コラム２５１〜３００

　ベンジンを使うカイロはベンジンを燃やしているわけではありません。どういうことなのか考えてみましょう。

　ハクキンカイロに代表される白金触媒式のカイロとは、ベンジンを主な燃料とするカイロの一種です。ベンジンなど炭化水素の燃料を、プラチナの触媒作用により通常 300°C〜400°C の比較的低温域で穏やかに二酸化炭素と水へ酸化分解させ、その過程で反応熱を取り出します。比較的低温な反応のため窒素酸化物を生成することはありません。

　触媒となるプラチナがマット状ガラス繊維に粒子として付着させてあり、効率的に反応が進行します。微粒子のプラチナは、自己の体積の 100倍以上の酸素を吸着させる能力があり、吸着した酸素は極めて反応しやすい状態になって、酸化反応を促進させます。

　反応開始時、130°C以上の触媒加熱が必要で、炎または電熱線を用いて加熱するのが一般的です。これはプラチナ触媒が反応を開始するのに必要な 130°Cという温度まで暖めているだけで、ベンジンを燃やしているわけではありません。 25cc のベンジンを燃やすとすると、数分で燃え尽きてしまいますが、ハクキンカイロは 25cc のベンジンを24時間かけて反応させますので、燃焼とは別の反応（触媒燃焼）です。

　カイロの燃料として使われているのはベンジンです。ベンジンは、原油から分留精製した揮発性の高い可燃性の液体であり、主として炭素数5～10のアルカン（飽和炭化水素）からなる混合物です。揮発油、ナフサ 、ガソリン 、石油エーテル、リグロインなどとも呼ばれています。（２０２．飽和炭化水素について。（2012/12/6））

C=5　　　ペンタン
C=6　　　ヘキサン
C=7　　　ヘプタン
C=8　　　オクタン
C=9　　　ノナン
C=10 　　デカン

　日本では概ね、分留で得られる半製品をナフサ、燃料用途のナフサをホワイトガソリン、内燃機関用にナフサを接触改質しオクタン価を調整した物をガソリン、軽質ナフサから作られカイロや溶剤などに用いられる物をベンジンと呼ぶ慣行があります。名称が似ていますが環状構造を持つベンゼンとは全く別のものです。

　ベンジンは染み抜きなどの溶剤や機械の洗浄などに使われます。市販されているベンジンにはカイロ用としみ抜き用とがありますが、しみ抜き用のものは洗浄成分が添加されているためカイロには使用できません。逆にカイロ用は純粋な炭化水素ですので、しみ抜き、シール剥がしにも使用できます。

　酢酸はカルボン酸の一種です。カルボン酸とはどのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　カルポン酸は有機化合物の中で最も代表的な酸性化合物です。官能基としてカルボニル基に水酸基が結合したカルボキシル基をもっていて、一般式として R-COOH で表されます。1分子中のカルボキシル基の数が1個，2個，3個のものをそれぞれモノカルボン酸，ジカルボン酸，トリカルボン酸といいます。分子内に環式構造をもたない鎖式モノカルボン酸を特に脂肪酸といいます。

主なカルボン酸の例を挙げると以下のようになります。

飽和脂肪酸
　ギ酸、酢酸など
不飽和脂肪酸
　オレイン酸、リノール酸など
ヒドロキシ酸
　乳酸、リンゴ酸、クエン酸など
芳香族カルボン酸
　安息香酸、フタル酸など
ジカルボン酸
　シュウ酸、マロン酸など

上記以外にもトリカルボン酸、オキソカルボン酸など多くの種類があります。

　カルボン酸やその揮発性誘導体の多くは強い悪臭を持っています。例えば酢酸は食酢、酪酸は腐ったバターまたは銀杏の臭気を持っています。しかし、任意のアルコールと縮合させたカルボン酸エステルは心地良い芳香を持つようになるため香水や香料としての用途があります。例えばギ酸エチルはパイナップル、酢酸プロピルはバナナの芳香を持ちます。

　分子中の炭素数が少ないカルボン酸を低級カルボン酸、炭素の多いカルボン酸を高級カルボン酸といいます。低級カルボン酸はカルボキシル基の性質が強く現れ、水に溶けて酸性を示します。一般に硫酸や硝酸・塩酸などの強酸よりは弱く、二酸化炭素の水溶液である炭酸より強い酸です。一方、高級カルボン酸は炭化水素としての性質が強く現れ、水に溶けにくい油状の固体です。

　多くのカルボン酸は中性条件下で解離し、水溶性の高いアニオン（R-COO^-）になります。この親水性基に疎水性の高い長鎖（直鎖）アルキル基が結合したものが石けんです。また、中性条件下で解離するカルボン酸類は酸味料として使われています。

　お酢の独特の風味は酢酸によるものです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　酢酸はお酢の中に約3パーセント含まれ，その酸味の主成分となっています。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ます。生体の代謝の重要物質となっています。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広く使われています。

　酢酸は、常温では刺激臭と酸味とをもつ無色の液体です。化学式は示性式 CH₃COOH、分子式 C₂H₄O₂と表される簡単なカルボン酸の一種で、エタン酸とも呼ばれています。純粋なものは冬に凍結することから氷酢酸（ひょうさくさん）と呼ばれます。2分子の酢酸が脱水縮合すると別の化合物の無水酢酸になります。

　酢酸のカルボキシル基 −COOH は溶液中でプロトン (H⁺) を放出し、解離して酢酸イオンになるため、酢酸は酸性を示します。酢酸は弱酸であり、酢酸は塩酸や硫酸などの無機酸よりは弱く、炭酸やフェノール、アルコールよりは強い酸です。

　化学合成とバクテリアによる発酵の両方によって作られています。今日では発酵法は全世界での生産量の10%ほどしかありませんが、食品の品質に関する法律は食用の酢として用いられる場合に生物由来であることを求めるものが多いため、食酢の製造には発酵による方法が使われています。化学工業で用いられる酢酸のおよそ8割はメタノールのカルボニル化によって作られています。メタノールと一酸化炭素を下記の反応式に従って反応させます。

　　　　CH₃OH + CO → CH₃COOH

　バクテリアによって促進される化学反応は、エタノールを酸化させるというもので、全体として以下のようなものです。

　　　　C₂H₅OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O

　薄いアルコールの溶液にアセトバクター属を接種して保温すると、空気に触れている部分が数か月後に酢になります。工業的な酢の製造過程では、酸素を供給することによってバクテリアによる酸化を促進します。

　ディーゼルエンジンは NOx が出やすい構造になっています。排気ガスの浄化方法について考えてみましょう。

　ディーゼルエンジンについては一度取り上げています。

　ディーゼルエンジンの原理はピストンを用い圧縮加熱した空気に、液体燃料を噴射することで着火させるというものです。液体燃料は発火点を超えた圧縮空気内に噴射されるため自己発火します。気体だけを燃やすガソリンエンジンなどの予混合燃焼と異なり、液滴の燃え残りとして、PM や黒煙を発生しやすいことが欠点です。またディーゼルエンジンはガソリンエンジンよりも高温高圧で、余分に空気を取り込む内燃機関なので、窒素酸化物 (NOx)の生成量も多くなってしまいます。

　排出ガス処理技術は、できるだけ低温・低圧で燃焼させることでNOxの発生を少なく抑え、酸化触媒やDPFによりPM、CO（一酸化炭素）、HC（炭化水素）を処理する方法と、できるだけ高温で完全燃焼させることでCO、HCの生成を抑え、その結果増加するNOxを窒素に還元するNOx還元触媒の2つを併用する方法が主流になっています。

　ディーゼル微粒子捕集フィルター（DPF）は、ディーゼルエンジンの排気ガス中のPM（粒子状物質）を漉し取り軽減させるフィルターです。基本的には、PMをフィルタで捕捉するだけですが、フィルタが目詰まりを起こして機能が低下するため、ヒーターなどで燃焼再生させるセルフクリーニング機能が付加されている場合もあります。

　光化学スモッグの原因である窒素酸化物 (NOx)を低減する仕組みも開発されています。メーカーによって、次の3種類のいずれかの方法が取られています。
　・NOx吸蔵還元触媒：窒素、水に還元（日産、三菱、BMWなど）
　・尿素SCR：アンモニアにより無害化（ベンツ、トラックメーカー各社）
　・NOxが出にくいエンジン（マツダ）

三つ目についてはディーゼルの圧縮をわざと下げることでNOxを減らす方法です。こうすれば後処理装置なしでもNOxを基準以下に下げることも可能となります。但しこの手法を取ると、冷間時の始動性が悪化するという問題があり、始動性に対する何らかの対策が必要となります。今のところこの手法を取っているのはマツダの SKYACTIV-D だけです。

　お酢はとても身近な調味料です。どのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

　お酢は、食品に酸味を付与または増強し、味を調え、清涼感を増すために用いられる液体調味料の1種です。また、殺菌や防腐を目的としても使われます。酢酸を3〜5%程度含み、種類によっては、その他に乳酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸などの有機酸類やアミノ酸、エステル類、アルコール類、糖類などを含むことがあります。

　一般的には、原料になる穀物または果実から醸造酒を製造し、そこへ酢酸菌を加えることで、酢酸発酵させて作ります。純米酢の場合の工程は以下のようになります。

　米を蒸して、「米麹」と「水」を加えると、麹菌の働きで「糖化もろみ」ができるので、それに「酵母」を加えてお酒の状態にする。 　そのお酒に「種酢」を混ぜ合わせて加温し、発酵槽に入れて食酢菌膜を植える。すると、「種酢」の中の酢酸菌の働きにより、おおよそ2週間で食酢ができあがる。 　できあがったばかりの食酢は、そのままでは酢酸特有の刺激臭が強く 使用できないので、おおよそ１～２ヶ月間熟成し、香味を円熟させて、 まろやかな味に仕上げる。

　食酢は「醸造酢」と「合成酢」の2つに大別され、また、「醸造酢」はさらに「穀物酢」と「果実酢」に分類されます。

醸造酢
　米、麦、コーン等の穀類、果実、野菜、さとうきび、はちみつ、アルコール等を原料として、これを酢酸発酵させて製造したもの。家庭用を含めて広く一般的に使われている食酢。また、醸造酢の中には穀物酢や果実酢も含まれている。
　穀物酢 - 穀物の使用量が 40g/l以上のもの（粕酢、麦芽酢など）。

　果実酢 - 果実の搾汁の使用量が 300g/l以上のもの。

合成酢
　氷酢酸や酢酸を水で薄めて、これに砂糖類や調味料を加えて製造したもの。生産量も少なく家庭用として使われることはほとんどない。

　酢酸菌は、エタノールを酸化して酢酸を生産する細菌の総称です。グラム陰性、好気性です。酸を生産するためそれらには耐性を持っています。pH 5.0 以下でも問題なく成長しますが、好適な範囲は 5.4 から 6.3 までです。エタノールは酢酸菌の細胞膜にあるアルコール脱水素酵素およびアセトアルデヒド脱水素酵素によってアセトアルデヒドを経由して酢酸へ酸化されます。

　酢酸菌の代表例として食酢を醸造する際に用いられる Acetobacter aceti があります。天然には、糖や植物性の炭水化物が酵母により醗酵してエタノールが生成しているような場所に存在します。花の蜜や傷ついた果実などからも単離されます。また、低温殺菌・濾過滅菌していない、作りたてのリンゴのシードルやビールにもよくみられます。酢酸菌は好気性を持つため、そのような液体では表面に膜を作る形で成長します。

　夏休みの自由研究でよく見かけるのが卵をお酢に入れる研究です。少し調べてみましょう。

　卵のカラの主成分は炭酸カルシウムという物質です。骨や歯にも似ていますが、こちらはコラーゲンの繊維にリン酸カルシウムが結びついたもので、構造が大きく違います。卵はひよこがある程度大きくなると中からカラを壊す必要があり、骨のような強度は必要がありません。また、卵は呼吸の必要もありカラは多孔質で、酸素を取り込み二酸化炭素を排出しています。

　お酢の主成分は酢酸で、市販のお酢は約4％の酢酸を含んでいます。お酢に卵を入れると下記のような反応が起きます。

　CaCO₃ ＋ 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Ca＋ H₂O ＋ CO₂↑　

生成する酢酸カルシウムは水溶性のため、卵のカラは溶けていくことになります。

また、二酸化炭素が発生するので、容器は密閉せずに、ティッシュやガーゼなど通気性のよいものでフタをする必要があります。なお、骨や歯でもお酢に入れると溶かされますが、発生するリン酸は揮発性ではないので気体は発生しません。（虫歯の原因は虫歯菌による酸）

　酢酸はあまり強い酸ではないため反応には時間がかかり、カラが完全に解けるまでに２〜３日必要です。塩酸などの強い酸を使うと１０分ほどで溶けてしまいます。卵の殻にお酢を入れると二酸化炭素が出てくるのは酢酸が炭酸より強い酸だからです。このように弱酸の塩に強酸を加えると弱酸を取り出す（遊離）ことができます。これを弱酸遊離と言います。

　塩酸は酢酸より強い酸です。一般に酸の強さは電離度が関係します。塩酸は水中でほぼ100％電離していますが、酢酸は1％程度です。（温度や濃度によって変動する）主な酸の強さを比べると以下のようになります。

塩酸・硫酸・硝酸＞カルボン酸＞炭酸＞フェノール

酢酸はカルボン酸の一種です。

　製鉄で使われるコークスは石炭から作られています。どのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

　石炭とは地中に堆積した過去の植物が、埋没後長い年月の間に分解・炭化した可燃性の岩石のことを言います。炭化の程度により泥炭・亜炭・褐炭・瀝青(れきせい)炭・無煙炭に分けられますが、通常は瀝青炭をさします。多くは古生代石炭紀の植物を起源としていますが、日本では古第三紀のものが主です。色は黒く緻密で塊状、燃料・化学工業用原料につかわれます。

　石炭は用途によって、「原料炭」「一般炭」「無煙炭」の3種類に分類されます。原料炭は、粘結性のある瀝青炭で、おもに製鉄用（コークス用）の「原料」として使われます。一般炭は、おもに、粘結性のない瀝青炭と亜瀝青炭のことで、電力用と一般産業用に分けられます。また無煙炭は、特殊コークスへの配合用や練炭・豆炭などの製造に使われます。

　コークスとは、粘結炭を約 1000℃で乾留してその揮発分の大部分を石炭ガスとして放出したあとに残る固体燃料のことです。灰分を含んだ多孔質の炭素質で、骸炭ともいいます。乾留時にコークス炉ガス、軽油、タール（コールタール）が副産品として得られます。これらはそれぞれに燃料や化学合成用原料として用途があり、コークス炉は古くから石炭化学工業の原料転換工程としても重要です。

