الكيمياء

نشاط عملي يوّضح آلية حدوث عملية التخمير وطريقتها في تفكيك السكريات داخل المواد

2011 الكيمياء في حياتنا اليومية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عملية التخمير آلية حدوث عملية التخمير السكريات الكيمياء

الأهداف: 

1- اختبار الطريقة التي تقوم فيها الخميرة بتفكيك السكريات.

2- مراقبة عملية التخمير أثناء حدوثها.

3- التحكم بسرعة التخمير.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– خمسة أكياس محكمة الإغلاق (مزدة بسحّاب)

– قلم حبر للتحديد (لا يمكن مسحه)

– ملعقة طعام كبيرة

– كوب قياس (عدد 2)

– ربع كوب من السكر

– ربع كوب من الطحين

– ربع كوب من الرز

– ثلاث قطع من الكعك المحلى (بسكويت)

– ربع كوب من العصير

– مرقاق عجين

– ماء ساخن

– خميرة (وهي متوافرة في أي متجر)

 

خطوات العمل:

1- ضع علامة من 1 إلى 5 على خمسة أكياس محكمة الإغلاق.

2- فتت قطع الكعك المحلى إلى أن يصبح لديك مقدار ربع كوب. ضع تلك القطع في الكيس رقم 1، ثم ضع الأرز في الكيس رقم 2 واطحنه بواسطة مرقاق العجين.

3- أضف المواد التالية إلى  الأكياس المحددة بالأرقام:

كيس رقم 3: ربع كوب من السكر

كيس رقم 4: ربع كوب من الطحين

كيس رقم 5: ربع كوب من العصير

4- أضف مقدار ملعقة طعام واحدة من الخميرة الى كل كيس.

5- أضف ربع كوب من الماء الدافئ إلى كل كيس. أفرغ كل الهواء الموجود في الأكياس ثم حرك المحتويات بشكل دائري حتى تمتزج جيداً.

6- أحكم إغلاق كل الأكياس وضعها في مكان دافئ.

7– بعد 20 دقيقة يجب أن تكون الأكياس قد انتفخت تماماً. يمكنك قياس حجم كل كيس عند الضغط عليه برفق وتفريغه في كوب القياس وملئه بأكبر قدر ممكن من محتوياته.

ما الكمية التي يملؤها كل كيس في كوب القياس؟ الكيس الذي يحتوي على أكبر نسبة من السكر هو الذي يحتل الحجم الأكبر.

 

ما العمل إذا انتفخت كل الأكياس بشكل متساو؟

هذا يعني وجود الكثير من سكر الطعام في الأكياس. تنتج الخميرة كمية كافية من ثاني أكسيد الكربون لملء الكيس حتى وإن كان الطعام يحتوي على أقل نسبة سكر.

إذا حدث هذا حاول إعادة التجربة مستخدماً هذه المرة كمية أقل – ربما ملعقة صغيرة واحدة من كل مادة (وكمية بسيطة من الكعك المحلى).

 

تحليل النشاط:

لابدّ أنك لاحظت في تجربتك الأساسية أن الأكياس كلها قد انتفخت بسبب وجود السكر في كل المواد، فقد امتصت الخميرة السكر وفككته خلال عملية التخمير، ثم أطلقت غاز ثاني أكسيد الكربون مسببة بذلك انتفاخ الأكياس.

قد لا يكون طعم الطحين والرز حلواً مثل السكر أو الكعك المحلى، إلا أنهما يحتويان على سكر طبيعي تستطيع الخميرة استخدامه في عملية التخمير.

وبصورة عامة، كلما كانت كمية السكر أكبر في الكيس ازداد انتفاخه أكثر فأكثر، كما حررت الخميرة أيضا سائل الأيثانول خلال عملية التخمير، لكنك لا تستطيع رؤية الإيثانول في الأكياس لأنه موجود بكميات قليلة ولا يتفكك مثل الغاز.                      

 

وبإمكانك أن تلاحظ أيضاً أن الخميرة تعمل بشكل أفضل عند استخدامها مع السكر البسيط الذي يتفكك بسهولة، فالسكر الموجود في الطحين والأرز والكعك المحلى.

على سبيل المثال، يكون ممزوجاً مع أنواع عديدة أخرى من الجزيئات، لذلك من المرجح أن تعمل الخميرة بشكل أسرع في كيس السكر البسيط بدلاً من هذه الخلائط.

 

وقد أضفنا الماء إلى المواد الموجودة في الأكياس لأن الخميرة تعمل بشكل أفضل إذا كانت دافئة ورطبة.

ولو انتظرت فترة أطول، فستقوم الخميرة في نهاية الأمر باستهلاك كل السكر الموجود في المادة، وبالتالي لن تنتفخ الأكياس أكثر من ذلك. ولو أضفت المزيد من السكر، فإن الخميرة تعود لتقوم بعملها من جديد.

 

الجبن العفِن

يصنع الجبن المليء بالثقوب“ أو العروق“ الزرقاء عن طريق حقنه بالعفَن بعد مرحلة التخمير الأولى.

كما يرجع لون الجبن الأزرق ونكهته إلى نوع من أنواع البنسلين العفِن، يوضع الجبن في أقبية خاصة بحفظ الطعام، وتفتح مع مرور الوقت الثقوب في الجبن من أجل دخول الأكسجين من خلالها كي يتنفس العفن.