их прописывают людям с анемией, при авитаминозе, фурункулезе, невралгии. [4]
В косметологии наиболее широко используются пивные дрожжи. Маски с пивными дрожжами приоритетны для поддержания тонуса и уменьшения морщин у женщин.
В будущем дрожжи, возможно, вытеснят с рынка бензин и дизельное топливо. Нет, двигателей, работающих на дрожжах, но эти грибки применяются в производстве этанола, весьма распространённого в некоторых странах биотоплива, экологически чистого и безвредного. В Бразилии многие машины заправляются именно этанолом, а не бензином. [7]
Не все дрожжи полезны, есть виды, которые могут вызвать различные заболевания пищеварительной системы и желудочно-кишечного тракта у животных и людей. [7]
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ.
Наблюдение за процессом жизнедеятельности дрожжей и сравнение.
Изучив полученную информацию о дрожжах, я захотел увидеть их работу наглядно и решил провести эксперименты.
Эксперимент № 1. В две бутылочки я налил теплой воды и добавил дрожжи. В одну из них насыпал чайную ложку сахара. На горлышко бутылочек надел воздушные шарики (см. приложение 3). Через 50 минут я увидел, что в бутылочке, где содержался сахар, дрожжи пенились, и шарик на ней надулся (см. приложение 3). Дрожжи, потребляя сахар, выделяли углекислый газ, который надувал воздушный шарик.
Для того чтобы убедиться, что шарик наполняется углекислым газом мы сняли с бутылочки шарик с газом и поднесли горящую спичку к горлышку шарика. Разжав шарик, углекислый газ стал выходить, спичка перестала гореть (см. приложение 4).
Эксперимент № 2. Вместе с мамой замесили дрожжевое тесто и разложили его поровну в две чаши. Одну чашу поставили в теплое место у радиатора, другую – в холодное место. Спустя 1,5 часа тесто, стоявшее в теплом месте, поднялось больше, чем тесто, стоявшее в холодном месте (см. приложение 5).
Эксперимент № 3. Посоветовавшись с мамой, я решил испечь сдобные булочки с кунжутом. Чтобы сравнить, как работают сухие быстрорастворимые дрожжи и свежие прессованные, мы замесили два вида теста по одному рецепту.
Рецепт:
Молоко – 200 мл
Вода – 100 мл
Яйцо – 1 шт.
Сахар – 80 гр
Соль - 0,5 чайной ложки
Растительное масло – 3 столовые ложки
Мука – 500 гр
Дрожжи: свежие прессованные - 12 гр (1 вариант)
сухие быстродействующие – 4 гр (2 вариант)
Необходимо учитывать соотношение свежих дрожжей к сухим. 100 гр свежих соответствует 33 гр сухих, т.е. 3 к 1. [9] Поэтому мы взяли 12 гр свежих и 4 гр сухих.
Замешиваем два варианта теста, соблюдая одинаковый вес ингредиентов (см. приложение 6). Хорошо вымесив тесто, укрыли его и оставили подниматься (см. приложение 7).
Через 40 минут наблюдаем, что тесто на основе свежих дрожжей (розовая чаша) поднялось больше, чем тесто, замешанное на основе сухих быстродействующих дрожжей (жёлтая чаша) (см. приложение 8).
Поднявшееся тесто вымесили и оставили подниматься. Через 50 минут наблюдаем, что тесто на основе свежих дрожжей (розовая чаша) поднялось заметно больше, чем тесто на основе сухих дрожжей (жёлтая чаша) (см. приложение 9).
Из полученного теста каждого вида я сформировал по 3 булочки одинакового веса 105 гр. И оставил их подниматься на противне (см. приложение 10).
Спустя 30 минут я заметил, что булочки на основе свежих дрожжей (помечено на пергаменте красным фломастером) снова поднялись больше, чем другие (см. приложение 11). Изделия смазал желтком, смешанным с молоком, посыпал кунжутом и отправил в разогретую до 175 градусов духовку.