　コークス炉ガスはCOGとも呼ばれます。主成分は一酸化炭素で、可燃性ですが有害です。 昔は都市ガスの成分となっていましたが、その毒性から、2010年以降、日本国内の都市ガスとしては利用されていません。 代わって火力発電の燃料として利用され、製鉄所内の自家用発電用や、売電用として利用されています。

　タール（コールタール）と軽油は、石油に比べると芳香族化合物（石炭酸に象徴される）を多く含むため、トルエン、ベンゼンなどの原料として使われてきました。そのほか、ガス精製時の副産物（硫化水素、硫酸アンモニウム）としての硫酸など、化学原料の供給源として利用されています。

　製鉄においては、石炭が持つ硫黄分は鉄の品質低下を招き、コールタールやピッチは高炉の高温燃焼を妨げるため、石炭が直接高炉に投入されることはなく、高炉の燃料には必ずコークスが用いられます。製鉄用コークスは大部分、製鉄会社が自家生産し、溶鉱炉に用いられて、鉱石の溶解に必要な熱を供給し、鉱石の還元に必要な一酸化炭素を発生します。

　鉄を製造するときには大きなエネルギーが必要です。どういうことなのか簡単にまとめてみましょう。

　鉄は元素記号 Fe 原子番号26、原子量55.85、銀白色の金属です。赤鉄鉱・磁鉄鉱・黄鉄鉱などとして地球上に広く多量に存在します。湿気のない空気中ではさびません。酸に溶けて水素を発生します。酸素気流中で燃え，高温で水蒸気と反応します。ヘモグロビンやチトクロムのヘムの構成成分となるなど，生体にとってきわめて重要な物質です。

　約22〜27億年前に、シアノバクテリアやストロマトライトのような光合成生物が大量発生し酸素を吐き出したため大気中・海水中の酸素濃度が高まりました。この酸素が海水中の鉄イオンと結びつき、それまで海水中に溶解していた鉄イオンが酸化鉄に変わり沈殿・堆積して、広大な赤鉄鉱の鉱床を形成したと考えられています。鉄鉱石の主要成分は酸化鉄で、多く使われる鉄鉱石は赤鉄鉱 (Fe₂O₃)、磁鉄鉱 (Fe₃O₄)、褐鉄鉱 (Fe₂O₃•nH₂O)、磁鉄鉱の粒状鉱物である砂鉄などです。

　鉄の製錬はしばしば製鉄と呼ばれます。簡単にいえば、鉄鉱石に含まれる様々な酸化鉄から酸素を除去して鉄を残す、一種の還元反応で、反応を起こすためには高温にする必要があります。鉄鋼を作る原料は主に、鉄鉱石・石炭・石灰石の三つです。日本の場合、石灰石はほとんど自給できていますが、鉄鉱石と石炭は事実上全量を輸入に頼っています。石炭が持つ硫黄分は鉄の品質低下を招き、コールタールやピッチは高炉の高温燃焼を妨げるため、石炭が直接高炉に投入されることはなく、高炉の燃料には石炭を乾留したコークスが用いられます。

　鉄鉱石から鉄を取り出す設備は高炉と呼ばれます。高炉内部ではコークスの炭素が鉄から酸素を奪って熱と一酸化炭素、二酸化炭素を生じます。この反応が熱源となり鉄鉱石を溶かし、炉の上部から下部に沈降してゆく過程で必要な反応が連続的に行なわれ下部に到達する頃には燃焼温度は最高となり、炉の底部で高温液体状の銑鉄が得られます。

　原料鉱石には SiO₂ などの不純物が存在します。これを取り除くために高炉中に石灰石（主成分 CaCO₃）を入れ、粘性が小さく除去しやすいスラグを生成します。スラグは CaSiO₃ などの組成を持っています。不純物を多く含む高温液体状のスラグは銑鉄の上に層を成してたまります。銑鉄とスラグは底部側面から適時、自然流動によって取り出されます。高炉で製造される銑鉄は炭素が多く硬いため衝撃を与えると割れやすいので、構造用材料には使われません。転炉や平炉を用いて、炭素の含有量を4%前後から2%以下へ下げる処理によって鋼が生産されます。

　製鉄所で発生したガスを精製する際、あるいは排煙を処理する際、大量の硫黄が発生します。これらの多くは石膏として回収され、広く市販されています。また、硫酸として回収された物は、そのまま外販される他、製鉄所内でも広くリサイクル利用されます。また、反応の際に発生する一酸化炭素は回収され燃料として利用されます。一酸化炭素は昔は都市ガスの原料ともなっていましたが、毒性が強いため現在では使用されていません。

　脂溶性ビタミンの一つにビタミンA があります。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　ビタミンA は脂溶性ビタミンの1つで、主に動物性食品に含まれており、体内ではレチノール・レチナール・レチノイン酸といった3種の活性型で作用しています。化学的にはレチノイドと呼ばれています。狭義にはレチノールのみを指してビタミンA と呼ぶこともあります。

ビタミンA は、酸性・酸素・光・熱に不安定で、中性やアルカリ性には安定です 。

　ビタミンA は皮膚や粘膜の正常保持・視覚の正常化・成長および分化に関与しているため、不足すると皮膚や粘膜の乾燥・夜盲症・成長障害・胎児の奇形などを引き起こす恐れがあります 。また、ビタミンA は脂溶性であることから過剰摂取にも注意が必要です。

　カロテノイドは天然色素の一種で、このうち炭素と水素のみでできているものをカロテンといいます。カロテンは体内に入ると、ビタミンA と同じ働きをする物質に変換されます。このようなビタミンA の前駆物質をプロビタミンA といい、カロテンにはβ-カロテン、α-カロテン、クリプトキサンチンなど約50種類ほどのプロビタミンA が知られています。野菜に含まれるカロテンのほとんどがβ-カロテンです。

カロテンは吸収されにくい成分で、β-カロテンの吸収率は食品の種類や調理法、食べる人の健康状態によって大きく異なります。油に溶けると吸収率が良くなるため、緑黄色野菜を油で炒めたり、生の場合はドレッシングをかけるなどして油脂と一緒に摂ると、効率良く摂ることができます。

　今までは、レチノール、カロテン及びビタミンA効力 (国際単位：IU) の表示を行ってきましたが、近年はビタミンA効力に代え、レチノール当量表示 (μg) に移行する傾向があります。ビタミンA の成人男子推奨量は850μgRE 、成人女子推奨量は650μgREとなっています。（RE はレチノール当量の意味）

　脂溶性ビタミンの一つにビタミンE があります。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　ビタミンE は脂溶性のビタミンで、天然にはα-、β-、γ-、δ-トコフェロールと、α-、β-、γ-、δ-トコトリエノールの8種類が存在します。その中でも、α-トコフェロールが最も生理活性が強く、生体内のトコフェロールの90％を占めています。

　ビタミンE は有機溶媒には溶けますが、水には溶けません。空気中での酸化は、光、熱、アルカリによって促進されます。ビタミンE は、フリーラジカルを消失させることにより自らがビタミンEラジカルとなり、フリーラジカルによる脂質の連鎖的酸化を阻止します。発生したビタミンEラジカルは、ビタミンC などの抗酸化物質によりビタミンE に再生されます。

　ビタミンE は細胞膜や脂質に豊富に存在し、それ自体が酸化されることによって、多価不飽和脂肪酸の酸化を防止します。この働きから、体内の細胞膜の酸化による老化や、血液中のLDLコレステロールの酸化による動脈硬化など、生活習慣病や老化と関連する疾患を予防することが期待されています。

　ビタミンE を多く含む食材は植物油 (コーン、大豆、サフラワー油) やナッツ油の他、アーモンドや落花生などに多く含まれます。野菜ではほうれん草やかぼちゃなど、その他、木綿豆腐や卵、レモン，キウイフルーツ，たらこ，マヨネーズ，いわし，うなぎなどにも含まれています。

　ビタミンE の1日の目安量は成人で8mg。上限量は800mgとされています。（年齢や性別により異なる）ビタミンE が不足すると、神経や筋障害の症状がみられることがあります。しかし、ヒトではほとんどみられません。一方で通常、一般的な食事内容でビタミンEを過剰摂取することはほとんど考えられません。ただし、最近の報告において、サプリメントとして過剰摂取すると死亡率が高まるとの報告も出され、過剰摂取に対する警鐘となっています。

　調味料のみりんとして扱われているものは、「本みりん」だけではありません。どういうことなのか簡単にまとめてみましょう。

　みりん（味醂、味淋）は、日本料理の調味料や飲用に用いられるアルコール飲料のひとつで、混成酒に分類されています。「みりん風調味料」と区別するため「本みりん」と呼称されることがあります。みりんには、ビールやウイスキーなど一般に飲用に供されるアルコール飲料と同じく、酒税法により酒税がかけられています。また、製造・販売免許が必要で、製品には製造者の記載が義務づけられています。

　みりんは甘味のある黄色の液体で、約40〜50%の糖分と、約14%程度のアルコール分が含まれています。煮物や麺つゆ、蒲焼のタレや照り焼きのつや出しに使われます。アルコール分が魚等の生臭さを抑え、食材に味が浸透する助けをし、素材の煮崩れを防ぐ効果があります。

　みりんはもち米、米麹、焼酎が原料です。蒸したもち米と米麹を合わせて焼酎を加えて仕込み、搾って、半年から1年間（場合によってはもっと長いものもある）貯蔵熟成させたものです。アルコール度数は14度前後です。まろやかで深い甘みがあります。酒税法上では酒類として分類されます。

みりんに類似する調味料には以下のようなものがあります。

発酵調味料（加塩みりん）
　うるち米を麹で糖化し、酵母によって醸酵させて、糖類やアルコールと合わせたものです。みりんと合わせたものもあります。塩を加えて調整してあるため、酒税の課税対象である酒類にはなりません。みりんタイプ調味料、醸造調味料とも呼ばれます。

みりん風調味料
　戦後になってからできた調味料で、本みりんとは原料が異なり、ブドウ糖や水あめなどの糖類、グルタミン酸、香料を混ぜ合わせたものです。アルコール度数が1％未満なので酒税の対象になりません。製造コストがそれほどかからず廉価でできるので、本みりんよりも低価格で流通しています。アルコール分が少なく保存性は良くありませんので、開栓後は冷蔵庫保存する必要があります。

　発酵調味料は 1.5％以上の塩分が添加されていますので、そのことを計算に入れて味付けをする必要があります。また、みりん風調味料はアルコール分が 1％未満ですので煮切り（アルコールを飛ばす）の必要はありませんが、煮くずれを防いだり、食材にうまみ成分をしっかり浸透させる効果などはほとんど期待できません。

　ビタミンC は多くの動物にとってはビタミンではありません。どういうことなのか簡単にまとめてみましょう。

　ビタミンC は、水溶性ビタミンの1種で、生体の活動においてさまざまな局面で重要な役割を果たしています。化学的にはアスコルビン酸のL体のみをさします。

　ビタミンC は、酸味を有する白色の結晶で、水によく溶けますが、エタノールに溶けにくく、ジエチルエーテルにはほとんど溶けません。結晶状では安定ですが、濃度の薄い溶液中では不安定です。調理時の洗浄や加熱でビタミンC の効力は失われるため、調理損失の著しいビタミンとして知られています。

　ほとんどの動物は、ブドウ糖を基にしてウロン酸サイクルからビタミンC を体内で合成することができるため、多くの動物にとってはビタミンではありません。しかし、ヒトやモルモット等では生合成に必要な L-グロノ-γ-ラクトン酸化酵素が欠損しているため、体内でビタミンC を合成することができません。そのため、野菜や果物など食物からビタミンC を摂取しなくてはならず、不足すると壊血病を引き起こす恐れがあります。

　ビタミンC は、コラーゲンの合成に深く関与しています。ビタミンC が不足するとコラーゲン繊維の合成能力が低くなり、毛細血管の出血や歯茎からの出血、幼児の場合は骨の発育不良がおきます。

　ビタミンC は、水溶性で強い還元能力を有し、スーパーオキシド（O₂-）、ヒドロキシラジカル（･OH）、過酸化水素（H₂O₂）などの活性酸素類を消去します。ビタミンC の過酸化水素の消去は、グルタチオン-アスコルビン酸回路によって行われます。

　ビタミンC の多い食品は、果物（とくにかんきつ類やイチゴ）、野菜、いもなどです。ビタミンC は水に溶けやすく熱に弱いので、できるだけ新鮮な生で食べるのがよいとされています。

　ビタミンP と呼ばれている物質はヘスペリジンだけではありません。ルチンとケルセチンについて簡単にまとめてみましょう。

　ルチンは、強力な抗酸化作用をもつポリフェノールのフラボノイド化合物の仲間で、ビタミンPと呼ばれています。分子式は C₂₇H₃₀O₁₆ で、ケルセチンの3位の酸素にβ-ルチノースが結合した配糖体です。

タデ科のソバ、ダイオウ属植物の葉および葉柄、アスパラガスなどに含まれています。その他、果物や果皮（特にオレンジ、グレープフルーツ、レモン、ライムといった柑橘類）、クワの実、トネリコの実、クランベリーといったベリーにも含まれています。

　ルチンは、心臓疾患や動脈硬化、高血圧など、生活習慣病の予防に役立ち、高血圧の改善や血糖値の回復作用があるといわれています。また、細菌の侵入を防いだり、ビタミンCの吸収を助ける効果もあります。ルチンを含む植物は昔から生薬として利用され、炎症や出血を抑えたり腰痛をやわらげるためにも利用されていました。皮膚内や粘膜下などに出血を起こす紫斑病の治療に有効だったためビタミンPと呼ばれていましたが、欠乏症が見出されていないため、現在は独立したビタミンとは考えられておらず、ルチンという名称で統一されています。

　ケルセチンは、ポリフェノールの一種であり、主に野菜などに多く含まれている成分です。分子式は C15H10O7、分子量 302.24 です。配糖体（ルチン、クエルシトリンなど）または遊離した形で柑橘類、タマネギやソバをはじめ多くの植物に含まれています。

フラボノイドの中のフラボノール類に分類され、活性酸素を取り除く働きがあります。特にタマネギの皮には多くのケルセチンが含まれています。ケルセチンにルチノースという糖が結合したものは、そばなどに多く含まれるルチンとなります。

