光の進化～ロウソクからLED、そして次世代へ～ #発明 #歴史 #科学

◁◁目次▶▶

◆「明かり」の”新境地”、LED◆

◆第一世代の明かり、ロウソク◆

◆第二世代の明かり、白熱電球◆

◆第三世代の明かり、蛍光灯◆

◆LEDの起源◆

◆LEDの仕組み、用途◆

◆青色LEDの開発◆

◆青色LEDの低コスト化◆

◆白色LEDの進化◆

◆◆「明かり」の"新境地"、LED◆◆

LED（発光ダイオード）は、

第一世代のロウソク、第二世代の白熱電球、

第三世代の蛍光灯に続く、

第四世代の明かりと言われています。

◆◆第一世代の明かり、ロウソク◆◆

明かりの歴史は、紀元前に発明されたロウソ

クに遡ります。この第一世代の明かりである

ロウソクの時代は、19世紀まで続きました。

★ロウソクの原理★

①先端にある芯に火を灯す

②炎の熱で周囲の蝋が融解して溜まる

③毛細管現象により液体の蝋が芯を伝わって

　吸い上げられる

➃芯に吸い上げられた蝋が炎の周りで空気を

　取り込み、高温ガスとなって燃焼する

この一連のサイクルが継続することで燃え続

けることができるのです。

★ロウソクの原理に関する代表的な著作★

『ロウソクの科学』／マイケル・ファラデー

光源の明るさの単位のカンデラ（燭光）は、

元々特定の規格のロウソクの明るさを基準と

して決められた単位です。

また、ロウソクの炎には内炎・外炎・炎心の

構造があることも特徴です。

◆◆第二世代の明かり、白熱電球◆◆

19世紀、エジソンにより第二世代の明かり、

白熱電球が発明されます。

白熱電球の特徴は、文字通り「白熱」するこ

とで、これは、フィラメントとして用いる金

属のタングステンWに電気抵抗が生じること

で、摩擦熱(約2000～3000℃)と光が発生する

ことによります。

このとき高温によりフィラメントが蒸発して

しまうことを抑えるために、不活性ガスであ

る、アルゴンArと窒素Nの混合ガスを電球内

に封入しています。

これにより、長寿命化を叶える混合ガスです

が、一方デメリットである、熱伝導や対流に

よる熱損失を防ぐために、熱の逃げ場を狭め

る二重コイルの構造になっています。又はア

ルゴンに比べ原子が大きく熱伝導率の低いク

リプトンKrガスを用いる電球もあります。

◆◆第三世代の明かり、蛍光灯◆◆

20世紀になって発明された蛍光灯は第三世代

の明かりです。

蛍光灯は、内壁に蛍光体(アパタイト／燐灰

石(ここではリン酸カルシウム化合物を意味す

る)の1種であるフッ素アパタイトにアンチモ

ンSbイオン、マンガンMnイオンが賦活体とし

て微量ドープ(注入)した、ハロリン酸カルシウ

ム(Ca,Sb,Mn)10(PO4)6(F,Cl)2)を塗布したガラ

ス管とその両端に付いているフィラメント(タ

ングステンW製)によって構成されています。

両端にフィラメントに電流が流れると、電圧

が加わり、一方から他方のフィラメントへ熱

電子が放出されます(熱電子放出)。この熱電子

が、蒸発して気体となっている水銀Hg電子に

衝突します。これにより水銀電子は紫外線を

放出し、これが蛍光体に接触することで可視

光に変わるのです。

◆◆LEDの起源◆◆

発明以来、今日まで目覚ましい進歩を遂げて

いるLED。21世紀になって普及し始めたLEDは

、最近になって登場した印象ですが、実はLE

Dの歴史はそれ程新しいものではありません。

今から100年以上前の1906年、英国の科学者

ヘンリー・ジョセフ・ラウンドは、炭化ケイ

素(SiC)の塊に電流を流すと黄色く発光するこ

とを確認しました。

これが、LEDの起源とされています。1962年

には、米ゼネラル・エレクトリックのニック

・ホロニアック氏が赤色LEDを発明しました

。彼は「LED発明の父」と呼ばれており、196

3年には「発光ダイオードがトーマス・エジソ

ンの電球を置き換えるだろう」と予言してい

ます。

◆◆LEDの仕組み、用途◆◆

様々な色で発光するLEDですが、これらの歴

史を辿ると、1962年に赤色が誕生し、その後

1972年に黄色、1985年に桃色、1993年に青色

、1995年に緑色、1997年白色のLEDが誕生し

ます。

LEDの特徴は大きく3つ、

①自身で能動的にエネルギーを増幅させる能

動素子である。

②一定方向にのみ電流を流すダイオードであ

る(アノードに電源の＋極、カソードに電源の

－極を繋いだときのみ電流が流れる)。

③半導体で作られた電子回路の構成要素(半導

体素子)である半導体ダイオードである。

ということです。

LEDの発光原理はエレクトロルミネセンス(EL)

