VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ДРОЖЖИ. ЧТО ЭТО ТАКОЕ?
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ.
Как-то раз мама решила поставить тесто на пироги и я обратила внимание, что она добавила в тесто какой-то порошок из пакетика с надписью ДРОЖЖИ. Меня это очень заинтересовало и я спросила для чего это. Тогда мама рассказала, что благодаря этому порошку, тесто ''поднимается'', и становится пышным и вкусным. Я раньше слышало уже это слово — ДРОЖЖИ, но мне стало очень интересно, что это такое и я решила подробно изучить и исследовать эту интересную тему про ДРОЖЖИ. Ведь, на самом деле, мало кто из моих друзей, знает что это и из чего оно состоит.
Я поставила перед собой цель: узнать, что такое эти ДРОЖЖИ, откуда они появились, что они из себя представляют и с помощью опытов подробно изучить все их свойства.
Для того чтобы достигнуть своей цели, я поставила перед собой такие задачи:
1) узнать, что такое дрожжи, изучить строение и местообитание дрожжей;
познакомиться с историей возникновения дрожжей;
узнать, какие бывают виды дрожжей;
изучить полезные и негативные свойства дрожжей;
рассказать интересные факты о дрожжах;
сделать опыты с дрожжами.
Объект исследования:дрожжи.
Предмет исследования:свойства дрожжей.
Актуальность:необходимо знать о тех продуктах, которые ты употребляешь в пищу.
Гипотеза:Предположим, что дрожжи это живые организмы на которых влияют условия окружающей среды.
Методы исследования:
Подбор и анализ литературы;
Работа с Интернет ресурсами;
Беседа;
Практические опыты;
Работа с программой Power Point.
ЧТО ТАКОЕ ДРОЖЖИ?
Дрожжи— это похожие на бактерии простейшие одноклеточные микроорганизмы, имеющие исключительно природное происхождение, которые принимают активное участие в процессе брожения. Они принадлежат семейству грибов. Эти организмы обладают всеми основными свойствами одноклеточных грибов, относящихся к классу ''сахаромицетов''. Их клетки больше и сложнее, чем у бактерий. В отличие от прочих грибов они растут и размножаются очень быстро, потому что имеют высокую скорость обмена веществ. Структура дрожжей представляет собой отдельные автономные клетки округлой формы, которые легко расходятся после деления. В отличие от грибов, которые размножаются через споры, дрожжи размножаются почкованием. Дочерняя клетка дрожжей неподвижна и выглядит как почка. Хотя мицелия дрожжи не образуют, у них отмечаются все признаки и свойства грибов. Эти грибы используют органические вещества для получения углерода и необходимой для жизнедеятельности энергии. В группу дрожжевых грибов входят 1500 видов, которые принадлежат к двум классам.
В русском языке название дрожжи происходит от слов - «дрожь», «дрожать» которыми описывали процесс вспенивания и брожение спровоцированный дрожжами. На Английском языке слово дрожжи звучит как «yeast» которое произошло от древнекельтского «gyst», что в переводе означает - пениться, выделять газ, кипение.
ГДЕ ОБИТАЮТ ДРОЖЖИ?
В природе дрожжи чаще всего можно встретить на сладких плодах и ягодах. Почти все дрожжи – настоящие «сладкоежки». Фрукты и ягоды, цветочный нектар, сладкий березовый сок, сочные части растений излюбленные места их обитания.
Как это ни странно звучит, но дрожжи присутствуют и в организме человека. Они являются компонентами нормальной микрофлоры человека, однако при общем ослаблении организма могут массово развиваться, вызывая заболевания.
ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ ДРОЖЖЕЙ.