　ケルセチンは、ビタミンPというビタミン様物質のひとつであり、主にビタミンCの働きを助ける成分だといわれています。血管をしなやかにするほか、活性酸素によるダメージを防ぐ抗酸化作用があります。その他、ケルセチンには抗炎症作用があるといわれています。ケルセチンはフラボノイドの中でも特に強い抗酸化活性を示すため、活性酸素による酸化ストレスが関与する、がん、動脈硬化、糖尿病などの生活習慣病の予防に重要な役割を果たすものと期待されています。

　近年注目されている栄養素の一つにビタミンP があります。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　ビタミンＰは、ビタミンに近い働きをするビタミン様物質で、ヘスペリジン、ルチン、ケルセチン等の総称です。一般にはヘスペリジンのことをビタミンP と呼ぶことが多く、そのヘスペリジンは柑橘類に多く含まれています。

ヘスペリジンは発見された当初、人間の生命活動に必須の栄養素であると考えられていたため、ビタミン類の一種として「ビタミンP」と名付けられましたが、厳密にはビタミンではないことが明らかとなり、現在、ヘスペリジンはビタミン様物質として扱われています。

　ヘスペリジンは、温州みかんやはっさく、ダイダイなどの果皮および薄皮に多く含まれるフラバノン配糖体（フラボノイド）です。ポリフェノールの一種で、漢方などの陳皮（ちんぴ）の主成分にもなっています。古くからヘスペリジンを含むみかんの皮を乾燥させ、陳皮として漢方に用いられたり、欧州ではヘスペリジンは静脈の循環を改善する薬の有効成分として用いられてきました。

　ヘスペリジンは、活性酸素を除去する抗酸化作用や、末梢血管を強化する働きが広く知られています。また、ヘスペリジンには血圧の上昇を抑制する作用や、血中のコレステロール値を改善する作用、抗アレルギー作用、骨密度の低下を抑制する作用などが期待されています。さらに、ヘスペリジンはビタミンCの吸収を促進する作用も持つため、ビタミンCを効率的に摂取するためにも利用できる成分です。

　脂溶性ビタミンの一つにビタミンK があります。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　ビタミンKは、油脂に溶ける脂溶性ビタミンのひとつです。私たちの体では食品から摂取するビタミンKと、体内の腸内細菌や組織でつくられたビタミンKとの両方を利用しています。動物体内で血液の凝固や組織の石灰化に関わっているため、欠乏すると出血傾向となり、また骨粗鬆症や動脈硬化に関連していると考えられています。

　天然に存在するビタミンKは2種類あり、緑黄色野菜・海藻類・緑茶・植物油などに含まれるビタミンK1 (フィロキノン) と、もうひとつは腸内細菌によっても合成されるビタミンK2 (メナキノン) です。ビタミンK2には11種類の同族体がありますが、この中で食品に多く含まれるのは、動物性食品に広く分布するメナキノン-4（MK-4）と、納豆菌によって産生されるメナキノン-7（MK-7）です。

通常、フィロキノン・メナキノン-4・メナキノン-7を総称してビタミンKと呼びます。ビタミンKにはこのほか合成品のビタミンK3（メナジオン）がありますが、副作用が強いため人間には使われず、動物の飼料用などに使われます。

　ビタミンKは、各種タンパク質のグルタミン酸をγ-カルボキシグルタミン酸に変換する時の補酵素として働きます。この働きによって、血液凝固因子はカルシウムと結合できるようになり、正常な血液凝固が起こります。また、ビタミンKは骨の形成に必要とされ、日本ではメナキノン-4 が骨粗鬆症治療薬として用いられています。

　ビタミンKは腸内細菌によってもつくられますし、いろいろな緑黄色野菜に多く含まれるため、通常の場合は不足する心配はほとんどありません。ただし、抗生剤を長期間飲み続けている人では、体内の腸内細菌からの供給が不十分になるため不足する場合があります。一方、ビタミンKは油溶性ビタミンのひとつですが、通常の食生活では過剰症の報告はされていません。

　ハチミツは、ミツバチが集めた単なる花の蜜ではありません。どのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

　ハチミツ（蜂蜜）とはミツバチが花の蜜を採集し、巣の中で加工、貯蔵したものをいい、自然界で最も甘い蜜といわれています。ミツバチたちが植物から花蜜を吸い取って、体内の酵素によってハチミツへと変化させ、巣箱の中に吐き出して蓄えたものです。ミツバチは、酵素によって花蜜に手を加えるだけでなく、水分を飛ばして濃縮させ、甘いハチミツを作り出します。

　花の蜜は、ショ糖（スクロース）という糖が主な構成成分です。ちなみに砂糖の主な構成成分もショ糖です。ミツバチが花の蜜を集めて巣に貯蔵する過程で、花の蜜にミツバチの唾液が混じります。この唾液の中には酵素（サッカラーゼ）が含まれていて、その酵素の働きでショ糖のほとんどがブドウ糖と果糖に分解します。

C₁₂H₂₂O₁₁ (ショ糖) + H₂O (水) → C₆H₁₂O₆ (ブドウ糖) + C₆H₁₂O₆ (果糖)

（ブドウ糖と果糖は化学式で書くと同一だが、構造や性質は異なる）さらに巣の貯蔵庫では、ミツバチが集められた蜜に風を送り、水分を蒸発させます。その結果、かなり濃縮された状態になります。

　ハチミツは約8割の糖分と約2割の水分によって構成され、微量の栄養素など（ビタミン、ミネラル、アミノ酸、有機酸、酵素、色素、香気物質）も含まれています。ビタミン、ミネラル、アミノ酸の多くは花粉に由来する成分です。糖類は、花の蜜の主成分であるショ糖が分解したブドウ糖と果糖がほとんどですが、少量のオリゴ糖とショ糖、デキストリンが含まれています。ちなみに、ショ糖が多く残っているハチミツは、熟成が不十分でハチミツとは言えません。

　ミツバチには一つの種類の花から蜜を採集すると、可能な限り他の種類の花の蜜を採集しないという性質があり、ほぼ純粋に一つの種類の花から蜜を採集して作られたハチミツを採集することが可能です。ハチミツは主要な蜜源植物によってレンゲ蜜、アカシア蜜などと分類され、蜜源植物が複数ある場合には「百花蜜」と呼ばれます。人間の手で蜜がブレンドされた場合も百花蜜といいます。花の種類によって特徴もさまざまで、さわやかな味、まろやかな甘味の違いや色など味の違い、酸味の強弱、また結晶しやすい、しにくいなど個性も豊かです。

　ハチミツの中には芽胞を形成し活動を休止したボツリヌス菌が含まれている場合があります。通常は摂取してもそのまま体外に排出されますが、乳児が摂取すると体内で発芽して毒素を出し、中毒症状（乳児ボツリヌス症）を引き起こし、場合により死亡することがあるため、注意が必要です。芽胞は高温高圧による滅菌処理（120℃で4分以上）の加熱で不活性化されますが、ハチミツが変質するため高温で長時間の加熱は出来ません。

　ビタミンUはキャベジンの別名で知られています。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　ビタミンU は水溶性のビタミン様物質のひとつで、S-メチルメチオニンのことです。分子式は C6H14ClNO2S で表されるメチオニン誘導体です。

　戦後アメリカでガーネット・チェニーらによりキャベツの絞り汁より発見されました。そのためキャベジンとも呼ばれ、興和の同名の薬品他、様々な胃腸薬の成分となっています。水溶性の化合物であり、熱に弱い特徴があります。胃酸の分泌を抑え、胃粘膜の修復を助けて胃潰瘍を防止する作用があるため、潰瘍を意味する英語ulcerの頭文字をとってビタミンUと命名されました。

　キャベツ、レタス、セロリ、アスパラガス、ブロッコリー、青のりなどに多く含まれています。胃腸の粘膜の修復機能をもつほか、胃粘膜の新陳代謝の活性化、細胞分裂の促進、たんぱく質生成の活発化、肝臓の機能強化、胃潰瘍・十二指腸潰瘍の予防・改善などの作用をもつと推察されています。

　ビタミンＵは、水溶性物質なので、過剰に摂取することでの弊害はありませんが、水さらしなど、調理法によっては流されてしまいます。また、ビタミンＵは加熱しすぎると破壊されるので、生食するか、加熱しすぎないことが望ましい栄養素です。所要量はとくに決められていません。

　名称に「ビタミン」と書かれていますが、体内でも合成されていますので、正式にはビタミンではありません。そのため、食品やサプリメントから特別に意識してとらなくても欠乏症になることはありません。でも、食品などから摂っていると、体内で医薬品に類似した作用をすることが期待できます。

　DHA と EPA は広義では必須脂肪酸として扱われています。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　ドコサヘキサエン酸（DHA）は、不飽和脂肪酸のひとつです。6つの二重結合を含む22個の炭素鎖をもつカルボン酸 (22:6) の総称ですが、通常は 4、7、10、13、16、19 位に全てシス型の二重結合をもつ、 n‒3系脂肪酸に分類される化合物を指します。魚やその他の生物に含まれるDHAの多くは、ラビリンチュラ類の1属である Schizochytrium 属などのような海産の微生物によって生産されたものが、食物連鎖の過程で濃縮されたものです。

　エイコサペンタエン酸（EPA）は、 n‒3系脂肪酸のひとつです。EPAは、5、8、11、14、17 位に5つのシス型二重結合を含む20個の炭素鎖をもつカルボン酸です。EPAは、魚油食品、肝油、ニシン、サバ、サケ、イワシ、ナンキョクオキアミから得られます。また、母乳にも含まれています。

　DHAは精液や脳、網膜のリン脂質に含まれる脂肪酸の主要な成分です。DHAは脳内にもっとも豊富に存在する長鎖不飽和脂肪酸で、EPAは脳内にほとんど存在しません。EPAは、脳血液関門といわれる、脳への入り口を通り抜ける事ができませんが、DHAにはそれが可能で、脳神経を活性化し、記憶力の向上などの効果があるとされています。

　EPAには、炎症やアレルギーを改善または、軽減する効能があるとされています。EPAが、炎症やアレルギーの原因となるプロスタグランジンやロイトコリエンといった物質を抑制するためで、これは、成人病予防にもつながります。また、血小板凝集抑制効果が非常に高く、心筋梗塞や、虚血性心疾患の予防効果が非常に高いといえます。DHAも、効果は持っていますが、EPAほど高くはありません。

　多くの動物は体内でα-リノレン酸を原料としてEPAやDHAを生産することができますが、α-リノレン酸からEPAやDHAに変換される割合は10〜15%程度です。そのため体内で合成される量では不足する場合が多く、広義では必須脂肪酸となっています。魚油に多く含まれ、日本人は魚類を食べることによって多く摂取していましたが近年は減少しています。

　植物油に多く含まれている脂肪酸にオレイン酸があります。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　オレイン酸は動物性脂肪や植物油に多く含まれている脂肪酸です。二重結合を1個もつ不飽和脂肪酸で、代表的な n‒9系脂肪酸でもあります。化学式 はCH₃(CH₂)₇CH＝CH(CH₂)₇COOHです。

　オレイン酸の命名は、オリーブの油から単離されたことが由来になっています。純粋なものは無色無臭の油状液体ですが、空気中に放置すると酸化されて淡黄色または橙(とう)黄色に着色し悪臭を放ちます。水素添加によってステアリン酸に還元されます。水には溶けず、クロロホルム、アセトン、エチルエーテルなどの有機溶媒に溶けます。

　天然には、オリーブ油、椿油(つばきあぶら)、茶実油などの主要成分として、また、牛脂、豚脂などの主要構成成分として存在します。生体内では、パルミチン酸からステアリン酸を経て合成されます。二重結合をひとつしか含まないので不飽和脂肪酸の中では酸化されにくいですが、飽和脂肪酸と比較すれば酸化されやすいです。

　植物や微生物はこのオレイン酸から、ω6位に二重結合を作るΔ12-脂肪酸デサチュラーゼにより二重結合が一個増えて n‒6系脂肪酸であるリノール酸を生成することができます。ついでω3位に二重結合を作るΔ15-脂肪酸デサチュラーゼによりリノール酸の二重結合が更に一個増えて n‒3系脂肪酸であるα-リノレン酸が生成されます。ヒトを含めた動物の体内にはどちらの酵素も存在しないので、これらの不飽和脂肪酸を必須脂肪酸として摂取する必要があります。

　オレイン酸は不飽和脂肪酸の中では最も酸化されにくく、ヒトの体内では活性酸素と結びついて過酸化脂質をつくりにくいため、動脈硬化・高血圧・心疾患などの生活習慣病を予防・改善するとして、リノール酸摂取過多の現代では見直されています。人間の皮膚にも含まれており、化粧品の原料としても使われています。また、工業的には、おもに獣脂を原料として製造され、さらに、軟せっけん（成分は脂肪酸のカリウム塩で、液状で主として手洗い用）など特殊なせっけんの原料や織物の防水材料などに応用されています。

　α-リノレン酸が多いことでエゴマ油が注目されています。エゴマ油と亜麻仁油について簡単にまとめてみましょう。

　エゴマはシソ科の一年草で、東南アジア原産とされています。食用または油を採るために栽培されています。シソ（青紫蘇）とよく似ていて、シソとは同種の変種です。エゴマ油は種子から絞った油で荏の油（えのゆ）ともいわれ、食用に、また乾性油なので防水性を持たせる塗料として油紙、番傘などに用いられてきました。

　1990年代後半以降、エゴマ油が人体に不可欠な必須脂肪酸であるα-リノレン酸を、他の食用油に比べ類を見ないほど豊富に含んでいることから、健康によい成分を持つことが注目され、再び日本の食品市場に現れるようになりました。工業用では塗料樹脂の原料、リノリウム、印刷インキ、ポマード、石鹸などの原料として利用されます。

　アマは、アマ科の一年草で、ヌメゴマ、一年亜麻、アカゴマなどの異称もあります。亜麻仁油（アマニ油）は、成熟したアマの種子から得られる、黄色っぽい乾性油です。食用のほか、油絵具のバインダーや木製品の仕上げなどに用いられます。

　アマの種子を圧搾、又はこれをつぶして溶媒で抽出することで得られます。代表的な n‒3系脂肪酸であるα-リノレン酸をはじめとする不飽和脂肪酸に富み、栄養サプリメントとしても販売されています。沸騰させたアマニ油は油絵具のバインダーや、「オイルフィニッシュワニス」として木製品や皮革の仕上げに使われます。最近では、VOCを放出しない溶剤としてシックハウス症候群対策の塗料にも使われています。

