Hiiva on sieni ja tarvitsee elääkseen ja kasvaakseen energiaa. Sokeri tuottaa tätä energiaa (myös sinun kehosi saa suuren osan energiastaan sokerista ja muista hiilihydraateista).
Hiiva voi käyttää happea vapauttaakseen energiaa sokerista (kuten sinäkin) prosessissa, jota kutsutaan ”hengitykseksi”. Mitä enemmän sokeria siis on, sitä aktiivisempi hiiva on ja sitä nopeampaa sen kasvu on (tiettyyn pisteeseen asti – hiiva ei pysty kasvamaan edes hyvin vahvassa sokerissa – kuten hunajassa).
Mutta jos happea on niukasti (kuten taikinapallon keskellä), hiiva voi silti vapauttaa energiaa sokerista, mutta näissä olosuhteissa sen sivutuotteina syntyy alkoholia ja hiilidioksidia. Juuri tämä hiilidioksidikaasu tekee taikinaan (ja siten myös leipään) kuplia, jotka saavat taikinan kohoamaan.
Alkoholi on myrkkyä (niin hiivalle kuin ihmisillekin), joten hiiva ei pysty kasvamaan, kun alkoholipitoisuus nousee liian korkeaksi. Siksi viinissä ei ole koskaan yli 12 % alkoholia.
MIKSI liiallinen sokeripitoisuus estää hiivaa?
Arvelisin, että sokerin osmoottinen konsentraatio nousee niin suureksi, että hiiva ei saa tarpeeksi vettä kasvuun.
Koska tuore hiiva on yli 90 %:sti vettä, yksittäinen aine, jota hiiva tarvitsee eniten kasvuun, on vesi. Osmoottisen konsentraation kasvaessa sokeriliuoksen vesipotentiaali muuttuu yhä negatiivisemmaksi, kunnes se saavuttaa pisteen, jossa se on alhaisempi kuin hiivasolun sisällön vesipotentiaali, ja vesi pyrkii liikkumaan solusta pikemminkin ulos kuin sisään. En tiedä, pystyvätkö hiivasolut ottamaan vettä aktiivisesti, kuluttamalla aineenvaihduntaenergiaa veden pumppaamiseen vesipotentiaaligradienttia vastaan.
Voin kuvitella, että tiettyyn konsentraatioon asti rajoittavana tekijänä on hengitykseen ja solumateriaalien synteesiin käytettävissä olevan sokerin määrä, jolloin hiiva pystyy ottamaan sisäänsä enemmän vettä kuin se tarvitsee kasvuunsa. Kun sokerin pitoisuus kasvaa, vaikka hengitys ja synteesi voivat tapahtua nopeammin, veden otto hidastuu ja hidastuu, kunnes päästään pisteeseen, jossa veden ottonopeudesta tulee rajoittava tekijä.
Mikä sokeri on paras hiivan kasvulle?
”Testasin neljää sokeria (fruktoosia, glukoosia, sakkaroosia ja laktoosia). Tulin siihen tulokseen, että sakkaroosi sai hiivasolut vaahtoamaan eniten. Kysymykseni on miksi? Olen erityisen utelias siitä, miksi glukoosi ei saanut hiivaa vaahtoamaan eniten.”
Mitäköhän sokeripitoisuutta käytit kussakin tapauksessa? Oliko kukin sokeriliuos tehty pitoisuuteen esim. sama molaarisuus?
PERiaatteessa jokainen sokeri on muutettava glukoosiksi, jotta se voi syöttää sitä hengitykseen ja juuri tämä prosessi tuottaa kaasua, joka aiheuttaa vaahtoamisen.
Hiiva pystyy syntetisoimaan erilaisia entsyymejä, jotka tekevät tämän:-
Sukroosi on disakkaridi: GLUKOOSI-FRUKTOOSI = SUKROSI
Sukraasi pilkkoo sakkaroosin.
Isomeraasi muuttaa fruktoosin glukoosiksi.
Siten 0,1M sakkaroosista saadaan 0,2M glukoosia (kun KAIKKI on muutettu glukoosiksi).
Laktoosi on disakkaridi: GLUKOOSI-GALAKTOOSI = LAKTOOSI
Laktaasi pilkkoo laktoosin ja transasetylaasi muuttaa galaktoosin glukoosiksi.
Olen kuitenkin sitä mieltä, että hiivalla ei ole laktaasigeeniä ja siksi laktoosisokeri säilyy koskemattomana ”Milk stoutissa”.
Ennustan siis, että laktoosi oli listasi alin, vähiten vaahtoava.
Jos sokeri on liian väkevää, se hidastaa reaktiota (tämän vuoksi hunaja ei normaalisti käy), joten sinun pitäisi olla varovainen käyttäessäsi kokeessasi vain laimeita liuoksia.
Epäilen siis, että sakkaroosi osoittautui kokeessasi parhaaksi, koska siitä saatiin kaksi kertaa enemmän glukoosia kuin ”samasta konsentraatiosta” glukoosia.
John Hewitson ja Charles Hill