キーコンセプト
Biology
Microorganisms
Microscopic
Metabolism
Carbon dioxide
Introductionドライイーストが実は生きているということを知っていましたか？ 正しい材料を加えると、泡立ち、にじみ出るような生命力を発揮するのです。 しかし、そのためにはどのような条件が必要なのでしょうか。 酵母が活動し、成長するために必要なものは何でしょうか？ この科学アクティビティを試してみてください。
背景
酵母は、実は菌類の一種である小さな微小生物（微生物）です。 つまり、動植物や細菌（後者も微生物です）よりもキノコに近いのです。 この小さな生き物は、奇妙で異質なものに聞こえるかもしれませんが、人々は何千年もの間、パンを膨らませるために利用してきたのです。 これはどのような仕組みなのでしょうか？
私たちと同じように、酵母も周囲の環境から食物を得て成長し、繁殖しなければならない。 酵母は何を食べているのだろうか。 パン生地に多く含まれる糖やでんぷんを食べます。 この餌をエネルギーに変えて、炭酸ガスを放出するのです。 これが「発酵」です。 パンが柔らかく、スポンジのような食感になるのは、この発酵による炭酸ガスのおかげなのです。 このガスのポケットは、パンを焼く前に生地を寝かせるときに、酵母によって作られる。
材料
- 2リットルのペットボトル3本
- 計量スプーン
- 白いテーブルシュガー
- 塩、重曹または酢
- 油性マジック（任意）
- 計量カップ
- 暖かい水道水
- 中くらいの鍋またはボウル1個分。 7912>
- ドライイースト6パックまたは瓶に入った同量
- 標準サイズのラテックス風船3個
- 時計またはタイマー
準備
- 各瓶を水で十分に洗い、ラベルをはがします。
- 3つのボトルのうち2つに大さじ2杯の砂糖を入れます。 砂糖は酵母の活動にどのような影響を与えると思いますか？
- 砂糖を加えた瓶のうち1本に、塩、重曹、酢のいずれかを大さじ2杯ずつ加えてください。 塩、重曹、酢を加えると、酵母の活性にどのような影響があると思いますか？
- 実験中、各瓶に何を加えたかを記録してください。
手順
- 中型の鍋またはボウルに、少なくとも8カップの非常に温かい水道水を入れます。 水道から出るお湯の温度は、手を入れてもほとんど熱くないくらいに調節します。
- 鍋のお湯を使い、各ボトルに約2.5カップ（または約3分の1）を入れます。
- 各ボトルにドライイーストを2パック（または瓶の同量）加えます。
- それぞれの瓶のふたを取り、風船を瓶の開口部（畝のすべて）に完全に張り付けます。 風船を瓶の開口部に密着させることが重要なのはなぜだと思いますか？
- ボトルを暖かい場所で45分間休ませます。 風船は直射日光の当たらないところに置いてください。 風船は時間が経つとどのように変化するのですか？
- 45分後、ボトルと風船を調べます。 どの風船がふくらんだでしょうか。 それぞれの風船の大きさはどうなっていますか。 瓶の中身に違いはありますか。
- 酵母はどの環境で最も多く二酸化炭素を作りましたか。 このことから、酵母の発酵に必要な条件について何がわかりますか？
- おまけです。 この活動の結果を、水置換試験で定量化することができます。 そのためには、大きな鍋に水を満たし、それを大きめのトレイ、鍋、またはポットに入れてください。 測定したい風船をすばやく結んでガスを逃がさないようにし、風船を水の中に沈めます。 鍋からトレイにあふれた水の量を測れば、風船が排出した水の量、つまり風船の中の炭酸ガスの体積がわかります。 結果を数値化すると、風船の大きさは具体的にどのくらい違うのでしょうか？
- おまけです。 酵母の活動や発酵の過程に影響を与える環境条件として、もう一つ温度があります。 同じ条件で複数のボトルを準備し、それぞれのボトルを温度の異なる場所に置くことで、これを調べることができます。 45分後、風船の大きさはどのように変化しているでしょうか？
- おまけです。 この活動をもう一度やってみましょう。今度は、砂糖の種類や供給源の違いが、二酸化炭素の発生にどのような影響を与えるかだけに注目しましょう。
観察と結果
イーストと水だけを入れた瓶の風船は膨らまなかったか？ 砂糖だけを加えた瓶の上の風船が一番膨らみましたか？
酵母が糖分を食べてエネルギーに変えるとき、二酸化炭素も発生します。 この過程を発酵といいます。 この活動では、瓶につけた風船が、発酵の際に酵母が出す二酸化炭素を取り込んでいるはずです。 酵母はいるが砂糖がない瓶では、酵母は餌（つまり砂糖）を持っていないので、風船は膨らまなかったはずです。 酵母と砂糖が入っていたボトル（塩、重曹、酢は入っていない）では、酵母が増殖して二酸化炭素をたくさん作り、明らかに風船が膨らんでいるはずです。 塩、重曹、酢を加えた場合、酵母が作る二酸化炭素は少なくなり、砂糖だけの場合よりも風船が膨らまなくなるはずです。 これは、これらの物質を加えることで環境が変化し、酵母にとって理想的でなくなったためである。 具体的には、塩を加えると塩分濃度が高くなり、重曹や酢を加えると環境のpHが変化し、普通の水による中性環境と比較して、それぞれ塩基性または酸性になります。
後片付け
この活動が終わったら、酵母を堆肥化するか（許可があれば）外のどこかに捨てるかして処分してください。 酵母を水で薄めずに排水溝に流すと、膨張してパイプを傷つけることがあります。 ユタ州立大学「Fermentation」
「Experiments with Acids and Bases」Fun Science Gallery
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Yeasty Beasties, Science Buddies
This activity brought to you with Science Buddies
この活動は、サイエンス・バディーズの協力のもと行われました。