月例卓話

マイクロ波化学を楽しもう！ 第三章――電子レンジで楽しむマイクロ波化学反応のいろいろ――
松

村

竹

子

＊

“月例卓話
マイクロ波化学を楽しもう！ 第三章“月例卓話
マイクロ波化学を楽しもう！
第三章 ――――――
電子レンジで楽しむマイクロ波化学反応のいろいろよることを述べた．この章では，日常的に使われうと短時間で染色することが出来る．ここではマ―――電子レンジで楽しむマイクロ波化学反応のいろいろ――――――
電子レンジで楽しむマイクロ波化学反応のいろいろ“月例卓話
マイクロ波化学を楽しもう！
第三章―――“月例卓話
第三章“月例卓話 マイクロ波化学を楽しもう！
マイクロ波化学を楽しもう！
第三章
前章でマイクロ波化学の基本は電磁波の作用に長時間を要する．マイクロ波照射下で草木染を行――― 電子レンジで楽しむマイクロ波化学反応のいろいろ
―――
村 村
竹
子*
松
竹
ている電子レンジで行えるマイクロ波化学反応にイクロ波で行う草木染の実験を紹介する．
松松 村
竹
子*子*
――― 電子レンジで楽しむマイクロ波化学反応のいろいろ―――
松 村 竹 子*
前章でマイクロ波化学の基本は電磁波の作用に前章でマイクロ波化学の基本は電磁波の作用について具体的な例をあげてみる．
松 村 竹 子*
前章でマイクロ波化学の基本は電磁波の作用に前章でマイクロ波化学の基本は電磁波の作用によることを述べた。この章では、日常的に使われよることを述べた。この章では、日常的に使われ電子レンジでチンする！という表現がよく用い前章でマイクロ波化学の基本は電磁波の作用によることを述べた。この章では、日常的に使われよることを述べた。この章では、日常的に使われている電子レンジで行えるマイクロ波化学反応にている電子レンジで行えるマイクロ波化学反応にられる．電子レンジの開発時，チン！ というよることを述べた。この章では、日常的に使われている電子レンジで行えるマイクロ波化学反応にている電子レンジで行えるマイクロ波化学反応について具体的な例をあげてみる。
ついて具体的な例をあげてみる。
音で，調理が終わったことを知らせたことが始まている電子レンジで行えるマイクロ波化学反応について具体的な例をあげてみる。
電子レンジでチンする！という表現がよく用いらついて具体的な例をあげてみる。
電子レンジでチンする！という表現がよく用いらついて具体的な例をあげてみる。
りで，この便利な調理器具を世に広めるキャッチ
電子レンジでチンする！という表現がよく用いられる。
電子レンジの開発時、“チン！”という音で、れる。
電子レンジの開発時、“チン！”という音で、
電子レンジでチンする！という表現がよく用いら
電子レンジでチンする！という表現がよく用いらフレーズとして，
電子レンジでチン！ が同時れる。
電子レンジの開発時、“チン！”という音で、調理が終わったことを知らせたことが始まりで、調理が終わったことを知らせたことが始まりで、 図 図
1．マイクロ波加熱による染色1．マイクロ波加熱による染色れる。電子レンジの開発時、“チン！”という音で、れる。電子レンジの開発時、“チン！”という音で、に考えられたと云われている．この言葉は，電子調理が終わったことを知らせたことが始まりで、
1．マイクロ波加熱による染色図
図 1．マイクロ波加熱による染色
この便利な調理器具を世に広めるキャッチフレこの便利な調理器具を世に広めるキャッチフレ調理が終わったことを知らせたことが始まりで、
図 1．マイクロ波加熱による染色
調理が終わったことを知らせたことが始まりで、レンジでチンすればたちまち料理が出来上がる便
1．マイクロ波加熱による染色図
この便利な調理器具を世に広めるキャッチフレズとして、“電子レンジでチン！”が同時に考えらズとして、“電子レンジでチン！”が同時に考えら 図 2 図に主な植物色素とその化学成分を示す。
2 に主な植物色素とその化学成分を示す。
