牛乳が固まる理由

凝乳とは、滑らかな牛乳の中に塊ができることを言います。 塊は腐った牛乳にできますが、凝乳の原因となる化学反応は、適切な条件下では新鮮な牛乳でも起こります。 ヨーグルトやチーズ、バターミルクなどの食品を作る際には、意図的に牛乳を凝固させることが行われます。

凝固の化学反応

新鮮な牛乳はコロイドの一種であり、水溶液中に脂肪やタンパク質の粒子が浮いている状態です。 コロイドの懸濁液は光を散乱させるため、牛乳が白く見える。 タンパク質分子（主にカゼイン）は互いに反発し合うので、自然に液体中を均一に分布する。 牛乳は弱酸性です。 別の酸性成分を加えてpHをさらに下げると、タンパク質分子は互いに反発し合わなくなる。 これにより、タンパク質分子は互いにくっつき、凝固して凝乳と呼ばれる塊になります。

酸っぱい牛乳が固まる仕組み

牛乳が「腐る」あるいは「酸っぱくなる」のは、バクテリアの出す酸が牛乳のpHを下げ、タンパク質が固まりやすくなるためである。 また、牛乳の酸度が高くなると、酸っぱい味がするようになります。 牛乳の中に生息するバクテリアは、乳糖を消化する際に乳酸を自然に生成し、成長と繁殖を可能にします。 これは、牛乳が新鮮であろうと低温殺菌であろうと発生します。 酸が十分に生成されるまでは、味への影響に気づくことはないでしょう。 牛乳を冷蔵すると、バクテリアの増殖が遅くなります。 同様に、温かい牛乳は細菌の繁殖を助け、凝集反応の速度を高めます。

Curdling Milk in Coffee and Tea

コーヒーや紅茶にミルクを入れて楽しむ場合、熱い飲み物にミルクを加えるとすぐに凝集することがあるのに気づいたかもしれません。 固まる以外は、まったく問題なく飲めるかもしれません。 これは、コーヒーや紅茶に含まれる酸が、牛乳のpHを変化させ、固まりやすくしているためです。

Intentional Curdling of Milk

誰も冷蔵庫から直接塊の牛乳を飲みたいとは思わないが、凝固を引き起こす化学反応は常に悪いとは限らない。

新鮮な牛乳にレモン汁や酢を加えると、簡単に自家製バターミルクを作ることができます。 なぜバターミルクは固まらないの？ 熱い牛乳に酸性の材料を加えると、そうなります。 しかし、冷たい牛乳に酸を加えると、カゼインがよりゆっくりと凝固するようになります。 そのため、凝固するのではなく、化学反応によって液体が濃くなるのです。

ヨーグルトとチーズは少し複雑で、好みの味と食感の製品を作るために使用する細菌の種類（細菌培養）を通常制御するからです。 しかし、リコッタのようなフレッシュチーズは、牛乳を加熱し、酸性の成分を加え、凝乳を濾すという非常にシンプルな方法で作られています。