夏休みの自由研究でパン作りと発酵の実験は簡単?イースト菌は?

公開日:  最終更新日:2016/08/07

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お母さんがパンを手作りする家庭の場合、

夏休みの自由研究の課題にパン作りはどうかしら?
パンが発酵するのは何故か調べると面白そう!

こんなことを思い浮かびますよね。
でも、実際にこの思い付きを課題にまとめるにはどうしたら良いのでしょうか。
また、小学生だと難しすぎる?中学生だと簡単すぎる?などと子供の学年に合うか心配するかもしれません。

今回は、小学生と中学生、どちらでも大丈夫なように、パン作りや発酵でイースト菌に関する実験について複数のアプローチをご紹介します。

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夏休みの自由研究でパン作りは課題になる?

パン作りを課題とするためには、

・実際のパン作り
・パンの発酵に関する実験
・イースト菌の発酵に関する実験

このような3種類のアプローチが思い浮かぶでしょう。

とはいえ、下の2つの実験については小学校低学年だと難しいかもしれません。
でも、親子でパン作りをして、それをまとめるだけでも十分でしょう。
パン作りだけだと物足りないかもしれない、と最初は心配するかもしれませんが、パン作りの手順をまとめたり、手順ごとに写真を撮影したり、上手く膨らんだか、失敗したか、その理由を考えたりすると、結構なボリュームになるはずです。
もちろん、余裕があれば「パンは何故膨らむのか」を考えても良いでしょう。

そして、パン作りは低学年だけでなく、高学年や中学生にとっても十分課題として通用します。ただ、学年が上になるにつれて、作った結果だけでなく、途中の考察もしっかりやっていく必要があります。ですから、「パンはなぜ膨らむのか」という発酵の仕組みについても同時に考えてみましょう。

では次に、パンの発酵の仕組みについてお話しします。

自由研究でパンの発酵について調べるには?

「パンはなぜ膨らむのか」を考える場合、まずはパン作りの手順と、どの場面で膨らむのかを知る必要があります。

パン作りの流れを大雑把にいうと、

計量→こねる→一次発酵→二次発酵→焼く

となっていますが、膨らむのは一次発酵と二次発酵の場面です。ですから、パンの発酵について調べるには、一次発酵で温度と時間の条件を変えて観察してみると良いでしょう。

パン作りの実際の方法については、こちらのレシピが簡単でやりやすいでしょう。
30分で本格簡単パン(クックパッド人気レシピ)

このレシピで生地を捏ねた(レシピ中の手順2)後、一次発酵の場面(レシピ手順3)で次のような2つの条件による実験を行います。

(1)温度設定を変える→室温・冷蔵庫・冷凍庫・60度の湯せん
(2)時間設定を変える→30分、60分、90分、120分

【用意する道具】
・タッパー(透明で深い物)4個
・ラップ
・輪ゴム
・その他、パン作りの材料

【実験の手順】
(1)パン生地を4個のタッパーに同じ量だけ入れてラップして、パン生地の一番てっぺん部分がどこか分かるよう、タッパーに輪ゴムをはめて印をつけます。

(2)室温、冷蔵庫、冷凍庫、60度の湯せんの4種類の温度設定で30分放置し、膨らみ具合を確認します。((1)と同様にパン生地の一番てっぺん部分がどこか、タッパーに輪ゴムをはめて印をつけます。)

(3)60分後、90分後、120分後も同様に膨らみ具合を確認して、輪ゴムをはめて印をつけます。(その日の室温によっても異なりますが、パンが発酵しすぎてタッパーからはみ出る可能性もあります。パンは発酵前と比べて2.5倍程度膨らみます。ですから、120分経たずに2.5倍まで膨らんだら、そこで終了して大丈夫です。)

【考察について】
この実験では、パン作りでは室温で発酵させるのが一番膨らむということが分かるはずです。
膨らむ順序としては、 室温>冷蔵庫>冷凍庫>60度 という結果になるでしょう。60度が一番膨らまないのは、イースト菌は60度の高温だと生きられず死滅してしまいます。

ちなみに、折角こねたパン生地ですから、発酵させたら焼いて食べましょう。低温で膨らまなかったパン生地も、室温に戻せば膨らんでくれるはずですよ。

このことも含めてレポートにまとめると良いでしょう。


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自由研究でイースト菌の実験をするには?