この便利な調理器具を世に広めるキャッチフレ利さを一言で表したすごさがあった．しかし，電図22に主な植物色素とその化学成分を示す。
に主な植物色素とその化学成分を示す．
ズとして、“電子レンジでチン！”が同時に考えらこの便利な調理器具を世に広めるキャッチフレ図れたと云われている。この言葉は、電子レンジでれたと云われている。この言葉は、電子レンジでズとして、“電子レンジでチン！”が同時に考えら
図 2 に主な植物色素とその化学成分を示す。
子レンジ調理のすべてはこの言葉で片付けられてれたと云われている。この言葉は、電子レンジでズとして、“電子レンジでチン！”が同時に考えらチンすればたちまち料理が出来上がる便利さを一
図
2に主な植物色素とその化学成分を示す。
チンすればたちまち料理が出来上がる便利さを一
玉ねぎの皮：クエルセチン:金色
玉ねぎの皮：クエルセチン:金色れたと云われている。この言葉は、電子レンジでチンすればたちまち料理が出来上がる便利さを一しまったという非科学的な面もある．電子レンジ
玉ねぎの皮：クエルセチン:金色
言で表したすごさがあった。しかし、電子レンジ言で表したすごさがあった。しかし、電子レンジれたと云われている。この言葉は、電子レンジでチンすればたちまち料理が出来上がる便利さを一
玉ねぎの皮：クエルセチン:金色
言で表したすごさがあった。しかし、電子レンジの作用は物質の誘電的性質とマイクロ波の電気的調理のすべてはこの言葉で片付けられてしまった
調理のすべてはこの言葉で片付けられてしまった言で表したすごさがあった。しかし、電子レンジチンすればたちまち料理が出来上がる便利さを一
玉ねぎの皮：クエルセチン:金色
調理のすべてはこの言葉で片付けられてしまった
性質に基づく誘電加熱によっている．
という非科学的な面もある。電子レンジの作用はという非科学的な面もある。電子レンジの作用は調理のすべてはこの言葉で片付けられてしまった言で表したすごさがあった。しかし、電子レンジという非科学的な面もある。電子レンジの作用は
日本学術振興会は毎年ひらめきときめきサイ
物質の誘電的性質とマイクロ波の電気的性質に基物質の誘電的性質とマイクロ波の電気的性質に基という非科学的な面もある。電子レンジの作用は調理のすべてはこの言葉で片付けられてしまった物質の誘電的性質とマイクロ波の電気的性質に基エンス事業を主催し，小学生，中学生，高校生
づく誘電加熱によっている。
づく誘電加熱によっている。
物質の誘電的性質とマイクロ波の電気的性質に基づく誘電加熱によっている。
という非科学的な面もある。電子レンジの作用は
日本学術振興会は毎年“ひらめきときめきサイに科学研究費の成果を分かり易く伝え，未来の科
日本学術振興会は毎年“ひらめきときめきサイ ウコン：クルクミン：カレイ粉の色
ウコン：クルクミン：カレイ粉の色
づく誘電加熱によっている。
日本学術振興会は毎年“ひらめきときめきサイ
ウコン：クルクミン：カレイ粉の色エンス”事業を主催し、小学生、中学生、高校生に物質の誘電的性質とマイクロ波の電気的性質に基エンス”事業を主催し、小学生、中学生、高校生に学者を育てようという趣旨の教育事業を行ってい
日本学術振興会は毎年“ひらめきときめきサイ
ウコン：クルクミン：カレイ粉の色エンス”事業を主催し、小学生、中学生、高校生に
1） 科学研究費の成果を分かり易く伝え、未来の科学
科学研究費の成果を分かり易く伝え、未来の科学
る ．筆者はこのひらめきときめきサイエンス
づく誘電加熱によっている。
エンス”事業を主催し、小学生、中学生、高校生に科学研究費の成果を分かり易く伝え、未来の科学者を育てようという趣旨の教育事業を行っている者を育てようという趣旨の教育事業を行っている
科学研究費の成果を分かり易く伝え、未来の科学
事業 に参加し，
電子レンジ de サイエンす！
日本学術振興会は毎年“ひらめきときめきサイ
ウコン：クルクミン：カレイ粉の色
者を育てようという趣旨の教育事業を行っている
１） １）。筆者はこの“ひらめきときめきサイエンス事業”。筆者はこの“ひらめきときめきサイエンス事業”
