コラム３５１〜４００

　近年、次亜塩素酸が使われるようになってきました。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　次亜塩素酸は塩素のオキソ酸の1つで、塩素の酸化数は+1です。組成式では HClO と表されますが、水素原子と塩素原子が酸素原子に結合した構造 H-O-Cl を持っています。きわめて弱い一塩基酸で、最高濃度は約25％、水溶液としてのみ存在します。

　次亜塩素酸やその塩の水溶液は、カルキ臭と呼ばれるプールの消毒槽のようなにおいを持っています。次亜塩素酸は非常に不安定な物質で、水溶液中で徐々に分解します。次亜塩素酸および次亜塩素酸の塩類は酸化剤、漂白剤、外用殺菌剤、消毒剤として利用されます。 家庭用としてはカルシウム塩やナトリウム塩の形で使われることが一般的でした。カルシウム塩はさらし粉として知られ、ナトリウム塩は市販の漂白剤やカビ取り剤に使用されています。

　次亜塩素酸はその塩とは異なり単離することができないため、水溶液である次亜塩素酸水の形で使用されます。次亜塩素酸水は、塩酸または塩化ナトリウム水溶液を電気分解することにより得られ、強酸性次亜塩素酸水、弱酸性次亜塩素酸水、および微酸性次亜塩素酸水があります。次亜塩素酸水はその製造方法から一般的に電解水と呼ばれていますが、食品添加物の指定を受けた際に、次亜塩素酸水として命名された経緯があります。そのため、食品添加物として扱う際には次亜塩素酸水の名称になります。

　次亜塩素酸水の有効成分は水溶液中の次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンです。消毒対象によって異なりますが、「次亜塩素酸」は次亜塩素酸イオンに比べて殺菌力が数倍～数十倍と高い傾向にあリます。水溶液のpHによって二者の存在比が変化し、それに伴って消毒効果も変化します。

　次亜塩素酸水には、殺菌基盤となる次亜塩素酸の他、過酸化水素（H₂O₂）やヒドロキシラジカル（•OH）が存在します。次亜塩素酸水の広範な殺菌力の作用機序は、これらが細胞膜やタンパク質、核酸に多面的に作用して酸化的に損傷を与えることであると考えられています。有効塩素濃度が規定未満の場合、殺菌効果が不十分となるため、使用前には必ず有効塩素濃度を確認することが重要です。また、タンパク質や油分など有機物が混在する場合、次亜塩素酸が消費され、目的の殺菌効果が得られないため、あらかじめ十分に有機物汚れを落とす必要があります。

　ジメチルエーテル（DME）は LPG と並んでスプレー缶によく使われています。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　ジメチルエーテルはメチルアルコールを硫酸と熱して得られるエーテルです。無色の芳香のある気体で、引火しやすい性質があります。化学式 CH₃OCH₃ で、スプレー用噴射剤や冷却材として使用されます。

　液化石油ガス（LPG）によく似た性質をもち、代替燃料としても利用されます。炭素同士の結合を持たないので、燃焼時にススが発生せず、また、硫黄分を含まないので、SO_Xの発生もありません。水素が多く熱量当りのCO₂の発生が少なく、NO_Xの発生も少ないため、環境負荷が小さい「次世代のクリ－ンエネルギー」として期待されています。中国などを中心として、LPG代替の民生用都市ガス原料（プロパンに20%配合）や自動車用・産業用燃料の実用化が進んでいます。

　LPGより引火性が低いことから、ドライヤー使用時など引火しやすい環境で使うエアロゾルスプレーの溶剤兼噴射剤に使われます。ほぼ無臭のものが多いフロン類と違い、やや臭いがありますが、あまり気にならない範囲であり、オゾン層への影響もわずかなので、エアダスターなどにも使用されます。

　毒性に関しては、麻酔性があり、ヒトが154.24g/m³の濃度で30分間吸入すると軽度の麻酔状態になることが知られています。また、液化DMEに気化熱が奪われることで、低温による火傷を受ける可能性があり、目に入ると失明の恐れもあるため、取り扱いには保護眼鏡や保護具の着用が必要です。

　スプレー噴射剤として利用されますが、屋内で多量に使用すると事故の原因になります。2018年12月16日には屋内で100本以上のスプレー缶を噴射したために家屋倒壊を引き起こすほどの爆発事故が札幌市内で発生しました（札幌不動産仲介店舗ガス爆発事故）。

　スプレー缶には噴射剤が使われています。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。

　スプレーは、高圧の空気などのガスや機械的な運動(指やピエゾ素子など)用いて液体を霧、泡などの状態で噴霧する装置のことです。スプレー缶は缶内の高圧ガスを利用して液体を噴霧しています。

　密封された容器の中に内容液と噴射剤（液化ガスまたは圧縮ガス）が圧力のかかった状態で入っています。噴射ボタンを押すと、内容液と噴射剤の混合物が、噴霧口から一気に放出され、減圧による噴射剤の急激な膨張によって内容液が非常に細かい霧や泡になるのが特長です。

　ガスとして、以前は不燃性で扱いやすいガスとしてフロンが広く用いられていましたが、1980年代にオゾン層破壊の問題から世界的議論を経て、日本でも高圧ガス保安法が改正され、フロンが使用禁止になりました。家庭用ではLPGやDMEといった可燃性の液化石油ガスが解禁され、現在の主流ガスとなっています。

液化石油ガス（LPG）
エアゾール噴射剤としてはブタン、プロパンの混合物で使用されている。
日本で消費されるエアゾール用噴射剤の７０％を占めている。

ジメチルエーテル（ＤＭＥ）
水との相溶性に優れ、非常に大きい溶解力を持っている。
水に対するジメチルエーテルの溶解度は約35wt%です。

HFO-1234zE
2010年より使用が開始されており今後、エアゾール用噴射剤として期待されている。
燃えにくく海外では不燃性ガス扱いとなっている。

　充填ガスの種類に関わらず、本質は高圧ガス容器であり、室温を越える高温（目安として40℃以上）が長時間続くとガスの膨張により破裂する可能性があります。そのため夏場で直射日光が当たり続ける場所や、炎天下での自動車車内、加熱調理器具や暖房器具の近くに置くのは危険です。また、可燃性ガス製品についてはガスの室内残留濃度に注意を払わないと、換気のための換気扇や扇風機などのモーター火花により引火、爆発するため非常に危険です。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。）

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

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。

　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。

　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。

　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。

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。

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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　カテキンはお茶に含まれていることで有名です。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　カテキンは、狭義には化学式 C₁₅H₁₄O₆ で表される化合物であり、フラボノイドの1種です。広義にはその誘導体となる一連のポリフェノールも含み、この意味の使用例の方が多いです。広義のカテキンは茶の渋み成分で、酸化によって重合しタンニンになります。

　化学構造的には2個のベンゼン環（AおよびB環）が、3個の炭素で結ばれたもので、この3個の炭素は1個の酸素原子とともに6員環（C環）を形成しています。4種の異性体がありますが、(＋)-カテキンと(－)-エピカテキンがよく知られています。

　緑茶に含まれる苦味成分で、日本茶全般に存在し、特に緑茶に多く含まれています。強力な抗酸化作用をもち、がんを予防して免疫力の向上に力を発揮するほか、胆汁酸の排泄促進、脂肪燃焼作用、免疫活性作用、脳梗塞予防、コレステロール・中性脂肪の上昇を抑制、抗菌作用、血糖抑制作用、血中脂質の正常化維持、脂肪肝の予防、精神安定などの作用をもつとされています。

　カナダ、フランス、スペインなどでは緑茶カテキン摂取が原因と疑われる肝臓障害が報告されています。またこれまでに、カテキンは従来ヨーロッパにおいて一般医薬品として販売されていましたが、肝臓移植まで必要とするような重症例がみられたことを受けて販売禁止措置がとられました。

　日本でも茶カテキンを利用した製品は販売されているが、現時点では類似の健康被害の報告は今のところありません。ただし、一度に多量のカテキンを摂取する場合には、飲用方法などに注意する必要があります。

　一般的な日本人は1日あたり2～3杯の緑茶を飲んでいます。 お茶１杯のカテキン含有量はは約 100mg 前後とされていますので、摂取量は 200～300mg ほどであると考えられます。お茶の産地である静岡等では１日に 10杯程度飲まれている地域もあることから、サプリメントなどで大量に摂取しなければ取りすぎが問題になることはないと思われます。

　不対電子を持っていると反応性が高くなります。どういうことなのか簡単にまとめてみましょう。

　各元素の物理的・化学的な性質は、主に外側の軌道にどのように電子が充填されているかできまります。例えば、ヘリウムやネオンなどの希ガスは最外殻の電子がいっぱいになって安定な電子殻になっていることで、価電子による結合力がなく、いわゆる弱いファンデルワールス力しか結合力がなくなっていることがその性質をきめています。（つまり反応性が著しく低い）

　ナトリウムやカリウムと言ったアルカリ金属は希ガスに電子を1個追加した配置になっています。電子を1個取り出して、希ガスと同じ電子配置になった方が、中性でいるよりも安定になります。このため、1価の陽イオンになりやすい性質を持ちます。同様の理由でカルシウムやストロンチウムなどのアルカリ土類金属は2価の陽イオンに、フッ素や塩素などのハロゲンは1価の陰イオンになりやすくなります。