　どちらも必須脂肪酸である α-リノレン酸を50〜60％という高い比率で含んでいます。α‐リノレン酸は健康にいいとされていますが、オレイン酸などに比べて酸化しやすく、光にも敏感に反応します。乾性油に分類されていて、空気中で徐々に酸化して固まってしまうため、密閉して冷暗所に保存するなど取り扱いに注意が必要です。加熱すると独特の臭みが出て風味が悪くなるため、サラダ用ドレッシングなど加熱しない調理法が適しています。

　寒い時期は使い捨てカイロを使う方も多いと思います。発熱する原理について簡単にまとめてみましょう。

　鉄を濡れたまま放置しておくとサビが出ます。これは鉄の酸化、つまり鉄が空気中の酸素と反応して酸化鉄（水酸化第二鉄）になる化学反応です。鉄が酸化されるときに出る熱を有効利用したものが使い捨てカイロです。日常の生活の中でも、鉄がさびる時には熱を出しているのですが、普通はゆっくりと反応が進むので熱として感じることはありません。

　鉄の酸化といっても実際にはかなり複雑な反応が起きています。大まかにまとめると以下の２通りが多いのですが、他の反応経路や生成物もあります。

　金属鉄が酸素によって酸化された際に生じる酸化鉄、水酸化鉄およびオキシ水酸化鉄は合わせて16種類が知られています。普通の条件では、条件により偏りはありますが、金属鉄が酸化されてこれらの化合物の不定比の混合物ができます。また準安定状態であるものも多く、加熱等の繰り返しによって鉄の酸化物の組成は変化していきます。

　使い捨てカイロは、鉄粉の酸化作用を利用したカイロで、不織布や紙の袋に空気中で酸化発熱する鉄粉を入れたものが一般的です。その他、通常触媒として鉄の酸化を速める食塩とそれを保持する高分子吸水剤、酸素の取り込みを促進させるための活性炭、鉄の錆びを促進する水、水を保水するためのバーミキュライトが入れられています。安価で簡便なことなどから現在カイロの主流となっています。

　この種のカイロの長所としては、構造が簡単で各種原料が安価であること、火を用いず通常環境での最高温度が約80度以下で安全性が高いこと、使用方法が簡易であることなどがあります。使用前は真空パックや無酸素包装などで酸素に触れない様に密封されていて、使用時にこれを開封する事で酸化が始まり発熱します。

　リノール酸とα-リノレン酸は必須脂肪酸ですが、それぞれ性質が異なります。簡単にまとめてみましょう。

　リノール酸は不飽和脂肪酸の一種で、必須脂肪酸です。炭素数18で、9位と12位にシス型二重結合を二つ持っていて、18:2(n-6) とも表記される n-6系の多価不飽和脂肪酸です。次の化学式で表わされます。
　CH₃(CH₂)₃(CH₂CH＝CH)₂(CH₂)₇COOH

　植物油に多く含まれていて、特にベニバナ油（サフラワー油）やコーン油に多くふくまれています。n-6系の必須脂肪酸が欠乏すると、髪のパサつきや抜け毛などのほか、創傷の治癒の遅れが見られます。また、血中コレステロール値や中性脂肪値を一時的に低下させる働きがありますが、過度の摂取はアレルギーを悪化させたり、大腸癌などのリスクを高めるとされています。

　α-リノレン酸は、多くの植物油で見られる有機化合物です。α-リノレン酸は炭素数18で9位と12位と15位に3つのシス型二重結合を持つカルボン酸です。最初の二重結合はω末端から数えて3番目の炭素に位置するため、n-3系の多価不飽和脂肪酸です。次の化学式で表わされます。
　CH₃(CH₂CH＝CH)₃(CH₂)₇COOH

　種油にはα-リノレン酸が含まれているものがあり、エゴマ、アブラナ（キャノーラ）、ダイズ、アマに含まれています。特にエゴマに多く含まれています。その他の食用油には含まれていないか、わずかしか含まれていません。ヒトを含めた多くの動物は体内でα-リノレン酸を原料としてEPAやDHAを生産することができますが、α-リノレン酸からEPAやDHAに変換される割合は10-15%程度です。α-リノレン酸から生成されるDHAは脳や網膜のリン脂質に含まれる脂肪酸の主要な成分です。

　脂肪酸に関するこれまでの常識は動物性油脂を減らし、植物油を多く、とくにリノール酸はコレステロールを低下させるので健康によいとされてきました。ところが近年、リノール酸のコレステロール低下作用は短期的なもので、長期間多く摂ると、ガンや脳・心筋梗塞、アレルギー体質の引き金になるというデータが出てきて、リノール酸とα-リノレン酸のバランスが大切と考えられるようになりました。リノール酸とα-リノレン酸の適正比率はよくわかっていませんが、4対1かそれ以下という説が有力になりつつあります。

　実際の摂取比率は、魚をあまり食べない欧米人では10対1を超える人もいますが、日本人の平均はほぼ4対1になっていて、日本人では現状でよいという研究者もいます。一方で最近の日本人の食生活は総脂肪、リノール酸とも増加しがちになっていますので、意識的にリノール酸を減らし、α-リノレン酸を摂るよう心掛けるべきと提唱する研究者もいます。

　脂肪酸の中には必須脂肪酸と呼ばれているものがあります。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　必須脂肪酸は、体内で他の脂肪酸から合成できないために摂取する必要がある脂肪酸の総称です。必須脂肪酸が不足すると、疲労感、体力不足、皮膚の病気、頭の働きが悪くなる、炎症や出血が起こりやすくなる、不妊、流産、臓器の病気といった症状が現れる恐れがあります。必須脂肪酸の1日の必要量は、総エネルギー摂取量の3％程度と言われています。

　物質が特定される以前はビタミンFとされていましたが、現在では通常はビタミンに含めていません。その理由として、ビタミンと総称される多くの物質と比べて必要量が多く必須アミノ酸と同様に主要な体組織構成物質の一角をなしていることや、古典的な三大栄養素であるタンパク質・炭水化物・脂肪のうち、脂肪を構成する脂肪酸分子であることなどが挙げられます。

　必須脂肪酸は化学構造の特長によってn‒6系脂肪酸（ω-6脂肪酸ともいう）とn‒3系脂肪酸（ω-3脂肪酸ともいう）に分けられます。

n‒6系脂肪酸
　　リノール酸、γ-リノレン酸、アラキドン酸
n‒3系脂肪酸
　　α-リノレン酸、エイコサペンタエン酸（EPA）、ドコサヘキサエン酸（DHA）

狭義には、リノール酸とα-リノレン酸のみを必須脂肪酸として分類していますが、広義では上記のように、n‒6系脂肪酸ではγ-リノレン酸とアラキドン酸、n‒3系脂肪酸ではエイコサペンタエン酸（EPA）とドコサヘキサエン酸（DHA）を含めています。これらは体内で合成できる量だけでは必要量に不足するとされているためです。

　植物油にはリノール酸が豊富に含まれているものの、α-リノレン酸はあまり含まれていません。α-リノレン酸がある程度含まれているものは、エゴマ油、アマニ油、キャノーラ油、大豆油などがあります。

　魚油食品、肝油、ニシン、サバ、サケ、イワシ、タラ、ナンキョクオキアミ等の魚介類は、エイコサペンタエン酸（EPA）やドコサヘキサエン酸（DHA）のようなn‒3系脂肪酸に富んでいます。魚やその他の生物に含まれるDHAの多くは、海産の微生物によって生産されたものが、食物連鎖の過程で濃縮されたものです。

　n‒6系脂肪酸とn‒3系脂肪酸の摂取割合は４：１程度が望ましいとされています。しかし、食用油の多くは n‒6系脂肪酸を豊富に含んでいますが、n‒3系脂肪酸の方はあまり多く含んでいません。そのため、日本人のn‒3系脂肪酸の摂取量は不足気味で、魚介類の摂取を増やすことが推奨されています。

　食用油は古くなるとドロドロになったり固まったりすることがあります。なぜそうなるのか考えてみましょう。

　植物油にはオレイン酸やリノール酸、リノレン酸など不飽和脂肪酸が多く含まれています。不飽和脂肪酸は分子中にいくつかの二重結合を持っていますが、二重結合は化学的に反応しやすいため、空気中の酸素と徐々に結びついて酸化され、過酸化物やラジカルが生じます。これらが開始剤となって二重結合間の重合反応が進行すると、油の分子同士が互いに結合して分子量の大きな網目状の高分子となり、最終的には流動性を失って固まります。光や熱によって反応は促進され固化が早まります。

　ヨウ素は化学物質中の二重結合に容易に付加反応するため、試料と混合して消費される量を調べれば、その試料に含まれる二重結合のおよその割合を知ることができます。これをヨウ素価といい、化学物質を評価する数値のひとつになっています。対象となる物質100グラムと反応するハロゲンの量を、ヨウ素のグラム数に換算してあらわします。油脂やバイオディーゼルなどの性状評価に用いられます。

　不飽和脂肪酸の量が多いもの、すなわちヨウ素価の高い油ほど固まるのが早く、反対にヨウ素価が低いものはあまり重合しないため固まりません。ヨウ素価が130以上の油を乾性油、100から130のものを半乾性油、100以下のものを不乾性油といいます。乾性油は主に油絵具やワニスに利用されます。

乾性油
　　空気中で完全に固まる油であり、ヨウ素価は130以上。亜麻仁油・桐油・芥子油・紫蘇油・胡桃油・荏油・紅花油・向日葵油など。
半乾性油
　　空気中で反応して流動性は低下するが、完全には固まらない。ヨウ素価は130から100程度。コーン油・綿実油・胡麻油・大豆油など。
不乾性油
　　空気中で固まらない。ヨウ素価は100以下。オリーブ油・扁桃油・落花生油・椰子油・椿油・菜種油など。

　食用油（特に揚げ油）の劣化は油が熱で酸化したり、分解したり、重合することで起こります。分解したものが蒸発すると匂いや煙が発生します。また重合物が生成すると油に粘りが出て泡立つようになります。固化した油は元の不飽和脂肪酸とは構造の異なる高分子になっていて、低温によって固まった場合とは異なり溶媒や加熱によって再び溶かすことは通常できません。

　植物油にはビタミンＥが豊富に含まれています。ビタミンＥには強力な抗酸化力があり、油が酸化するのを防ぐ働きがあります。よってビタミンＥの含有量が多いほど酸化に強いと言えます。身近な油では大豆油に多くのビタミンＥが含まれていて酸化に強く、逆にサフラワー油やパーム油は酸化に弱いので保存などに注意が必要です。ごま油には大豆油の半分ほどしかビタミンＥが含まれていませんが、ごま油には特有の抗酸化物質が含まれていて酸化に強いことが知られています。

　冬になると食用油が固まることがあります。食用油の凝固点（融点）について簡単にまとめてみましょう。

　食用油は油脂とも呼ばれています。油脂とは脂肪酸とグリセリンとのエステルで普通はトリグリセリドの形態を取るもののことです。一般に常温で液体のものを「脂肪油」（サラダ油、ごま油、オリーブオイルなど）、固体のものを「脂肪」（ラード、バター、マーガリンなど）と呼び分けています。常温で液体である植物油や魚の油などには不飽和脂肪酸が多く含まれ、常温で固体である肉の脂などには飽和脂肪酸が多く含まれています。

　不飽和脂肪酸とは炭素鎖に二重結合もしくは三重結合を持つもののことで、α-リノレン酸、ドコサヘキサエン酸 (DHA)、エイコサペンタエン酸 (EPA) に代表されるオメガ3（n-3系）。リノール酸、γ-リノレン酸、アラキドン酸に代表されるオメガ6（n-6系）。オレイン酸に代表されるオメガ9（n-9系）があります。

飽和脂肪酸とは炭素鎖に二重結合もしくは三重結合を持たないもののことで、パルミチン酸、ステアリン酸等があります。

主な油脂の凝固点（融点）は以下の通りです。

　　牛脂 　35～50℃　豚脂　28～48℃　鶏脂 　30～40℃　バター 　30℃
　　大豆油 　-8～-7℃　ゴマ油　-3～-6℃　ナタネ油　-12～-4℃　オリーブ油　+0～6℃

　日本では一般的なサラダ油は日本農林規格（JAS）により定められています。定められた低温の条件下で一定時間放置しても凝固や白濁の無いこと（0℃の温度で5.5時間清澄であること）をサラダ油の条件としています。具体的には精製した油を長期間冷蔵して、固化した成分を分離し（この工程を脱蝋工程という）、出荷されています。てんぷら油ではこの脱蝋工程が行われていませんので、天ぷら油を一週間ほど冷蔵庫に入れると結晶が現れることが観察できます。（配合されている油の種類によって差が出る場合もある）

　サラダ油は低温下でも長時間結晶化しないように精製されていて、サラダドレッシングやマヨネーズのような製品の原料として適している日本独自の製品です。また、味や匂いにクセが無いことも特徴です。また、上記の定めからオリーブオイルはサラダ油としては使えない（0℃で放置したら固まってしまう）事がわかります。

　選挙で使われる投票用紙には合成紙が使われています。合成紙とはどのようなものか簡単にまとめてみましょう。

　一般に紙とは、植物などの繊維を絡ませながら薄く平に成形したもののことで、日本工業規格 (JIS) では、「植物繊維その他の繊維を膠着させて製造したもの」と定義されています。紙の原料は、現在の洋紙では木材と古紙がほとんどを占めています。紙の原料である植物繊維は、セルロースが主成分です。

　合成紙とは、合成樹脂を主原料として製造された紙のことです。外観や風合いは木材パルプ紙に良く似ていますが、物性は紙や合成樹脂フィルムの特性を兼ね併せています。丈夫で耐水性があり、屋外用ポスターや地図などに向いています。また、折り目がつきにくいことを利用して、選挙の投票用紙にも用いられます。

　合成樹脂としては、おもにポリスチレン、ポリエステル、ポリプロピレンなど石油製品のうち安価で寸法安定性がよいものが用いられ、これを鉛筆またはペンによる筆記や印刷に向くように加工しています。紙化加工法としては、表面がざらつくほど大量の填料（不透明性を出すため使用する陶土）を練り込む方法や、内部に多数の微細気泡を入れるなどの方法が用いられます。

　合成紙は、石油がきわめて安く入手できた1960年代後半には、天然紙に近い値段で得られ、しかも軽く、水にあっても破れず強度の大きい利点をもっていたため、その発展は非常に期待されていましたが、73年の石油価格の高騰により一般用としては経済的に引き合わなくなり、合成紙の製造も下火となりました。現在でも通常の紙より大幅にコストが高いため、特殊な用途に特化して生産されています。

