平成11年6月15日

小テスト＆基本調査

裏面を使用してよい。

専攻[　　　　　　　　　　　]番号［　　　　　　　　　］　氏名［　　　　　　　　　　　　］

本講義の初回に説明したように、全項目に３行以上記入すること。未記入の項目があれば、欠席扱い

１．微粒子の分散・凝集について、２つの力との関係から、説明せよ。

凝集の起動力はLondon-van der Waals力

　これは、物質固有の定数＝Hamaker定数によって規定される、距離だけの関数

分散の起動力は静電的反発力

　これは、電解質濃度（イオン強度）や、価数、温度などによって変化する、距離の関数

従って、懸濁液の雰囲気によって左右されるのは、静電的反発力。イオンの価数と温度一手ならば、次のような図が描け、イオン強度増加に従い、反発力が弱まり、凝集しやすくなる。

２．塩析とは何か。物理化学的に考察せよ。

（以前説明したので略）

簡単にいえば、電解質濃度（イオン強度）の増加に伴い、凝集することを離礁した、コロイド粒子の凝集沈殿化。

３．牛乳に多量の塩を加えても、塩析現象は起こらない。なぜだろうか。

牛乳には

水分　87~89%、脂肪3.0~3.5%、タンパク質3.0~3.5%、乳糖4.0~4.5%、灰分0.7%

が一般的に含まれているという。

牛乳が白いのは、水に脂肪が分散しているためだが、この脂肪はタンパク質（カゼインやグロブリンなど）で覆われて、保護されているために、凝集することなく安定に分散している。

これを、保護コロイドといって、牛乳以外にも、写真の乳剤などで応用されている。

この保護コロイド作用のために、塩析させようとしても、タンパク質の皮膜が邪魔になって凝集しないわけである。

つまり、粒子の分散、凝集を静電的反発力と分子間力（London-van der Waals力）だけで考えると、実際の系で、おかしなこととなってしまうわけである。

＜講義の内容＞

粒子の分散、凝集を今一度、復習した。

急速凝集の速度は、Schulze-Hardyの急速凝集理論で説明できる。これは、塩析の効果をイオンの価数で整理したもので、同じ電解質濃度でも、イオンの価数が大きいと圧倒的に凝集速度が速くなる。この速度は、イオンの価数の６乗に比例する。

＜豆腐＞

豆腐は豆乳のタンパク質の一部を変質させ、かつ、凝集させたものであり、プリンやゼリー、ヨーグルトとともにコロイドのひとつである。

この豆腐の合成方法について考えよう。

大豆の粉砕後、懸濁液を熱処理し、濾過して、豆乳を作る。

この段階で、タンパク質が変性して、タンパク質表面が活性になる。このとき、界面活性剤のタンパク質によって、泡が多くでる現象がある。

ここに、凝集剤として、にがりを加える。以前は、海水から、NaClを除去して作っていたが、最近は海が汚れて、かなり精製した、塩化マグネシウムを使っているという。

NaClにも塩析効果はあるが、２価のマグネシウムの方がより、凝集剤としては優秀であり、上記の急速凝集理論により理解できるだろう。

凝集した、大豆蛋白は水を取り込みながら、セット（ゼリーのように固まること）する。この時、多くの上澄みができる。

以上は、天然の豆腐の作り方であるが、最近の豆腐はちょっと違う。

まず、大豆の残りかすからも大豆蛋白が抽出できるのでそれを使う。熱処理とともにでる泡が静まるのを待っていると効率が悪いので、消泡剤という界面活性剤を使う。グリセリン脂肪酸エステルがそれである。こいつは水で洗ったあとも残存する。

また、出発ができのわるい、かすだったりした場合や、より効率をあげるために、タンパク質の変質を促す、グルコノデラクトンを添加する。こいつは、豆腐となってセットしたあと、多くの水を取り込むために、豆腐の重量あたりの生産性は向上する。

さらに、最後に凝集剤として、硫酸カルシウムや硫酸マグネシウムなんてのを使う。硫酸イオンは塩化物イオンと違って、２価なので、より凝集効果が高いわけである。

こうして我々は、添加物だらけでしかも、水っぽい豆腐を食べさせられているのだ。

なお、　村田容常（お茶の水女子大）「豆腐作りの化学」化学と教育，４３，１００（１９９５）によると、

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　大豆タンパク質は２Ｓ、７Ｓ、１１Ｓ、１５Ｓ（数字の大きい方が分子量大）の各グロブリンに分類され、１１Ｓが４０％、７Ｓが３０％を占めている。ゲル形成には、大豆タンパク質の加熱変成が重要で、生の大豆タンパクはゲル化しない。加熱すると７Ｓタンパク質がすみやかに変性され、１１Ｓタンパク質も１００℃で完全に変性する。１１Ｓタンパク質が完全変性すると強いゲル形成能を現し、疎水領域が増加する。（山本注：つまり、１１Ｓタンパク質は強い親水性タンパク質らしい。）ここへニガリなどの凝固剤を加えると、変性したサブユニット（ポリペプチドの鎖が球状に固まったもの）がイオン結合、疎水結合（疎水性部分を持った物質が集合）などにより会合してゲル化するものと考えられる。また、ゲル形成には－ＳＨ基も重要な要素である。加熱中に－ＳＨ基どうしが－Ｓ－Ｓ－結合を作り、３次元網目構造を作ると考えられる。

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という説もある。凝集が先か、変性が先かは議論の分かれるところだが、温泉豆腐のように、アルカリ性にすると再分散するのを説明するには、分散凝集の理論で説明したいところ。温泉豆腐としては、九州佐賀の嬉野豆腐が有名。