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1 Educación Secundaria ¿Bajo qué condiciones la levadura fermenta la masa de pan? Parte 2 SEMANA 30 3.er grado: Ciencia y Tecnología Recuerda las dos primeras partes de la indagación. Revisa el problema, la hipótesis, tus variables y tu objetivo de indagación. Sigue con tu indagación. ¡Ánimos! 3. Generar y registrar datos e información Implica obtener y organizar los datos tanto cualitativos como cuantitativos, representar la información en gráficas y realizar cálculos de medida de tendencia, así como establecer conclusiones indicando si se valida o invalida la hipótesis de trabajo. 1. Preparación del experimento para generar datos cuantitativos Desarrollo del modelo referencial Tiempo de reacción: 1 hora Masa sin fermentar Masa con tiempo de fermentación o “masa levantada” Técnica “Baño María” Producto de la fermentación • 130 ml de agua a una temperatura de 40,6 °C • 1 cucharadita de levadura • 1 cucharadita de azúcar Muestra experimental 1 Producto de la fermentación • 130 ml de agua fresca a una temperatura de 30 °C • 1 cucharadita de levadura • 1 cucharadita de azúcar Muestra experimental 2 Contenido • 130 ml de agua a una temperatura de 40,6 °C • 1 cucharadita de azúcar Muestra control El modelo servirá para hacer analogía de la variable independiente a las temperaturas de 40,6 °C como máximo y 30 °C, debiendo mantenerse constante la temperatura en baño María. Asimismo, la variable dependiente, levantamiento de masa de pan, hará analogía con el desprendimiento del CO2 en el globo, por lo que medir el tamaño del contorno del globo por el centro cada 5 minutos durante una hora indicará la actividad de la levadura. ¿Bajo qué condiciones la levadura fermenta la masa de pan? Parte 2 EDUCACIÓN SECUNDARIA 3.er grado: Ciencia y Tecnología 2 2. Organiza los datos en una tabla teniendo en cuenta las variables y sus unidades. La cantidad de filas y columnas dependerá de la cantidad de repeticiones y tiempo de experimentación. Ponle nombre a la tabla. Tabla 1. _______________________________________________________________ Tiempo en minutos Variable independiente Temperatura constante agua a 40,6 °C en baño María Temperatura constante agua fresca a 30 °C en baño María (*) MUESTRA EXPERIMENTAL 1 levadura + azúcar + agua Medida del globo en cm MUESTRA EXPERIMENTAL 2 levadura + azúcar + agua Medida del globo en cm Va ri ab le d ep en di en te 0 5 10 15 20 30 35 40 50 60 (*) Dependerá de la temperatura del lugar donde vives. 3. Repite el ejercicio varias veces y observa todos los datos registrados. Representa los datos gráficamente con la intención de establecer su relación matemática. Te damos ejemplos de cómo podrían salir tus gráficos. 0 10 20 30 40 50 60 70 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Producción de CO2 en fermentación Tiempo en minutos M ed id a de l g lo bo e n cm (cm) Tamaño del globo en la muestra 1: levadura + azúcar + agua a temperatura de 40,6° en baño María (cm) Tamaño del globo en la muestra 2: levadura + azúcar + agua a temperatura de 30° en baño María 00 0 15 0 17 0 23 12 28 17 29 20 32 23 35 25 37 26 39 3 EDUCACIÓN SECUNDARIA 3.er grado: Ciencia y Tecnología ¿Bajo qué condiciones la levadura fermenta la masa de pan? Parte 2 Componentes y características de los insumos en la masa de pan - Las harinas de trigo son ricas en proteínas. Estas son responsables de que se produzca masa al agregarle agua. El almidón se transforma en azúcar fermentable para producir el gas necesario para la elevación del pan. - El agua contribuye en la formación de la masa. En ella se disuelven todos los ingredientes, como buen disolvente universal que es. Asimismo, se disuelve la levadura para que comience a actuar; esto permite tener una masa plástica y elástica. - La levadura contiene enzimas, es decir, proteínas, las cuales descomponen el almidón de la harina en azúcar hasta producirse el dióxido de carbono y etanol. El primero provoca que la masa se levante antes del horneado, mientras que el etanol se evapora en la cocción. Lo que vas a medir en tu experimentación es el gas dióxido de carbono. 