השפעת סוכר ומלח על עבודת חקר- שמרים

מגישות: ניצן אדלר ונויה כהן וואנו.

מבוא:

מה הקשר בין הוספת סוכר או הוספת מלח בישול לבצק לבין תפיחת שאלת החקר: •

השמרים?

בחרנו בנושא זה מכיוון שאנחנו אוהבות לאפות ועלתה בנו השאלה- האם הוספת סוכר או •

מלח תגרום לשינוי קצב התפחת בצק השמרים?

בצק הוא עיסה של קמח ונוזל. בבצק הבסיסי הנוזל הוא מים אבל בבצקים אחרים בצק:•

יש שימוש גם בחלב ביצים ועוד. בסוגי בצקים שונים מוסיפים גם סוכר מרים מלח או אבקת

אפייה.

משמש להכנת מאפים רבים כגון לחמים פיצה ועוד. בצק שמרים: •

מוצרים אלו דורשים התפחה.

שמרים:•

שמרים הם פטריות חד- תאיות שיכולות לבצע נשימה גם בנוכחות חמצן וגם ללא

נוכחות חמצן.

השמרים משמשים את האדם בעיקר באפייה ובייצור משקאות חריפים )כגון, בירה(.

סוגי שמרים ובתוכם מאות מינים שונים. תאי השמרים יכולים 39מוכרים לנו כיום

להיות במצב רדום לאורך תקופה ארוכה וכאשר הם נחשפים לתנאים הנוחים

להתרבות )קרקע של מזון מתאים, טמפרטורה וכדומה( הם מתרבים בקצב מהיר.

בתמונה: )שמר (תא

השמרים מפיקים את האנרגיה מסוכר המצוי בסביבתם על ידי פירוקו במספר שלבים. השמרים •

יכולים לפרק את הסוכר בשתי דרכים שונות:

♥ תמיסה כוהלית- התמיסה הכוהלית היא תהליך של פירוק של מולקולות גלוקוז )סוכר( ללא

נוכחות חמצן. בתהליך עצמו מולקולת הגלוקוז )סוכר( מפורקת לשתי מולקולות: פירובט

)גליקוליזה( שמפורקות אחר כך למולקולות אתנול.

♥ נשימה אווירנית- הנשימה האווירנית יעילה בהרבה מהתמיסה הכוהלית בהפקת אנרגיה

ממולקולות הגלוקוז )סוכר( אך צריכה חמצן.

זני שמרים מסוימים ובפרט שמרי האפייה נמצאים בשימוש כמתפיחי בצק. השמרים גורמים

לבצק לתפוח בכך שבמהלך תהליכי יצור האנרגיה שלהם הם פולטים פחמן דו- חמצני. הפחמן

הדו- חמצני מנסה להיפלט לאוויר ויוצר בועות בבצק וכך השמרים גורמים לתפיחת הבצק.

קמח:

קמח הוא רבקה הנוצרת מטחינת דגנים או צמחים עתרי עמילן אחרים. הקמח הנפוץ ביותר

הוא "קמח לבן" שמיוצר מחיטה, אך גם תירס אורז ותפוחי אדמה הם מקורות נפוצים להכנת

קמח. הקמח שכיח בהרבה מאכלים ובאפייה הוא המרכיב העיקרי של סוגי בצק רבים כגון

מהקמח והחלבון שרובו 80%עוגות ולחמים. המרכיב העיקרי בקמח הינו עמילן המהווה

גלוטן. לעמילן ולגלוטן יש תפקיד מכריע בתהליך האפייה. העמילן סופח כמויות גדולות של

מים וגרגיריו תופחים

באפייה וממלאים את נפח המאפה, והגלוטן מתפתח במגע עם מים לרשת יציבה וגמישה.

סוכר:

הפחמימות מתחלקות לשלושה סוגים:

♥ חד- סוכרים

♥ דו- סוכרים

♥ רב- סוכרים

כאשר שתי מולקולות של חד- סוכר מתקשרות נוצרת מולקולת דו- סוכר וכאשר

מתחברות מולקולות רבות של חד- סוכר נוצרת מולקולה אחת של רב- סוכר.

הגלוקוז הוא הנפוץ ביותר מבין חדי הסוכרים. הוא מהווה מקור עיקרי לאספקת אנרגיה

זמינה )אין צורך לפרק אותו כמו לדוגמה, דו- סוכרים או חד- סוכרים( לצמחים ולמרבית

בעלי- החיים.