　電子対とは分子や原子内で一つの電子軌道に配される電子の対のことです。フェルミ粒子である電子はパウリの原理に基づいて、一つの電子軌道にスピンの符号が異なる電子が2個まで入ることができます。また、これらの電子を対電子といい、共有結合に関与する電子対を共有電子対、その他の電子対を非共有電子対（孤立電子対ともいう）といいます。

　不対電子とは、分子や原子の最外殻軌道に位置する対になっておらず、電子対を作っていない電子のことです。共有結合を作る共有電子対や非共有電子対に比べ、化学的に不安定であり、反応性が高い性質を持ちます。有機化学においては、不対電子を持つ、寿命の短いラジカルが反応経路を説明するのに重要な役割を果たしています。

　例えば一酸化窒素は不対電子をもつ物質の一つです。

上記の図で線で表されているのが電子対、点で表されているのが不対電子です。窒素と酸素を結びつけている共有電子対が２組、非共有電子対（孤立電子対）が３組、不対電子が１つあることがわかります。

　活性酸素に関連するものとしてフリーラジカルがあります。どのような物質なのか簡単にまとめて見ましょう。

　すべての物質は分子から成り立っていますが、その分子は原子核と電子から構成されています。通常、分子の中の電子は2つが対をなして安定して存在していますが、その電子が対をなさず、1つだけ離れて存在することがあります。このような対をなしていない電子（不対電子）を持つ原子や分子をフリーラジカル（遊離基）と呼びます。単にラジカルと言われることもあります。

　活性酸素と混同されてしまうことがありますが、活性酸素の中には不対電子を持つものと、持たないものがあります。スーパーオキシドやヒドロキシラジカルはフリーラジカルですが、一重項酸素や過酸化水素はフリーラジカルではありません。フリーラジカルは電子が足りないために不安定で、反応しやすいという性質をもちます。

フリーラジカルである活性酸素
　ヒドロキシルラジカル HO^•
　スーパーオキシドアニオンラジカル O₂^•-
　ヒドロペルオキシルラジカル HO₂^•
フリーラジカルではない活性酸素
　過酸化水素 HOOH
　一重項酸素 ¹O₂
　活性窒素種
　　一酸化窒素 NO
　　二酸化窒素 ONO
　オゾン O₃
　過酸化脂質

　通常、原子や分子の軌道電子は2つずつ対になって存在し、安定な物質やイオンを形成します。分子の光分解、熱分解、放射線照射などによって化学結合が切断されるときに不対電子ができフリーラジカルが発生します。不対電子を2個以上有する遊離基もあります。2個の不対電子をもつ遊離基をビラジカルといいます。

　フリーラジカルは通常、反応性が高いために、生成するとすぐに他の原子や分子との間で酸化還元反応を起こし安定な分子やイオンになります。ただし、1,1-ジフェニル-2-ピクリルヒドラジル (DPPH) など、特殊な構造を持つ分子は安定なラジカルを形成することが知られています。

　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。

　体の中では常に活性酸素が発生しています。どのような物質なのか簡単にまとめて見ましょう。

　多くの好気性生物は、生命維持に必要なエネルギーを得るため、ミトコンドリアで絶えず酸素を消費しています。これらの酸素の一部は、代謝過程において活性酸素と呼ばれる反応性が高い状態に変換されることがあります。

　活性酸素種とは、反応性の高い酸素種の総称で、スーパーオキシド、過酸化水素、ヒドロキシラジカル、一重項酸素などがあり、生体内で酸化剤として作用します。また、スーパーオキシドとヒドロキシラジカルは不対電子を持つので、フリーラジカルともよばれます。

　活性酸素にはフリーラジカルとそうでないものがあります。スーパーオキシドアニオンラジカルやヒドロキシルラジカルはフリーラジカルです。過酸化水素や一重項酸素はフリーラジカルではありません。広義の活性酸素には一酸化窒素、二酸化窒素、オゾン、過酸化脂質などを含みます。

狭義の活性酸素
　ヒドロキシルラジカル HO^•
　スーパーオキシドアニオンラジカル O₂^•-
　ヒドロペルオキシルラジカル HO₂^•
　過酸化水素 HOOH
　一重項酸素 ¹O₂
広義の活性酸素
　活性窒素種
　　一酸化窒素 NO
　　二酸化窒素 ONO
　オゾン O₃
　過酸化脂質

　発生した活性酸素・フリーラジカルは様々な物質に対して非特異的な化学反応をもたらし、細胞に損傷を与え得るために、その有害性が指摘されています。それを防ぐために各組織には抗酸化酵素と呼ばれる、活性酸素・フリーラジカルを消去あるいは除去する酵素が存在します。活性酸素を除去する酵素にはスーパーオキシドディスムターゼ、カタラーゼなどがあります。また、抗酸化物質にはビタミンC、ビタミンE、ベータ・カロチン、ビタミンA、グルタチオンなどがあります。

　また、活性酸素は以下のような身体を守る働きも持っています。

　体内に侵入した細菌などを取り除く
　白血球やマクロファージなどの「免疫機能」の一部として細菌などを攻撃する
　エネルギーを作る仕組みの中であまった水素と結合して水になり対外へ排出する

　過酸化水素を分解する酵素にカタラーゼがあります。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　呼吸に必要であることから忘れられがちですが、生物にとって酸素はとても危険な物質です。酸素呼吸をする生物は酸素に依存して細胞のエネルギーを得ていますが、酸素は反応性に富む分子なので慎重に取り扱わないと重大な問題を引き起こします。酸素の持つ危険な性質の一つは、簡単に他の反応性に富む化合物に変えられてしまうことです。そのため代謝の過程で過酸化水素などの活性酸素が発生します。

　カタラーゼは、過酸化水素を不均化して酸素と水に変える反応を触媒する酵素です。ヘムタンパク質の一種であり、プロトヘムを含んでいます。細胞内のペルオキシソームに存在し、過酸化水素を使って酸化・解毒をおこないます。呼吸作用の有害な産物である過酸化水素をただちに分解除去する働きをするとされています。

　2H₂O₂→2H₂O＋O₂

　過酸化水素のほか、ホルムアルデヒドやギ酸も基質として触媒できます。重金属の陽イオンやシアン化物は阻害因子として働きます。

　ROOH→H₂O＋ROH

　嫌気性細菌を除き，植物，動物，微生物に広く分布しています。ヒトでは肝臓、赤血球に豊富で、これらから結晶状に得られます。血液 (赤血球) に含まれるカタラーゼの活性値が、正常値の半分のものを低カタラーゼ血症、ゼロのものを無カタラーゼ血症といいます。

　カタラーゼが含まれているものにオキシドール（過酸化水素の水溶液）を加えると酸素の泡が出てきます。これをカタラーゼ試験と言います。一般的に通性嫌気性細菌はカタラーゼを持っていますが、偏性嫌気性細菌は持たないので、カタラーゼ試験によって細菌の種類を判別できます。また、カタラーゼは熱により変性することから、食品に混入した生物系の異物（毛髪や昆虫など）が加熱殺菌工程の前後どちらで混入したかを判別する苦情対応にも用いられます（殺菌前に混入した物であると泡が生じない）。

　生物の体内でも過酸化水素は発生しています。どういうことなのか簡単にまとめてみましょう。

　人間を含めて酸素を呼吸する生物は、生体内で酸化還元反応を利用したエネルギー代謝により、エネルギーを産生しています。エネルギー代謝の副産物として、細胞内に過酸化水素が発生します。過酸化水素は、活性酸素の一種であり、脂肪酸、生体膜、DNA等を酸化損傷する能力を有し、生体に有害であり、生体防御のためその迅速な消去が必要です。

生体内で過酸化水素を捕捉する抗酸化物質には以下のようなものがあります。

　カタラーゼ
　ペルオキシダーゼ
　グルタチオンペルオキシダーゼ
　アスコルビン酸（ビタミンC）

　多くの生物種は過酸化水素分解酵素のカタラーゼを持っているので、生体内での過酸化水素は短時間で分解されます。つまり、（傷の内面を含む）体内に過酸化水素が侵入しても速やかに酸素と水に分解されます。

　カタラーゼは、代謝の過程で発生する過酸化水素を不均化して酸素と水に変える反応を触媒する酵素です。毎秒当たりの代謝回転数は全酵素のなかでも最も高く、4000万にもなります。人間の場合、カタラーゼは4つのサブユニットで構成されていて、各サブユニットは526のアミノ酸から成っています。分子量は約24万で、ヘムとマンガンを補因子として用いています。

　グルタチオン-アスコルビン酸回路は、過酸化水素を解毒化する代謝経路です。グルタチオン-アスコルビン酸回路には、アスコルビン酸、グルタチオン、NADPHおよび代謝に関連する酵素等の抗酸化物質が含まれています。

　また、あえて過酸化水素を発生させて利用している例もあります。白血球は体内に細菌が侵入してくると捕獲（貪食）して感染から守ります。しかし、貪食された細菌はまだ増殖しようとするため殺菌する必要があります。そこで、白血球（好中球）は酵素（NADPHオキシダーゼ）を使ってNADH（NADPH）とH+と酸素を反応させ、過酸化水素を生成し、貪食されてもまだ増殖しようとする細菌を殺菌し感染から守る生体防御メカニズムを持っています。

