Cơ sở khoa học của lên men etylic

Xem toàn bộ tài liệu Lớp 10: tại đây

  • Giải Sinh Học Lớp 10
  • Giải Sinh Học Lớp 10 (Ngắn Gọn)
  • Sách Giáo Viên Sinh Học Lớp 10
  • Sách Giáo Viên Sinh Học Lớp 10 Nâng Cao
  • Sách Bài Tập Sinh Học Lớp 10

Giải Bài Tập Sinh Học 10 – Bài 36: Thực hành : Lên men êtilic (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, cung cấp cho học sinh những hiểu biết khoa học về đặc điểm cấu tạo, mọi hoạt động sống của con người và các loại sinh vật trong tự nhiên:

Trả lời câu hỏi Sinh 10 nâng cao Bài 36 trang 124 : Từ các hiện tượng kể trên hãy rút ra kết luận và viết phương trình phản ứng .

Lời giải:

Trả lời câu hỏi Sinh 10 nâng cao Bài 36 trang 124 : Học sinh hoàn thành bảng và trả lời các câu hỏi sau:

Bảng 36. Thí nghiệm lên men êtilic.

Tên các bước Nội dung các bước
Cách tiến hành
Quan sát hiện tượng
Giải thích hiện tượng
Kết luận

Lời giải:

Bảng 36. Thí nghiệm lên men êtilic.

Tên các bước Nội dung các bước
Cách tiến hành

– Dùng 3 bình thủy tinh hình trụ 2000ml:

+ Bình 1: 1500ml dung dịch nước đường 10%.

+ Bình 2: 1500ml dung dịch nước đường 10% và 20 ml dung dụch bột bánh men có thêm nước cam.

+ Bình 3: 1500ml dung dịch nước đường 10% và 20 ml dung dụch bột bánh men từ bình tam giác (đã chuẩn bị trước 48 h).

Quan sát hiện tượng

– Dung dịch trong bình bị xáo trộn như bị khuấy liên tục.

– Bọt khí sủi lên liên tục.

– Dung dịch đục nhất ở bình 3 rồi đến bình 1.

– Trên mặt dung dịch có một lớp váng dày.

– Đáy có một lớp cặn mỏng.

– Mở hé bình thấy có mùi rượu.

– Vị ngọt của dịch lên men giảm dần, có vị rượu và chua của giấm tăng lên.

– Ỏ bình 2 lít sờ tay vào thành bình thấy ấm lên so với môi trường (rõ nhất ở bình 3).

Giải thích hiện tượng

– Sự chuyển động của dịch lên men là do nấm men phân giải đường thành rượu, giải phóng ra CO2, CO2 thoát ra làm xáo trộn dung dịch trong bình.

– Chứng tỏ phản ứng lên men rượu đã xãy ra, rượu và CO2 đã được hình thành trong quá trình lên men êtilic làm giảm hàm lượng đường, tăng hàm lượng rượu.

– Lớp váng trên mặt dung dịch là xác nấm men và các chất xơ trong quả.

– Lớp cặn đáy bình là xác nấm men. Đây là phản ứng sinh nhiệt nên làm ấm bình.

Kết luận

– Biến đường saccarôzơ thành rượu êtilic và CO2:

(C6H10O5)n → C6H12O6

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + Q

Trả lời câu hỏi Sinh 10 nâng cao Bài 36 trang 124 : Vang là một đồ uống quý và bổ dưỡng có đúng không? Vì sao?

Lời giải:

Vang là đồ uống quý vì nó là rượu nhẹ có tác dụng kích thích tiêu hoá (nếu không uống nhiều quá) đồng thời cung cấp nhiều loại vitamin có sẵn trong dịch quả và được nấm men hình thành trong quá trình lên men.

Trả lời câu hỏi Sinh 10 nâng cao Bài 36 trang 124 : Tại sao người ta nói vang hoặc rượu sâmpanh đã mở phải uống hết?

Lời giải:

Vang hoặc sâm-panh đã mở thì phải uống hết để hôm sau dễ bị chua, rượu nhạt đi do bị lên men axêtic.

Trả lời câu hỏi Sinh 10 nâng cao Bài 36 trang 124 : Rượu nhẹ (hoặc bia) để lâu có váng trắng và vị chua gắt, để lâu nữa thì có mùi thối ủng. Hãy giải thích hiện tượng trên.

