水切りヨーグルトに塩

質問

水切りヨーグルトに塩をひとつまみ入れると、通常なら一晩かかる水切りが一時間半で完了するという記事を見つけました。
http://cookpad.com/recipe/760439
化学的にはどんな原理になっているんでしょうか？
予想で構いません。

回答No.5

okormazd · ベストアンサー

1.
#3の「浸透圧」の説明は、不備でしょう。
「異なる濃度の物質が隣り合わせになった場合濃度を同じにしようとする働きで」
「濃度の薄いものから水が抜け」ることはありません。「濃度の濃いものに水分が移動」するだけではなく、溶質が濃度の高い方から濃度の低い方へ移動して、「おなじ濃さにな」るので、水分は全く分離されません。

「浸透圧」は、溶液の性質なので、溶液があれば、その濃度に応じた浸透圧がありますが、浸透圧の違う溶液が「半透膜」を介して接していれば、溶質(食塩、Na+、Cl-)は半透膜を通らないので、浸透圧の低い溶液から浸透圧の高い溶液へ溶媒(水)が移動するのです。「半透膜」があることが重要です。
2.
さて、質問の場合を考えます。
半透膜がどこにあるかといえば、乳酸菌の細胞膜です。だから、細胞内の液の浸透圧と、細胞外の液の浸透圧が違えば、細胞膜を通して浸透圧の高い方から、浸透圧の低い方へ水が移動することになります。

ヨーグルトに塩を振りかけるのだから、細胞外の液の食塩濃度が細胞内の液の食塩濃度より高くなって、浸透圧もそれに応じて細胞外の液のほうが高くなり、細胞内から細胞外へ水が移動することになります。「メデタシメデタシ」となりそうですが、どうでしょう。
3.
ここからは、質問の仕方から、質問者さんも苦手ではないかという説明になるので、細かいことは抜かしますが、ここからが本論です。

乳酸菌にも多種ありますが、代表的な大きさは、径が1[μm]、長さが10[μm]足らずの桿菌です。
また、ヨーグルトは、1[mL]中に1000万個以上の乳酸菌を含むものをいうのだそうです。この数は最低なので、非常に多く見積もって、死骸も含めて、その1000倍すなわち100億個の乳酸菌が1[mL]中にいるとします。すると、その体積は、0.0785[mL]程度にしかならない。要するに、乳酸菌の体積は全体の7.85[%]、10[%]以下ということです。
質問の参照URLでは、ヨーグルト全体を500[g]としているので、500[mL]程度でしょう。
したがって、乳酸菌の菌体は50[mL]以下です。その水分が全部出てきたとしても50[mL]ですが、浸透圧で、水分が全部出ることはありません。その50[%]ほどが出てくるとすれば、25[mL]以下でしょう。参照URLでは、250[mL]以上の水分を分離できたようなので、浸透圧が寄与したとしても、乳酸菌の菌体数を非常に多く見積もっても、その10[%]以下ということになって、仮に分離が速くなったとしても、それは外液の浸透圧増加の結果としては説明できないでしょう。
4.
塩分で水が分離される現象として、塩析があります。ある程度の濃度の塩類を加えると水に浮遊している小さい粒子が凝集して、大きくなり水を分離しやすくなるというもので、食品工業などで実用されていることは、#4さんの回答でもあります。
どれほどの塩分濃度かは、凝集させたい物質によって、違って来るのでしょうが、とうふのにがりの場合は、特に決まった量はなくそれぞれ好みのようですが、塩化マグネシウムとして豆乳に対して、1[%]前後のようです。液体にがりは塩化マグネシウム16[%]程度含むようです。
www.ricen.hokkaido-c.ed.jp/411kenkyuukiyou/vol13/tanpaku.pdf
タンパク質の精製分離にも塩析が使われますが、タンパク質の種類や塩によって塩濃度は大幅に異なるようですが、0.1～0.2[mol/L]程度のナトリウム塩などで調べるとのことなので、これより高い濃度では塩析する可能性があるということでしょう。
www.yodosha.co.jp/bookdata/.../9784758101752_01.pdf
5.
質問の参照URLの塩濃度は、1つまみの塩ということなので、はっきりはしないのですが、仮に1[g]程度としましょう。食塩1[g]は0.017[mol]です。
先に書いたように、ヨーグルトの量は500[mL]程度で、ヨーグルトの成分から言って、その87[%]程度が水分とすれば、435[mL]程度でしょう。ここから菌体分50[mL]を引けば、385[mL]になる。したがって、その濃度は、0.26[%]、0.049[mol/L]となります。
したがって、一般の塩析濃度には届きそうもない。ただし、塩水になるのが全体均一ではなく一部に、たとえば100～200[mL]程度に局在すれば、十分に塩析濃度に届いている可能性があり、それによって水の分離が起こらないこともないでしょう。
6.
#2で、「通常」の操作を聞いたのですが、それがはっきりしないので、塩の効果がどの程度あるかはわかりません。ただ、塩を入れた効果があるとすれば、浸透圧か塩析くらいしか考えられません。ただ、浸透圧は苦しい。多分、塩を入れなくても、3[g/cm^2]ていどの重さ、すなわち100[cm^2]に300[mL]程度の水の重さを乗せれば、同程度の効果はありそうですね。

お礼

試算までして頂いてありがとうございます。
塩が分散せずに局所的に塩析しているという可能性が一番高そうですね。

回答No.4

htms42

多分、コロイドの凝集（塩析）だろうと思います。
豆腐を固めるのににがりを使うのと同じ原理です。
牛乳に明礬を入れてかき混ぜると脂肪分が分離してきます。
全体が均一に白く濁っていたのが白いもろもろの部分と半透明の液体部分に別れてきます。

ただ、「ひとつまみでいい」というところが分かりません。

回答No.3

suuzy

「浸透圧」調べて頂きましたか？

異なる濃度の物質が隣り合わせになった場合
濃度を同じにしようとする働きで
濃度の薄いものから水が抜けて濃度の濃いものに水分が移動しおなじ濃さになろうとします

ヨーグルトにも水分が含まれていて
普通はざるに入れて一晩おくと、重みで水が抜けていくのですが

塩を入れることで、ヨーグルトの中の水分がその塩に引き寄せられて
早く水が抜けていくというものなのです

きゅうりの塩もみや
キャベツのコールスローサラダも同じ原理で
塩でもむことで野菜に含まれる水分が簡単に出ていき
しんなりした美味しいサラダができるのです

砂糖でも同じことで
ジャムを作る際、果物に砂糖をまぶしてしばらく置いてから煮ると、水が抜けやすくなって焦げ付かずにジャムを作ることができます

その他
ナメクジに塩も同じことです
ナメクジに塩をかけるとナメクジの水分が出ていき干からびてしまいますね

回答No.2

okormazd

原理を考える前に、

全く同じ器具・操作だが、塩を一つまみ入れた場合と入れなかった場合に、何がどの程度違うのか、
もう少しちゃんと調べましょう。

「通常なら一晩かかる」のと、「一時間半で完了する」のが、塩の違いだけなのでしょうか。
参照URLを見ると違うじゃないかと思わせる節があるんだか。

「通常」はどうやっているのかな。

回答No.1

suuzy

化学的な原理というなら「浸透圧」でしょうね