　酸素系漂白剤に過酸化水素があります。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　過酸化水素は、化学式 H₂O₂ で表される化合物です。不安定で酸素を放出しやすく、非常に強力な酸化力を持つヒドロキシラジカルを生成しやすい物質です。

　主に水溶液で扱われます。強い酸化力をもち、酸化剤として用いられることが多いですが、過マンガン酸塩との反応では還元剤として作用します。市販品は普通30％水溶液で、3％水溶液は薬局方でオキシドールといいます。

　主要な用途は漂白用で、パルプ、木綿、麻、絹、羊毛など天然繊維のほか各種化学繊維、食品に用いられます。そのほか合成化学原料、消毒剤、殺菌剤として医薬用に、重合開始剤、金属表面処理剤、また90％以上のものはロケット推進薬として用いられます。低濃度でも酸素を発生しながら分解しやすいため、直射日光を避け、熱源に近づけないように注意する必要があります。高濃度のものは皮膚を侵し、炎症をおこします。

　過酸化水素全体の使用量では、製紙の際のパルプ漂白や廃水処理、半導体の洗浄など、工業的な利用が大部分を占めます。塩素系の漂白剤などが多量の廃棄物を生じるのに対し、過酸化水素は最終的には無害な水と酸素に分解するため、工業利用するには環境にやさしい物質であると言われ、近年工業的な過酸化水素の利用は拡大してきています。

　衣料用漂白剤として過酸化水素は利用されています。液体の酸素系衣料用漂白剤は希薄過酸化水素の溶液です。一方、過酸化水素と炭酸ナトリウムの錯体である過炭酸ナトリウムは、粉末で安定のため粉末の酸素系漂白剤として利用されます。過炭酸ナトリウムは水に溶解すると炭酸ナトリウムと過酸化水素とに解離します。

　工業的には、有機物の自動酸化を利用して製造されています。2-エチルアントラキノール溶液に酸素を通し、生じた過酸化水素を純水に抽出します。副生成物であるアントラキノンをニッケルまたはパラジウム触媒を用いて水素還元することでアントラキノールへと戻し再利用します。減圧蒸留では通常25％程度までで、脱水剤を加えて真空蒸留することで100％のものが得られます。減圧蒸留、硫酸による脱水、分別結晶法により精製します。

　アセトアミノフェンは風邪薬の主要成分です。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　アセトアミノフェンは解熱鎮痛薬の一つで、熱を下げたり痛みを和らげたりする効果があります。副作用が少ないため市販の多くの風邪薬に使われ、小児用の解熱鎮痛薬にも広く用いられています。世界的にも代表的な薬の成分として知られています。

　分子式 C₈H₉NO₂、示性式 C₆H₄(OH)NHCOCH₃の有機化合物です。4-ヒドロキシアセトアニリド、 p-ヒドロキシアセトアニリド、p-アセトアミノフェノールとも呼ばれています。

　アセトアミノフェンは、解熱作用（熱を下げる作用）や鎮痛作用（痛みを抑える作用）があります。これらの作用機序は完全には解明されていませんが、解熱作用については投与したアセトアミノフェンが脳の視床下部にある体温調節中枢に作用する事で、また鎮痛作用については脳の視床と大脳皮質に作用する事で痛みを感じにくくさせているのだと考えられています。

　アセトアミノフェンはアスピリンやイブプロフェンなどの非ステロイド性抗炎症薬 (NSAIDs) と異なり、抗炎症作用はほとんどありません。正常な服用量では、血液凝固、腎臓あるいは胎児の動脈管収縮などの影響が少ないことが知られています。オピオイド系鎮痛剤と異なり、興奮、眠気などの副作用と薬物依存、耐性、離脱症状は観察されません。NSAIDsに起因する「アスピリン喘息」罹患者への投与は禁忌です。

　副作用は，生体内で徐々にアセチル基を分離するためアニリンのそれと同じで、メトヘモグロビン形成によるチアノーゼ、溶血による貧血、発汗、発疹、虚脱、腎障害、肝障害がみられることがあります。そのため長期間投与は避けます。 犬や猫（特に猫）はグルクロン酸抱合能が低く、アセトアミノフェンを少量摂取しても中毒するため、アセトアミノフェン含有の解熱鎮痛剤を犬猫に投与してはいけません。

　近年注目されている資源の一つにメタンハイドレートがあります。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　メタンハイドレートとは、低温かつ高圧の条件下でメタン分子が水分子に囲まれた、網状の結晶構造をもつ包接水和物の固体のことです。およその比重は 0.9g/cm³ で、堆積物に固着して海底に大量に埋蔵されています。メタンは、石油や石炭に比べ燃焼時の二酸化炭素排出量がおよそ半分なので、地球温暖化対策としても有効な新エネルギー源であるとされていますが、メタンハイドレートについては現時点では商業化されていません。化石燃料の一種であるため、再生可能エネルギーには含まれません。

　見た目は氷に似ています。1m³ のメタンハイドレートを1気圧の状態で解凍すると164m³のメタンガスと水に変わります。解凍する前のメタンはメタンハイドレートの体積の20%ほどで、他の80%は水です。分子式は CH₄·5.75H₂O と表されます。火をつけると燃えるために「燃える氷」と言われることもあります。

　メタンハイドレートは、深海の海底下数百メートルに氷のように存在しているため、石炭のようにほったり、天然ガスや石油のようにほって出てきたものを簡単に回収したりすることはできません。海底下にあるメタンハイドレートの温度を上げたり、圧力を低くしたりすることで、メタンと水に分け、メタンを回収する方法が研究されていますが、今の技術では採掘に多くの費用がかかってしまい、石油より値段が高くなってしまいます。

　深海底にあるメタンハイドレートを不用意に掘削すると、その下層や周辺のハイドレート層にかかる圧力が減少して分解し、大量のメタンガスが噴出します。万一それが一帯のメタンハイドレート層に連鎖的に広がれば、貴重な資源を大量に失うだけではなく、そのまま大気中に放出してしまうと大量のメタンガスが排出されることになるため、地球温暖化に影響を与える懸念があります。

　一方で、地球温暖化が進むと海水温がさらに上昇し、これまでは海底で安定状態にあったメタンハイドレートからメタンが乖離され大気中に放出されます。するとさらに温暖化がすすみ海水温を上げ、さらに多くのメタンが吐き出される悪循環を起こすことが予測されています。2億5千万年前のP-T境界では、この現象が実際におこり、大量絶滅をより深刻なものにしたという説があります。そのため放置したままでもメタンハイドレートは海中から大気中に少しづつ放出されてしまうのなら、慎重に採取して燃料として使用したほうが温暖化防止に繋がるという考え方もあります。

　注射や採血時に使う消毒薬には種類があります。どのようなものがあるのか簡単にまとめて見ましょう。

　注射や採血時の穿刺部位を消毒する理由は、皮膚の脂肪や汚れなどを除き、穿刺部への細菌類の感染による血行性感染を防ぐためです。しかし、患者の皮膚の消毒をしたからといって、器具の滅菌消毒が不完全だったり、採血および注射する看護者の手指が汚ければ感染予防にはならないので注意が必要です。手指消毒を行ったうえで、滅菌された注射器や注射針を無菌操作で取り扱います。

　消毒薬にはたくさんの種類がありますが、注射や採血の際の皮膚の消毒には、通常エタノールが用いられています。その理由は、皮膚に対して刺激性が弱いわりには、殺菌作用が強いためと考えられます。100％エタノールでは脱水作用のため殺菌力が低下しますが、70％エタノールは最も殺菌作用が強いといわれています。

　エタノール以外でよく使われる消毒薬としてはポビドンヨード、クロルヘキシジン、塩化ベンザルコニウムなどがあります。

ポビドンヨード（イソジン）
ポビドンヨードとは、1-ビニル-2-ピロリドンの重合物（ポリビニルピロリドン）とヨウ素の複合体であり、日本薬局方にも収載されている医薬品（ヨウ素剤）である。本品自体は暗赤褐色の粉末で、わずかな匂いがある。通常、10%程度の水溶液にし、外用消毒薬として用いる。液剤は黒褐色であり、ヨウ素の特異な匂いと味がする。ポビドンヨードは着色が生じるものの、消毒部位がよく分かるといった利点もある。

クロルヘキシジン
クロルヘキシジンは医薬用殺菌薬で、グルコン酸塩、あるいは塩酸塩、酢酸塩として用いられる。薬用洗口液などに添加され、歯肉炎などの歯周病を軽減・予防する効果があるとされる。ただし、エタノールを添加した製剤が多いため、洗口剤には適さないものもある。

塩化ベンザルコニウム
注射部位には強力な消毒薬は不要との観点から、0.02～0.1%塩化ベンザルコニウムも汎用されている。塩化ベンザルコニウムは、陽イオン界面活性剤の一種で四級アンモニウム塩の混合物。水溶液は日本薬局方収載医薬品で逆性石鹸として殺菌・消毒用に用いられる。細菌細胞膜のタンパク質を変性させることによって、殺菌性を発揮する。