Lời giải:

Rượu nhẹ (hoặc bia) để lâu bị lên men axêtic tạo thành dấm nên có vị chua để lâu nữa axit axêtic bị ôxi hoá tạo thành CO2 và nước làm cho dấm bị nhạt đi.

Trả lời câu hỏi Sinh 10 nâng cao Bài 36 trang 124 : Nếu sirô quả (nước quả đậm đặc đường) trong bình nhựa kín thì sau một thời gian bình sẽ căng phồng. Vì sao?

Lời giải:

Bình nhựa đựng sirô quả sau một thời gian bình có thể phồng lên vì vi sinh vật có trên bề mặt vỏ quả đã tiến hành lên men giải phóng một lượng khí (CO2) làm căng phồng bình dù hàm lượng đường rất cao.

Lên men là gì? Nó có nguồn gốc từ khi nào? Người ta thường lên men bằng những phương pháp nào? Quá trình này đem lại những lợi ích gì?

Chắc hẳn trong các bữa cơm gia đình ở Việt Nam đều không thể thiếu được các món dưa muối, cà pháo, củ kiệu,… nhất là trong các dịp Tết cổ truyền. Các món ăn dân dã đó được chế biến dưới bà tay của bà, của mẹ rất gần gũi với đời sống mỗi người. Nhưng ít ai có thể biết được rằng các món ăn đó được làm ra từ phương pháp lên men. Lên men là một quá trình có rất nhiều vai trò quan trọng trong ngành chế biến thực phẩm cũng như trong ngành thí nghiệm. Nhưng để hiểu rõ thế nào là lên men? Ngoài việc được sử dụng trong chế biến các loại dưa món, nó còn giúp tạo ra những sản phẩm nào khác? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu các cụ thể ở bài viết dưới đây.

LÊN MEN LÀ GÌ?

Cơ sở khoa học của lên men etylic
LÊN MEN LÀ GÌ?

Lên men là gì?

Lên men là quá trình nuôi cấy vi sinh vật để tạo ra sinh khối hoặc thúc đẩy vi sinh vật tạo ra sản phẩm trao đổi chất, như chuyển đổi đường thành sản phẩm như: axit, khí hoặc rượu…của nấm men hoặc vi khuẩn, hoặc trong trường hợp lên men axit lactic trong tế bào cơ ở điều kiện thiếu khí oxy. 

Lên men cũng được sử dụng rộng rãi hơn trong sự tăng sinh khối của vi sinh vật trên môi trường sinh trưởng, sự tích lũy các sản phẩm trao đổi chất hữu ích cho con người trong quá trình nuôi cấy vi sinh vật.  Khoa học của sự lên men được biết như “zymology”.

Các ví dụ về các sản phẩm hình thành bằng quá trình lên men

Hầu hết mọi người đều biết thức ăn và đồ uống là sản phẩm lên men, nhưng có thể không nhận ra nhiều sản phẩm công nghiệp quan trọng là từ quá trình lên men.

    • Bia
    • Rượu nho
    • Sữa chua
    • Phô mai
    • Một số loại thực phẩm chua có chứa axit lactic, như kimchi
    • Xử lý nước thải
    • Một số sản phẩm cồn công nghiệp, như nhiên liệu sinh học
    • Khí hydro

Có thể bạn quan tâm: Kẽm Oxit Là Gì? Ứng Dụng Và Cảnh Báo Về Tính Độc Hại

NGUỒN GỐC CỦA LÊN MEN

Cơ sở khoa học của lên men etylic
LÊN MEN LÀ GÌ?

Thuật ngữ lên men trong các ngôn ngữ châu Âu có gốc từ tiếng La Tinh “fervere”, có nghĩa là “làm chín”, dùng để diễn tả hoạt động của nấm men trong dịch chiết trái cây hay dịch đường hóa ngũ cốc. 

Trong những năm 1850 và thập niên 1860, nhà sinh vật học người Pháp Louis Pasteur- được ghi nhớ như là người hiểu rõ sự lên men và nguyên nhân vi sinh vật của nó, đã gọi sự lên men là “sự sống thiếu không khí” (“kị khí”, “thiếu ôxi”). Tuy nhiên, thuật ngữ lên men đến nay được hiểu là tất cả các quá trình biến đổi do vi sinh vật thực hiện trong điều kiện yếm khí (thiếu oxi) hay hiếu khí.

