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マヨネーズや ヨーグルトは、どうして スプーンに のる かたちで いられるの?

マヨネーズとヨーグルトは、液体の材料なのに、なぜスプーンに乗る形を保てるのか

マヨネーズとヨーグルトが形を保つ理由:油滴の「混み合い」と、乳酸がつくるカゼインの網目はどうちがうのか

分野:技術

マヨネーズは、あぶらと 酢すを まぜて つくります。どちらも さらさらの えきたいです。なのに、できあがると スプーンに のります。

どうして かたちが くずれないのでしょう。この ページを 読むと、マヨネーズと ヨーグルトが、ぜんぜん ちがう やりかたで かたちを たもって いるのが わかります。

マヨネーズは、油と酢と卵黄でできています。材料はどれも液体なのに、できあがるとスプーンの上に山になって乗ります。しかも中身の大半は油です。

液体ばかりなのに、なぜ形が保たれるのでしょうか。ヨーグルトも牛乳から固まりますが、形の保ち方はマヨネーズと正反対だと考えられています。この記事を読むと、マヨネーズの「粒の混み合い」と、ヨーグルトの「網目」のちがいが分かります。

マヨネーズは、油・酢・卵黄というすべて液体の材料から作られるが、重さで65%以上が油という規格があり、完成品はスプーンに山をつくって乗る[5]。液体だけでできているのに、なぜ形が保たれるのか。ヨーグルトも牛乳という液体から固まるが、形を保つ仕組みは別の型だと考えられている。

この記事を読むと、マヨネーズでは油滴の体積分率が球の詰まり方の理論値に近づくこと、ヨーグルトでは乳酸がカゼインをつなぐこと、そして2025年の研究がマヨネーズ型の物質をガラスの理解につなげたことが分かる。

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1. マヨネーズは、えきたいばかりなのに なぜ のるの?

1. マヨネーズの中身は、ほとんどが油の粒だった

1. マヨネーズの大半は、水の中に散らばった油の小さな粒である

マヨネーズの ざいりょうは、あぶらと 酢すと 卵たまごの きみです。あぶらと 酢すは ふつう まざりません。そこで 卵たまごの きみの ちからを かります。きみに ふくまれる せいぶんが、あぶらと 酢すを なじませると いわれて います[1]。

まざった マヨネーズを ちいさく ちいさく 見ると、あぶらは 小さな つぶに なって、酢すの 中に ちらばって います。つぶの 大きさは、いちばん 小さくて 1ミリの 500ぶんの 1 くらいです[2]。

おどろくのは、あぶらの 多さです。マヨネーズは なかみの ほとんどが あぶらの つぶです。つぶが ぎっしり つまって いるので、スプーンに のるのです。

マヨネーズは、油と酢をそのままかき混ぜても作れません。油と水分は混ざらないからです。そこで卵黄を使います。卵黄にふくまれる成分が、油と酢をなじませます。このはたらきを「乳化」といいます[1]。

乳化したマヨネーズの中で、油は2〜10μm(マイクロメートル)ほどの小さな液滴になって、酢などの水分の中に散らばっているそうです。1μmは1mmの1000分の1なので、0.002〜0.01mmです。伝統的なマヨネーズでは油が65〜80%、卵黄が5〜8%ほどとされています[2]。英語のレビュー論文でも、油滴の割合は70〜80%ほどと書かれています[3]。

つまり、マヨネーズは「油と酢のまざったもの」というより、「小さな油の粒が、わずかな水分のすき間にぎっしり入っているもの」に近いのです。では、粒が多いと、なぜ形が保たれるのでしょうか。

マヨネーズは、混ざらない油と水分を、卵黄の成分で乳化して作る[1]。できたものは、水分の連続した相の中に油が小さな液滴として散らばるエマルション(水中油滴型)であり、伝統的な配合では油が65〜80%、卵黄が5〜8%、油滴の平均の大きさは2〜10μmとされる[2]。英語のレビュー論文も、マヨネーズの油滴含量を約70〜80%と述べる[3]。ただし出典によって重量比か体積比かの区別が曖昧なので、ここでは「おおよそ7割以上」と読む。

日本の規格(ドレッシングの日本農林規格)も、マヨネーズを卵黄または全卵を使い、原材料と添加物にしめる食用植物油脂の重量が65%以上のものと定めている[5]。この「油が大半」という点が、次に見る形の保たれ方の鍵になる。

水分は3割ほどしかないのに、なぜ全体が液体のように流れ出さないのか。油滴が占める割合を、球の詰め込みの数字と比べると、その理由が見えてくる。

2. あぶらの つぶは、どこまで ぎっしり つめられるの?

