Heim. Fisch. Wasser.

CO2 aus Hefegärung

Evaluation der Sinnhaftigkeit von Geliermitteln

Dazu hat nach einer Diskussion in drta (vorgeschlagen in <96olmg$m0vne$1@ID-43225.news.dfncis.de> und begonnen in <3A92342B.FA0F15F1@uklibk.ac.at> Werner Klotz eine Versuchsreihe gestartet, die hier im Detail wiedergegeben ist.

Vorab die Ergebnisse:

Meine bis dahin vertretene Ansicht, dass das Geliermittel keinen Vorteil bringt, wurde widerlegt, weil
1) Die Diffusion doch eher langsam ist (vermutlich durch die große Schichtdicke).
2) Die Hefe im Überschuss ist und dadurch ein gleichmäßiges, langsames Vergären des vorhandenen Zuckers erreicht wird.

Wie Werner Klotz anmerkt, wird es im Realansatz möglicherweise etwas schneller gehen, weil das Gel weniger als  50% der gesamten Schichtdicke einnimmt.

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Detailergebnisse und Beschreibung

Abb.1: Saccharosekonzentration im Überstand mit Carrageen bzw. Agarose als Geliermittel, in Abhängigkeit von der Zeit

Auszug aus <96olmg$m0vne$1@ID-43225.news.dfncis.de>:

Aus dem üblichen ca. 1%igen Gel (Gelatine, Agarose, Carrageen,...) diffundiert das kleine Saccharosemolekül ziemlich ungehindert in die darüber geschichtete Wasserphase; nach wenigen Stunden sollte die Konzentration von Saccharose in beiden Phasen gleich sein.

Die Hefe kann nur in der wässrigen Phase arbeiten, so dass die dort ständig abnehmende Konzentration durch Nachdiffusion wieder angeglichen wird. Tatsächlich sollte sich aber dadurch nur eine Verzögerung von wenigen Stunden gegenüber einer einphasigen Zuckerlösung ergeben.

Ich habe leider keinen Zugang zu einem Refraktometer mehr; damit ließe sich diese Behauptung sehr rasch zeigen oder widerlegen.

Ansatz: 200g Zucker in ca.300ml Wasser lösen und das Gel wie üblich anfertigen.
Nach dem Erstarren mit Wasser auf 1l überschichten.
Alle Stunden Probe entnehmen und den Zuckergehalt messen.
Kurve mit Annäherung an eine 20%ige Lösung zeichnen.

(Oder bei entsprechenden Kenntnissen, die mir fehlen, aus den
Diffusionskoeffizienten und Konzentrationen u. Temperatur berechnen
;-)

Zwischenbericht zur Diffusion von Saccharose aus Agarose- und Carrageengelen
(von Werner Klotz)

Der von mir angekündigte Diffusionsversuch, welcher Klärung über die Sinnhaftigkeit von Geliermitteln in Bio-CO2 Ansätzen bringen sollte läuft mittlerweile seit einer Woche.

In 1000 ml Messkolben wurden ein 1%iges Agarosegel (5g/500gH2O) sowie ein carrageenhaltiges Tortengelee (Fa. Haas, 11g) gegossen. Das Tortengelee wurde , wie ich es auch bei meinen Bio-CO2 Ansätzen mache, in der halben, auf der Pkg. angegebenen Konzentration (1 Pkg/500gr H2O) angesetzt. Die beiden Gele enthielten jeweils 200 g Saccharose, was eine theoretische Endpunktkonzentration von 20g/100g im Überstand erwarten lässt. Das erkaltete Gelee wurde mit 500g H2O überschichtet und die Dichte des Überstandes mittels Aräometer gemessen.
Die Höhe des Gels im Messkolben betrug 145 mm, der Innendurchmesser des Kolbens 60mm.

Vor jeder Messung wurde der Überstand durch Rühren vermischt, wie es beim CO2 Ansatz durch aufsteigende Gasblasen ebenfalls zu erwarten ist.
Zwei um 8 Stunden zeitversetzte Ansätze wurden auf Anraten von Hr. Peter Gründler ebenfalls angesetzt, die Ergebnisse aber nicht in den Zeitverlauf eingebracht, da sich in den ersten 24h der Effekt der Durchmischung durch das Rühren stärker als der Zeiteffekt auf die Zuckerkonzentration auswirkte, was in einem etwas langsameren Anstieg in den "Abendansätzen" welche in den ersten Stunden nicht gerührt wurden resultierte. Nach 48 h war die Zuckerkonzentration in beiden Ansätzen angeglichen, so dass auf weitere Parallelmessungen verzichtet wurde.

Zur Bestimmung der Zuckerkonzentration wurde eine Saccharoselösung (20g/100gH2O) schrittweise verdünnt, die Dichte der einzelnen Verdünnungen ermittelt und eine Kalibrationskurve mittels 4 Parameter Logistik berechnet.

Der Ansatz entspricht nicht exakt den Bedingungen in den Gärgefäßen der Aquarianer, da hier je nach Form des Gärgefäßes die Schichtdicke des Gels und die Kontaktfläche zwischen Gel und Überstand, zwei sicherlich bedeutende Faktoren, von den Versuchsbedingungen abweichen. Nach einer Woche betrug die Zuckerkonzentration im Überstand 2,917g/100g, der Großteil des Zuckers ist also noch im Gel gelöst.

Die Zuckerkonzentration im Überstand beträgt nach ca. 4 Wochen 5 bzw. 6% . Die theoretische Endkonzentration von 20 % ist also noch lange nicht erreicht. Interessanterweise verlief die Diffusion im deutlich härteren Agarosegel etwas rascher als im Tortengelee. Das Experiment wurde aber hier abgebrochen, da keine neuen Erkenntnisse mehr zu erwarten sind.

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Disclaimer: Die hier gezeigten Methoden beruhen auf eigenen Erfahrungen, die nur mit den genannten Produkten und Hilfsmitteln gewonnen wurden. Es ist möglich, dass mit anderen Produkten und durch andere Personen unter anderen Bedingungen andere - schlechtere, vergleichbare oder bessere - Ergebnisse erzielt werden können.
 
Die dargestellten Methoden sollen nicht von der Verwendung kommerziell erhältlicher Produkte gleicher oder ähnlicher Wirkweise und/oder Zusammensetzung abhalten und stellen deren Qualität oder Sinnhaftigkeit in keiner Weise in Frage.