הבלון המתנפח בעצמו - פעילות מדעית לילדים לכבוד פסח

אני תמיד מחפשת הזדמנויות ללמד את ילדי עוד משהו, ופסח זו הזדמנות מצויינת - הזדמנות ללמד אותם גם מדע וגם תזונה.

מצה ולחם עשויים מאותם חומרים – קמח ומים. ההבדל הוא שהלחם תופח והמצה לא. התפחת הלחם נעשת באמצעות השמרים שהינם יצורים חיים, השייכים למשפחת המיקרובים הכוללת את החיידקים, וירוסים ופטריות (השמרים) המשמשים בהכנת הלחם, הגבינה, היין, השוקולד ועוד. השמרים, שאוכלים רק סוכר, נושמים בתהליך אנאירובי ומשחררים גז אשר מתפיח את בצק הלחם.

במאמר הבא שלי, שהתפרסם בפורטל הגדול בארץ לתזונה בריאה, Eatwell, יש הסבר מעולה על השמרים, איך הם פועלים, איך משתמשים בהם לתעשיית המזון ומדוע בני ישראל לא נעזרו בהם להתפחת הלחם:
קרא/י את המאמר וערוך/י עם ילדך את הניסוי הבא - הבלון המתנפח:

לחם, מצה והיין שבניהם
"וַיֹּאפוּ אֶת-הַבָּצֵק אֲשֶׁר הוֹצִיאוּ מִמִּצְרַיִם, עֻגֹת מַצּוֹת- כִּי לֹא חָמֵץ: כִּי-גֹרְשׁוּ מִמִּצְרַיִם, וְלֹא יָכְלוּ לְהִתְמַהְמֵהַּ, וְגַם-צֵדָה, לֹא-עָשׂוּ לָהֶם " (שמות י"ב, ל"ט),
אחד ממוצרי האפייה העתיקים ביותר הוא הלחם, שהכנתו החלה עוד בתקופה הניאוליטית, תקופת האבן, והתפתחה במשך השנים כתלות ברכיבים הזמינים, טכנולוגיה, מצב כלכלי, השפעה סוציולוגית תרבותית והתפתחות הטעם. לחם היה ידוע לעמים עתיקים כגון השומרים, הבבלים, המצרים ואחרים.
עיסת בצק נוצרת כאשר לשים יחד קמח, מלח, מים ושמרים. אחר כך משאירים את הבצק במקום חם, שם הוא תופח. עדויות ארכיאולוגיות מראות שכבר במצרים העתיקה, 4000 שנה לפני הספירה, השתמשו בשמרים.
את המצה, לעומת הלחם, מכינים גם כן מקמח, מלח ומים. ההבדל היחידי הוא שבתהליך הכנת המצה לא מעורבים שמרים, בשום צורה.
השמרים הינם יצורים חיים, מיקרואורגניזמים חד תאיים ממשפחת הפטריות. מכיוון שאין להם כלורופיל, הם אינם יכולים לייצר את מזונם בעצמם. כיצורים חיים השמרים חייבים מזון בכדי להתקיים ומזונם הוא סוכרים פשוטים. הקמח (המורכב בעיקר מעמילן) והסוכר הרגיל (סוכרוז) מורכבים מדי עבור השמרים, לכן בעזרת אנזימים מסויימים הם מפרקים את העמילן והסוכרוז לגלוקוז. בחלק ממולקולות הגלוקוז האלו הם משתמשים כמזון, והחלק האחר נותן טעם מעט מתקתק ללחם, גם אם לא מוסיפים לבצק סוכר כלל (עשו ניסוי- לעסו חתיכת לחם הרבה זמן, תנו לאנזימים הנמצאים ברוק לפרק את העמילן ולאט לאט תוכלו להרגיש בטעם מתקתק שמתפתח - זהו הסוכר שנוצר מהעמילן).
כאשר השמרים ניזונים מהסוכר, הם עוברים תהליך אנאירובי להפקת אנרגיה. תהליך זה נקרא תסיסה. בתהליך הגלוקוז הופך לחומצה פירובית שמתפרקת לכוהל תוך שחרור פחמן דו חמצני.
הפחמן הדו חמצני, שהינו גז, נלכד בבצק וכך אחראי על תפיחת הבצק. הכוהל שנוצר מתנדף בזמן אפיית הלחם בתנור.
בתעשיית היין, משתמשים בשמרים באותו תהליך התסיסה, אולם הפעם מנצלים את היווצרות הכוהל לקבלת היין. כאמור, מלבד הכוהל נוצר בתהליך התסיסה הגז פחמן דו חמצני. אם גז זה נכלא הוא הופך את המשקה לתוסס ודוגמה לכך היא השמפניה.
שמרים, כמו החיידקים, נמצאים בכל מקום. הם נמצאים באוויר כנבגים ולכן יגיעו לכל מזון עמילני (למשל בצק העשוי ממים וקמח) שיישאר פתוח לאוויר, יפרקו את העמילן שבו לסוכר פשוט ויגרמו להתפחתו בתהליך התסיסה. בהתבסס על עקרון זה, מכינים היום לחם שאור, שזמן התפחתו הוא ארוך מאוד, מכיוון שלא משתמשים בשמרים תעשייתיים. כך גם התפיחו את בצק הלחם לפני שנים רבות. היום אנו משתמשים בשמרים תעשייתיים אשר מתפיחים את הבצק מהר מאוד, לעומת בני ישראל שנעזרו באלו הנמצאים באוויר ולכן בצקם לא הספיק לתפוח.
בעקבות כך, תהליך הכנת המצות לפסח הינו תהליך מאוד קפדני על מנת שנבגי השמרים הנמצאים באוויר לא יגיעו לבצק ויגרמו להתפחתו. מרגע הכנת הבצק, תוך 18 דקות, המצות צריכות להיכנס לאפייה בתנור. בצק שיעמוד יתפח באופן טבעי.

לניסוי - הבלון המתנפח מעצמו:

חומרים וציוד:
1 בלון
1 כפית סוכר
1 כפית שמרים
מעט מים פושרים (שימו לב שלא יהיו חמים מדי)
משפך קטן

מהלך הניסוי:
הכניסו את פיית המשפך לתוך הבלון ושפכו לתוך הבלון את הסוכר והשמרים. הוסיפו לאט לאט מים בכמות כזו שתמלא את הבלון, אך לא תגיע לפייה. הוציאו את המשפך וקישרו את הבלון. מעכו מעט את הבלון עד שתרגישו שהסוכר התמוסס. הניחו את הבלון בצד למנוחה ועקבו אחר מה שקורה.
הבלון יתנפח לבד!

הערה חשובה: מאוד חשוב שתסבירו לילד מה קורה בכדי שהוא לא יחשוב שזה קסם. יש הסבר מדעי מאחורי התנפחות הבלון וחשוב שהוא יבין מה קורה.

איילת