Laboratorio 6: Fermentación con levadura

UNIVERSIDAD LATINA DE PANAMÁ

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD

LIC. EN FARMACIA

BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR-FAR 76

LA FERMENTACIÓN CON LEVADURA

II CUATRIMESTRE

PROFESOR:

RICARDO VIZUETE

INTEGRANTES:

v  LIZBETH BUCKRIDGE

v  LUIS CABALLERO

v  JAIR DE FRÍAS

v  JACQUELINE GAN

v  JOICELINE JUSTAVINO

v  JULISSA LIU

v  MELANY SÁNCHEZ

v  YOLENIS PALMA

v  BEATRIZ VILLAREAL

12 DE DICIEMBRE DE 2019

INTRODUCCIÓN

La fermentación es la transformación de algunas sustancias orgánicas por microorganismos llamados fermentos, cada tipo de fermento actúa sobre una sustancia determinada y produce una fermentación propia. Los microorganismos que producen en las fermentaciones son algunos tipos de bacterias y de levaduras.

Louis Pasteur

Descubrió la vacuna contra la rabia en 1885 y demostró la existencia de las bacterias en 1861. Sanó a un tal Joseph Meister de nueve años de edad. Al hacerlo, puso fin a la teoría de la generación espontánea. También descubrió la fermentación en 1861.

En 1863, inventó un procedimiento para conservar los alimentos por calentamiento en una autoclave. Este proceso lleva su nombre: la pasteurización.

La levadura utiliza azúcares que se encuentran en la harina y los descompone en alcohol y dióxido de carbono gaseoso. Las burbujas de gas que se forman quedan atrapadas en la masa y cuando se hornean llenan celdas de aire en la masa con gas lo cual aumenta el volumen del pan y la da una textura única.

Objetivos

Ø  Revisaremos el efecto de las diferentes variables sobre la velocidad de la fermentación de la levadura: temperatura, concentración de azúcar y etanol.

Ø  Investigaremos el rendimiento del proceso de la fermentación observando la cantidad de dióxido de carbono producido. 

MATERIALES

Ø  2 vasos térmicos

Ø  1 termómetro

Ø  2 jeringas con tapa

Ø  Recipientes cónicos

Ø  Vaselina

Ø  Revolvedores

Ø  Recipiente con azúcar

Ø  Recipiente con alcohol (etanol)

Ø  Recipiente con levadura seca 

PROCEDIMIENTO

Preparación de la jeringa  

§  Untamos vaselina en el anillo de hule exterior del émbolo, para que regrese el émbolo a la jeringa y que se mueva hacia adentro y afuera hasta que se deslice libremente.

§  Revisamos si la jeringa se encuentra bien sellada, colocamos la tapa en la punta cuando el émbolo está dentro de la jeringa por completo con esto trataremos de jalar el émbolo. El émbolo debe regresar al fondo de la jeringa como un resorte.

Preparación de la levadura

§  Presionamos  el émbolo de la jeringa y vaciamos el agua en el segundo vaso. De la misma manera, pasamos otros 10 ml de agua. Revisamos que el nivel de agua en el vaso sea de 20 ml.

§  Vertimos en un recipiente cónico pequeño lleno de azúcar en el vaso y revolvemos para que se disuelva el azúcar. Aseguramos que toda la azúcar se disuelva.

§  Agregamos un recipiente cónico pequeño de levadura al vaso y revolvemos bien hasta que la solución quede homogénea (sin grumos visibles).

Efecto de la concentración de azúcar

1.      Agregamos agua caliente al vaso térmico y con un termómetro medimos la temperatura requerida. Para ajustar la temperatura añadimos agua fría o caliente.

2.      Llenamos las 2 jeringas con 8 ml de azúcar y 12 ml de agua.

3.      Colocamos las tapas en la punta de la jeringas para introducirlas en el vaso térmico con agua, asegurándonos que la punta esté dirigida al fondo del vaso.

4.      Revisamos la temperatura del agua en el vaso térmico (la incubadora) cada varios minutos con un termómetro. Para mantener la temperatura de la incubadora constante, revisamos a ver si es necesario agregar pequeñas cantidades de agua.

5.      Durante 30 minutos, a intervalos de 5 minutos, observamos el volumen de la jeringa y registramos las observaciones.

Efecto de la concentración de etanol

      1.   Agregamos agua caliente al vaso térmico y con un termómetro medimos la temperatura requerida. Para ajustar la temperatura añadimos agua fría o caliente.

