ケーキに使う生クリームと、パンに塗るバター。
見た目も使い方も違う食品ですが、実はどちらも牛乳の乳脂肪と深い関係があります。
しかも、乳脂肪だけで作られた生クリームを容器へ入れて、ひたすら振り続けると……
バターを作ることができます。
最初はさらさらの液体だった生クリームが、
液体 → とろとろ → ホイップ状 → ボソボソ → 固まり＋液体
と変化していく様子は、自由研究にもぴったり。
今回は実際に生クリームを振りながら、何分でどんな変化が起こるのか観察してみましょう。
- この自由研究は何日かかる？
- まず予想してみよう
- 用意するもの
- 生クリームなら何でもバターになる？
- そもそも生クリームって何？
- どうして振るとバターになるの？
- 実験方法
- タイマーで「何分で変化した？」を測ろう
- 時間ごとの変化を記録しよう
- 「音」も観察ポイント！
- 途中でホイップクリームになるの？
- 「失敗したホイップ」がバターになる？
- 突然、液体が出てきた！
- 残った液体は何？
- バターとバターミルクの重さを量ってみよう
- 何％くらいがバターになった？
- 追加実験① 乳脂肪分を変えたらどうなる？
- 追加実験② 温度を変えたらどうなる？
- 温度まで測るなら？
- 追加実験③ 植物性ホイップと比べたら？
- 追加実験④ 振り方を変えたら？
- 追加実験⑤ 容器を変えたら？
- 牛乳を振ってもバターになる？
- 生クリームとバターは何が違う？
- できたバターが黄色っぽいのはなぜ？
- できたバターに塩を入れたら？
- バターミルクは捨てるもの？
- 写真はどこを撮る？
- 何年生におすすめ？
- 自由研究のまとめ方
- 写真や表を印刷してまとめよう
- まとめ｜生クリームを振ると「乳脂肪」が集まってバターになる
- よくある質問
この自由研究は何日かかる？
- おすすめ学年：小学1～6年生
- 実験期間：1日
- 実験時間：30分～1時間程度
- 材料のそろえやすさ：★★★★★
- 変化のわかりやすさ：★★★★★
- 写真映え：★★★★★
実際に振る時間は、生クリームの量や温度などによって変わります。
その「何分かかった？」自体を実験結果にできるのも、この自由研究の面白いところです。
まず予想してみよう
生クリームをずっと振り続けると、どうなると思いますか？
- ずっと液体のまま？
- ホイップクリームになって終わり？
- 全部が硬いバターになる？
- 何かと何かに分かれる？
さらに、
「何分くらい振ったらバターになると思う？」
と予想してから始めてみましょう。
用意するもの
- 乳脂肪だけで作られた生クリーム
- ふたがしっかり閉まる小さめの容器
- 計量カップ
- キッチンスケール
- キッチンタイマー
- 小さなボウル
- スプーン
- 保冷剤や氷
- 記録用紙
- カメラやスマートフォン
生クリームなら何でもバターになる？
ここは今回の実験でとても大切なポイントです。
スーパーの売り場には、
- 乳脂肪だけを使ったクリーム
- 乳脂肪と植物性脂肪を混ぜたもの
- 植物性脂肪を使ったホイップ
などがあります。
今回の実験では、パッケージの表示を確認して、乳脂肪を原料としたクリームを選びましょう。
「生クリームっぽいものなら何でも同じ」と思っていたら、商品の表示を比べるだけでも新しい発見になります。
そもそも生クリームって何？
牛乳の中には、水分だけでなく乳脂肪も含まれています。
その乳脂肪分を集めたものがクリームです。
クリームの中では、乳脂肪が脂肪球という小さな粒になって水分の中に散らばっています。
その脂肪球は、たんぱく質などを含む薄い膜に包まれています。
どうして振るとバターになるの？
容器を激しく振ると、クリームの中にある脂肪球同士が何度もぶつかります。
すると脂肪球を包んでいた膜が壊れ、乳脂肪同士がくっつき始めます。
