油脂とは、日常使っているオイル全般を指し、液状の油と室温で固まっている脂を含めて油脂といいます。材料は、大豆油、パーム油、菜種油などが産出量が多いです。オリーブオイルやローレル油などはヨーロッパで古くから使われていて石鹸の材料としても有名です。石油や石炭も元は植物や動物の死骸が土の中で炭状になったものと言われています。石油石炭を精製して作るオイルも菜種油の油も同じ化学の構造をしています。それでも、菜種は、日光を浴びて1年のうちに再生できる油で比べ、石油石炭は過去の数億年という長い年月の日光を浴びた動植物の油を一瞬のうちに使ってしまうという違いもあります。油はどんなものでも未精製の不純物が混ざります。不純物や微量成分といいます。石油・石炭由来の油には、そうした不純物に不安が残ります。オリーブ油のような再生可能な植物油の微量成分には、いい香りや、肌へのいい効果などが期待できるものもあるといわれており、重用されています。2-4)プランテーションパーム油などは植物油の中でも1年に12回も収穫できて生産量も多い再生可能エネルギーの代表のような油です。それはマレーシアやインドネシアといった東南アジアの熱帯雨林を切り開いてプランテーションという単一品種だけを栽培する巨大な農園を生み出しました。そのプランテーションによって地球温暖化は加速されてしまいました。地元の農民の生活も必ずしも裕福になったわけではありません。欧米先進国の都合を東南アジアなどに押しつけている側面もあるのです。3)健康と環境3-1)油脂と健康さて、この油を健康との関連でとらえると、三大栄養素、Pタンパク質、F脂肪、C糖質のバランスです。アメリカやフランスなどの食生活では脂肪を取りすぎですし、ベトナムやタイでは、糖質の取りすぎのように思えます。日本の食生活こそが、タンパク質、脂肪、糖質のバランスが優れているといえると思います。石鹸に話に戻って環境との関連を考えます。石鹸は油汚れを落とすので、生活に欠かせない化学薬品です。その石鹸を含んだ水は、河川に流れ込んだ後、微生物による生分解を経て元の水に戻ります。微生物が石鹸を食べて、分解してくれるのです。石鹸LASというものが以前が多かったです。合成石鹸で、分子の形が枝分かれせずに直線的な石鹸でした。それは、グラフでは、生分解されるのに時間がかかっていることがわかります。これも枝分かれした合成石鹸にすることで改善されました。天然成分の石鹸はずいぶん生分解されやすくて環境によさそうに見えます。これも数字のマジックで、同じ量が溶けていたときには石鹸が分解されやすいのは確かですが、石鹸は泡立ちにくく、たくさん使ってしまいます。水に溶かして使われることが多いです。石鹸の分子は一般的には図のように水に溶けやすい部分と油に溶けやすい部分がくっついた分子構造をしています。水に溶けやすい部分にはナトリウムがあります。油と仲良しの部分は元々油に由来する構造で、炭素が12から20個程度連なった構造をしています。炭素が長いと油と仲良くて、短いと水に溶けやすい性質になります。石鹸の洗浄力は、これらのバランスの上に成り立っています。石鹸や洗剤は、使用量をできるだけ少なくすることがもっとも大切なことです。石鹸の使用量を少なくするためには、考えるべき点が水の側にあります。石鹸を使って泡立ちやすい水か、泡立ちにくい水というのがあります。それらは水のなかの微量ミネラルつまり、水のなかのマグネシウムやカルシウムの量が、国や地域によって異なるのです。それを水の硬度というのです。図は、ミネラルウォーターを軟水から硬水の順に並べたものです。ヨーロッパ、特にアルプスの水は硬水です。石鹸はナトリウムが水に溶けやすいので、泡だって洗浄力を持ちます。