者を育てようという趣旨の教育事業を行っているの活動を通じてマイクロ波化学実験を行ってきた．
１）エンス”事業を主催し、小学生、中学生、高校生に。筆者はこの“ひらめきときめきサイエンス事業”
１）に参加し、“電子レンジde サイエンす！”の活動をに参加し、“電子レンジde サイエンす！”の活動を。筆者はこの“ひらめきときめきサイエンス事業”
その実験例を紹介し，電子レンジの中で生じていに参加し、“電子レンジ de サイエンす！”の活動を
科学研究費の成果を分かり易く伝え、未来の科学
通じてマイクロ波化学実験を行っている。その実通じてマイクロ波化学実験を行っている。その実に参加し、“電子レンジ de サイエンす！”の活動をるマイクロ波化学で何が起ってるかをひもといて通じてマイクロ波化学実験を行っている。その実
スオウ：ブラジリン、ブラジレイン：赤スオウ：ブラジリン、ブラジレイン：赤者を育てようという趣旨の教育事業を行っている
験例を紹介し、電子レンジの中で生じているマイ験例を紹介し、電子レンジの中で生じているマイ
通じてマイクロ波化学実験を行っている。その実
スオウ：ブラジリン、ブラジレイン：赤みたい．
験例を紹介し、電子レンジの中で生じているマイ１）
クロ波化学で何が起ってるかをひもといてみたい。
クロ波化学で何が起ってるかをひもといてみたい。 スオウ：ブラジリン、ブラジレイン：赤。筆者はこの“ひらめきときめきサイエンス事業”
験例を紹介し、電子レンジの中で生じているマイ
クロ波化学で何が起ってるかをひもといてみたい。
１．電子レンジで草木染
１．電子レンジで草木染
クロ波化学で何が起ってるかをひもといてみたい。
に参加し、“電子レンジde サイエンす！”の活動を
１．電子レンジで草木染
1．電子レンジで草木染
草木染はいろいろな植物中の色素を用いて染色
草木染はいろいろな植物中の色素を用いて染色
１．電子レンジで草木染
通じてマイクロ波化学実験を行っている。その実
草木染はいろいろな植物中の色素を用いて染色
草木染はいろいろな植物中の色素を用いて染色する古くからの染色法で和服等の美しい模様が独する古くからの染色法で和服等の美しい模様が独草木染はいろいろな植物中の色素を用いて染色する古くからの染色法で和服等の美しい模様が独 スオウ：ブラジリン、ブラジレイン：赤験例を紹介し、電子レンジの中で生じているマイ
する古くからの染色法で和服等の美しい模様が独特の技術で染め上げられているが、通常は染色にする古くからの染色法で和服等の美しい模様が独特の技術で染め上げられているが、通常は染色に特の技術で染め上げられているが、通常は染色に
図 2．草木染料の化学成分
特の技術で染め上げられているが，通常は染色にクロ波化学で何が起ってるかをひもといてみたい。
⻑時間を要する。マイクロ波照射下で草木染を行特の技術で染め上げられているが、通常は染色に⻑時間を要する。マイクロ波照射下で草木染を行
図 図
２. ２.
草木染料の化学成分
⻑時間を要する。マイクロ波照射下で草木染を行
草木染料の化学成分
図 ２. 草木染料の化学成分
うと短時間で染色することが出来る。ここではマ１．電子レンジで草木染
⻑時間を要する。マイクロ波照射下で草木染を行うと短時間で染色することが出来る。ここではマ
図 ２. 草木染料の化学成分＊うと短時間で染色することが出来る。ここではマ
ミネルバライトラボ取締役
イクロ波で行う草木染の実験を紹介する。
うと短時間で染色することが出来る。ここではマイクロ波で行う草木染の実験を紹介する。
草木染はいろいろな植物中の色素を用いて染色
イクロ波で行う草木染の実験を紹介する。
第 334 回京都化学者クラブ例会（平成 30 年 4 月 7 日）講演
イクロ波で行う草木染の実験を紹介する。
する古くからの染色法で和服等の美しい模様が独特の技術で染め上げられているが、通常は染色にTransactions of The Research Institute of