さらに振り続けると、小さな脂肪のかたまりがどんどん大きくなり、
乳脂肪のかたまりと液体に分かれます。
この乳脂肪のかたまりがバターです。
実験方法
- 生クリームを冷蔵庫でよく冷やしておきます。
- 生クリームを決めた量だけ量ります。
- ふた付き容器へ入れます。
- ふたがしっかり閉まっていることを確認します。
- タイマーをスタートします。
- 容器をしっかり振ります。
- 1分ごとなど時間を決めて状態を観察します。
- 変化するたびに写真を撮ります。
- 液体と固まりに分離するまで振ります。
- できた液体を別の容器へ移します。
- 残った固まりを観察します。
容器のふたが外れると中身が飛び散るため、振る前にしっかり閉まっていることを確認してください。
タイマーで「何分で変化した？」を測ろう
今回の実験では、ただバターを作るだけでなく、
何分後にどんな状態になったか
を記録すると、ぐっと自由研究らしくなります。
キッチンタイマーを使えば、振っている途中でも時間を確認しやすくなります。
自由研究が終わったあとも、料理はもちろん、運動時間やパック時間など普段の生活でも使えるタイプなら無駄になりにくいでしょう。
時間ごとの変化を記録しよう
| 時間 | 見た目 | 音 | 気づいたこと |
|---|---|---|---|
| 開始時 | |||
| 1分後 | |||
| 2分後 | |||
| 3分後 | |||
| 5分後 | |||
| 完成時 |
実際にかかった時間に合わせて、表を書き換えてください。
「音」も観察ポイント！
この実験では、見た目だけでなく容器から聞こえる音も変化します。
最初は液体なので、
「シャカシャカ」「バシャバシャ」
と音がします。
ホイップ状になって動きにくくなると、音が小さくなることがあります。
さらに振り続けて脂肪と水分が分かれてくると、再び液体が動く音が聞こえるようになります。
「見なくても音で変化がわかる？」
という観察も面白いでしょう。
途中でホイップクリームになるの？
生クリームを振ると、途中で空気を含んでホイップされたような状態になります。
普通ならケーキ作りでは、このあたりで泡立てるのをやめます。
でも今回は、そのまま振り続けます。
するとクリームの状態がさらに変わり、
ホイップクリームを通り越して、脂肪と液体へ分かれていきます。
「失敗したホイップ」がバターになる？
お菓子作りで生クリームを泡立てすぎると、ボソボソした状態になることがあります。
これは今回の実験でいうと、脂肪同士が集まり始めている途中の状態です。
つまり、
お菓子作りでは失敗に見える変化が、バター作りでは必要な途中経過
なのです。
突然、液体が出てきた！
さらに振り続けると、
- 黄色っぽい固まり
- 白っぽい液体
に分かれてきます。
この瞬間はぜひ写真に撮っておきましょう。
今回の実験で一番大きな変化です。
残った液体は何？
バターを作ったあとに分かれた液体は、バターミルクと呼ばれます。
つまり、生クリーム全部がバターになるわけではありません。
振ることで乳脂肪が集まり、
- 乳脂肪を多く含むバター
- 分離した液体
に分かれたのです。
バターとバターミルクの重さを量ってみよう
高学年なら、実験前後の重さも測ってみましょう。
| 測るもの | 重さ |
|---|---|
| 最初の生クリーム | |
| できたバター | |
| 分かれた液体 |
最初に入れた生クリームの重さと、
バター＋液体の重さ
を比べてみるのも面白い実験です。
容器やスプーンに残った分があるため完全には一致しないことがありますが、その理由も考察できます。
何％くらいがバターになった？
高学年なら、できたバターの割合も計算できます。
例えば、
生クリーム100gからバター40gができた場合、
40 ÷ 100 × 100 ＝ 40％