　天然ガスも化石燃料の一種とされています。どのようなものなのか簡単にまとめて見ましょう。

　天然ガスは、広義には、地下に存在するガス、または地下から地表に噴出するガス一般のことで、この中にはマグマを原料とする火山ガスや化石燃料ガス（可燃性ガス）だけでなく、窒素や酸素、炭酸ガス、水蒸気、硫化水素ガス、亜硫酸ガス、硫黄酸化物ガスなどの不燃性ガスも含まれます。これら不燃性ガスの多くは火山性ガスです。

　一般に天然ガスといった場合は、天然に産する化石燃料である炭化水素ガスを指します。天然ガスにはメタン・エタン・プロパン・ブタン・ペンタン以上の炭素化合物や窒素が含まれます。メタンが主成分で約90%をしめていますが、産出する場所によってその割合は少しずつ違っています。これらの他に不純物として、水・炭酸ガス・硫黄酸化物・硫化水素・二酸化炭素などを含んでいます。例外的に北アメリカ産・アルジェリア産の天然ガスには 1〜7 mol/100mol ものヘリウムが含まれていて、世界の数少ないヘリウムの供給源となっています。

　揮発性が高く、常温では急速に蒸発します。主成分のメタンやエタンが空気よりも軽いため、すぐに大気中に拡散します。この点では、常温で空気より重く低い場所に滞留しやすいプロパンやブタンガスに比べて、人が扱ううえでの危険性は低いといえます。またプロパンと同様、メタンやエタンも無臭ですが、人がガス漏れに気付きやすくするため燃料用ガスでは意図的に匂い成分を混ぜています。

　輸送する際にはLNGの形で運ばれます。LNGとは液化天然ガス（Liquefied Natural Gas）のことで、常温・常圧では気体の天然ガスを冷やして液体にしたものです。メタンの沸点は-162℃のため、ここまで冷やすと液体になります。液化するメリットは、その体積を1/600に大きく減らせることです。これによって、大量の輸送と貯蔵が可能となります。実際、天然ガス資源のほとんどを輸入に頼る日本は、基本的にLNGの形で輸入し、液体のままタンクに貯蔵しています。

　天然ガスが燃焼したときの二酸化炭素排出量はカロリー当りで、石油より少なくなります。ただし、主成分であるメタンの地球温暖化係数は、「21」と大きい（二酸化炭素が１）ため、大気への放出は避ける必要があります。

　化石燃料の一つに石炭があります。どのようなものなのか簡単にまとめて見ましょう。

　石炭とは植物が地層の中で炭化したものの総称です。植物遺体が堆積物中に埋没し、酸素が少ない状態で、しかも嫌気性バクテリアの生化学的作用のため分解することなく、長い年月の間、圧力と熱によって炭化作用が進むと可燃性の層状堆積岩（石炭）になります。化石燃料中でも特に重要なものの一つで，世界各地の，地表近くも含めたさまざまな深さで発見されています。

　石炭の分類は、石炭化度、用途による分類などがあります。

石炭化度による分類
　石炭の根源植物が石炭に変質する過程を一般に石炭化作用と呼び、この進行度合を石炭化度と言います。石炭は、石炭化度により無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭、亜炭、泥炭に分類されますが、日本では一般に無煙炭から褐炭までを石炭と呼んでいます。

用途による分類
　大きく分けて原料炭及び、一般炭に分類されますが、原料炭は一般的に粘結性のある石炭で、主に製鉄（コークス）の原料として、一般炭は主に発電用燃料として用いられています。

　石炭は蒸気ボイラー用燃料として発電・製鉄所・各種工場燃料に使われるほか、途上国では鉄道・船舶暖房や煮炊きに使われる場合もあります。また日本のセメント工業の燃料としては石油よりも多く使われています。製鉄所では瀝青炭を乾留したコークスが大量に使用されています。乾留の際の副生成物であるコールタールは化学薬品などの原料として重要であり、同じ副生成物のコークス炉ガスは過去に都市ガスとして使用されました。また固体燃料の取り扱いの不便さ改善のために石油と混合して液体燃料化したCOMや、水と混合した液体燃料CWMも実用化されています。

　石炭はその産地（炭層）によって性質が大きく異なります。一般には石炭化度の指標である燃料比（固定炭素/揮発分）によって分類されています。石炭化度の進んだ無煙炭と瀝青炭は高品位炭、石炭化の進んでいない亜瀝青炭・褐炭・泥炭は低品位炭とも呼ばれますが、半無煙炭などのように石炭化度が高いのに評価の低い石炭もあり、最高値の瀝青炭も粘結性には鉱山ごとに大きな差がありますので石炭化度が高い石炭ほど値段が高いわけではありません。鉄鋼生産の原料になるものを原料炭、発電ボイラー燃料やセメント回転炉燃料などに使われる亜瀝青炭以上の石炭化度の石炭を一般炭といいます。

　他の化石燃料である石油や天然ガスに比べて、燃焼した際の二酸化炭素 (CO2) 排出量が多く、地球温暖化の主な原因の一つとなっています。また、硫黄酸化物の排出も多く、大気汚染の主要な原因の一つとされています。

　アスファルトも石油から分離されます。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　アスファルトには原油を蒸留して製造する石油アスファルトと天然に存在する天然アスファルトがあり、日本では一般に石油アスファルトをアスファルトと呼んでいます。外観は暗褐色ないし黒色で、常温では固体、半固体、粘性の高い液体で、熱を加えると容易に溶解する性質を持ちます。石油アスファルトは原油の成分中高沸点の留分であり、石油の精製を経て原油を石油ガス、ガソリン、灯油、軽油、重油などに分留した結果得られます。また、天然アスファルトは、自然に存在する原油の軽質分が蒸発してアスファルト分が残ったものと考えられています。

　アスファルトは石油アスファルトと天然アスファルトに大きくわけられますが、精製方法や原料によりさらに細かく分類することができます。このほか、ポリマーなど添加した改質アスファルト、乳化や粉末化したものなどもあり、アスファルト材料は様々な種類があります。

天然アスファルト
天然に産出するアスファルトの総称。
凹地に湖のようにたまったレイクアスファルト、石灰岩や砂岩にしみ込んだロックアスファルト、砂にしみ込んだサンドアスファルト、叉、天然石油が岩の割れ目などに入り、熱変成を受けてきたブローンアスファルト状のアスファルトタイトがある。

石油アスファルト
石油の減圧蒸留の残油で黒ないし黒褐色の半固体炭化水素化合物。
減圧蒸留残油そのものをストレート・アスファルトといい、そのままか、乳化剤、安定剤を用いて水で乳化させたアスファルト乳剤、あるいは灯油などの軽質油を混ぜて流動性をもたせたカットバック・アスファルトとしておもに道路舗装に用いられる。

　アスファルトは道路舗装（アスファルト舗装）、防水、土木材料、制振材、防音材、接着剤、絶縁材料など多くの用途に使用されていますが、現在最も多用されているのが道路舗装用途です。現在では交通条件、気候条件、地域の環境に対応して、高分子材料、樹脂などで改質したアスファルトが使用されています。今後も省資源、自然環境保護など使用目的に応じた高機能のアスファルトの開発が期待されています。

　石油アスファルトの化学組成はまだ十分には明らかにされていませんが、非常に複雑な多環化合物を主体としたもので、マルテン（油分およびレジン分）のなかにアスファルテンがサスペンソイドの形で分散し、それらがコロイド物質を作っているといわれています。
油分
　飽和 - パラフィン、ナフテン　（分子量：300-2,000）
　芳香族 - 芳香族　（500-2,000）
レジン - 縮合多環芳香族　（500-50,000）
アスファルテン - 縮合多環芳香族の層状構造　（1,000-100,000）

　パラフィンはワセリンと同様に広く使われています。どのような物質なのか簡単にまとめて見ましょう。

　パラフィンとは炭化水素化合物の一種で、ロウソクの原料にもなるような固めの物質です。炭素原子の数が20以上のアルカンの総称です。通常パラフィンと呼ばれているものは固形ですが、流動パラフィンと呼ばれている液体のものもあります。

パラフィン（固形）
常温において半透明ないし白色の軟らかい固体（蝋状）で水に溶けず、化学的に安定な物質である、成分は主にノルマルパラフィンの炭素数20以上の混合物であり、融点については用途により異なる。日本に於いては単にパラフィンと呼ぶ場合が多いが、ケロシンとの混同を避ける為、特にパラフィンワックスとも呼ぶ。
ロウソク、クレヨン等で身近に使用され、生活場面ではしばしばロウとして扱われるが、化学的には日本のロウと西洋のワックスは全く異なるので留意する必要がある。

流動パラフィン
最も身近な物がベビーオイルである。常温では無色の液体で非揮発性。水には不溶。化学的に安定な物質で、通常の条件では酸化を受けない。成分については固形のパラフィンよりオレフィン系炭化水素に富む。乳化しやすくのびや浸透性に優れる。純度は紫外光の吸光度により計測される。
流動パラフィンには多くの呼び方がある。ヌジョール (nujol)、ホワイト油、白色鉱油、水パラフィン、ミネラルオイル、ミネラルオイルホワイト、医療用パラフィン (medicinal paraffin)、パラフィンファックス、saxol、USP mineral oil、adepsine oil、Albolene、glymolなど。

