化学物質過敏症患者によるシックハウス診断

コラム


こちらでは日頃気になっていることを書いていこうと思っています。用語集と重なる話題も出てくるかもしれませんがご了承ください。

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NEW397.シュウ酸とは何か。(2018/11/29)

 シュウ酸はアクの成分の一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

 シュウ酸は構造式 HOOC–COOH 、示性式 (COOH)2 で表される、もっとも単純なジカルボン酸です。有機酸のうちでは強酸で、水,エチルアルコールに溶けます。還元性があるため、滴定によく使われます。また、染料原料や漂白剤としても用いられます。

    oxalic acid
        シュウ酸の構造

 いわゆるアクの成分で、塩類の形で非常に広く植物類の中に含まれています。植物によりシュウ酸の含量の多少があり、とくに多いものとしては、野菜のなかではタケノコ、ホウレンソウ、ルバーブなどがあげられます。これらは多いときには約1%程度の含量となることもあります。シュウ酸は水に溶けやすいので、ゆでるなどの操作で半分くらいのシュウ酸はゆで汁に溶け出ます。

 タデ科(他にギシギシ、イタドリなど)、カタバミ科、アカザ科(アカザ、ホウレンソウなど)の植物には水溶性シュウ酸塩(シュウ酸水素ナトリウムなど)が、サトイモ科(サトイモ、ザゼンソウ、マムシグサなど)には不溶性シュウ酸塩(シュウ酸カルシウムなど)が含まれています。とろろが肌に付くと痒みを生じるのは、シュウ酸カルシウムの針状結晶が肌に刺さって刺激を受ける為です。

 栄養的には、シュウ酸はカルシウムや鉄と結合し、カルシウムや鉄の吸収に対し阻害的に働くともみられますが、通常は、それほど吸収を妨害しません。また、多量のシュウ酸は結石(腎臓)などの原因となりますが、普通食べられる量ではまったく影響のないことがわかっています。



NEW396.シリコーン樹脂加工について。(2018/11/22)

 フッ素加工と並んでシリコーン樹脂加工が使われます。どのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

 シリコーン樹脂は主鎖がシロキサン結合から成る重合体の総称で、ケイ素樹脂とも呼ばれます。 200℃以下では変化しない熱安定性があるうえ、被覆力があって水をはじく性質をもっており、また電気の絶縁性もあります。そのため、耐熱性ゴム、防水加工剤として、また高温や水中で利用するモータなどの絶縁に使うこともあります。

 主骨格であるシロキサン結合 (Si-O-Si) は、一般に有機物の骨格を形成している炭素-炭素結合に対し、結合エネルギー、原子間距離、結合角がいずれも大きく、分子全体は螺旋構造をとっています。これらの特性によって、通常の有機物には見られない様々な特長を備えています。
下図はシリコーン樹脂の構造の1例です。

    silicone
        シリコーン樹脂の構造

 主骨格の結合が強いことが、最も基本的な特長である耐熱性を発揮し、200 ℃を超える高温に耐えられます。さらに高温では次第に変性(酸素による脱水重合で高分子化)や分解(環状シロキサンの生成による低分子化)するものの、その速度は緩やかで、燃焼や爆発を伴いません。また、分解生成物は主にシリカと水(水蒸気)で、危険性が低いです。

 テフロンに比べると耐熱性や耐久性がやや劣りますが、比較的安価に製造できます。そのため、焦げ付かないタイプのアルミホイルやクッキングシートなど、使い捨てされる製品によく使われます。

 クッキングシートは紙を使った製品で、表面に滑らかな光沢があり半透明で、食材が張り付きにくいことを除けば、薄手の普通紙に似ていますが、たいていはロール状になっています。この紙は表面にシリコーンないしテフロンがコーティングしてあり、水に溶けることがありません。また耐熱性は 250℃程度で、直接火に触れなければ焦げたり燃えたりはしません。

 用途としてはオーブン天板の上に敷いて、その上に食材を置いたりする他、電子レンジでの調理に利用したり、鍋やフライパンの上に敷いて、その上で食材を調理することが可能です。食用油を使用しないでも、それら調理器具に食材が焦げ付くことを防止することができます。また、水蒸気は通しながら水を通さないため、食品から水蒸気として出た水分が再び食品に戻り、表面をふやかせてしまうことを防止することが可能です。



NEW395.フッ素加工について。(2018/11/15)

 フライパン等はフッ素加工されているものが主流です。フッ素加工について簡単にまとめてみましょう。

 フッ素加工とはフッ素樹脂でフライパンや鍋の内側、ガスレンジ、炊飯器の内釜などをコーティングする加工のことです。フッ素樹脂は耐熱性・耐薬品性・難燃性・非粘着性にすぐれ、食材が焦げついたり、汚れがこびりついたりしにくいことから、調理器具のコーティングに多用されます。