2. 球の詰め込み方から、マヨネーズの油の多さを考える

2. 油滴が非常に多く、粒が押し合う領域に入っていると考えられる

おなじ 大きさの ボールを はこに 入れて、ゆすって みて ください。ボールは すきまを のこして つまります。すきまなしには なりません。

数学では、おなじ 大きさの 球を ぎっしり ならべても、はこの 4ぶんの 3 くらい(74パーセント)までしか 球に ならないと されて います[3]。マヨネーズの あぶらの つぶも、おなじように、たくさんの つぶが おしあう ように つまって います。

つぶが こんなに ぎっしりだと、おしあって うごきにくく なります。それで マヨネーズは、スプーンに のると 考えられて います。ただし、本当の つぶは 大きさが ばらばらで、かたちも すこし かわります。ボールの はなしは めやすです。

同じ大きさの球を、無秩序に詰めると、体積の約0.637(63.7%)までが球になります。いちばんきれいに積んでも、約0.74048(74.0%)までです[3]。これは同じ大きさの球についての理論値で、球と球のあいだには必ずすき間が残ります。

マヨネーズは油の粒がとても多く、粒どうしが押し合う状態だと考えられています。ただし、球の詰め込みの数字は体積の割合、日本の規格の65%以上は重さの割合で、ものさしが違うので、そのまま並べて比べることはできません。実際のマヨネーズは、粒の大きさがばらばらで、粒もつぶれて変形するので、理論値の上限を超えることもあります。「ぎっしり」を考える目安として読んでください。

油の割合を変えた実験もあります。油の種類を変えたマヨネーズ様の乳化物の研究では、油の体積の割合が0.55あたりから粘り気の変化が大きくなり、0.6を超えると急に高くなりました[4]。粒が少ないうちはさらさらでも、ある割合を超えると、いっきに動きにくくなるのです。

マヨネーズでは、粒が押し合って形を保ちます。では、ヨーグルトも粒の混み合いなのでしょうか。

同じ大きさの球の詰め込みでは、無秩序充填で体積の約0.637、六方最密充填で約0.74048が球になる[3]。これは単分散の球についての理論値で、実際のマヨネーズは油滴の大きさがばらつき、油滴自身も変形するため、7割を超える領域にも入りうる。マヨネーズは油滴が非常に多く、粒どうしが押し合う高密度のエマルションだと考えられる。なお、日本の規格の65%以上は重量の割合、球の充填率は体積の割合であり、尺度が違うので直接には比べない。

油の種類を変えたマヨネーズ様乳化物(ジアシルグリセロール乳化)の研究では、油の体積分率φが0.55付近から粘度の変化が大きくなり、0.6を超えると急に高くなった。この研究は、マヨネーズ様の濃厚系ではφを0.7に設定している[4]。この結果は一種類の油での研究であり、市販のマヨネーズ全般の数値とは言えない。それでも、油滴が一定の割合を超えると、液体が急に固体のような抵抗を示すという傾向は読み取れる。

では、油の粒を詰めずに形を保つ食品はないのか。ヨーグルトは、まったくちがう方法を使っている。

3. ヨーグルトは、どうやって かたまるの?

3. 牛乳がヨーグルトになるとき、何が起きているのか

3. 乳酸が牛乳のカゼインをつなぎ、ヨーグルトのカードができる

牛乳ぎゅうにゅうは さらさらです。でも 乳酸菌にゅうさんきんが はたらくと、スプーンで すくえるほど かたまります。

乳酸菌にゅうさんきんは、牛乳ぎゅうにゅうの 中で 乳酸にゅうさんという すっぱい ものを つくります。牛乳ぎゅうにゅうに ある たんぱくしつ(カゼイン)が、乳酸にゅうさんで かたまる のです[7]。かたまりを「カード」と いいます。とうふが できる ときと にた すがたと いわれます[8]。

マヨネーズは あぶらの つぶが つまって いました。ヨーグルトは、たんぱくしつが つながって できる、あみの ような かたまりです。

牛乳はさらさらですが、乳酸菌がはたらくと、ヨーグルトになって固まります。乳酸菌が牛乳の中で乳酸をつくり、牛乳のたんぱく質(カゼイン)が乳酸で固まるのです。この固まりを「カード」と呼びます[7]。乳酸によって豆腐のように固まることで、ヨーグルトのなめらかな舌ざわりが生まれる、と説明されています[8]。

なぜ酸で固まるのでしょうか。牛乳の中のカゼインは、表面に負の電気を帯びているため、粒どうしが反発してばらばらでいられます。酸が増えて、pHがカゼインの等電点(約pH4.6)に近づくと、この電気が打ち消され、たんぱく質がくっつきます[9]。牛乳のpHはふつう6.6ほどなので、乳酸でそこまで下がると固まるわけです。ただし4.6は目安で、実際のヨーグルトの最終的な値はここでは分かりません。

こうしてつながったカゼインが、三次元の網目をつくり、水分を中にとどめている、と説明されることがあります[9]。マヨネーズは「粒の混み合い」、ヨーグルトは「網目」。正反対の保ち方が見えてきました。

ヨーグルトは、牛乳のたんぱく質であるカゼインが、乳酸菌のつくる乳酸で固まったものである。この固まりをカードと呼ぶ[7]。乳酸で牛乳のたんぱく質が豆腐状に固まることが、なめらかな舌ざわりの元になる[8]。

カゼインが酸で固まる理由は、電荷で説明される。カゼインの等電点は約pH4.6で、この近くで酸カゼインが沈殿する。酸が加わるとミセルの外側の負電荷が打ち消され、粒どうしの反発がなくなってたんぱく質がくっつく[9]。牛乳のpHは約6.6なので、乳酸が増えてpHが下がれば、等電点に近づいて固まるはずである。ただし4.6は目安で、実際のヨーグルトの最終pHは、この資料からは分からない。

つながったカゼインは、三次元の網目(ゲル)をつくり、水分やミネラルを中にとどめると説明される。マヨネーズは粒が混み合って押し合う型、ヨーグルトは粒がつながって網をつくる型であり、形の保ち方の方向が逆である。

網目が水を抱えているなら、ゆらしたときに何が起こるのか。ヨーグルトの表面に出てくる、あの透明な水が手がかりになる。

4. ヨーグルトの上に たまる すきとおった みずは なに?

4. ヨーグルトをゆらすと出る透明な水は、何なのか

4. 離水するホエイは、網目が縮んで押し出した水分である

ヨーグルトを スプーンで すくうと、くぼみに すきとおった みずが たまる ことが あります。これは「ホエイ」と いいます。牛乳ぎゅうにゅうの みずの ぶぶんです。

ゆらしたり、たおしたり して かたちが くずれると、ホエイが 出て きます。はっこうが すすむと、カードが すこし ちぢんで、ホエイが わかれて 出る ことも あります[7]。

ホエイは、ヨーグルトから わかれた みずです[7]。たべる ときは、ヨーグルトの ひょうじや ほぞんの しかたに したがいましょう。

ヨーグルトを容器から取り出すと、表面やくぼみに透き通った液体がたまっていることがあります。これが「ホエイ(乳清)」で、牛乳の水分の部分です。ゆらしたり倒したりして形がくずれると、ホエイが出てきます。発酵が進むとカードが少し縮み、透明なホエイが分かれて出てくることもあります[7]。このように水分が分かれて出る現象を「離水(りすい)」と呼びます。

ホエイが出るのは、網目が縮んで中の水分を押し出すからだと考えられています。ホエイはヨーグルトから分かれた水分です[7]。食べるときは、ヨーグルトの表示や保存方法に従いましょう。

低脂肪のヨーグルトでは、この離水が品質の悩みとして知られています。乳脂肪を減らしたヨーグルトで、離水が出たり、粒の感じが出たり、なめらかさがなくなったりすることが知られています[10]。同じ「ヨーグルト」でも、つくり方で網目のでき方が変わり、食感に差が出ます。乳酸菌がつくる多糖類(EPS)の量や質も、網目のでき方に関わるとされます[10]。

ヨーグルトは、ゆらしたり倒したりして形がくずれると、ホエイ(乳清)が出る。発酵が進むとカードが多少収縮し、透明なホエイが分離してくる[7]。この現象を離水という。カゼインの網目が水分を抱えているという見方に立てば、離水は網目が縮んで水が押し出される現象として読める。ただしこの対応は、資料が直接述べているわけではなく、上の説明を組み合わせた解釈である。

ホエイはヨーグルトから分かれた水分である[7]。食べるときは、商品の表示や保存方法に従う。離水は品質の劣化として扱われることもあり、乳脂肪を減らした低脂肪ヨーグルトでは、離水の発生、粒子感、なめらかさの消失が知られた課題である[10]。また、食感は乳酸菌がつくる菌体外多糖(EPS)の量と質によって変わり、カゼインのネットワーク構造のでき方に差が出ることも報告されている[10]。

こうして、マヨネーズとヨーグルトは、見た目は似た柔らかい固体でも、仕組みの異なる材料だと分かる。では、研究者はこうした「液体から固体になる」物質を、どう理解しようとしているのか。

5. マヨネーズに にた つぶの けんきゅうが、ガラスの ゆれを しらべる てがかりに なるの?

