中性のコーヒーがなぜ酸性に？

Question

インスタントコーヒーを入れてリトマス紙で見ると中性なのに数時間放置しておくと酸性の反応が現れるのはなぜ？

alchemist1 · Accepted Answer

炭酸ガスが溶けて酸性になるなら全ての飲み物で同じ事になるではないですか？

参考URL：http://www.jtw.zaq.ne.jp/cfbly400/ml21.htm

Julius · Answer

何か面白そうな議論が続いているので、私も参加します。

私自身毎日3,4杯のコーヒーに溺れているコーヒー党ですが、
時間が経ったコーヒー(特に一晩放置したりすると)は明らかに酸っぱくなります。
元々コーヒーはある程度の酸っぱみ（クロロゲン酸、カフェー酸など）と
苦み(上記の酸やカフェイン由来)を持ちます。しかしながら時間を置いた
コーヒーの酸っぱみは、入れた直後の心地よい酸っぱさなのではなく、
舌ではっきりと分かる酢酸(とは違うが)系の酸っぱみです。
断じて炭酸の味ではありません。
だからA-No.2、A-No3の答え(酸化されて劣化)が一番大きな原因だと思います。
炭酸の吸収も多少は原因になるかとは思いますが、確かにリトマス試験紙で
検出できるレベルの変化ではありません。あと、塩基性のカフェインは
昇華性のものですので、時間と共に失われていくのも原因の一つかも知れません。

じゃあ、どういう反応が起こっているのかというと、正直私も知りません。
大体「抗酸化剤」というのは、自身がもの凄く酸化され易いということです。
例えばビタミンCを空気下で水溶液として放置すると、酸素によって分解されます。
カフェー酸がどういう分解を受けるのか、私は正確には知りませんが、
恐らくカフェー酸のカテコール環上で脱水素化が起き、桂皮酸部分を含めた
共鳴構造が変化して、pKaが下がるのでしょう。

--------------------------------------------------
以下余談です(酸と酸性について)。

フランス革命期の化学者ラボアジェが、
リンや硫黄を燃やしたらリン酸や硫酸が得られたので、
「酸素とは酸を造る素だ」という誤解をして、酸素を
「酸っぱさの素」oxys-gen = oxygenと名付けたそうです。
ドイツ語での「Sauerstoff」はフランス語の「oxygen」を訳したもの。
日本語の「酸素」はドイツ語の「Sauerstoff」を訳したもの。
英語の「oxygen」はフランス語をそのまま輸入したものですが、
酸に対しては従来通り「acid」を使ったため、英語では別物になったそうです。

38endoh · Answer

まず，酸化という現象は酸性になることではありませんので，念のため。英語だと酸化は oxidization，酸性化は acidification で間違えようがないのですが，日本語だと確かに紛らわしいですね。ついでに，酸性食品とかアルカリ性食品といった言葉も，実際の液性を反映しているものではないので，お間違いなく。

> 2回目が入れた時から酸性でその他は全て入れた時はアルカリ性で3時間後に酸性になっていました。 

さて，リトマス紙では微妙な液性を知ることはできません。二酸化炭素の溶け込みとは言っても，例えば雨の酸性をリトマス紙で見るのは困難だと思います（酸性雨を除く）。まして，コーヒーは色が濃いですからね。リトマスで酸性に変わったということは，極めて劇的な変化が起こっていることになります。考えられる理由はカップの汚れ位ではないでしょうか？　それが，時間とともに溶け出しているのでしょう。

追加の質問に回答させていただきます。

> 私が思うのは水道水に入っている塩素？の影響かなとも考えます。
あり得ないと思います。水道水の残留塩素濃度は 1 ppm 以下ですからね。仮に 1 ppm が塩酸の濃度でもリトマスで酸性が出るかどうか…，というレベルですから。

> (1)水道水に入っているもの「塩素？」は酸性？アルカリ性？ 
水道水に入っている塩素成分は主として次亜塩素酸ナトリウムで，リトマス紙では中性と出ます。

> (2)1分間沸騰させれば塩素は蒸発しますか？
無機塩ですので蒸発はしません。が，ある程度は熱分解されると思います。反応速度は分かりません。

> (3)飲んでいるのが水道水です塩素が体に何か影響あるでしょうか？ 
体内ではすぐ分解されて食塩になるので，健康への影響は全くありません。

inorganicchemist · Answer

ここまでくると回答のしようがなくなってきますね。
No.7での捕捉（実験レポート）を受けまして今後の実験の進め方についてアドバイスさせていただきます。

まず、水道水の液性について、無作為に数回、（朝、昼、晩）同じ蛇口から同じ要領で取水し、液性を調べると良いでしょう。
結果に対する予想はわかりませんが、もしかしたら、昼間は酸性、夜はアルカリ性といった傾向があるのかもしれません。
次に加熱による影響を調べましょう。
同じ時間に同じ要領で二つのコップに水をとり、一方は加熱して、一方は常温のままで放置しておく。
この実験は最初の液性が中性～アルカリ性の水で行うと良いでしょう。さらに、表面をラップなどで覆ったときと、開放したときの違いも検討してみましょう。
ここまで来て、ある程度の予備知識、実験結果と実験手腕が整ったなら本来の目的である試料（コーヒー）の分析にかかりましょう。当然、コーヒーを何回淹れても同じように淹れられるようになっている必要があります。この結果と水道水、加熱した水道水との結果を比較することにより、液性が変化するのが、コーヒーに特有の反応なのかどうかがある程度は考察できるでしょう。

