Hiiva syö sokeria.

Leipätaikina alkaa paksuna ja raskaana tahnana. Muutamaa tuntia myöhemmin se on kaksinkertaistunut ja täynnä reikiä. Jokin taikinan sisällä tuottaa kaasua.

Se jokin on leivinhiiva, yksisoluinen sieni, jonka nimi on Saccharomyces cerevisiae. Jokainen solu on vain noin 5–10 mikrometriä leveä, joten ripaus kuivahiivaa sisältää miljardeja hiivasoluja. Hiiva ei ole kasvi eikä bakteeri. Sienet, kuten ruokasienet ja homeet, muodostavat oman eliökuntansa.

Hiivasolut tarvitsevat ravintoa. Taikinassa ne käyttävät sokereita: jauhoissa valmiiksi olevaa pientä määrää sokeria, leipurin lisäämää sokeria sekä maltoosia, jota jauhojen entsyymit valmistavat pilkkomalla tärkkelystä pienemmiksi osiksi. (Solulaboratoriossa kerrotaan entsyymeistä. Tässä riittää tietää, että hiiva käyttää sokeria ravinnokseen.)

Kun happea on vähän, hiiva saa energiaa käymisestä. Glukoosin tasapainotettu yhtälö on:

C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂

Yhdestä glukoosimolekyylistä syntyy kaksi etanolimolekyyliä ja kaksi hiilidioksidikaasumolekyyliä. Tarkista massat: 180 g glukoosia tuottaa noin 92 g etanolia ja 88 g CO₂:ta. Lähes puolet sokerin massasta poistuu kaasuna.

Hiilidioksidi kohottaa taikinan. Se kerääntyy pieniksi kupliksi, jotka venyttävät taikinaa samalla tavalla kuin ilmapallo venyy, kun puhallat siihen. Huoneenlämmössä yksi gramma käynyttä glukoosia tuottaa noin 0,27 litraa CO₂:ta (1 g ÷ 180 g/mol ≈ 5,6 mmol, kaksinkertaisena, kerrottuna noin 24,5 L/mol:lla).

Etanoli ja monet muut pienet makumolekyylit liukenevat taikinaan ja antavat leivälle hiivaisen tuoksun. Paistamisen aikana suurin osa etanolista poistuu höyrynä. Tämä laboratorio käsittelee vain leipomista: siinä ei valmisteta juomia.

Hiiva on elävä, joten se reagoi hyvin herkästi lämpötilaan:

• Kylmässä (jääkaapissa on noin 4 °C) hiiva toimii hyvin hitaasti. Leipuri käyttää tätä tarkoituksella: yön yli jääkaapissa oleva taikina kohoaa hitaasti ja saa lisää makua.
• Noin 30–38 °C:n välillä hiiva on aktiivisimmillaan, minkä vuoksi taikina kohoaa nopeasti lämpimässä keittiössä.
• Yli noin 55–60 °C:ssa hiivasolut kuolevat. Tarkka lämpötila riippuu hiivakannasta ja siitä, kuinka kauan lämpö kestää. Kuollut hiiva ei tuota enää kaasua.

Karkeana sääntönä monet kemialliset reaktiot tapahtuvat noin kaksi kertaa nopeammin jokaista 10 °C:n lämpenemistä kohden, kunnes lämpö vaurioittaa elävää solua. Siksi kohoaminen nopeutuu tasaisesti ja pysähtyy sitten yhtäkkiä.