牛乳からカッテージチーズを作ってみよう！なぜ固まる？小学生の自由研究

白くてさらさらした牛乳に、酢やレモン汁を加えると、

突然、白いかたまりと黄色っぽい液体に分かれることがあります。

この白いかたまりを集めると、カッテージチーズのようなものを作ることができます。

でも、

液体だった牛乳が、どうして酸っぱいものを加えただけで固まるのでしょうか？

今回は牛乳を温めて酢やレモン汁を加え、

• 見た目
• 固まり方
• 液体の色
• できた固体の量

を観察してみましょう。

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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
• 結果が出るまで：当日
• 材料のそろえやすさ：★★★★★
• 変化のわかりやすさ：★★★★★

牛乳と酢またはレモン汁があればできるため、取り組みやすい自由研究です。

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まず予想してみよう

牛乳へ酢を入れたらどうなると思いますか？

• そのまま白い液体？
• 全体がゼリーみたいに固まる？
• 白いかたまりができる？
• 透明な液体に変わる？

さらに、

「冷たい牛乳でも同じように固まると思う？」

と予想してみても面白いでしょう。

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用意するもの

• 牛乳
• 酢またはレモン汁
• 小鍋
• 計量カップ
• 計量スプーン
• デジタルキッチン温度計
• キッチンタイマー
• スプーン
• ざる
• ガーゼ・さらし・キッチンペーパーなど
• ボウル
• キッチンスケール
• 記録用紙
• カメラやスマートフォン

火を使うため、低学年の場合は必ず大人と一緒に行いましょう。

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どんな牛乳を使う？

まずは一般的な牛乳を使うと実験しやすくなります。

パッケージに書かれている、

• 種類別
• 乳脂肪分
• 無脂乳固形分

なども写真に撮っておきましょう。

牛乳の種類を変えた追加実験をするときにも役立ちます。

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実験方法

例えば、牛乳200mlを使って実験します。

1. 牛乳200mlを量ります。
2. 鍋へ入れます。
3. 弱めの火で温めます。
4. 温度計で温度を測ります。
5. 沸騰させないように注意しながら温めます。
6. 火を止めます。
7. 酢またはレモン汁を少しずつ加えます。
8. ゆっくり混ぜます。
9. 白いかたまりができるか観察します。
10. 数分そのまま置きます。
11. ざるとガーゼなどでこします。
12. 固体と液体を別々に観察します。