 一般にはテフロン加工と呼ばれることもありますが、テフロン加工はデュポン社の商標であり、フッ素加工の1種類にしか過ぎません。テフロン加工以外にも、「ダイヤモンドコート」「マーブルコート」「ノンスティック効果」も、フッ素加工に含まれます。

 テフロンは正式にはポリテトラフルオロエチレン (PTFE)のことです。テトラフルオロエチレンの重合体で、フッ素原子と炭素原子のみからなるフッ素樹脂の一種です。化学的に安定で耐熱性、耐薬品性に優れています。

    PTFE
        テフロンの構造

 現在では日用品、特にフライパンなどの調理器具の表面のコート塗装などに多く使用されています。食品、調味料による侵食に強く、また摩擦が小さいことから食品の焦げ付きを防ぐ役割を担っています。強火による加熱や食材などを入れて放置することによって劣化や剥離が起こることがあるので注意が必要です。

 ポリテトラフルオロエチレン自体は化学的に不活性であり毒性はありません。しかし、約260°Cに達すると劣化し始め、約350°C以上になると分解します。このとき生成する物質は人間に対してはインフルエンザのような症状(ポリマーガス熱)を引き起こす可能性が報告されています。

 フッ素加工した調理器具を使用すること考えた場合、調理用の油脂・油・バターは約200°Cで焦げ始め、煙を生じます。また、肉類は通常 200~230°Cで焦げるため、260℃を超えるような高温にしてしまうことはありません。しかし、もし空のままで加熱しているのに気づかなかった場合、ポリテトラフルオロエチレンが劣化し始める温度以上に調理器具が加熱される可能性があります。いずれにせよ高温で調理する場合は、鉄もしくはステンレスの器具を用いるのが良いでしょう。



394.ステンレスについて。(2018/11/8)

 ステンレスは錆びにくいことで知られています。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

 ステンレス鋼とは、クロム、またはクロムとニッケルを含む、錆びにくい合金鋼のことです。従来日本では「不銹鋼」という名で呼ばれていましたが、最近では「ステンレス鋼」にほぼ統一されま した。

 鉄にクロムを添加していくとだんだんと錆びにくくなっていきます。10.5%以上のクロムを添加し非常に錆びにくくなったものをステンレス鋼といいます。ステンレス鋼は耐食性以外にも 耐熱性・加工性・強度など優れた特性を備えています。ISO規格では、炭素含有量 1.2 %以下、クロム含有量 10.5 % 以上の鋼と定義されています。

 鉄にクロムを添加するとクロムが酸素と結合して鋼の表面に薄い保護皮膜 (不動態皮膜)を生成します。この不動態皮膜が錆びの進行を防ぎます。またこの不動態皮膜は100万分の3mm程度のごく薄いものですが、大変強靭で、一度こわれても、周囲に酸素があれば自動的に再生する機能をもっています。

 主原料がクロムとニッケルという合金組成的な面からは、主にクロム系とクロム・ニッケル系に二分されます。金属組成的にはマルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系の三系統に分かれます。

マルテンサイト系ステンレス
鉄に 13%のクロムを合金化したもので炭素量が多いもの。(13クロム系のステンレス)
焼入れにより硬化するので、成分と熱処理条件を選ぶことにより広範囲の性質が得られる。

フェライト系ステンレス
鉄に 18%のクロムを合金化したもの。(18クロム系のステンレス)
熱処理により硬化することがほとんどなく、焼なまし(軟質)状態で使用される。

オーステナイト系ステンレス
鉄に 18%のクロムと 8%のニッケルを合金化したもの。(18Cr-8Niステンレス鋼)
ステンレス鋼の組織別種類の中では、最も耐食性に優れている。

 ステンレスは耐食性をはじめ、機械的性質、加工性、耐熱性など優れた特性を持つため、食器、厨房用品、建築材料、機械構造部品、医療機械器具、化学工業設備部品、航空機部品など非常に広範囲な分野で使用されています。



393.アク(灰汁)とはなにか。(2018/11/1)

 アク抜きをしなければ食べられないものがあります。アクとはどのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

 アクは調理上では、えぐ味、苦味、渋味などあまり好ましくない味やにおいなどの総称です。木灰を用いて不快な成分を処理したことから、成分のことを意味するようになりました。その成分は非常に多く、各種の物質が含まれます。

 同じ「アク」という言葉を使っても、植物性食品と食肉や魚介類といった動物性食品のアクは別物で、アクとみなされる成分も食品により様々です。野菜や山菜のアクは、人間の味覚にとって不快だったり、健康に有害だったりする成分です。鍋料理などで問題にされる動物性食品のアクは、血液などに含まれる蛋白質が加熱により固まり、煮汁の表面に茶色や灰色の泡となって浮き出たものです。