Oceanochemistry Vol. 33 No. 1, Apr., 2020
⻑時間を要する。マイクロ波照射下で草木染を行うと短時間で染色することが出来る。ここではマ11

図 ２. 草木染料の化学成分

図 3．草木染の手順

図. 草木染の分で 成する。一 、木
化学
を染め
2．無溶媒，無触媒マイクロ波合成反応
図. 草木染の る一般の有機化学反応は溶媒中で反応が行われ，は前 理 が 要になるが、これらは染色とは 性がよく、染まり易い。図に示した維とは相性がよく，染まり易い．図3 に示した操
草木染染料は等, タンパク質を含む繊
ン ク質を
草木染染料は絹や毛糸等

草木染染料は等 ンカチ
ン ク質を作で、美しい色の のマフラ が作で，美しい色彩の絹のハンカチやマフラーが分触媒や溶媒を用いる．一方，マイクロ波合成法で
、木
化学
を染め
料 でで 成する。一めることが出来る。

とは性がよく、染まり易い。図
に示した
２．
、
マイクロ波 成反応
30 分以内で完成する．一方，木綿や化学繊維を2）
るは無触媒，無溶媒で反応が進行する例が多い
は前 理 が 要になるが、これらは染色
．

一 の
化学反応は
中で反応が行われ、作で、美しい色の の ンカチ
マフラ が染める場合は前処理剤が必要になるが，これらはは行する例が い２）。
料生じたフルオレセインをアルカリ性の溶液に入で で反応がめることが出来る。

成法で、 を用いる。一
マイクロ波、マイクロ波
成反応
２．染色材料店で求めることが出来る．

れると美しい緑色の蛍光を発する．（図参照）

一

の

化学反応は
を用いる。一図、マイクロ波．フルオレセインの成法で、生じたフルオレセインを

図は フルオレセイン色素は，入浴剤や，眼科での検で反応が 行する例が い２）。

中で反応が行われ、マイクロ波 成反応のスキ

ルカリ性の

に

れると美しい 色のを発する。 図参照

図 4．フルオレセインの無触媒，無溶媒マイクロ波合成反応のスキーム．フルオレセインの生じたフルオレセインを

、

ルカリ性の

マイクロ波 成反応のスキにれると美しい 色の12

海洋化学研究を発する。 図参照
第33巻第 1 号

令和 2 年 4 月

成が可能である．
実験方法：原料の無水フタル酸粉末とレゾルシ
ノール粉末をビーカーに入れる．マイクロ波加熱を行うと両方の試薬が溶融し茶色の溶融物フルオ
レセインが生じる．
この溶融物をアルカリ溶液に入れる（硼砂水溶液）と緑色の発光を示す．ポリビニールアルコー

フルオレセイン色素は、、科でのに用いられている。
図 5．フルオレセインの緑色蛍光発色

ルを入れると緑色に光るスライムが出来上がる．
たちのきなスライ に 成したフルオレセイン

を

れると

色

スライ

ができる。

3．電子レンジで調理を楽しく
分でピザ作りてスライつくりに興じる ！30
は例年のひらめき―最速 35 分でパン作り

査試薬に用いられている．
子供たちの好きなスライムに合成したフルオレ
セインを入れると緑色蛍光スライムができる．手袋をしてスライムつくりに興じる風景は例年のひをしときめきサイエンスの

気

村上祥子氏

の一つである。
3）

さすが電子レンジ 7 章から ―同じようにフルフ レインは中和反応の基・パン（ピザ）生地はなぜ膨らむ ?

示

色

.

1 .

小麦粉に水

基性

で赤

分を入れて温めると小麦粉に含まれる酵素が小麦であるが、フルフ レインはらめきときめきサイエンスの人気メニューの一つ 色）として粉のでんぷんをブドウ糖と果糖に分解する．そこである．

フ にイーストが加わるとブドウ糖をさらに分解して
ル とフ
ルから
成が
であ

同じようにフェノールフタレインは中和反応の る。 炭酸ガスを発生させる．その炭酸ガスが，小麦粉
酸塩基指示薬（変色域図

pH 8.3 〜 10.3，塩基性側子のタンパク質と水分が結合して作り出す「グルテで赤紫色）として有名であるが，フェノールフタン組織」を膨らませ，ふっくらとしたパンを作り. フルオレセインの緑色蛍光発色
レインは無水フタル酸とフェノールから無溶媒合

出す．マイクロ波の迅速加熱で，発酵速度が速く

図 6．フルオレセインの無溶媒合成と光るスライム作成

インガ生じる。

図．フルオレセインの成と るスライ 作成

Transactions of The Research Institute of
Oceanochemistry Vol. 33 No. 1, Apr., 2020
実験方法：原料の無水フタル酸粉末とレゾルシ