Впервые дрожжи начали применять в Египте. Именно там за 6000 лет до н. э. из продукта начали варить пиво. Спустя время египтянам случайно открылась и тайна первого кислого теста. Вероятно, пивные дрожжи каким то образом попали в приготовленное пресное тесто, после чего на глазах у удивлённых людей стали происходить чудеса. Тесто стало увеличиваться в объёме, пузыриться и дышать как живой организм. Такой эффект провоцируют дрожжевые грибки поглощающие сахар в тесте, на выходе образуя спирт и углекислый газ, который поднимает тесто и оно становится рыхлым. К 1200 году до н. э. египетский народ научился выпекать дрожжевые булки. Спустя время рецепт приготовления пива и кислого теста попал в Грецию, а затем перекочевал к Римлянам. У дрожжевой смеси есть различные источники. Пивные дрожжи – это продукт, получаемый из хмеля. Наиболее сильным видом является сыворотка – побочный продукт, получаемый в результате переработки молока, сыра. В Швейцарии и Германии на травах готовят жидкие дрожжи. Продукт также производится на основе апельсинов, грейпфрутов, медового напитка.
НАУЧНОЕ ОТКРЫТИЕ ДРОЖЖЕЙ.
В 1680 году нидерландскому натуралисту Антони ван Левенгуку удалось рассмотреть дрожжи при помощи микроскопа. Но движение при взгляде в окуляр оптического прибора не наблюдалось. Это помешало ученому сделать вывод, что перед ним находятся живые микроорганизмы.
Официальным первооткрывателем дрожжей считается Луи Пастер. В 1857 году ему удалось доказать, что спиртовое брожение – не обычная химическая реакция, как считалось в то время, а биологический процесс, непосредственное участие в котором принимают дрожжи.
С 1883 года, после удачного эксперимента Э.Х. Хансена дрожжи стали повсеместно использовать для выпечки хлебных изделий и приготовления пива.
ВИДЫ ДРОЖЖЕЙ.
Хлебопекарные.
2. Пивные.
Винные.
Молочные.
Кормовые.
ВИДЫ ДРОЖЖЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ЧЕЛОВЕКОМ.
Долгие столетия различные хозяйства проводили селекцию дрожжей, в результате чего появились новые физиологические виды дрожжевых колоний. Многие из них не встречаются даже в природе. В мире существует более 1500 разновидностей этих одноклеточных организмов, но люди смогли найти применение лишь немногим видам. Популярными видами для человека являются — пивные, хлебопекарные, молочные и винные.
Хлебопекарные дрожжи активно используются в рецептах приготовления различных мучных и хлебобулочных изделий, они плотно закрепились в пищевой промышленности, где нашли широкое применение.
Винные дрожжи в натуральном виде можно встретить в природе в виде светлого налёта на гроздьях винограда, их массово используют в производстве современных видов и сортов вина.
Все кисломолочные продукты, приготовленные на основе натуральных заквасок, содержат молочные дрожжи и лактобактерии.
Пивные дрожжи эффективны как лечебно-профилактическое средство, это уникальная природная кладовая белков и витаминов.
Ещё дрожжи активно используют в витаминной и медицинской промышленностях, из них получают витамины B и D. Все ферменты, которые известны медицине, получают именно из дрожжевых колоний.
ПОЛЕЗНЫЕ И НЕГАТИВНЫЕ СВОЙСТВА ДРОЖЖЕЙ.
Дрожжи — замечательный ингредиент, который помогает сохранить или восстановить здоровье и красоту естественным путём.
ПОЛЕЗНЫЕ СВОЙСТВА ДРОЖЖЕЙ.
Благодаря уникальному биохимическому составу пивные дрожжи содержат в себе много аминокислот, витаминов и минералов, в том числе цинк, хром, железо, магний, фолиевую кислоту, биотин и B-витамины.
Укрепляют иммунитет.
Нормализуют сахар в крови.
Способствуют развитию полезных бактерий в организме.
Дрожжи Torula – источник хрома, селена, аминокислот и витаминов B.
Дрожжи — превосходный источник растительных протеинов, что делает их важным компонентом вегетарианских блюд. Эти элементы крайне важны для бесперебойного функционирования организма.
Дрожжи — действенный компонент во многих средствах для красоты.
