Forsøk og praktisk arbeid

Passer for

  • barnetrinn 5-7
  • ungdomstrinn 8-10
  • vg1

Gjær i flaske

Dette forsøket er veldig enkelt og billig å gjennomføre, samtidig som det på en god måte viser hvordan mikroorganismer reagerer på ulike forhold. Dette kan videre brukes til å forklare de to «motsatte» tilfellene: Hvorfor er oppskrifter på gjærdeig slik de er? Hva skal til for å konservere mat?

Vi har mikroorganismer rundt oss over alt; i luften, på kroppen, på gjenstander vi håndterer og ofte har vi dem også i maten. Noen ganger ønsker vi å ha dem i maten, slik som i yoghurt, ost og gjærbakst. Da må vi få dem til å spille på lag med oss, og vi må legge til rette slik at de trives. Andre ganger ønsker vi dem ikke velkommen, slik som når vi lager syltetøy og hermetikk. Sistnevnte er omtalt i artikkelen «Å tolke en gammel oppskrift på hermetikk».

Dette forsøket er et enkelt, men åpent sammenligningsforsøk som kan brukes til å undersøke hvilke forhold mikroorganismene trives eller mistrives under. Forsøket tar relativt lang tid, og er av typen der vi setter i gang en prosess og deretter følger utviklingen over tid. Forsøket er godt egnet til å kombineres med bruk av digitale medier, ved at elevene tar bilder med gitte mellomrom. Eksempelvis kan elevene bruke kameraer med timelapse funksjon eller programvare som styrer et enkelt webkamera. Bildene og videoen her er laget med et billig webkamera og programvaren Stop MotionMaker.

Dersom gjæren trives og formerer seg, vil den produsere karbondioksidgass (CO2 (g)) og ballongen blåser seg opp. Dersom den ikke trives i det hele tatt, eller dør, vil ballongen ikke røre seg. Vi kan til og med oppleve at ballongen suges delvis inn i flaska dersom innholdet i flaska har høy temperatur til å begynne med og gjæren dør eller er helt inaktiv. Noen betingelser vil gjøre at gjæren arbeider langsomt, og ballongen vil blåse seg opp mindre eller bruke lengre tid på å blåses opp. Eksempler finnes i de ulike variantene beskrevet nedenfor.

Variant 1: standardforsøket med ei flaske

Brusflaska fylles opp med 3–4 dl lunkent vann (omkring 40 °C) og 1 ss sukker. Rør eller rist til alt sukkeret er oppløst. Smuldre i ¼ terning gjær i flaska, rist godt til alt er blandet (det blir en uklar blanding) og tre ballongen over åpningen på flaska. Sørg for at ballongen sitter godt fast. Vent. Dere kan forvente at ting vil begynne å skje etter 1 til 1 ½ time.

Kommentar til variant 1

Dette forsøket er standardforsøket som dere sammenligner alle andre varianter med. Her forsøker vi å legge til rette for at gjæren skal trives best mulig, slik som for gjærbakst. Vi spiller på lag med gjæren.

Variant 2: temperaturvariasjoner ved oppstart og/eller underveis. Sammenligningsforsøk

Følg fremgangsmåten til standardforsøket, men lag minst to flasker og velg ulike starttemperaturer på vannet på hver av flaskene (for eksempel tre paralleller: varmt/kokende – lunken - iskald). Sett i gang parallellene samtidig og følg utviklingen. Merk at brusflasker vil smelte dersom vannet er for varmt, og dere kan da bruke glassflasker i stedet.

Temperaturen vil jevne seg ut etter hvert, og alle vil ende opp ved romtemperatur. Alternativt kan dere forsøke å oppbevare flaskene ved ulike temperaturer, men det krever mer tilrettelegging (la ei flaske ligge i isvann, ha ei stående i kjøleskap).

Kommentar til variant 2

Dette forsøket vil kunne illustrere hvorfor vi varmebehandler mat så kraftig når vi lager hermetikk, sylter (kokt syltetøy) eller safter (kokt saft), eller hvorfor vi ikke må bruke for varmt vann i brøddeigen. Dersom vi har en parallell med kaldt vann vil dette illustrere hvorfor vi bør oppbevare mat i kjøleskap og/eller fryser, og ikke la den ligge lenge i romtemperatur.

Variant 3: variasjoner i tilsetninger. Sammenligningsforsøk

Følg fremgangsmåten til standardforsøket, men lag minst to flasker og velg ulike ingredienser eller tilsetninger. Eksempelvis kan dere forsøke

  • med ulike mengder sukker (1 ss, mettet løsning, ikke noe sukker)
  • å tilsette salt (1 ss sukker pluss 1 ss salt, 1 ss sukker pluss mettet saltløsning)
  • erstatte 1 ss sukker med tilsvarende mengde kunstig søtstoff eller andre ingredienser
  • dere kan også forsøke å droppe vann i sin helhet, bare tilsette gjær eller gjær pluss sukker i flaska

Sett i gang parallellene samtidig og følg utviklingen.

Kommentar til variant 3

Store mengder sukker og salt vil ha tilsvarende effekt som å kutte ut vannet. Som andre biologiske organismer trenger gjæren vann for å fungere og for å formere seg. Dersom den ikke får vann vil den ikke trives (jf. tørking av mat).