Louis Pasteur đã trở thành người đầu tiên khám phá và  nghiên cứu quá trình lên men khi ông đã chứng minh quá trình lên men được gây ra bởi các tế bào sống. Tuy nhiên, Pasteur đã không thành công trong nỗ lực của ông để trích xuất các enzyme chịu trách nhiệm lên men từ các tế bào nấm men.

Vào năm 1897, nhà hóa học người Đức Eduard Buechner đã chiết xuất chất lỏng từ chúng, và thấy chất lỏng có thể lên men dung dịch đường. Thí nghiệm của Buechner được coi là khởi đầu của khoa học sinh hóa, thu được giải Nobel năm 1907 về hóa học.

Quá trình lên men là một quá trình kỵ khí, nghĩa là nó không cần oxy để xảy ra. Tuy nhiên, ngay cả khi lượng oxy phong phú, các tế bào nấm men thích lên men hô hấp hiếu khí, nếu cung cấp đủ lượng đường.

Quá trình lên men diễn ra trong hệ thống tiêu hóa của người và các động vật khác.

CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN PHỔ BIẾN

Cơ sở khoa học của lên men etylic
CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN PHỔ BIẾN

Dựa vào cách thức và mục đích sử dụng khác nhau nên quá trình này chủ yếu có ba phương pháp như sau:

Lên men lactic

Các phân tử pyruvate từ chuyển hóa glucose (glycolysis) có thể được lên men thành acid lactic. Đây là quá trình chuyển hóa kị khí đường dưới tác động của vi khuẩn lactic và tạo thành axit lactic (axit sữa). Lên men lactic được sử dụng nhiều trong quy trình sản xuất các loại yaourt, sữa chua, phô mai, bơ,… 

Nó cũng xuất hiện trong cơ động vật khi mô đòi hỏi năng lượng với tốc độ nhanh hơn so với oxy có thể được cung cấp. Phương trình tiếp theo cho sản xuất axit lactic từ glucose là: 

    • C6H12O6 (glucose) → 2 CH3CHOHCOOH (lactic acid)

Việc sản xuất axit lactic từ lactose và nước có thể được tóm tắt như sau:

    • C12H22O11 (lactose) + H2O (water) → 4 CH3CHOHCOOH (lactic acid)

Lên men propionic

Là phản ứng hóa học mà trong đó axit lactic và muối lactate được chuyển hóa thành axit propionic do tác dụng của men vi sinh vật. Axit propionic được biết đến là một dạng chất lỏng, không màu, mùi hăng, có tác dụng bảo quản thực phẩm khỏi nấm mốc. Trong chế biến thực phẩm, axit propionic chủ yếu được dùng để làm ra bánh mì.

Lên men ethanol

Cơ sở khoa học của lên men etylic

Quá trình lên men etanol đã sử dụng sản xuất các đồ uống có cồn như: bia, rượu và sản xuất bánh mì. Cần lưu ý rằng quá trình này khi có hàm lượng pectin cao sẽ tạo ra một lượng nhỏ methanol độc hại khi tiêu thụ.

Ví dụ phổ biến nhất là lên men rượu vang được chế biến bằng cách lên men nước ép nho với nồng độ ethanol (độ cồn) dao động trong khoảng từ 8 đến 13%. Sau khi ủ, nước ép nho thường sẽ được lên men trong khoảng 3 – 5 ngày ở 20 – 28 độ C và tạo thành những ly rượu vang hảo hạng mà chúng ta thường thấy.

ỨNG DỤNG CỦA LÊN MEN

Lên men là một phương pháp được sử dụng rất phổ biến trong đời sống hiện nay, từ phòng thí nghiệm đến sản xuất công nghiệp. Quá trình lên men đem lại rất nhiều lợi ích thiết thực phục vụ cho sản xuất và đời sống:

Sản xuất và chế biến thực phẩm: 

Lên men là một phương pháp bảo quản và chế biến thực phẩm được áp dụng rất phổ biến ở Việt Nam. Đây có thể coi là ứng dụng rất gần gũi và phổ biến với mỗi người. Một số thực phẩm lên men nổi tiếng nhưng lại rất dân dã như dưa món, cà pháo, nem chua, chao, các loại mắm, mẻ hay rượu nếp cái…

Cơ sở khoa học của lên men etylic

Quá trình lên men có vai trò quan trọng trong việc chế biến ra các loại thực phẩm bổ dưỡng, có màu sắc đẹp mắt, có lợi cho sức khỏe như trong thực phẩm này chứa không nhỏ hàm lượng chất probiotics giúp tiêu diệt vi khuẩn có hại tại dạ dày và đại tràng và giúp tăng cường hệ miễn dịch,… Tuy nhiên quá trình lên men cũng chứa đựng một số tác hại như: dễ gây hư hỏng thức ăn, chứa đựng một số vi khuẩn có hại cho sức khỏe nếu thực phẩm không được chế biến cẩn thận.

