효모 발효

중학교생물화학양론에 따라 에탄올과 이산화탄소를 생성하는 기질 제한 가상 발효

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이 실험 소개

가상 발효 용기와 가스 수집기를 사용해 당, 효모량, 온도가 생성물에 미치는 영향을 살펴보세요. 이미 수집된 양을 지우지 않고 새 가스의 흐름을 전환할 수 있습니다.

학습 목표

  • 당 소비량을 에탄올 및 이산화탄소의 질량과 연관 짓습니다.
  • 생성된 기체와 회수된 기체 및 배출된 기체를 구분합니다.
  • 속도에 미치는 영향을 당 공급량으로부터 가능한 총량과 비교합니다.

사용 방법

  1. 1당 농도 80 g/L로 8시간 시험을 진행하고 생성물을 기록합니다.
  2. 2새로 발생하는 기체를 지금 우회시키고, 운전을 계속한 뒤 회수된 이산화탄소와 배출된 이산화탄소를 비교합니다.
  3. 3효모 농도를 높이고 동일한 시간 동안 진행한 시험을 비교합니다.
  4. 4당 농도를 바꾸고 남은 기질과 알코올 비율을 비교합니다.

모델

생성물은 균형이 맞춰진 발효 반응에 따라 생성됩니다.
기질이 고갈될수록 소비 속도는 감소합니다.

가정

  • 용기는 혐기성 조건이며 잘 혼합되고 액체 부피는 일정하며 활성 효모 바이오매스는 고정되어 있습니다. 생장, 호흡, 사멸 및 저해는 고려하지 않습니다.
  • 기질 소비는 반포화 농도 5 g/L인 예시적 포화 속도와 30 °C를 중심으로 하는 가우스형 온도 반응을 따릅니다.
  • 포도당 1몰이 소비될 때마다 에탄올 2몰과 이산화탄소 2몰이 생성됩니다. 질량 수지 계산에는 합계가 정확히 일치하는 몰 질량을 사용합니다.
  • 포집된 이산화탄소는 모두 298.15 K, 1 bar의 건조 이상 기체로 취급합니다. 용해와 기체 공간의 지연은 고려하지 않습니다.
  • 표시되는 풍선 반지름은 기체 부피를 로그 스케일로 나타냅니다. 예정된 수집 종료 시점의 변경 사항을 적용하면 수집 이력이 다시 계산되지만, 즉시 가스를 우회시키는 동작은 이미 수집된 생성물을 유지합니다.

수업에서 해 보기

  1. Q1가스를 우회시킨 뒤에도 에탄올이 계속 증가하는 이유는 무엇인가요?
  2. Q2효모 농도를 높이는 것과 설탕을 더 넣는 것은 어떻게 다른가요?

자주 묻는 질문

풍선은 용기 내부의 실제 압력을 나타내나요?

아니요. 가스는 고정된 기준 온도와 압력에서 보고되며, 풍선은 부피를 나타내는 기호로 시각적 크기는 축소된 스케일로 표시됩니다.

온도가 높을수록 항상 더 빨라지나요?

아니요. 이 설명용 반응 속도는 30 °C에서 정점에 도달하며, 이 모델은 모든 효모 균주를 나타내거나 실제 발효를 예측하지 않습니다.