主な用途は以下の通りです。

・選挙の投票用紙
　折ってもすぐ開くことから投票用紙に利用される。開票作業を大幅に高速化することができ、即日開票を可能とした。筆記特性に優れたグレードが用いられる。
・ポスター (選挙ポスターなど)
　屋外用途としては、耐候性インクと組み合わせることで露天でも長期間劣化することなく掲示できる。またしなやかであり、かつ引っ張りに強く破れず剥がせることから、屋内用としても用いられることがある。
・地図
　その保存性の高さから、一般的な地図のほかハザードマップ等としても利用される。折り加工特性に優れるグレードが用いられる。
・ラベル
　その耐水性から、シャンプーやカップラーメンなどのラベルとしても用いられる。特にプラスチック容器に対してはインモールド用のグレードが用いられる。
・電飾看板
　バックライト式の電飾看板用として専用のグレードが用意されている。
・医療用、クリーンルーム用の伝票やノート等
　紙粉が出ないため、わずかな埃も嫌う医療現場やクリーンルーム等で利用される。特に紙粉の少ないクリーンルーム専用のグレードも用意されている。またその耐久性の高さから、災害時用のトリアージ・タグにも用いられる。

　休息に関与する栄養素としてグリシンが注目されています。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　グリシンは、カルボキシル基の付いている炭素（α‐炭素）にアミノ基が直結しているα‐アミノ酸と呼ばれるアミノ酸の一種です。 もっとも分子量が小さく単純な構造のアミノ酸で、不斉炭素を持たず、鏡像異性体がありません。示性式は H₂NCH₂COOH、非極性側鎖アミノ酸に分類されています。

　グリシンは人間の体内で作ることのできる非必須アミノ酸に分類され、色々な体の働きに関与してます。特に血液の酸素運搬機能に関係するポルフィリンや筋肉運動に必要なクレアチン、抗酸化物質のグルタチオンや核酸のプリン体を作る物質として知られています。また、神経伝達物質としての働きがあることもわかってきました。（休息に効果があるとされる根拠になっている）

　グリシンは多くの動物性タンパク質に存在し、特にゼラチンやエラスチンといった、動物性タンパク質のうちコラーゲンと呼ばれるものに多く（全体の3分の1くらい）含まれています。食品では、ホタテやエビ、カニなどのほか、牛肉・豚肉・鶏肉などの肉類に多く含まれています。

　グリシンは旨みを伴った甘味があり、単品や他のアミノ酸、核酸と組み合わせて、調味料として用いられています。 グリシンは自然な甘味とまろやかな旨味をもっており、甘味度は砂糖の約７０％です。核酸系調味料やグルタミン酸ナトリウムなどの呈味物質との相乗効果により旨味が一層増強されます。

　グリシンは多くのアミノ酸の中でも静菌作用を持つ数少ない物質です。特に耐熱性芽胞菌に対して静菌効果があり、数多くの食品で日持ち向上効果が認められます。グリシンの静菌作用は、細胞壁合成の阻害によります。グリシンが、細胞壁のペプチドグリカンのペプチド鎖末端のD-アラニンと競合し、D-アラニンの代わりにペプチド鎖に組み込まれることで、正常なペプチドグリカン構造が保てず、細胞壁が弱くなり、菌の増殖が抑制されます。

　グルタチオンのようなペプチドなど、身体を作り、体調を整えるのに必要な、様々な物質の材料にもなります。グルタチオンはグルタミン酸、システイン、グリシンが、この順番でペプチド結合したトリペプチドです。グルタチオンは生体内で抗酸化物質として機能するほか、様々な毒物・薬物・伝達物質等を細胞外に排出する機能を持っています。

　フッ素を長年取り続けるとフッ素症と呼ばれる症状が出ることがあります。フッ素症とはどのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

　フッ素症とは、フッ化物の過剰摂取に関連して生じる疾病のことです。フッ化物の過剰摂取による慢性中毒症としては、歯のフッ素症と骨フッ素症が疫学的に確認されています。

　歯のフッ素症は、エナメル質の石灰化期間に過量のフッ化物を継続的に摂取した場合に生ずる特異的な歯の形成障害で、エナメル質に審美上の変化（不透明な縞模様・境界不明瞭の白斑・白濁など）があらわれ、中等度になると歯面全体にわたってチョーク様に白濁します。これに小陥凹が加わることがあり、凹部に外来性の色素が沈着して褐色もしくは黒色を呈します。その発症の程度および部位は、エナメル質の石灰化時期（生後6ヶ月から5歳ごろまで）におけるフッ化物摂取量・フッ化物摂取の持続期間（回数）などに左右されます。つまりエナメル質が完全に形成された後で過量のフッ化物を摂取しても歯のフッ素症は発生しません。

　骨フッ素症は、インドなどの熱帯地方や中国の乾燥地帯でフッ化物濃度が高い飲料水を利用している地域での報告が多い症状です。病態は4段階に分けられ、症状が進行すると脊柱靱帯骨化などが原因となった四肢麻痺が進行する運動障害性フッ素症という病態が報告されています。このような病態は、10～20ppmのフッ化物を含む飲料水を少なくとも10年以上毎日摂取している場合に生ずる、と推定されています。また、温暖な地域で飲料水中のフッ化物濃度が4～8ppmの場合、骨フッ素症の徴候や症状はほとんど現れないことが確認されています。

　日本では、主に九州の鹿児島桜島や、熊本阿蘇地方などで1930年代にフッ素症の存在が報告されています。フッ素症は温泉地や火山地帯に多いこと、その地域では虫歯が少ないことも報告されました。その他、宝塚市や西宮市などの地区などでも見られました。こちらの場合の原因は、飲料水中に含まれる過量のフッ化物であることが特定され、その後の調査でこの地域の背後にある六甲山系の土壌に天然のフッ化物が多く含まれていることがわかりました。この地域での過去の井戸水調査では、フッ化物濃度が2.7ppmもあったとの報告も見られます。

　日本での水道水の水質基準は水道法第4条に定められていて、フッ素及びその化合物は 0.8mg/L（ ≒ 0.8ppm）以下とされています。

　虫歯治療でう蝕部分に使われる充填剤にはいろいろな種類があります。充填材の種類について簡単にまとめてみましょう。

　充填材の種類としては、主なものとしてコンポジットレジンやグラスアイオノマーセメント、アマルガムなどが使われています。

　コンポジットレジンは、レジンとフィラーという成分が混合されて出来ています。レジンは主として光重合レジンが使われています。これは光によりレジンを重合させる（固まらせる）もので、光照射器から光線を受けることで重合が開始します。フィラーとは、シリカ（ガラス）やジルコニア、セラミックなどの粒子のことで、レジンの強度や審美性（見た目を歯に似せる）を高めるために混合されています。フィラーを入れることで、レジン単体よりも強度が上がり、透明感が出ます。歯科用プラスチックと呼ばれたり、省略してレジンと呼ばれることもあります。コンポジットレジンと言っても、様々な会社からたくさんの商品が出ていますので、具体的な物質名はその都度確認する必要があります。

　グラスアイオノマーセメント（GIC）は、歯科医療に用いられる有機セメントの一種で、歯質（エナメル質・象牙質）と金属に接着性があり、フッ素徐放性を示す材料です。その用途は多岐に渡り、成形歯冠修復材、裏層材、合着材、窩溝填塞材（フィッシャーシーラント）など、現代の歯科医療において広く用いられています。GICの粉末成分はフルオロアルミノシリケートガラスという微粒子で、その主成分は35～40％のシリカ（SiO2）と20～30％のアルミナ（Al2O3）です。これに溶融時のフラックスとして15～20%、フッ化カルシウム（CaF2）、その他のフッ化物やリン酸アルミニウムが加えられています。このフッ化物がGICの液成分と水分中で反応することで、フッ素イオンが放出され、二次う蝕を防ぐという特徴もあります。

　歯科用アマルガムには大きく分けて銅アマルガムと、銀スズアマルガムがあります。銅アマルガムは銅と水銀の合金に少量のスズまたは銀が添加されています。銅の殺菌性などにより活用されていましたが、銅や水銀の溶出などの問題があって、現在は使用されていません。現在使用されているのは、銀スズアマルガムで、銀とスズの合金に銅や亜鉛を添加した粉末を、水銀で練ったものですが、こちらもあまり使われなくなってきています。

　アマルガムが治療に使われなくなった理由は、安全性が疑問視されたことにあります。成分に水銀が含まれていて、それが口内で溶け出す可能性があるとされています。有害の可能性があるということで、ほとんどの国の歯科医院では使用されなくなっているのが現状です。また、金属アレルギーを持っている場合に悪影響が出る可能性や、新たにアレルギーを発症する原因になることもあると言われています。

　虫歯治療では麻酔が使われることがあります。簡単にまとめてみましょう。

　虫歯の治療ではう蝕部位を削り詰め物をしますが、う蝕が神経まで及んでいると治療の際にも痛みを伴うことになります。（抜歯の必要がある場合も同様）C2 以降の虫歯では触るだけでも痛い場合が多く、治療の際には局所麻酔が使われます。局所麻酔はその名の通り局所に麻酔薬を作用させて一時的に感覚を消失させる方法です。歯科における局所麻酔には以下のようなものがあります。

表面麻酔法
麻酔薬を歯肉に塗って表面の感覚を麻痺させる方法です。歯自体を麻酔するためには次に述べるような浸潤麻酔や伝達麻酔といった注射が必要ですが、表面麻酔を行うと注射の痛みを感じなくさせることができます。実際には口の中にガーゼやコットンロールを入れて、歯肉に塗った麻酔薬が流れないように唾液をブロックしつつ数分間作用させます。
浸潤麻酔法
痛みをとりたい部分の歯肉に麻酔薬を注射する、いわゆる歯科の麻酔です。
伝達麻酔法
下顎の奥歯は麻酔が比較的効きにくい場所であるため、この部分の治療を行う場合には浸潤麻酔に加えて伝達麻酔という方法を用いることがあります。脳から出た神経が下顎に向かう途中に麻酔薬を作用させることで、口唇や舌を含む広い範囲によく効く麻酔が得られます。

　歯科で局所麻酔として使われるのはほとんどの場合、リドカインという麻酔薬です。

　リドカインは、世界で最も広く使用される局所麻酔薬であり、抗不整脈薬でもあります。リドカインは、白色から微黄色の結晶あるいは結晶性の粉末で、メタノール又はエタノールによく溶けます。 水に不溶解で、希塩酸に溶解するため、リドカインを希塩酸に規定量を溶解させて得た塩酸リドカイン（C₁₄H₂₂N₂O・HCl）を注射薬としています。リドカインはイオンチャネルの一つであるナトリウムチャネルに結合し、ナトリウムイオンの透過を阻害して活動電位を不活性化することにより、神経伝達を遮断します。

　医薬品としてのリドカイン注射液には添加物として以下のようなものが含まれています。（下記は一例で別の物質が含まれている場合もある）
　　パラオキシ安息香酸メチル
　　パラオキシ安息香酸ブチル
　　リン酸水素ナトリウム水和物、塩酸、等張化剤、pH調整剤

　これらの添加物は防腐剤や pH調整の目的で使われています。パラオキシ安息香酸メチルやパラオキシ安息香酸ブチルについてもアレルギーなどの注意が必要だと思われます。

　虫歯の治療は病気の治療とはかなり違っています。治療の流れを簡単にまとめてみましょう。

　治療はまず、う蝕部位の歯質を切削し、その後歯科修復材料で形態を修復します。切削時に痛みが伴うと予測される場合は、局所麻酔を使用します。使用する歯科修復材料はう蝕の部位や患者の希望等によりコンポジットレジンや充填用セメント、インレー、アマルガムなどから選ばれます。

　ポーセレン（セラミック）やコンポジットレジンは天然歯と外観が似ているため、前歯によく用いられます。奥歯は咬合圧が強い等の理由により、インレー（つめもの）やアマルガムが使われることが多いのですが、アマルガムは水銀の使用に対する問題により、日本では使用が減ってきています。安価で機械的強さがあることから一般的に使われている国もあります。

　虫歯はその症状によりC0～C4の進行レベルに分けられます。
C0　歯質の不透明感や白斑、色素沈着が認められるが齲窩が確認できない
C1　エナメル質に進行したう蝕（エナメル質齲蝕）。対策次第でC0に戻る可能性もある。
C2　象牙質に達したう蝕（象牙質齲蝕）
C3　歯の神経である歯髄に達したう蝕
C4　歯冠部が崩壊し残根状態のう蝕

　軽度のう蝕（C0）であれば、適切なブラッシングやフッ素塗布などで治癒することがあります。この段階なら歯を削る必要はありません。一定水準以上（C1以上）まで進行したう蝕により失われた歯の構造は再生しません。虫歯部分を削り、ポーセレンやコンポジットレジンなどの詰め物で治療します。また、C2 以降ではう蝕が神経にまで達している場合があり、治療の際に局所麻酔が必要になるケースがあります。

　う蝕の範囲がある程度以上大きくなってしまう（C3）と、その穴に直接詰めることが難しくなってしまいます。このような場合は、型をとってその型に石膏を流し込んで歯の模型を作製します。この模型を使って詰め物やかぶせ物（クラウン）を作り、それを歯に詰めます。クラウンはう蝕部位を切削した後、残った歯に上からかぶせる物で、銀合金、金、ポーセレン、陶材焼付合金等が使われます。また、クラウンを作成するにはある程度の日数が必要ですが、直接つめることができるハイブリッドセラミクスを用いる方法もあります。

　う蝕の範囲が歯髄まで到達してしまった場合や細菌が歯髄に感染してしまった場合は、歯髄を除去（抜髄）する必要があります。抜髄は一般的に「神経を抜く」と表現されることがあります。歯髄の治療は根管治療とよび、歯髄だけではなく歯髄の周りにある感染した象牙質も含めて歯髄の入っている穴を削り取ってゆきます。その穴にゴムや水酸化カルシウムを含む材料を詰めて、再び感染が起こらないようにします。また、C4 の段階までくると抜歯を選択するケースが大半です。抜歯後の選択肢としては入れ歯やインプラントがあります。

　虫歯の原因はいわゆる虫歯菌（ミュータンス菌）です。どのような菌なのか簡単にまとめてみましょう。

　ミュータンス菌（学名：Streptococcus mutans）とは、グラム陽性で通性嫌気性の連鎖球菌の一種のことです。ヒトの口腔内にも存在し、う蝕（虫歯）の原因菌のひとつになっています。虫歯菌の別名でも有名で、1924年にJ. K. Clarkeによって発見されました。