植物性食品のアク
植物性の食材である生物としての植物は多くの場合、草食動物の摂食を防ぐための防御物質として刺激性の物質や、栄養素の消化吸収を阻害する物質、摂食した動物の生理状態を変化させる生理活性物質などを持っていることが多い。こうした物質は人間の味覚や健康にとって好ましいと判断されれば香辛料やハーブ、生薬として却って積極的な利用の対象となるが、食材の味覚を妨げると判断されればアクとして調理時に除去の対象となる。
ホモゲンチジン酸、シュウ酸、タンニン類、配糖体など。

動物性食品のアク
肉や魚介類を煮た時のアクは、煮汁に溶け出した水溶性のタンパク質が熱変性によって凝固した、アミノ酸や脂質を含む泡状の浮遊物である。旨味成分や栄養学上有用な栄養素を含むが、料理の風味上強すぎると不快に感じる成分や、癖のある味・臭いを持つ様々な成分をも吸着しているため、見た目と臭い、舌触りがよくないなどの理由で取り除かれることが多い。 一般にフランス料理などのスープを作る場合には、臭いや濁りを嫌ってアクは除去される。
脂肪酸化物、可溶性タンパク質など。

 ほとんどの植物の葉、茎、根には昆虫や外敵より自身を守る為にタンニンなどの強いアクを持っています。ワラビなどの山菜に含まれるチアミナーゼは不味いだけでなく、ビタミンB1を分解する作用があるため、多く摂取すると脚気を引き起こします。山菜にはアルカロイド類が含まれ、アク抜きせず食べ過ぎると吐き気を催します。また、植物にとっては重要な栄養物質ですが、人間のような動物には代謝できない亜硝酸塩は体内で発ガン性物質に変化するという研究結果もあります。一方、大豆などに含まれるサポニン類は発ガンを抑制する効果があるという報告もあり、全てのアク成分が体に良くないというわけではありません。



392.コンニャクについて。(2018/10/18)

 コンニャクはアルカリで固めて作られます。どういうことなのか簡単にまとめてみましょう。

 コンニャクは、サトイモ科の植物、あるいはその球茎から製造される食品です。コンニャクイモに含まれるコンニャクマンナンという多糖を糊化しアルカリ液を用いて凝固させたものです。一旦凝固させたコンニャクは水溶性を持たず、強い弾力を示します。

 コンニャクの成分は 96〜97%が水分であり、それを除くと主成分はグルコマンナンです。グルコマンナンはグルコースとマンノースが 2:3 〜 1:2 の比率で重合した多糖類の一種で、「コンニャクマンナン」とも呼ばれます。ヒトの消化管ではほとんど消化されず、腸内微生物により一部脂肪酸に変換されて利用されます。このため、カロリーが極めて低い食品の1つとされ、摂取カロリーを制限する必要のある場合の食品素材としてよく利用されます。

 球茎(こんにゃく玉)はえぐみを大量に含んでおり、そのままでは調理しても食用にできません。こんにゃく芋のようなサトイモ科の植物にはシュウ酸やシュウ酸カルシウムのような有毒物が生成されています。えぐみはシュウ酸カルシウムの結晶が微細で鋭い針状なのでそれが皮膚に刺さるためだとされています。えぐみは下茹での時にかなり取り除かれます。

 球茎を粉状にして水とともにこねたあと石灰乳(消石灰を少量の水で懸濁したもの。水酸化カルシウム水溶液)、炭酸ソーダ(炭酸ナトリウム)水溶液、または草木の灰を水に溶いたものを混ぜて煮沸して固めます。 独特の臭みがあり、調理に際しては一旦煮込んで灰汁抜きをしますが、今日では灰汁抜きが不要な製品も多く見られます。

 コンニャクは、こんにゃく芋のグルコマンナンを水に溶かしてアルカリ性にすることで固めますが、固まる理由はまだ明確には解明されていません。グルコマンナンはグルコースとマンノースが交互につながった多糖類で、水酸基が一部アセチル化されています。このアセチル基はエステル結合なのでアルカリ性に弱く、ある程度のアルカリ性にすれば外れます。アセチル基が外れるとグルコマンナンの水酸基が露出して、グルコマンナンの分子同士が水素結合で結合してゲル状(不溶性)になると言うのが一般的に考えられている原理です。



391.研磨剤入り洗剤について。(2018/10/4)

 家庭用の洗剤には研磨剤が入っているものがあります。どのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

 主としてケイ酸鉱物などを研磨材として含んだ、食器や金属器を洗浄するための洗剤はクレンザーと呼ばれています。日本では家庭用品品質表示法の適用対象とされていて、雑貨工業品品質表示規程で「研磨材及び界面活性剤その他の添加剤から成り、主として研磨の用に供せられるもの(つや出しの用に供せられるものを除く)をいう」と定義されています。また、「台所用、住宅用又は家具用に使われるもので、研磨材を含むものに限る。」とされています。

