Key concepts
Chemistry
Food Science
pH
Acidity
はじめに
ある食べ物や飲み物が酸っぱく感じる一方、他の飲み物がそう感じない理由を疑問に思ったことがありますか？ 舌は、塩味、甘味、苦味、酸味など、あらゆる種類の味を拾っていることはご存知かもしれません。 でも、どうして酸っぱい味がするのでしょうか？ 酸っぱい味は、実は食べ物に含まれるpHと酸に影響されています。 このアクティビティでは、重曹を使って食べ物や飲み物に含まれる酸を調べることで、さまざまな食べ物がどれくらい酸っぱいかを調べます。 あなたのキッチンにある酸っぱい食べ物は何だと思いますか？
背景
味は、舌や口の中に並ぶ味蕾で感知されます。 人間の舌には、平均して10,000個の味蕾があります! 各味蕾の内部には、100個もの受容体細胞が存在する。 それぞれの受容体は、ある一つの感覚を感知するのに長けており、その感覚に関する信号を脳に送り、脳は甘味、塩味、苦味、酸味、うま味を識別する。 異なる受容体は、食品に含まれる異なる化学化合物（または分子）によって誘発されます。 酸味の受容体は、酸、より具体的には水素イオン（H+）によって引き起こされるため、舌の酸検出器となります。
何かが酸性または塩基性であるということは、何を意味するのでしょうか。 それはすべて、イオンと関係があります。 水（H2O）の中では、少数の分子が分裂して、水素イオン（H+）と水酸化物イオン（OH-）を形成しています。 純粋な水と、水素イオンと水酸化物イオンが同数の溶液は、酸性でも塩基性でもない中性です。 酸とは、水素イオンを供給する物質です。 このため、酸性の溶液では水素イオンが水酸化物イオンより多くなります。 つまり、酸性の食品ほど、酸味の受容体を刺激する水素イオンが多く存在することになります。 塩基は、水素イオンを受け入れる物質です。 塩基を水に溶かすと、水素イオンと水酸化物イオンのバランスが逆になり、水酸化物イオンが優位になります。 溶液の酸性度はpHスケールで測定されます。 pH7は中性で、7以下は酸性、7以上はアルカリ性です。
しかし、食品が酸性かどうかを調べるには、pHを測る以外に、重曹を使うもっと簡単な方法があります。 重曹は酸と反応して炭酸ガスを発生させる塩基性物質で、理科の実験で火山やボトルロケットを作るときによく知られている反応です。 この炭酸ガスは、酸と重曹が接触すると気泡となり、容易に発見することができます。 このため、「サワーテスト」は簡単です。 気泡が多ければ多いほど、酸性度が高く、酸味が強いということになります。 ぜひお試しください！
材料
コップまたはグラス6個
皿
酢
ソーダ/ソフトドリンク
レモンジュース
牛乳
食器洗い洗剤
水
スプーン
重曹（新しいもの、あまり古いとうまく機能しません）
水
スプーン>
重曹の水
皿
皿皿（皿は、皿を含む。)
スポイトまたはピペット
果物または果汁などの飲食物、ベーキングパウダー（任意）
準備
- カップ1つに水道水を入れてください。 そこに食器用洗剤を一吹きして、試験用の溶液を作ります。
- 他の試験液（水、レモン汁、酢、牛乳、ソーダ）をそれぞれ自分のカップに少しずつ注ぎます。
- スプーンで皿を重曹で均一に覆います。
手順
- 最初に酢から始めます。 スポイトやピペットでカップから酢を少し吸い上げます。
- スポイトを重曹のある皿に持っていき、皿の上の重曹にゆっくり1滴ずつ吹きかけます。 お酢が重曹にかかるとどうなりますか？ 気泡が見えますか？
- スポイトを水ですすぎ、再びスポイトを使って清涼飲料水のサンプルをとります。 もう一度、重曹の上に1滴ずつ注意深く垂らしましょう。 皿の上の別の場所を選んでください。 反応は起きていますか？ 炭酸ガスが発生しているのが見えますか？ 酢の場合と比較して、反応はどうですか？
- もう一度スポイトをすすぎ、次のサンプルに移ります。 水を少し取り、試料を1滴だけ皿に垂らします。 今度はどうなるでしょうか？ 水は酸性ですか？
- 清潔なスポイトでレモン汁を吸い上げ、重曹の上に1滴垂らします。 まだ液体がついていない新鮮な場所を選びましょう。 いくつの気泡が見えますか？ 水よりも反応が大きかったですか、小さかったですか？