　Streptococcus属は一つ一つの球菌が規則的に、直鎖状に配列して増殖し、光学顕微鏡下で観察すると「連なった鎖」のように見えるため、もう一つのグラム陽性球菌のグループであるブドウ球菌（ブドウの房状に配列する）との対比から「レンサ（連鎖）球菌」と名付けられました。ホモ型乳酸発酵をする連鎖球菌で、ヨーグルト製造に重要な Streptococcus thermophilus（サーモフィラス菌）も連鎖球菌のグループに含まれます。

　ミュータンス群は7菌種に分類されていますがが、ヒトの口腔内に存在するのは S. mutans と S. sobrinus で、ともにう蝕に関与しています。S. mutans は、菌体内に保持する酵素群により以下のようにして、う蝕過程の反応を活性化させます。

１. スクロース（砂糖の主成分）を基質として、グルコシルトランスフェラーゼによりグルカンを産生する。このグルカンにより、菌は歯の平滑面に対しても強い付着能を有し、プラーク（歯垢）を形成させる。
２. スクロースやマルトースなどの糖類を代謝することにより乳酸を産生する。この結果、口腔内環境は酸性になり、エナメル質の脱灰が起こる。特に、プラーク（歯垢）内は唾液によるpHの緩衝作用が弱いためう蝕になりやすい。

　生まれたばかりの赤ちゃんの口腔中には、虫歯菌はいません。保護者のだ液を介して感染しますので、虫歯を感染症と捉えることもできます。特に、１歳半から３歳ぐらいの間は、子どもの口腔にうつった虫歯菌が定着しやすい時期と言われています。逆に、3歳ごろまで虫歯菌の感染をできるだけ少なくし、砂糖をひかえて虫歯菌を増やさないようにすることができれば、他の善玉の常在菌が口の中に住みついて、その後も虫歯になりにくくなります。

　虫歯に悩まされている方は多いと思います。虫歯とはなんなのか考えてみましょう。

　口腔内には多くの細菌が存在し、これを口腔常在菌といいます。この中には多くの原因菌が存在しますが、う蝕を引き起こす最も重要な菌はストレプトコッカス・ミュータンスです。つまり虫歯とは、口の中にいるミュータンス菌という細菌によって歯が溶かされていく病気のことです。成人日本人の8割以上に、少なくとも一本は虫歯があるといわれています。

　歯の表面に付着する歯垢が主な原因と考えられています。歯垢の付着した状態で砂糖を多く含む飲食物を頻繁に摂取していると，歯垢の微生物の代謝によって酸が産生されます。歯の成分であるカルシウムは酸性になるとイオン化して溶け出します。通常、酸は唾液によって中和されるのですが、歯垢が付着しているとその部分では中和されず、歯が酸にさらされ続けることになります。

虫歯は以下のような経過で進行します。
　ミュータンス菌が糖分と結びつき、グルカンとよばれる物質と乳酸が作られる。このグルカンが歯に歯垢を付着させ、ミュータンス菌やそのほかの細菌の温床を作る。
　歯垢内で細菌によって作られた乳酸が歯の外側のエナメル質を溶かす。さらに、歯の外側のエナメル質を溶かしつくし、内側の象牙質をも溶かし始める。
　最後には、エナメル質や象牙質はボロボロに侵され、歯には黒い穴が開き、虫歯菌は歯髄にまで達して歯随炎を引き起こす。

　う蝕原性菌、食物残渣、唾液は結合し、歯垢（プラーク）となって歯に結合します。歯垢の付着は、臼歯の咬合面の溝や、全ての歯の歯肉縁、歯科修復材料と歯の境において最も顕著です。

　ミュータンス菌などの原因菌は、食品の特に糖質から乳酸などの酸を産生します。歯垢の中に酸が大量に産生されると、口腔内のpH（水素イオン指数）が酸性に傾き、歯の表面のエナメル質を溶かしはじめます。これを脱灰と言います。唾液の作用によって数十分すると、今度はアルカリ性に戻り溶けた歯が補修されます。これを再石灰化と呼びます。

　エナメル質が溶けはじめた最初期の段階では、エナメル 質に抵抗性があることや、歯が再石灰化するため、エナメル質表層は溶けず、その下から溶け始めます。これをエナメル質の表層下脱灰といい、この段階を初期う蝕といいます。この段階では、まだ、再石灰化により、歯が元に戻る可能性があります。

　火山から噴出するガスには様々な化学物質が含まれています。どのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

　火山ガスは、マグマの中に溶解していた揮発性成分が、マグマから脱ガスし、火山の火口や噴気孔から放出される気体成分のことを指します。その温度は、水の沸点以下の低温のものから 1000℃をこえる高温なものまであります。低温な火山ガスは、その上昇過程で熱水系や地下水系などとの相互作用により、マグマ起源のガスだけでなく、熱水系や地下水系の成分を混在して含んでいます。

　火山ガスは、水蒸気、二酸化炭素、二酸化硫黄、硫化水素、塩化水素、フッ化水素、水素など多種の成分を含んでいますが、通常はその90%以上が水蒸気で、二酸化炭素、硫化水素などがそれに続きます。マグマの活動が高まるとマグマ起源のものが増え、噴火前に塩化水素や二酸化硫黄の濃度変化が観測される場合があります。地下深部でマグマに溶解するガス成分は気泡になって、マグマの上昇や爆発の原因となります。

　火山ガスの化学組成は、揮発成分の源であるマグマの種類や酸化状態を反映するだけでなく、マグマからの脱ガス時の温度・圧力を反映して変化しますので、その挙動のモニタリングは火山活動の推移をみるうえで重要です。近年の観測技術の高度化と観測機器の小型化によって、噴火に先行する火山ガス組成変化やガス放出量変化がとらえられるようになり、火山活動の予測の面での貢献が期待されています。

二酸化硫黄
化学式 SO₂ の無機化合物である。刺激臭を有する気体で、別名亜硫酸ガス。自動車の排気ガス等で大量に排出される硫黄酸化物の一種であり、環境破壊、自動車公害の一因となっている。
二酸化硫黄は火山活動や工業活動により産出される。石炭や石油は多量の硫黄化合物を含んでおり、この硫黄化合物が燃焼することで発生する。火山活動でも発生する。二酸化硫黄は二酸化窒素などの存在下で酸化され硫酸となり、酸性雨の原因となる。

硫化水素
化学式 H₂S をもつ硫黄と水素の無機化合物。無色の気体で、腐卵臭を持つ。空気に対する比重は 1.1905 で空気より重く、無色、水によく溶け弱い酸性を示す。腐った卵に似た特徴的な強い刺激臭（腐卵臭とはそもそも硫化水素が主成分の臭いである）があり、目、皮膚、粘膜を刺激する有毒な気体である。悪臭防止法に基づく特定悪臭物質のひとつ。噴火口や硫黄泉などの臭いが「硫黄の臭い」と形容される場合があるが、硫黄は無臭であり、これは硫化水素の臭いをさしている。
人為的な発生源には石油化学工業などがあり、また、下水処理場、ごみ処理場などにおいても、硫黄が嫌気性細菌によって還元され硫化水素が発生する。また、自然由来としては、火山ガスや温泉などに含まれる。空気よりも重いため火山地帯、温泉の吹き出し口などの窪地にたまりやすい。

　前回の続きです。

β遮断薬
　目の毛様体にあるβ受容体を遮断し、房水の産生をおさえることで眼圧を下げます。優れた眼圧下降作用を示し、またあらゆる緑内障に有効なので、古くから標準的治療薬の一つとして処方されています。生理活性が高いことから、処方のさい注意を払わなければならないのが全身性の副作用です。この系統はもともと高血圧や不整脈に対する飲み薬として開発されました。点眼薬でも微量が体内に吸収され、心臓や気管支に影響するおそれがあります。このため、心臓病や喘息のある人など使用できないことがあります。
　チモプトール、リズモン、ミケラン、ミロル、ベトプティック、など

炭酸脱水酵素阻害薬（CAI）
　房水の産生をおさえることで眼圧を下げます。他の薬が使えないときや、効果が不十分なときに、第二、第三選択されることが多いです。単独ではやや弱いので、他の点眼薬との併用治療もおこなわれます。おもな副作用は、トルソプトが点眼時の刺激症状、エイゾプトが目のかすみなどです。同種の内服薬やβ遮断薬、あるいはプロスタグランジン関連薬に比べて眼圧下降作用がやや弱いのですが、目や全身に対する副作用が少ない薬です。
　トルソプト、エイゾプト、など

α2受容体作動薬
　アドレナリンα２受容体に作用し、房水産生を抑制するとともに、房水の流出を促進することで眼圧を下げます。長期にわたり安定した眼圧下降作用を示しますが、治療効果ではＰＧ関連薬やβ遮断薬にやや劣るとされています。このため、他の標準薬が副作用で使えないときや、効果が不十分なときに第二もしくは第三選択されます。単薬治療あるいは他剤との併用治療が可能です。全身性の副作用として、眠気やめまい、低血圧や徐脈などがあらわれる可能性があります。
　アイファガン、など

　近年、緑内障点眼薬の合剤（異なる薬理作用を持つ有効成分が入った製剤）が発売され始めています。例えば、ＰＧ関連薬とβ遮断薬の配合点眼薬では、前者による房水流出促進と、後者の房水産生抑制によって、眼圧下降作用の増強がみこめます。CAI とβ遮断薬の配合点眼薬では、両成分とも房水産生抑制薬になりますが、作用の異なる２成分がいっしょに働くことで、眼圧下降効果が高まり、十分眼圧が下がるようになります。処方対象となるのは、１剤で効果不十分な場合、あるいは２剤以上の多剤併用をすでにおこなっている場合などです。

　化学物質過敏症とは直接関係がありませんが、失明につながる病気であり知っておく必要はあると思います。

　緑内障は、厚生労働省研究班の調査によると、我が国における失明原因の第1位を占めており、日本の社会において大きな問題として考えられています。最近の調査では40歳以上の日本人における緑内障有病率は、5.0％であることが分かりました。つまり40歳以上の日本人には、20人に1人の割合で緑内障の患者さんがいるということになります。また、緑内障があるのにもかかわらず、これに気づかずに過ごしている人が大勢いることもわかっています。

　緑内障における視神経の障害は、その人が耐えられる眼圧より高い場合に引き起こされます。目の中では房水といわれる液体が絶えず産生されており、房水はつくり出された分だけ、シュレム管という排水口を通じて眼球の外に排出されます。しかし、シュレム管の排出能力が落ちると、逃げ場を失った房水は目の中にとどまり続け、その結果、目の内部にかかる圧力（眼圧）が上昇します。必要以上に高い眼圧は、目の神経を圧迫して、視機能にダメージを与えてしまいます。一方で、最近では患者さんの多くが、もともと眼圧が高くないのにもかかわらず緑内障を発症している（特に日本で多い）ということがわかってきました。（正常眼圧緑内障）そのため、元から視神経の眼圧への抵抗力が低く障害が起こる場合もあると考えられています。

　一度障害を受けた視神経は元には戻らないため、緑内障を完治させることはできません。したがって、緑内障の治療は、視神経がダメージを受けてこれ以上視野が狭くならないように、眼圧を下げることが基本となります。点眼薬による治療法では眼圧を下げる効果のある目薬を点眼します。具体的には、眼球内を満たし眼圧を維持している房水の産生を抑える効果がある薬や、房水の流出を促す効果がある薬を点眼して、眼圧を低下させます。もともと眼圧が高くない人（正常眼圧緑内障）でも、眼圧を下げることによって、病気の進行を抑えることができることがわかっています。

　緑内障点眼治療薬として現在よく使われているのはプロスタグランジン関連薬、β遮断薬、炭酸脱水酵素阻害薬、α2受容体作動薬の4種類です。眼圧下降が良好なプロスタグランジン関連薬が第一選択薬となる場合が多く、第二選択薬は多くの場合、交感神経遮断薬、炭酸脱水酵素阻害薬のいずれかが選ばれれます。

プロスタグランジン関連薬（ＰＧ関連薬）
　プロスト系のラタノプロスト、トラボプロスト、タフルプロスト、プロスタマイド系のビマトプロスト、プロストン系のイソプロピルウノプロストンが日本では認可処方されています。緑内障と診断されたとき最初に使われることが多いのはプロスト系で、特にラタノプロストがよく使われます。眼圧下降効果に関してはプロスト系がほぼ同等、ビマトプロストはプロスト系と同等あるいはやや眼圧下降効果に優れ、ウノプロストンは一段落ちるとする報告が多くあがっています。房水の流出を促進する（プロスタグランジンＦＰ受容体に選択的に作用し、ブドウ膜強膜流出路からの房水流出量を増加させる）ことで 眼圧を下げます。おもに開放隅角緑内障あるいは正常眼圧緑内障の治療に用いられます。プロスタグランジン関連薬は、全身の副作用が少ない反面、眼局所の副作用があり眼瞼、虹彩の色素沈着やまつげが濃くなる作用はほぼ確実に現れ、炎症や黄斑浮腫を引き起こす可能性も指摘されています。

　他の３種類については次回にまわします。

　デング熱に関連して虫除けスプレーが注目されています。どのような物質が使われているのか簡単にまとめてみましょう。

　虫除け剤は病原体を媒介し、またかゆみや腫れなど不快感を与える蚊などを忌避する薬剤のことです。主にエアゾールスプレー式になっており、皮膚に直接ふりかけるほか、薬剤が飛散しないようにパッチ剤になったものもあります。有効成分は、ほとんどの場合ディートが用いられていて、濃度によって医薬品扱いとなる商品もあります。近年、ディートの有害性が指摘されてきたことから、ハーブ類を用いる製品も増えてきていますが、防虫という効能はディートに比べてあまり強くないようです。

　ディート (DEET) は昆虫などの忌避剤（虫除け剤）として用いられる化合物です。IUPAC名は N,N-ジエチル-3-メチルベンズアミドですが、N,N-ジエチル-m-トルアミドとも呼ばれています。分子量 191.27。融点 −45 ℃、沸点 285 ℃で、常温では無色の液体です。水には溶けにくくアルコールなどの有機溶媒によく溶けます。

　主な使用目的は皮膚に直接または衣服に塗布し、昆虫やダニによる吸血を防ぐことで、特にダニや蚊に対する防御手段として高い有効性を示します。比較的安価であることもあり現在は世界中で使用されています。

