הניסוי שלנו - תמונות מביצוע הניסוי הראשי והניסוי המקדים

הניסוי המקדים

הניסוי הראשי

משימה חמישית - ביצוע ודו"ח ניסוי

ניסוי מקדים

לפני ביצוע הניסוי הראשי ביצענו ניסוי מקדים:

מטרת הניסוי: למצוא את דרך השימוש בקינמון, כלומר לבדוק כיצד ניצן להשתמש בקינמון בצורה שתאפשר לנו להשתמש בו בניסוי הראשי (בריכוזים שונים).

לפני תחילת הניסוי המקדים התוועדנו לעובדה שקינמון לא יכול להתערבב עם מים בשל העובדה שהוא מכיל מולקולות שומן הדוחות מים, ובמגע איתם מתקלת עיסה גושית שלא מתאימה לניסוי. לכן החלטנו לבצע תהליך של מיצוי קינמון.

כלים וחומרים:

-        בקבוק קוני

-        קינמון טחון

-        גזה

-        משפך

-        מים + קומקום

מהלך הניסוי:

1.     לקחנו 3 בקבוקי קוני, בכל כלי הכנסנו משפך ועליו גזה. על כל גזה שמנו כמות שונה של קינמון – 5 גרם, 10 גרם, 15 גרם.

2.     חיממנו מים לטמפרטורה של 75 מעלות צלסיוס

3.     על כל גזה עם קינמון שפכנו 150 מ"ל מים, על ידי ביצוע פעולה זו עברו מהקינמון דרך הגזה רק החומרים הרצויים.

תוצאות
על הגזה למעלה נוצרה עיסה גושית וצמיגים שלא התחברה אל המים.
בסופו של דבר בכלי שבו היו 15 גרם קינמון הייתה התמיסה הכהה ביותר מאשר התמיסות האחרות.

מסקנות
הבנו שבתמיסה הנ"ל יש יותר חומרים פעילים של הקינמון ובזמן הניסוי הראשי נשתמש במיצוי של 15 גרם הקינמון. אנו מאמינות שבעזרת תמיסה זו יצאו התוצאות הטובות ביותר.

ניסוי ראשי
בעיה: כיצד משפיע ריכוז הקינמון על קצב הנשימה התאית של השמרים?

השערה: ההשערה שלנו היא שככול שריכוז הקינמון יהיה גבוה יותר, כך קצב הנשימה התאית של השמרים יהיה קטן יותר.

כלים וחומרים:

-        שמרים יבשים

-        מיצוי קינמון (שנוצר על ידי הניסוי המקדים שערכנו)

-        סוכרוז (סוכר לבן)

-        מים מזוקקים

-        מבחנות

-        אמבט עם מים שרתחו

-        מד טמפרטורה

-        פיפטות

-        משפך

-        משורה

-        עט/טוש סימון – לורד

-        סרגל למדידה

מהלך הניסוי:

1.     מכינים תמצית קינמון בריכוזים שונים: 25%, 50%, 75%, 100%
(לוקחים משורה ובה שמים חלק רצוי של מיצוי הקינמון וחלק רצוי של מים מזוקקים, לדוגמה: בשביל 25% שמים רבע תמצית קינמון ושלושת רבע מים מזוקקים)

2.     מכינים 5 מבחנות:
מבחנה מספר 1: 1 גרם שמרים + 6 גרם סוכרוז + 11 מ"ל מים מזוקקים (ללא קינמון)

מבחנה מספר 2: 1 גרם שמרים + 5 מ"ל קינמון בריכוז של 25% + 6 גרם סוכרוז + 6 מ"ל מים מזוקקים

מבחנה מספר 3: 1 גרם שמרים + 5 מ"ל קינמון בריכוז של 50% + 6 גרם סוכרוז + 6 מ"ל מים מזוקקים

מבחנה מספר 4: 1 גרם שמרים + 5 מ"ל קינמון בריכוז של 75% + 6 גרם סוכרוז + 6 מ"ל מים מזוקקים

מבחנה מספר 5: 1 גרם שמרים + 5 מ"ל קינמון בריכוז של 100% + 6 גרם סוכרוז + 6 מ"ל מים מזוקקים

3.     מערבבים את החומרים

4.     מסמנים בעזרת טוש לסימון את הגובה הנוכחי של הנוזל

5.     מחממים מים לטמפרטורה של 45 מעלות צלסיוס ושמים באמבט (כלי)

6.     מכניסים את המבחנות למשך 10 דקות

7.     מודדים את השינוי בגובה הנוזל של כל מבחנה וכותבים את התוצאות

תוצאות:
עליית הנוזל במבחנות (בס"מ):