 研磨剤として使われている物質は主に以下のようなものです。

けい酸アルミニウム系鉱物
けい酸系鉱物
炭酸カルシウム系鉱物
アルミナ系鉱物

これらの研磨成分は非常に硬いので、漆器や塗装面に使用すると漆や塗料を削り、剥がしてしまう恐れがあります。また、金や銀についても同じように傷つけてしまうことで輝きが失われてしまうため、使用は推奨されません。

 クレンザーの他の洗剤との違いは、表面を研磨するための研磨材を含むことです。現在のクレンザーに含まれる研磨成分の直径は約数十μmほどと小さく、これらの粒子が金属などの表面に付着した汚れを物理的に削り取るため、界面活性剤だけでは落としにくい焦げ付きや錆びなど不溶性の汚れを落とすことができます。

 クレンザーは、粉末クレンザーと液体クレンザーに大きく分けられます。両者の違いは主に含まれる研磨材の割合の違いで、粉末クレンザーは研磨材を90%ほど含んでいるのに対し、液体クレンザーでは、50%前後です。 両者とも用途や成分などに大差はありませんが、研磨剤の割合が高い粉末クレンザーのほうが洗浄効果が大きく、液体クレンザーは粉末のように周りに飛散することがないので、使用しやすいとされています。



390.アルカリ性洗剤と酸性洗剤について。(2018/9/27)

 洗剤には中性のものだけではなくアルカリ性や酸性のものもあります。どういうことなのか簡単にまとめてみましょう。

 一般に広く使われている洗剤の多くは中性洗剤です。軽度、中度の一般的な汚れを落とすために広く使われ、洗浄力はあまり強くありません。基本的に界面活性剤の働きのみで汚れを落とします。素材に影響が小さく、人の肌にも優しいのが特徴です。食器洗剤・トイレ洗剤・お風呂洗剤など中性洗剤は、幅広く利用されています。

 一方でお風呂やトイレなどでの汚れは中性洗剤では落ちにくいものがあり、アルカリ性や酸性の洗剤が使われます。どちらの洗剤も皮膚に付くと悪影響がありますので、使用にあたっては保護手袋を着用し、作業ではすすぎを十分行なう必要があります。

アルカリ性洗剤
 アルカリ性洗剤はph値11~14の強アルカリを示す洗剤で、台所換気扇などの頑固な油汚れや厨房、ガレージの油汚れに対して使用します。アルカリの主な特徴として、油やタンパク質に作用し、これらを溶かす効果があります。そのため中性洗剤では対応できないほどのひどい油汚れや焦げついた汚れ、とくにひどいタンパク汚れなどを落とすことを目的として、アルカリ洗浄剤が用いられます。
強力で人体にも影響があるので、すすぎや中和の処置が必要です。アルカリ性洗剤を薄めた水溶液に、対象物をつけ置きしておく方法も油汚れの洗浄に効果があります。
カビ取り用洗剤は塩素系漂白剤の一種で、次亜塩素酸ナトリウムが成分でアルカリ性を示します。カビの除去と除菌に強い効果があり、お風呂場やキッチンのカビ取りに使用されます。酸性洗剤や酢との混合は塩素ガスが発生し危険です。

酸性洗剤
 酸性洗浄剤の主成分は、塩酸や硝酸などの無機酸、あるいはクエン酸やりんご酸などの有機酸です。酸性洗浄剤は、水分中のミネラル由来のカルシウム塩やマグネシウム塩など(スケールと呼ばれる)、アルカリ洗浄剤では落とすことのできない無機系の汚れに対して非常に有効です。
トイレの便器の尿石、水垢、鉄錆びの除去、浴槽の石鹸カスなどに効果を発揮します。洗剤の性質上、効果に即効性がないので、シップして時間を置いた後にブラッシングする方法を取ります。
酸性洗剤は鉄を錆びさせたり、コンクリートやタイルの目地、大理石、テラゾ、繊維類を傷めますので、使用対象には注意が必要です。
お風呂場用の洗剤にも弱酸性を示すものがあり、湯垢などの汚れに効果を発揮します。(弱酸性のお風呂用洗剤は、大理石には使用できません。)



389.洗剤とはなにか。(2018/9/20)

 身の回りでは多くの洗剤が使われています。洗剤とはどのようなものなのか、簡単にまとめてみましょう。

 物質の表面の汚れを清浄にする薬剤を一般に洗剤(洗浄剤)と言います。これには、酸やアルカリのような化学作用によるもの、またはクロロホルムなどの溶剤(溶解作用)、軽石粉などの研磨剤(機械作用)のように物理作用によるものと、界面活性作用によるものとに分けられます。

 化学作用によるものには、硫酸、塩酸、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、リン酸ナトリウムなどが、また物理作用によるものには、灯油(ケロシン)、テトラクロロエチレン、ベントナイトなどがあります。界面活性作用によるものには衣料用、台所用、住居用などの洗剤があります。化学作用や物理作用によって汚れをとるタイプの洗剤は誤飲などした時の危険性が高く使用に注意が必要です。