עמילן, גליקולן ותאית הם רבי- סוכר הבנויים מיחידות רבות של חד סוכר- גלוקוז.•

♥ עמילן: רב- סוכר המשמש מאגר של גלוקוז בתאי הצמחים.

♥ גליקולן: רב-סוכר המשמש מאגר של גלוקוז בכבד ובשרירים של בעלי החיים ובני

האדם.

♥תאית: משמשת לבניית דופן תא הצמח. התאית מקנה לדפנות הצמח גמישות

אבל גם חוזק ועמידות. בעלי החיים ובני האדם אינם מסוגלים לפרק את התאית.

מלח בישול: •

מלח הבישול הוא מוצק גבישי המורכב מאניונים )אטומים בעלי מטען חשמלי

שלילי( של כלור וקטניונים )אטומים בעלי מטען חיובי( של נתרן.

המלח משמש לתיבול המזון בתהליכי ההכנה והשימור שלו. הוא משמש לשימור

בשר לאורך זמן, לכבישת ירקות ופירות ולחביצת גבינות.

מגע ישיר בין שמרים למלח הורס את השמרים מכיוון שהמלח סופח לחות מתאי

השמרים ומייבש אותם.

מאמר מדעי-שימושי על שמרים וביסולפיט בתעשיית היין

"תשעים אחוזים מעשיית היין איננה בידי היינן כלל ועיקר. כל שהוא עושה הוא מניעת קלקול היין, •

הענקת אופי ליין ובקבוקו" - פרופ´ בולטון.

התנהגות שמרים •

במהלך פעילות השמרים הופך הסוכר לכוהל בהמצאות חמצן ובהעדרו המוחלט. יעילות הפיכת

הסוכר לכוהל פוחתת ככל שזמינות החמצן לשמר הפעיל עולה. שמרים אחרים הפועלים באותה

צורה יעילותם בתהליך נמוכה יותר והם נוטים לייצר כמוצרי ביניים או מוצרים סופיים חומרים נוספים

כמו חומצת חלב, חומצה סוקצינית, אלדהידים ועוד. פעילות השמרים תלויה ביותר גם בהמצאות

חומרי הזנה כמו ויטמינים ותרכובות חנקן זמינות החיוניים לבנית האוכלוסיה ושימור יכולות פעילותה.

בתנאי חומציות גבוהה בתירוש, מופרעת פעילות חיידקים הנמצאים בתירוש וכך עשויים •השמרים לפעול באין מפריע. הדבר דומה לפעילות חיידקי חלב בחלב. בעת תסיסת סוכר

החלב לחומצת חלב גדלה חומציות החלב ופעילות חיידקים אחרים מעוכבת או אף נמנעת. בתירוש, באם החומציות נמוכה, עשויים חיידקים לפעול במקביל לשמרים, לפגוע בשמרים

או בתוצרי הביניים ולפגום בתסיסה וביין הנוצר. לכן לחומציות גבוהה משקל רב בבקרת התסיסה, ושוב יש לנהוג במידה ובשיקול דעת. אין להעלות את החומציות לרמה גבוהה כיון

שהשמרים אכן ימשיכו לפעול, אך איכות היין העתידי תיפגם ."

) נלקח מאתר "פורום שונרא", מאמר מדעי שימושי על שמרים בתעשיית היין, •מאת פרופסור בולטון(

שאלת החקר: מה הקשר בין הוספת סוכר או הוספת מלח בישול לבצק לבין •תפיחת השמרים?

השערה: לדעתנו, הבצק עם הסוכר יתפח ואילו הבצק עם המלח לא יתפח. •אנו משערות כך מפני שקראנו טקסט מאת מילכה גרש שחקרה את נושא בצק

השמרים ולקחה את המידע מאתר "ויקיפדיה". לבצק גורמת להאצת סוכרבטקסט היה כתוב: "הוספת ביצים, תפוחי אדמה או

גדילת השמרים. או שומנים כגון חמאה מאטים את גדילתם." מלחבעוד הוספת

בנוסף, "מגע ישיר בין שמרים למלח הורס את השמרים" ולכן השמרים לא יצליחו להתפיח את הבצק ולעבור את תהליך ההתפחה.