מבחנה	מבחנה 1	מבחנה 2	מבחנה 3	מבחנה 4	מבחנה 5
%תמצית קינמון	0% (מבחנת בקרה)	25%	50%	75%	100%
חזרה מספר 1	20	11	8	6	5
חזרה מספר 2	21	12	9	7	6
חזרה מספר 3	20	11.5	7.5	7	5.5
ממוצע	20.33	11.5	8.17	6.67	5.5

*חשוב לציין: מכיוון ששמרים הם חומר שמתפתח די בקלות והמבחנה לא הייתה מספיק גבוהה, כאשר פתחנו את הפקק כי הנוזל זלג החוצה הצמדנו סרגל לצד המבחנה וכך גם בדקנו באותו רגע כמה עלה הנוזל.

מסקנות:

תוצאות הניסוי – הטבלה והגרף, מאששות את ההשערה שלנו. על פי התוצאות אפשר לראות כי ככול שריכוז הקינמון גבוה יותר, כך קצב הנשימה התאית של השמרים נמוך יותר. הסיבה לכך היא החומר הפעיל שנמצא בקינמון והוא האאוגנול. במהלך הנשימה התאית של השמרים, הם פולטים פד"ח (CO2) שמפעיל לחץ הגורם לעליית הנוזל. דהיינו, כאשר קצב הנשימה התאית קטן יותר, גובה הנוזל נמוך יותר.
המסקנה מתבססת על פי מבחנת הבקרה ושאר המבחנות:

-        במבחנת הבקרה היו רק שמרים, מים מזוקקים וסוכרוז (ללא הקינמון). במבחנה זו ממוצע עליית הנוזל במבחנה היה גבוה ביותר. לעומת זאת במבחנות עם הקינמון ממוצע עליית הנוזל היה נמוך יותר.
הסיבה לכך היא לפי הידע הביולוגיה המבוסס שאספנו על הקינמון. אנו יודעים שהקינמון מכיל חומר בשם אאוגנול שידוע בתור חומר אנטי פטרייתי ואנטי חיידקי.

-        מסקנה נוספת שלנו היא שהנשימה התאית בשמרים מושפעת ורגישה מאוד לקינמון משום שלפי התוצאות ניתן לראות שגם בריכוז די נמוך של 25%, גובה הממוצע של הנוזל במבחנה ירד באופן דרסטי בכ50% ממבחנה 1 – שבה אין בכלל קינמון.

המלצות לעתיד

בתחום האפייה – ניתן להשתמש בקינמון כדי לשלוט על רמת התפיחה של הבצק ולמנן אותה. אם ברצוננו לאפות מאפים בהם דרושה להם רמת תפיחה קטנה או בינונית של הבצק נוכל להיעזר בהגברת מינון הקינמון.

בתחום ההיגיינה – ניתן להיעזר בקינמון על מנת להשמיד זיהומים פטרייתיים ממשטחים, כלים וכיוצא בזה.

בתחום הרפואה – להשתמש בחומר האנטי פטרייתי שבקינמון (אאוגנול) בתרופות לטיפול בפצעים או זיהומים על בסיס פטרייתי. 

משימה שלישית - שאלות משנה ורקע מדעי

לפני שהתחלנו בניסוי חקרנו את הנושא ואת הרקע של החומרים שאנו משתמשות בהם.

שאלנו את עצמנו מספר שאלות:
מהם החומרים שבתוך הקינמון?
מהם שמרים?
מהם הכמויות הרצויות שבהן כדאי להשתמש בניסוי?

מקורות המידע:

שמרים

Yeasts

שמרים, שם משותף לסוגים רבים של פטריות מיקרוסקופיות, בדרך כלל חד תאיות, הגורמות לתסיסת פחמימות בחומרים שונים. בטבע נפוצים השמרים במגוון רחב של בתי גידול ימיים ויבשתיים, בקרקע ועל גבי צמחים. מבחינה טקסונומית, משתייכים רוב השמרים למחלקת פטריות הנאדית (Ascomycotina), ומיעוטן - לפטריות הבסיסה (Basidiomycotina).

