ジャガイモからでんぷんを取り出して
分解してみよう企画
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サイトの10周年記念に pom様からリクをいただいた |
| 目次 ０はじめに １ジャガイモからデンプンを取りだそう ２ジャガイモを分解してみよう |
| ０ はじめに ジャガイモからデンプンを取りだす実験、取り出したデンプンを分解し、水あめを作る実験は 様々な子供向け雑誌や実験教室、Web上の記事に取り上げられています。 正直なところ、新たな発見らしきものはないのですが、 自分自身でいろいろとやって確認をしてみました。 何かの参考になれば幸いです。 |
１ ジャガイモからデンプンを取りだそう [準備] ジャガイモ５個(キタアカリ)５個 キッチン秤 おろし金(今回はプラスチック製のものを使用) 目の粗い綿布 ボウル |
[方法] 1 ジャガイモ５個をよく洗い、水気を拭き取ってから秤量した。2 皮を剥き(ピーラー使用)、芽の部分もとり、再び秤量した。 3 ジャガイモをおろし金ですりおろし、綿布に包んでボウルに入れた600mL程度の水中でよく揉み絞り出した。    4 30分放置し、沈殿したデンプンを流し出さないよう注意しながら上澄みをデカンテーション(傾けて流す)した。 水を加え、よくかき混ぜ、30分後に再びデカンテーションした。上澄み液の着色がなくなるまで繰り返した。 (写真は左から１回目、２回目、３回目。着色が薄くなっているのがわかる。)  (←ほぼ無色になったデンプン。４回目のデカンテーション) 5 綿布に包んだおろしたジャガイモは、デンプンがこれ以上出なくなるまで、別のボウルにはった水の中で 揉み出した。得られたデンプンは4のものと合わせた。   (左はフラッシュをたかなかったもの。右はたいたもの。肉眼で見る限りは真っ白でした) 6 大きな平皿に広げ、半日ほど風乾(自然乾燥)した。 7 風乾したデンプンを秤量した。 |
| [結果] ジャガイモ5個(皮つき)秤量値 616g 皮を剥いたあとの秤量値 561g 風乾後デンプン秤量値 90g |
| [評価] (ジャガイモ100gあたりのデンプン収量)＝90÷616×100=14ｇ この値が妥当かどうかについて、食品成分表をもとに考えてみる。 可食部100gあたりのデンプン量は炭水化物量とほぼ等しく、17.6％を占める。 即ち、期待されるデンプン量は561×0.176≒98.7gであり、これは、実験値を大きく上回る。 また、風乾しただけでは、かなりの量の水分がデンプンに含有されていると考えられるため、収率は 90÷98.7×100≒91％ をかなり下回ると予想される。 [なんやらかんやら] 今回使用した品種はキタアカリですが、デンプンの原料となっている品種はコナフブキというもので、スーパーなどにはあまり出回っていないようです。品種によってもデンプン含有量は異なると考えられますがその資料は見つけられませんでした。 すりおろしたジャガイモを包む綿布は、あまり目が細かいものだと絞り出すのが難しいかもしれません。私は、大学で海藻標本を作製する実習で使った「さらし」を再利用しました。(海藻の色がついて取れなくなっていましたが気にしない～) 絞り出した液は放置しておくと茶色に変色してきます。これは、ジャガイモに含まれるアミノ酸のチロシンがジャガイモ中のチロシナーゼという酵素の作用を受けて チロシン→ドーパ→ドーパキノンと変化し、不安定な化合物であるドーパキノンはたやすくドーパクロム→インドールキノンを経て酸化重合し黒褐色のメラニンに変化するからだそうです。 チロシンはフェノールの一種で、構造を見るだけでも色がつきやすいとたやすく予想できます。      左から順に チロシン，ドーパ，ドーパキノン，ドーパクロム，インドールキノン |
| 2 デンプンを分解してみよう！ デンプン分解→糖化→煮詰めて水あめに！ という流れの実験はよく目にするのですが、あえて、「うまくいくかどうかわからないもの」も使って比較してみました。 [準備] 片栗粉 水 鍋 イソジン 皿(白いもの) 温度計 駅弁などについている醤油を入れる小さな容器 ジップロックなどの蓋が閉まる容器(容量100mL程度)５個 脱脂綿 新タカヂア錠 顆粒わかもと 高橋納豆素 ストロー(5本) 楊枝  (←納豆素。３ｇ入り。これで納豆が30ｋｇ製造できる) |
