酵母は菌類であり、その生活と成長のためにエネルギーの供給が必要です。
酵母は、「呼吸」と呼ばれるプロセスで、酸素を使って糖からエネルギーを放出することができます(あなたの体も、エネルギーの多くを糖やその他の炭水化物から得ています)。 ですから、砂糖が多ければ多いほど、酵母はより活発になり、その成長も早くなります(ある時点までは-蜂蜜など、非常に強い砂糖では酵母も成長できません)。
しかし、酸素が不足している場合(ボール状の生地の真ん中のように)、酵母はまだ砂糖からエネルギーを解放できますが、この条件では、副産物としてアルコールと二酸化炭素が生まれます。 この炭酸ガスが、生地に(したがってパンに)泡を立て、生地を盛り上げるのである。
アルコールは(人間だけでなく酵母にとっても)毒なので、アルコール分が高くなりすぎると酵母は成長できない。
なぜ砂糖が過剰になると酵母が抑制されるのか。
推測するに、砂糖の浸透圧濃度が高くなり、酵母が増殖に必要な水分を確保できなくなったのだろう。 浸透圧濃度が高くなると、糖液の水ポテンシャルはどんどんマイナスになり、酵母細胞の内容物の水ポテンシャルより低くなって、水は細胞内に入るより外に出て行く傾向があります。 酵母細胞が活発に水を取り込み、代謝エネルギーを消費して水を水位勾配に逆らって送り出すことができるかどうかはわかりません。
ある濃度までは、呼吸と細胞物質の合成に利用できる糖の量が制限要因となり、酵母は成長に必要以上の水を取り込むことができると想像しています。
どの糖が酵母の増殖に最適か
「4つの糖(フルクトース、グルコース、スクロース、ラクトース)をテストしてみました。 その結果、スクロースが最も酵母細胞の泡立ちをよくすると結論づけました。 私の疑問は、なぜなのか? 特に、ブドウ糖が酵母を最も泡立たせなかった理由が気になります」
それぞれのケースで使用した砂糖の濃度はどれくらいだったのでしょうか?
基本的に、各糖は呼吸に供給できるようにグルコースに変換される必要があり、このプロセスで発泡の原因となるガスが発生します。
酵母はこれを行うためにさまざまな酵素を合成することができます。 GLUCOSE-FRUCTOSE = SUCROSE
スクラーゼはスクロースを分割する。
アイソメラーゼはフルクトースをグルコースに変換する。
したがって、0.1Mスクロースから0.2Mグルコース(すべてがグルコースに変換されるとき)が生成される。 GLUCOSE-GALACTOSE = LACTOSE
ラクターゼは乳糖を分割し、トランスアセチラーゼはガラクトースをグルコースに変換する。
しかし、酵母はラクターゼの遺伝子を持っていないので、「ミルクスタウト」では乳糖がそのまま残っていると思う。
だから、乳糖はあなたのリストの一番下で最も泡立たない、と私は予想しているのである。
糖が濃すぎると反応が遅くなるので(これが蜂蜜が通常発酵しない理由)、実験では希薄な溶液しか使わないように注意する必要があります。
つまり、スクロースは「同じ濃度」のグルコースより2倍多く得られたので、あなたのテストでは一番うまくいったのではないかと思います。
John Hewitson and Charles Hill
のコメント。