Ở quy mô phòng thí nghiệm

Lên men là quá trình nhằm mục đích khảo sát chất lượng vi sinh vật thực hiện quá trình lên men. Bao gồm các công đoạn: Nuôi cấy chủng vi sinh vật -> Tạo môi trường dinh dưỡng  -> Thanh trùng  -> Lên men -> Thu sản phẩm

Sản phẩm thu được bao gồm:

– Đối với lên men lấy sản phẩm: thu sản phẩm là các dịch tiết trao đổi chất của vi sinh vật, hoặc chính sinh khối của vi sinh vật đó

– Đối với lên men khử phế phẩm: không có sản phẩm lên men. Quá trình lên men nhằm mục đích loại bỏ phế phẩm, ví dụ như lên men Penicillium pinophilum để loại bỏ thành phần lignin trong rác thải thành phần gỗ.

Trong bảo vệ môi trường

 Có vai trò trong quá trình xử lí nước thải.

Tham khảo thêm bài viết khác của Trung Sơn: Kali cacbonat là gì? Các tính chất & ứng dụng, nơi mua K2CO3 uy tín

LỢI HẠI CỦA NHỮNG THỰC PHẨM LÊN MEN

Các men vi sinh vật được sử dụng cũng như sinh ra trong quá trình lên men đều là lợi khuẩn, do đó sử dụng các thực phẩm lên men một cách hợp lý, đúng liều lượng được xem là tốt cho sức khỏe. Những loại thực phẩm rất dễ làm và giá thành cực “hạt dẻ” như bắp cải muối, kim chi hay sữa chua rất tốt cho hệ tiêu hóa, hỗ trợ giảm cân, giảm lượng cholesterol xấu và tốt cho tim mạch. Các thực phẩm như nước mắm, nước tương, phô mai là nguồn thực phẩm lên men giàu đạm, có khả năng cung cấp axit amin cho cơ thể giúp bổ sung dinh dưỡng và tăng sức đề kháng. Bên cạnh đó, uống một chút rượu vang hay bia mỗi tuần với liều lượng vừa phải cũng rất có lợi cho da và sức khỏe của cơ thể người dùng.

Mặc dù có những lợi ích tốt cho cơ thể, cải thiện hương vị món ăn và kích thích vị giác hơn, tuy nhiên thực phẩm lên men cũng tiềm ẩn những mối lo đáng ngại đối với người sử dụng. Đầu tiên, thực phẩm muối như dưa, cà muối hay nước mắm thường có hàm lượng muối cao, vị mặn, không tốt cho người cao huyết áp hay mắc các chứng bệnh về tim mạch. Thứ hai, nếu các thực phẩm như rau, củ trong quá trình chăm bón bị nhiễm nhiều chất hóa học và quá trình lên men chưa tới, chưa đủ độ chua sẽ sinh ra nitrosamin – một chất có khả năng gây ung thư cho người ăn. Ngoài ra, việc để thực phẩm quá chua, xuất hiện dấu hiệu bị mốc, nhầy nhớt có thể gây ngộ độc thực phẩm hoặc lên men không đúng cách sẽ sinh ra các hại khuẩn, không tốt cho sức khỏe người tiêu dùng.

Chúng tôi hy vọng bài viết trên đây có thể giúp bạn đọc hiểu rõ hơn thế nào là lên men, các phương pháp lên men cũng như những ứng dụng vô cùng có lợi của quá trình này. Nếu có bất kì thắc mắc nào, hãy để lại lời nhắn phía dưới để được chúng tôi giải đáp một cách cụ thể nhất. 

Trung Sơn tự hào là nơi cung cấp hóa chất, thiết bị phòng thí nghiệm chất lượng và uy tín hàng đầu. Khách hàng đến với Trung Sơn sẽ không phải lo lắng bất cứ điều gì về giá cả, xuất xứ của hàng hóa. Tìm đến Trung Sơn bằng cách liên hệ trực tiếp qua Website hoặc các hotline của các nhân viên để được tư vấn nhiệt tình.