酵母の発酵で風船はふくらむのか

目に見えない気体を、風船で見えるようにする実験

パンを作るときに使われる酵母は、砂糖を分解して発酵します。

そのとき、二酸化炭素という気体が発生します。

この二酸化炭素が出ることによって、パンの生地はふくらみます。

では、酵母と砂糖をペットボトルに入れ、その口に風船をつけたら、風船はふくらむのでしょうか。

この実験では、酵母の発酵によって発生する気体を、風船のふくらみ方で観察します。

酵母とは何か

酵母は、とても小さな生き物です。

目には見えませんが、パン作りや発酵食品づくりでよく使われています。

酵母は、砂糖などを栄養にして活動します。

そのとき、二酸化炭素やアルコールなどを作ります。

パンがふくらむのは、酵母が出した二酸化炭素がパン生地の中にたまるからです。

発酵とは何か

発酵とは、微生物が食べ物の成分を分解して、別の物質を作り出す働きのことです。

酵母の場合、砂糖を分解してエネルギーを得るときに、二酸化炭素を発生させます。

この二酸化炭素は目には見えません。

しかし、ペットボトルの口に風船をつけておくと、発生した二酸化炭素が風船の中にたまり、風船がふくらみます。

つまり、この実験は「発酵で出た気体を風船で見えるようにする実験」だと言えます。

実験で調べること

この実験では、酵母、砂糖、ぬるま湯をペットボトルに入れ、風船のふくらみ方を観察します。

酵母だけでは、あまり発酵が進まないことがあります。

酵母に砂糖を加えると、酵母が砂糖を利用して活動しやすくなります。

そのため、砂糖を入れたものと入れないものを比べると、違いがわかりやすくなります。

さらに、水の温度によっても発酵の進み方が変わります。

冷たい水では酵母の活動が弱くなり、熱すぎるお湯では酵母が弱ってしまうことがあります。

人肌くらいのぬるま湯を使うと、発酵が進みやすくなります。

用意するもの

  • ドライイースト
  • 砂糖
  • ぬるま湯
  • 小さめのペットボトル
  • 風船
  • 計量スプーン
  • 時計

ペットボトルは、同じ大きさのものをいくつか用意すると比べやすくなります。

ガラスびんではなく、ペットボトルを使う方が安全です。

基本の実験方法

まず、ペットボトルにぬるま湯を入れます。

そこに砂糖とドライイーストを加え、軽く混ぜます。

そのあと、ペットボトルの口に風船をかぶせます。

しばらく置いておくと、酵母が砂糖を分解し始めます。

発酵によって二酸化炭素が発生すると、その気体が風船の中に入り、風船が少しずつふくらみます。

比べると面白い条件

自由研究としてまとめるなら、条件を変えて比べるとよいでしょう。

たとえば、次のような比べ方があります。

  • 酵母＋砂糖＋ぬるま湯
  • 酵母＋ぬるま湯だけ
  • 砂糖＋ぬるま湯だけ
  • 酵母＋砂糖＋冷たい水
  • 酵母＋砂糖＋熱いお湯

このように比べると、酵母、砂糖、水の温度がそれぞれ発酵に関係していることがわかります。

特に大事なのは、酵母と砂糖の組み合わせです。

酵母が活動し、砂糖を分解することで二酸化炭素が発生します。

観察のポイント

観察するときは、風船がふくらんだかどうかだけでなく、どのくらいの時間で変化が出たかも記録します。

たとえば、実験開始から10分後、20分後、30分後、60分後の様子を記録します。

風船の大きさを写真に撮っておくと、自由研究としてまとめやすくなります。

また、ペットボトルの中に泡が出ているか、においが変わったかも観察できます。

実験するときの注意

熱すぎるお湯は使わないようにします。

酵母は生き物なので、高温では働きが弱くなったり、活動できなくなったりします。

また、ペットボトルのふたをしっかり閉めてはいけません。

発生した気体の逃げ場がなくなると、ペットボトルの中の圧力が高くなって危険です。

必ず風船をかぶせて、気体が風船の中に入るようにします。

自由研究としてのまとめ方

まとめるときは、最初に予想を書きます。

「酵母が砂糖を食べて気体を出すので、風船はふくらむと思う」などと書くとよいでしょう。

次に、使った材料と実験方法を書きます。

そのあと、時間ごとの風船の変化を表にします。

最後に、なぜ風船がふくらんだのかを考察します。

風船がふくらんだ理由は、酵母が砂糖を分解し、二酸化炭素を発生させたからです。

砂糖を入れなかったものや、冷たい水を使ったものでは、風船のふくらみ方が小さくなることがあります。

その違いを比べることで、発酵には酵母の活動、砂糖、水の温度が関係していることがわかります。

まとめ

酵母の発酵で風船がふくらむかを調べる実験は、身近な材料でできる自由研究です。

目に見えない二酸化炭素を、風船のふくらみとして観察できるところが面白い点です。

パンがふくらむ仕組みも、この実験と深く関係しています。

酵母、砂糖、水の温度を変えて比べると、発酵の働きがよりわかりやすくなります。

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