13
この溶融物をアルカリ溶液に入れる
硼砂水溶液

ノール粉末をビーカーに入れる。マイクロ波加熱と緑色の発光を示す。ポリビニールアルコールを、 ターを ールに入れ、電りの粉をす て加 、は2で膨らませ、くらとし パンを作り出す。マイ
ジ（
、
）で
加熱。
は2
膨らませ、
くらとし
パンを作り出す。マイクロ波の速加熱で、発光速

上かかるイースト発酵が分に上上かかるイースト発酵て、 とか まりにな
が
される。
強力粉
100される。
g の 1/3 量を②に加える．

が速くなり、なり，通常は
2 時間以上かかるイースト発酵過程
クロ波の速加熱で、発光速が速くなり、
イイースト
を
に入れ、
くか
ぜ ③ はは22膨らませ、くらとしパンを作り出す。マイ
膨らませ、
くらとし
パンを作り出す。マイ

に く
を せ、
電子レン
上かかるイースト発酵が分に上かかるイースト発酵
が
分に
調理 調理
ピザ ピザ
くりの
が実験
30 分に短縮される．
④ 残りの強力粉をすべて加え，箸で混ぜ合わせ
実験
くりの
は2
上かかるイースト発酵が分に膨らませ、速加熱で、発光速
くらとし パンを作り出す。マイクロ波のが速くなり、される。
クロ波のが速くなり、
される。
OK．
で
。
生地を
ませる（発
（ さじ
）
、、速加熱で、発光速（小さじ
1 ールに入れ、電）を加 る。 で持ち上げて，ひとかたまりになれば
ター
を
りの
粉をす
て加
、
で らし
ぜ合わ
生地を
ませる。
水で
、 ター が速くなり、を ールに入れ、電 される。 りの粉をす て加 、でぜ合
クロ波の 速加熱で、発光速

調理
調理 実験
実験 ピザ
ピザ くりのくりの〈調理科学実験
ピザつくりの手順〉

子レンジ（
）で
加熱。
調理
ピザ ）で
くりの
粉
1 子レンジ（の、
1 実験ml，バター8に加る。
、ををを 加熱。
ールに入れ、電、 ター
ターールに入れ、電① 牛乳 85 、g をボールに入れ，電⑤④に軽くふたを乗せ，電子レンジ（弱 150〜

で上 て、 とか まりになれーで、くフタをし、温か

．） ．

でりの
上 粉をす
て、 とか
まりになれ
て加
で ぜ合わせ
りの
粉をす
て加 、
、
200 w）で40 秒．

、 ター
を ールに入れ、電りの粉をす をて加せ、、電子レンジで ぜ合わせに上（ （1） 1 2
ドライイーストに入れ、くか くかぜ ぜ⑥ で．
子レンジ（、、を ）で
加熱。
にて、
く とか
せ、
電子レンジ
ドライイーストを に入れ、子レンジ（強，500w）で30 秒加熱．
生地を休ませる．水で濡らしたキッチンぺー
で上くて、とかを まりになれ
まりになれ
子レンジ（
）で
加熱。
く。生地が
2 に膨らんら発で上 て、とか まりになれ．）
子レンジ（ 、
）で
加熱。
。
生地を
ませる（発酵る。砂糖（さじ）、 （小さじ1 ）を加る。
②
ドライイースト3、g を①に入れ，よくかき混
パーで，軽くフタをし，温かい場所に約
10〜
に
く
せ、
電子レンジ
（
1
2
）
ドライイースト
を
に入れ、
ぜ
に生地を
くませる。
を
せ、
電子レンジ
（
ドライイースト
を
に入れ、
くか
ぜる。で
生地を
水で
らし
ン
ーパ
で
。を
生地を
ませる（発酵
る。
砂糖
（ さじ
）
（小さじ
1くか
）を加
ませる。
水で
ン
に く
を せ、
電子レンジ
（ 1 らし2）
ドライイーストを に入れ、 くかぜぜる．砂糖（大さじ1），塩（小さじ1/5）を加15
分置く．生地が2 倍に膨らんだら発酵終了．
ピングをしてピザを作りましで。
生地をませる（発酵
る。
砂糖
さじ
）
、
）
を加
粉
1 （（
1 の
を（小さじ
に加
で生地を
。
生地を
ませる（発酵
る。
砂糖
さじ
）
、
（小さじ
1る。
）
を加 る。
る。 ーで、
ませる。
水で
らし
生地を
ませる。
水で
らし ン ーパ
くフタをし、温かにンに1ーパ1
粉の1さじを 1 1に加で生地を。
生地をませる（発酵る。砂糖（）
、1 （小さじ）を加 る。
る。
ーで、くフタをし、温か
1 分
1
ませる。
水で
らし