[方法] 1 イソジンは水で5倍くらいに薄めて小さな容器に入れた(薄めるのは液色が薄いほうが反応が見やすいため)2 片栗粉３gを鍋に入れ、水300mLを加え、よくかき混ぜながら軽く沸騰させた。 3 容量100mLほどの蓋が閉まる容器に次のものを入れて準備した。 ①新タカヂア錠(砕いて粉にしたもの耳かき2杯程度) ②顆粒わかもと(耳かき2杯程度) ③高橋納豆素(耳かき2杯程度) ④口の中に入れて噛んでだ液をしみ込ませた2㎝×2㎝程度の脱脂綿 4 3を放置し、50℃になったら、約50mLずつ①～④と何も入れていない容器、計５つの容器に分けた。 5 各容器からストローで1滴皿の上にたらし、更にイソジンを薄めた液を1滴加えて爪楊枝で混合し観察した。 6 容器の蓋を閉め、コタツの中に入れて保温した。 7 一定時間ごとに、変化がなくなるまで3の操作を続けた。 |
[結果] 上段より←デンプン水溶液(比較の為) ←①タカヂア錠(２段目) ←②顆粒わかもと(3段目) ←③納豆素(４段目) ←④唾液(5段目) ①～④は左が開始後30分、右が１時間。これ以降、色に変化は全くなかった。 ①②は実験開始後１回目の確認(30分後)でヨウ素デンプン反応が消失した。 ③は4時間経過後も実験開始時と同じようにヨウ素デンプン反応が見られた。 ④は1回目の確認(30分後)でヨウ素デンプン反応が赤紫色になり、1時間後に消失した。 [評価] 二つの消化薬は非常に強いデンプン分解能力を持っている。 唾液はそれらに比べれば弱いが、やはりかなりの分解能力がある。 納豆素(納豆菌)にはこの方法では分解能力はなかった。 [あれやこれや] 二つの消化薬や唾液には、デンプンを分解する酵素「アミラーゼ」が含まれており、温度を調整すれば、劇的に分解が進みます。正直、30分以内にヨウ素デンプン反応が消失するとは思ってもみませんでした！凄いです、さすが、消化薬！ジャガイモデンプンの成分であるアミロースは、ブドウ糖が多数結合した形です。ヒトの唾液中のアミラーゼはアミロースデンプンをマルトースにまでにしか分解できませんが、アミラーゼの種類によっては最小単位であるブドウ糖にまで分解可能なはずです。 一方、ヨウ素デンプン反応が完全に消失するのは、繋がっているブドウ糖分子のが１２個以下になったときなので、呈色がなくなったからといって、デンプンがすべてブドウ糖に変化したことにはなりません。が、反応の進行を確認するには十分であると考えられます。 しかし、ヨウ素デンプン反応が消えた液をなめてみても、あまり甘くありません。これは、濃度の問題です。この実験で使用したデンプン液は１％弱の濃度ですので、完全に分解が進んでもブドウ糖１％弱の液となり、これはそうとう薄いのです。 ならば濃くすればいいだろう、と考えるのが普通ですが、あまり濃くしすぎると、デンプンはくずもちのように固まってしまい、手に負えなくなります。実験教室などで勧められている「水あめの作り方」では、 ジャガイモ１キログラムから出発して、得たデンプンを800mLの水で溶いて加熱し、65℃になったら、粉砕したタカヂア錠1錠を投入し、魔法びんで保温。数時間後に取り出し、もとのデンプンと同じような量になるまで煮詰める…と、このくらいが標準なようです。 水あめの水分量は、食品成分表によれば「水分15％、あとはすべて炭水化物」だそうですので、デンプンから水あめをつくるのは「労多くして……」ということになりそうです。 尚、今回納豆素(納豆菌粉末)を使ったのは、納豆菌が「枯草菌」の一種であるからです。納豆菌は御存じの通り、大豆のタンパク質を分解する酵素を生産しますが、実はアミラーゼを生産するものもあるのです。職場で「納豆もデンプン分解するかなあ」という話になったとき、同僚のほとんどが「たぶん分解するだろう」と予想したので、私も楽しみにしていたのですが、結果は惨敗でした。ただし、今回使用した納豆菌は、納豆をつくるのに特化した種族のもので、アミラーゼ生産能力が極度に低く、納豆菌の中にもデンプンをかなりの力で分解するものもあるのかもしれません。 もしもデンプンを分解できる納豆を御存知でしたらお知らせくださいませ。 長い間お待たせして、目新しいものがない結果になってしまいました。申し訳ありません。 それでは!! |