Yoghurt

Yoghurt: product van bacteriën
Praktische Opdracht Biologie Voorwoord Op 17 maart 2003 zijn wij begonnen aan onze praktische opdracht biologie. Nu, bijna twee maanden later is het af, ligt het voor u en kunnen wij trots zijn op het resultaat van twee maanden planningen maken, andere activiteiten verschuiven en inspringen op onvoorziene gebeurtenissen. Enkele weken voor 17 maart 2003 brandde een hevige discussie los tussen ons drieën. De eerste keuze was snel gemaakt, het stond als een pijl boven water dat het yoghurt maken moest zijn. De reservekeuzes waren echter moeilijker te maken, vandaar de discussie. Tot onze grote opluchting is de eerste keuze ook ons uiteindelijke onderwerp geworden. Dit onderwerp, yoghurt: een product van bacteriën, kozen we omdat het praktische aspect ons erg aantrok: zelf yoghurt maken. In het kader van de vele dagelijkse producten die we bij andere vakken als verzorging, scheikunde en techniek hebben leren kennen, paste dit onderwerp goed bij onze interesses. Met veel plezier hebben we eraan gewerkt, hopelijk is dat te zien. Inleiding yoghurt: (de (m.); g. mv.) (stofn.) [1901-1925 < turks yoĝurt], lichtzure melkspijs, bereid door op gehomogeniseerde gepasteuriseerde melk een cultuur van twee soorten melkzuurbacteriën te laten inwerken. Zo beschrijft de Dikke van Dale ons onderzoeksonderwerp, yoghurt: product van bacteriën. Twee soorten bacteriën, zoals ons leerlingenboekje en het trouwe woordenboek vermelden: Lactobacilus bulgaricus en Streptococcus thermophilus. Door middel van drie onderzoeken gaan wij meer inzicht verwerven in de praktijk van het yoghurt maken, bepalen we de kwaliteit van yoghurt en bekijken we ook welke soorten bacteriën aanwezig zijn in onze yoghurt. Tijdens de onderzoeken zullen we gebruik maken van aan ons bekende technieken en zullen we ons nieuwe technieken eigen maken. Als u straks de eerste pagina omslaat, zult u in chronologische volgorde de drie onderzoeken aantreffen, waarna de appendix ter sprake komt. Hierna volgt het nawoord en de bronvermelding. Tot slot zijn enkele bijlagen toegevoegd: onze logboeken en ons originele plan van aanpak. We hopen dat u, ondanks dat het verplicht is, plezier beleeft aan het lezen van deze praktische opdracht.
Onderzoek 1 Titel: Yoghurt maken met melk en zuursel bij 35°C en 45°C. Inleiding Om yoghurt te maken zijn gesteriliseerde melk en twee bacteriënsoorten, Lactobacillus bulgaricus en Streptococcus thermophilus, nodig. Deze bacteriën zitten in een grote hoeveelheid in melkzuur. Door de melk en het melkzuur bij elkaar te doen (enten) en dit bij een bepaalde temperatuur weg te zetten (enttemperatuur) kan yoghurt ontstaan. In dit onderzoek wordt onderzocht of er verschillen zijn tussen yoghurt gemaakt bij enttemperatuur 35°C en yoghurt gemaakt bij enttemperatuur 45°C op het gebied van geur, smaak, zuurgraad, uiterlijk, wei-afscheiding en viscositeit. Verwacht wordt dat er verschillen zullen zijn. De 35°C yoghurt zal minder zuur zijn, en dus ook milder van smaak en geur. Tevens zal deze yoghurt minder dik zijn van uiterlijk en dus een lager viscositeit hebben, dit omdat bacteriën bij een hogere temperatuur beter gedijen. Materiaal en werkwijze De benodigde materialen voor onderzoek 1 zijn: - 200 ml volle, gesteriliseerde melk - 20 ml zuursel met de bacteriën Lactobacillus bulfaricus en Streptococcus thermophilus - 1 maatcilinder van 100 ml - 2 bekerglazen van 100 ml - (huishoud)folie - pH-papier - pH-kleurenschaal - 2 broedstoven, één ingesteld op 35°C en één ingesteld op 45°C - trechter - stopwatch - bekerglas
