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牛乳の成分物質の単離
１ 目的
牛乳に含まれる三大栄養素のタンパク質（カゼイン）、糖質（ラクトース）、脂質（乳脂肪）を単離する。
２ 準備
| 器具 | 遠心分離器、メスシリンダー、ビーカー、漏斗台、漏斗、ろ紙、ｐＨ計、乳鉢、乳棒、三脚、金網、るつぼばさみ、蒸発皿、湯浴、電子てんびん、分液漏斗 |
| 薬品 | 牛乳、0.2mol/l酢酸、0.1mol/l水酸化ナトリウム水溶液、95％エタノール、ジエチルエーテル、炭酸マグネシウム、濃アンモニア水、石油エーテル |
３ 方法
(1) タンパク質（カゼイン）の単離
@ 牛乳20mlをメスシリンダーで測り取り、3000回転／分で30分間遠心分離器にかけた後、ろ過する。
（沈殿物は脂肪が多く含まれ、バターの原料となる。）
A ろ液に水20mlを加える。0.2mol/l酢酸を加えてｐＨ4.6に調節すると、カゼインが沈殿してくる。
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B ろ過した後、沈殿を精製するため乳鉢に入れ、0.1mol/l水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨ７に調整し、カゼインを溶解させる。ろ液はラクトースを単離するために使用する。 C 0.2mol/l酢酸を加えて再びｐＨ4.6に調節し、カゼインを沈殿させる。 D ろ過した後、カゼインをビーカーに入れ、水分と脂肪を除くため、95％エタノール５mlを加え、ペースト状にする。 E ろ過した後、95％エタノール５ml、ジエチルエーテル５mlで洗って乾燥させ、秤量する。 （注意） ジエチルエーテルを使うときは、火気に注意する｡ |
(2) 糖質（ラクトース）の単離
 | @ (1)のBで得たろ液を煮沸して、水に可溶なタンパク質を変性させる。 |
| タンパク質変性後（左）と 変性前（右）の溶液 |
 | A ろ過した後、ろ液に炭酸マグネシウムを加え中和する。 |
| B 不溶な炭酸マグネシウムをろ過し、ろ液を蒸発皿に入れ、煮沸水浴上で水を完全に蒸発させる。 |
C 95％エタノール５mlを加え、ガラス棒でかき混ぜる。
D 静置して上澄み液（エタノール）を除いた後、水10ml加えてエタノールに不溶な物質を溶かす。
E ろ過した後、ろ液を蒸発皿に入れ、再び煮沸水浴上でシロップ状になるまで濃縮し、放冷後、秤量する。
(3) 脂質（乳脂肪）の単離
@ 牛乳20mlをメスシリンダーで測り取り、100mlビーカーに入れる。濃アンモニア水４mlを加えよく混合した後、95％エタノール20mlを加える。
 | A 分液漏斗に移し、ジエチルエーテル25mlを入れ、エーテルガスをこまめに抜きながら30秒間よく振る。 |
| B 分液漏斗に石油エーテル25mlを加え、30秒間よく振った後、静置する。 |
C 下層をビーカーに取った後、上層のエーテル層を分液漏斗の上の口から蒸留装置に移し、エーテルを除くと乳脂肪が得られる。
D 少量のエーテルに乳脂肪を溶かし、蒸発皿に移す。ドラフト内で煮沸水浴上で完全にエーテルを除き、放冷後、秤量する。
４ 結果
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(1) タンパク質（カゼイン） | |
| 【白色結晶、0.52ｇ】 |
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(2) 糖質（ラクトース） |
| 【褐色結晶、0.84ｇ】 |
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(3) 脂質（乳脂肪） |
| 【白色固体、0.70ｇ】 |
５ 備考
| 牛乳の組成（日本牛乳技術協会） | |
| 脂肪３.５％牛乳の標準組成(100ｇあたり) | |
| エネルギー（kcal） | ６２.０ |
| 水 分 （ｇ） | ８８.２ |
| タンパク質（ｇ） | ３.０ |
| 脂 質（ｇ） | ３.５ |
| 糖 質（ｇ） | ４.６ |
６ 参考文献
(1) 岩田久敬：食品と食品化学,養賢堂(1977)
(2) 赤堀四郎，木村健二郎監修：化学実験事典，講談社(1977)
(3) 玉利和宏：日本理化学協会研究紀要，26，101(1995)
(4) 小原鉄二郎，津郷友吉：食品の化学実験，地球社(1998)
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