НЕГАТИВНЫЕ СВОЙСТВА ДРОЖЖЕЙ.
Неприятный побочный эффект от приёма дрожжей может состоять в том, что они питают не только полезные бактерии, но и вредоносные, такие как Candida, вызывающие астму, подагру и другие болезни. С обострением или возникновением кандидоза важно на период лечения исключить из рациона всю дрожжевую пищу.
Обычно дрожжи хорошо переносятся человеком, но бывают люди с непереносимостью. Это лица, страдающие аллергией на все виды грибков и плесень.
Дрожжи могут стать причиной порчи пищевых продуктов, когда на поверхности продуктов образуется белый налёт (например, на сыре или мясе), они же образуют белую плёнку на поверхности рассола из солёных огурцов, брожение соков и варенья.
Сочетание хлебопекарных дрожжей и муки приводит к изменению кислотно-щелочного баланса. Присутствие таких продуктов в ежедневном рационе чревато образованием кислой среды, а в результате этого развивается язва, гастрит и хронические запоры.
При употреблении дрожжей появляется газообразование и вздутие живота — одна из причин ограничения потребления дрожжевого хлеба.
Из-за способа производства дрожжей они содержат огромное количество вредных химических элементов и тяжёлых металлов. При их производстве используется даже углекислый технический калий и строительная известь. Совсем ненужные вредности для нашего организма.
ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О ДРОЖЖАХ.
В Орегоне, одном из американских штатов, дрожжи являются официальным символом. Орегон ежегодно зарабатывает несколько миллиардов долларов на производстве пива, поэтому такой выбор неудивителен.
Репрессированный советский врач по фамилии Зильбер, пребывая в тюрьме, сумел из мха получить дрожжи, которые использовал для получения лекарства кустарным образом. Этим он спас множество жизней своих товарищей по несчастью.
В обычном пакете дрожжей для выпечки, который можно купить в любом супермаркете, содержится около миллиарда дрожжевых клеток.
Иногда дрожжи добавляют в поп-корн, благодаря чему он приобретает своеобразный сырный привкус.
Сухие дрожжи в вакуумной упаковке могут храниться несколько лет.
Из-за ничтожно малого размера разглядеть дрожжи можно только с помощью микроскопа.
Дрожжи применяются в процессе производства этанола, экологически чистого биотоплива.
Дрожжевая колония может при наличии пищи жить достаточно долго, но срок жизни отдельной клетки в любом случае не превышает несколько дней.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ОПЫТЫ С ДРОЖЖАМИ.
Чтобы изучить свойства дрожжей, на которых основано их применение, я решила провести несколько опытов.
В первую очередь мне захотелось узнать, чем питаются дрожжи.
ОПЫТ №1. «ИЗУЧИТЬ, ЧЕМ ПИТАЮТСЯ ДРОЖЖИ».
Цель опыта: Выяснить, чем питаются дрожжи.
Материалы для опыта: дрожжи, вода, сахар, яйцо.
Ход работы: Я развела дрожжи в тёплой воде, разлила в 3 стакана. В первый стакан добавила чайную ложку сахара, во второй стакан — яйцо, в третий стакан — дополнительно ничего не добавляла. Через 1 час в стакане с сахаром дрожжи стали пениться на поверхности, а в других стаканах дрожжи выпали в осадок на дне.
Вывод: дрожжи питаются сахаром (углеводами).
Далее мне захотелось проверить, действительно ли дрожжи выделяют углекислый газ в определённых условиях и что это за условия. Познакомившись с информацией о том, что основная функция дрожжей — вызывать брожение с выделением пузырьков газа (что можно увидеть на срезе хлеба), я провела опыт.
ОПЫТ №2. «ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА БРОЖЕНИЯ ДРОЖЖЕЙ».
Цель опыта:Путём опыта убедиться в образовании углекислого газа при жизнедеятельности дрожжей.
Материалы для опыта:сухие дрожжи, тёплая вода, сахар, воздушный шарик, пластиковая бутылка, миска.