 家庭用として一般的に使われている洗剤は界面活性剤を主成分とする製品が主流となっています。親水基と疎水基(親油基)をもち、水に溶けにくい汚れをつつみこんで水などの溶媒中に分散させる効果などがある界面活性剤と、水の状態を界面活性剤が働くのに適した状態にする補助的な成分などからなっています。

 補助的な成分は洗剤の用途にもよりますが、カルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの金属イオンを除去するEDTAなどのキレート剤(金属封鎖剤)やpH調整剤、塩分、土類などがあります。このほかにタンパク質や脂質、糖質を分解する目的で、衣料用洗剤や食器用洗剤には用途に応じた酵素(プロテアーゼ、リパーゼ、アミラーゼ、セルラーゼなど)が含まれていることがあります。また、用途により香料が含まれているものもあります。

 一般に界面活性剤の毒性は炭素量の大きさに比例します。魚が鰓 (えら) を界面活性の作用でおかされ、酸素の取入れができなくなって致死するほか、水生昆虫など多くの生物が影響を受けています。また,洗浄効果をあげるため多量に添加されているリン酸塩類が河川および河川流入域沿海の富栄養化を引起し、赤潮や水の華など2次汚濁の主要原因ともなっています。洗剤の無リン化など様々な対策は取られていますが、環境に及ぼす影響は依然として大きく、生活排水対策が重要課題となっています。



388.アルミ缶とアルカリについて。(2018/9/13)

 アルミ缶にアルカリ性の洗剤を入れたために破裂する事故が起きることがあります。どういうことなのか簡単にまとめてみましょう。

 アルミニウムは、原子番号 13、原子量 26.98 の元素です。元素記号は Alで、アルミニウムをアルミと略すこともあります。「アルミ箔」、「アルミサッシ」、一円硬貨などアルミニウムを使用した日用品は数多く、非常に生活に身近な金属です。

 天然には化合物のかたちで広く分布し、ケイ素や酸素とともに地殻を形成する主な元素の一つになっています。自然アルミニウムというかたちで単体での産出も知られていますが、稀です。単体は銀白色の金属で、常温常圧で良い熱伝導性・電気伝導性を持ち、加工性が良く、実用金属としては軽量なので、広く用いられています。熱力学的に酸化されやすい金属ですが、空気中では表面にできた酸化皮膜により内部が保護されるため高い耐食性を持っています。

 単体のアルミニウムは、中性では比較的安定ですが、酸の水溶液にも強アルカリ水溶液にも、水素を発生して溶けます。強酸である塩酸と強アルカリである水酸化ナトリウムを例に挙げると以下のような反応式になります。

塩酸との反応
  2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
水酸化ナトリウムとの反応
  2Al + 2NaOH + 6H2O→ 2Na[Al(OH)4] + 3H2


 単体のアルミニウムを空気中に放置すると、表面にち密な酸化物の膜ができます。アルミニウムは濃硝酸や濃硫酸には溶けにくいのですが、これも表面にち密な酸化物の皮膜ができるからです。

 アルミ缶にアルカリを入れた場合についてですが、缶の内面は、食品衛生上、エポキシ樹脂によるプラスチック皮膜でコーティングされていますので、通常ならアルミニウムと内容物は直接触れてはいません。しまし、アルミ缶の内面のエポキシ樹脂コーティングが強アルカリ水溶液で分解され、さらに内側の酸化アルミニウムの酸化被膜も強アルカリ水溶液によって、あるいは強電解質との接触によって腐食してしまうと、内部のアルミニウム金属がむき出しになってしまいます。そして、アルミニウムがアルカリ水溶液に触れて水素が発生することになります。その時に缶が密閉されて入れば内圧が高くなって破裂する可能性があります。

 業務用に使われている洗剤には強アルカリや強酸を含んでいるものがあります。また、家庭用の洗剤にも塩素系漂白剤などには強アルカリ(水酸化ナトリウム)が、トイレ用洗剤の中には強酸(塩酸)が使われているものがあります。これらを不用意に金属製の容器に入れ替えると思わぬ事故に繋がります。洗剤の成分と容器の材質には十分に注意する必要があります。



387.ビフィズス菌について。(2018/6/28)

 ビフィズス菌は代表的な善玉菌とされています。どのような菌なのか簡単にまとめてみましょう。

 ビフィズス菌は腸内細菌の一種で、グラム陽性桿菌です。Bifidobacterium 属の総称をさす場合もあります。酸素が存在すると生育できない嫌気性菌です。

 学名の Bifidobacterium は“分枝した小桿菌”を意味します。乳酸菌が桿菌(桿状)または球菌(球状)であるのに対し、多くのビフィズス菌は分枝状、V字状、Y字状、こん棒状、球桿菌状、湾曲状など不規則な形態・配列を呈する桿菌です。

