TP EXAO - métabolisme des levures

Respiration : C₆H₁₂O₆ (glucose) + 6 O₂ à 6 CO₂ + 6 H₂O + énergie utilisable

Fermentation alcoolique : C₆H₁₂O₆(glucose) à 2 CO₂ + 2 CH₃CH₂OH (éthanol) + énergie utilisable

Matériel nécessaire pour un poste- 1 interface à 2 ports et 1 interface à 1 port

- 1 sonde à dioxygène optique

- 1 sonde à CO2 dissous ou une sonde pH (pour suivre les variations de CO2)

- 1 sonde à Ethanol

- Logiciel Capstone

- 1 cube de levures du boulanger conservé au réfrigérateur

- 1 enceinte cellulaire METABOX

- 1 agitateur magnétique

- Solution de glucose à 10 g pour 100 ml d’eau distillé.

- bandelette test glucose

- Seringue, pipettes

Préparation

Levures du boulanger

Préparer une suspension de levures à 10g/L.

Dans un erlenmeyer, faire buller (à l’aide d’un bulleur d’aquarium) la suspension de levures pendant 12 à 24 heures.

Cette étape est indispensable pour:

Réactiver le métabolisme respiratoire des levures
Epuiser les réserves de sucres accumulées par les levures en les forçant à respirer

En effet, l’apport de dioxygène en excès catalyse la consommation de sucre selon l’équation suivante :

C₆H₁₂O₆ (glucose) + 6 O₂ à 6 CO₂ + 6 H₂O + énergie utilisable

Continuer le bullage jusqu’au prélèvement par les élèves.

Préparer une solution de glucose (ou saccharose) à 200 g/L soit 20g pour 100ml.

Montage

Préparer vos sondes en vous référant aux notices ou aux tutoriels vidéos fournis.

Connecter l’interface à l’ordinateur.

Brancher les capteurs aux interfaces et placer vos sondes dans l’enceinte.

Placer l’enceinte sur un agitateur magnétique, placer le turbulent au fond de l’enceinte.

Connecter l’interface à l’ordinateur.

Verser la suspension de levures dans la partie centrale de l’enceinte en la remplissant. Refermer l’enceinte et mettre en place les sondes afin qu’elles ne touchent pas le fond de l’enceinte. Lancer l’agitation à une force moyenne (700 à 1000 tours/min.)

Exemple de montage avec la sonde O2 (PS-2108) et la sonde pH (PS-2102, suivi de CO2).

Logiciel

Ouvrir le logiciel Capstone.

Sélectionner vos variables en cliquant sur « SELECTIONNER UNE MESURE » et choisir « concentration en oxygène mg/L ».

Manipulation

Démarrer les mesures en cliquant sur le l’icône « enregistrer » dans la barre des tâches située en-dessous du graphique.

Après 30 secondes, à l’aide d’une seringue, injecter délicatement 200µL de glucose (ou saccharose) à 200g/L.

Faire un repère sur la courbe à l’aide de l’outil “Annotation” A du logiciel Capstone.

Lorsque l’oxygène du milieu est proche de zéro, l’ajout d’une quantité de glucose va permettre aux levures de fermenter, la sonde éthanol va commencer à mesurer l’éthanol dégagé dans le milieu (attention à bien fermer l’enceinte METABOX avec les bouchons silicone).

Résultats

Exemple de résultats : Respiration de levures

Note : La consommation de dioxygène est rarement nulle car les levures respirent toujours un minimum et aussi car la sonde à dioxygène de part son fonctionnement consomme un peu de dioxygène.

Problèmes éventuels et solutions

Lorsque vous démarrez les mesures, la concentration de dioxygène est trop faible (moins de 4 mg/L) :

Vérifier que l’agitation se fait bien (turbulent, agitateur…)
Vérifier le bon état de la membrane de la sonde (voir notice) et la présence d’électrolyte.
Calibrer la sonde
Faire buller la suspension de levures pendant 15 minutes afin de la ré-oxygéner

Lorsque vous injectez le sucre, la consommation de dioxygène n’augmente pas :

Vérifier que l’agitation est correcte (turbulent, agitateur…)
Vérifier le bon état de la membrane de la sonde (voir notice)
Vérifier la concentration des levures.
Vérifier la concentration de la solution de sucre et la quantité injectée (une quantité trop importante de glucose pousserait les levures à fermenter).

Fiche TP EXAO: METABOLISME

Respiration des levures

Fermentation des levures

Démarrer votre session.

Ouvrir le dossier Tp EXAO puis le fichier « TP levures, O2 et éthanol »

Préparer votre seringue avec la solution de glucose de 0,2 mL. Introduire la suspension de levures ; (verser le bécher avec les levures dans la cuve transparente à l'intérieur de l’enceinte cellulaire) puis fermer l'enceinte cellulaire, (rapidement!)

Installer les sondes, les autres orifices seront fermés avec des bouchons, (rapidement!) lancer l’agitation à vitesse modérée (agitateur magnétique sous l'enceinte)

Lancer les mesures : Cliquer sur pour lancer les mesures.

Ajouter la quantité de glucose à 30 sec, sans arrêter la mesure.

(l'acquisition peut durer plus de 10 min)

Exploitation des graphes :

Faire un repère sur la courbe à l’aide de l’outil “Annotation” A.

Pour observer une évolution des graphes, positionner la souris sur un nombre sur l'axe des ordonnées, lorsque la double flèche apparaît, étirer le graphe pour modifier l'échelle.

Lorsque l’acquisition est terminée, mettre un titre en cliquant sur A.

Nettoyage :

Rincer les sondes (au dessus d'un bécher, les rincer avec la pissette, de par en dessus!!), ainsi que la cuve (évier au fond de la salle).

Préparer de nouveau la seringue de glucose

Sur le logiciel, cliquer sur « supprimer la dernière série ».

reprendre cette fiche a partir du point numéro 4.