תהליך החקר הוא ניסוי

תהליך החקר שלנו הוא ניסוי ולא תצפית.•

הסבר: בניסוי יש התערבות של האדם ובתצפית לא מתערבים אלא רק צופים •בתוצאות ומסיקים מסקנות. מכיוון שאנחנו הכנו את הבצק, הגענו לתוצאות, שלטנו

במשתנים הקבועים ובמשתנה המשפיע התהליך הינו ניסוי ואינו תצפית.

חומרים וכלים:

כלים:•

קערות )קערה לכל בצק(3•

מיקסר •

כפות )כף לכל בצק(3•

כוסות מדידה )כוס לכל בצק(3•

סרגל )למדידת גודלי כדורי הבצק(•

חומרים:

: 1לבצק • כוס קמח 1

כוס מים 0.5כף שמרים

:2לבצק • כוס קמח 1

כוס מים 0.5כף שמרים

כפיות סוכר3

3לבצק : כוס קמח 1

כוס מים 0.5כף שמרים

כפיות מלח 3

משתנים קבועים ומשתנה משפיע

משפיע:•

המלח והסוכר בבצק.•

בידוד משתנים: •

כל הכפות הן אותן כפות, הקערות •זהות לגמרי )גודל, צבע...(, הנייר

שעטף כל קערה זהה בגודלו, הזמן שניתן לכל בצק לתפוח זהה, מועדי

צילום הבצקים וקביעת התוצאות זהים, הסרגל שאיתו מדדנו את נפחי

הבצק זהה.

קבועים:•

כמות הקמח, כמות המים, כמות •השמרים בבצק.

כמות המשתנה המשפיע )מלח, •סוכר(.

מהלך הניסוי: )ניסוי מבוקר(

על מנת לבדוק את השערת החקר תכננו ניסוי שבו בדקנו את השפעת הסוכר והמלח על בצק שמרים.•

♥ בקערת מיקסר מערבבים עם כף את השמרים ואת הקמח.•

♥ מוסיפים את הסוכר והמים לקמח ולשמרים ומערבבים עם וו הלישה של המיקסר במהירות בינונית- •נמוכה למשך שתי דקות.

♥ יוצרים כדור אחד מהבצק.•

- בלי מלח ובלי סוכר(. 2- עם מלח ו1 כדורים נוספים של בצק) 2♥מכינים •

♥ מכניסים כל כדור בצק לקערה משלו ומכסים בעזרת נייר את הקערות. •

♥ על כל קערה כותבים בלורד האם כדור הבצק שבתוכה הוא ללא סוכר ומלח, עם סוכר או עם מלח.•

דקות בודקים איך תהליך התפיחה מתקדם ומודדים בעזרת הסרגל. רושמים תוצאות.15♥ אחרי כל •

תוצאות הבצק עם הסוכר:

ס"מ.7 ס"מ ובקוטר 4הבצק התחיל לפני תהליך הההתפחה בגובה •

ס"מ10 ס"מ ועלה לקוטר 4 דקות נשאר בגובה 15לאחר •

ס"מ.11 ס"מ ועלה לקוטר 4.5 דקות גדל לגובה 30לאחר

ס"מ.13 ס"מ ועלה לקוטר 5 דקות גדל לגובה 45 לאחר

ס"מ.14 ס"מ ועלה לקוטר 6 דקות גדל לגובה 60 לאחר

הדקות.60הבצק עם הסוכר הכפיל את קוטרו וכמעט הכפיל את גובהו בסופן של •

תוצאות הבצק עם המלח:

ס"מ.7 ס"מ ובקוטר 4הבצק התחיל לפני תהליך הההתפחה בגובה •

ס"מ7 ס"מ ונשאר בקוטר 4 דקות נשאר בגובה 15לאחר •

ס"מ.7.5 ס"מ ועלה לקוטר 4 דקות נשאר בגובה 30לאחר

ס"מ.8 ס"מ ועלה לקוטר 4 דקות נשאר בגובה 45 לאחר

ס"מ.8 ס"מ ועלה לקוטר 4 דקות נשאר בגובה 60 לאחר

הבצק עם המלח לא גדל בגובה וגדל בסנטימטר אחד בלבד בקוטרו בסיום • הדקות.60

תוצאות הבצק – בקרה )ללא הסוכר והמלח(:

ס"מ.7 ס"מ ובקוטר 4הבצק התחיל לפני תהליך הההתפחה בגובה •

ס"מ8.5 ס"מ ונשאר בקוטר 4 דקות נשאר בגובה 15לאחר •

ס"מ.9 ס"מ ועלה לקוטר 4.5 דקות עלה לגובה 30לאחר

ס"מ.11 ס"מ ועלה לקוטר 5 דקות עלה לגובה 45 לאחר

ס"מ.12.5 ס"מ ועלה לקוטר 5.5 דקות עלה לגובה 60 לאחר

סנטימטרים בקוטר 5.5 סנטימטרים בגובה וב- 1.5בצק הבקרה גדל ב- • הדקות.60לאחר

תוצאות- טבלה:

 

הבצקים

כפיות 3בצק עם סוכר

כפיות 3בצק עם מלח

בצק ללא סוכר ומלח )בקרת

הניסוי(

הזמנים

גובה כדור הבצק

קוטר כדור הבצק

גובה כדור הבצק

קוטר כדור הבצק

גובה כדור הבצק

קוטר כדור הבצק

לפני תהליך ההתפחה

ס"מ7 ס"מ4 ס"מ7 ס"מ4 ס"מ7 ס"מ4

ס"מ8.5 ס"מ4 ס"מ7 ס"מ4 ס"מ10 ס"מ4 דקות15אחרי

4.5 דקות30אחרי ס"מ

ס"מ9 ס"מ4.5 ס"מ7.5 ס"מ4 ס"מ11

ס"מ4 ס"מ13 ס"מ5 דקות45אחרי  

ס"מ11 ס"מ 5 ס"מ8

ס"מ4 ס"מ14 ס"מ6 דקות60אחרי  

12.5 ס"מ5.5 ס"מ8ס"מ

תוצאות- גרף:

הוד

מע

1

םע

קצב

3

וכ

סתפיו

כ...

םע

קצב

3

כר

סותפיו

כ...

םע

קצב

3

ח

מלתפיו

כ...

םע

קצב

3

ח

מלתפיו

כ...

ח

מלרו

וכס

אלל

קצב

...

ח

מלרו

וכס

אלל

קצב

...- 0

2

4

6

8

10

12

14

16

מוצגים בס"מהנתונים

כוס קמח 1• כוס מים 0.5

כף שמרים כפיות סוכר3

סוכר

כוס קמח 1• כוס מים 0.5

כף שמרים

בקרה

כוס קמח 1 כוס מים 0.5

כף שמריםכפיות מלח 3

מלח

מסקנות:

סוכר עוזר לשמרים לתפוח )הסוכר הוא מזונם של השמרים(.•

מלח "הורג" את השמרים ומפריע להם לגדול.•

כשאין סוכר ומלח בבצק, הבצק יכול לתפוח מעט. מזון השמרים בבצק כזה הוא •סוכר שנמצא בקמח. תהליך פירוק סוכר הקמח איטי יותר וחלש יותר ולכן הבצק

תופח מעט.

תהליך התפיחה של הבצק עם הסוכר היה המהיר והמשמעותי ביותר, לאחריו בצק •הבקרה ולבסוף הבצק עם המלח.

)השערתנו ההתחלתית הייתה נכונה(•

מקורות מידע:

♥ אתר "מטח",

♥ מצגת מאת מילכה גרש בנושא שמרים שנקראת "על שמרים",

”: -שמרים",ynet♥ אנציקלופדית

♥ ויקיפדיה,

♥ אתר "וואלה אוכל" בכתבה "מאמן המטבח: טראומת השמרים".

♥ אתר "פורום שונרא", מאמר מדעי שימושי על שמרים בתעשיית היין, מאת פרופסור בולטון

ריפלקציה:

שתינו ערכנו את הניסוי, בדקנו תוצאות, ניסחנו את תהליך הניסוי וכתבנו את •המבוא.

ניצן הייתה אחראית על התמונות, על עיצוב המצגת, על המאמר והציטוטים ועל •חלק מהקלדת החומר והפוסטר.

נויה הכינה את הטבלה והגרף, כתבה את המסקנות, התוצאות והייתה אחראית על •חלק מהקלדת החומר.

למדנו הרבה מתהליך עבודת החקר ונהנינו משיתוף הפעולה שהיה בינינו. •