5. 2025年の研究は、マヨネーズ型の物質をガラスの理解につなげた

5. 2025年の共同研究は、高密度エマルションの粘弾性をガラスの低周波振動に結びつけた

2025ねん、マヨネーズに にた あぶらの つぶを しらべた けんきゅうが、ガラスの ちいさな ゆれとの つながりを しらべました。

マヨネーズのような やわらかい つぶが ぎっしり つまった ものは、えきたいと こたいの あいだの せいしつを もつと されて います。ひっぱると のびて、はなすと もどる ところも あるのです。

2025ねんに、東京大学だいがくと 九州の 大学の けんきゅうが、あぶらの つぶを つめた ものを くわしく しらべました[6]。その けっか、ガラスの せいしつと つながる かもしれない ことが わかりました。

「マヨネーズが ガラス」と いう わけでは ありません。ならび方の みだれが にて いる、という はなしです。

マヨネーズのように、柔らかい粒が無秩序にぎっしり詰まった物質は「ソフトジャム固体」と呼ばれます。液体と固体の中間の性質(粘弾性)を持ちます[6]。

2025年1月10日に、東京大学と九州大学が共同研究を発表しました。成果は科学誌 Nature Physics に掲載されています。直径0.5μmほどの油滴が詰まった高密度のエマルションで、ゆっくり変形させたときの粘り気や弾力を測り、理論の予測と定量的に一致させました[6]。なお、この0.5μmは実験用の系で、市販のマヨネーズの油滴(2〜10μm)とは大きさが別です。

研究が注目したのは、変形がとても遅いときに粘り気が急に増える「異常粘性損失」でした。これが、ガラスにふつうに見られる低周波の振動(ボゾンピーク振動)と関係することが示され、乱れた構造を持つ固体を統一的に理解する一歩になるとされています[6]。マヨネーズが「ガラス」というわけではなく、構造の乱れ方が似ているという位置づけです。

台所にある食べ物が、物質の基本的な問題とつながっている。身近なものの不思議が、研究の入口になっている例です。

マヨネーズのような、柔らかい粒が乱雑に高密度で詰まった物質は、ソフトジャム固体と呼ばれ、液体と固体の中間の性質(粘弾性)を示す[6]。2025年1月10日に東京大学と九州大学が発表した共同研究は、Nature Physics に掲載された。油滴が詰まった高密度エマルションの粘弾性をマイクロレオロジーで測り、実験と理論が定量的に一致することを示した[6]。この0.5μmは実験のための系であり、市販のマヨネーズの油滴(2〜10μm程度)と同じではない。

この研究では、遅い変形で粘性が急に増える異常粘性損失と、ガラスの低周波振動(ボゾンピーク振動)との関係が報告された。乱れた構造を持つ固体(ガラスなど)を統一的に理解する一歩とされる[6]。ただし、これは「マヨネーズがガラスだ」という主張ではなく、粒が無秩序に詰まった物質に共通する性質が見えてきたという位置づけである。

前の章までの話と重ねると、油滴が混み合って押し合うという見方は、台所の経験則にとどまらず、物理学の問題でもあると分かる。一方、ヨーグルトの網目は同じ枠には入らない。2つの食品は、形の保ち方の2つの型を、手近な場所で見せてくれる。なお原論文そのものは、ここでは報道による紹介にもとづいている。

ここまでの話を、家で確かめるにはどうすればよいか。

6. おうちで たしかめて みよう

6. 冷蔵庫の中で、ふたつの保ち方を見くらべる

6. 冷蔵庫の中の2つの食品で、形の保ち方を見くらべる

おとなの ひとと いっしょに やって みよう。

プレーンヨーグルトを スプーンで すくって、のこった くぼみを 見て みよう。しばらくすると、すきとおった みずが たまって くるかも しれません。それが ホエイです。ヨーグルトは、さわったり ゆらしたり すると、ホエイが 出やすく なります。

マヨネーズは、スプーンに とって、たおして みよう。どのくらい ながれにくいかが わかります。つぶが うごく ようすは 目では 見えません。

ためした あとは、ちゃんと たべよう。れいぞうこで ほぞんしてね。

今日、冷蔵庫でできる観察です。必ず大人と一緒に、清潔なスプーンで行ってください。

ヨーグルトのホエイ

プレーンヨーグルトをスプーンですくい、残ったくぼみを見てください。しばらくすると、透明な水がたまってくることがあります。同じヨーグルトでも、ゆらしたあとは水が出やすくなるかもしれません。網目が縮む様子を想像してみましょう。

マヨネーズの流れ方

スプーンで少し取って、ゆっくり傾けてみます。すぐ流れず、粘るように動くはずです。見えるのは流れにくさだけで、油の粒の動きは見えません。粒が混み合って押し合うことが関係すると考えられています。

観察のあとは、清潔なスプーンで取り分け、冷蔵庫に戻して、早めに食べきりましょう。冷凍庫には入れないでください。

調べてみたいときは、東京大学・九州大学の発表(出典[6]の報道が入口)が、マヨネーズ型の物質を研究する理由を伝えてくれます。ヨーグルトの網目については、各メーカーの解説が日本語で読めます[7]。

今日、冷蔵庫でできる観察である。大人と一緒に、清潔なスプーンで行う。

ヨーグルトの離水

プレーンヨーグルトをすくい、残ったくぼみを数分見てほしい。透明な液体がたまれば離水である。別の容器で、スプーンを入れて軽くかき混ぜたヨーグルトと、そのままのヨーグルトを並べて比べると、網目を乱したほうが水が出やすいかどうかを見られる(結果は商品や温度で変わるので、一般化はしない)。

マヨネーズの流れ

スプーンの上のマヨネーズを傾け、流れ出すまでの様子を見る。見えるのは流れにくさだけで、油滴の動きは見えない。油滴が押し合うことが関係すると考えられているが、この観察はそれを実証するものではない。また、市販品で油の割合が違うものを比べても、他の成分も違うので、数字の因果までは言えない。

観察のあとは、冷蔵庫に戻し、早めに食べきる。冷凍庫には入れない。

資料を読むなら

ヨーグルトのカードやホエイは明治の解説[7][8]、低脂肪ヨーグルトの離水は岩手大学の論文要旨[10]、粒の詰め込みの数字は PMC のレビュー[3]、2025年の研究は報道[6]から入れる。九州大学のプレスリリースや Nature Physics の原論文を読めば、油滴の大きさなどの条件をさらに正確に確かめられる。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

本文で使った資料です。

  1. 大阪府立中央図書館 子ども向け資料『マヨネーズ』. https://www.library.pref.osaka.jp/ (卵黄の乳化のはたらき)
  2. Tetra Pak 高品質マヨネーズの製造. https://www.tetrapak.com/ja-jp/insights/cases-articles/high-quality-mayonnaise-processing (油と卵黄の割合、油滴の大きさ)
  3. Recent Developments in the Viscosity Modeling of Concentrated Monodisperse Emulsions. PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10528054 (油滴含量、球の詰め込みの理論値)
  4. KAKEN 課題17500550 研究概要. https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-17500550 (油の割合と粘度の変化)
  5. 農林水産省 ドレッシングの日本農林規格. https://www.maff.go.jp/j/jas/jas_standard/attach/pdf/index-365.pdf (マヨネーズの油の割合の規格)
  6. マイナビニュース TECH+(2025年1月14日). https://news.mynavi.jp/techplus/article/20250114-3106522/ (東京大学・九州大学の共同研究の紹介)
  7. 明治 乳のやさしい知識 ヨーグルト. https://www.meiji.co.jp/meiji-shokuiku/know/lovable-milk/yogurt/eat/ (カード、ホエイ、離水)
  8. 明治 ヨーグルトライブラリー. https://www.meiji.co.jp/yogurtlibrary/laboratory/yogurt/02/01/ (乳酸によるたんぱく質の凝固と舌ざわり)
  9. Virtual Labs (India) Casein from Milk. https://biotech01.vlabs.ac.in/exp/casein-from-milk/theory.html (カゼインの等電点と酸による凝固)
  10. 岩手大学 博士論文要旨(朱, 2024). https://iwate-u.repo.nii.ac.jp/record/2000281/files/(abstract)ZHU-Wenrui-2024-A.pdf (低脂肪ヨーグルトの離水、EPSと食感)

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