Dieses Ding ist in letzter Zeit sehr populär geworden! Wenn Ihr Kind spielt, hören Sie sofort auf! sofort! stoppen

Unter Grundschülern auf der ganzen Welt hat sich still und leise ein eher „unkonventionelles“ Hobby entwickelt: das Aufwirbeln von stinkendem Wasser .

Mit stinkendem Wasser sind verschiedene Dinge des Lebens gemeint, darunter Fäkalien, Urin, tote Insekten, Essensreste, Obst, Getränke usw., solange es sich um alles handelt, was sich Grundschüler vorstellen und besorgen können und das in einer verschlossenen Flasche aufbewahrt wird. Nach einer gewissen Zeit beginnen diese Substanzen zu verrotten, entwickeln einen üblen Geruch und manche explodieren sogar. Grundschüler interessieren sich sehr für dieses Phänomen und betrachten es sogar als eine Art Entwicklungsspiel.

Das stinkende Wasser, das von Nanyu-Klassenkamerad aufgeworfen wurde (Quelle: Nanyu-Klassenkamerad, autorisiert)

Lassen Sie mich zunächst die Schlussfolgerung darlegen:

Nicht erhöhen

Das Aufpumpen von stinkendem Wasser ist kein Vergnügen und birgt Sicherheits- und Gesundheitsrisiken. Versuchen Sie es also nicht. Wenn Ihre Kinder darunter leiden, können Sie diesen Artikel mit Ihren Kindern lesen und gemeinsam mit ihnen gegen das stinkende Wasser vorgehen.

Lassen Sie uns nun darüber sprechen, warum stinkendes Wasser aus der Perspektive der Gärung schlecht riecht. Wo liegt die Gefahr? Und wie man die Gärung richtig durchführt.

Warum riecht stinkendes Wasser mit zunehmendem Alter stärker?

Die häufigste Ursache für übel riechendes Wasser ist die mikrobielle Fermentation. Der Geruch entsteht dabei, weil Mikroorganismen beim Zersetzen organischer Stoffe verschiedene flüchtige Verbindungen freisetzen. Diese Verbindungen haben oft einen starken Geruch. Verschiedene organische Stoffe erzeugen bei ihrer Zersetzung unterschiedliche Gase:

1

Proteinabbau

Wenn Mikroorganismen Proteine ​​abbauen, produzieren sie Ammoniak, Schwefelwasserstoff und verschiedene Aminverbindungen. Diese Verbindungen haben oft einen starken, ranzigen Geruch. Beispielsweise riecht Schwefelwasserstoff nach faulen Eiern, während Amine den Geruch von verrottendem Fisch haben.

2

Kohlenhydratabbau

Während des Fermentationsprozesses werden Kohlenhydrate in kurzkettige Fettsäuren, Alkohole und Ester zerlegt. Obwohl einige dieser Verbindungen aromatische Gerüche haben können, können sie in manchen Fällen auch unangenehme saure und fermentierte Gerüche erzeugen.

3

Lipolyse

Wenn Mikroorganismen Fette abbauen, entstehen flüchtige Fettsäuren wie Buttersäure, Capronsäure und Caprylsäure, die einen starken, sauren Geruch haben.

Lebensmittel, die Proteine, Kohlenhydrate und Fette enthalten, verderben und entwickeln einen unangenehmen Geruch (Quelle: KI, die vom Autor generiert wurde)

So, hier kommt der erste Punkt. Der Grund für den starken Geruch des Stinkwassers liegt in der großen Menge an zugesetzten organischen Stoffen.

Allerdings genügt es nicht, dem stinkenden Wasser einfach eine große Menge organischer Stoffe zuzusetzen. Viele Fermentationsprozesse werden in einer sauerstoffarmen Umgebung durchgeführt. Dabei durchlaufen anaerobe Mikroorganismen (wie bestimmte Bakterien und Hefen) einen Gärungsstoffwechsel, bei dem geruchsintensive Verbindungen entstehen. In anaeroben Umgebungen produzieren methanogene Bakterien beispielsweise Methan und andere übelriechende Nebenprodukte.

Der zweite Punkt ist, dass stinkendes Wasser eine anaerobe Gärung erfordert. Öffnen Sie die Flasche häufig, um zu prüfen, ob sie unangenehm riecht, da dies den Gärungsprozess beeinträchtigt.