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温度を記録しよう

今回の実験では、牛乳の温度も大切な条件です。

例えば、

タイミング	温度
温める前	℃
酸を加える直前	℃
固まり始めたとき	℃

と記録します。

家庭実験では、必ず特定の温度にそろえなければならないわけではありません。

「今回は何℃で実験したのか」

を残しておくことが大切です。

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温度計があると比較実験に発展しやすい

牛乳を温める実験では、

「何℃くらいだった？」

を数字で記録できると結果を比べやすくなります。

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酢を入れた瞬間を観察しよう

酢やレモン汁を入れると、牛乳の中に、

• 白い粒
• 小さなかたまり
• 黄色っぽい液体

が見え始めることがあります。

この変化は比較的早く起こるため、写真や動画を撮っておくのがおすすめです。

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なぜ牛乳が固まるの？

牛乳には、さまざまなたんぱく質が含まれています。

その中でも多くを占めるのがカゼインというたんぱく質です。

牛乳の中では、カゼインは小さな粒のような集まりになって、水の中へ分散しています。

そこへ酢やレモン汁などの酸を加えると、牛乳のpHが下がります。

するとカゼインが安定して分散しにくくなり、

たんぱく質同士が集まって白いかたまりになります。

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「酸で固まる」ってどういうこと？

たんぱく質は、周りの環境によって状態が変わります。

牛乳のカゼインは、通常の牛乳の状態では水分中に細かく分散しています。

しかし酸を加えてpHを下げると、カゼイン同士が反発しにくくなり、集まりやすくなります。

これを凝集や凝固と考えることができます。

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白いかたまりがカッテージチーズ

できた白い固体を布などでこして水分を切ると、カッテージチーズのような状態になります。

観察するポイントは、

• 色
• 粒の大きさ
• 手触り
• 水分量
• におい

などです。

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残った黄色っぽい液体は何？

白いかたまりをこしたあとには、黄色っぽく透き通った液体が残ります。

これはホエイ（乳清）と呼ばれる液体です。

ホエイには水分のほか、

• 乳糖
• ミネラル
• 一部のたんぱく質

などが含まれています。

つまり牛乳は、

白い固体部分と、液体部分へ分かれた

のです。

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牛乳全部がチーズになるわけではない

牛乳200mlを使っても、200gのチーズができるわけではありません。

牛乳の大部分は水分です。

そのため、できたカッテージチーズは牛乳よりずっと少ない量になります。

ここを数字で測ると面白い実験になります。

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できたチーズの重さを量ろう

測るもの	重さ・量
使った牛乳
できたカッテージチーズ
残ったホエイ

高学年なら、

「牛乳の何％くらいがチーズとして取り出せた？」

を計算してみましょう。

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何％がチーズになった？

例えば、牛乳200gから30gのチーズができた場合、

30 ÷ 200 × 100 ＝ 15％

となります。

ただし、できたチーズには水分も残っているため、

この数字がそのまま牛乳中のたんぱく質量を表すわけではありません。

そこまで考察できると、かなり本格的です。

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なぜ牛乳を温めるの？

牛乳を温めることで、酸を加えたときの分離を観察しやすくなります。

また温度によって、たんぱく質の状態や固まり方にも違いが出る場合があります。

そこで、

「冷たい牛乳と温かい牛乳では固まり方が違う？」

という追加実験もできます。

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追加実験① 冷たい牛乳と温めた牛乳を比べる

同じ量の牛乳を2つ用意して、

• A：冷たい牛乳
• B：温めた牛乳

へ同じ量の酢を加えます。

比べるポイントは、

• 固まり始めるまでの時間
• 粒の大きさ
• できたチーズの重さ
• 液体の透明度

などです。

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追加実験② 酢とレモン汁を比べる

同じ牛乳を使って、

• 酢
• レモン汁

でカッテージチーズを作ります。

項目	酢	レモン汁
固まり方
粒の大きさ
できた量
におい

どちらも酸性ですが、成分や酸の濃さは同じではありません。

「酸っぱいものなら全部同じ結果になる？」

という実験になります。

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追加実験③ 酢の量を変える

同じ量の牛乳へ、

• 酢少なめ
• 標準
• 酢多め

を加えてみます。

酸を多くすればするほど、チーズの量は増え続けるでしょうか。

実際に重さを量って確かめてみましょう。

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追加実験④ 牛乳の種類を変える

例えば、

• 普通牛乳
• 低脂肪乳
• 無脂肪乳

などを比較する方法があります。

同じ量の酸を加えて、

• 固まり方
• できた量
• 見た目
• 食感

を比べてみましょう。

ただし商品によって、たんぱく質量なども異なるため、パッケージの栄養成分表示を一緒に記録します。

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豆乳でも同じように固まる？

さらに発展させるなら、牛乳と豆乳を比べる方法もあります。

豆乳にもたんぱく質がありますが、牛乳のカゼインとは種類が違います。

酢やレモン汁を加えたとき、

牛乳と豆乳では固まり方に違いがある？

という比較研究になります。

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ヨーグルトとは固まり方が同じ？

ヨーグルトも牛乳から作られます。

ヨーグルトの場合は乳酸菌が乳糖を利用して乳酸を作り、牛乳を酸性にしていきます。

その結果、カゼインが集まり、ヨーグルト特有の固まった状態になります。

つまり、

