北海道産赤ビートに含まれる赤紫色素を使用した小学校家庭科実験教材の開発
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言語: Japanese
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公開日: 2024-08-22
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キーワード (En):作成者: 髙橋, あずさ, 知地, 英征
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所属:URLhttps://doi.org/10.32150/0002000239

北海道教育大学紀要（基礎研究編）第75巻 第1号Journal of Hokkaido University of Education（Basic Research）Vol. 75, No.1

令和6年7月July, 2024

北海道産赤ビートに含まれる赤紫色素を使用した小学校家庭科実験教材の開発
髙橋あずさ・知地英征＊

北海道教育大学札幌校食物学研究室＊

北海道「食と健康」研究所

Development of Experimental Teaching Materials for Home Economics
Classes of Elementary Schools Using Red-Purple Pigments Containedin Hokkaido Red Beet
TAKAHASHI Azusa and CHIJI Hideyuki＊
Department of Home Economics, Sapporo Campus, Hokkaido University of Education＊

Hokkaido “Food and Health” Research Center, Sapporo

概要

食品には様々な色があり，好ましい色合いは食欲増進や食生活を豊かにする効果を持つ。従って，食用色素は我々の生活に欠くことのできないものであるが，小学校家庭科の授業で取り入れられることはほとんどない。家庭科の授業で実験を行うことは，科学的な理解を深め，正しい知識の習得に繋がるものであると考える。本研究では，北海道産赤ビートからベタシアニン色素を精製し，それを用いた実験教材の開発を行った。さらにその実験教材を使用した小学生対象のワークショップとアンケート調査を行った。実験教材はベタシアニンを用いた人工イクラの作製を行った。その結果，アルギン酸ナトリウムと塩化カリウムの濃度が同一の場合，ベタシアニンを添加しても無添加と同様の質感となることが明らかとなった。また，アンケート調査を行った結果，このワークショップへの肯定的な意見が全体の9割以上を占め，色素について興味関心が得られたことが明らかとなった。
キーワード：赤ビート，人工イクラ，天然色素，小学校家庭科，実験教材

緒

言

しい色は，食欲を刺激するため，多くの食品には食品添加物として着色料が使用されている。この食物には，色合いや香り，味，栄養価など多く着色料には，食用タール系合成色素と動植物由来の要素が関わっているが，中でも色合いが果たすの天然色素が用いられている。しかし，食用ター割合は大きいといえる。食物や食品において好まル系色素規制強化や消費者にとってより安全で自103髙橋あずさ・知地英征

然な色調の食品が好まれるようになったことなど行った。また，小学生を対象に開発した実験教材

から天然色素の需要が増加している1）。

を使用したワークショップを実施し，対象者に授天然色素には，アントシアニンやベタレイン，業に関するアンケート調査を行った。

カロテノイド，ターメリック，クロロフィルなどがある。これらの色素は，ベリー類や野菜，果物，実験教材の開発

スパイスなどに含有されており，色素自体がビタミンとしての役割や生体調節機能を持つことが知2）， 3）

実験試料には，ベタシアニンを使用した。ベタ。その中でもベタレイン色素は，シアニンの精製は，既報7）に従い行った。赤ビー

赤ビート（Beta vulgaris L.）に含有されている天ト（石狩産）の果肉を裁断後，ミキサーで粉砕し然色素で，赤～紫色を呈する。ベタレイン色素は，冷却した0.1％ HCl水溶液で抽出した。抽出液を赤紫色のベタシアニンと橙黄色のベタキサンチン

遠心分離（4℃，2,000×g，30分間）後，4℃のという水溶性の含窒素色素の総称で，ナデシコ目低温室内で上清をDowex 50W-X2（H＋）（和光純植物にしか存在していない。ベタシアニンの色調

薬工業株式会社）カラムに供し，3倍量の0.1％は，アントシアニンと類似しているが構造が全くHCl水溶液で洗浄後，40％メタノールで溶出し，られている

4）異なっている （図1）。

ベタシアニン画分を分取した。ベタシアニンは，一方，小学校家庭科では，衣食住などに関する実践的・体験的な活動を通して，具体的な学習をロータリーエバポレーターで減圧濃縮後，凍結乾燥しベタシアニン粉末を得た。

展開することにより，基礎的・基本的な知識およ

実験教材には人工イクラを用い，草薙らの方法8）

び技能を確実に身に付けるとともに，知識およびに従い作製した。アルギン酸ナトリウム（株式会

技能を活用して，身近な生活の課題を解決したり，社キミカ）2.0 gを蒸留水100 mLに加えて溶解し家庭や地域で実践したりできるようにすることをた。塩化カルシウム（和光純薬株式会社）2.0 gは5）目指している 。しかし，小学校家庭科の実践的・蒸留水100 mLに加えて溶解し，アルギン酸ナト