Через 20 минут булочки были готовы. Изделия с использованием свежих дрожжей получились больше по размерам (см. приложение 12).
Разрезав обе булочки пополам, я заметил, что по структуре мякиш сходен между двумя вариантами. Только, в сдобе на основе свежих дрожжей имеются несколько крупных дырочек (см. приложение 13).
Выводы:
Входеизучения материала я узнал, что дрожжи - это живые микроорганизмы. Выяснил, что существует несколько видов дрожжей: пивные, винные, пекарские, кормовые. Хлебопекарные дрожжи бывают: жидкие, свежие прессованные, сухие быстродействующие, сухие активные.
Узнал, что дрожжи в форме закваски использовались древними египтянами. Но открыты учёными были только в 17 и 19 вв.
Узнал о некоторых интересных фактах о дрожжах.
В ходе проведенных экспериментов выяснил, как работают дрожжи:
Дрожжам необходим сахар, чтобы начался процесс брожения.
Потребляя сахаристые вещества, дрожжи производят углекислый газ и спирт. Углекислый газ, выделяемый при брожении, удерживается в тесте, образуя поры и разрыхляя массу. В печи от жара пузырьки лопаются, углекислый газ уходит, а дырочки остаются.
Дрожжи в тепле быстрее размножаются. Они чувствительны к температуре окружающей среды.
В результате проведенного эксперимента сравнил работу свежих прессованных дрожжей с работой сухих быстродействующих. Пришел к выводу, что свежие дрожжи работают лучше, чем сухие. Тесто поднималось быстрее, чем тесто на основе сухих дрожжей, и испечённые булочки получились больше по размеру и воздушнее. Значит дырочек в изделие из свежих дрожжей больше.
Попробовав булочки обоих видов на вкус, разницы не почувствовал.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Проведя исследование, я познакомился с деятельностью дрожжей и подтвердил свою гипотезу о том, что работа двух видов хлебопекарных дрожжей в тесте и продукт, полученный на выходе, отличается.
Качество хлеба, а именно объем, разрыхленность, структура пористости, эластичность, а также аромат и вкус – результат работы дрожжей. Мякиш состоит из множества пор. Каждая такая пора – результат сложнейшей деятельности одной или нескольких дрожжевых клеток.
Работа над проектом была интересной и увлекательной. В дальнейшем мне хотелось бы узнать, как производят хлебопекарные дрожжи и можно ли изготовить их в домашних условиях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
Электронные ресурсы:
http://lifebio.wiki «Дрожжи»
http://уaklass.ru «Дрожжи»
https://ru.wikipedia.org/Дрожжи
https://stranamam.ru «10 фактов о дрожжах»
https://siadik.net «Как появились дрожжи»
http://мегафакты.рф/интересные факты о дрожжах/
https://faktoved.ru «Интересные факты о дрожжах»
https://стофактов.рф «6 интересных фактов о дрожжах»
https://25school.ru
https://FoodandHealth.ru«Дрожжи»
ПРИЛОЖЕНИЕ.
Приложение 1. Почкующиеся клетки дрожжей
Приложение 2. История открытия дрожжей
Антони ван Левенгук Луи Пастер
Приложение 3. Результаты эксперимента №1
Приложение 4. Результаты эксперимента №2 (образование углекислого газа)
Приложение 5. Результаты эксперимента №3 (действие свежих прессованных и сухих быстродействующих дрожжей)
Приложение 6. Замес двух видов теста
Приложение 7. Наблюдение за скоростью поднятия теста
Приложение 8. Наблюдение за скоростью поднятия теста
Приложение 9. Результат работы двух видов дрожжей
Приложение 10. Формирование булочек
Приложение 11. Выпекание булочек из разного вида теста
Приложение 12. Получившийся результат выпечки
Приложение 13. Анализ структуры среза полученного изделия