Viele Fermentationsprozesse finden in einer sauerstoffarmen Umgebung statt (Quelle: KI vom Autor generiert)

Natürlich hängt der Geruch von Schmutzwasser auch mit der Art der Mikroorganismen zusammen. Verschiedene Mikroorganismen produzieren während des Fermentationsprozesses unterschiedliche Metabolite. Beispielsweise produzieren bestimmte anaerobe Bakterien flüchtige Fettsäuren und andere geruchsintensive Verbindungen, während Hefen bei der alkoholischen Gärung Alkohole und Ester produzieren, die manchmal stark riechen.

Hier sind zwei weitere Beispiele:

Stinkender Tofu: Der Geruch von stinkendem Tofu entsteht hauptsächlich durch Ammoniak und Schwefelwasserstoff, die während des Fermentationsprozesses entstehen. Während des Fermentationsprozesses von Tofu wird das Protein durch Mikroorganismen abgebaut, wodurch diese stark riechenden Verbindungen entstehen.

Natto: Der unangenehme Geruch von Natto entsteht durch die Polyamine (wie Putrescin und Cadaverin) und das Ammoniak, die von Bakterien (hauptsächlich Bacillus subtilis) während des Fermentationsprozesses produziert werden, wenn sie das Protein in Sojabohnen abbauen.

Warum explodiert stinkendes Wasser?

Während des Fermentationsprozesses zerlegen Mikroorganismen organische Substanzen (wie Zucker, Proteine, Fette usw.), um Energie zu gewinnen und Stoffwechselprodukte zu produzieren. In anoxischen Umgebungen führen Mikroorganismen eine anaerobe Atmung durch, bei der sie organische Stoffe in kleine Moleküle zerlegen und Gase als Nebenprodukte freisetzen. Einige häufige gaserzeugende Gärungen sind die folgenden:

1

Alkoholische Gärung

Hefe baut Glukose in einer anaeroben Umgebung ab, um Alkohol und Kohlendioxidgas zu produzieren.

2

Milchsäuregärung

Einige Milchsäurebakterien produzieren beim Abbau von Zucker Milchsäure und Kohlendioxid.

3

Anaerobe Fermentation

Einige anaerobe Bakterien, wie beispielsweise Methanogene, produzieren während der Gärung Methan und Kohlendioxid.

4

Nitratreduktion

Einige Bakterien sind in der Lage, Nitrate zu Stickstoffgas oder Distickstoffmonoxid zu reduzieren, die während des Fermentationsprozesses freigesetzt werden.

Der Grund für Explosionen bei der Flaschengärung liegt darin, dass Mikroorganismen während des Gärungsprozesses organische Stoffe zersetzen und dabei Gase (wie Kohlendioxid und Methan) produzieren. In einer verschlossenen Flasche können diese Gase nicht entweichen, wodurch der Innendruck weiter ansteigt. Wenn der Druck die Toleranzgrenze der Flasche überschreitet, explodiert die Flasche. Dieses Risiko ist insbesondere bei schneller Gärung und bei der Verwendung nicht druckfester Behälter hoch und stellt eine unmittelbare Sicherheitsgefahr dar.

Hören Sie auf, stinkendes Wasser zu fördern, es kann ernsthafte Schäden verursachen

Oben wurden viele Grundsätze zur Vermeidung von stinkendem Wasser erörtert. Ziel ist es, die Prinzipien der Fermentation zur Vermeidung von stinkendem Wasser allen Menschen, ob groß oder klein, näherzubringen. Es ist wirklich nicht für jeden empfehlenswert, stinkendes Wasser aufzubewahren. Schließlich birgt die Lagerung von stinkendem Wasser viele Gefahren. Hier sind einige einfache Beispiele:

1

Infektionen der Atemwege

Bei der Entstehung von stinkendem Wasser vermehren sich zahlreiche Bakterien und Pilze. Sobald der Behälter explodiert, bilden diese Mikroorganismen Tröpfchen und gelangen in die Luft. Wenn Menschen diese Tröpfchen einatmen, gelangen Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze in die Atemwege und verursachen Infektionen. In leichten Fällen kann es zu Symptomen wie Husten und Halsschmerzen kommen, in schweren Fällen kann es zu schweren Atemwegserkrankungen wie einer Lungenentzündung kommen.