体験的な授業の多くは，調理実習や裁縫が中心でリウム溶液を塩化カルシウム溶液へ 2 mLのスポ6）

科学的な実験が行われることはほとんどない 。

イト（アズワン株式会社）を用いて滴下し，人工初等教育から家庭科の授業時に実験を行うことイクラを作製した。

は，科学的な理解を深め，正しい知識の習得に繋がるものであると考える。

1％ベタシアニン溶液を用いた人工イクラは，アルギン酸ナトリウムおよび塩化カルシウム溶液

本研究では，小学校家庭科における学習内容ををそれぞれ1.0 gおよび2.0 g/100 mLで作製し，両発展させることを目的として，北海道産赤ビート溶液の濃度の組み合わせを変更し，手触りを比較の色素を用いた実験教材（人工イクラ）の開発をした。

図1．ベタシアニン，ベタキサンチンおよびアントシアニンの構造104赤ビートに含まれる赤紫色素を使用した実験教材の開発

表1．1％ベタシアニン溶液添加人工イクラ作製における各試薬の添加量およびその感触の変化

赤ビート色素のベタシアニンを用いて人工イク

本研究ではベタシアニンを赤ビートから抽出・粉8）ラを作製した結果，既報 の試薬の濃度では感触末化したものを使用したが，ベタシアニンの色調が軟らかく，イクラ特有の張りが少なくなってしが人工イクラ作製時においても安定していたことまったため，アルギン酸ナトリウムおよび塩化カから，精製した色素だけでなく赤ビート搾汁液をルシウムの濃度の検討を行った。その結果，1％濾過した色素溶液でも人工イクラの作製は可能でベタシアニン溶液を添加する場合，アルギン酸あると考えられる。

ナトリウムが2.0 g/100 mL，塩化カルシウムが2.0 g/100 mLの割合で作製した人工イクラが最もワークショップにおける実践と省察適していることが分かった（表1）。また，人工イクラの色調は，鮮やかなベタシアニンの赤紫色⑴

実施日時：2022年8月27日を呈していることが確認できた（図2）。ベタシ⑵ 対象：コープさっぽろ主催「食べる・たいせ

アニンは，pHや熱に不安定であることが知られつフェスティバル2022」に参加した小学校1～ているが9），本実験での人工イクラにおいては色6年生で，1回12名上限の授業（30分間）を3素の退色や分解が認められなかった。このことは，回実施し，合計32名が受講した。

実験で用いたアルギン酸ナトリウム溶液と塩化カ⑶ルシウム溶液共にpHが中性のためであると示唆

1）授業の導入される。ベタシアニンの安定なpHは3～7であ9）

授業の流れはじめに野菜クイズを行い「赤ビート」というるため ，ベタシアニンの持つ鮮やかな赤紫色の野菜について認識させた後，授業の本題に入った。

人工イクラが作製できたと考えられる。従って，授業では，赤ビートおよび色素について簡単な説

天然色素である赤ビート色素を実験教材として用明を行った後，赤ビートの色素を用いて「人工イいることは可能であることが示唆された。なお，クラ」を作製する実験を行うことの説明を行った。
2）実験による人工イクラの作製手順
人工イクラの作製実験では，赤と黄色のテープを貼ったシェーカーを各1つと薬包紙にアルギン酸ナトリウムおよび塩化カルシウムを包み，それぞれに赤と黄色のシールを貼ったもの各1つを準備した（図3）。赤色のシェーカーにはあらかじめアルギン酸ナトリウム1.5 gを1％赤ビート色素溶液100 mLで溶解した溶液を入れ，黄色のシェーカーには蒸留水100 mLを入れておいた。

図2．1％ベタシアニン溶液を添加し作製した人工イクラアルギン酸ナトリウムを溶解するには時間がかかるためこのような準備を行った。次に，シェー105髙橋あずさ・知地英征

図3．実験に使用した試薬およびシェーカーカー2つと試薬2種類（アルギン酸ナトリウム0.5 g，生対象のワークショップとして実施した。授業の塩化カルシウム2.0 g）を1セットとして児童2人

導入では，野菜クイズを行い北海道には赤ビート1組に配布し，赤色のシェーカーには赤色の試薬という野菜が栽培されていることを伝えた（図を，黄色のシェーカーには黄色の試薬を加えるよ6）。続いて，天然色素の概要とその良さについう指示した。続いて，約4分間になるよう考案して簡単に説明を行った。

た簡単なダンスを行いながらシェーカーで攪拌を授業の本題である人工イクラの作製では，子ど行い，試薬を溶解させた（図4）。予備実験におも達が試薬の添加を間違えないよう試薬と使用すいて，試薬は4分間攪拌させることで溶解できたるシェーカーに同じ印をつけ分かりやすいようにため，授業時のダンス時間は4分間と設定した。