0 10 20 30 40 50 60 70 50 40 30 20 10 0 Producción de CO2 en fermentación (cm) Tamaño del globo en la muestra 1: levadura + azúcar + agua (cm) Tamaño del globo en la muestra 2: azúcar + agua Metabolismo de las levaduras Lo que vemos aquí es un resumen de la secuencia de reacciones bioquímicas del proceso de fermentación alcohólica. La levadura Saccharomyces cerevisiae produce la degradación de los azúcares, por un proceso denominado glucólisis, en azúcares más simples, la glucosa. Asimismo, a partir del metabolismo anaeróbico —sin presencia de oxígeno— del ácido pirúvico, desprende otros productos como el etanol o alcohol etílico y el dióxido de carbono.1 Síntesis de la secuencia de reacciones bioquímicas 1 Adaptado de Khan Academy. (2020). Fermentación y respiración anaeróbica. Recuperado de https://bit.ly/3j6PjbF Glucólisis Regeneración NAD+ Glucosa 2 Piruvato 2 Acetaldehído 2 Etanol NADH NADH 2 CO2 2 ADP ATP2 (neto) 2 NAD+ 2 NAD+ 2 2 4 El contenido del presente documento tiene finalidad educativa y pedagógica, y forma parte de la estrategia de educación a distancia y gratuita que imparte el Ministerio de Educación. Las condiciones facilitan la vida e inicio del ciclo celular, es decir, su reproducción asexual o mitosis. Así, son el aire, el agua y los azúcares que contiene la masa de pan los que permiten a las células eucariotas de la levadura multiplicarse a una temperatura constante. Cuando se nutren, degradan los azúcares en glucosa. Sus productos son el CO2 o gas carbónico, responsable del levantamiento de la masa y de dar volumen al pan. En tanto, el alcohol etílico o etanol se evapora al hornear el pan. En el caso de la elaboración del pan, la levadura tiene dos funciones: favorecer la maduración de la masa y producir gas (CO2) para airear la masa y el pan. 4. Analizar los datos y la información Implica interpretar los datos cualitativos y cuantitativos con la intención de contrastarlos con la o las hipótesis e información relacionada con el problema, y, luego de todo el análisis, emitir la conclusión que valide, refute o precise la hipótesis. 1. Según la tabla de datos que relaciona las variables dependiente e independiente, ¿hay una clara o evidente relación entre las dos temperaturas constantes y los efectos de la fermentación, como producto el dióxido de carbono, y en la medida del globo? 2. ¿Es posible afirmar que existe alguna relación entre ambas variables? ¿En qué te basas para dar esa respuesta? 3. ¿Qué podrías afirmar con respecto a la hipótesis?, ¿por qué? 4. Escribe una conclusión basada en el análisis de los datos de la indagación con respecto a la hipótesis y al problema planteado. 5. ¿Por qué es importante la muestra control? ¿Qué interpretaciones puedes hacer con respecto al ciclo celular de las levaduras y las condiciones de vida? 5. Evaluar y comunicar la indagación Finalmente, vas a identificar y dar a conocer las dificultades técnicas y los conocimientos logrados, así como evaluar los alcances y la validez de tu conclusión. 1. ¿Los datos obtenidos son suficientemente confiables? ¿Qué procedimiento realizaste para que sean confiables? 2. ¿Qué dificultades se presentaron durante la indagación? ¿Qué parte de los procesos de indagación se podrían mejorar? 3. ¿Qué alcance tiene la conclusión? ¿A qué otras situaciones del entorno pueden aplicarse? ¿Por qué es importante conocer sobre las levaduras en prácticas tradicionales e industriales como la preparación del pan? 4. ¿De qué manera esta experiencia te ayuda a entender el proceso de la fermentación como una aplicación beneficiosa de las levaduras? EDUCACIÓN SECUNDARIA 3.er grado: Ciencia y Tecnología ¿Bajo qué condiciones la levadura fermenta la masa de pan? Parte 2