Beskrivelse af undervisningsmateriale
Dette projekt kan bruges til undervisning om den spændende lære der ligger bag produktionen af øl. Selvom øl er produceret i årtusinder, er det kompleks bioteknologi med rigeligt at tage fat i. I projektet lærer eleverne særligt om kulhydrater, enzymer og gærs opbygning, livscyklus og vækstfaser. Teorien understøttes af en række spørgsmål og en række forsøg, der let kan udføres og sikrer en god forståelse for emnet.
Anvendelse
Teori
Undervisningsmaterialet indeholder afsnit om teori, som først bør læses. Derefter kan afsnittet med opgaver besvares og hvis der er mulighed, anbefaler vi at udføre en eller flere af de forskellige forsøg. Teorien er opdelt i fem afsnit som handler om de forskellige processer i ølbrygningen. Dette projekt virker desuden også som supplement til et eget større ølbrygningsforløb.
Opgaver
Nedenunder teoriafsnittet er der opstillet 20 teoretiske spørgsmål til teorien, som bør kunne besvares af eleverne
efter gennemlæsning af teorien. Spørgsmålene kan også hentes her.
Forsøg
Vi har udarbejdet 6 forskellige forsøg, der er relevante til teorien. I forsøgene sættes der særligt fokus på den rolle gærceller spiller. Det er meningen, at eleverne skal forstå, at der findes mange simple metoder/analyser til at undersøge enzymaktivitet, vækst og gæring. Der er lavet vejledninger til alle forsøgene, samt undervisningsvideoer, der kan findes længere nede i afsnittet. Forsøgene er alle af varierende længde, og det er ikke nødvendigt at gennemføre alle forsøgene. Øvelse 1-3 er korte forsøg, der hurtigt kan sættes op. Desuden kan eleverne selv opstille en række kontrolforsøg. Øvelse 4 går ud på at renstryge gær fra upasteuriseret øl, og derfor tager det nogle dage før man har kolonier. Øvelse 5 kræver et køleskab og varmeskabe sat til forskellige temperaturer, og her kan der eksperimenteres med forskellige tidsintervaller. Øvelse 6 kræver en del forarbejde, og der skal gerne kunne sættes en hel dag af til at udføre dette forsøg, da der måles på gærs vækstforløb i et YPD-medie.
Niveau
Bioteknologi A / Biologi B
Dækket kernestof – jf. Læreplan ”Bioteknologi A – stx 2017”
- Organisk kemi: Opbygning og egenskaber for carbonhydrider
- Makromolekyler: Opbygning, egenskaber og funktion af carbohydrater og enzymer
- Biokemiske processer: Gæring
- Celler: Opbygning af eukaryote celler
- Mikrobiologi: Vækst og vækstmodeller
- Eksperimentelle metoder: Celledyrkning
Dækket supplerende stof – jf. Læreplan ”Bioteknologi A – stx 2017”
- Bioteknologisk anveldelse af mikroorganismer
Overordnet beskrivelse af de enkelte dele:
Teori – Oversigt: Dette afsnit introducerer ølbrygningsprocessen med en oversigt over de forskellige trin.
Teori – Fra malt til urt: I dette afsnit forklares hvordan korn omdannes til malt og derefter den færdige urt, der indeholder sukkeren til fermenteringen. Afsnittet indeholder vigtig lære om enzymkinetik og kulhydrater. Der forklares om enzymerne α-amylase, β-amylase og β-glucanase og deres effekt på stivelse og β-glucan. Herudover forklares tørringen og mæskningen, hvor eleverne lærer om vigtigheden bag temperaturen i mæskeprofilen.
Teori – Gærsvampe: Dette afsnit handler om gær med fokus på deres opbygning og livscyklus, herunder knopskydning og meiosedeling. Hertil forklares forskellen på overgær og undergær, og hvordan valg af den ene eller anden gærtype påvirker den færdige øl.
Teori – Gæring: I dette afsnit lærer eleverne om fermenteringsprocessen. Vigtige emner her er kulhydrater og metabolisme, da der forklares hvordan sukrene løber gennem glykolysen, respirationskæden og anaerob fermentering. Udover dette forklares nogle af de vigtige metaboliske biprodukter ved fermenteringen såsom diacetyl.
Teori – Vækstfaser: I dette afsnit forklares vækstkurven for gær under ølfermentering, og eleverne præsenteres for vækstkurvemodellen med de forskellige faser.
Opgaver – Teoretiske spørgsmål: I dette afsnit kan der hentes 20 spørgsmål til teorien. Spørgsmålene dækker ligeligt alle emnerne i teoriafsnittene, og de kan tages op når forsøgene udføres.
Øvelse #1 – Gær i ballon: I dette forsøg påvises dannelsen af CO2 fra gærs respiration.
Øvelse #2 – Påvisning af sukraseaktivitet: Spaltningen af sukrose til glukose of fruktose påvises vha. glukosesticks.
Øvelse #3 – Påvisning af sukraseaktivitet i upasteuriseret øl: Metabolisk aktivitet af gær påvises ved dannelsen af glukose fra sukrose.
Øvelse #4 – Rendyrkning af gær: Rendyrkning af gær. Øl inokuleres og udstryges på YPD-medie plader. Dette forsøg kræver inkubationstid og foretages derfor over flere dage. I dette forsøg er det vigtigt at arbejde sterilt.
Øvelse #5 – Gæring af æblejuice: Indflydelsen af temperatur på gæring måles vha. vægttab. Et let forsøg og billige materialer. NB: Lav gæropløsningen 1-2 timer inden forsøget udføres!
Øvelse #6 – Vækstforsøg med gær: Væksten af gær i YPD-baseret medie følges ved måling af optisk densitet og glukosekoncentration. Dette forsøg kræver en del forarbejde, og gerne en hel dag hvor eleverne har mulighed for at udtage prøver. Når gærkulturen er i den eksponentielle fase, er det oplagt at se på prøven i et mikroskop, da der er mulighed for at se knopskydning af gær. Kør gerne to parallelle forsøg ad gangen (hvis den ene skulle kontamineres). Forsøget kan udvides, så klassen deles i f.eks. to hold. Et hold hvor gæren vokser på glukose og et andet hold hvor gæren vokser på en blanding af glukose + galaktose (her vil der opstå to lag faser, en når man starter, og en når den første carbonkilde er udtømt).