- 同じ手順を牛乳で繰り返します。 重曹は牛乳と反応して泡が立ちましたか？ 牛乳の味は酸っぱいと思いますか？
- 最後のサンプルである食器用洗剤の溶液をテストしてください。 反応から、酸がたくさん含まれているかどうかわかりますか？ この石けん液のpHは何だと思いますか？
- すべての観察から、どの液体が最も多くの酸を含んでいるか、または最も酸っぱい味がするかについて予測できますか？ もう一度、すべてのサンプルで重曹テストを繰り返すことができます。 どれが最も酸性で、どれが最も酸性でないか？
- おまけ。 すべての試験溶液のpHを調べるために、少し調べてみてください。 あなたの結果は納得のいくものですか？
- 番外編。 テストするために、より多くの液体を見つけることができますか？ また、さまざまな果物や野菜を使って、酸性か酸っぱいかどうかをテストするために液体を得るために絞ることができます。 その後、味覚テストを行い、観察結果が自分の味覚と一致しているかどうかを確認しましょう。
- おまけ。 同じ手順を繰り返しますが、今回は重曹の代わりにベーキングパウダーを使用します。 両者の違いを調べて、同じ試験液で反応を比べてみましょう。 同じ試料のそれぞれについて、重曹とベーキングパウダーのどちらがより多くの泡を見ることができますか？
- おまけです。 重曹の上に試験溶液を一滴垂らすのではなく、逆に同じ試験をしてみてください。 重曹を少し取って、試験液の入ったコップの中に入れてみてください。 重曹が液体と接触するとどうなるでしょうか？ 重曹の上に溶液を置いたときと同じ反応ですか、それとも違う反応ですか？
- おまけです。 リトマス紙（溶液のpHを測るのに使う）が手に入るなら、それぞれのテストサンプルのpHを測りましょう。 それぞれのpHは何ですか、また、重曹テストの際、酸性のサンプルはすべて泡を立てましたか？
観察と結果
いくつかの試験溶液について、きれいな泡ができましたか？ レモン汁でもお酢と同じように、勢いのある泡ができたはずです。 どちらも酸をたくさん含んでいます。 レモンの果汁には5～6％のクエン酸が含まれていて、これがレモンの酸味のもとにもなっています。 酢は、重曹と反応して二酸化炭素を発生させる酸である酢酸が5～20％含まれています。 清涼飲料水でも、レモン汁や酢ほどではありませんが、泡が立っているのが確認できたはずです。 酸性の反応が起こるのは、保存性と味を良くするために清涼飲料水に添加されているリン酸のためです。 この酸は歯のエナメル質を傷つけます。
牛乳はかなり中性の溶液で、純水に近いので、重曹と反応することはないはずです。 一方、石けんはpHが7以上の塩基性溶液で、重曹と反応する酸を含まないので、炭酸ガスが発生することはないはずです。 しかし、重曹の代わりにベーキングパウダーを使うと、それぞれの試料の反応がより顕著になったことにお気づきでしょうか。 重曹と反応しなかった溶液には、小さな気泡も見られたことでしょう。 これは、ベーキングパウダーが重曹と弱酸の混合物であることに起因しています。
味覚テストのとき、酸をたくさん含んでいても、まったく酸っぱく感じない食べ物や飲み物があることに気づいたかもしれません。 これは、酸っぱい味を、砂糖をたくさん加えることで隠していることが多いからです。 例えば、あなたが試したソーダ飲料はその良い例です。 成分表を見て、どれくらいの砂糖が入っているのか？
後片付け
テストした溶液をすべて流しの排水口に注ぎます。 重曹はゴミ箱に捨てるか、水で洗い流してください。
もっと知りたい
How the Tongue Tastes Sour, from Nature News
Approximate pH of Foods and Food Products, from the U.S. Food and Drug Administration
How Sour or How Sweet Is Your Lemonade? Baking Soda + Vinegar = Lift Off!, from Science Buddies
The Difference between Baking Soda and Baking Powder, from Phys.org
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