Участие в инновационной или экспериментальной деятельности, в работе стажировочных и пилотных площадок

Конкурсная программа
«Дрожжи дикие и домашние. Как разбудить сладкоежку»

Самарин Иван

5 г класс

МАОУ «Средняя школа № 3» г. Когалыма

Ханты-Мансийский автономный округ

Введение.     Каждый день мы едим хлеб, хлебобулочные изделия. Нам всегда было интересно, почему изделия из дрожжевого теста такие пышные, мягкие? Что придает им такое свойство? А самый главный вопрос: почему в хлебе столько дырочек?

    Этому способствуют дрожжи.  Дрожжи – вещества из микроскопических грибков, вызывающих брожение. Благодаря им тесто поднимается в два раза.

   Что мы знаем про дрожжи? На самом деле мы привыкли считать дрожжи продуктом для добавления его при приготовлении различный блюд. Дрожжи добавляют в хлебное тесто, любую другую выпечку, вследствие чего тесто хорошо поднимается, становится пышным, воздушным и ароматным. И еще в советские времена дрожжи были популярны среди маленьких школьников, которые, желая пошалить, добавляли данный продукт в школьный трубопровод. Однако задумывались ли мы, в чем секрет дрожжей, какие они по составу и почему они вызывают такой результат?

1  Изучение истории появления дрожжей.

      Всю историю тесного общения человека со своими постоянными одноклеточными микроскопическими спутниками - дрожжами можно условно разделить на отдельные периоды.

       Русское слово «дрожжи» восходит к праславянскому   droždži, производному от звукоподражательного глагола  drozgati «давить, месить» . Английское слово «yeast» (дрожжи) происходит от староанглийского «gist», «gyst», что означает «пена, кипеть, выделять газ»

      Дрожжи, вероятно, одни из наиболее древних «домашних организмов». Тысячи лет люди использовали их для ферментации и выпечки. Археологи нашли среди руин древнеегипетских  городов жернова и пекарни, а также изображение пекарей и пивоваров. Предполагается, что пиво египтяне начали варить за 6000 лет до н. э., а к1200 году до н. э. овладели технологией выпечки дрожжевого хлеба наряду с выпечкой пресногоДля начала сбраживания нового субстрата люди использовали остатки старого. В результате в различных хозяйствах столетиями происходила селекция дрожжей и сформировались новые физиологические расы, не встречающиеся в природе, многие из которых даже изначально были описаны как отдельные виды. Они являются такими же продуктами человеческой деятельности, как сортакультурных растений.

Луи Пастер — учёный, установивший роль дрожжей в спиртовом брожении

        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.  В 1838 году французский естествоиспытатель Шарль Каньяр де Ла-Турэкспериментально доказал, что дрожжи не просто химические вещества, а живые организмы, способные расти и размножаться, причем 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 в работе «Mémoire sur la fermentation alcoholique». Он неоспоримо доказал, что спиртовое брожение — не просто химическая реакция, как считалось ранее, а биологический процесс, производимый дрожжами

        В 1881 году Эмиль Христиан Хансен, работник лаборатории датской компании Carlsberg, выделил чистую культуру дрожжей, а в1883 году впервые использовал её для получения пива вместо нестабильных заквасок. В конце XIX века при его участии создаётся первая классификация дрожжей, в начале XX века появляются определители и коллекции дрожжевых культур. Во второй половине века наука о дрожжах (зимология) помимо практических вопросов начинает уделять внимание экологии дрожжей в природе, цитологии, генетике.

       До середины XX века учёные наблюдали только половой цикл аскомицетных дрожжей и рассматривали их всех как обособленную таксономическую группу сумчатых грибов. Японскому микологу Исао Банно в 1969 году удалось индуцировать половой цикл размножения у Rhodotorula glutinis, которая является базидиомицетом.  Современные молекулярно-биологические исследования показали, что дрожжи сформировались независимо среди аскомицетных и базидиомицетных грибов и представляют собой не единый таксон, а скорее жизненную форму.