効果という言葉で説明されます。

半導体中で、空間により電荷に力が与えられ

る(電界が印加される)ことにより自然放出によ

る発光現象(ルミネセンス)のことです。

※電界強度(電場の強さ)はＥという記号で表さ

れ、Ｅ＝電位差V÷距離ｄという式が成り立ち

ます。ELには注入型ELと真正ELに区別され、L

EDは注入型EL(電界によって電子と正孔(真正

半導体ならば電子で満たされているべき価電

子帯の電子が不足し、空洞が出来ている状態

で、相対的には正の電荷を持つように見える)

が注入されることで再結合が起こり発光に繋

がるもの)です。

これらLEDを利用して各種照明に役立てる「LE

D照明」。この歴史は、1990年代初頭、自動

車用ランプに用いられ始めたことに端を発し

ます。その後、携帯電話のライト、家具、医

療用照明と、活用の幅が拡大していきました。

◆◆青色LEDの開発◆◆

カラー表示のための光の三原色である青色

LEDの開発は、カラーディスプレイの開発そ

のものにおいて非常に画期的な開発でした。

LEDで白色、あるいはフルカラーを発光させ

るのにも、青色LEDが必要でした。この青色

LEDの開発には、多くの日本人が貢献しまし

た。1985年に赤崎勇氏と天野浩氏が青色LED

に必要な窒化ガリウム(GaN)の単結晶化に成

功し、1989年に青色LEDを開発しました。従

来の蛍光灯に用いられてきた、環境負荷の大

きい水銀Hgが不要という点、省エネで高効

率という点により、革新的な開発でした。

現在のLEDにつながる高輝度青色LEDの量産技

術は、中村修二氏によって1993年に開発され

ました。1995年以降、日亜化学工業により、

青色LEDと黄色蛍光体(YAG:Ce)の組み合わせ

により白色LEDが開発されましたが、白色と

言っても青みがかっていた為に、照明器具用

途としては普及しませんでした。この課題を

解決すべく検討されてきたのが、青色LEDに

よって励起可能な硫化物蛍光体(緑＝SrGa2S4

:Eu、赤＝CaS:Eu)を用いることでしたが、安

定性が課題となり実用化には至りませんでし

た。

◆◆青色LEDの低コスト化◆◆

2004年になると、東北大学の川崎雅司氏ら

の研究チームが酸化亜鉛(ZnO)を用いた青色

LEDの開発に成功しました。これは青色LED

の再発明とも言われる画期的な開発でした。

それまで使われていた窒化ガリウムは高コ

ストが課題だったのでその改善案として大

きな期待が持たれたのです。

◆◆白色LEDの進化◆◆

それまでの白色LEDにおいて課題であった、

青、黄のみによる発色には不自然な所があり

、実用性が今一つだという点については、改

善案として、RGB蛍光体(赤、青、緑蛍光体)