　パラフィンは、石油に含まれ、分留によって取り出されます。重油、アスファルトも炭化水素を含み、広義でのパラフィン類に含まれますが、これらは精製度合いが低くカーボンやその他の夾雑物を含有しているため黒褐色をしています。また、蒸留精製する温度の違いで灯油などの燃料、流動パラフィンと石油ワックスは作り分けられます。

　ワセリンとパラフィンの違いについてですが、ワセリンとはパラフィンと流動パラフィンが混ざったものです。流動パラフィンは逆にワセリンからパラフィンを除いたもので ミネラルオイル”とも呼ばれます。

　ワセリンは石油製品ですが、幅広く使われています。どのような物質なのか、簡単にまとめてみましょう。

　ワセリンは原油の高沸点留分から得られる炭化水素類の混合物を脱色して精製したものです。化学的には炭化水素類の混合物で、大部分は分岐鎖を有するパラフィン（イソパラフィン）からなり、少量の環状パラフィンを含みます。炭素数が16～20くらいの炭化水素の混合物で、組成や物性は原油によって異なります。融点は 40～60℃、沸点は 300℃前後で可燃性の物質です。

　日本では日本薬局方において白色ワセリンは「石油から得た炭化水素類の混合物を脱色して精製したものである」と定義されています。日本薬局方には黄色ワセリンと白色ワセリンがあり、白色ワセリンは黄色ワセリンを脱色・精製したものです。液性のものは流動パラフィンであり、結晶性のものは固形パラフィンで、組成は類似しています。

　ワセリンは中性で、においや味はなく、刺激性もありません。また、日光や湿気などによって酸敗することがなく、種々の軟膏基剤、化粧品基剤として繁用されています。欠点は、吸水性がなく、皮膚への浸透性が少なく、粘着性が強いことです。

　ワセリンは皮膚表面にパラフィンの膜を張り、角質層の水分蒸発を防ぐことで皮膚の乾燥を防ぐ効果に加え、外的刺激から皮膚を保護するという働きがあることから、鎮痛・消炎・鎮痒の軟膏剤のような医薬品の基剤や、化粧クリームのような化粧品などの基剤として用いられます。また潤滑剤や皮膚の保湿保護剤としても用いられます。

　鉱物油からの精製による純度の違いにより黄色ワセリンと白色ワセリンがありますが、医療用では白色ワセリンを用いることがほとんどです。眼軟膏には特に純度の高いものを使用します。

　薬用としては創傷面や肉芽面、手足のひび・あかぎれに塗布剤として用いられ、工業的には機械類のさび止めにも使われます。湿潤療法のために、使用されることがあります。乾燥をきっかけとする皮膚病や、切り傷からの出血を一時的に止めるためにも多用されています。

　近年注目されているペプチドにイミダペプチドがあります。どのような物質なのか簡単にまとめて見ましょう。

　ペプチドとは、２個以上のアミノ酸分子が一方のアミノ基と他方のカルボキシル基とから１分子の水がとれて結合した化合物のことです。イミダペプチドはイミダゾール基を含むアミノ酸が結合したペプチドのことです。代表的な成分としてカルノシンとアンセリン、バレニンが知られています。別名、イミダゾールジペプチド、イミダゾールペプチドとも呼ばれています。

　カルノシンは β-アラニンとヒスチジンからなるジペプチドです。 アンセリンは β-アラニンとメチルヒスチジンからできています。

　イミダペプチドは鳥類や魚類を含めた動物の筋肉に含まれていて、動物の脳や心臓、肝臓や腎臓、神経系や骨格筋など広く分布しています。身近な食品では、特に鳥の胸肉・まぐろ・かつおなどの魚肉に多く含まれています。

　最初、哺乳類の骨格筋中で発見されましたが、その後様々な種類の脊椎動物でも発見されました。さらに研究が続けられ、渡り鳥を祖先に持つガチョウの骨格筋中に豊富に含まれていることが発見されました。中でもイミダゾールペプチドの濃度が高かったのは、羽を動かす胸肉の部分です。

　有効成分であっても経口摂取で効果が出ない物質もありますが、ヒトがカルノシンとアンセリンを摂取すると速やかにアミノ酸に分解され、骨格筋中に移動、カルノシンに再合成されると考えられています。ヒトの場合、脳細胞、筋肉などの消耗の著しい部位に、イミダペプチド合成酵素が豊富に存在しているので、酸素消費が多く発生する部位で、イミダペプチドが再合成されやすく、効果が発現しやすいとされ、抗酸化作用が他の抗酸化物質よりも優れる特徴を持っています。

　ヒトの生体内では、乳酸の分解促進、尿酸量の調節、筋pH低下の緩衝作用、またイミダゾール基により活性酸素を抑える抗酸化作用を持つことが報告されています。また、抗酸化作用に伴い抗疲労効果もあります。バレニンとカルノシンには認知症予防作用があるとされています。

　室内濃度の指針値に新たに３つの物質が追加されました。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　厚生労働省は、シックハウス症候群など体調不良を引き起こすおそれのある３つの化学物質について、新たに室内濃度の指針値を定める方針を固めました。有識者の検討会で合意していて、年内に正式決定する予定になっています。同時に、キシレン、エチルベンゼンなど４物質については、既に定めている指針値を改定し、規制を強化します。

2-エチル-1-ヘキサノール
化学式は C₈H₁₈O 。透明な液体で、水にほとんど溶解せず、ほとんどの有機溶媒に溶解する。8つの炭素を持つ高級アルコールの一種で、塩ビ可塑剤として使用されるフタル酸ビス（2-エチルヘキシル）や、粘接着剤／塗料として使用されるアクリル酸2-エチルヘキシルの原料等に使用される。

テキサノール
化学名 2,2,4- トリメチル-1,3-ペンタンジオールモノイソブチレート、化学式は C₁₂H₂₄O₃ 。水性塗料の溶剤、エマルション塗料及び接着剤の造膜助剤、浮遊選鉱剤の添加剤、紙処理剤の添加剤、可塑剤として広く使われている。

2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールジイソブチレート
化学式は C₁₆H₃₀O₄ 。TXIB とも呼ばれる。エマルジョン塗料および接着剤の造膜助剤、紙処理剤の添加剤、可塑剤の原料等の工業用途に使われている。

　具体的な数値は以下の通りです。

新規（μg/m3）
２-エチル-１-ヘキサノール　１３０
テキサノール　２４０
２､２､４-トリメチル-１､３-ペンタンジオールジイソブチレート（TXIB）　１００

改定（μg/m3）
キシレン　８７０→２００
エチルベンゼン　３８００→５８
フタル酸ジ-２-ブチル　２２０→１７
フタル酸ジ-２-エチルヘキシル　１２０→１００

　ゼラチンはコラーゲンから作られます。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　ゼラチンは動物の皮，腱などから抽出，精製した分子量 1万5000～ 2万5000の不均一高分子化合物で、グルチンとも呼ばれています。淡色または透明，無味でゼリーをつくるものをゼラチンといい，着色し，多少の不純物を含むものを膠と言います。一種の蛋白質ですが、シスチ、システインを含まないので、栄養学上は不完全蛋白質です。菓子製造，細菌培地，写真乳剤，接着剤などに用いられます。

　ゼラチンは、高温で変性させたコラーゲンです。コラーゲンのらせん構造は、高温では壊れて三量体が解離し、立体構造が変わったトロポコラーゲンが遊離します。これは、水に溶けるなど、コラーゲンとは異なった物理的・化学的性質を示し、ゼラチンと呼ばれます。

　ゼラチンの最大の特徴は、加熱・冷却によって、ゼラチン溶液がゾルからゲル、ゲルからゾルに相変化し、しかもこのゾル－ゲル変化を常温に近い温度で可逆的に行なえることです。コラーゲンの熱変性物であるゼラチンは、加熱溶液ではランダムコイル状の分子構造をとっています。この溶液を冷却すると、ゼラチン分子の一部が、もとのコラーゲン様のらせん構造をとり、ネットワークが形成される結果、最終的に流動性を失い、ゲル化します。このゲルネットワークは、冷却を続けると時間と共に増加し、より強固なゲルを形成します。

　マシュマロ・グミなど菓子だけでなく、焼肉などのタレやヨーグルトやクリームチーズ、ハムやソーセージなどにもゲル化剤・増粘剤・安定剤として広く利用されています。調理用の素材として販売されているゼラチンには、薄い板状の板ゼラチン、粉状の粉ゼラチン（粉末ゼラチン）、顆粒状の顆粒ゼラチンなどがあり、ゼリーをはじめ菓子などの家庭料理にも広く用いられています。

　ただし、ゼラチンは食物アレルギーを引き起こすことがありますので、市販されているゼラチンを含む食品は、原則としてゼラチンを含む旨を表示することになっています。

　人の体はコラーゲンを中心に構成されています。コラーゲンとはどのような物質なのか、簡単にまとめてみましょう。

　人間の体のタンパク質の約30％がコラーゲンで、皮膚や靱帯、骨や軟骨などを構成しています。また、コラーゲンは細胞外基質（細胞外マトリクス）の主成分で、細胞同士の接合や弾力や強度を与える重要な役割を担っています。