We zijn begonnen met meten van de pH van zowel het zuursel als de melk. Daarna hebben we beide bekerglazen van 100 ml gevuld met 90 ml steriele melk. Daaraan hebben we 10 ml zuursel toegevoegd zodat beide bekerglazen 100 ml yoghurt in aanmaak bevatten. Van deze mengsels hebben we de pH gemeten, waarna we de bekerglazen, afgedekt met huishoudfolie, in de respectievelijke broedstoven hebben gezet. Na een half uur en na een uur hebben we de pH opnieuw gemeten. Na twee dagen zijn we de yoghurt gaan testen op: smaak, door de yoghurt te proeven en te vergelijken; geur, door aan de yoghurt te ruiken en te vergelijken; zuurgraad, door twee onafhankelijke pH-metingen met twee verschillende pH-papiertjes; uiterlijk, door het uiterlijk te beoordelen en te vergelijken; wei-afscheiding, door te kijken of er wei-afscheiding aanwezig was; viscositeit, door een trechter aan de onderkant af te sluiten, volledig vullen met de yoghurt en de tijd op te nemen tot de yoghurt uit de trechter is. Resultaten pH gesteriliseerde melk 6-7
pH zuursel 4
pH mengsel 6
pH 35°C yoghurt na ½ uur 6
pH 45°C yoghurt na ½ uur 6
pH 35°C yoghurt na 1 uur 5-6
pH 45°C yoghurt na 1 uur 5-6
35°C yoghurt 45°C yoghurt
smaak mild zuur
geur milder erg zuur
zuurgraad 3 4
uiterlijk klonterig, dun dik, stijf, één grote klont
wei-afscheiding aanwezig aanwezig
viscositeit 9.07 seconde 11.96 seconde
discussie
Uit deze resultaten kan de conclusie getrokken worden dat yoghurt bereid op 35°C milder van smaak is als yoghurt bereid op 45°C. De geur van de 35°C yoghurt is eveneens minder zuur dan de geur van de 45°C yoghurt. Dit ondanks dat de 35°C yoghurt zuurder is als de 45°C yoghurt. De 45°C yoghurt is dikker dan de 35°C yoghurt en ook de viscositeit is groter. Uit dit onderzoek zouden andere onderzoeken kunnen voortvloeien. Zo zou het verband tussen de zuurgraad en de smaak en geur van de yoghurt onderzocht kunnen worden, om zo te ontdekken waarom de hypothese niet klopte. Onderzoek 2 Titel: Het onderzoeken van de kwaliteit van yoghurt door het bepalen van de verhouding tussen de bacteriën.
Inleiding Je hebt bij onderzoek 1 yoghurt gemaakt bij de temperaturen 35°C en 45°C. Deze yoghurt is verkregen door aan gesteriliseerde melk een bacteriecultuur van o.a. Lactobacillus bulgaricus en Streptococcus thermophilus toe te voegen. Dit heet ook wel enten. Dit enten ga je nu ook zelf uitvoeren bij 2 reageerbuizen, daarna zet je één van deze bij 35°C en de andere bij 45°C. Dit zijn de ‘enttemperaturen’. Na 24 uur in de broedstoof ga je van beide reageerbuizen een verdunningsreeks maken van 7 verdunningen. Nota: Vanaf hier moet er steriel gewerkt worden. Ondertussen zijn er ook al 8 voedingsbodems gegoten, 4 voor 35°C en 4 voor 45°C. Van iedere verdunningsreeks gebruik je de 5e, 6e en 7e verdunning om 3 voedingsbodems te besmetten, de vierde voedingsbodems zijn blanco. Daarna zet je de 6 besmette voedingsbodems 3 dagen terug in de broedstoof van 35°C. Bij welke van de voorstaand beschreven voedingsbodems is de verhouding van de Lactobacillus bulgaricus en de Streptococcus thermophilus meest optimaal (ongeveer 1:1) zodat de kwaliteit van de yoghurt goed is? De verwachting is dat de petrischalen (met voedingsbodems) die op 35°C geïncubeerd zijn de verhouding het meest zullen naleven, waarbij de verdunning alleen duidt op het aantal staven en kokken kolonies aanwezig. Dit omdat 45°C een te hoge temperatuur lijkt te zijn (nadelige invloed op bacteriegroei) Materiaal en werkwijze De benodigde materialen voor onderzoek 2 zijn: - 16 reageerbuizen - steriele fysiologische zoutoplossing (8,5 g NaCl / Liter) - 8 petrischalen (6 voor gebruik bij dit onderzoek) - STA-ager - trypton 2 gram - gistextract 1 gram - sacharose 2 gram - K2HPO4 0,4 gram - agar 2,4 gram - aqueadest 200 mL - 1 roerstaafje - 1 maatpipet (10 mL) - pasteurpipet - gebogen glasstaaf (‘hockeystick’) - gasbrander - broedstoof