     24 апреля 1996 года было объявлено, что Saccharomyces cerevisiae стал первым эукариотическим организмом, чей геном (12 млн. пар оснований) был полностью секвенирован. Секвенирование заняло 7 лет, и в нём принимали участие более 100 лабораторий. Следующим дрожжевым организмом и шестым эукариотом с полностью расшифрованным геномом в 2002 году стал Schizosaccharomyces pombe с 13,8 млн. пар оснований.

2.  Создание энциклопедии  « Дрожжи»

    Дрожжи биологи относят к группе одноклеточных грибов, однако устроены эти грибы несколько иначе, чем другие, так как их среда обитания и образ питания в процессе эволюции сильно изменились. Живут дрожжи в жидких или полужидких субстратах, в которых много органических веществ: например, в сахарном растворе, оставленном на несколько дней в помещении при комнатной температуре, появляется пена, а запах становится алкогольным – это дрожжи, попав из воздуха в раствор, начинают активно расти и размножаться.

О дрожжах люди знают давно: уже тысячи лет их используют в приготовлении алкоголя – от эля и сидра до спирта и виски. Раствор для получения дрожжейможно готовить любой: виноградный и яблочный, хмелевый и солодовый, пшеничный, ржаной и др.; можно также использовать картофель, патоку и другие продукты питания.

Хлеб люди тоже научились выпекать с помощью дрожжей, но обнаружить их смогли только в середине XIX века – это сделал Луи Пастер, и он же понял, что они представляют собой организмы, размножающиеся почкованием, а вещества, вызывающие брожение, вырабатываются в них в процессе их роста.

Виды дрожжей

Виды дрожжей научились распознавать уже в конце XIX – начале XX века: учёные проводили много экспериментов, и работ на эту тему было написано тоже очень много.

Среди основных видов дрожжей, используемых сегодня в разных сферах промышленности, можно назвать следующие: пекарские, прессованные, активные сухие и быстрорастворимые, пивные и винные.

Проще всего купить пекарские дрожжи – они есть в каждом продуктовом магазине, в маленьких пакетиках; хранятся они долго, и пользоваться ими тоже очень просто – приготовить тесто на пекарских дрожжах несложно даже ребёнку.

Прессованные дрожжи называют ещё кондитерскими, и хранить их намного сложнее: без холодильника они приходят в негодность за 2 недели, но при более высокой температуре окружающей среды – выше 30°C - они портятся за 3-4 дня. Лучше всего хранить их в морозильнике, но и на нижней полке холодильника они смогут сохранять свои основные свойства около 2-х месяцев. Перед использованием прессованные дрожжи следует растворять в тёплой воде.

Сухие дрожжи живут гораздо дольше, если упаковка не вскрыта: в сухом прохладном месте они могут храниться около 2-х лет. Открытые же дрожжи придётся положить в холодильник в плотно закрытой ёмкости, но и там они сохранят свои свойства не дольше 4-х месяцев.

Активные сухие дрожжи растворяют в тёплой воде – 1 часть дрожжей на 4 части воды, оставляют на 10 минут, а потом перемешивают и ждут ещё некоторое время.

Быстрорастворимые дрожжи обладают практически теми же свойствами, и используют их почти так же, но через 10 минут растворения в тёплой воде они уже готовы к употреблению, только воды надо брать больше – 5 частей на 1 часть дрожжей.

Все перечисленные виды дрожжей сохранят свою активность дольше, если подвергнуть их глубокой заморозке, однако перепады температуры для них вредны – от этого их клетки разрушаются, так что размораживать их надо постепенно, а растворять в слегка тёплой воде.

Пивные дрожжи отличаются от тех, что используются для теста, и их видов очень много, поэтому разное пиво имеет разный вкус, цвет и другие характеристики. Например, эль готовится с особыми дрожжами, которые менее чувствительны к спирту, чем другие виды. Пивные дрожжи, как правило, существуют в жидком виде, и растворять их перед использованием не требуется.

Используются дрожжи и для приготовления кваса, но в этом случае в процессе участвуют ещё и молочнокислые бактерии.