Diagramm einer Pilzinfektion in der Lunge (Quelle: KI vom Autor generiert)

2

Lokale Infektion

Wenn stinkendes Wasser versehentlich in die Augen spritzt und mit der Schleimhaut in Kontakt kommt, kann es zu einer lokalen Infektion kommen. Die Augen sind ein empfindlicher Teil. Wenn sie mit stinkendem Wasser in Kontakt kommen, das eine große Anzahl Bakterien enthält, kann dies zu Augeninfektionen wie einer Bindehautentzündung führen, die sich durch Symptome wie Rötung, Schwellung, Tränenfluss und Schmerzen äußert. In schweren Fällen kann es auch zu Sehstörungen kommen.

3

Darminfektion

Wenn Sie versehentlich Flüssigkeiten oder feste Bestandteile des stinkenden Wassers zu sich nehmen, kann es außerdem zu Magen-Darm-Infektionen kommen. Stinkendes Wasser enthält eine große Anzahl schädlicher Mikroorganismen. Sobald diese Mikroorganismen in den Darm gelangen, zerstören sie die normale Darmflora und verursachen gastrointestinale Symptome wie Bauchschmerzen, Durchfall und Erbrechen. In schweren Fällen können sie schwerwiegendere Darmerkrankungen verursachen.

4

Mechanische Verletzung

Bei einer Behälterexplosion werden nicht nur schädliche Mikroorganismen freigesetzt, sondern es kommt auch zu mechanischen Schäden. Umherfliegende Splitter können Hautkratzer, Augenverletzungen usw. verursachen. Insbesondere bei der Explosion einer Glasflasche fliegen die Splitter mit hoher Geschwindigkeit heraus, was leicht zu schweren Schnitt- oder Stichverletzungen führen kann. Wenn empfindliche Teile wie die Augäpfel beschädigt werden, kann dies zu Sehverlust oder sogar Blindheit führen.

Und schließlich: Selbst wenn niemand direkt verletzt wird, ist es nicht ekelhaft, wenn eine Flasche mit stinkendem Wasser explodiert?

Wie läuft der eigentliche Fermentationsprozess ab?

Nachdem wir nun die Prinzipien und Gefahren von selbstfermentiertem Schmutzwasser kennen, wollen wir näher darauf eingehen und darüber sprechen, worum es bei der regelmäßigen Fermentation geht. Glauben Sie nicht, dass mikrobielle Fermentation nur Müll wie stinkendes Wasser produzieren kann. Fermentationstechnik ist in unserem täglichen Leben allgegenwärtig. Viele der Lebensmittel und Getränke, die wir kennen und lieben, werden durch Fermentationsprozesse hergestellt.

Joghurt, Brot und Käse zum Frühstück, Sojasauce und Essig, die häufig zum Kochen verwendet werden, Kimchi zum Abendessen und sogar Bier und Rotwein auf Partys sind beispielsweise allesamt Ergebnisse der Fermentationstechnik. Durch die Fermentation erhalten diese Lebensmittel nicht nur einen einzigartigen Geschmack und eine einzigartige Textur, sondern verbessern auch ihren Nährwert und ihre gesundheitlichen Vorteile.

Natürlich ist das eigentliche Fermentationsprojekt nicht so einfach wie die Herstellung von „stinkendem Wasser“. Der Fermentationsprozess erfordert spezielle Bedingungen, um sicherzustellen, dass Mikroorganismen effektiv wachsen und Stoffwechsel betreiben können und so qualitativ hochwertige fermentierte Produkte entstehen.

1

Geeignete Temperatur

Verschiedene Mikroorganismen weisen bei unterschiedlichen Temperaturen optimales Wachstum und optimale Fermentationsaktivität auf. Im Allgemeinen gärt Hefe am besten bei Temperaturen zwischen 20 und 30 °C, während Milchsäurebakterien im Temperaturbereich von 30 bis 40 °C die beste Leistung erbringen.

