パンはどうしてふくらむの？

仕組みの科学

パンがふくらむしくみは、「気体を出すもの」と「気体を閉じこめるもの」という二つの役者で考えると分かりやすい。気体を出す役者が、イーストと呼ばれる酵母だ。京都大学の解説によれば、酵母はサッカロミセス・セレビシエという単細胞の微生物で、糖を分解してアルコールと二酸化炭素をつくり出す。この反応をアルコール発酵という。パン生地の中では、小麦粉や砂糖にふくまれる糖を酵母が食べ、二酸化炭素の泡を次々と生み出していく。もう一方の、気体を閉じこめる役者が、小麦粉からできるグルテンというたんぱく質だ。小麦粉に水を加えてよくこねると、たんぱく質どうしがつながって網目状のグルテンができる。このグルテンがゴム風船のようにのびて、酵母が出した二酸化炭素の泡を包みこみ、外へ逃がさない。だから泡がふえるほど生地はふくらむ。発酵で生地をふくらませ、こねてグルテンで泡を閉じこめる——この二つがそろって、はじめてパンはふっくらとふくらむのである。

歴史と発見

パンやお酒づくりに欠かせない発酵は、人類がそのしくみを知るよりずっと昔から、経験として使われてきた。ふくらんだパンや、あわ立つお酒は、目に見えない小さな生き物のはたらきによるものだと分かったのは、顕微鏡が発達し、微生物の研究が進んでからのことだ。農林水産省の解説によれば、発酵とは微生物が食べ物を分解し、人にとって役立つ物質へと変化させるはたらきをいう。酵母によるアルコール発酵はその代表で、パンをふくらませる二酸化炭素も、お酒のアルコールも、同じ反応から生まれる。おもしろいのは、パンとお酒が兄弟のような関係にあることだ。酵母は糖からアルコールと二酸化炭素を同時につくるので、パンでは二酸化炭素のふくらみが主役になり、アルコールは焼くときにほとんど飛んでしまう。いっぽうビールやワイン、日本酒では、残ったアルコールが主役になる。同じ微生物のはたらきが、食べ物と飲み物という別々の文化を生み育ててきたのである。身近な発酵食品には、みそやしょうゆ、ヨーグルトなど、ほかにもたくさんの仲間がいる。

もう一歩先

「イーストは生き物だ」と聞くと、意外に思う人もいるかもしれない。スーパーで売られている乾燥した粉のイースト（ドライイースト）は、動いているようには見えないからだ。じつはあの状態の酵母は、水分をぬかれて眠っている、休眠という状態にある。そこへ、ほどよい温かさの水と、えさになる糖があたえられると、酵母は目をさましてはたらき始める。発酵に温度が関係するのはこのためで、冷たすぎると酵母はなかなか動かず、熱すぎると弱ってしまう。パンづくりで生地をあたたかい場所において待つのは、酵母がいちばん元気にはたらける環境をつくっているのだ。ここから、身のまわりの発酵へと目を広げてみたい。パンをふくらませる酵母、ヨーグルトをつくる乳酸菌、みそやしょうゆを育てるこうじ菌——どれも小さな生き物のはたらきによるものだ。ただし、発酵食品が体によい・悪いといった健康の話は、人によって事情がちがい、かんたんに決めつけられない。ここでは「小さな生き物が食べ物を変える」というふしぎそのものを楽しみたい。夏休みの自由研究で、砂糖の量や温度をかえて発酵のようすをくらべてみるのも、面白い一歩になるだろう。