した（図3）。また，アルギン酸ナトリウムを蒸次に，隣の人と2人1組となり，赤色のシェーカー留水に溶解するのに時間がかかるため，子ども達の溶液を 2 mLのスポイトで取り，黄色のシェーが飽きないようシェーカーを用いて，ダンスを行カー内に滴下するよう指示した。その後は自由にいながら攪拌することで試薬を溶解した（図4）。

人工イクラを作製し，人工イクラの出来上がる様

人工イクラは，アルギン酸ナトリウム溶液をスポ子や手触りなどの観察を行った。授業の最後にアイトで塩化カルシウム溶液に滴下して作製したンケートを記入する時間を設けた（図5）。

が，失敗した児童はおらず全員が作製に成功した。

⑷ 赤ビート色素を使用した実験教材を用いた授

その後，子どもたちは自らが作製した人工イクラ

業の効果の観察を行った（図7）。人工イクラを作製して授業は，コープさっぽろ主催「食べる・たいせいる子どもの様子を観察すると，子ども達自身がつフェスティバル2022」にブースを開設し，小学工夫し色々な形や大きさのものを作製している姿が見られた。
授業のアンケートを行った結果を表2に示した。その結果，授業は楽しかったか，勉強になったかという質問に対して「はい」・「ふつう」と回答した児童は約97％であり，授業の満足度は高かったと考えられる。また，授業の中で特に楽しかった項目について質問した結果，人工イクラを観察しているとき（アンケートの項目の「イクラを触ったとき」および「他」に人工イクラについて記載のあったものを合わせて集計）との回答が

図4．実験内でのダンスの様子

106

最も多く，人工イクラは子ども達の興味関心が得赤ビートに含まれる赤紫色素を使用した実験教材の開発

た

たいせつ

食べる 大 切 フェス

北海道教育大学札幌校
ねが1．アンケートをよろしくお願いします！
き ょ う

じゅぎょう

たの

（1）今日の授業は楽しかったですか？

はい・ふつう・いいえ→楽しかったものがあれば〇をつけ下さい。※いくつ〇をつけても OK です！
たのや さ い➀野菜クイズ
き ょ うさわ②ダンス
じゅぎょう

ほか

③イクラを触ったとき ④他（べんきょう（2）今日の授業は勉強になりましたか？
や さ い）

はい・ふつう・いいえ

し（3）ビーツという野菜を知っていましたか？
じっさい

つくはい・いいえ

けいけん（4）実際に人工イクラを作った経験はありましたか？
いまがっこうし き そ

つ か

はい・いいえじゅぎょう（5）今まで学校等で色素を使った授業をしたことはありますか？はい・いいえ（例；野菜でスタンプをつくったよ）
ば あ い

お し

→もし「はい」の場合、どのようなものをしたのか教えてください！

なにひとこと〇何か一言あればお願いします！

図5．授業で用いたアンケート用紙

107髙橋あずさ・知地

英征

図6．授業内での野菜クイズ実施の様子

図7．実験で作製した人工イクラの様子

表2．受講した児童のアンケートの回答結果

やアントシアニンは市販の菓子類の着色料として利用されており，子ども達にとっても身近なものである。従って，家庭科の授業内で食用色素についての知識を得ることは重要であると考えられる。
以上の結果，本研究で開発した色素を用いた実験教材は，子ども達の興味関心を得ながら色素について学ぶことのできる教材である可能性が示唆された。

られる実験教材であることが明らかとなった（図8）。さらに，「今までに色素を用いた授業を受け謝たことはあるか」との質問に対して，「野菜でス辞タンプを作った」，「白紙に色素で色を付けて折り本研究の実施にあたり，ご協力を頂きました本紙を作った」という回答が得られた。これらの回学卒業生の畑田実花氏，伊藤紗香氏，岸本十彩氏，答のように，小学校の図画工作の授業で食用色素岩元似奈氏に心より感謝申し上げます。

を用いた絵具を使用した授業の実践例が報告されている10）。しかし，家庭科の食分野で天然色素引用文献が用いられた実践例はあまり見られないため，本研究が新たな試みであるといえる。赤ビート色素

1）藤井正美監修，清水孝重，中村幹雄著（2012）．
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3）内田（丸木）裕子（2021）．ポリフェノールの機能性研究とその商品応用―抗酸化物質の幅広い機能性―．
化学と生物，60，226-231．
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北海道大学農学部邦文紀要．

図8．授業で楽しかった項目

1085）文部科学省（2019）．小学校学習指導要領（平成29年

赤ビートに含まれる赤紫色素を使用した実験教材の開発

告示）解説，家庭編，mext.go.jp/component/a_menu/
education/micro_detail/_icsFiles/afneldfile/2019/03/
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（髙橋あずさ札幌校講師）（知地北海道「食と健康」研究所）

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