Drożdże są grzybami i potrzebują dostaw energii do życia i wzrostu. Cukier dostarcza tej energii (twoje ciało również otrzymuje wiele energii z cukru i innych węglowodanów).
Drożdże mogą używać tlenu do uwalniania energii z cukru (tak jak ty) w procesie zwanym „oddychaniem”. Tak więc, im więcej jest cukru, tym bardziej aktywne będą drożdże i tym szybszy będzie ich wzrost (do pewnego momentu – nawet drożdże nie mogą rosnąć w bardzo mocnym cukrze – takim jak miód).
Jednakże, jeśli tlenu jest mało (jak w środku kuli ciasta), drożdże nadal mogą uwalniać energię z cukru, ale w tych warunkach, ich produktami ubocznymi są alkohol i dwutlenek węgla. To właśnie ten gazowy dwutlenek węgla tworzy bąbelki w cieście (a więc i w chlebie), powodując wzrost ciasta.
Alkohol jest trucizną (zarówno dla drożdży, jak i dla ludzi) i dlatego drożdże nie są w stanie rosnąć, gdy zawartość alkoholu jest zbyt wysoka. To dlatego wino nigdy nie ma więcej niż około 12% alkoholu.
Dlaczego nadmiar cukru hamuje drożdże?
Moim zdaniem stężenie osmotyczne cukru jest tak duże, że drożdże nie są w stanie uzyskać wystarczającej ilości wody do wzrostu.
Jako że świeże drożdże składają się w ponad 90% z wody, pojedynczą substancją najbardziej potrzebną do wzrostu jest woda. W miarę wzrostu stężenia osmotycznego, potencjał wodny roztworu cukru staje się coraz bardziej ujemny, aż osiąga punkt, w którym jest niższy niż potencjał wodny zawartości komórki drożdży i woda ma tendencję do przemieszczania się na zewnątrz komórki, a nie do wewnątrz. Nie wiem czy komórki drożdży są w stanie pobierać wodę aktywnie, poprzez wydatkowanie energii metabolicznej do pompowania wody wbrew gradientowi potencjału wody.
Wyobrażam sobie, że do pewnego stężenia, czynnikiem ograniczającym jest ilość cukru dostępna do oddychania i syntezy materiałów komórkowych z drożdżami w stanie pobrać więcej wody niż potrzeba do wzrostu. Wraz ze wzrostem stężenia cukru, chociaż oddychanie i synteza mogą zachodzić szybciej, pobieranie wody staje się coraz wolniejsze i wolniejsze, aż osiągniemy punkt, w którym szybkość pobierania wody staje się czynnikiem ograniczającym.
Który cukier jest najlepszy dla wzrostu drożdży?
„Przetestowałem cztery cukry (fruktozę, glukozę, sacharozę i laktozę). Doszedłem do wniosku, że sacharoza sprawiła, że komórki drożdży miały najwięcej piany. Moje pytanie brzmi: dlaczego? Szczególnie ciekawi mnie, dlaczego glukoza nie sprawiła, że drożdże najbardziej się pieniły.”
Ciekawi mnie, jakie stężenie cukru stosowałeś w każdym przypadku? Czy każdy roztwór cukru był sporządzony do stężenia np. o tej samej molarności?
Podsumowując, każdy cukier musi być przekształcony w glukozę, aby mógł być użyty do oddychania i to właśnie ten proces wytwarza gaz, który powoduje pienienie się.
Drożdże są w stanie syntetyzować szereg enzymów, aby to zrobić:-
Sacharoza jest disacharydem: GLUCOSE-FRUCTOSE = SUCROSE
Sukraza rozdzieli sacharozę.
Izomeraza przekształci fruktozę w glukozę.
Tak więc 0,1M sacharozy da 0,2M glukozy (gdy WSZYSTKO zostanie przekształcone w glukozę).
Laktoza jest disacharydem: GLUCOSE-GALACTOSE = LACTOSE
Laktaza rozdzieli laktozę, a Transacetylaza przekształci Galaktozę w Glukozę.
Wydaje mi się jednak, że drożdże nie mają genu dla laktazy i dlatego cukier laktoza pozostaje nienaruszona w 'Milk stout’.
Więc przewiduję, że laktoza była na dole twojej listy, z najmniejszą ilością piany.
Jeśli cukier jest zbyt skoncentrowany, spowolni reakcję (to dlatego miód normalnie nie fermentuje), więc powinieneś być ostrożny, aby używać tylko rozcieńczonych roztworów w swoim eksperymencie.
Podejrzewam więc, że sacharoza wypadła najlepiej w twoim teście, ponieważ dała dwa razy więcej glukozy niż „to samo stężenie” glukozy.
John Hewitson i Charles Hill
.