Het maken van de geënte yoghurtculturen: - Doe in twee buizen ieder 9 mL gedistileerde melk m.b.v. een maatpipet. - Voeg daarna bij allebei de buizen 1 mL zuursel toe (zuig de melk op en laat langzaam weer leeglopen totdat al het zuursel uit de pipet is). - Incubeer de buizen 24 uur, één bij 35°C en de andere bij 45°C. Werk vanaf nu steriel. Het maken van de verdunningsreeks: - Zet zeven reageerbuizenrek en nummer de buizen. - Breng m.b.v. een maatpipet 9,0 mL fysiologische zoutoplossing in elke reageerbuis. - Breng 1 mL van de geënte yoghurtcultuur over in de 1e reageerbuis en meng goed. Doe dit d.m.v. het op en neer pipetteren van de gehele vloeistof. - Neem van deze verdunde yoghurt weer 1 mL en meng weer in de volgende reageerbuis. Ga zo dor tot de gehele verdunningsreeks klaar is. - Herhaal dit voor de andere geënte yoghurt. Besmetten van de voedingsbodems: - Zorg dat de gasvlam in de buurt staat (voor het steriel werken) - Zet aan de zijkanten van de 6 voedingbodems je naam, de temperatuur van de yoghurt en het nummer van de verdunningsbuis (5, 6 of 7). - Steriliseer het uiteinde van de pasteurspipet door hem even door de vlam te halen (niet te lang, anders smelt het gaatje dicht). - Koel de pipet aan de lucht (dit duurt wel even). - Zuig wat vloeistof op uit de buis met de verdunde yoghurt. - Licht het deksel van één van de petrischalen met voedingsbodem aan een kant op. - Breng 4 druppels (0,1 mL) over op de voedingsbodem. - Steriliseer het kromme uiteinde van de glasstaaf. - Koel deze aan de lucht en test op de voedingsbodem daar waar je niet gedruppeld hebt (sissen betekend nog niet genoeg afgekoeld). - Verspreid de druppels over de gehele voedingsbodem door deze met de glasstaaf over geheel de voedingsbodem uit te strijken. Doe dit zonder de petrischaal geheel te openen. - Sluit de petrischaal en zet deze op de kop weg. - Zet de petrischalen gedurende 3 dagen terug in de broedstoof. - Tel na drie dagen het aantal staven- en kokkenkolonies en bepaal zo de verhouding. Resultaten verdunning temperatuur 35°C 45°C
buis 5 1 : 24 1 : 5,2
buis 6 1 : 1,75 1 : 21
buis 7 1 : 2,8 1 : 6
gemiddeld 1 : 10 1 : 11
Het eerste getal is de kokkenkolonies, het tweede getal stelt de stavenkolonies voor. discussie
Uit de resultaten blijkt dat de 35°C yoghurt inderdaad het dichtste bij de verhouding 1:1 komt. Echter er is weinig verschil. De yoghurt was niet van hoge kwaliteit. Wellicht hebben we niet zo steriel gewerkt als we gedacht hebben, of hebben we de staven- en kokkenkolonies minder nauwkeurig geteld dan gewenst. Voor een volgend onderzoek zou gekeken kunnen worden naar een nauwkeurige manier van tellen. Ook zou onderzocht kunnen worden door welke factoren ons onderzoek niet geheel naar wens is gelukt. Onderzoek 3 Titel: Onderzoek 3 – Gramkleuringen
Inleiding Deze proef is de derde uit een aantal onderzoeken aan yoghurt. Bij deze proef gaan we bekijken welke bacteriën er allemaal in de yoghurt voorkomen. Dit doen we door middel van een gramkleuring en een bioscoop. De vraagstelling is dus: Welke bacteriën komen er voor in de yoghurt en wat is hun onderlinge verhouding. Hypothese: De verhouding tussen de kokken (Streptococcus thermophilus) en staven (Lactobacillus bulgaricus) in de yoghurt gemaakt bij 45 gemaakt is 1:1, bij de yoghurt gemaakt bij 35 zijn er meer staven dan kokken. Materiaal en methode Materialen: - STA-voedingsbodem - Brander - Objectglaasje uit de 70% alcohol - Entnaald - Gram-kleuring: - Kristalviolet - Lugol - Ethanol 96% - Fuchsine - Aqua dest - microscoop
Eerst maakten we reinculturen. Hiervoor halen we met een entnaald die eerst tot gloeiends toe is verwarmd een beetje uit de bij proef 2 gemaakte bacterieculturen, en dit strijken we uit over een nieuwe voedingsbodem.. Deze voedingsbodems worden bij 35 weggezet 24 uur weggezet. Na 24 uur maken we de grampreparaten klaar. De objectglazen worden met een pincet uit een pot met 70% ethanol gehaald. Hierna halen we het objectglaasje door een vlam zodat de ethanol verdampt en het objectglaasje steriel is. In het midden van het glas wordt een druppel water geplaatst, met een entnaald wordt een bacteriekolonie door de druppel geroerd. Hierna laat je de entnaald weer uitgloeien in de vlam. Hierna laten we het preparaat drogen en daarna wordt het drie keer door de vlam gehaald om het te fixeren. De gramkleuring: Objectglas in kristalviolet voor 1 minuut, hierna spoelen met water. Daarna het objectglaasje voor 1 minuut in de lugol, afspoelen met 96% ethanol. Hierna 1 minuut ontkleuren met 96% ethanol en spoelen met water. Daarna 1 minuut kleuren in de waterige fuchsine en spoelen met water, hierna droog deppen met filtreerpapier. Hierna bekijk je het preparaat met een microscoop met vergroting 400x om de vorm en kleur te bepalen. Resultaten 4.1.1 grampositief, streptokokken (d) 1.1 grampositief, streptokokken