水のなかにマグネシウムやカルシウムが多いと、それらと石鹸が結合して、泡立たない石鹸カス、金属石鹸ができてしまいます。これらは石鹸の使用感を落とします。泡立ちが落ちるので、使用量が増えてしまいます。それを防ぐのが、キレート剤という薬品です。EDTA(エデト酸)と呼ばれるキレート剤がその代表です。キレートとはカニにハサミを意味して、マグネシウムやカルシウムを図のようにキレート剤の内部に捕まえる働きをします。そのおかげで石鹸が泡立ちが大幅に改善されます。微量の使用にとどめるのがいいと思います。3-6)ヨーロッパの硬水ヨーロッパの硬水では日本と同じ石鹸では泡立ちが悪くて使えないことが多いです。日本ではナトリウムを含む固体石鹸が一般的ですが、ヨーロッパではナトリウムの代わりにカリウムを含む液体石鹸が一般的のようです。カリウム液体石鹸は、日本でもメロン状の丸い容器などに入って公共トイレの洗い場などに使われています。あの液状石鹸なら、硬水でも汚れを落とせるのです。4)まとめこれまでの石鹸と環境の話をまとめると、石鹸は合成でも天然でも河川環境によくない。少ない石鹸量で洗うことが大事。生産過程の環境も考慮することが大事だと私は思います。石鹸に使うのにいい油の条件を考えると、大量に安く手に入る、肌に優しい、生分解しやすい、といった条件があることがわかります。環境と健康にいい油脂とはなんなのか?現在の世界の動植物油脂の生産量は8000万トン弱だそうです。大豆、パームがそのうち50%を占めています。それらは、主に食料に使われています。工業用にも使われています。石鹸と化学(なごや環境大学)1)石鹸とは?石鹸の5000年以上前のレシピがあるそうです。羊の肉を焼いたときに脂と木の灰と水から偶然出来た石鹸を、レシピとして完成させて作るようになった伝説があります。1-1)歴史ヨーロッパ、特にオリーブオイルの産出するフランスや地中海側で、石鹸を作る文化が18世紀まで続いていました。衣服などの洗濯に使われてきました。日本では、戦国時代以前から「湯あみ」の文化があって、お湯で体を洗っていました。その時は、石鹸は使われていませんでした。ヨーロッパから伝わって、大名に献上されてはいましたが、一般庶民は軽石で体を洗っていました。兵隊が使う石鹸が大量に必要になるが、天然材料では、足りずに、ドイツの石炭化学産業の発展とともに合成洗剤が発明されました。1-4)直鎖アルキル生分解のされにくい分枝アルキル油脂を含む合成洗剤が問題となり、生分解されやすい直鎖アルキル油脂に改良されました。1-5)無リンリンを含む洗剤は、富栄養化が進みヘドロや赤潮を引き起こしました。リンが、植物の栄養になりますが、過剰に川に流れ込むと、プランクトンが異常に繁殖して魚が住めなくなる現象が起こりました。そこでリンを含まない無リン洗剤が開発されました。洗剤の改良のなかで、服の汚れがタンパク質であることに注目して、タンパク質汚れを分解する酵素を配合した石鹸が発売されました。現在も、洗剤の主流になっています。その後、合成洗剤のコンパクト化が進み、少ない量で同じ量の洗濯ができるようになりました。リンは無リン洗剤などの対策が進んでいます。工業的には、無害化してから排水や、有害成分を回収して外部へ排出しないリサイクル化が進んでいます。農業では、窒素・カリウム・リン肥料の使用や農薬の使用によって排水が水質汚染の原因になっています。私たちが当事者である生活排水に関しては、台所からのものが一番多く、次にし尿、風呂、洗濯が続きます。その中で、食品自体を廃棄・洗浄することによる汚れが目立ちます。食べ残ししない、安易に水に流さない、食器を洗う際には汚れをふき取ってから洗い始めるという工夫ができます。洗剤類の汚れは12%程と見積もられています。これは、洗剤を使いすぎないことが大事です。水に対して使う適量を守ることです。