   Bifidobacterium
        ビフィズス菌

 ヒトの腸内菌叢を形成する細菌の1種で、母乳栄養児の糞便中に他の細菌より優位に存在し、ビフィズス菌叢bifidus floraを形成しますが、人工栄養児糞便中には大腸菌群が多く、ビフィズス菌は少ないです。全ての動物の腸内に生息し、人間の腸管にはB. bifidum、B. breve、B. infantis (B. longum subsp. infantis に再分類)、B. longum、B. adolescentisの5種が棲息しています。

 一般的な乳酸菌が乳酸のみを生成するのに対して、ビフィズス菌は、糖を分解して乳酸、酢酸を作るヘテロ乳酸菌の仲間です。ビフィズス菌は、糖を分解して、乳酸、酢酸、ギ酸などを産生するので、母乳栄養児の腸内容は酸性に傾きます。腸内容が酸性であると大腸菌や他の病原性腸内細菌は増殖しにくく、またビフィズス菌そのものが、大腸菌などと拮抗してその増殖を抑制するので、ビフィズス菌は母乳栄養児の腸内感染症による罹患率、死亡率を低くするのに役立っていると考えられている。

 ビフィズス菌はビタミンB群などを生成していることが知られています。菌体内にビタミンB1、B2、B6、B12、C、ニコチン酸(B3)、葉酸(B9)及びビオチン(B7)を蓄積し、菌体外にはビタミンB6、B12及び葉酸を産生します。ヒト(成人)の腸内の平均量のビフィズス菌の推定ビタミン産生量はビタミンB2、B6、B12、Cおよび葉酸で所要量の 14〜38%をしめ、無視できない割合と考えられています。



386.中鎖脂肪酸とはなにか。(2018/6/21)

 中鎖脂肪酸は一時期話題になりました。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

 脂肪酸は一般的に、炭素数6以下のものを短鎖脂肪酸、8〜10個のものを中鎖脂肪酸、12個以上のものを長鎖脂肪酸と分類されています。(炭素数の区切りは諸説がある)

 中鎖脂肪酸は、一般的な食用油を構成する脂肪酸(長鎖脂肪酸)と体に入る経路が異なり、小腸から直接門脈に入り、肝臓で分解され、エネルギーになりやすいことが知られています。一般には、油脂の形で母乳、牛乳、乳製品の脂肪分に3~5%、ヤシ油、パーム核油などに7~14%含まれています。一方、一般的な食用油(大豆油、菜種油、コーン油、ゴマ油等)にはほとんど含まれていません。

 中鎖脂肪酸に分類されているものは、炭素数が8個のカプリル酸と10個のカプリン酸とされています。

カプリル酸
化学式 CH3(CH2)6COOH で表される、脂肪酸の一種で、IUPAC系統名はオクタン酸 である。天然にはココナッツや母乳などに含まれる。常温常圧においては、弱い不快な腐敗臭を持つ油状の液体である。なお、水にはほとんど溶けない。工業的には香料として用いられるエステルの合成や染料の製造に利用される。

   Caprylic_acid
        カプリル酸の構造

カプリン酸
化学式 CH3(CH2)8COOH で表される、脂肪酸の一種である。IUPAC系統名はデカン酸である。天然にはココナッツオイルやバターなどに含まれる。有機合成や、香料、潤滑剤、グリース、ゴム、染料、合成繊維、食品添加物、医薬品など各種化学工業で用いられる。

   Decanoic_acid
        カプリン酸の構造


385.乳酸について。(2018/6/14)

 乳酸は疲労物質とされてきましたが、そうではないことがわかってきています。

 乳酸は、有機化合物で、ヒドロキシ酸の1種です。化学式は CH3CH(OH)COOH で α-ヒドロキシプロピオン酸とも呼ばれます。不斉炭素原子が1個あり、L- 、D- 、DL- の3種の光学異性体があります。牛乳の酸敗のときにできる乳酸は融点 53℃、普通の発酵でできるものは融点 17℃です。カルシウム塩、亜鉛塩は医薬品、チタン塩は製革、その他染色、食品、特に乳酸飲料に使われます。

 L-乳酸は解糖系の生成物のひとつです。急激な運動を行うと筋肉の細胞内でエネルギー源として糖が分解されピルビン酸を経て乳酸が蓄積します。解糖作用の最終生成物として、筋肉中に生成します。筋肉から分離されたものは右旋性です。

   Lactic-acid
        乳酸の構造

 乳酸は、激しい運動をした後に蓄積することから疲労物質とも呼ばれていました。最近では、乳酸が作られる過程で発生する水素イオンなどの作用で、筋肉のpHバランスが酸性に傾くことが疲労の一因と考えられています。血液中の乳酸は、肝臓でグリコーゲンに再合成され、再びエネルギー源として利用されます。