2

Geeignete pH- Umgebung

Mikroorganismen haben während des Fermentationsprozesses spezifische pH-Anforderungen. Die Hefegärung findet normalerweise im pH-Bereich von 4,0–6,0 statt, während Milchsäurebakterien in einer Umgebung mit einem pH-Wert von 5,0–6,5 besser wachsen. Durch die Anpassung des pH-Werts des Kulturmediums kann die Fermentationseffizienz optimiert werden.

3

Sauerstoffbedarf

Verschiedene Fermentationsarten haben einen unterschiedlichen Sauerstoffbedarf. Für die aerobe Fermentation (wie etwa die Essigsäuregärung) ist ausreichend Sauerstoff erforderlich, während die anaerobe Fermentation (wie etwa die Ethanolgärung) in einer sauerstofffreien Umgebung durchgeführt werden muss. Die richtige Belüftung und Eindämmung sind entscheidende Schritte im Fermentationsprozess.

4

Nährstoffversorgung

Mikroorganismen benötigen Nährstoffe wie Kohlenstoffquellen, Stickstoffquellen, Vitamine und Mineralien, um Wachstum und Stoffwechsel aufrechtzuerhalten. Das Kulturmedium sollte ausreichend Glucose, Aminosäuren, Vitamine und anorganische Salze enthalten, um den Nährstoffbedarf der Mikroorganismen zu decken.

5

Kontamination verhindern

Um eine Kontamination durch Fremdbakterien zu verhindern, muss während des Fermentationsprozesses ein aseptischer Betrieb gewährleistet sein. Die Verwendung steriler Geräte, steriler Kulturmedien und strenger Betriebsverfahren sind wirksame Maßnahmen zur Vermeidung von Kontaminationen.

6

Richtige Gärzeit

Verschiedene Fermentationsprozesse dauern unterschiedlich lange. Eine zu lange oder zu kurze Fermentationszeit beeinträchtigt die Qualität des Endprodukts. Durch Überwachung der Gasentwicklung, des Säuregehalts und anderer Indikatoren während des Fermentationsprozesses kann die optimale Fermentationszeit bestimmt werden.

7

Gleichmäßig gemischt

Um eine gleichmäßige Verteilung der Mikroorganismen im Kulturmedium und eine gleichmäßige Nährstoffversorgung sowie Stoffwechselentladung zu gewährleisten, ist während des Fermentationsprozesses in der Regel ein gutes Rühren und Mischen erforderlich.

8

Stressbewältigung

Bei einigen Fermentationsprozessen, insbesondere bei der anaeroben Fermentation, ist auch die Kontrolle des Drucks im Behälter von entscheidender Bedeutung. Übermäßiger Druck hemmt das Wachstum von Mikroorganismen, während eine entsprechende Druckreduzierung die Fermentationseffizienz verbessern kann.

Zusammenfassen

Das Interesse von Grund- und Sekundarschülern an der Herstellung von stinkendem Wasser hat viele Gründe. Dazu kann eine gewisse schelmische Mentalität gehören, aber auch Neugier auf die Aktivitäten von Mikroorganismen in der Natur, der Wunsch, die Komplexität des Ökosystems zu erforschen und die Freude an der Teilnahme an Experimenten und Beobachtungen. Dieses Interesse spiegelt den natürlichen Entdeckergeist und Lernwillen von Kindern wider und ist ein guter Einstieg in die naturwissenschaftliche Ausbildung.

Wir sollten die Neugier der Kinder nicht entmutigen, aber wir sollten diese Gelegenheit auch nutzen, um sie daran zu erinnern, dass sie bei der Durchführung wissenschaftlicher Experimente den Zweck des Experiments klar definieren, grundlegende Kenntnisse und Theorien verstehen, die Versuchsbedingungen kontrollieren, geeignete Geräte verwenden und, was am wichtigsten ist, für Sicherheit sorgen müssen. Andernfalls führen blinde Versuche nicht zu wirklichen Erkenntnissen und rücksichtsloses Handeln führt zu Unfällen und Problemen.

Planung und Produktion

Autor: Denovo, PhD in Analytischer Chemie

Rezension von Liang Chengzhu, Forscher am Qingdao Customs Technology Center

Planung – Ding Zong

Herausgeber: Ding Zong

Korrekturgelesen von Xu Lailinlin