Glucose & Sucrose Fermentation: Carbon Dioxide Production Lab Answers

Introduction

Die verschiedenen Zuckerarten, die bei der Gärung verwendet wurden, hatten einen erheblichen Einfluss auf die Menge des produzierten Kohlendioxids. Glukose produzierte mit einer Gasblase von 132 mm am meisten, während Saccharose 102 mm Kohlendioxid lieferte.

Methode

Das Gasnebenprodukt in Fruktose maß nur 56 mm. Die Kontrolle ohne Zucker ergab 0 mm Kohlendioxid und war die unproduktivste der Röhren. Die Steigung der Anpassungsgeraden wurde analysiert, um die durchschnittliche Kohlendioxidproduktionsrate über einen Zeitraum von 20 Minuten zu bestimmen.

Glukose war am effizientesten und produzierte 12,64 mm Kohlendioxid pro Minute. Saccharose lieferte während der Fermentation 9,27 mm Kohlendioxid pro Minute, während Fructose mit einer Rate von 3,99 mm Kohlendioxid pro Minute arbeitete. Die Kontrolle, die keinen Zucker enthielt, hatte keine Kohlendioxidproduktionsrate.

Die Kohlendioxidproduktionsrate von Glucose und Saccharose blieb während des gesamten Versuchs ziemlich konstant. Die Rate für Fruktose begann langsam, stieg aber im Laufe der Zeit schnell an. Die Kohlendioxidproduktionsrate blieb während des gesamten Versuchs konstant bei 0.

Diskussion & Erklärung

Die Hypothese wurde insofern unterstützt, als dass alle Zuckerarten Energie produzierten und dass Glukose am effizientesten war.

Das erzeugte Kohlendioxid kann direkt mit der durch die Gärung erzeugten Energie in Verbindung gebracht werden, da Kohlendioxid ein Nebenprodukt der Ethanolgärung ist (Cellular, 54). Die Kontrolle, die keinen Zucker enthielt, produzierte keine Energie, da eine Zuckerquelle für die Glykolyse und die Fermentation erforderlich ist.

Glukose hatte die höchste Energieproduktionsrate, weil die Kohlendioxidproduktion am höchsten war. Saccharose hatte die zweithöchste Produktionsrate, während Fructose die niedrigste Rate von den drei Zuckern hatte. Die Energieproduktionsrate von Glukose war mehr als dreimal so hoch wie die von Fruktose.

Glukose wurde direkt im Glykolysezyklus verwendet und benötigte keine zusätzliche Energie, um sie in eine nutzbare Form umzuwandeln (Freeman, 154). Dies sprach dafür, dass Glukose am effizientesten war.

Sukrose benötigte ein Enzym und Energie, um sie in Glukose und Fruktose aufzuspalten, damit sie in der Glykolyse verarbeitet werden konnte (Freeman, 189). Auch die Fruktose konnte nicht sofort in der Glykolysekette verwendet werden, sondern musste erst umgewandelt werden, um als eines der Zwischenprodukte in die Kette zu gelangen (Berg, 2002).

Diese Prozesse, die erforderlich sind, um die Nicht-Glukose-Zucker in eine nutzbare Form umzuwandeln, verringerten ihre Effizienz im Vergleich zur Glukose. Die größte Fehlerquelle des Versuchs war der Startzeitpunkt der Gärung. Die Hefe wurde der Fruktoselösung erst zugegeben, als die Gärung der Glukose- und Fruktosehefelösung bereits begonnen hatte.

Die Gärung braucht Zeit, um ihre maximale Energieproduktionsrate zu erreichen, so dass Glukose und Saccharose aufgrund des Zeitunterschieds im Gärungsprozess weiter voraus waren als Fruktose (Berg, 2002). Die Daten zur Rate der Kohlendioxidproduktion waren daher verzerrt, weil der Beginn der Fermentation nicht kontrolliert wurde.

Glucose und Saccharose erscheinen aufgrund dieses Fehlers weitaus effizienter als Fructose. Bei einer Wiederholung dieses Experiments würde man besonders darauf achten, dass die Gärung zur gleichen Zeit beginnt. Die Zuckermessungen würden in gleicher Molarität und nicht prozentual in einer Lösung gemessen werden, damit die Zuckermoleküle in allen Versuchen gleich sind.

Weitere Folgeexperimente könnten das Testen anderer Hefearten beinhalten, um zu sehen, wie die Gärungsraten beeinflusst werden. Die Ergebnisse dieser Experimente könnten sich darauf auswirken, welche Zuckerarten bei der alkoholischen Gärung am effizientesten sind. Dadurch könnte bestimmt werden, welche Zuckerarten die Brauer für eine möglichst effiziente Alkoholproduktion verwenden sollten.

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