Κεφάλαιο 15.4 – Άλλα προϊόντα ζυμώσεων και Βιομεταλλουργία – Απαντήσεις – Λύσεις (σελ. 147-155)

Ερωτήσεις (σελ. 155)

Άσκηση Ε1 (σελ. 155)

Η αλκοολική και η γαλακτική ζύμωση, οι οποίες πραγματοποιούνται με τη βοήθεια μικροοργανισμών, χρησιμοποιούνται για την παραγωγή μιας σειράς προϊόντων. Να συμπληρώσετε τον παρακάτω πίνακα αναφέροντας δύο προϊόντα για κάθε τύπο ζύμωσης, καθώς και την πρώτη ύλη που χρησιμοποιείται για την παραγωγή τους.

Πρώτη ύλη | Τελικό προϊόν

Σκέψη / Μεθοδολογία: Συγκεντρώνουμε τα προϊόντα που αναλύθηκαν σε προηγούμενες ενότητες ανά τύπο ζύμωσης.

Απάντηση: Αλκοολική ζύμωση: (1) Μούστος σταφυλιού → Κρασί, (2) Σπόροι κριθαριού → Μπίρα (εναλλακτικά: αλεύρι → φούσκωμα ψωμιού). Γαλακτική ζύμωση: (1) Γάλα → Γιαούρτι, (2) Γάλα → Τυρί.

Πρόσεξε:

• Δεκτές και άλλες σωστές αντιστοιχίσεις πρώτης ύλης-προϊόντος που αναφέρονται στο κεφάλαιο.

Άσκηση Ε2 (σελ. 155)

Αναφέρετε τρία συγκριτικά πλεονεκτήματα χρησιμοποίησης μικροοργανισμών για την παραγωγή ενζύμων.

Σκέψη / Μεθοδολογία: Ανατρέχουμε στα πλεονεκτήματα που αναφέρει το κεφάλαιο για την παραγωγή ενζύμων από μικροοργανισμούς.

Απάντηση: (1) Οι μικροοργανισμοί παράγουν μεγάλες ποσότητες ενζύμων σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα. (2) Τα περισσότερα ένζυμα είναι εξωκυτταρικά, δηλαδή εκκρίνονται έξω από το κύτταρο, γεγονός που απλοποιεί και φθηναίνει τον καθαρισμό τους. (3) Επειδή οι μικροοργανισμοί αναπτύσσονται σε ποικίλες περιβαλλοντικές συνθήκες, μπορούν να παραχθούν ένζυμα λειτουργικά σε ακραίες συνθήκες (π.χ. υψηλή θερμοκρασία).

Άσκηση Ε4 (σελ. 155)

Η παρακάτω καμπύλη αναπαριστά την ταχύτητα αντίδρασης του ενζύμου πρωτεάση σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία. Χρησιμοποιώντας την καμπύλη αυτή προσδιορίστε την άριστη θερμοκρασία για ένα απορρυπαντικό που περιέχει πρωτεάση. Υπολογίστε σε ποιο ποσοστό θα μειωθεί η αποτελεσματικότητα του απορρυπαντικού, αν χρησιμοποιηθεί σε θερμοκρασία 10°C μικρότερη από την άριστη.

[Γράφημα «Ταχύτητα αντίδρασης του ενζύμου πρωτεάση σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία»: κατακόρυφος άξονας «Ταχύτητα αντίδρασης» (0-10), οριζόντιος άξονας «Θερμοκρασία / °C» (10-80). Η καμπύλη αυξάνει σταδιακά (≈4 στους 40°C, ≈5,5 στους 45°C, ≈7,8 στους 50°C), κορυφώνεται περίπου στους 55°C με τιμή σχεδόν 10 και πέφτει απότομα προς σχεδόν μηδενική τιμή γύρω στους 70°C.]

Σκέψη / Μεθοδολογία: Η άριστη θερμοκρασία αντιστοιχεί στο μέγιστο της καμπύλης. Στους 10°C μικρότερη (≈45°C) διαβάζουμε τη νέα τιμή ταχύτητας από την καμπύλη και υπολογίζουμε την ποσοστιαία μείωση ως προς τη μέγιστη τιμή.

Λύση:

1. Από την καμπύλη, η μέγιστη ταχύτητα αντίδρασης (σχεδόν 10 μονάδες) εμφανίζεται περίπου στους 55°C· αυτή είναι η άριστη θερμοκρασία.
2. Στους 45°C (10°C χαμηλότερα) η καμπύλη δίνει ταχύτητα περίπου 5,5 μονάδες.
3. Ποσοστιαία μείωση ≈ (10 − 5,5) / 10 × 100% ≈ 45%.

Απάντηση: Η άριστη θερμοκρασία είναι περίπου 55°C. Σε θερμοκρασία 45°C (10°C χαμηλότερη) η ταχύτητα της αντίδρασης πέφτει από περίπου 10 σε περίπου 5,5 μονάδες, οπότε η αποτελεσματικότητα του απορρυπαντικού μειώνεται κατά περίπου 45% (σχεδόν στο μισό).

Πρόσεξε:

• Οι τιμές διαβάζονται από την καμπύλη, οπότε το ποσοστό είναι κατά προσέγγιση (περίπου 40-45%)· σημασία έχει να βρεθεί σωστά η τιμή στους 45°C και να συγκριθεί με τη μέγιστη.