Questo articolo presenta due semplici esperienze sperimentali che si possono condurre con gli studenti di una scuola secondaria di secondo grado.
Nella prima si misura la respirazione cellulare del lievito S. cerevisiae in relazione con la quantità di zucchero disponibile e in funzione delle condizioni osmotiche ottimali.
Nella seconda si misura la fermentazione alcolica da parte di S. cerevisiae in condizioni di maggiore o minore disponibilità di ossigeno.
Chi dobbiamo ringraziare per questa attività:
L’attività 1 è ispirata al modulo didattico per le scuole secondarie “What affects yeast growth?” elaborato dall’ “Institute of food technologist” di “The society for food science and technology” e pubblicato come guida per l’insegnante. Il modulo prevede vari esperimenti, tutti molto interessanti, per esplorare la crescita e l’attività metabolica dei lieviti in varie condizioni e far riflettere sui sistemi più efficaci di conservazione dei cibi per evitare la proliferazione delle muffe.
Sul tema della respirazione cellulare e della fermentazione alcolica sono stati proposti vari esperimenti per gli studenti delle scuole secondarie di secondo grado che utilizzando il lievito S. cerevisiae. L’Università di Padova durante il progetto PLS, ha proposto un percorso didattico pensato dal Professor Stefano Campanaro per gli studenti dell’Istituto Scalcerle disponibile online, inoltre il team italiano delle EUSO ha proposto e rilasciato più volte attività relative all’efficienza metabolica del lievito sia per le gare di istituto che per le scuole estive.
I giovani che hanno già sperimentato questa attività:
L’attività è stata proposta agli studenti del Liceo scientifico Fermi di Padova in classe terza. Tutti gli studenti hanno completato l’esperienza in modo proficuo senza riscontrare troppe difficoltà tecniche e dimostrando di aver ben compreso i risultati e i controlli. E’ necessario seguire gli studenti nelle operazioni perché i più distratti confondono facilmente un campione con l’altro e facilmente portano a termine gli aspetti pratici senza ragionare troppo su quello che stanno facendo.
Salve,
avrei dubbi riguardo la seconda esperienza che utilizza il reattivo di Lugol per il controllo positivo e negativo.
1)perché il reattivo di Lugol?
2)perché le colture di lieviti vengono preparate senza fornire substrato?
Caro Gianfranco,
grazie per il tuo commento!
1) si fa avvenire una reazione di dismutazione tra I2 e NaOH usando il reattivo di Lugol per mettere a disposizione I2. L’etanolo è importante perchè iodio e NaOH reagiscono formando iodato di sodio e ioduro di sodio, in ambiente etanolico una buona parte dello iodato precipita in quanto insolubile in EtOH, mentre in acqua lo ioduro rimane in soluzione. Solo nei campioni dove il surnatante è ricco di etanolo si forma precipitato, più etanolo c’è, più precipitato si vede a parità degli altri reagenti presenti.
2) nell’esperienza che usiamo per misurare il tasso di respirazione e il tasso di fermentazione, le colture vengono preparate fornendo saccarosio. il protocollo dice “a disposizione 2 colture di lievito: una cresciuta per un giorno in presenza di ossigeno, una cresciuta per un giorno in assenza di areazione” ma in effetti non fornisce le istruzioni per l’esercitatore o per gli studenti che le allestiscono: le colture vengono allestite con acqua e zucchero alla concentrazione ottimale 15% m/V di saccarosio in acqua; una coltura viene messa in una beuta di volume 5 volte maggiore del volume di coltura in costante e vigorosa agitazione, mentre l’altra viene lasciata crescere senza agitazione.
Nell’esperienza che misura la produzione di CO2 a diverse concentrazioni di zucchero, le precolture di lievito vengono allestite idratando il lievito in acqua tiepida e mescolando vigorosamente per attivare le cellule, la sospensione viene immediatamente utilizzata nei 3 esperimenti con diversa disponibilità di zucchero, quello senza zucchero è il controllo negativo, senza substrato per la respirazione. Non si aggiunge zucchero per non interferire con l’allestimento dei 3 esperimenti. In linea teorica il lievito potrebbe essere pesato e riattivato direttamente dentro alle beute sperimentali, ma l’esperienza ci ha insegnato che i tempi di riattivazione del lievito possono variare e per allestire in modo corretto il confronto tra le 3 condizioni è meglio usare lo stesso batch di lieviti riattivati insieme.