고등학생이 간단하게 할 수 있는 실험으로는
설탕과 효모를 사용하여 가스 발생 및 알코올 생산을 관찰하는 실험을 하실 수 있겠네요.
이 실험은 발효과정을 시연하는 실험이예요.
설탕을 효모가 분해하면서 생기는 화학 반응을 통해 발효가 이루어집니다.
*재료:
200ml 물
50g 설탕 (글루코스)
1g 효모
대형 병 (가능하면 흰색 병을 사용)
기포 관찰을 위한 긴 플라스틱 호스 또는 금속 관
병 뚜껑
기포 캡처를 위한 물
*실험 절차:
1. 물을 대형 병에 넣습니다.
2. 50g 설탕을 물에 천천히 넣고 설탕을 물에 녹일 때까지 잘 저어줍니다.
3. 설탕이 완전히 녹으면 효모를 물에 천천히 넣고 저어줍니다.
4. 뚜껑을 병에 덮고, 뚜껑 위에 긴 플라스틱 호스나 금속 관을 부착합니다.
5. 호스 또는 관의 다른 끝을 병에 가깝게 접어두고, 물로 가득 찬 컵이나 병에 담갔습니다. 이것은 발생하는 가스를 캡처하는 역할을 합니다.
6. 병을 어딘가 따뜻한 곳에 놓습니다. 효모의 활동을 돕기 위해 온도가 중요합니다. 약 25°C에서 30°C 사이가 이상적입니다.
7. 몇 시간 동안 또는 하루 이틀 동안 가스가 발생하는 것을 관찰합니다. 호스 또는 관 끝에는 가스 버블이 올라올 것이며, 컵 또는 병에 가스가 채워질 것입니다.
8. 실험이 끝나면 가스를 캡처한 컵 또는 병을 뚜껑을 닫아보존하고, 나머지 액체는 발효 과정에서 생긴 알코올일 것입니다.
*원리
설탕과 효모를 사용한 발효 실험의 원리는 효모를 통한 발효 과정을 이해하는 것입니다. 이 실험에서 사용되는 효모는 설탕을 분해하고 알코올과 이산화탄소를 생성하는 과정을 시작합니다. 이러한 과정은 다음과 같은 원리에 기반합니다
1. 효모의 활동: 효모는 단순한 생물로서 설탕을 이용하여 생존하고 번식합니다. 효모의 주요 역할은 설탕을 분해하여 에너지를 얻는 것입니다. 설탕 분자는 효모에 의해 분해되고, 이 과정에서 에너지, 알코올 및 이산화탄소가 생성됩니다.
2. 설탕 분해: 효모는 설탕 분자를 분해하는데, 주로 포도당과 같은 단당류 설탕을 사용합니다. 포도당 분자는 효모에 의해 효모의 대사 경로를 통해 분해됩니다. 이 과정은 글리콜리시스라고 불립니다.
3. 알코올 생산: 글리콜리시스 과정에서, 포도당 분자가 효모에 의해 분해되어 알코올인 에탄올과 이산화탄소로 변환됩니다. 이러한 화학 반응은 에너지를 생성하면서 동시에 알코올을 생성합니다.
4. 가스 발생: 알코올과 함께 이산화탄소도 생성됩니다. 이산화탄소는 가스로 방출되며, 이로써 가스 발생을 관찰할 수 있습니다. 이 가스가 액체 안에서 가스 버블로 올라가는 것을 볼 수 있습니다.
이와 같이 설탕과 효모를 사용한 발효 과정은 설탕을 대사하여 알코올과 이산화탄소를 생성하는 과정으로, 이러한 발효는 음료수 및 빵 등 다양한 식품과 음료 제조에 활용됩니다.
위 실험에 사용되는 효모 관련하여 자료 첨부해드릴게요.
https://link.coupang.com/a/bcmSRC