　コラーゲンはタンパク質でできた「繊維（線維）」と考えられます。３本のアミノ酸の鎖がらせん状に編まれた状態でコラーゲン分子となっています。このアミノ酸で出来た線維のコラーゲン分子が、さらに集まってコラーゲン繊維となり、皮膚や骨などの骨組になっています。

　脊椎動物は30種近くのコラーゲンタンパク質を有することが報告されていて、それぞれのコラーゲンはI型、II型のようにローマ数字を使って 2007年時点で28の型に分類されています。真皮、靱帯、腱、骨などではI型コラーゲンが、関節軟骨ではII型コラーゲンが主成分担っています。また、すべての上皮組織の裏打ち構造である基底膜にはIV型コラーゲンが主に含まれています。体内で最も豊富に存在しているのはI型コラーゲンです。

　Ⅰ型コラーゲンのコラーゲン領域のアミノ酸組成はグリシン残基が1/3を占め、プロリン及びヒドロキシプロリン残基を合わせて21%、アラニン残基が11%とかなり偏った構成になっています。またコラーゲンに特有のアミノ酸残基として3-および4-ヒドロキシプロリン、5-ヒドロキシリジン残基などがあります。これらは通常のプロリン・リジン残基に水酸基が小胞体内での酵素によって翻訳後に修飾されたもので、他のタンパク中にはほとんど含まれません。

　コラーゲンのようなタンパク質は消化される時、アミノ酸モノマーやアミノ酸残基2個から数個程度のオリゴペプチドまで分解された後に吸収されます。コラーゲンを摂取しても、直接、元の大きさの分子が腸壁から吸収されることはほとんどありません。栄養素としてコラーゲンの生成に必要な量を摂取したとしても、体内でコラーゲンが生成されるかはタンパク質をアミノ酸に消化分解する異化、アミノ酸からタンパク質を構築する同化の機能に左右されます。

　かたい肉を長く煮込むと、やわらかくなります。どういうことなのか簡単にまとめてみましょう。

　かたい肉を長く煮込むと、やわらかな味わいが生まれます。これはコラーゲンのゼラチン化が大きく影響しています。コラーゲンは、かたい線維状のたんぱく質で、主に、骨や軟骨、腱、皮などの結合組織（細胞と細胞の間を埋めている組織）に存在し、細胞間の接着剤としての役割を果たしています。

　肉を構成しているたんぱく質には筋原繊維タンパク質・筋形質タンパク質・筋膜（主にコラーゲン）の３種類あり、それぞれ熱変性の温度帯が違っています。

筋原繊維タンパク質は、45℃～50℃程度で凝固
筋形質タンパク質は、55～60℃程度で凝固
コラーゲンは、65℃程度で凝固

　一般に肉のコラーゲンは約65℃で収縮を始めかたくなりますが、75～85℃で軟化し始めます（ゼラチン化）。 軟化は、３本の糸がらせん状に巻かれた縄のような形をしたコラーゲンの分子が、熱によってほぐれるために起こります。 熱が加わると分子間の結合が切れ、１本ずつばらばらになり、糸まりのような形に変性し、水に溶けやすいゼラチンになります。

　更に、煮過ぎるとコラーゲンが溶け出てしまい、肉を結束する力を失い、肉がバラバラになってしまします。長すぎる加熱や圧力鍋での調理など注意が必要です。

　コラーゲンは、牛の場合、かた、ネック、すねに多く、また、テール（尾）にも豊富に含まれています。 豚では、骨つきのスペアリブに多く含まれています。トンソク（足）にもコラーゲンやエラスチンなどのたんぱく質が多く含まれ、長時間煮るとやわらかくなります。 鶏は、手羽さきにゼラチン質が多く含まれています。

　セラミックスは様々な用途に使われています。どのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

　セラミックスまたはセラミックとは、狭義には陶磁器を指していますが、広義では窯業製品の総称として用いられ、無機物を加熱処理し焼き固めた焼結体を指します。金属や非金属を問わず、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物などの無機化合物の成形体、粉末、膜など無機固体材料の総称として用いられています。伝統的なセラミックスの原料は、粘土や珪石等の天然物です。なお、一般的に純金属や合金の単体では「焼結体」とならないためセラミックスとは呼ばれません。

　Ceramics（セラミックス）という英語は、粘土を焼き固めたものを意味するギリシャ語のKeramos（ケラモス）を語源としています。もともとは陶磁器を、最近は耐火物、ガラス、セメントを含む非金属·無機材料をさして使用されることが多いようです。そのようなことから、現在では、セラミックスは、「非金属·無機材料で、その製造工程において高温処理を受けたもの」となります。

　セラミックスの中でも、特にエレクトロニクス産業をはじめ、各種産業用途に用いられる磁器は高い性能や精度が要求されることから、現在では「ファインセラミックス」と呼んで、粘土や珪石などの自然材料から作られる一般の陶磁器と区別しています。ファインセラミックスは、「精選または合成された原料粉末」を用いて、「精密に調整された化学組成」を「よく制御された成形·焼結加工法」によってつくられた高精密なセラミックスということができます。

　陶磁器などのオールドセラミックスとファインセラミックスの違いは、主に原料とその製造法に起因します。オールドセラミックスは陶石、長石、粘土など、天然の鉱物を用いて混合し、成形、焼成するといった方法でつくられます。これに対しファインセラミックスは、高純度に精製した天然原料や、化学的プロセスにより合成した人工原料、天然には存在しない化合物などを使います。これらの原料を配合することによって、目的とする性質を持つ物質を得ることができます。

　ファインセラミックス、陶磁器や耐火物、セメント、ガラスなどに代表されるセラミックス製品は、硬くて耐熱性、耐食性、電気絶縁性などに優れています。とくにファインセラミックスは、以上の性質に加え、機械的、電気的、電子的、光学的、化学的、生化学的に優れた性質、高度な機能を持っています。今日では半導体や自動車、情報通信、産業機械、医療などさまざまな分野で使用されています。

　食器などの多くは陶磁器です。どのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

　陶磁器は、セラミックの一種で、土を練り固め焼いて作ったものの総称です。やきものとも呼ばれています。粘土類，ケイ石類、長石類などを原料に成形、焼成した器物です。原料組成、焼成温度、焼成時間などによって土器、陶器、炻器（せっき）、磁器などと区分していますが、その境界は必ずしも明確ではありません。陶器は素地が多孔性のため吸水性を示すのに対して、磁器は気孔がほとんどなく、あっても独立しているために吸水性を示しません。

　陶磁器に使われる粘土には、加熱することでアルミニウムやカルシウムなど他の物質と化合しガラス化する珪酸を主成分とする石英などが含まれています。成形後に加熱することで、土粒子の間に溶けて流体となったガラスが入り込み、冷めると固体化し土粒子同士をくっつけます。

土器
素焼きのやきもの。窯を使わず、粘土を野焼きの状態で700～900℃の温度で焼いたもの。釉薬（うわぐすり、またはゆうやく）はかけないが、彩色されているものを「土器」と呼ぶことがあり、その場合は、その彩色具を釉薬としないことを前提としている。歴史的には陶磁器の前身あたる。

炻器
せっきと読む。窯を使い、焼成温度は1200～1300℃。土器と陶器の中間的性質を示すもので、釉薬の有無にかかわらず、透光性・吸水性ともにないものを指す。日本では、備前焼や常滑焼などが炻器に分類される場合がある。これらの焼き物は「焼き締め」ともいい、釉薬はかけないが焼成において自然釉がかかるものがある。原料に珪酸、鉄を多く含んでいるため、赤褐色か黒褐色をしている。軽く打つと澄んだ音がする。吸水性はほとんどない。古墳時代に朝鮮半島からもたらされた窖窯（あながま）を用いて焼成する須恵器が起源。ただし常滑、萬古焼の朱泥、紫泥は別系統で中国の宜興窯の紫砂陶器が元である。

陶器
カオリナイト（カオリン）やモンモリロナイトを多く含んだ粘土を原料とし、窯で1100～1300℃の温度で焼いたもの。釉薬を用いる。透光性はないが、吸水性がある。厚手で重く、叩いたときの音も鈍い。粗陶器と精陶器に分けられる。瀬戸焼、伊賀焼や大谷焼、ヨーロッパではマヨリカとそれから発展したファイアンス陶器、ウェッジウッドのクリームウェア、クイーンズウェア等硬質陶器、ハフナー陶器などで知られている。

磁器
磁器は半透光性で、吸水性が殆どない。また、陶磁器の中では最も硬く、軽く弾くと金属音がする。粘土質物や石英、長石→陶土を原料として 1300℃程度で焼成するが、焼成温度や原料によって軟質磁器と硬質磁器に分けられる。また、石英の一部を酸化アルミニウムに置換し、強度を高めた磁器も開発されているが、こちらには透光性が殆どない。日本の主な磁器として肥前磁器（伊万里焼）や九谷焼などがある。

