牛乳の膜を自由研究テーマに調べる事とは?科学の実験で楽しく学ぼう

牛乳の膜を自由研究テーマに調べる事とは?科学の実験 牛乳

ホッとしたいとき、寒いときなど、牛乳を温めてホットミルクにする方、

多いのではないでしょうか?

子供のころ、寒い日学校から帰宅すると母が作ってくれた

ホットミルク、登山をして頂上で飲んだホットミルク、など

私にとっては小さいころから親しんできた味です。

そして我が家の子供たちもホットミルクが大好きで

ふとしたときに自分たちで牛乳を温めてホットミルクを作っています。

ハチミツを入れたり、ジャムを入れたり、アレンジも楽しんでいます。

 

さて、牛乳を温めると上に膜ができますよね?

私は小さいころからあの膜が好きなのですが、嫌いな方や

気になる方も多いのではないでしょうか?

私もその一人だったのですが膜が好きなのになぜか作れるときと

作れないときがある、と思っている方もいらっしゃいませんか?

 

自宅で簡単に作れる、ということは学校の夏休みなどの自由研究のテーマ

しても良いですよね。

そして、研究テーマにするならば、いろいろな条件下で実験してみましょう!

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牛乳の膜の正体とは何?

 

実験してみるにはまずこの膜の正体を暴きましょう。

正体がわかり、どの条件で出来るかがわかれば実験しやすいですよね。

 

牛乳の膜、それはたんぱく質です。

たんぱく質は熱によって固まる性質をもっています。

牛乳100ml当たりのたんぱく質含有量は約3.3gです。

 

ちなみにそのたんぱく質のうち80%はカゼインたんぱく質

で20%がホエーたんぱく質です。

カゼインは固まりやすく、水に溶けにくい特徴を持っていて

健康効果としては、

  • カルシウムの吸収
  • 整腸作用
  • 血圧の抑制

などが挙げられます。

例えばチーズがこのカゼインたんぱく質の性質でできたものです。

 

一方ホエーは水に溶ける性質を持ち、熱に弱い特徴を持っています。

ホエーの健康効果は、

  • 筋肉の修復
  • 骨の健康
  • 免疫力向上

などが挙げられます。

ホエイの代表的なものはヨーグルトにできる上澄みがあります。

 

この2種類のたんぱく質のうちカゼインたんぱく質は

熱を与えると固まる性質があるのでこちらが膜の原因だったのですね。

 

この現象を“ラムスデン現象”と言い、加熱により水分が蒸発し、

その部分が凝縮するのです。

その際固まろうとするたんぱく質が脂肪などを包み込み、膜が出来上がります。

 

この膜を「ミルクカゼイン」と呼びます。

これが、牛乳の膜の正体です。

 

牛乳の膜の自由研究: 温めると何度で膜は生成されるのか?

 

さて、このミルクカゼイン、何度で出来るのでしょう?

一般の牛乳の場合ですと、60~65度当たりなのですが、

ここで膜ができる温度を実験するついでに、

2種類の温め方を試してみてください。

 

  1. お鍋で温める
  2. 電子レンジで温める

 

どちらも膜が出来ましたか?

何もしなければ、どちらも膜ができたと思います。

でも、1. で、焦がさないようにかき混ぜながら

温めた方は膜ができなかったと思います。

 

これは、温めると、熱を与えられて表面の水分が蒸発し、

成分が凝縮されるからです。

固まろうとしているたんぱく質が表面に上がってきて

脂肪を取り込んで固まるので膜になります。

これが先に出てきた“ラムスデン現象”です。

 

電子レンジでも、途中で取り出してかき混ぜて、を繰り返したら

どうでしょう? 膜はできません。

お鍋で加熱をしても、強火・中火・弱火などの条件によって

結果がどうでるか、を見てみると面白いかもしれませんね。

 

他にもお砂糖、ハチミツ、重曹(食用)などを入れて

実験してみてください!

膜ができないものを見つけられますよ!

牛乳の種類でも膜ができにくかったりしますよね。

一般的な種類からで十分ですのでぜひ実験に加えてみてください。

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牛乳の膜の自由研究: 牛乳の膜に含まれる栄養素とは?

 

まず、膜を食べても大丈夫なのかが気になりますよね。

ミルクカゼインに含まれる成分をみてみましょう。

 

ミルクカゼインは

  • 70% 脂肪分
  • 20~25% たんぱく質

です。

 

ということは、高たんぱく質で栄養価が高いので

食べても問題ありません。

問題ないどころか水分が蒸発し、牛乳の栄養素が

膜に凝縮されるので食べたほうがよいと思います。

 

そしてその逆に、その膜に牛乳の栄養素が凝縮されるので

牛乳本体の栄養素は薄まってしまいます。

せっかくの牛乳の栄養素が一部持っていかれているので

食べなきゃもったいないですね!

 

カゼインの効果としては

  • 栄養素の吸収を助ける働きをする
  • 腸の働きをよくする
  • 免疫を上げる
  • 血圧上昇を抑える
  • 疲労回復

などがあげられます。

 

ちなみに、ここでもう一つ実験してみてください。

最初にできた膜を取り去っても、再び温めるとどうでしょうか?

また膜ができるはずです。

そしてこの膜ですが、回数を重ねるごとに

膜の成分は脂肪分が減り、たんぱく質が増えるそうです。

何回までなら膜ができるのでしょうね?

やってみたい実験が一つ増えましたね!

 

牛乳の膜は栄養素が高く、また、温かい牛乳はカルシウムを

吸収しやすく、リラックス効果があるというので牛乳は

そのまま飲むよりも、ホットミルクにして飲むと良いですね!

こちらもご覧ください↓

 

牛乳の膜の自由研究:まとめ

 

まず、普段の生活で起きる現象の“なぜ”に着眼したことはすばらしいと思います。

今は何でもインターネットで調べられますが、実験という形で

リサーチしながら実体験をすると、記憶にも残りますし、

全体を通して見つかる新しい情報もたくさんありますよね。

 

実験を決めたら次にその題材でいろいろな条件設定をしてください。

ここでは下記をみていきましたよね。

  • 牛乳の膜は何?
  • 牛乳の膜はなぜできるの?
  • 牛乳の膜は何度でできるの?
  • どの条件下でできるの?
  • 膜を作らないためには?
  • 何回あたためてもできるの?
  • 何回まで膜はできるの?
  • 食べても大丈夫?
  • 栄養素は?

 

出来るだけ、家庭にあるもので実際実験してみてください。

危険でない限りさまざまな方法で実験してみると良いと思います。

そして実験できないことは図書館などで調べると良いでしょう。

写真も忘れずに撮り、記録をしっかりとって進めてくださいね。

あと、実験で使った牛乳はちゃんとお料理などに使って消費してくださいね!

 

せっかくやるなら楽しく、おいしく、自由研究を楽しんでください!

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