      2. Llenamos las 2 jeringas con 1 ml de etanol y 19 ml de azúcar.

3. Colocamos las tapas en la punta de la jeringas para introducirlas en el vaso térmico con agua, asegurándonos que la punta esté dirigida al fondo del vaso.

4. Revisamos la temperatura del agua en el vaso térmico (la incubadora) cada varios minutos con un termómetro. Para mantener la temperatura de la incubadora constante, revisamos a ver si es necesario agregar pequeñas cantidades de agua.

5. Durante 30 minutos, a intervalos de 5 minutos, observamos el volumen de la jeringa y registramos las observaciones.

RESULTADOS

8 ml de azúcar (0.1%)  - 12 ml de agua

Tiempo	Jeringa 1	Jeringa 2	Volumen de CO2
0 minutos	4 ml	4 ml	0 ml
5 minutos	4 ml	4 ml	0 ml
10 minutos	4 ml	4 ml	0 ml
15 minutos	4 ml	4 ml	0 ml
20 minutos	4.1 ml	4 ml	0.1 ml
25 minutos	4.2 ml	4 ml	0.2 ml
30 minutos	4.3 ml	1 ml	3.3 ml

10 ml de azúcar (0.2%)  - 10 ml de agua

Tiempo	Jeringa 1	Jeringa 2	Volumen de CO2
0 minutos	4 ml	4 ml	0 ml
5 minutos	4.5 ml	4 ml	0.5 ml
10 minutos	5 ml	4 ml	1 ml
15 minutos	5 ml	4.5 ml	0.5 ml
20 minutos	5.1 ml	4.5 ml	0.6 ml
25 minutos	5.1 ml	5 ml	0.1 ml
30 minutos	5.1 ml	5 ml	0.1 ml

20 ml de azúcar (0.4%) - 0 ml de agua

Tiempo	Jeringa 1	Jeringa 2	Volumen de CO2
0 minutos	4 ml	4 ml	0 ml
5 minutos	4.5 ml	4.2 ml	0.3 ml
10 minutos	5.1 ml	5 ml	0.1 ml
15 minutos	6 ml	5.1 ml	0.9 ml
20 minutos	7 ml	5.5 ml	1.5 ml
25 minutos	7.1 ml	6 ml	1.1 ml
30 minutos	7.5 ml	6.5 ml	1 ml

1ml de etanol – 19 ml de azúcar

Tiempo	Jeringa 1	Jeringa 2	Volumen de CO2
0 minutos	4 ml	4 ml	0 ml
5 minutos	4 ml	4 ml	0 ml
10 minutos	4.1 ml	4.5 ml	- 0.4 ml
15 minutos	4.1 ml	4.8 ml	- 0.7 ml
20 minutos	4.1 ml	4.8 ml	- 0.7 ml
25 minutos	4.1 ml	4.8 ml	- 0.7 ml
30 minutos	4.1 ml	4.8 ml	- 0.7 ml

 Jeringas con las soluciones solicitadas 

Proceso de fermentación

DISCUSIÓN Y ANÁLISIS

Volumen de la jeringa en función del tiempo a 40°C

1.      ¿Qué provee alimento para la levadura que pones en la jeringa?

R. El azúcar

2.      ¿Qué se forma como resultado del metabolismo de la levadura?

R. Alcohol como el etanol, dióxido de carbono gaseoso y un calor propio.

3.  ¿Cómo se llama el proceso descrito en la pregunta B, anaeróbico o aeróbico?

R. Anaeróbico, ya que es un proceso que se realiza en ausencia de oxígeno.

Efecto de la temperatura en volumen del dióxido de carbono gaseoso

4.  Describe cómo el volumen del gas recolectado cambia en función de la temperatura.

R. Cuando la temperatura se encuentra estable en el rango de 30°C, aumenta el volumen de la jeringa.

5. ¿Qué podemos aprender sobre el volumen de CO₂ que se recolecta después de 30 min y la velocidad de la reacción de la fermentación?

R. A mayor velocidad de la fermentación se produce más dióxido de carbono.

6. ¿Qué le sucedió a la velocidad de la reacción cuando se cambió la temperatura?

R. Se detuvo el proceso de fermentación, en el cual no producía dióxido de carbono.

7. Basándote en tu información, ¿Cuál es la temperatura óptima para llevar a cabo la fermentación con levadura?

R. Para fermentar la masa de pan se considera ideal entre el rango de 32-35º.

8. Los cambios en la temperatura influencian la actividad de las enzimas responsables de mejorar el proceso de la fermentación

Trata de hacer una hipótesis sobre por qué el proceso de la fermentación se hace más lento:

Ø  Temperaturas más bajas de la óptima

Ø  Temperaturas más altas de la óptima

      R. Por debajo de los 26º no actúan (o con dificultad) y por encima de los 35º se debilitan demasiado. A 60º mueren.

Efecto de la concentración de azúcar en el volumen de dióxido de carbono gaseoso

9. Describe tus observaciones, ¿Cómo cambia el volumen del gas recolectado en función de la concentración de azúcar?

R. A mayor concentración de azúcar, la velocidad de la fermentación es menor.

10. ¿Cómo cambia la velocidad de la fermentación con levadura cuando cambia la concentración de azúcar?

R. La concentración excesiva azúcar puede frenar la actividad bacteriana y se da un descenso en la velocidad de la fermentación. De la misma forma la baja concentración puede frenar el proceso y se requiere mayor volumen para la fermentación. Las concentraciones límite dependen del tipo de azúcar así como de la levadura responsable de la fermentación. Las concentraciones de azúcares afectan a los procesos de ósmosis dentro de la membrana celular.

11. Trata de hacer una hipótesis de por qué el proceso se hace más lento con concentraciones más altas de azúcar.

R. El tiempo de fermentación es mayor con las concentraciones altas de azúcar.

12. Basándote en tus observaciones, ¿cuál es la concentración de azúcar óptima para la fermentación con levadura?

R. La concentración de azúcar óptima para la fermentación con levadura es de 0.1 g/ml.

Efecto de la concentración de etanol en el volumen de dióxido de carbono gaseoso

     13. ¿Es el etanol parte del proceso de fermentación?

 R. Sí, ya que el etanol es el producto final de la fermentación alcohólica en el cual se utiliza en la elaboración de algunas bebidas alcohólicas, tales como el vino, la cerveza, la sidra, el cava, etc.

     14. ¿Cómo cambia la velocidad de la fermentación en diferentes concentraciones de etanol?

       R. La fermentación es afectada en alto grado por la concentración de alcohol, una concentración de 2.5 % influye sobre el crecimiento; una concentración de 5% influye tanto en el crecimiento como en la fermentación.

15. ¿A cuál concentración de etanol prácticamente se detiene el proceso de fermentación?

R. Más del 10% de etanol que son niveles tan altos de alcohol como para limitar el crecimiento.

16. ¿Cuál es la concentración de alcohol en vino y cerveza?

R. A cada unidad de porcentaje de alcohol en el volumen total le corresponde un grado de graduación alcohólica, generalmente 11%.

Los grados de alcohol en el vino se puede agrupar en:

- Muy baja (menos de 12,5%)

- Moderadamente baja (12,5 a 13,5%)

- Alta (13,5 a 14,5%)

- Muy alto (más del 14,5%)

El contenido de alcohol de la cerveza generalmente se indica con porcentaje de alcohol por volumen o ABV%. El contenido de alcohol de la cerveza varía entre 3% ABV a 12 ABV% aproximadamente (3.5%).

17. Trata de hacer una hipótesis de cómo afectaría el etanol la velocidad de la fermentación.

R. El etanol inhibe la asimilación de aminoácidos y da como resultado la interrupción del crecimiento por la incapacidad de obtener suficiente nitrógeno del ambiente. También afecta a las estructuras celulares al sustituir el agua de hidratación. Por ello la velocidad de la fermentación aumenta cuando la concentración de etanol es mayor.

18. Trata de hacer una hipótesis de por qué no consideramos el dióxido de carbono que pueda afectar la velocidad de la fermentación.

R. El dióxido de carbono es un subproducto de la fermentación que se encuentra en estado gaseoso.

CONCLUSIÓN

Ø  La fermentación es un medio que los organismos vivos tienen para producir energía para vivir, incluso cuando hay poco o ningún oxígeno.

Ø  Las levaduras son las responsables de varias fermentaciones que el hombre disfruta, como para hacer que la masa del pan se hinche y lo hace más ligero.

Ø  La fermentación alcohólica es un proceso que genera etanol, desprende CO₂ y energía para el metabolismo de bacterias y levaduras. Es utilizada desde la antigüedad para realizar productos como la cerveza o el vino y actualmente se utiliza en la industria como biocombustible.

Ø  La fermentación es mayor a altas concentraciones de azúcar.

Ø  La concentración de etanol es mayor cuando la velocidad aumenta.

Ø  En general, el producto de la fermentación es más fácil de digerir, se conserva durante más tiempo o produce una molécula deseable.