Дрожжи для приготовления шампанского и других вин ещё более приспособлены к жизни в среде с высоким содержанием спиртов и более высокой температурой – другие дрожжи в таких условиях обычно быстро погибают.

Есть и другие виды дрожжей, не используемые для выпечки – это пищевые, или диетические дрожжи: они подвергаются термообработке, и становятся неактивными, но их клетки при этом не разрушаются, а белки, витамины и другие полезные вещества «остаются в живых». В таких дрожжах много витаминов, а продаются они обычно в аптеках и отделах здорового питания – их очень любят вегетарианцы.

Есть также дрожжи кормовые, но их человеку лучше не употреблять: их выращивают специально для выкармливания животных, в том числе птицы и рыб – в такие дрожжи могут добавлять нерастительное сырьё – например, фракции нефти. Кормовые дрожжи входят в состав многих кормов и биодобавок для животных.

Применение дрожжей

Разные виды дрожжей применяются сегодня в разных сферах: в промышленности - прежде всего, в хлебопекарной; в пивоварении и квасоварении; в виноделии; в производстве некоторых молочных продуктов; в кулинарии; в медицине, как лечебное и профилактическое средство.

В дрожжах много полноценных белков и витаминов, поэтому их можно добавлять в различные блюда, и опыты в этом направлении проводились ещё в 30-е годы XX века, однако дрожжи в этом смысле «не прижились». Считается, что можно добавлять их в кислые, свежие и зелёные щи, борщи и рассольники, а также в соусы – луковый и белый. Не следует применять дрожжи сразу в первом и втором блюде – это делает блюда однообразными, и они быстро надоедают; не стоит их применять больше 2-х раз за неделю.

В первые блюда дрожжи следует класть не больше 20 г на порцию: сначала их пассеруют, потом добавляют к луку и кореньям, и пассеруют вместе ещё раз, выкладывают всё в кастрюлю с первым блюдом, и кипятят ещё 25 минут.

Дрожжевое тесто надо готовить так, как указано на упаковке с дрожжами: обычно кладут от 10 до 50 г на 1 кг муки. Если сахара, яиц и масла в тесто положено много, следует увеличивать и количество используемых дрожжей.

Долго хранившиеся дрожжи перед использованием лучше проверять: залить немного дрожжей тёплой водой (1 ст.л.), добавить 1 ч.л. сахара, и подождать 10 минут – если появятся пузырьки, дрожжи можно использовать.

Можно приготовить дрожжи из пива: смешать муку с тёплой водой (по 1 стакану), а через 5-6 часов добавить стакан пива и 1 ст.л. сахара, размешать и оставить на некоторое время в тёплом месте. Когда дрожжи подойдут, с ними замешивают тесто, как с обычными дрожжами – оно будет пышным, нежным и вкусным.

3. Проведение опытов по изучению свойств дрожжей  (в этом мне помогала 9 классница)

Опыт № 1. Определение содержания белков в дрожжах.

   Для обнаружения белков проводим биуретову реакцию. Сущность реакции заключается в том, что пептидные связи молекул белка в щелочном растворе в присутствии сульфата меди (II) образуют комплексы с атомами меди. Эти комплексы окрашены в фиолетовый цвет.

В пробирку поместили 2мл суспензии дрожжей, добавили 2 мл щелочи и по каплям  медный купорос.  После каждой капли встряхивали пробирку.

Результат: В пробирке наблюдается фиолетовое окрашивание, что доказывает присутствие белков в клетках дрожжей.

Вывод: дрожжи содержат  в составе белки как и все живые организмы.

Опыт № 2. Обнаружение денатурации  белка.

       Денатурация – это необратимый процесс разрушения структур белковых молекул. При этом первичная структура белка не изменяется.

 В пробирку поместили 2 мл суспензии дрожжей. Нагрели содержимое пробирки и довели до кипения.

Результат: наблюдали изменения: выпадение осадка, подтверждающего денатурацию белка. На стенках пробирки наблюдали капельки воды и углекислого газа.

