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発酵式二酸化炭素の砂糖の量  [2009/03/14]

ネットで見つけた発酵式二酸化炭素のレシピと、それについて考察したことを記します。
発酵式二酸化炭素ってなに?と言う人はググってください。

・レシピ
砂糖:約100g
重曹:約2g (食塩でも可)
イースト菌:約0.5~1g
水:約400ml

砂糖がかなり多い気がします。
昔、発酵式を利用していたときには、こんなに入れていませんでした。
また、酵母等の細菌用培地でも、2%程度のグルコースでした。
そこで、この砂糖の量は適当なのか、計算してみました。

まず、砂糖の主成分は二糖のスクロース(C12H22O11)です。
酵母はおそらく、スクラーゼで単糖のグルコース(C6H12O6)とフルクトース(C6H12O6)に分解して利用すると思います。
今回は、計算が面倒なので、砂糖をそのままグルコースとして計算します。
砂糖水の濃度も100g/400ml=250[g/L]として計算します。
グルコース(C6H12O6)=180.16[g/mol]
アルコール(エタノール, C2H6O)=46.09[g/mol]

250[g/L]のグルコース溶液は、
250[g/L] / 180.16[g/mol] = 1.39[mol/L]

グルコースが無駄なくアルコール発酵されると
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
で、グルコース1分子から2分子のエタノールと2分子の二酸化炭素が生産される。

グルコース1分子からエタノール2分子なので、
1.39[mol/L] * 2 = 2.78[mol/L]

2.78[mol/L]のエタノール濃度は、
2.78[mol/L] * 46.09[g/mol] = 128.1[g/L] ≒ 12%

酵母は、アルコール濃度が8~10%を超えると増殖できなくなり、15%を越えると死滅し始めるそうなので、12%は妥当なところだと思います。
砂糖(グルコース)が100%、エタノールと二酸化炭素になるはずは無いので、実際は12%よりもかなり低いと思います。
そう考えると、水400mlに対して砂糖水100gは少ないことはあっても、多いということはなさそうです。

細菌が増殖・活動を低下させる理由には、主に次のようなものがあります。
1. 栄養源(今回は砂糖)が無くなる。
2. 増殖できる空間が無くなる。
3. 毒性物質(今回はアルコール)の蓄積
4. 至的pHから大きく外れる。
5. 微量要素が無くなる。

効率よく砂糖を二酸化炭素にするには、
・重曹の量を増やして、pHを下がり過ぎないようにする。
・米糠等入れて、微量要素と栄養源を増強する。
この二つが、有効だと思います。
特に米糠はただ同然ですし、発酵スピードもかなり強化されるのではないでしょうか?
[ 2009/03/14 19:10 ] 器具・DIY | TB(0) | CM(4)
ほぉ~
米糠ですか。試してみます。

私は、日常の物事を科学的に見てみようという
観念がまったくございませんので、
興味深く読みました。
[ 2009/03/21 21:26 ] sansuikyoさん@管理人 (URL) [ 編集 ]
発酵式利用しているんですか?
米糠を使う場合は、発酵した泡が容器からあふれないように気をつけてください。
たぶん、泡がかなり消えにくくなると思います。

自分は昔に使ったことがありますが、今は使ってないです。
いつか使うかもしれないと言う事と、ちょっと気になったんで考察しました。
本当は実験を伴った考察で、砂糖、水、重曹、塩等の適量を見極めたいんですけどね。
生物等が絡んだ複雑な反応は、実験を伴った考察でなければ、屑みたいなもんですし。
それぞれの適量を決める実験方法はもう頭に出来てます。
でも、使わないのにそこまでやる必要はあるのかなと…
通常は漏斗で入れているいるのを、もっと効率よく入れる方法とか、他の案もあるんですけどね。
[ 2009/03/21 23:20 ] フォームEWさん@管理人 (URL) [ 編集 ]
発酵式利用しています。
私のブログにも書きましたが、茶苔対策として、
はじめました。そろそろCo2の出が悪くなってきていたので、
非常にタイムリーでした。

>米糠
液漏れはちとこわいですねぇ。

>通常は漏斗で入れているいるのを
砂糖とかのことですか?あれ大変ですよね。
なかなか入っていかなくって。
私も、ボトル交換にむけて、少し工作をしました。
くだらないDIYですけど。
[ 2009/03/22 19:33 ] sansuikyoさん@管理人 (URL) [ 編集 ]
ペットボトル用の氷を作る奴で固めたり、溶けやすい紙で1回分を包むという案です。
手で摘まんで容器にボトンと入れるだけなんで、便利だと思いません?

液漏れは、欲張って容器に対してたくさん入れなければいいだけかと。
泡を消す消泡剤ってものもあるんですけど、化学には詳しくないんで、身近な物で代用できるかどうかもわかりません。

しかし、砂糖の量が250[g/L]だなんて、細菌培養をやった事のある人間としては、違和感を感じますね。
[ 2009/03/22 21:13 ] フォームEWさん@管理人 (URL) [ 編集 ]
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