パン作りによる実験も良いのですが、こねるという条件が加わったものですから、その前のイースト菌に着目して、それだけでどのような化学反応があるのかを調べる方法もあります。

【用意する物】
・透明な使い捨てのコップ 8個
・ラップ
・割り箸
・計量スプーン
・油性ペン等(印つけ用)

・イースト
・砂糖
・小麦粉
・サラダ油
・塩
・水

実験1:温度設定による違いを調べる(イースト菌が膨らみやすい温度は?)

(1)4個のコップにイースト(小さじ1)・砂糖(小さじ1)・水(大さじ1)をそれぞれ入れて手早くかき混ぜ、ラップをかけて蓋をします。

(2)4個のコップを次の4種類の温度設定にして放置します。(放置する前に液体の高さを確認して印をつけます。)

ⅰ)室温
ⅱ)冷蔵庫(約4度)
ⅲ)冷凍庫(-約18度)
ⅳ)60度の湯せん

(3)30分後に、泡の高さを確認して印をつけます。

(4)4個のコップを室温に戻して30分間放置し、泡の高さを確認して印をつけます。

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【考察について】
この実験では、イースト菌が一番活動が活発になるのは室温状態だということが分かるはずです。
また、冷蔵庫や冷凍庫など低温にした場合は、室温に戻した後に再度活動を始めるのですが、最初に60度の高温にした場合は、その後室温まで温度を下げても活動をしない(イースト菌は高温では生きていけず死滅してしまうため)という結果になるはずです。

ただ、実際に実験してみると、このような結果にならない可能性もあります。
それは、低温にしたつもりだったけど、冷えるまでに時間がかかってしまったため膨らんでしまったり、逆に、60度の高温にしたつもりが、徐々に冷めてしまって60度を維持できておらずイースト菌が死滅せず、膨らんでしまった、というようなこともあります。
本当は、きっちり温度設定をすべきですが、家庭で行う実験ですから誤差やミスはつきものです。実験というのは失敗も含めてきちんと記録考察すべきものですから、失敗した場合は、なぜ失敗したのか、今回お話ししたようなことがなかったか、考えてみて下さいね。

実験2:砂糖以外のパンの材料はイーストにどう影響するか?

パン作りには、イーストと砂糖、水以外に小麦粉、バター、塩が必要です。ただし、バターは常温では溶けにくいためサラダ油を使って実験しましょう。

(1)4個のコップにイースト(小さじ1)・砂糖(小さじ1)・水(大さじ1)をそれぞれ入れて手早くかき混ぜます。

(2)次の4種類の材料を用意して、4個のコップに1種類ずつ入れてかき混ぜ、ラップします。

ⅰ)小麦粉(小さじ1)
ⅱ)サラダ油(小さじ1)
ⅲ)塩(小さじ1)
ⅳ)水(小さじ1)

(3)60分間室温で放置してから、泡の高さを確認して印をつけます。

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【考察について】
泡の高さは、サラダ油>小麦粉>水>塩 の順になり、特に塩だけが殆ど高くならないという結果になるでしょう。
これは、塩がイースト菌の活動を抑制する作用があるためです。ですから、パン作りの計量の際は、「イースト菌に塩が直接かからないよう入れる」と注意されるのですよね。

また、実験1の考察でお話ししたのと同様に、このような結果にならない可能性もありますが、その場合も予想と実際の結果が違ったことや、なぜそうなってしまったのか等を考えて、それも含めて考察としてまとめましょう。

さいごに

パン作りに関する自由研究は、子供の興味レベルに合わせて小学生でも中学生でも出来る、比較的やりやすい内容です。お子さんと一緒に興味のある内容に添ってやってみて下さい。

また、パンの発酵するのはイースト菌の作用ですが、理屈をお話しすると、
「イースト菌は小麦粉に加えてパン生地をこねていくと、小麦粉に含まれる糖を分解してアルコールと二酸化炭素(炭酸ガス)を発生させる。この時の炭酸ガスの作用でパン生地が膨らむ」
ということです。

ですから、パンの発酵やイースト菌の実験をしているとちょっと甘いようなニオイが漂ってくるはずですが、これはアルコールのニオイなのです。このようなことも最後の考察やまとめに盛り込んでいくと充実した自由研究のまとめができますよ。

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