Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Proč kyne těsto?

 |  5. 9. 1998
 |  Vesmír 77, 523, 1998/9

Uvedená chemická rovnice zjednodušeně shrnuje jednu z možností, jak kvasinková buňka dovede naložit s cukrem. Tato možnost se nazývá dýchání či aerobní respirace – oxidace organických látek vzdušným kyslíkem. Rovnice je zjednodušená proto, že pomíjí mnohastupňovou povahu celého metabolického procesu, enzymy, které katalyzují jednotlivé chemické reakce, a vlastní důvod, proč si kvasinková buňka vůbec dává s dýcháním práci. Tím je převod chemické energie molekul glukózy do využitelné formy, uložené v molekulách adenozintrifosfátu (ATP) a v koncentračních gradientech látek na buněčných membránách (viz Vesmír 77, 23, 1998/1).

Dýchání představuje velice účinný způsob využití cukru kvasinkovou buňkou. Prodýcháním jedné molekuly glukózy (C6H12O6) kvasinka získá energii postačující k syntéze až 38 molekul ATP; mohli bychom tedy psát

C6H12O6 + 6O2 + 38ADP + 38PO43– → 6CO2 + 6H2O + 38ATP. (1)

Vysoký energetický zisk však vyžaduje poměrně rozsáhlou počáteční investici v podobě syntézy a údržby velkého a složitě regulovaného enzymového aparátu, a nevyplatí se, pokud je cukerný substrát v nadbytku a přísun kyslíku je limitující, což odpovídá situaci v kynoucím těstě. V takové situaci se kvasinka uchyluje k metabolické cestě, kterou dobře známe z jiných praktických souvislostí, totiž k lihovému kvašení (etanolové fermentaci). Stojí snad za připomenutí, že ještě koncem minulého století kvasničářky čili „kvasňové báby“ kupovaly v pivovarech polotekutou suspenzi svrchních pivovarských kvasnic, kterou pak roznášely v putnách po okolních vesnicích a prodávaly po žejdlíkách. Živnost kvasničářek zanikla až se všeobecným rozšířením používání spodních pivovarských kvasnic, které mají na rozdíl od svrchních nahořklou chuť, a se zavedením prodeje spolehlivějšího a snáze transportovatelného lisovaného droždí. Lisované droždí pak není nic jiného než čistá kultura lihovarských kvasinek, tedy mikroorganizmu, který byl zvláště vyšlechtěn na vysokou výkonnost produkce lihu. 1)

Zjednodušená souhrnná rovnice alkoholového kvašení je

C6H12O6 + 2ADP + 2PO43– → 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP. (2)

Z této rovnice plyne, že fermentující kvasinka musí pro stejný energetický zisk zpracovat téměř dvacetkrát víc cukru, což ale v těstě obsahujícím velké množství cukrů nevadí (nezapomínejme, že škrob je také cukr). Pro nás je podstatné, že produkty kvašení jsou buď přímo plynné (CO2), nebo za zvýšené teploty těkavé (líh C2H5OH, který se při pečení odpaří – proto se nelze opít rohlíkem), a jejich objem je podstatně větší, než byl výchozí objem cukru. Protože 1 mol jakéhokoli plynu zaujímá za standardních podmínek konstantní objem, z rovnice (2) lze vypočíst, že za normálního tlaku a pokojové teploty by oxid uhličitý vzniklý dokonalým prokvašením 1 kg cukru hladce zaplnil 250litrový sud. V měřítku bližším běžnému životu pak veškeré bublinky v půllitrové láhvi piva vznikají zkvašením přibližně 50 g cukru. 2)

Nejen při výrobě kynutého pečiva využíváme chemické reakce produkující plyn. Takzvané cukrářské droždí čili amonium má s opravdovým droždím (kvasinkou Saccharomyces cerevisiae) společnou právě jen tu plynotvornost. Je to totiž jednoduchá chemická sloučenina – uhličitan amonný – která se zahřátím při pečení rozkládá na oxid uhličitý, vodu a amoniak:

(NH4)2CO3 → 2 NH3 + H2O + CO2. (3)

Oxid uhličitý i amoniak jsou plyny, které se rozpínají a kypří těsto; a máme hned po ruce i důvod, proč bývá pečivo nakypřené amoniem za tepla cítit čpavkem. Složitější je však najít exaktní vysvětlení zkušenosti, kterou má dobře zažitou každá hospodyně hodná toho jména – proč kvalita kynutého pečiva výrazně závisí na tom, jak bylo těsto prohněteno. Možná je to prostě proto, že hnětení rovnoměrně rozptyluje kvasinky ve hmotě těsta a umožňuje jim tak lepší přístup k substrátu, možná i pro něco jiného, na co je věda zatím krátká.

Poznámky

1) Maurizio zaznamenává ... ostrý vědecký spor na samotné pařížské Sorbonně v letech 1666–1668. Tehdy učení lékaři francouzští měli rozsouditi, zda pekaři „smějí“ ke kynutí bílého chleba (pečiva) místo starodávného kvásku používat tehdy nezvyklé novoty, pivovarských kvasnic! Mnozí učenci považovali je však v oné době za pravý jed, a tak bylo posléze na staroslavné univerzitě odhlasováno většinou 45 hlasů ze 75, že „pivovarské kvasnice jsou zdraví škodlivé pro svou trpkost, která vzniká zahníváním ječmene a vody“. (Marie Úlehlová-Tilschová: Česká strava lidová. Družstevní práce, Praha 1945)
2) Tvarožníci musí hodně být šafránováni a stokláskou [kerblíkem] okořenění. Toto koření nesmí ani v jiných způsobech koláčův chybovati, pokudž selskému lidu dobře chutnati mají, což také lidu sprostému a pracovitému ke zdraví slouží, poněvadž oni mnoho kvasnic do těsta dávají; odkudž by nemálo trápení od větrův snášeti musili, kdyby pečivo hodně stokláskou neokořenili. (Gallaš: Bromatologie, 1828. Citováno v knize Marie Úlehlové-Tilschové: Česká strava lidová. Družstevní práce, Praha 1945)

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Biologie

O autorovi

Fatima Cvrčková

Doc. RNDr. Fatima Cvrčková, Dr. rer. nat., Dr., (*1966) vystudovala molekulární biologii a genetiku na Přírodovědecké fakultě UK, kde získala první experimentální zkušenosti v laboratoři Vladimíra Vondrejse, a genetiku na univerzitě ve Vídni. V současnosti se na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy zabývá buněčnou a molekulární biologií rostlin.
Cvrčková Fatima

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné