掲載誌：Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research)

ライセンス: CC BY 4.0　対象: 公開論文　確認元: DataCite

研究の目的

家庭や小規模の砂糖づくりでは、煮詰めたシロップに含まれる砂糖に比べて、取り出せる結晶がかなり少なくなるのが普通です。その不足はしばしば作り手の技術のせいだとされてきました。著者らは、入ってくる量と出ていく量の帳尻を合わせて計算する「物質収支」を用いて、この不足のうちどれだけが技術によらない構造的なものかを示そうとしました。

何を、どのように調べたか

著者らは、煮詰めて結晶を含む状態になったシロップ（マスキット）100kgを想定し、固形分93%、純度85%という条件を定めました。純度とは固形分のうちショ糖が占める割合で、この条件ではショ糖79.05kg、ショ糖以外の固形分13.95kgとなります。この材料から1回目の結晶取りで得られる理論上の量を、結晶を取り除いた後に残る液（母液）の純度が40%まで下がるという前提で計算しました。さらに、布やかごで液を切る場合と家庭用のかご型遠心分離機を使う場合とで、結晶に残る母液の量と製品の純度を比べ、取り扱いによる損失や洗浄、母液を再び煮詰めて2回目・3回目の結晶を取る場合も計算しています。あわせて、シロップ1リットルを得るのに必要な樹液の量を求める式も物質収支から導きました。

主な報告結果

論文によると、1回目の結晶取りで理論上得られるショ糖は69.75kgで、含まれるショ糖の88.2%、マスキット全体の重さの69.8%にあたります。残る9.30kg（全体の11.8%）のショ糖は30.25kgの母液に溶けたまま残り、ショ糖以外の固形分がこの純度の液の中にショ糖を引き留めるため、どれだけかき混ぜても、冷やしても、液を切っても取り出せないとされます。そのうえで、結晶に母液が残ることが、結果をさらにもう一段目減りさせます。布やかごで液を切ると母液の18.0%にあたる5.44kgが結晶に残り、製品の純度は95.0%に下がる一方、家庭用のかご型遠心分離機で残る母液が5.0%なら製品の純度は98.5%になると報告されています。所定の取り扱い損失を見込み、残った母液を洗い流した製品では、1回取りの実用上の上限は66.68kgで、ショ糖の84.4%、マスキットの66.7%です。母液を再び煮詰めても、2回目で3.32kg、3回目で1.33kgしか得られず、累計の回収量は74.4kg（94.1%）にとどまり、その分煮詰める作業が2回増えます。また、シロップ1リットルを得るのに要る樹液のリットル数は、87.1を樹液の糖度（%）で割った値になり、糖度2.0%の樹液ならシロップ1リットルに43.6リットルが必要になるとしています。

この報告が示すこと

著者らは、回収量の不足の大部分は技術の巧拙ではなく構造的なものだと述べています。ここでいう構造的な部分とは、ショ糖以外の固形分によって母液に溶けたまま残るショ糖のことで、作業の工夫では取り出せない分です。結晶への母液の残り方は、それに加わる別の目減りとして扱われ、液切りの方法によって大きさが変わるものとして示されています。なお、液切りや遠心分離など分離装置に関する数値は実測ではなくシミュレーションによるものだと、論文自身が明記しています。

※出版社のサイトから本文を取得できないため、本記事は原著論文の抄録だけで作成しています。

原著論文の著者・所属：Aldred, William Alexander

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Aldred, William Alexander. Why household crystallisation yields cap where they do. Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research) 2026-11-10. DOI: 10.5281/zenodo.24115242. 原著ライセンス：CC BY.