パン生地を置いておくと、焼く前から膨らんできます。イーストを入れたから膨らむ、と知っていても、「イーストの粒そのものが大きくなって生地を押す」と考えると、肝心の気体を見落とします。パン酵母は糖を利用し、発酵によって二酸化炭素などを作ります。その気体が生地の中に保たれることで、体積が大きくなります。
この記事では、小麦粉を使った一般的なイーストのパンを中心に考えます。材料や製法が違えば、気体を保つ仕組みも変わります。パンと呼ばれる食品をすべて同じ説明で片付けず、問題で使っている材料を確認してください。
酵母は、膨らむための粉というだけではない
イーストは酵母という微生物です。パン生地で行うアルコール発酵では、糖から二酸化炭素とアルコールなどが生じます。酵母という生き物、働きを助ける酵素、発生する気体を同じものとして扱わないことが大切です。名前が似ていても、役割は違います。
「二酸化炭素ができる」という結果は、発芽した種子の呼吸などでも出てきます。しかし、同じ気体が出るから、すべて同じ仕組みとは言えません。何を材料にし、酸素をどう扱い、どんな変化が起こるかまで見ます。発酵と呼吸を、二酸化炭素という単語一つで入れ替えないようにしましょう。
気体を作っても、全部外へ逃げたら？
生地が膨らむには、二酸化炭素が発生するだけでなく、生地の中に気泡として保たれることも必要です。小麦粉の生地では、こねることでできるグルテンの網目が、気体を包み込む働きに関わります。発生する量と、逃がさず残せる量の両方を考えるわけです。
穴のある風船を想像すると、入れた空気が多くても膨らみにくいことが分かります。これは仕組みを考えるたとえで、パン生地がゴムと同じ物質だという意味ではありません。気体が出たかを調べたい実験で、膨らみ具合だけを見て決めると、気体を保つ性質の影響も混ざります。
温かいほど、どこまでも速くなるわけではない
酵母の働きは温度に影響されます。低温では進み方が遅くなり、高温になりすぎれば働きが損なわれます。少し温めたら発酵が進んだからといって、さらに熱すれば必ずもっとよいとは限りません。温度と変化の速さの関係を、一直線に延長しないでください。
また、最もよい温度や時間を、どの材料・製品でも同じ数字と決めることはしません。実際のパン作りは材料の表示やレシピに従います。理科の比較なら、同じ酵母と液を用意し、温度以外をそろえて、同じ時間後に何がどれだけ変わったかを記録します。
例題1｜膨らまないなら、気体は出ていない？
二つの模型生地AとBで、同じ時間に同量の二酸化炭素が発生したとします。Aは気体を多く閉じ込め、Bは気体が外へ逃げやすい構造です。Bの体積があまり増えなかったことから、「Bでは酵母がまったく働かなかった」と言えますか。
答え・解説： 言えません。設定では気体の発生量は同じです。体積の差には、気体を中に残す働きの違いが含まれています。「気体を作る」と「生地を膨らませる」の間に、保持する段階があることを説明しましょう。膨らんだ高さだけでは、酵母の働きを単独で量ったことになりません。
例題2｜酵母の有無を比べる組み合わせ
容器Aには同じ濃さの糖液50mLと酵母、Bには同じ糖液50mLだけ、Cには糖液50mLと酵母を入れます。AとBは同じ温度、Cだけ別の温度で、いずれも同じ時間観察します。酵母を入れることの影響を調べるには、どの二つを比較するのが適切ですか。
答え・解説： AとBです。温度や糖液の量をそろえ、酵母の有無を変えています。BとCを比べると酵母の有無と温度の二つが違い、結果の差をどちらの影響とするか分けにくくなります。AとCは、酵母がある条件で温度の影響を考える組み合わせです。調べたい問いに合わせて比較相手を選びます。
ベーキングパウダーとは、同じ袋にまとめない
ベーキングパウダーも食品を膨らませるために使われますが、酵母という生き物ではありません。含まれる成分の化学反応によって気体を発生させます。用途が似ていても、発酵という言葉をそのまま当てはめることはできません。パッケージの「膨らませる」という説明と、仕組みの説明を分けます。
焼く段階では、すでにある気体の膨張や水蒸気なども膨らみに関係します。そのため、焼く前の発酵と、オーブン内の変化を一つの時間の出来事にしないでください。発酵前、発酵後、焼いた後という三枚の図を並べると、いつ何を見たのかを整理できます。
実験で発生する気体を、硬い容器へ逃げ場なくためることは避けます。食品の調理と観察用の試料も区別しましょう。生地の高さを測るだけでなく、温度、時間、材料、気体を集める方法まで記録することが、結果を説明するための土台になります。
関連記事：発芽した種子と呼吸の熱 ／ 実験で比べる条件の整理