 最新の研究では、高負荷の運動時に、糖質がエネルギーとして使われる際に乳酸が産生され、筋肉の細胞のエネルギー源として再利用されることがわかっています。運動中の脳内でも神経細胞のエネルギー源として乳酸が働くことも確認されています。

 炭水化物を分解して乳酸を合成(乳酸発酵)する微生物を総称して乳酸菌と呼美ます。乳酸はヨーグルトやチーズ、バター、漬物、日本酒などさまざまな加工食品に含まれており、乳酸菌は食品工業に応用されています。乳酸菌によって腸内で乳酸が生成されると他の腸内細菌により速やかに酢酸、酪酸、プロピオン酸、炭酸ガス、水素、メタンなどに代謝されます。



384.短鎖脂肪酸について。(各論)(2018/6/7)

 人の腸内で生成される短鎖脂肪酸は主に3種類です。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

 人の消化管は自力ではデンプンやグリコーゲン以外の食物繊維である多くの多糖類を消化できませんが、大腸内の腸内細菌が嫌気発酵することによって、一部が酢酸、酪酸やプロピオン酸のような短鎖脂肪酸に変換されてエネルギー源として吸収されます。大腸の組織の代謝にはこの発酵で生成されて吸収された短鎖脂肪酸が主要なエネルギー源として直接利用され、さらに余剰部分が全身の組織のエネルギー源として利用されます。

酢酸
 刺激臭と酸味とをもつ無色の液体。化学式は CH3COOH で酢の中に約3パーセント含まれ,その酸味の主成分をなす。酒類の酢酸発酵によって生じるほか,工業的にはエチレンからアセトアルデヒドを経て大量につくられる。生体の代謝の重要物質。染色や食品調味料として使われるほか,医薬品や,酢酸ビニル・酢酸セルロースなど化学工業における用途が広い。エタン酸。

   Acetic-acid
        酢酸の構造

酪酸
 融点 −7.9 °C、沸点 164 °C の無色の油状液体で、特有の不快臭を有する。化学式 CH3(CH2)2COOH 。pKa 4.82 の弱酸である。水とはよく混和するが、食塩水には溶けにくいことから、酪酸水溶液に多量の食塩を加えると分離することができる。炭水化物や乳酸の酪酸発酵によって生成する。天然には家畜の乳脂中にわずかに存在する。

   Butyric_acid
        酪酸の構造

プロピオン酸
 化学式 C2H5COOH 。脂肪族カルボン酸の一つ。刺激臭を有する無色の液体で,沸点 141.1℃。 n -プロパノールの酸化によって得られる。水に可溶。エステル化の試薬として,果実香料の合成などに用いられるほか,ナトリウム塩はカビによる皮膚疾患の治療薬となる。語源は「最初の脂肪酸」という意味で、油脂の加水分解により得られる脂肪酸のうち、最も炭素数の少ないものであったことによる。

   propionic-acid
        プロピオン酸の構造



383.短鎖脂肪酸について。(総論)(2018/5/31)

 近年、健康面で注目されている物質に短鎖脂肪酸があります。どのような物質なのか簡単にまとめて見ましょう。

 短鎖脂肪酸は脂肪酸のうち炭素数6以下(7以下としている文献もある)のもので、具体的には酢酸、プロピオン酸、イソ酪酸、酪酸、イソ吉草酸、吉草酸、カプロン酸、乳酸、コハク酸を指します。(但し、乳酸、コハク酸は短鎖脂肪酸に含めないとする見解もある)常温では液体で、水によく溶けます。

 脊椎動物の前胃や盲腸を含む大腸近位部では細菌生態系によって炭水化物から酢酸やプロピオン酸、n-酪酸などの直鎖の短鎖脂肪酸が生産されます。収率の上限は60%ほどです。ただし、pHが6以下になると乳酸から短鎖脂肪酸への変換が、5以下になるとコハク酸から短鎖脂肪酸への変換が阻害され、乳酸やコハク酸が蓄積します。

 消化管内で生産された短鎖脂肪酸の95%以上が受動拡散及び担体輸送で吸収されます。短鎖脂肪酸の一部は前胃や大腸の上皮細胞に消費されますが、残りは門脈を経て肝臓に至り、脂肪合成の基質として用いられます。その残りは全身の細胞のエネルギー源や脂肪合成の基質として用いられます。短鎖脂肪酸は反すう動物では維持エネルギーの8割をまかない、ヒトでも場合によっては20%以上をまかなう重要なエネルギー栄養素になっています。

 ヒトの大腸内でも腸内細菌が食物繊維を発酵する時に短鎖脂肪酸を産生し、健康維持に欠かせない役割を果たしています。ヒトの場合、酢酸、プロピオン酸、酪酸の3種が代表的な短鎖脂肪酸です。ヒトの体で短鎖脂肪酸が作られる部位は腸内細菌が多い大腸で、作られた短鎖脂肪酸は大腸から体内に吸収されます。吸収された短鎖脂肪酸のうち、酪酸は大腸上皮細胞のエネルギー源として利用され、酢酸とプロピオン酸は肝臓や筋肉で代謝利用されます。