を紫LEDに組み合わせる方法が提唱されまし

た。しかし既存の蛍光体に紫光を当てても発

色効率が悪く、より高い発光強度の蛍光体が

待ち望まれていました。

2000年代より、NIMS(国立研究開発法人物質

・材料研究機構)のサイアロングループにより

、酸窒化物及び窒化物(共有結合性が高く、安

全性が高い)系蛍光体が開発され始めました。

シリコンSiやアルミニウムAlを含む酸窒化物

セラミックス(サイアロン焼結体)の研究を進

めていた同グループ。サイアロン焼結体を製

造する際、反応を促進するためにカルシウム

CaやイットリウムYが添加されますが、これ

をEuやセリウムCeに置き換えることで蛍光

体を合成できるのではないかと考えたのです

。まず最初に合成に成功したのはサイアロン

の一種、αサイアロンにEuを添加した黄色蛍

光体でした。

その後、電気化学工業(現デンカ)との共同

開発の末、2007年に実用化を遂げた緑色蛍光

体です。サイアロンの一種、βサイアロンに

Euを添加することで合成に成功しました。そ

の後、同社協力の下、αサイアロンによる黄

色及び橙色蛍光体の実用化にも成功しました

。サイアロン蛍光体は、窒化ケイ素(Si3N4)、

窒化アルミニウム(AlN)、酸化ユウロピウム( 

Eu2O3)粉末を混合させ、窒化ホウ素(BN)製の

坩堝に入れ、窒素中10hPa、1900℃で反応さ

せ、作製に至りました。合成された粉末(サイ

アロン焼結体)、がホスト結晶となり、そこに

発光中心Eu2+がドープされています。初めて

の実用化を遂げた窒化物セラミックス、それ

が、2008年、三菱化学との共同開発により赤

色蛍光体が実用化されました。その名もCAS

N蛍光体(CaAlSiN3:Eu)です。酸化物中では紫

外線によって励起され青色を発光する性質が

知られていたEu。これが窒化物(CaAlSiN3)中

において、青色の光によって励起され赤色を

発光することを発見したのです。

また同グループは2006年、白色LED向けの新

たな青色蛍光体を合成、窒化ケイ素(Si3N4)、

窒化アルミニウム(AlN)、酸化ランタン(La2O

3)、酸化セリウム(CeO2)粉末を混合させ、B

N製の坩堝に入れ、窒素中10hPa、1900℃で

反応させての作製に成功しました。合成した

粉末はCeを含む酸窒化物結晶です。

【AFCアジアカップ】日本がバーレーンに勝利し、ベスト8入り！！準々決勝はイランと激突！

1/31（水）、AFCアジアカップ決勝トーナメントで、

日本がバーレーンに3-1で勝利し、ベスト8に歩を進めました！

次なるは準々決勝！

相手はイラン

2/3（土）20:30キックオフです！

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★目次★

◆その他ベスト8進出チームの試合予定

◆日本vsバーレーンの主要な展開（前半）

◆日本vsバーレーンの主要な展開（後半）

◆日本vsバーレーンの感想

◆イランとの対戦について

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その他ベスト8進出チームの試合予定

・ヨルダンvsタジキスタン　2/2（金）20:30キックオフ

・オーストラリアvs韓国　2/3（土）0:30キックオフ

・カタールvsウズベキスタン　2/4（日）0:30キックオフ

日本vsバーレーンの主要な展開（前半）

まず見せ場を作ったのは日本。

前半9分、

MF久保建英選手（レアル・ソシエダ所属）

がCKを放ち、

これに

FW上田綺世選手（フェイエノールト所属）

がヘディングを合わせます。

しかし惜しくも、

GKイブラヒム・ルトファラ選手

にセーブされます。

続いてはバーレーンによるシュート。

前半28分、

FWアリ・マダン選手

がエリア外からミドルシュートを放ちます。

しかしこれを

GKの鈴木彩艶選手（シント・トロイデン所属）

がしっかりキャッチ。

手堅いプレーで失点を防ぎます。

続くは日本による先制点の奪取！

前半31分、

MFの遠藤航選手（リヴァプール所属）

がアシストし、

DFの毎熊晟矢選手（セレッソ大阪所属）

がエリア外から鮮烈なミドルシュート！

これがポストに弾かれるのですが、このこぼれ球に