Variant 4-n: andre muligheter

Dette forsøket åpner for et utall variasjoner, og resultatet er lett å lese av. Blåser ballongen seg opp? Hvor mye blåser den seg opp? Hvor raskt blåser den seg opp? Det ligger også godt til rette for å sette opp hypoteser, både i forkant (hva tror vi vil skje?) og i etterkant (hvorfor skjedde dette?). Det er også mulig å koble dette opp mot (celle)biologi; mangfold i naturen.

På NDLA finnes to alternative utgaver som er satt inn i kontekst av Restaurant- og matfag yrkesfag vg1:

Faglig forklaring

Viktige elementer for at mikroorganismer generelt, og gjær spesielt, skal trives er:

  1. Rett temperaturområde. Gjær trives best, og formerer seg i området 30-400C. Ved lavere temperaturer (oppbevaring i kjøleskap eller fryser) formerer de seg og arbeider langsomt, mens ved høye temperaturer (hermetisering, koking, pasteurisering), vil de dø.
     
  2. De trenger vann for å overleve. Dersom vi ønsker å hindre mikroorganismer, kan vi altså fjerne vann fra matvaren. Fravær av vann kan oppnås både ved fysisk å tørke ut matvaren, eller det kan oppnås kjemisk/biologisk gjennom osmose. Høy konsentrasjon av salt eller andre stoffer vil på grunn av osmose gjennom cellemembranen føre til at vann beveger seg ut av gjærcellene slik at den tørker ut (jf. salting av kjøtt og fisk). Store mengder sukker vil ha samme effekt, men ikke i like stor grad som salt. Mye sukker vil i hovedsak forsinke prosessen.
    Nobelprisen i kjemi for 2003 gikk bl.a. til oppdagelser omkring slik vanntransport.
  3. De trenger mat. Dersom mikroorganismene ikke får næring, vil de ikke formere seg effektivt, og gjæren har heller ikke noe den kan omdanne til CO2. Det er derfor vi i standardforsøket tilsetter 1 ss sukker.

 

Kommentarer/praktiske tips

Hva kan dette forsøket illustrere?

Generelt

Forsøket illustrerer under hvilke omstendigheter mikroorganismer trives. Forsøket er ikke et veldig presist forsøk, fordi ulike mikroorganismer vil selvsagt trives under noe ulike betingelser, men brødgjær er likevel et godt eksempel og dekker en god del av de mikroorganismene vi omgir oss med.

Baking

Vi ønsker her at gjæren skal trives slik at vi får et luftig og godt hevet bakverk. Forsøket kan hjelpe oss å forstå spørsmål som: Hvorfor må væsken vi bruker til baking ikke være for varm? Hvorfor må brøddeigen heves på en lun plass? Hvorfor kan det hjelpe på hevingen dersom vi tilsetter litt sukker eller sukkerholdige ingredienser (honning, maltekstrakt), men at det samtidig kan være vanskeligere å få en deig som inneholder veldig mye sukker til å heve seg godt?

Konservering av mat (sylting, safting, hermetisering, tørking/speking, salting)

Dette er den motsatte situasjonen av brødbaking: Vi ønsker ikke at mikroorganismene skal trives i og utenpå maten, det være seg bakterier eller gjær- og muggsopp. Spørsmål som forsøket kan illustrere er derfor: Hvorfor kan saltet kjøtt eller fisk holde seg lenge i romtemperatur, mens ferskt kjøtt/fisk raskt blir bedervet? Hvorfor holder tørket mat seg lenge? Hvorfor holder hermetiserte produkter seg lengre? Hvorfor bør mat oppbevares i kjøleskap og/eller fryser?

Aktuelle kompetansemål i læreplanen

Læreplan i naturfag

  • Etter 7. årstrinn
    • Forskerspiren
      • formulere naturfaglige spørsmål om noe eleven lurer på, foreslå mulige forklaringer, lage en plan og gjennomføre undersøkelser
      • samtale om hvorfor det i naturvitenskapen er viktig å lage og teste hypoteser ved systematiske observasjoner og forsøk, og hvorfor det er viktig å sammenligne resultater
      • bruke digitale hjelpemidler til å registrere, bearbeide og publisere data fra eksperimentelt arbeid og feltarbeid
  • Etter 10. årstrinn
    • Forskerspiren
      • formulere testbare hypoteser, planlegge og gjennomføre undersøkelser av dem og diskutere observasjoner og resultater i en rapport
    • Mangfold i naturen
      • beskrive oppbygningen av dyre- og planteceller og forklare hovedtrekkene i fotosyntese og celleånding
  • Etter Vg1 - studieforberedende utdanningsprogram
    • Forskerspiren
      • planlegge og gjennomføre ulike typer undersøkelser med identifisering av variabler, innhente og bearbeide data og skrive rapport med diskusjon av måleusikkerhet og vurdering av mulige feilkilder
  • Etter Vg1 - yrkesfaglige utdanningsprogram
    • Forskerspiren
      • planlegge og gjennomføre ulike typer undersøkelser med identifisering av variabler, innhente og bearbeide data og skrive rapport med diskusjon av måleusikkerhet og vurdering av mulige feilkilder

Materialer og utstyr

  • 1/2 l brusflasker: antall etter hvor mange ulike betingelser dere ønsker å undersøke
  • En ballong per flaske pluss noen i reserve, skal passe over tuten på flaska
  • Termometer som måler relativt nøyaktig temperatur, for eksempel digitalt steiketermometer
  • Fersk bakegjær, ¼ terning per forsøk
  • Sukker
  • Andre ingredienser, alt etter hva dere vil undersøke (for eksempel salt)