Ход работы: Для своего опыта я взяла полстакана обычной тёплой кипячёной воды, добавила 3 чайные ложки сухих дрожжей и 1 чайную ложку сахара, всё перемешала. Дрожжевую смесь перелила в бутылку и натянула на её горлышко воздушный шарик. Поставила бутылку в миску с тёплой водой и стала наблюдать что произойдёт? Когда дрожжи «ожили» и начали «есть» сахар, смесь наполнилась пузырьками углекислого газа. Пузырьки стали лопаться, а газ в свою очередь — надувать воздушный шарик.
Вывод: Дрожжи, питаясь сахаром, выделяют в процессе брожения углекислый газ.
ОПЫТ №3. «ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ БРОЖЕНИЯ ДРОЖЖЕЙ».
Цель опыта: Узнать, какая химическая реакция происходит при смешении сухих дрожжей с перекисью водорода.
Материалы для опыта: сухие дрожжи, тёплая вода, жидкость для мытья посуды, пластиковая бутылка, поднос, 6%-ная перекись водорода, чашка.
Ход работы: Я поставила пластиковую бутылку на поднос, затем залила в неё полстакана перекиси водорода, добавила немного жидкости для мытья посуды. Отдельно в чашке тщательно перемешала 2 столовые ложки тёплой воды и 1 чайную ложку дрожжей (размешивала тщательно, не меньше 1 минуты), а затем вылила полученную смесь в бутылку. Почти сразу из бутылки полезла цветная пена, напоминающая зубную пасту, которую выдавливают из большущего тюбика.
Вывод: Перекись водорода распадается на воду и кислород, а сухие дрожжи, как катализатор, ускоряют реакцию. Моющее средство вносит свой вклад, умножая пузыри. Бутылка и зубная паста нагреются, поскольку во время реакции выделяется тепло. Так происходит взаимодействие дрожжей и перекиси водорода — Настоящее волшебство.
ОПЫТ №4. «ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПРОЦЕСС БРОЖЕНИЯ ДРОЖЖЕЙ».
Цель опыта: Выяснить, влияет ли температура окружающей среды на процесс брожения дрожжей.
Материалы для опыта: дрожжи, мука, тёплая вода, сахар, соль, яйцо, 2 миски.
Ход работы: Мы с мамой замесили тесто (смешали все ингредиенты: дрожжи, муку, сахар, соль, тёплую воду и добавили яйцо) и разложили его в две миски. Одну миску поставили в тёплое место, поближе к батарее, а другую — в холодное место. Через 1 час тесто, которое стояло около батареи, значительно увеличилось в объёме, поднялось. А тесто, стоявшее в холодном месте, тоже поднялось, но меньше.
Вывод: Дрожжи чувствительны к температуре окружающей среды.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
В ходе проведения опытов я познакомилась со свойствами и строением дрожжей и выяснила, что они — живые организмы.
Так же я выяснила, что дрожжи — нужный продукт, так, как дрожжи широко применяют в современном производстве, однако употреблять продукты, содержащие дрожжи, надо умеренно, следуя рекомендациям диетологов и врачей.
Среди свойств дрожжей выявлены: чувствительность к температуре окружающей среды; способность активно размножаться только в тепле; для процесса брожения дрожжам необходим сахар; дрожжи, питаясь сахаром, выделяют углекислый газ; выделяющаяся при брожении энергия необходима дрожжам для жизни и работы.
ЛИТЕРАТУРА.
И.Н. Чертков «Химический эксперимент», М.: «Просвещение», 1989 г.
М.А. Яковлева «Большая книга научных опытов для детей и взрослых»/М.А. Яковлева, С.В. Болушевский. - М.: Эксмо, 2014 г.
«Большая советская энциклопедия». Книга: под редакцией А.М. Прохорова (Издательство: ''Советская энциклопедия'', 1975 г.)
«Всё обо всём. Популярная энциклопедия для детей». Книга: под редакцией В. Славкина (Издательство: АСТ. Москва, 1995 г.).