図

える．
粉1

粉11
粉

の
1
のの
11

さあトッピングをしてピザを作りましょう．

ををに加
に加
る。
に加る。
る。
を

1 分
をし ら、ピザのト ピンーで、くフタをし、温か
に
1 1。さ
分 ト
ーで、
くフタをし、温かに1 ら発酵く。生地が2 に膨らんら発酵ーで、くフタをし、温か
に 1
分
く。生地が
2 に膨らん。さス

しっかりガス抜きをしたら，ピザのトッピング

く。生地が
に膨らん
ら発酵
く。生地が
22 に膨らんく。生地が2 に膨らんら発酵 ら発酵。さ う。
ト。さピングをしてピザを作りまししピングをしてピザを作りましをして，電子レンジ用加熱皿で2 分間加熱する

レンジ

加熱

で

分

ト
かりガ
う。し
か

加熱す

ピングをしてピザを作りましう。
ピングをしてピザを作りましう。
ピングをしてピザを作りまし
し
かりガ
1う。
分
1ピングをして、電子
分 し かりガとほかほかのピザの出来上がり！
ス
ら、ピザのトスをし をしピングをして、
1 ら、ピザのト分 11 分分
ス ス
ら、ピザのト
ピングをして、電子
スをし をしをしら、ピザのト
ピングをして、電子
ら、ピザのト
ピングをして、電子

ピザの出来上がり！
レンジ
加熱 で 分 加熱すると

か

かの

レンジ
で 分 か加熱すると
レンジ
加熱
で 加熱
分
かのか かのか
レンジ
加熱
で 加熱すると分 加熱すると
加熱すると
レンジ
加熱
で
分

ピザの出来上がり！
ピザの出来上がり！
ピザの出来上がり！
ピザの出来上がり！
ピザの出来上がり！

⑤④

図 図 7．スピーディーなピザつくり
. ス
な
つくり

図

図
図
図

. ス

. ス

. ス
. ス. ス

ななつくり
ななな つくり
つくり

つくり

つくり

図 8．電子レンジ加熱によるパン酵母の発酵―顕微鏡観察―図. 電子レンジ加熱による ン

の発

14

図
図

. 電子レンジ加熱による ン. 電子レンジ加熱による ン

海洋化学研究の発の発第33巻第 1 号

令和 2 年 4 月

小麦粉に含まれるタンパク質
グリアジン（球状）+グルテニン（繊維状）↓↓
グルテン（粘性と弾性を有する）
図―日本の伝統―の図 9．パン生地中のグルテン組織の形成
4）
ン生 中の ル ンの 成
発酵の科学，中島春紫著，講談社（2018）
を改変―

発酵の

）

パン酵母による発酵は，分子論的には，小麦粉

る こ と が で る 。ガ スの 、パ ン 生
りや味の成分をキーワードとして調べることも興

パン酵 に る発酵は、分子には、に含まれるわずかの糖分を分解してアルコールと地をし らく味ぶかい．

小麦粉に含まれるわ かの糖分を分解し二酸化炭素を与える酵素反応であると捉えることてアルコールと 酸 炭素をる酵素ができる．発生した二酸化炭素はグルテン組織のをさらに電（マイクロ波