　蚊がなぜディートを忌避するのかは、今のところ正確にはわかっていません。蚊は人の体温や、体表からでる乳酸などの匂いや呼気中の二酸化炭素を感知して人に近づきます。一説にはディートがあると蚊の感覚器（センサー）が撹乱されて、人のいる位置を見失うためではないかとされています。

　ハーブの中にも虫除けとして使われているものがあります。特に蚊に対して効果があるとされているのはゼラニウムです。ゼラニウムの仲間の中でも、特に香りの強い、セインテッドゼラニウムというタイプの品種は、昔から香料を取るために栽培されていました。その、セインテッドゼラニウムの中で、特に蚊の嫌がる香りを発する品種が、日本では、「カレンソウ（蚊連草）」や、「蚊除け草」などという商品名で売られています。

　セインテッドゼラニウムに含まれているのはゲラニオール・シトロネラール・リナロールが主要な成分で、これらを含む植物には害虫防除に使えるものが多いとされています。ゲラニオールはバラ系の植物が、シトロネラールは柑橘系の植物が持つ香りの成分です。リナロールは他には特にローズウッド、ベルガモット、ラベンダーなどに含まれます 。

　蚊をおびき寄せる方法の一つに二酸化炭素（炭酸ガス）によるものがあります。二酸化炭素を発生させる方法について考えてみましょう。

　デング熱の感染予防のために、フィリピンなどで普及しているのが酵母の発酵を利用する方法です。酵母が糖をアルコール発酵するときに発生する二酸化炭素を利用しています。砂糖水にイースト（ドライイーストで可）を入れると酵母が増殖します。砂糖の量にもよりますが、１〜２週間程度は二酸化炭素を発生し続けます。（１例として水 200ml、砂糖 50g、イースト 1g をペットボトル等に入れる）

　酵母によるアルコール発酵はグルコース（ブドウ糖）を出発点にして段階を経て分解していきますが、アルコール発酵全体を通してみると、反応は以下の化学式のようになります。

　　C₆H₁₂O₆　→　2C₂H₅OH　+　2CO₂

1分子のグルコースからエタノールと二酸化炭素が2分子ずつできる計算になります。

　もっと簡便に二酸化炭素を発生させる方法として、重曹とクエン酸で二酸化炭素を発生させることができます。
クエン酸は柑橘類などに含まれる有機化合物で、ヒドロキシ酸のひとつです。カルボキシル基を3個有する弱酸で、爽やかな酸味を持っています。
重曹（炭酸水素ナトリウム）はナトリウムの炭酸水素塩で、常温で白色の粉末状です。クエン酸と重曹を混合すると中和反応が起きて二酸化炭素が発生します。

HOOC・CH₂・COH・COOH・CH₂COOH　＋　3NaHCO₃　→　HO-C-COONa　＋　3H₂O　＋　3CO₂

中和反応はほぼ一瞬で終了してしまいますので、二酸化炭素を発生させ続けるにはあまり適した方法ではありません。

　業者などが使用している捕獲器にはドライアイスや光で蚊を網の中に誘う仕掛けのものがあります。
ドライアイスは、固体二酸化炭素の商品名です。ドライアイスは常温常圧環境下では液体とならず、直接気体に昇華します。ドライアイスは圧縮された気体であり、昇華して気体になると体積は約750倍になります。ガラス瓶やペットボトルなどの容器で密閉保存してしまうと、容器内の圧力が急激に上昇してして破裂する危険性があります。一般家庭では入手が難しく、保管も困難ですのであまり現実的な方法とは言えません。（専門業者でないと扱えない）

　プールからの塩素流出事故がありました。塩素の処理方法について簡単にまとめておきましょう。

　家庭などでペットとして魚を飼育するときに水道水から塩素を除去する方法としては、チオ硫酸ナトリウム（ハイポ）がよく使われます。チオ硫酸ナトリウムは、化学式 Na₂S₂O₃ で表されるナトリウムのチオ硫酸塩です。「チオ硫酸」という呼称は、硫酸が持つ酸素が1つ硫黄に置き換わっていることを示しています。塩素を酸化還元反応によって塩素イオンに変化させることで無毒化しています。

　　　　　Na₂S₂O₃＋4Cl₂+5H₂O→2NaCl+2H₂SO₄+6HCl

発生する塩酸（HCl）や硫酸（H₂SO₄）は強酸ですが、水道水に含まれる程度の量の塩素から生成 される量はごく微量であり、水の pH に及ぼす影響はごくわずかなので、水生生物に影響がでることはほとんどありません。これは塩素による急性中毒そのものよりも、塩素と水生生物の排泄物など が反応して有毒なクロラミン (NH₂Cl, NHCl₂) などが生成することを防ぐ効果の方が大きいともされています。

　水道水を飲み水として使う場合の塩素除去法としては、活性炭を使った浄水器が主流だと思われます。このとき塩素を炭素と酸化還元反応させることで塩素イオンにして無毒化しています。（吸着による除去ではない）

　　　　　2Cl₂＋2H₂O＋C→4HCl＋CO₂

こちらの場合も反応後に塩酸ができますが、濃度が低いため問題とはなりません。

　上記以外にも亜硫酸ナトリウム（Na₂SO₃）やアスコルビン酸（ビタミンC）が使われることがあります。いずれも塩素を塩素イオンに還元することで無毒化しています。

　これらの方法は水道水のような塩素濃度が比較的低い場合に適した方法です。先日のプールからの排水で魚が死ぬ被害が出た件では、プール内の塩素濃 度がかなり高く、中和剤を使って処理すると反応後に生成する強酸の影響が無視できないレベルだったと思われます。環境への影響を考えると大量の水で薄める など、別の対応が必要になります。

　稲に対して広く使われている殺菌剤としてプロベナゾールがあります。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　プロベナゾールは農業用殺菌剤で、イネのいもち病などの予防剤として用いられています。明治製菓で開発され、「オリゼメート」などの商標名で販売 されています。プロベナゾールの化学名は、3－アリロキシ-1,2-ベンツ[d]イソチアゾー ル-1,1-ジオキシドで、分子内にＳとＮを含む５員のヘテロ環とベンゼン環が融合した基本構造を持っています。

　イネのいもち病は、イネの生育ステージにより苗いもち、葉いもち、穂いもちに分けられます。出穂期以後に感染すると、イネは「ずり込み状」とな り、収穫が皆無となることもあります。プロベナゾールは、イネの苗に処理した場合（育苗箱処理）、葉いもちまで抑えることができます。葉いもちは、穂いも ちの供給源となるので、葉いもちを的確に抑えることができれば、穂いもちをかなりの程度まで防除することができます。

　殺菌剤に分類されていますが、直接的な殺菌作用はなく、植物の感染病害一般に対する抵抗性を高める抵抗性誘導剤です。そのため菌の薬剤耐性は出に くいと考えられています。作物の病原菌に対する防衛システムを活性化させますので、イネいもち病に限らず、幅広い範囲の作物病害に有効です。現在、イネい もち病のほかに、 白葉枯病、穂枯病、レタスの腐敗病、斑点細菌病、キャベツの黒腐病、その他ブロッコリー、白菜、ピーマン、 キュウリ、ネギ、トウガラシ等の病害に効果があるとされています。

　プロベナゾールを吸収した稲では、いもち病菌が感染すると、殺菌作用があるといわれるスーパーオキシドが放出されたり、抗菌物質が産出されたりし ます。また、稲の細胞膜の物理的な強度を高めるリグニンが形成されて、いもち病菌の菌糸の蔓延を防ぎます。こうした一連の現象は、プロベナゾールが、いも ち病菌が浸入したというシグナルを増幅させ、稲に抵抗性を発現させるためだと考えられています。

　昔から使われている農薬としての殺菌剤に石灰硫黄合剤があります。どのような物質か簡単にまとめてみましょう。

　石灰硫黄合剤は、殺虫作用、殺菌作用を持つ農薬の一種です。アルカリ性を示す赤褐色透明の液体で、原液を希釈して利用します。開発の歴史の最も古 い殺菌剤のひとつですが現在でも広く用いられています。リンゴ、イチゴ、野菜類のうどんこ病、モモの黒星病、縮葉病、胴枯病、クリの葉枯病、ミカンのそう か病、黒点病、かいよう病、ムギ類の銹（さび）病、あかかび病、うどんこ病に有効である他、殺虫作用もあることから、カイガラムシ類、ダニ類などにも効果 を示します。ボルドー液同様、エネルギー代謝阻害剤で、ＳＨ酵素の働きを妨害することで殺菌作用を示します。

　石灰硫黄合剤は、硫黄と生石灰に水を加え、加圧反応釜を用いて150℃前後で1時間加熱した後、熟成させてから不溶物をろ過で除去したものです。この過程でカルシウムにいろいろな数のイオウが結合した多硫化石灰ができますが、そのうち五硫化石灰（CaS₅）が有効成分とされています。五硫化石灰は散布されると、葉の上で酸化されて種々の酸化物が生じる際に微粒子のイオウができ、これが殺虫殺菌力を発揮すると考えられています。

　一般的な農薬とやや性質が異なり、次のような点に注意が必要です。

　・強アルカリ性のため皮膚を侵す。皮膚に付着した場合は直ちに水でよく洗い落とす。眼に入った場合は、直ちによく水洗した後、眼科を受診するべきである。濃度にもよるが適切な処置をしないと、最悪、化学熱傷のため植皮術が必要となったり、失明に至ることもある。
　・強アルカリ性のため本剤を扱えない噴霧機がある。噴霧機の説明書を確認する必要がある。
　・相当の悪臭がするので散布時間、散布場所に配慮が必要。
　・薬害が出やすいので、説明書をよく読み、希釈濃度や対象植物等を守ること。特に高温時の散布は薬害が出やすい。
　・酸性物質と混合すると有毒ガスの硫化水素を発生するので非常に危険である。

　ボルドー液と同様に有機農産物に使用が認められている農薬で、天然物由来であることから慢性毒性試験は行われていません。古くからある農薬で、正しく使う限り、安全性は比較的高いとされています。ただ、強いアルカリ性であるため取り扱いには注意が必要になります。

　最も古くから使われてきた農薬としての殺菌剤はボルドー液だとされています。ボルドー液とはどのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

　ボルドー液は、1885年にワインの産地であるフランスのボルドー地方で、ボルドー大学の教授だったピエール・ミラルデによって発見された薬で す。菌類によるブドウの病気（露菌病もしくはべと病とされる）を抑制する働きがあることがわかり、殺菌剤として使われるようになりました。名称もボルドー の地名からきています。

　有効成分は塩基性硫酸銅カルシウムで、生石灰と硫酸銅より調製される古典的な農薬ですが、現在でも農業で使用されることがあります。しかし、一般 家庭での園芸、家庭菜園などでは、ほとんど使用されません。なお、園芸店などでZボルドーという農薬が販売されていますが、これはボルドー液とは違うもの の、硫酸銅（アルカリ性）を主成分とする類薬になります。

　植物に散布されたボルドー液の粒子は、葉や果実、幹などの表面を覆い、外部からの病原菌侵入を防止します。散布された不溶性銅（ボルドー粒子）は 雨露、空気、病原菌の有機酸によって徐々に銅イオンが溶け出し、病原菌の表面に吸着されます。このとき銅イオンは病原菌の酵素系を阻害しますので、ボル ドー液は非選択的で広い適用病害を有します。また、ボルドー液の銅イオンには、植物体内でエチレン生成を促進する作用があります。ボルドー液の散布により 作物はしっかりとした生育をすることになり、病原菌に対する抵抗性が高まります。

　ボルドー液はカビの病気だけでなく、細菌性の病気にも有効です。ただし、銅と石灰とが作物により薬害を出す場合があるので注意が必要になります。 梅・スモモ・白菜・大豆・柿・リンゴ・小麦・松苗は銅に弱く、ブドウ・胡瓜などは石灰に弱いので、調整時に防除対象の作物を考えて銅・石灰比率を加減しな ければいけません。

　ボルドー液は散布する人が自分で調製するのが普通です。そのとき、水1リットルに対して、硫酸銅と生石灰の分量（単位グラム）がそれぞれXグラム とYグラムを加えて調製したボルドー液を、X-Y式ボルドー液という表し方をします。例えば、4-8式ボルドー液10リットルを調製するのであれば硫酸銅 40グラム、生石灰80グラムを用意する必要があります。

　銅剤は予防効果が高く、病原菌の繁殖を防ぐ保護的殺菌剤なので、感染してからの治療効果は期待できません。したがって、病気の始発生時期や病原菌 の潜伏期間を考えて早めに予防散布を行う必要があります。近代的な殺菌剤が開発されてからは使用頻度が減っていきましたが、前述のように植物に植物ホルモ ンの一種であるエチレンの分泌を促して、病気に対する抵抗性を強める働きがあることが発見され、再評価されるようになりました。使用していても有機栽培の 認定を受けることができる数少ない農薬として知られています。

　よく使われる農薬として殺虫剤と除草剤のほかに殺菌剤があります。殺菌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。

　農薬には多くの種類があり、その分類の仕方もさまざまです。農林水産省では、殺虫剤、殺菌剤、殺虫殺菌剤、除草剤、殺そ剤、植物成長調整剤、その 他の7種類に分類しています。農薬における殺菌剤とは、植物に対する病原性を有する微生物を殺す、または増殖を抑止するための薬剤を指します。植物病原菌 には細菌よりも真菌（カビ類）が多いので、英語ではFungicide（殺真菌剤、防かび剤）と総称されています。

　農薬としての殺菌剤はフランスのボルドー地方でボルドー液（硫酸銅、生石灰を水と混合して作る）がブドウのべと病などに効くことが偶然発見されたのが最初とされています。同じころ石灰硫黄合剤も多くの病害に効くことがわかりました。これらは現在でも使われています。

　日本では古来特に重大な病害としてイネのいもち病があり、これを防除する方法が1930年代頃から行われ、種籾をホルマリンで消毒する方法などが 用いられるようになりました。第二次大戦後は有機水銀剤がよく使われましたが、1960年代に水俣病の原因が有機水銀（別種）であることなどから危険性が 指摘され使用禁止となりました。いもち病にはそれに代わりブラストサイジンやカスガマイシンなどの抗生物質が発見・開発され用いられるようになりました。

　また1950年代にはジチオカーバメート系、1960年代にはアゾール系やベンズイミダゾール系など多くの病害に有効な薬剤が開発されました。最近でもQoI剤など新しいものが開発されています。

