Fermentazione alcolica dei lieviti

La fermentazione è un processo metabolico che avviene in assenza di ossigeno. Nel corso delle reazioni, il glucosio viene trasformato in altri composti organici, producendo energia.

I lieviti sono organismi eterotrofi anaerobi facoltativi: in assenza di ossigeno, ottengono energia per la loro sopravvivenza dalla fermentazione dello zucchero glucosio che viene trasformato in alcol etilico e diossido di carbonio.

Durata: 1 ora

Scopo:

Dimostrare che durante la fermentazione del lievito di birra vengono prodotti anidride carbonica ed etanolo (alcol etilico). 

Teoria:

Gli acini di uva, a osservarli bene, sono ricoperti spesso da una patina biancastra. Essa contiene una certa quantità di lieviti, appartenenti alla divisione Ascomycota.

Come detto, i lieviti sono in grado di attuare sia un metabolismo aerobico che anaerobico: per tale motivo vengono anche definiti anaerobi facoltativi.

Tutti i lieviti, in presenza di ossigeno, iniziano velocemente a moltiplicarsi, producendo anidride carbonica come sottoprodotto. Quando l’ossigeno incomincia a scarseggiare, inizia la respirazione anaerobica, in cui scindono gli zuccheri semplici producendo anidride carbonica e alcool etilico.

In assenza di ossigeno, quindi, i lieviti sono in grado di trasformare il piruvato in etanolo secondo due reazioni consecutive: la prima consiste nella decarbossilazione del piruvato mentre la seconda tappa è la riduzione dell’acetaldeide in etanolo.

La reazione che siamo abituati a vedere è la seguente :

C6H12O6 ⇒ 2 CH3CH2OH + 2 CO2

glucosio ⇒ etanolo + anidride carbonica

Materiale:

• soluzione di acqua e zucchero con lievito
• blu di bromotimolo
• soluzione NaOH 10%
• reattivo di Lugol

Strumenti:

• aste di sostegno con pinza
• provette
• pipette
• tappo di gomma forato
• tubo di gomma

Procedimento:

Produzione di anidride carbonica da fermentazione:

1. Fissare in posizione verticale sulle aste di sostegno due provette mediante le pinze metalliche
2. In una provetta mettere la soluzione di acqua e zucchero con lievito 
3. Nell’altra provetta mettere la soluzione di blu di bromotimolo
4. Mettere il tappo di gomma a chiudere la provetta contenente la soluzione con il lievito
5. Collegare il tubo al tappo di gomma e immergere l’altra estremità nella soluzione di blu di bromotimolo (per velocizzare la fermentazione mettere la provetta in bagno termostato a 40-50°C
6. Eseguire lo stesso procedimento con una soluzione di acqua e lievito senza zucchero per verificare l'esperienza

Produzione di etanolo da fermentazione:

1. Con una pipetta trasferire circa 5 mL di soluzione contenente il lievito in una provetta
2. Aggiungere 2 mL di NaOH al 10% e mescolare delicatamente
3. Aggiungere circa 3 mL goccia a goccia di reattivo di Lugol e mescolare

Risultato:

Dopo qualche minuto dalla provetta contenente il lievito si vedranno salire alcune bollicine di gas che, passando attraverso il tubo di sviluppo, raggiungeranno la soluzione di blu di bromotimolo.

Dopo circa 5 minuti, sul fondo della provetta si forma un precipitato giallo,  lo iodoformio, un composto prodotto dalla reazione fra l’alcol etilico e lo iodio del reattivo di Lugol.

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Bibliografia:

Husak_prima_Quaderno di laboratorio.pdf

https://lezioniignoranti.altervista.org/fermentazione-alcolica-esperimento/