める。

する
と、
くらと
ズマ現象）

ニ トに じ められ生地が膨 する。
る．発酵の温度は，パン酵母の至適活性と関わる
り 糖 分 を 加 る と 、膨 は さ ら に鍵となるファクターである．
く な る 。発 酵 の 温 は 、パ ン 酵 の次の工程において，上述のピザ生地の製法と同と わる となるフ クターで る。
様に，パン生地をたたいて発生した二酸化炭素をのにて 、上 の ピ ザ 生 地 の排除する．ミクロな観点からは，この間に二酸化法とに 、パ ン 生 地 をて発生し炭素の一部はグルテン組織に取り込まれ，パンが酸 炭素をする。 クロなからふっくらと焼き上がるための基礎組織が構築されは 、こ の に 酸 炭 素 のはグルテンる，と捉えることができる．ガス抜きの後，パン組 織 に り ま れ 、パ ン がくらと生地をしばらく寝かせることによって，発酵をさ上がる めの組織がさ れ る 、とらに進める．寝かせた後，生地を目的とする大きでのかせることにかせて 、発 酵、生 地 をとす
る
さ・ に り 分 てし4．
電子レンジ内での放電（マイクロ波プラ

で るとる こ と が で る 。発 生 し小部屋ユニットに閉じ込められ生地が膨張する．
酸 炭素はグルテン組織の小外部より糖分を加えると，膨張はさらに大きくな．電子レンジをラ マ

さ・形に切り分けて成形し焼成すると，ふっくらと焼きあがったパンができあがる．
電子レンジの にシ ーンシルの を入れ
パン生地の焼成工程で，パンに特有の香りや味るとで発が られる。
し ニン

が

パンがで

がる。
電子レンジの中にシャープペンシルの芯を入れ
パン生地ので 、パ ン にのると先端部で発火現象がみられる．冷凍したニンりが 生 じ る 。こ れ ら は 発 酵 の物とジンの角ばった部分で同じような経験をすることして酸
ステルが生じることにもある．この現象はマイクロ波による先端放電現る 。 方 、発 酵 で 生 じ ア ル コ ー ル と 酸
象で，電子レンジ内にとがった金属等を入れるの
炭素はの に生地のに 出さは危険で，触媒に使う金属粉末がガラスへの付着れる。
し，破損や，発火の現象を引き起こすことが初期
パン酵 にす マ イ ク5）ロ 波 の 果 を 、のマイクロ波反応の報告にある ．電子レンジ内発酵の速 にす 果のからととに置かれた減圧したガラス管中での発光現象は，に 、パ ン の りの 分を ー ード
封管内の希薄な気体によって，プラズマ発光が生として調 ることか 。
じたためで，マイクロ波プラズマと呼ばれる現象）

で，電子レンジ内を飛び交うマイクロ波の作用がジンの分で じ うな 験をすること可視化された例で，子供たちはマイクロ波の不思る。このはマイクロ波に る
電
議に惹きつけられる．
で、電子レンジ にとがを入れるのが生じる．これらは発酵の副産物として有機酸やプラズマの原理

エステルが生じることによる．他方，発酵で生じ6）たアルコールと二酸化炭素は焼成の間に生地の外電子レンジの中はマイクロ波で満たされており，部に放出される．

そのエネルギーが気体をプラズマと呼ばれる状態

パン酵母に及ぼすマイクロ波の効果を，発酵のに変化させ，プラズマが光って見える．

速度に及ぼす効果の観点からとともに，パンの香Transactions of The Research Institute of
Oceanochemistry Vol. 33 No. 1, Apr., 2020

―いろいろなプラズマ現象―

原子は，陽子と電子でできており，エネルギー

15

に

かれ

し

の

ガラス

な

に

での発光
て、

ラ

に

は、

られる。

マ発光が生

図 10．プラズマの原理と身近なプラズマ

図1
ラ マの原理とが低い（小さい）場合は陽子のまわりに電子が回っな ラ
度のビーカーに水を入れておくことが，安全面かている状態にある．エネルギーが高く（大きく）ら推奨される．使いやすくて安価な実験用のマイ