MFの堂安律選手（フライブルグ所属）

が冷静に反応、

ゴール前に走り込み、隙を突いてしっかり得点！見事な連携です！

続いてはまたも日本のシュート。

前半38分、久保選手のパス

から、

MF守田英正選手（スポルティング所属）

のワンタッチ、

そして

左サイドMF中村敬斗（スタッド・ランス所属）

にボールが渡ると、

上手く切り返して左足シュート

を放ちますが、外れてしまいます。

日本vsバーレーンの主要な展開（後半）

そして後半1分、久保選手がFKを打つことになるのですが、

これにフリーだった、

DF板倉滉選手（ボルシアMG）

が見事にヘディングを合わせます！

しかし好プレーながら惜しくも外れてしまいます。

続くは後半4分、久保選手がプレスによりボールを奪い、

上田選手にパスを出すのですが

これに相手陣も反応。

しかしここに中村選手も走り込みます。

最終的に久保選手が相手選手の死角に回り込み、

こぼれ球を奪いそのままシュート！

これが決まり、日本の追加点となります！

ここでこの一連の流れを、審判がオフサイドと判定。

一時得点が無効となる危機に瀕しますが、

VAR判定の結果、オフサイド判定は覆り、有効な点となります。

続く後半15分、毎熊選手が縦のロングパスを出すと

これに上田選手がワンタッチでセンタリング、

これを受けた守田選手が身を反転させ、

左から上がってきた中村選手にパス、

中村選手はこれを受け、勢いそのままシュート！

これも決まるのですが、

上田選手のワンタッチに対しオフサイド判定が出てしまい、無効に。

続いては後半18分、バーレーンのCKの局面。

MFカミル・アルアスワド選手

によって左CKが放たれると、

DFサイード・バケル選手

が後方に位置取り、

上手くヘディングを合わせます。

ところがこれを鈴木選手がパンチングし、

ナイスセーブと思いきや、頭上高く上がったボールを

鈴木選手と上田選手が触ろうとして選手同士衝突してしまい、

ボールがゴール内に流れる形でオウンゴールとなってしまい、

バーレーンへの得点を許してしまいます。

続いては後半26分、

MF南野拓実選手（モナコ所属）

が右から攻め上がり、

追いかけてきた相手選手を躱し、上田選手へパス。

前方でボールを受けた上田選手は、

さらに相手の守備を躱し、右からシュート！

これが見事に決まり、日本は追加点！

3点目を奪います。

さらに後半39分、

FWマフディ・フマイダン選手

が右からクロスを上げます。

これを、

DF町田浩樹選手（ユニオン・サン・ジロワーズ所属）

が綺麗にパスカット！

こうして跳ね返ったボールを、

MF三苫薫選手（ブライトン所属）

が受け、ドリブルで上げていき、3選手を華麗に抜きます！

そのまま、

MF浅野拓磨選手（ボーフム所属）

にパスを出しますが、

ここで浅野選手のトラップが流れ、

GKにボールが渡ってしまいます。

さらに延長2分、町田選手から三苫選手にパスが渡り、

後方から上がってきた、

DF中山雄太選手（ハダースフィールド所属）

にパス、

ここで中山選手は、

相手2選手間にスルーパスを出します。

これがうまくいき、

前方でボールを受け取った浅野選手は走りこんでシュート。

しかしこれをGKに阻まれます。

延長4分、

FWアブドゥラー・アルハサシュ選手

のパス

を遠藤選手がカットし、

これを浅野選手が受け、ドリブルで上がります。

ここから南野選手にパス、

これを南野選手が折り返し、

ここに三苫選手が合わせてシュートに持ち込もうとしますが

上手く合わずボールはコート外へ。

ここで試合終了のホイッスルが鳴らされました。

日本vsバーレーンの感想

かなり更なる可能性を残してくれる試合内容だったと思います！

SNSのコメント等でも多く見受けられたのですが、

毎熊選手であったり、上田選手のプレーは

かなり強行突破とも取れるものが多く、

大きく展開を動かすゲームチェンジャーとしての才覚が感じられました！

GKの鈴木選手に関しても、

アクシデントこそあったものの、

試合中相手から打たれたシュートにはほぼ完璧に反応出来ており、

動体視力の良さであったり勘の良さといった、

基礎スペックの高さを感じました！

さらに後半交代で入った三苫選手に関しても、

ドリブルで上がってくる際の安定感は世界屈指のものだと