　EUや韓国の卵からフィプロニルが検出され問題となっています。フィプロニルとはどのような物質なのか、簡単にまとめてみましょう。

　フィプロニルはフェニルピラゾール系殺虫剤の１種です。フェニルピラゾール系殺虫剤とは、含窒素5員環のピラゾールの1位にフェニル基が置換した構造的特徴をもち、害虫の神経伝達作用を阻害し神経系を抑制することにより広範囲の昆虫に対し高い殺虫効果を発現する殺虫剤の総称です。なお、自然界には、植物がつくるGABA受容体に結合する物質として、ピクロトキシニン（ツヅラフジ科）、アニサチン（シキミ）、ピクロデンドリン（トウダイグサ科）、シクトキシン（ドクゼリ）およびビロバライド（イチョウ）などの天然物が存在します。

　神経伝達物質であるGABAの作用を阻害することによりノミ、ゴキブリ、アリ、アルゼンチンアリ、シロアリなどの駆除に使用されます。遅効性の毒物であるため、混ぜたエサを摂食した昆虫が致死するまでに巣やコロニーに戻る時間余裕があることが特徴です。ゴキブリやアリの場合、その死骸やフンを摂食した巣の仲間にまで効力を発揮するため巣の集団全体へその効果が広がっていきます。

　PRTR法で、第1種指定物質に指定されています。ネオニコチノイド系殺虫剤とともに、ミツバチの蜂群崩壊症候群（CCD）の原因の仮説のひとつとなっています。経口摂取による半致死量LD50はラットで 92mg/kg、マウスでは 49mg/kgです。ヒトの中毒では 0.14mgの経口摂取により軽度意識障害が報告されています。

　体重１kgあたりの一日許容摂取量(ADI)は 0.00019mg/kg/day に設定されていて、これは日本で登録されている農薬の中で最も低く設定されている値です。日本で販売されている家庭用ゴキブリ駆除剤でもフィプロニルが使われているものが多いですが、駆除剤１個当たり0.5mｇ～1mｇのフィプロニルが含まれていて、これは一日許容摂取量の約2,500倍から 5,000倍相当になります。

　カルニチンはビタミン様物質の一種です。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　カルニチンとは、生体の脂質代謝に関与するビタミン様物質で、アミノ酸から生合成される誘導体です。立体異性体のうち脂質代謝に利用されるのは L-カルニチンのみであり、D-カルニチンは活性がないとされています。発見された当初はビタミンB_Tと呼ばれていましたが、生体内で微量生合成されることがわかり、ビタミンの名称は現在ではほとんど使われていません。ヒツジ肉や牛肉など赤身の肉に比較的豊富に含まれています。

　体内で生合成されるルートでは、2つのアミノ酸（リジンとメチオニン）を前駆物質として主に肝臓と腎臓で生合成されます。Ｌ-カルニチンの生合成にはいくつかの酵素が関与しており、酵素反応にはビタミンやミネラルが必要ですが、これらの栄養状況によりＬ-カルニチンの合成速度が左右されるといわれています。

　食事から供給されるルートでは、Ｌ-カルニチンは主として食肉類から供給されています。平均的なアメリカ人では1日にＬ-カルニチンを 100～300mg 摂取しているといわれていますが、日本人では食生活の違いからこれより低い数字となります。

　カルニチンは体内ではほとんどが筋肉細胞に存在しており、筋肉細胞内において脂肪酸をミトコンドリア内部に運搬する役割を担っています。その後、脂肪酸はβ酸化を受け酢酸にまで分解される過程で、生成したアセチルCoAはクエン酸回路を通じてエネルギーに転換されます。

　カルニチンは、脂肪酸をミトコンドリア内に輸送するのに必要であることから、脂肪を燃焼させる、ひいてはダイエット効果があるとしてサプリメントなどに使われる様になりました。筋肉中のカルニチンは加齢に伴い減少することが示されており、また摂取源である食肉を摂る機会も一般的に少なくなるため不足しがちになると言われています。また近年、脂質によるエネルギー摂取比率の増えていることから、相対的にカルニチン不足となっている可能性もあり、カルニチンの外部摂取の意義が認められます。

　ウイルスの起源については諸説あります。どういうことなのか簡単にまとめてみましょう。

　ウイルスは遺伝物質の違いから、大きくDNAウイルスとRNAウイルスに分けられます。真核生物、真正細菌、古細菌、いずれにもそれぞれ感染するウイルスが発見されていて、ウイルスの起源は古いことが示唆されています。

ウイルスの起源の説には、大きく３つの仮説があります。

細胞退化説
正常な細胞が退化してゲノムと外皮たんぱく質が残り、ウイルスになったという学説。天然痘を引き起こすポックスウイルスと、帯状疱疹を引き起こすヘルペスウイルスのゲノムが人間のような二本鎖ＤＮＡになっている上、８０〜１００個の遺伝子があるということが、主な根拠として挙げられる。しかしこの仮説だけでは、全体ウイルス種類の半分を超えるＲＮＡウイルスの起源を説明できない。細胞はＤＮＡだけで遺伝情報を保存するが、一部のウイルスはＲＮＡを利用するため。

細胞脱出説
細胞ゲノムの一部が細胞を脱し、自己複製と外部環境の変化に応じて自らを保護するために必要な外皮を作るたんぱく質を得て、ウイルスが誕生したとする仮説。人間に小児マヒを引き起こすポリオウイルス、大豆と植物を宿主とするコモウイルス、蚊と哺乳動物を行き来するシンドビスウイルスなどは、宿主と活動領域が完全に違うように見える。しかしこれらのゲノムは、細胞の中にある伝令ＲＮＡ（ｍＲＮＡ）と構造が酷似していることが、細胞脱出説を支持する根拠となっている。

独立起源説
ウィルスと細胞の起源を区分する仮説。ウイルスと細胞がそれぞれ独立的に出発し、お互いの進化に影響しながら現在に至ったものと推測する。例えば、レトロウイルスは例外なく、ＲＮＡの遺伝子情報をＤＮＡに転写する「逆転写酵素」遺伝子を持っている。現存する細胞性生物では、逆転写酵素の活動は極めて限られている。レトロウイルスの親戚に当たるレトロトランスポゾンに由来したケースがほとんど。

　メガウイルス、ミミウイルスなど細菌に非常に近い構造を持つウイルスの発見により、少なくとも一部のウイルスは遺伝子の大部分を捨て去り寄生に特化した生物の一群由来であろうことが強く示唆されています。一方、レトロウイルスとトランスポゾンの類似性は、これまた少なくとも一部のウイルスは機能性核酸が独立・進化したものである可能性を強く示唆しています。つまり、「ウイルス」として纏められている物は多元的であり、人為分類群である可能性が非常に高いと考えられます。

　病気の原因となるウイルスは生物と言えるのかどうか昔から議論があります。どういうことなのか簡単にまとめてみましょう。

　ウイルスは、他の生物の細胞を利用して、自己を複製させることのできる微小な構造体で、タンパク質の殻とその内部に入っている核酸から構成されています。生命の最小単位である細胞をもたないので、非生物とされることもあります。

　ウイルスはとても単純な構造をしています。その形としては、遺伝子であるDNAまたはRNAの周りにカプシドと呼ばれるタンパク質の殻で覆われているだけです。ウイルスによってはさらにエンベロープと呼ばれる膜が存在することもあります。その大きさは小さいものでは数十nmから、大きいものでは数百nmのものまで存在し、他の一般的な生物の細胞（数〜数十µm）の100〜1000分の1程度の大きさです。

　細菌にはタンパク質合成に関わるリボソームなど、細胞増殖のために必要な機能が一通り備わっていまが、ウイルスにはそれがありません。そのためウイルスは、それ自身単独では増殖できず、他の生物の細胞内に感染して初めて増殖可能となります。このような性質を偏性細胞内寄生性と呼びます。

ウイルスの増殖は以下のようなステップで行われ、結果として細胞が破壊されます。

細胞表面への吸着 → 細胞内への侵入 → 脱殻 → 部品の合成 → 部品の集合 → 感染細胞からの放出

　ウイルスによる感染は、宿主となった生物に細胞レベルや個体レベルでさまざまな影響を与えます。その多くの場合、ウイルスが病原体として作用し、宿主にダメージを与えますが、一部のファージやレトロウイルスなどに見られるように、ウイルスが外来遺伝子の運び屋として作用し、宿主の生存に有利に働く例も知られています。

　近年、抗ウイルス剤が使われるようになってきました。どのようなものなのか簡単にまとめて見ましょう。

　ウイルスは、他の生物の細胞を利用して、自己を複製させることのできる微小な構造体で、タンパク質の殻とその内部に入っている核酸から構成されています。生命の最小単位である細胞をもたないので、非生物とされることもあります。ウイルスによる感染は、宿主となった生物に細胞レベルや個体レベルでさまざまな影響を与えます。その多くの場合、ウイルスが病原体として作用し、宿主にダメージを与えます。

　ウイルスは単独では増殖することができず、宿主細胞内に侵入して、宿主細胞のエネルギーを利用して増殖します。ウイルスを死滅させる化学物質を投与すると宿主細胞まで死滅させると考えられ、長い間ワクチン以外の治療薬は開発されませんでした。しかし、バイオテクノロジー、遺伝子工学の進歩により、ウイルスの増殖に必須の、正常細胞にない特異な酵素の存在が明らかになるにつれ、急速に抗ウイルス剤の開発が進展しました。

