APPROFONDIMENTO 7
In laboratorio: fermentazione alcolica, lattica e lievitazione
Fermentazione alcolica
I microrganismi si accrescono utilizzando i substrati disponibili e li trasformano producendo alcol, gas, acidi. Si vuole verificare la formazione di alcuni prodotti.
Occorrente: lievito di birra fresco, terreno di coltura A (sciogliere in 1 litro d’acqua 20 g di zucchero, 10 g di peptone, 3 g di KH2PO4, 3 g di MgSO4), terreno di coltura B (acqua e zucchero, NH4H2PO4, K2SO4) provettone, tubicino da saggio, matraccio da 1 l, beuta, capsula di porcellana, apparecchio di distillazione, acqua di barite, beuta chiusa con tappo forato, manometro ad acqua costituito da un tubo capillare a U, thermos, blu di bromotimolo.
Preparazione dei terreni di coltura
Terreno A: 1) preparare il terreno di coltura e fare sciogliere il lievito scaldando a bassa temperatura; 2) versare in un provettone; 3) sterilizzare; 4) passare alla fiamma un tubicino da saggio; 5) lasciarlo raffreddare e disperdere con un’ansa il lievito attorno alle pareti; 6) porre il tubicino capovolto nel provettone contenente il terreno e agitare in modo che non rimanga aria al suo interno; 7) mantenere al caldo (25-30 °C) per alcuni giorni; 8) quando lo zucchero fermenta, lo sviluppo di CO2 farà innalzare il tubicino o formerà bollicine di gas al suo interno.
Terreno B: 1) mettere in un matraccio (da 1 litro) 500 ml di acqua, 70 g di zucchero, 15 g di lievito di birra fresco già sciolto in poca acqua, 2 g di fosfato di ammonio e 1 g di solfato di potassio; 2) mantenere al caldo (25-30 °C) per alcuni giorni.
Verifica che durante la fermentazione si produce calore:
a) Inserire terreno di coltura e lievito di birra in un termos chiuso con un tappo di gomma forato in modo da poter contenere un termometro; b) verificare ad intervalli di tempo regolari il progressivo aumento della temperatura.
Verifica che durante la fermentazione si forma anidride carbonica: a) in un matraccio mettere un quarto di bustina di lievito di birra liofilizzato (circa 2 g) e aggiungere circa 100 ml di acqua tiepida e lo zucchero; b) chiudere il matraccio con un tappo di gomma forato in cui sia inserito un tubicino a U. Metodo I: a) immergere l’altra estremità del tubicino in un becher in cui sia contenuta acqua di barite; b) osservare l’intorbidimento dovuto alla reazione della CO2 con Ba(OH)2. Metodo II: a) far pescare l’estremità del tubicino nell’acqua contenente blu di bromotimolo e quindi di colore blu; b) osservare il viraggio da blu a giallo causato dall’acidificazione dell’acqua dovuta all’anidride carbonica.
Verifica che durante la fermentazione si formi alcol: a) mettere nel matraccio in cui si è verificata la presenza di CO2 qualche pezzetto di pietra pomice per regolarizzare l’ebollizione; b) collegarlo al refrigerante di un apparecchio di distillazione; c) accendere la fonte di riscaldamento sotto l’apparecchio di distillazione; d) attendere che si formi all’altro capo del refrigerante il distillato che verrà raccolto in una beuta; e) prelevare i primi 10 ml di distillato e metterli in una capsula di porcellana; f) accendere con un fiammifero. Il distillato brucerà facilmente con fiamma bluastra.
Verifica che solo gli organismi vivi compiono la fermentazione: a) portare ad ebollizione per 10 minuti 20 g di lievito di birra in un litro di acqua in modo da uccidere i microrganismi; b) inserire il liquido in uno dei due terreni di coltura; c) ripetere i passaggi precedenti (prove 1, 2, 3) per le verifiche di controllo.
Fermentazione lattica
La fermentazione lattica avviene ad opera di due batteri: Lactobacillus casei e Streptococcus thermophilus: il primo fermenta lo zucchero del latte con produzione di acido lattico, il secondo altera le proteine del latte formando il caglio [ 45 ].
Occorrente: una busta di latte un vasetto di yogurt o fermenti lattici, un fornello, un recipiente in pyrex, cristal violetto, occorrente per microscopia e microscopio
Procedimento: 1) portare ad ebollizione il litro di latte in un recipiente di pyrex; 2) lasciarlo raffreddare, tenendolo coperto, fino alla temperatura di 37/40 °C. 3) aggiungere 2 o 3 cucchiai di yogurt o dei fermenti lattici e mescolare; 4) ricoprire il recipiente, avvolgendolo con un panno per evitare che si raffreddi troppo in fretta; 5) il giorno dopo osservare il composto cremoso formatosi; 6) prelevarne una goccia e stemperarla su un vetrino portaoggetti; 7) riscaldarla fino a che il vetrino non è completamente essiccato; 8) aggiungere alcune gocce di “cristal violetto” per evidenziare i batteri; 9) lasciare agire per alcuni secondi; 10) lavare e mettere qualche goccia di glicerina; 11) coprire col coprioggetti e osservare al microscopio. I lattobacilli appaiono come lunghi bastoncini, gli Streptococchi come file di piccole sfere concatenate.
Lievitazione
Occorrente: lievito di birra, farina, becher o altro recipiente graduato.
Procedimento: 1) sciogliere una piccola quantità di lievito di birra in acqua calda e fare un impasto con la farina in modo da formare un cubetto di 1 cm di lato; 2) fare un impasto delle stesse dimensioni, ma solo con acqua e farina; 3) porre i due cubetti nel recipiente graduato in luogo caldo; 4) osservare le modificazioni delle masse col passare del tempo.