確信させてくれるプレーであり、

様々な側面で今後のプレーへのワクワクが強まりました！

イランとの対戦について

次なる対戦相手はイランです。

イランとは、直接対決の戦績が6勝6敗と引き分けており、

前回のアジアカップでも準決勝という場で

当たっており、中々因縁あるチームのようです。

イランは今大会ここまで無敗で勝ち進んでおり、

強敵と言えるチームだと思います。

ただイランはここに来て大きなハンデを負ってしまいます。

今大会得点王となっていたメフディ・タレミ選手が

出場停止となってしまっているのです。

とは言え、他にも有力で

日本にとって要注意となる選手は一定数存在し、

攻撃陣主力となる

サルダル・アズムン選手は、

今大会ここまでに2得点、2アシストを挙げています。

中盤の主力と言える

サマン・ゴドス選手は、

今大会ここまで全ての試合に先発出場し、1アシストを挙げています。

さらに

ゴドス選手とサイード・エザトラヒ選手

のコンビネーションも

非常に協力で、

日本にとって脅威となることが予想されます。

また守護神、

アリレザ・ベイランバンド選手

も脅威と言えます。

この選手によるビッグセーブ連発により、

直前のvsシリア戦のPK戦を勝ち進んでいます。

このようなことからも、

戦績、実力含めかなり拮抗していると言え、

試合展開の予想としては、多くのメディアで

延長、PK等にもつれる可能性が示唆されています。

東芝で世界初の新型電池を開発！！レアメタル不使用、超急速充電可能、これまでの常識を一変させる電池。その名も”LNMO電池”

日本の大手電機メーカー、東芝により

世界の常識を一変させる新型電池が開発されました！

その名も”LNMO電池”

何の事だかさっぱり・・・って感じの名前ですね。笑

これはL（リチウム）、N（ニッケル）、M（マンガン）、O（酸素）

の4元素の頭文字を取ったもので、これらの物質を電池の正極に用いているそうです。

綺麗にアルファベット順になっていてどこか遊び心を感じます。

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◆◆目次◆◆

○二次電池の歴史①鉛蓄電池

○二次電池の歴史②ニカド電池

○二次電池の歴史③ニッケル水素電池、リチウムイオン電池

○新型のリチウムイオン電池、LNMO電池！

○LNMO電池の開発に関する業界の動向

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★二次電池の歴史①鉛蓄電池★

充電し繰り返し使用可能という特長を持つ「二次電池」

今回開発されたLNMO電池も、この二次電池に該当するのですが、

この二次電池の歴史は、

1859年フランスのプランテ氏の発明した「鉛蓄電池」に端を発します。

鉛蓄電池は、正極（陰極）に酸化鉛PbO2、負極（陽極）に鉛Pb、電解液として希硫酸H2SO4が用いられます。（下図は放電時の大まかな流れです）

この鉛蓄電池は

・重量が重い

・電解液が強酸のため、破損時の危険性が高い

・電極として用いる鉛の、廃棄時の環境負荷が大きい

といった課題がありました。

★二次電池の歴史②ニカド電池★

1899年スウェーデンのユングナー氏によって次なる二次電池「ニカド電池」

が発明されます。

「ニッケルカドミウム電池」を略した「ニカド電池」は、

正極（陰極）にオキシ水酸ニッケルNiOOH、負極（陽極）にカドミウムCd、電解液に水酸化カリウムKOHが用いられます。（下図は放電時の大まかな流れです）

このニカド電池は、鉛蓄電池と比較すると、

・電極の溶解、析出が無いため電極への負荷が少ない

・耐久力が上がり、破損のリスクが小さくなり、長時間使用しても性能が落ちにくくなった

といったメリットがありましたが、一方

・自然放電率が高く、電力の維持率が低い

・電極として用いるカドミウムの、廃棄時の環境負荷が大きい

といった課題がありました。

★二次電池の歴史③ニッケル水素電池、リチウムイオン電池★

1990年日本で、これらの課題を解消すべく誕生したのが「ニッケル水素電池」でした。

ニッケル水素電池は、正極（陰極）にオキシ水酸ニッケルNiOOH、負極（陽極）に水素吸蔵合金MH（Mg）、電解液に水酸化カリウムKOHが用いられます。（下図は放電時の大まかな流れです。）