代表的な抗ウイルス薬と作用は以下の通りです。

インターフェロン
サイトカインの一種で、ウイルスが感染する前の細胞に抗ウイルス性を発揮します。ウイルス性の抗がん剤としても用いられます。

抗ヘルペス剤
細胞内でのヘルペスウイルスのDNA合成を阻害します．重症のヘルペス感染症は、アシクロビルの静脈注射で治療します。

抗インフルエンザ薬
アマダジンは、細胞への吸着を阻害します。ノイラミダーゼ阻害薬は、ウイルス・ノイラミニダーゼを抑制してウィルスが増殖しないようにします。RNAポリメラーゼ阻害剤も、ウイルスの遺伝子複製時に作用を示し、増殖を防ぎます。

抗ＨＩＶ剤
抗ＨＩＶ剤は、逆転写酵素阻害薬、プロテアーゼ阻害薬、インテグラーゼ阻害薬、CCR5阻害薬に分けられます。HIVがもつ逆転写酵素の働きを阻害し、ウイルスが増えるのを抑えます。

ビダフラビン
ウィルスのＤＮＡ複製を阻害し、ヌクレオチド生成を抑制し、タンパク質合成も阻害するので増殖を阻止します。

免疫調整剤
免免疫力を高めて、免疫抗体反応でウィルスを排除させます。また、日和見感染の予防の為に使用します。

　抗生物質の一種に抗真菌剤があります。どのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

　細菌よりも形が大きく、より高等な生物として真菌があります。真菌を分かりやすく呼ぶと「カビ」のことです。キノコはカビの一種として有名ですが、これらキノコも真菌の一種です。また、パンを作る時や酒を醗酵させるときに酵母と呼ばれる菌を使用しますが、この酵母も真菌です。真菌としてのキノコの中でも毒キノコがあるのと同じように、私達の体に悪影響を及ぼす真菌も存在します。

　真菌による感染症を真菌症と呼びます。真菌症として有名なものに水虫があります。真菌症の中でも「真菌による感染が皮膚表面や角質で留まる場合」を表在性真菌症と呼びます。また、皮下組織や爪などに及ぶ場合を深在性皮膚真菌症（深部皮膚真菌症）と呼びます。さらに、内臓など体内の臓器にまで及ぶ真菌症は深在性真菌症（内臓真菌症）と呼ばれます。

　抗真菌薬は、真菌の生育を阻害する医薬品です。真菌症の治療や、農薬として用いられます。ヒトの細胞の場合、細胞膜は主にコレステロールによって構成されているのに対して、真菌の細胞膜は主にエルゴステロールと呼ばれる物質によって構成されています。抗真菌薬の開発を行う際はこの細胞膜の違いを利用することが多く、エルゴステロールを阻害する薬は真菌に対して選択毒性を示すようになります。

　また、「真菌は細胞壁をもっている」という事もヒトの細胞との違いになります。ヒトの細胞には細胞壁がないため、真菌の細胞壁を阻害する薬も同じように選択毒性を示すことができます。

ポリエン系抗真菌薬
真菌の細胞膜はエルゴステロールで主に構成されているため、このエルゴステロールを破壊すれば細胞膜に穴があきます。すると、穴から細胞内になければいけない成分が細胞外へと漏出してしまいます。この結果、真菌が死滅します。エルゴステロールに結合することで真菌の細胞膜を破壊する薬としてアムホテリシンB があります。

アゾール系抗真菌薬
真菌の細胞膜にはエルゴステロールが必要です。そのため、このエルゴステロール合成を阻害することができれば、真菌は増殖することができません。このように、エルゴステロール合成を抑制することによって真菌の増殖を抑える薬としてミコナゾール、ケトコナゾール、ビホナゾール、イトラコナゾールなどがあります。

キャンディン系抗真菌薬
ヒトの細胞には細胞壁がありませんが、真菌の細胞には細胞壁が存在します。そのため、真菌の細胞壁合成を阻害する薬は抗真菌薬となります。真菌の細胞壁の主成分として、グルカンと呼ばれる糖がたくさん連なった構造があり、このグルカンの構造を構築するための酵素を阻害すれば細胞壁合成が抑制されます。このように、真菌の細胞壁合成を抑制するキャンディン系抗真菌薬としてミカファンギンなどがあります。

　加工食品やサプリメントに使われるようになったものに乳清タンパク質があります。どのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

　乳清（ホエイまたはホエーともいう）は、乳（牛乳）から乳脂肪分やカゼインなどを除いた水溶液のことです。水溶性のタンパク質や乳糖、水溶性のビタミン類やミネラル分を含んでいます。乳清は、チーズを作る際に固形物と分離された副産物として大量に作られます。

　チーズ生産過程で作られた乳清の大半は廃棄されていますが、高タンパク・低脂肪で栄養価が高い点、消化が速くタンパク質合成・インスリン分泌を促進する点などから、優れた食品であるとの認識が高まってきています。従来大量に廃棄されていたものであり、流通さえ整えば安価に提供できる点も注目されています。これを濃縮したものや乾燥粉末にしたものを、風味改善のために脱脂乳と同じようにパンやクッキー、クラッカーなどに使用します。

　乳清タンパク質は、乳清から単離される球状タンパク質の混合物です。牛乳に含まれるタンパク質の約20%が乳清タンパク質、約80%がカゼインです。乳清の固体成分の約10%がタンパク質であり、β-ラクトグロブリン(～65%)、α-ラクトアルブミン(～25%)、ウシ血清アルブミン(～8%)、免疫グロブリン等から構成されます。

精製法としては以下のようなものがあります。

WPC製法
Whey Protein Concentrate（濃縮乳清タンパク質）、濃縮膜処理法とも呼ばれます。原料になる乳清をフィルターで膜処理し、ろ過して得られた液体を濃縮する製法のため乳糖が残りやすくなってしまいます。乳糖不耐症を持つ人にとっては、腹部膨満感やお腹が張ってごろごろする原因となる場合もありますが、乳清に含まれるビタミンやミネラルをできるだけ多く残すことができるメリットがあります。タンパク質含有率は約80％程度です。

WPI製法
Whey Protein Isolate（分離乳清タンパク質）、イオン交換法とも呼ばれます。WPC製法で分離されたタンパク質をさらにイオン交換して作られるため、タンパク質以外の成分はほぼ除去されて高濃度の乳清タンパク質が作られます。タンパク質含有率も約90%と高く、お腹の不調になりやすい乳糖の含有率も非常に低いため、乳糖不耐症の方にも適した製法といえます。精製度の高い乳清タンパク質を実現するために比較的多くの工数が必要となり、価格は若干高めです。

WPH製法
Whey Protein Hydrolysate（加水分解乳清タンパク質）の略称です。一度抽出された乳清タンパク質に対して更に次の工程で加水分解します。これによって乳清タンパク質の構造「有機高分子」が切断され小さくなり、ペプチドと呼ばれる分子量になります。味は、若干苦みを帯びます。乳清タンパク質の濃度は、他の製法に比べ最も高くなりますが、生産工程が多い分、価格も最も高くなります。

　近年よく使われるようになってきた調味料にタンパク加水分解物があります。どのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

　タンパク加水分解物は、コクやうまみをもたらす目的で加工食品に使われているアミノ酸混合物です。たんぱく加水分解物は、｢たんぱく質｣を含んだ動物性原料や植物性の大豆たんぱく、小麦たんぱくから「加水分解」という方法でつくられます。たんぱく質を加水分解するとアミノ酸になります。単純に分解加工・製造されることから、食品添加物ではなく食品として扱われています。

製造方法にはつぎのようなものがあります。

1. 熱水抽出法　タンパク質を熱水で煮る。
2. 塩酸分解法　動物・植物由来のタンパク質[3]を塩酸を使って加水分解する。
3. 酵素分解法　タンパク質をプロテアーゼなどの酵素で分解する。

　熱水抽出法はスープを作る時、豚骨や鶏を長時間煮込むことをイメージするとわかりやすいでしょう。熱水でタンパク質を分解していますので、タンパク加水分解物、と言えます。

　熱水で分解するのは時間が掛かることから、酸（塩酸）を加えて、短時間で分解する方法が酸分解です。塩酸は、胃酸の成分ですので、胃での反応を体外で再現しているとも言えます。（胃液には酵素が含まれているので厳密には違うが）

　酵素分解は主に微生物が作る酵素の力を利用して、短時間でタンパクを分解させたものです。

　塩酸分解法を使った場合、現在発癌性物質と疑われているクロロプロパノール類（3-モノクロロプロパン-1,2-ジオール(3-MCPD)）、1,3-ジクロロプロパノール (1,3-DCP)などが少量生成する場合があることが知られています。そのため、酵素分解法による製造法が徐々に増えていますが、コスト等の理由により塩酸分解法がいまでも主流になっています。

　タンパク加水分解物は、植物性の場合は「小麦」「大豆」、動物性の場合は「牛肉」「豚肉」「鶏肉」を原料としている可能性がありますので、食物アレルギーのある方は、注意する必要があります。