なるにつれて，物質の状態は固体→液体→気体とクロ波装置の開発が望まれる．

ラ マの原理 ―電子レンジのな ラ マはマイクロ波でる。さらに このと

―

されて

（

り

変化する．マイクロ波を照射すると気体の状態に，

その

ル

に

させ

ーが

を

ラ

マと

れる

て

子と電子ででてる。

ら，電子が飛び出し，陽子（プラスイオン）と電化学製品の設計段階から廃棄されるまでの全ラ

子に分かれる．このような状態をプラズマと呼び，

イフサイクルにわたって，ヒトや生態系への悪影

原子はがラ マ発光）。

５．電子レンジで行う実験に する
6．マイクロ波化学と社会

さらにエネルギーを与えるために，原子・分子かラ マが光かな光 発せられる

（小さ

）

合は

り

ル

な電子レンジで

ー

に る。

イクロ波

ル

ろうという活動の指針として 1994 年に「グリーーが く（する。マイクロ波を

は
すると

液

く）

来の

と
の

を

し

が、電子レンジの響を最小限にしながら経済的・効率的にものを作いる．さらに，このとき，鮮やかな光も発せられなるにれて 物質の5）る（プラズマ発光）．

る マ子のまわりに電子が固体，液体，気体に続く第 4 の物体ともいわれてて るられる、 実験で

は

速調理で

ることに

して

。これらの実験は、原理を く理解しンケミストリー12 ケ条」が提唱された．

にのの で行うのが まし 。
筆者らはマイクロ波化学の特徴とグリーンケミ

さらに
ル ーを
る めに 原子・分子か
5．電子レンジで行う実験に関する注意
ら 電子が出し子（ ラスイオン）と電子
身近な電子レンジで見られる，（実験できる）

実験を行うとは電子レンジのにのストリー12 ケ条を
2 本の樹木として比べて考えに分かれる。このうなを ラ マと、マイクロ波化学反応例を紹介したが，電子レンジ

される。
すくて
な実験 のマイクグリーンケミストリー樹と共通点があり，環境に

7）
ビーカーに水を入れてくことが、からた （図参照）．図 11 から，マイクロ波化学樹は

、液 、
に く
の物 と
われて
の本来の目的は迅速調理であることに注意していロ波の 発が まれる。
やさしい化学技術であることが分かる．次号では，

ただきたい．これらの実験は，原理をよく理解し電磁波としてのマイクロ波の作用と，環境にやさた科学者の指導の下で行うのが望ましい．

しい化学プロセスへの適用例について述べる．

実験を行うときは電子レンジの中に 300 ml 程

16

海洋化学研究第33巻第 1 号

令和 2 年 4 月

うという活動のストリー12として 1」がらはマイクロ波に「グリーン

し

され 。
の

とグリーン

で

ることが分かる。

では、波としてのマイクロ波の作

と、

に

ロセス の

て

る。

ス

に

さ

図 11．マイクロ波化学とグリーンケミストリー

図

11. マイクロ波

謝辞：この章では日常的に使われている電子レストリー

ンジを用いて，マイクロ波化学の理解を深める実

3）村上祥子他，さすが電子レンジ！料理大全集

験を紹介した．2012 年から行った石巻青少年化（講談社），7 章最速 35 分でできるパン作り：この章ではに われて る電子レ
学の祭典での展示実験 ，日本学術振興会の主催
8）

ンジをによるて、マイクロ波の理解をひらめきときめきサイエンス（2016める実
年
験を

〜2019
し 年）で実施した実験内容に基づいている．
。2 12 から行の実験には多くの講師の方，ボランティアの方々にでの 示実験 、
の

る

とグリーン

同人

イ ンス

します．

で実

験には
社

くの

し

実験

に

て

る。

の方、

ランテ

アの方

に

5）化学を変えるマイクロ波熱触媒
化学同 に。
、 p. 15,実験に協力いただいた．ご指導，共同実験等に謝意を表らめ と め

2 14）日本の伝統：発酵の科学，中島春紫著，講談

を

人
ます。

6）https://www.power@academy.jp/human/

2 1

university/vol03/vol00100.html
7）化学を変えるマイクロ波熱触媒 p. 49, 化学同

：文献：
．

人

1）https://www.jsps.go.jp/hirameki/
:
.
. .
e

8）日本電磁波エネルギー応用学会機関紙．
:.
ede 1 巻.

2）ベーシック機器分析化学，第8 版第Ⅱ部マイ．村上祥子
さすが電子レンジ！料理（2015）1 号ep. 6‒12

クロ波を用いた機器分析，p. 140‒142，化学章最速

３． ーシ ク
ロ波を
．

の

分でで

るパン作り

分

マイク
分

.1

：発酵の

Transactions of The Research Institute of
Oceanochemistry Vol. 33 No. 1, Apr., 2020

７．

をるマイクロ波熱．

電

波(2015)1

-1 2

17

1
ル

p.6-12ー.
.11