UA-119493607-1 バイオエタノール製造 | らくらく理科教室
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(工事中)

実験テーマ」 バイオカプセルでエタノール

「実験概要」
アルギン酸のアルカリ塩に混ぜ込んだ酵母菌の発酵によりエタノールが生成する。
上から液体をぽたぽた滴下すると、宝石のようなカプセルが次々と誕生する。カプセルの中にイクラのエキスを封印すれば立派な人造魚卵になるかも!

「学習項目」

①  ゲル ②アルコール発酵

「画 像」
恒温槽がなければ図のようにしてできるだけ温度を一定に保つとよい

二酸化炭素の発生が観察できる

「操作手順」WEB非公開

「注意事項」

  1. A液B液ともにガラス棒でよくかき混ぜて完全に溶解させておく。
  2. 純水でなく水道水でも問題は少ないが、雑菌が混入して繁殖すると、悪臭を発することがある。

「解 説」

  1. カプセル中でアルコール発酵

ペットボトル中のバイオカプセルの周りには、二酸化炭素の泡が発生してくる。しかし、水面に浮上して泡を放すと、また水中に戻るを繰り返す。酵母菌の生命活動自体が目に見えるわけではないが、いかにも反応が起こっているという、リアリティー感がある。酵母菌のような微生物が、糖を分解して、二酸化炭素とエタノールを生成する活動をアルコール発酵という。酵母菌は、発酵という活動によりエネルギーを得て、生命を維持しているが、体内では、チマーゼという酵素の働きにより次のような化学反応が起こる。嫌気性下で起こる反応なので酸素が関わらないことに着目。

 C6H12O6 → 2CO2 + 2CH3CH2OH  ・・・アルコール発酵

この反応の過程で得られる、234〔kJ〕の熱エネルギーにより、ATP(アデノシン三リン酸)が生成され、生命が維持されるのである。なお、糖分として黒糖を使用する理由は…

…省略…

  1. 不溶性のゲル化膜が生成する

アルギン酸は、天然コンブに含まれる多糖類として知られ、食品化学をはじめ様々な分野で利用されている。カルシウムイオンを含む水溶液に滴下すると、カルボキシル基部のナトリウムイオンがカルシウムイオンと交換され、水不溶の球状カプセル状のゲルが作成してくる。

2R・COONa  +  CaCl2  →  (R・COO)2Ca  +  2NaCl

アルギン酸ナトリウム       アルギン酸カルシウム

   (粘性大)             (ゲル状)

食品の中には生鮮食品をまねた、いわゆるコピー食品が見られるようになっているが、話題になる「人造イクラ」は、カプセルの中にエキスを封入して作られるようだ。また、この実験のように酵母菌を封入しアルコールを生産する機能を「バイオリアクター」、生産されるアルコールは「バイオエタノール」と呼ばれ…

…省略…

◇このブログで発信している実験は、取扱いに注意を要する試薬・器具も含まれています。また、操作自体に一定のスキルを要しますので、記事や映像を見ただけで実験することのないようにお願いします。実験の詳細の多くは、特に次の3書で紹介していますので参考になさってください。


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