 Вывод: белки, входящие в состав дрожжей подвергаются денатурации.

Опыт №3 Определение содержания ароматических аминокислот

Ксантопротеиновая реакция позволяет определить, есть ли в белках ароматические аминокислоты. Ароматические аминокислоты: тирозин, триптофан, фенилаланин – содержат бензольные кольца. Эти аминокислоты незаменимые и содержатся в основном в животных тканях.  Ксантопротеиновая реакция заключается в том, что под действием азотной кислоты происходит  реакция нитрования бензольного кольца с образованием окрашенного в жёлтый цвет нитросоединения.

В пробирку поместили 2 мл суспензии дрожжей. Затем прилили 1мл концентрированной азотной кислоты.

Результат: в пробирке с суспензией дрожжей наблюдали жёлтое окрашивание.

Вывод: в строении белковых молекул входят аминокислоты, содержащие ароматические соединения.

Опыт № 4. Обнаружение сложных углеродов в дрожжах.

Известно, что в растительных клетках запасается сложный углевод  крахмал, а животных – гликоген. Определим запасной углевод в грибах.

В пробирку поместили 2 мл суспензии дрожжей. Затем прилили несколько капель раствора йода.

В результате реакции с раствором йода обнаружили оранжевое окрашивание.

Вывод: дрожжи как животные клетки содержат – гликоген.  

Опыт№5. Определение строения дрожжей под электронным  микроскопом

    В пекарских дрожжах обычно присутствуют две расы: одна представлена округло- эллипсовидными клетками, другая – удлиненно – цилиндрическими.

     Для микроскопирования дрожжей наносят на чистое предметное стекло каплю исследуемой культуры и покровным стеклом размазывают каплю по поверхности предметного стекла. Затем покровное стекло опускают на смоченную поверхность предметного стекла, избытки жидкости удаляют с помощью фильтровальной бумаги.

 Поместили полученный микропрепарат на электронный микроскоп.

Результат: в своём исследовании обнаружили клетки округло – эллипсовидной расы.

Вывод: дрожжи  имеют клеточное строение

Опыт №6. Рассмотрение процесса размножения дрожжей под электронным  микроскопом

   На полученном микропрепарате дрожжей с помощью электронного микроскопа мы наблюдали процесс размножения дрожжей.

Вывод: дрожжи- живые существа, способные к разможению.

Опыт № 7 Обнаружение обмена веществ у дрожжей. 

  Дрожжи в качестве источника энергии используют энергию, выделяемую при брожении сахаристых веществ, в результате их деятельности выделяется углекислый газ.  Это процесс  протекает при температуре около 400 С.  Данная температура оптимальна  для работы ферментов.

   В приготовленной заранее колбе с дрожжами, помещёнными в сахаристую жидкость, пронаблюдаем процесс пенообразования на поверхности  раствора.  

В результате опыта наблюдали выделение углекислого газа.

Вывод: для дрожжей как живых существ свойствен обмен веществ

4. Создание Лэпбука

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 3» города Когалыма

(МАОУ «Средняя школа № 3»)

Ул. Дружбы  Народов, д.10/1,  г. Когалым, Ханты-Мансийский автономный округ–Югра (Тюменской области) 628486

факс (34667)2-06-03, тел. (34667)2-06-03, ОКПО 54104181, ОГРН 1028601443188, ИНН/КПП 8608040587/860801001

р/с 40701810100003000007 в РКЦ Сургута г. Сургут

Отчёт о проведении в МАОУ «Средняя школа №3»

мероприятий экологической направленности

за1 полугодие 2016-2017 учебного года

Участие учеников, воспитанников и педагогов в экологических мероприятиях  и их достижения

              1. Внутришкольные мероприятия

              2. Внешкольные мероприятия

    Результаты  участия обучающихся, воспитанников и педагогов, в экологических интеллектуальных состязаниях, конкурсах, акциях и др. мероприятиях городского, окружного, российского, международного уровня.

Директор МБОУ «Средняя школа №3»                                                                           В.М. Маренюк

Пучкова И.А.