5.2 grampositief, stafylokokken
6.2 gramnegatief, staafjes (f) 2.1 gramnegatief, staafjes (h) 2.2 grampositief, staafjes (f) met af en toe een lange Discussie In de yoghurt van 35° C zitten meer kokken dan in de yoghurt van 45° C, die verhoudingsgewijs weer meer staven bevat. De zuurgraad wordt dus bepaald door het aantal staven in de yoghurt. Hiermee is de hypothese niet juist, want in de yoghurt van 45° C zitten meer staven dan kokken en bij die van 35° C, waar de kokken in de meerderheid zijn. Appendix 1. Lactose wordt makkelijk omgezet door melkzuurbacteriën. Bij bereiding van yoghurt doet Lactose dienst als substraat voor micro-organismen die dan de geur- en smaakstoffen vormen. Een hoger lactose-gehalte heeft dus tot gevolg dat de yoghurt meer geur- en smaakstoffen zal bevatten en dus voller van smaak zal zijn. 2. a. De melk moet steriel zijn. Als er verhit is tot een temperatuur van 100C, mag men er zeker van zijn dat alle bacteriën en andere ongewenste organismen dood zijn. b. De bacteriën die worden toegevoegd determineren ook bij 100C. Pas bij 40C hebben ze een voldoende grote overlevingskans om werkzaam te zijn

3. Lactobacillus bulgaricus en Streptococcus thermophilus hebben een wederzijdse samenwerking. 4. a. De yoghurt bacteriën zijn nog niet geheel gedetermineerd, hierdoor gaat de verzuring van de yoghurt nog enige tijd door. b. Na een bepaalde tijd is de yoghurt aan zijn maximale zuurgraad. De omgeving is dan te zuur voor de bacteriën. Ook zijn de bacteriën teveel gedetermineerd. Welke oorzaak er speelt is te onderzoeken door een nieuw experiment zonder de yoghurt, maar met de bacteriën waarin onderzocht wordt bij welke zuurgraad deze bacteriën onwerkzaam worden. Nawoord Twee maanden hebben we gewerkt aan deze praktische opdracht. In die twee maanden hebben we veel geleerd over het voorbereiden, maken en uitwerken van een wetenschappelijk experiment. Ondanks dat onze yoghurt op het gebied van kwaliteit wat te wensen over liet, is de praktische opdracht in grote lijnen goed verlopen. Natuurlijk ging het niet altijd van een leien dakje. Zo bleek het voor sommigen moeilijk te zijn om het eerste vrije uur op school te verschijnen, zeker als de wekker vergeten was. Ook liepen onderzoeken uit, waardoor andere afspraken in het geding kwamen. Zelfs op het laatst bleken mensen achter hun vodden gezeten moeten worden, om te zorgen dat het op tijd af was. Er waren computers die ons in de steek lieten, evenals het internet en wat problemen met wie welke onderzoeksresultaten in zijn bezit had. Ook het feit dat er meerdere werkstukken tegelijkertijd ingeleverd moesten worden, hielp niet erg mee. Toch hebben we voor alle problemen een oplossing kunnen vinden, zoals blijkt nu dit werkje voor u ligt. Dit dankzij vele e-mails, snel ingelaste (telefonische) vergaderingen en een taakverdeling die aansloot bij de werkdruk van andere vakken. Door dit laatste komt het dat niet iedereen evenveel tijd in dit werkstuk heeft gestopt. Dit werkstuk is echter vooral zo goed gelukt door een grandioze samenwerking en aanpassingsvermogen. Maar we hebben het niet alleen gedaan, en moeten natuurlijk ook een aantal mensen bedanken. Als eerste natuurlijk Daniëlle die voor ieder probleem waar wij niet uitkwamen een oplossing wist en die ons begeleid heeft bij onze onderzoeken. Daarnaast ook onze ouders en begeleiders voor het computer en papiergebruik en de tips die ze soms gaven. Bronvermelding http://esac.climbing.nl/musketon/feb97/ranzathlon.html
Dikke van Dale woordenboek
Leerlingenboekje bij de praktische opdracht biologie: yoghurt: product van bacteriën
Grote Winkler Prinsen encyclopedie