תא השמרים עטוף בקרום חיצוני חדיר למחצה. קרום זה הוא המאפשר תנועה של חומרי מזון אל תוך התא וכן הפרשת פסולת החוצה ממנו. השמרים מורכבים מכ-50% חלבונים וכ-30% פחמימות, והם עשירים בוויטמיני B, בניאצין (חומצה ניקוטינית) ובחומצה פולית. מאחר והם חסרי כלורופיל (צבע ירוק המצוי בצמחים וממלא תפקיד מרכזי בתהליך הפוטוסינתיזה), הם אינם יכולים לנצל את השמש...

http://www.ynet.co.il/yaan/0,7340,L-21709-PreYaan,00.html 

שמרים הם יצורים, פטריות חד תאיות בעלי דופן עבה.

קינמון

http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A7%D7%99%D7%A0%D7%9E%D7%95%D7%9F

החומר הפעיל בקינמון הוא אלדהיד הקרוי סינאמאלדהיד (Cinnamaldehyde) - נוזל שמנוני צהוב וצמיג בעל מסיסות נמוכה במים.
למולקולה מערכת קשרים כפולים מצומדים, ולכן היא מישורית. החומר המרוכז גורם גירוי לעור, ובכמויות גדולות עשוי להיות רעיל, אך אין לו השפעות קרצינוגניות או השפעה בריאותית לטווח ארוך. הסינאמאלדהיד מופרש מהגוף בשתן כחומצת קינמון (תוצר חמצון של האלדהיד). מפיקים את החומר על ידי זיקוק בקיטור של השמן מקליפת העץ. כתוסף מזון הוא מקנה ארומה אופיינית לממתקים, מסטיקים ומשקאות בריכוזים של עד 4,900 מ"ג לליטר (פחות מ-0.5%). בנוסף לשימושיו בתעשיית המזון, החומר הוא דוחה חרקים ומכרסמים יעיל.

משמעות הדבר היא שבקינמון יש חומר שמנוני בעל מסיסות נמוכה במים.

http://lib.cet.ac.il/pages/item.asp?item=18511

קינמון (Cinnamomum verum): התבלין מופק מקליפת העץ. גם הוא מכיל אאוגנול, שלו פעילות אנטי-חיידקית ואנטי-פטרייתית.

*רוב הקטע המידעי אינו רלוונטי ולכן העתקנו רק את החלק החשוב.

http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A9%D7%9E%D7%A8%D7%99%D7%9D

http://he.wikibooks.org/wiki/%D7%91%D7%99%D7%95%D7%98%D7%9B%D7%A0%D7%95%D7%9C%D7%95%D7%92%D7%99%D7%94/%D7%A9%D7%9E%D7%A8%D7%99%D7%9D

אז מה למדנו?

קינמון מכיל אאוגנול שלו פעילות אנטי חיידקתית ואנטי פטרייתית, כלומר האאוגנול ידוע בתור חומר שדוחה והורס בקטריות וחיידקים.
לכן, צפוי שהקימון ישפיע על הנשימה התאית של פטריות חד תאיות – שמרים.

זאת ועוד התוועדנו לעובדה שקינמון הינו חומר שאינו מתערבב עם מים בשל מולקולות השמן שהוא מכיל הדוחות מים, ובמגע איתם נוצרת תמיסה גושית וצמיגית שאינה מתאימה לשימוש במהלך הניסוי. לכן בחרנו לבצע תהליך מיצוי קינמון – בו נפיק מהקינמון את כל החומרים הפעילים שלו בצורה שמתאימה לנו למהלך הניסוי.

על מנת להפיק את החומרים הפעילים הנ"ל נבצע ניסוי מקדים לפני ביצוע הניסוי הראשי:

תהליך של מיצוי קינמון יעשה על ידי הוספת מים חמים לקינמון וסינון על ידי גזה ובקבוק קוני. שימוש של כמויות שונות של קינמון ייתן ריכוזים שונים.

הגורם המשפיע (משתנה בלתי תלוי): הוא קינמון, דרך השינוי שלו הוא על ידי ריכוז המיצוי שלו. נשתמש בריכוזים שונים בכל מבחנה אך אותה כמות בנפח (5 מ"ל). הריכוזים שבהם נשתמש הם 25%, 50%, 75%, 100%.

הגורם המושפע (משתנה תלוי): הוא קצב הנשימה התאית בשמרים. דרך המדידה תהיה בדיקת הפרשי הגובה של הנוזל לפני הניסוי ואחריו (ביחידות מידה ס"מ).

הגורמים הקבועים:

• כמות השמרים – 1 גרם שמרים למבחנה
• כמות הסוכרוז – 6 גרם סוכרוז למבחנה
• זמן המבחנות בתוך האמבט (הכלי שבתוכו נמצאות המבחנות) – 10 דקות
• טמפרטורת האמבט – 45 מעלות
• כמות הקינמון – 5 מ"ל