カッテージチーズとヨーグルトには「酸性になることで牛乳のたんぱく質が集まる」という共通点があります。

ただし作り方や水分の残り方などは異なります。

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チーズは全部この方法で作るの？

チーズにはたくさんの種類があり、すべてが酢やレモン汁だけで作られているわけではありません。

実際のチーズ作りでは、

• 乳酸菌
• レンネットなどの凝乳酵素
• 加熱
• 熟成

など、種類によってさまざまな方法が使われます。

今回作るのは、家庭で酸を使ってたんぱく質を集める簡単なカッテージチーズの実験です。

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「凝固」と「沈殿」はどう違う？

酸を加えた直後は、小さな白い粒がたくさん見えることがあります。

それらが集まると、大きなかたまりになっていきます。

自由研究では、

• 最初は小さな粒
• だんだん大きなかたまり
• こすと固体として取り出せた

という変化を順番に記録するとわかりやすくなります。

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ホエイの色も観察しよう

こしたあとの液体は、牛乳のような真っ白ではないことがあります。

黄色っぽく半透明に見えることもあります。

なぜなら、牛乳の白さに関係していたカゼインなどの一部が固体側へ移ったからです。

「牛乳は白かったのに、分けた液体はなぜ黄色っぽい？」

という新しい疑問にもつながります。

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残った液体を次の記事でも調べられる

今回できたホエイは、ただの「余った水」ではありません。

次は、

「カッテージチーズを作ったあとに残る液体は何？」

として、

• 何が含まれている？
• なぜ黄色っぽい？
• 牛乳と何が違う？

を調べることができます。

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キッチンタイマーで分離時間を測ってみよう

酸を加えてから、

「白い粒が見え始めるまで何秒？」

を測る方法もあります。

▶ 楽天でキッチンタイマーをチェックする

温度や酸の種類を変えた場合に、分離までの時間を比較できます。

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実験したものは食べられる？

清潔な器具と新鮮な材料を使い、食品として安全な条件で作ったものなら、家庭で作ったカッテージチーズとして食べることもできます。

ただし自由研究では、

• 何度も触る
• 長時間観察する
• 温度を何度も測る

などをすることがあります。

食べる場合は、実験用とは別に衛生的に作るのがおすすめです。

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写真はどこを撮る？

1. 牛乳のパッケージ
2. 実験前の牛乳
3. 温度を測っているところ
4. 酢やレモン汁を加える瞬間
5. 白い粒が出てきたところ
6. 固体と液体に分かれた状態
7. こしているところ
8. できたカッテージチーズ
9. 残ったホエイ
10. チーズとホエイを並べた写真

特に、

白い牛乳 → 白いかたまり＋黄色っぽい液体

のビフォーアフターを撮っておきましょう。

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何年生におすすめ？

小学1～2年生

大人と一緒に牛乳へ酢を加えて、

「牛乳が白いかたまりと液体に分かれた！」

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

温度・酸を加えた量・できたチーズの重さを記録します。

酢とレモン汁の比較もおすすめです。

小学5～6年生

カゼイン、pH、等電点、たんぱく質の凝集などまで調べると、本格的な食品科学の研究になります。

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自由研究のまとめ方

1. 疑問：牛乳に酢を入れるとなぜ固まる？
2. 予想：牛乳がどう変化するか考える
3. 準備：牛乳・酸・温度計を用意する
4. 加熱：牛乳を温めて温度を記録する
5. 実験：酸を加える
6. 観察：固体と液体へ分かれる様子を見る
7. ろ過：チーズとホエイを分ける
8. 測定：できた量を測る
9. 調査：カゼインとpHについて調べる
10. 考察：なぜ酸を加えると固まったのか考える

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写真や比較表を印刷してまとめよう

今回の自由研究では、

• 牛乳
• 酸を加えた直後
• 分離途中
• カッテージチーズ
• ホエイ

という見た目の変化を写真で並べると、とてもわかりやすくなります。

酢とレモン汁を比べる場合は、比較表や棒グラフも加えてみましょう。

写真や表を自宅で印刷する場合は、プリンターに対応する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

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まとめ｜牛乳に酸を加えると、カゼインが集まってチーズになる

牛乳にはカゼインというたんぱく質が含まれています。

普段の牛乳では、カゼインは小さな粒の集まりとして水分の中へ分散しています。

しかし酢やレモン汁などの酸を加えてpHを下げると、カゼインが安定して分散しにくくなり、

たんぱく質同士が集まって白いかたまりになります。

これをこして集めたものが、カッテージチーズのような固体部分です。

そして残った液体がホエイです。

つまり今回の実験では、

「牛乳を固めた」のではなく、牛乳の中に散らばっていたたんぱく質を集めた

と考えることができます。

白い液体だった牛乳の中に、最初からさまざまな成分が混ざっていたことが目で見える自由研究です。

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よくある質問

牛乳に酢を入れるとなぜ固まるの？

酢によって牛乳のpHが下がると、牛乳に含まれるカゼインが安定して分散しにくくなり、たんぱく質同士が集まるためです。

レモン汁でもカッテージチーズは作れますか？

はい。レモン汁も酸性なので、条件が合えば牛乳のたんぱく質を凝集させることができます。酢との違いを比較する自由研究にもできます。

残った黄色い液体は何ですか？

ホエイ（乳清）です。水分だけではなく、乳糖やミネラル、一部のたんぱく質なども含まれています。

冷たい牛乳でも固まりますか？

酸を加えることで変化は起こりますが、温度によって分離の仕方や観察しやすさが変わる場合があります。冷たい牛乳と温めた牛乳を比較する実験にできます。

1日でできますか？

はい。実験自体は30分～1時間程度でできるため、写真や結果をまとめればその日のうちに完成しやすいテーマです。