38endoh · Answer

結局どなたも断定的な答えは出せていませんね。この原因が sayakakiss さんにあることはお気づきですか？　質問文が不親切すぎるのです。

> 数時間放置しておくと

この部分を「室温まで放冷されると」と拡大解釈すると，確かに二酸化炭素説が有力です。しかし，保温されたコーヒーメーカー内での数時間放置なら，化学反応は温度が高いほど速く進行するため，加水分解説が俄然有利になります。また飲みかけのコーヒーという話でしたら，口内の酵素がコーヒーに移る影響まで考えなければいけません。

この話のソースと詳しい内容を補足して下さい。それが明らかになるまで，あなたの疑問は解決しませんよ。

mizu_atsu · Answer

質問者に体する答えではないですが、間接的に答えることになるので書きます。

空気中に飲み物を置いておけば大なり小なり酸性化すると思います。
もちろんレモン水などもともと酸性のものは変わりません。
しかし、中性もしくはアルカリなら酸性に傾くでしょう。
但し、緩衝作用のあるものもありますからほとんど変わらない場合もありえます。

コーヒーの酸化を挙げている方の参考URLには「焙煎による過酸化水素の増加」が書かれています。しかし、果たしてこれがコーヒーの飲み物になったときに影響するでしょうか？過酸化水素は不安定なものです。例え焙煎したときは増えていたとしてもお湯を注ぐときには効果がなくなっていると思います。
過酸化脂質もできるようですが、これもコーヒーを入れた段階でお湯の中に溶けてくるはずで、これが数時間のうちに自然に分解するとも思えません。もうしそうならペットボトルのコーヒーはどうなってしまうのでしょうか？
また、ラップでコップを覆った場合、二酸化炭素も遮断されます。このため例えpHが変わらなかったとしてもそれだけで酸素遮断によるとは言えません。

以上より二酸化炭素すなわち炭酸の吸収がもっともらしい理由と私は思います。

rei00 · Answer

「酸素による酸化分解」と言うのはモットモらしい理由ですが，そんなに簡単に酸化分解されてカルボン酸が生じるとは思えません。

　酸化されてまず生じるのはハイドロぺルオキシドですが，これが分解するとケトンが生じます。この過程は比較的早いでしょうが，ケトンが酸化分解されてカルボン酸になるのはそんなに簡単ではありません。数日とかの話なら考えられなくもないですが，数時間で差が出るほど酸化分解されるとは思えません。

　と言う事で，考えられる理由は #1 さんがお書きの炭酸ガスの溶け込みによる酸性です。

　後１つ考えられる理由は次の様なものです。コーヒー中の成分としてクロロゲン酸がありますが，この化合物は，キナ酸にコーヒー酸がエステル結合しています。このエステル結合が加水分解を受けると酸が増加し，液が酸性に傾くという可能性は考えられなくもありません。が，これも可能性としては低いように思います。

　なお，クロロゲン酸については参考 URL の「コーヒーの成分」や「タンニンとクロロゲン酸類」を御覧下さい。

参考URL：http://pt.imaginet.ne.jp/~tambe/

alchemist1 · Answer

↓こういう事らしいです

参考URL：http://www.nishiyama-coffee.co.jp/

MetalRack · Answer

酸素に触れて酸化するからです。
放置するときに、ラップなどで液面が空気に触れないようにして確認してみましょう。

mizu_atsu · Answer

空気中の二酸化炭素が吸収されたためではないでしょうか？
コーヒーを入れるときは熱湯です。
溶けている空気もかなり抜けます。
冷めればまた空気中から吸収するでしょう。

中性のコーヒーがなぜ酸性に？

炭酸ガスが溶けて酸性になるなら全ての飲み物で同じ事になるではないですか？

何か面白そうな議論が続いているので、私も参加します。

まず，酸化という現象は酸性になることではありませんので，念のため。

ここまでくると回答のしようがなくなってきますね。

結局どなたも断定的な答えは出せていませんね。

この回答への補足

質問者に体する答えではないですが、間接的に答えることになるので書きます。

「酸素による酸化分解」と言うのはモットモらしい理由ですが，そんなに簡単に酸化分解されてカルボン酸が生じるとは思えません。

↓こういう事らしいです

酸素に触れて酸化するからです。

空気中の二酸化炭素が吸収されたためではないでしょうか？

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