　殺菌剤が、病原菌の生命活動のどの部分に干渉して病原菌を殺すかに よって、非常に多くの分類があります。また、この干渉する部分（物理的な場所というよりは、特定の生命維持プロセスをさす）のことを、「作用点」と呼んで います。作用機構（作用点）には、病原菌の生命維持に必須のタンパク質や脂質を、菌の内部で合成することを阻害するもの、細胞壁やＤＮＡの合成をできなく させてしまうもの、菌の活動に必要なエネルギー産生を妨害するもの、などさまざまです。

例として以下のようなものがあります。

エネルギー代謝阻害剤
　解糖を阻害してエネルギーの供給を阻害する。ボルドー液、石灰硫黄合剤など。
ジチオカーバメート系
　ジラム、チウラムなど。
微小管阻害剤
　ベンズイミダゾール系など。
呼吸阻害剤
　ミトコンドリアの電子伝達系（呼吸鎖複合体のIやIII(ストロビルリン系などのQoI剤))を阻害したり、あるいはプロトン濃度勾配を失わせて呼吸を阻害するもの。
エルゴステロール生合成阻害剤
　アゾール系（シトクロムP450阻害剤）など。
抗生物質
　カスガマイシン、ポリオキシンなど。
生物農薬
　Bacillus subtilis芽胞、非病原性Erwinia carotovoraなど。

　除草剤は使い方によって色々な剤型があります。どのようなものがあるか簡単にまとめてみましょう。

　最終製品としての農薬は、使いやすく均一に散布できて防除効果を十分に発揮させるため、有効成分に増量剤や補助剤を加えたり、有効成分に溶剤を混 ぜたりしてさまざまな形状の商品に仕上げられています。これを製剤といいます。そして、粉剤、粒剤といった製剤の形態を「剤型」といいます。

主な剤型の特徴は以下の通りです。
［DL粉剤］
　有効成分、凝集防止剤、分解防止剤、帯電防止剤、増量剤などからなる微粉状の製剤。粒径は20～30μmで10μm以下の粒子を20％以下にしている（ドリフト防止が目的）。希釈が不要なので比較的散布が簡単であることが特長。
［粒剤］
　有効成分、結合剤、崩壊剤、分散剤、増量剤からなる粒状の製剤。 粒径は300～1700μm程度。散布する時、風に乗って農薬が飛ばされ広がることを抑えることができる。
［水和剤］
　有効成分、界面活性剤、増量剤からなる微粉状の製剤。使う時は、水で希釈して使用する。広い範囲の有効成分を製剤化でき、植物への影響も少ない特長がある。水和剤を水溶性フィルムで包装し、薬液調製時に粉立ちしないようにしたものもある。
［顆粒水和剤］
　有効成分を界面活性剤、増量剤とともに顆粒状にした製剤で、水中に投入すると速やかに崩壊し、分散する。顆粒状のため水和剤に比べて粉立ちがなく、使いやすいことが特長。
［乳剤］
　有効成分を界面活性剤とともに有機溶剤に溶かした製剤。使う時は、通常水で希釈して使用する。
［フロアブル］
　固体の有効成分を細かい微粒子として水に分散させた製剤。薬液調製時の粉立ちがなく、水に速やかに分散する。水田除草剤ではそのまま散布するタイプもある。
［エマルション］
　水に溶けない液状の有効成分、または少量の有機溶剤に溶かして液状にした有効成分を界面活性剤などを用いて水中に微粒子として乳化分散させた製剤。この製剤は、引火性がなく、人や動物への影響も軽減している。
［AL剤］
　AL剤とはapplicable liquidの略で、そのまま使用できる濃度にあらかじめ希釈した水ベースの製剤のこと。農薬は、通常、使用時に希釈して使用するが、家庭園芸では、農薬 の使用量が少ないのと、希釈作業になれていないことから、このようなすぐに使用可能な製品が好まれる。

　剤型別の生産量は、現在では粒剤が最も大きな割合を占め、ついで粉剤、乳・液剤、水和剤などの順になっています。かつては粉剤が多かったのです が、散布の時、農薬の微粉がドリフト（漂流・飛散）して周辺に影響を及ぼしたり、散布作業をしている人が微粉を浴びやすいことなどから、現在ではドリフト の少ない粒剤が主流になりました。

　大別すると粒剤や水田用フロアブルのように製品をそのまま播くものと、水に溶いて散布機を使って散布するものがあります。このうち水田では粒剤、 フロアブル、ジャンボ剤（粒剤の１種、水溶性フィルムでパックしている）などが主に使われていて、畑地、樹園地、非農耕地などでは液剤、乳剤、水和剤、フ ロアブルなどの利用が主体となっています。

　広く使われた最初の除草剤はフェノキシ系除草剤でした。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　フェノキシ系除草剤はフェノキシ基（ベンゼン核をもつ1価の基‐CHO）を持つ有機化合物の総称です。フェノキシ系除草剤は「合成植物ホルモン 剤」で、植物の成長に関係するオーキシンというホルモンと同様の働きをします。ホルモンバランスを狂わせて植物を枯らすのがフェノキシ系除草剤の仕組みで す。

フェノキシ系の除草剤は成分名では以下のような薬があります。
２,４-D（2,4-ジクロロフェノキシ酢酸）
MCPA（またはMCPソーダ、インプロピルアミン）
MCPP
トリクロピル（またはザイトロン）

　2,4-ジクロロフェノキシ酢酸（ 2,4-D）は、第二次世界大戦直後から使われた除草剤の一種です。

　植物ホルモンであるオーキシン様の作用を持つため、植物ホルモン剤としても使用されることがあります。双子葉植物の茎頂に作用して異常な細胞分裂 を発生させることによって枯らす作用があり、温度が高いほど高い除草効果を示します。一方、イネ科などの単子葉植物にはあまり影響を与えないので（選択性 除草剤）、水田や芝の除草に広く用いられています。除草剤として市販される際には、無機塩類（ナトリウム塩類など）や有機塩類（アミン塩類）、およびエス テルの製剤とされます。2,4-Dの選択性はあまり高くなく、対象でない植物にも害を与えることがあります。また一部の広葉雑草やつる植物、スゲ類などに は効果が低いことが知られています。

　2,4-D はベトナム戦争では、2,4,5-T（2,4,5-トリクロロフェノキシ酢酸） などとともに枯葉剤として用いられました。この際、不純物としてダイオキシン類が含まれていたため、社会問題の原因となりました。

　2,4,5-T は現在日本では認可されていない広葉用除草剤・化学合成農薬です。2,4-D同様、植物ホルモンであるオーキシン様の作用を示します。除草の仕組みも同様ですが、2,4-Dよりもイネ科植物への作用が大きいことが知られています。

　フェノキシ系除草剤は、人に対して、2-4-Dに悪性リンパ腫（ノンホジキンリンパ 腫）と関係があると見られ、催奇形性もあると考えられている。毒性はそれほど高くないのですが、2,4-DやMCPAは、血液脳関門を突破することから中枢神経への影響も心配されます。

　広く使われている除草剤にトリアジン系除草剤があります。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　トリアジン系除草剤は構造内にトリアジン環を持つ有機化合物で、その誘導体は、農薬（除草剤、殺菌剤）として用いられます。

トリアジン系除草剤はプラストキノンと結合して明反応2を阻害するという、いわゆる光合成電子伝達阻害剤です。この機構は動物には無いものなので、 その意味では無害だと言えます。電子伝達系が破壊されることにより、植物は光合成ができなくなり餓死します。また、酸化的ダメージも受け、それは光が強い ほど大きくなります。

トリアジン系除草剤には多数の同族体が開発されていて，シマジン，アトラジン，シメトリンなどは畑作，果樹園，非農地の除草に用いられます。とくにシマジン，アトラジンはトウモロコシには殺草活性を示さないことで知られています。

シマジン
光合成阻害を主要な作用機構とする除草剤で，畑作，果樹園，非耕地の雑草防除に用いられてます。シマジン自体は安定で分解が遅く、薬害が強いために水田よ りも畑地で使用されます。雑草の発生初期に使用すると根から吸収され、成長抑制・殺草作用を示します。カヤツリグサやメヒシバ、タデなどに有効で、畑地や 果樹園のほかに住宅地や河川敷、ゴルフ場にも使用されます。

可燃性で、燃焼や加熱により有害なフュームを発生します。毒物及び劇物取締法により毒物・劇物に分類されてはいませんが、農薬取締法による水質汚濁性農薬、および土壌汚染対策法による第3種特定有害物質に指定されています。

アトラジン
アトラジンはトリアジン環を持つ有機化合物で、光合成阻害を主要な作用機構とする除草剤です。アトラジンは発芽直後の植物を枯らすのに有効なので、農作物生産時の除草剤としてよく使われます。アトラジンは幅広い農作物に使用可能であり、残留性も低いとされています。

アトラジンは土壌中の微生物により分解されますが、水に溶け難いために微生物による分解に時間がかかります。土中のアトラジンの半減期は、13～261日です。

　毒性はそれほど強くなく毒物には指定されていませんが、毒性がないわけではありません。また、他の除草剤と比べると土中での分解に時間がかかるた め、取り扱いには注意が必要です。（タイミングを誤ると雑草だけでなく作物も枯らしてしまう）アトラジンは地下水を汚染するとして、欧州連合では2004 年に禁止されました。アメリカ合衆国ではアトラジンは使用規制はありますが禁止はされておらず、広範囲に使われる除草剤の一つでになっています。また、両 生類に奇形を発生させる恐れが指摘され、研究が進められています。

　家庭用や農薬として広く使われている除草剤にアミノ酸系除草剤があります。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　アミノ酸系除草剤は、土壌中の分解が早く、アミノ酸や水や炭酸ガスに分解されるので、土壌中に化学合成物質を残さないとされています。毒性は低 く、ビピリジニウム系除草剤が毒物に指定されているのに対して、アミノ酸系除草剤は普通物として扱われています。１年草多年草科目をとわず草から木まで、 ほとんどの植物を枯らすことができます（非選択性）。

　広く使われている成分としてグリシナートとグルホシネートがあります。

　グリシナートは植物体内での 5-エノールピルビルシキミ酸-3-リン酸の合成を阻害し、ひいてはアミノ酸（トリプトファン、フェニルアラニン、チロシン）やこれらのアミノ酸を含むタ ンパク質や代謝産物の合成を阻害します。吸収移行型でイネ科にも広葉にも効きます。グリシナートを主成分とする除草剤としてはラウンドアップが有名です。

　あらゆる植物に適用できることが特徴で、イネ科や広葉の一年生雑草や多年生雑草､ササ類､タケ類、つる性雑潅木、樹木に至るまでほとんどの植物を 枯らします。葉や茎に散布あるいは塗布された薬剤は容易に浸透移行し、植物全体にひろがり、特に成長点を阻害します。最大の特徴は根にも強く移行し多年生 雑草や地下茎で繁殖する頑固な雑草も枯死させることです。

　グルホシネートは、茎葉から吸収され、グルタミン酸とアンモニアからグルタミンを合成するグルタミン合成酵素の働きを阻害することで、植物体に蓄積された高濃度のアンモニアによる機能阻害、光合成阻害などにより雑草を枯死させます。

　グルホシネートを原料とするものは、日本ではバスタが有名で他にハヤブサなどであまり商品の数は多くありません。バスタもほぼラウンドアップと同 じ様な分解性，浸透移行性、非選択性という性質をもっています。ラウンドアップが少し効きにくいスギナにも効果が高いのがバスタの特徴で、スギナの多い現 場では重宝されています。

　アミノ酸系除草剤に耐性を持つダイズやトウモロコシが遺伝子組み換えによって開発されて、ラウンドアップやバスタとセットで販売され栽培されてい ます。（遺伝子組み換え作物）この遺伝子組み換え作物の安全性については現在でも議論があります。また、アミノ酸系除草剤に耐性を持つ雑草が出現していて 問題となりつつあります。

　除草剤の中でも特に毒性が高いとされているのがビピリジニウム系除草剤です。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　ビピリジニウム系除草剤は吸収移行型の非選択的除草剤で、作物栽培前にすべての植物を枯らすために用いられます。これは活性酸素の発生により作用 しますが、動物に対しても毒性が強いことが知られています。除草剤の中では最も急性毒性が強いものであり、ときに自殺に使われて問題となっています。

　よく使われているビピリジニウム系除草剤としてはパラコートとジクワットがあります。

　パラコートはビピリジニウム系に分類される非選択型除草剤のひとつで、葉だけを枯らして、木や根は枯らしません。即効性は強いですが持続性はあり ません。散布後はすぐに土壌に固着して不活性化するので、すぐに作物を植えることが出来ることや、安価で経済的という点から、広く用いられてきました。

　パラコートは、細胞内に入ると NADPH などから電子を奪ってパラコートラジカルになります。パラコートラジカルが酸化されて元のパラコートイオンに戻る際に活性酸素が発生して、細胞内のタンパ ク質や DNA を破壊し、植物を枯死させます。パラコートは触媒的に何度もこの反応を繰り返し起こしますので、少量でも強い毒性をもちます。 NADPH は動物体内にもあるため、同様の反応を起こします。ヒトに対しては致死性が高く解毒剤もないため、中毒死者が多くでています。治療には解毒剤がないため基 本的に対症療法となり、活性炭投与・下剤投与・胃洗浄・腸洗浄による体内吸収減少化が極めて重要とされています。

　ジクワットはビピリジニウム系に分類される非選択形除草剤の1つです。除草剤としての利用のほか、ジャガイモの収穫前の蔓枯らしにも使われること があります。パラコートとよく似た性質を持ち、土壌に付着すると直ちに活性を失い、木や根は枯らさないため、すぐに種をまいたり作物を植えることができま す。

　ジクワットもパラコート同様に細胞内の NADPH などと反応して、活性酸素を発生させ植物を枯死させます。人体中毒症状もパラコートに類似していますが、毒性はパラコートの約半分ともいわれています。同じように、特異な解毒剤はありません。

　パラコートは、肺に能動的に蓄積する性質があるため、致死量摂取すると最終的に間質性肺炎や肺線維症が起こります。一方でジクワットでは、パラ コートとは異なり肺への能動的な蓄積はないため肺線維症の報告はこれまでのところありません。一般的に致死が早く、パラコートに比べて急性腎不全が起こり やすいとされています。商品としてはパラコートとジクワットの混合剤として販売されることが多くなっています。毒性が強いことから医薬外毒物に認定されて いて、一般の人は入手する機会はまずありませんが、農協などでは販売されています。