となります。
実際の結果を使って計算してみましょう。
追加実験① 乳脂肪分を変えたらどうなる？
乳脂肪分の違うクリームを用意できたら、
- 乳脂肪分35％前後
- 乳脂肪分40％前後
- 乳脂肪分45％前後
などで比較してみましょう。
調べるのは、
- バターになるまでの時間
- できたバターの重さ
- 残った液体の量
です。
乳脂肪分が違うと、バターのでき方も変わる？
という発展研究になります。
追加実験② 温度を変えたらどうなる？
同じクリームを、
- よく冷やした状態
- 少し温度が上がった状態
で比較してみる方法もあります。
ただし、生クリームは傷みやすい食品です。
長時間室温へ放置して温度を上げる方法は避けてください。
実験中も必要に応じて保冷剤などを使い、衛生面に注意しましょう。
温度まで測るなら？
高学年なら、振り始める前のクリームの温度を測っておくと、さらに条件を詳しく記録できます。
「クリームの温度○℃、使用量○ml、完成まで○分○秒」
と記録すると、本格的な実験データになります。
追加実験③ 植物性ホイップと比べたら？
スーパーでは、乳脂肪ではなく植物性脂肪を使ったホイップ用商品も販売されています。
そこで、
- 乳脂肪のクリーム
- 植物性脂肪のホイップ
を同じ量・同じ時間振って比較する方法もあります。
同じ「ケーキに使う白いクリーム」でも、振ったときの変化は同じ？
という実験になります。
商品の原材料表示も一緒に写真へ残しておきましょう。
追加実験④ 振り方を変えたら？
同じ量の生クリームを使い、
- ゆっくり振る
- 速く振る
で完成までの時間を比べる方法もあります。
ただし、人が振る速さを完全に同じにすることは難しいため、
「家庭で行う実験では振る強さを正確にそろえるのが難しかった」
と考察に書くこともできます。
追加実験⑤ 容器を変えたら？
同じ量のクリームを、
- 小さめの容器
- 少し大きめの容器
へ入れて振ります。
容器の中にある空間の大きさによって、クリームの動き方は変わるでしょうか。
完成までの時間を比較してみましょう。
牛乳を振ってもバターになる？
ここで気になるのが、
「同じ牛乳からできているなら、牛乳を振ってもバターになるの？」
という疑問です。
一般的な牛乳は、生クリームと比べて乳脂肪分がずっと少なく、さらに脂肪球が細かく均一になるよう処理されているものが多いため、生クリームと同じ方法で振っても簡単にはバターになりません。
ここから、
「牛乳を振ってもバターにならないのはなぜ？」
という別の自由研究にも発展できます。
生クリームとバターは何が違う？
| 比較 | 生クリーム | バター |
|---|---|---|
| 見た目 | 液体 | 固体 |
| 乳脂肪 | 水分の中に脂肪球として分散 | 乳脂肪が集まっている |
| 作り方 | 生乳から乳脂肪分を集める | クリームを撹拌して脂肪を集める |
つまりバター作りは、
生クリームに新しい材料を入れて固めるのではなく、もともと入っていた乳脂肪を集める実験
なのです。
できたバターが黄色っぽいのはなぜ？
生クリームは白く見えるのに、できたバターは少し黄色っぽく見えることがあります。
乳脂肪には、牛が食べた飼料などに由来する色素が含まれることがあります。
生クリームの中では細かな粒子が光を散乱するため白く見えますが、脂肪が集まってバターになると乳脂肪本来の色がわかりやすくなります。
「白い生クリームから、なぜ黄色っぽいバターができた？」
まで調べると、さらに面白い自由研究になります。
できたバターに塩を入れたら？
実験後、食べることを前提に衛生的に作ったものなら、少量の塩を加えて味を比べる方法もあります。
- 塩なし
- 少量の塩あり
で食べ比べると、市販の有塩バターと無塩バターの違いを考えるきっかけになります。
バターミルクは捨てるもの？
