10. Sınıf Biyoloji · Ünite 1
Görünmez Aşçılarımız: Fermantasyon Dünyası
Ekmeğin kabarmasını ve sütün yoğurda dönüşmesini sağlayan hücresel enerji üretimi yöntemi olan fermantasyonu ve bu süreci etkileyen faktörleri keşfediyoruz.
Kazanım BİY.10.1.9 · 40 dk okuma
Mutfağımızdaki Biyoloji
Hiç fırından yeni çıkmış, puf puf kabarmış sıcacık bir ekmeğin kokusunu içinize çektiniz mi? Ya da sıvı haldeki sütün nasıl olup da kıvamlı, hafif ekşi bir yoğurda dönüştüğünü merak ettiniz mi? Tüm bu harika lezzetlerin arkasında gözle göremediğimiz mikroskobik kahramanlar ve onların gerçekleştirdiği muazzam bir kimyasal süreç yatar. Biz bu sürece biyolojide fermantasyon (mayalanma) diyoruz.
Fermantasyonun Enerji Bilançosu
Fermantasyon süreci, hücresel solunumun ilk aşaması olan 'glikoliz' ile başlar. Glikoliz aşamasında glikoz parçalanır ve hücrenin yaşamsal faaliyetleri için gereken enerji (ATP) üretilir. Oksijenli solunuma kıyasla elde edilen enerji miktarı çok daha azdır çünkü besin tamamen inorganik yapı taşlarına kadar parçalanamaz. Ancak oksijenin olmadığı ortamlarda bazı canlılar için tek çare budur.
Gündelik Hayatta Fermantasyon Çeşitleri
Canlıların enzim yapılarına göre fermantasyon süreci farklı son ürünlerle tamamlanabilir. Hayatımızın tam merkezinde yer alan iki temel fermantasyon çeşidi vardır:
- Laktik Asit Fermantasyonu: Bazı bakteriler tarafından gerçekleştirilir; sütün yoğurda, peynire ve kefire dönüşmesini, sebzelerin turşu olmasını sağlar. Ayrıca ağır egzersizler sırasında kas hücrelerimizde de bu süreç işler.
- Etil Alkol Fermantasyonu: Hamurun kabarmasını sağlayan maya mantarlarının kullandığı yöntemdir. Bu süreçte açığa çıkan Karbondioksit (CO2) gazı, ekmeğin içindeki o küçük hava boşluklarını oluşturur.
Bir Bilim İnsanı Gibi Düşün: Kendi Deneyini Tasarla
Bir fermantasyon süreci her zaman aynı hızda gerçekleşmez. Ortamın sıcaklığı, besin (şeker) miktarı ve pH değeri bu hızı doğrudan etkiler. Örneğin, büyüklerimiz yoğurt mayalarken sütü ne çok kaynar ne de çok soğuk bırakırlar; 'parmağı yakmayacak' bir ılıklık ararlar. Çünkü mayalanmayı sağlayan canlılar enzimler aracılığıyla çalışır ve enzimler en iyi optimum sıcaklıklarda (genellikle 30-35 derece arası) işlev görür.
Görünmez Aşçılarımız: Fermantasyon Dünyası: Alıştırma Soruları
1. Aşağıdakilerden hangisi fermantasyon süreci sonucunda üretilen bir gıda maddesi DEĞİLDİR?
- A) Yoğurt
- B) Peynir
- C) Haşlanmış Yumurta
- D) Turşu
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Haşlanmış Yumurta
Yoğurt, peynir ve turşu laktik asit fermantasyonu ile üretilirken, yumurtanın haşlanması ısıya bağlı fiziksel/kimyasal bir değişimdir, fermantasyon içermez.
2. Fırında pişen ekmeğin puf puf kabarmasını ve içinde hava boşlukları oluşmasını sağlayan temel madde aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Oksijen gazı
- B) Karbondioksit gazı
- C) Laktik asit
- D) Su buharı
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Karbondioksit gazı
Maya mantarlarının yaptığı etil alkol fermantasyonu sırasında karbondioksit (CO2) gazı açığa çıkar ve bu gaz hamurun kabarmasını sağlar.
3. Fermantasyon hızına şeker miktarının etkisini araştırmak isteyen bir öğrenci grubu, üç farklı kaba eşit miktarda su ve maya koyup, kaplara sırasıyla 1, 2 ve 3 tatlı kaşığı şeker ekliyor. Kapları aynı sıcaklıkta bekletiyor. Bu deneydeki 'bağımsız değişken' nedir?
- A) Maya miktarı
- B) Ortam sıcaklığı
- C) Şeker miktarı
- D) Üretilen gaz miktarı
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Şeker miktarı
Deneyi yapan kişinin bilinçli olarak değiştirdiği ve etkisini araştırdığı değişken bağımsız değişkendir. Burada kaplardaki şeker miktarı değiştirildiği için bağımsız değişken şeker miktarıdır.
4. Fermantasyon sürecinde oksijenli solunuma göre çok daha az ATP üretilmesinin temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Reaksiyonların mitokondride gerçekleşmemesi
- B) Oksijen molekülünün elektron çekim gücünün az olması
- C) Glikozun sadece kısmi olarak parçalanıp organik ürünler halinde kalması
- D) Sürecin sadece tek hücreli canlılarda görülmesi
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Glikozun sadece kısmi olarak parçalanıp organik ürünler halinde kalması
Fermantasyonda glikoz tamamen inorganik maddelere (karbondioksit ve su) kadar parçalanamaz. Son ürünler (laktik asit veya etil alkol) hala organik olduğu için yüksek enerji barındırır, bu yüzden elde edilen net enerji düşüktür.
5. Bir öğrenci ekmek mayası (mantar), un ve su kullanarak üç farklı hamur hazırlıyor. K hamurunu 5 derecede, L hamurunu 30 derecede, M hamurunu ise 90 derecelik fırında bekletiyor. Bir saat sonraki gözlemleri için yapılan hangi yorum bilimsel olarak en doğrudur?
- A) K hamuru en çok kabarır çünkü soğukta maya hücreleri daha uzun yaşar.
- B) M hamuru en çok kabarır çünkü sıcaklık tüm kimyasal tepkimeleri daima hızlandırır.
- C) L hamuru en iyi şekilde kabarır çünkü enzimler optimum çalışma sıcaklığındadır.
- D) Üç hamur da eşit oranda kabarır çünkü içerdikleri madde miktarları aynıdır.
Cevabı göster
Doğru cevap: C) L hamuru en iyi şekilde kabarır çünkü enzimler optimum çalışma sıcaklığındadır.
Mayalanma süreci enzimler tarafından yürütülür. Enzimler 30 derece gibi optimum sıcaklıklarda en iyi çalışır. 90 derecede enzimlerin yapısı bozulur (denatürasyon), 5 derecede ise çok yavaş çalışırlar.