 また、短鎖脂肪酸の受容体が全身の様々な部位にあり、短鎖脂肪酸はこれらの部位の生体調節機能を果たしています。中には生活習慣病と密接な関係にあるものも多いことから、癌や肥満、糖尿病、免疫疾患を予防・治療する手段として活発に研究されています。短鎖脂肪酸は体内に吸収される前の腸管でも重要な働きがあります。短鎖脂肪酸は酸性の成分なので、短鎖脂肪酸ができると腸内環境が弱酸性になります。弱酸性であると悪玉菌の出す酵素の活性が抑えられるため、発がん性物質である二次胆汁酸や有害な腐敗産物ができにくくなり、腸内環境が健康に保たれます。また、弱酸性になることでカルシウムやマグネシウムなどの重要なミネラルが水溶性に変化するので、より体内に吸収しやすくなり、ミネラル不足を補うことができると言われています。



382.イソフラボンについて。(2018/5/17)

 イソフラボンもフラボノイドの一種です。どのような物質なのか簡単にまとめて見ましょう。

 イソフラボンとは、大豆などのマメ科の植物に多く含まれる物質であり、特定の基本構造を有する化合物の総称です。大豆、きな粉、納豆、豆腐、油揚げ、味噌など、主に大豆製品に多く含まれています。

   Isoflavone
        イソフラボンの構造

 大豆イソフラボンは、植物ホルモン(エストロゲン)のひとつといわれ、その化学構造が女性ホルモンに似ていて、エストロゲン受容体に結合することからエストロゲン作用に対し、促進的あるいは競合的に生体作用を発揮することが、試験管内の試験や動物実験で示されています。

 骨の代謝に深く関与し、骨量の保持や増加作用をもつほか、女性ホルモンの激減の緩和、血中アルコール値の低下、中性脂肪値・血圧値の正常化作用、動脈硬化など生活習慣病の予防・改善などに効果があるとされています。

 厚生労働省研究班による大規模なコホート研究においても、イソフラボンを多く摂る人ほど、乳がんや脳梗塞、心筋梗塞、また前立腺がんのリスクが低下するという結果が報告されています。また一方で、食品安全委員会から、イソフラボンの過剰摂取に対する注意喚起がありましたが、これは日常の食生活で大豆食品を摂取していることを前提に、その上にサプリメントや添加物を摂取することに対してであり、大豆食品そのものの安全性は問題視されていません。

 2006年には食品安全委員会は「現在までに入手可能なヒト試験に基づく知見では、大豆イソフラボンの摂取が女性における乳がん発症の増加に直接関連しているとの報告はない」と報告しています。大豆は古来よりの食経験もあって摂取されており、過剰摂取による健康被害の報告もありません。

 厚生労働省の通知はイソフラボンを濃縮した錠剤などで摂取する場合における注意喚起であり、日常的な食生活に上乗せして摂取する場合は1日30mgを上限とするようということが推奨されています。



381.アントシアニンについて。(2018/5/10)

 アントシアニンは果実などに含まれています。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

 アントシアニンは、植物界において広く存在する色素です。アントシアン(果実や花の赤、青、紫を示す水溶性色素の総称)のうち、アントシアニジンがアグリコンとして糖や糖鎖と結びついた配糖体成分のことを指します。高等植物では普遍的な物質で、花や果実の色の表現に役立っています。フラボノイドの一種で、抗酸化物質として知られています。

 アントシアニンは花,葉,茎,果実などの主要植物色素で、動物をひきつけ、受粉作用や種子の伝播に重要な役割を果たしています。現在までに、約500種類のアントシアニンが知られ、花などでは主に表皮細胞の液胞中に溶けて存在します。狭義にはアントシアニジンの配糖体を意味しますが、今日ではアントシアニジン系色素の総称として使われています。

 天然には約20種類ほどのアントシアニジンが知られていて、主要な色素としてはシアニジン、ペラルゴニジン、デルフィニジンがあります。

   Cyanidin
        シアニジンの構造

 アントシアニジンはアグリコン(非配糖体)とも呼ばれ、通常は3位と5位の水酸基に糖が結合して配糖体(アントシアニン)として存在します。結合糖は主にグルコースですが、その他にガラクトース、ラムノース、キシロース、ルチノース、ソホロース、サンブビオースなどの場合もあります。

 栄養機能食品としてアントシアニン含有を謳った食品がありますが、これらは飲食によって健康が増進することを保証するものでは無く、特定成分を含有していれば個別審査を受けずに表示することが認められているものです。国立健康・栄養研究所によれば、「俗に、『視力回復によい』『動脈硬化や老化を防ぐ』『炎症を抑える』などと言われているが、ヒトでの有効性・安全性については、信頼できるデータが十分ではない」とされています。







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