実験で分かれた液体も観察してみましょう。
- 何色？
- 生クリームより透明？
- さらさら？
- どれくらいの量ができた？
「バターを作ったら液体が出てきた」で終わらず、
バターにならなかった部分まで観察する
と研究として深みが出ます。
写真はどこを撮る？
- 生クリームのパッケージと乳脂肪分表示
- 振る前の液体
- 1分後
- ホイップ状になったところ
- ボソボソしてきたところ
- 液体が分離した瞬間
- できたバター
- バターミルク
- バターとバターミルクを並べた写真
特に、
液体 → ホイップ → ボソボソ → バター＋液体
を4枚並べると、実験の変化が一目でわかります。
何年生におすすめ？
小学1～2年生
大人と一緒に容器を振って、
「生クリームがバターになった！」
という変化を写真や絵でまとめるだけでも十分です。
小学3～4年生
1分ごとに状態を観察し、バターができるまでの時間を測ってみましょう。
小学5～6年生
乳脂肪、脂肪球、乳化などについて調べます。
乳脂肪分や温度など条件を変えて比較すると、より本格的な研究になります。
自由研究のまとめ方
- 疑問：生クリームを振ると本当にバターになる？
- 予想：何分でどんな変化が起こるか考える
- 準備：乳脂肪のクリームを用意する
- 実験：容器へ入れて振る
- 記録：時間ごとの見た目と音を記録する
- 結果：バターと液体に分かれたことを確認する
- 測定：それぞれの重さや量を測る
- 調査：乳脂肪と脂肪球について調べる
- 考察：なぜ振ることで脂肪が集まったのか考える
- 発展：乳脂肪分や温度などを変えて比較する
写真や表を印刷してまとめよう
今回の実験は途中の見た目が大きく変化するため、写真を使ったまとめとの相性が抜群です。
1分ごとの写真を順番に並べたり、完成までの時間をグラフにしたりするとわかりやすくなります。
写真や表を自宅で印刷する場合は、プリンターに対応した互換インクを比較してみるのもひとつの方法です。
▶ 自由研究の写真・比較表の印刷に使える互換インクをチェックする
まとめ｜生クリームを振ると「乳脂肪」が集まってバターになる
生クリームの中では、乳脂肪が小さな脂肪球として水分の中に散らばっています。
容器を激しく振ると脂肪球同士がぶつかり、脂肪球を包んでいた膜が壊れて、乳脂肪同士が集まり始めます。
さらに振り続けると、
乳脂肪のかたまりであるバターと、液体のバターミルクへ分かれます。
つまり、生クリームを振ってバターを作る実験は、
「液体を固める実験」ではなく、液体の中に散らばっていた脂肪を集める実験
ともいえます。
いつも食べているバターが、生クリームからこんな方法で作れることを知ると、牛乳や乳製品を見る目もちょっと変わるかもしれません。
よくある質問
どんな生クリームでもバターになりますか？
自由研究では、乳脂肪を原料としたクリームを使うのがおすすめです。植物性脂肪を使ったホイップ用商品は原料や性質が異なります。購入時にパッケージの表示を確認してください。
何分振ればバターになりますか？
生クリームの量や乳脂肪分、温度、振り方などによって変わります。「何分かかったか」を実際に測ること自体が自由研究になります。
途中でホイップクリームになりました。失敗ですか？
失敗ではありません。そのまま振り続けると、さらに状態が変化して脂肪と液体へ分離していきます。
出てきた液体は水ですか？
ただの水ではなく、バターを作る過程で分離したバターミルクです。色や量、さらさら具合なども観察してみましょう。
牛乳を振ってもバターになりますか？
一般的な牛乳は生クリームより乳脂肪分がかなり低く、生クリームと同じように振るだけでは簡単にバターにはなりません。この違い自体を別の自由研究にできます。
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