洗剤の中では、成分に気を付けることで、環境に対する負荷を下げることも出来ます。油脂から作る石鹸は脂肪酸(カルボン酸の一種)を材料にしています。それに対して合成洗剤では、スルホン酸を材料にしているものが多くあります。スルホン酸は、中性洗剤で肌には優しいのですが、環境には負荷が高いと言われています。割弱が業務用洗浄としてクリーニング、厨房や車両洗浄などであって、家庭の台所用洗剤にはほとんど使われなくなっています。スルホン酸は、硫酸を利用して合成する酸の一種です。硫酸という強い酸と苛性ソードという強いアルカリが反応しているので、アルカリにならずに、中性になります。硬水中でも石鹸カスを作りません。カルボン酸は、通常の油脂に由来しています。脂肪酸は、カルボン酸の一種で強アルカリと反応するとアルカリ性の石鹸ができます。石鹸の材料は、オイルと苛性ソーダと水です。苛性ソーダは強アルカリの代表です。苛性ソーダは肌や粘膜に対する刺激が激しい薬品で、目に入ると失明するので注意します。目に入ったら大量の水で洗い流して、すぐに眼科医にかかります。3-2)鹼化とは油脂と苛性ソーダが反応して石鹸をつくる反応を鹼化といいます。石鹸と副産物としてグリセリンも生成されます。石鹸のできる量は時間と共に大きくなります。ある一定の時間まではゆっくりと進み、急に鹼化が進んで固まります。通常は、1時間程度で粘度が上がって、24時間程度で固まっていきます。最後はゆっくりと反応が終了していきます。空気中の炭酸ガスによる苛性ソーダの中和などが必要なため、手作り石鹸では通常1,2か月の熟成が必要です。4)アルカリ4-1)酸とアルカリ水の性質のうち、酸っぱい味のするものを酸と言います。リンゴやレモンのクエン酸などが代表です。有機酸以外には、胃液や塩酸、硫酸などがあります。それらは、水の水素濃度が高いものを舌が酸っぱいと認識しているのだと分かりました。そのため、酸とは水の水素濃度を高くするものとされています。アルカリは、灰などヌルヌルしたもので、酸の働きを打ち消すものです。酸素の濃度を下げる働きをするものです。酸・アルカリを水素濃度で測った値をpHといいます。pH=7が中性の水です。水素が非常に少ない状態(―14乗の濃度)をpH14と言います。pHが1違うと10倍の水素濃度の違いがあります。油と水が混ざり合わないのは、水には極性があるからです。極性とは、水の分子が電気的に偏りを持っていることと関係があります。油脂は電気的な偏りがないために水に混ざりません。電気的な偏りの大きな分子は水に溶けやすいです。金属の陽イオンとそれと結合する陰イオンが水に溶けます。4-2)水酸化ナトリウム水酸化ナトリウムは、アルカリの代表です。苛性ソーダは水に非常に多く溶けます。似たようなナトリウム塩の食塩、重曹などと比較しても、3倍以上溶けることが分かります。これが、水酸化ナトリウムの極性の強さです。重曹はアルカリ性ですが、極性が弱く水に溶けにくいため、石鹸作りに使えません。食塩は、極性は大きく水に溶けますが、中性のため石鹸は出来ません。苛性ソーダ、重曹、食塩は互いに合成する材料となることができます。工業的には、苛性ソーダは食塩水を電気分解することで作っています。植物色素の多くは、酸アルカリの変化によって色が変わります。植物色素の代表であるアントシアニンは、赤キャベツやハイビスカスに含まれます。アントシアニンは酸性では赤、アルカリ性では青と色が変わる性質があり、それを利用してpHを測る指示薬に使われます。食紅として知られる「紅麹」もアルカリによって少し、変色します。赤い石鹸は不自然な色だと言えます。一般的にアントシアニン系の鮮やかな色はアルカリ側では変色します。いった色の特性は色素のpHに対する反応の結果だと言えます。