このニッケル水素電池は、ニカド電池と比較すると、

・自然放電率が低く、電力の維持率が高い

・電極として用いる水素吸蔵合金（MH）は、廃棄時の環境負荷が小さい

という所で、課題を克服することに成功しており、また

・低コスト

・耐久力が高く、破損のリスクが小さく、長時間使用しても性能が落ちにくい

といったメリットも相まって、現在

・デジタルカメラ

・モバイルバッテリー

・電動工具

・電動自転車のバッテリー

などで使用されています。

ニッケル水素電池と同様、現在広く流通している二次電池である

リチウムイオン電池ですが、その研究、開発、実用化までの歴史は非常に長く、

1980年イギリスのグッドイナフ氏とその助手の水島氏によって、

正極としてコバルト酸リチウムLiCoO2

を用いる仕組みを発見したことに端を発します。

1985年日本の吉野彰氏によって負極として炭素系の物質

を用いる仕組みが発見されました。（この功績が讃えられ、吉野氏は2019年ノーベル化学賞受賞）

1990年商品化に至りました。

現在使われているリチウムイオン電池は、

正極（陰極）が

いくつかのリチウムイオン含有遷移金属酸化物

（コバルト酸リチウムLiCoO2、ニッケル酸リチウムLiNiO2、マンガン酸リチウムLiMn2O4、リン酸鉄リチウムLiFePO4、など）

によって構成されており、

負極（陽極）には炭素系物質が用いられます。

大半はグラファイト（黒鉛）が用いられますが、

一部、低結晶性のハードカーボンが用いられたりもします。

電解液には、

引火性有機溶媒

（炭酸ジメチルC3H6O3、炭酸ジエチルC5H10O3、炭酸エチレンC3H4O3、炭酸プロピレンC4H6O3、など）

が用いられます。（下図は放電時の大まかな流れです。）

このリチウムイオン電池は、他の二次電池と比較すると、

・高電圧、高電流が得られる

・軽量

・エネルギー効率が良く、急速充電が可能

・寿命が長い

といったメリットがあり、現在

・スマートフォン、タブレット

・電気自動車、ハイブリッド車のバッテリー

などで使用されています。

★新型のリチウムイオン電池、LNMO電池！★

そして2023年、日本の東芝で開発されたのが、LNMO電池です。

まず大きなメリットを挙げると、

従来のリチウムイオン電池に含まれていた、

レアメタルであるコバルトを使わず、

環境に対して低負荷、低コストな生産が可能だという点、

そして従来のリチウムイオン電池に比べ

圧倒的に高い電圧で作動させることができ、超急速充電が可能だという点です。

そしてこのLNMO電池の開発にあたり課題となったのが、

あまりに高い電圧で作動させるあまり、正極の金属が溶出してしまい、

それに伴い電解液が分解され有毒なガスを発生させてしまうという点です。

しかしこの課題も更なる技術開発により解消させたのです。

正極の金属の粒子表面をスピネル構造に改質させることによって、

金属の溶出量を低減させることに成功、

さらに、金属の溶出物は、負極表面でガス発生を促進していることを突き止め、

これにに対し、負極にニオブチタン酸化物を用いて、

負極表面で無害化させることに成功したのです。

↓　スピネル構造（複合金属酸化物の結晶構造の１つ）

（下図は放電時の大まかな流れです）

★LNMO電池の開発に関する業界の動向★

LNMO電池に関する研究・開発は、

大学、企業含め非常に多くの機関で取り組まれており、

正に大白熱の項目なのですが、

この開発に成功した東芝が決してこの分野に関して

大きな存在感を放っていた訳ではなかったのです。

その上、この東芝の開発は、その他多くの機関で取り組まれていた開発内容とは、

方針、観点そのものからマルっと異なるものでした。

高電圧の影響で正極の金属が溶出することで、

電解液が分解されガスが発生するという課題は多くの開発機関で同様のものでした。

そこで多くの機関は、

電解液をもっと別の物質に置き換えられないものかと考えていました。

そんな中各組織で見られたのが、

固体電解質を用いた「全固体電池」の開発でした。

しかしここで新たに生じていた課題が、

電極間をリチウムイオンが移動する際の移動抵抗が高まり、

電池としての出力が上がらなくなるというものでした。

これについては、研究機関で「超リチウムイオン伝導体」というものが

開発されたりしています。

実際これらは従来のリチウムイオン電池に用いられる電解液

のイオン伝導率を上回る数値を叩き出しています。

また従来の有機溶媒の引火性という点を見直そうと、

フッ素化合物を取り入れようという動きなども多くありました。

つまり、多くの研究者、開発者が求め、導出に至った道筋とは異なった、

ある意味で”型破り”で、目から鱗が落ちるような

道を辿った開発だった

というわけですね・・・

【食品添加物】安全？危険？ソルビット／ソルビトールについて、用途、性質、安全性についてまとめてみた！

今日、日本で販売される加工品・既製品において、

切っても切れない存在である、食品添加物。

その種類は非常に多く、現在使われているものは831品目にものぼり、

あまつさえ、聞き慣れない単語ばかりで、不安要素になっている、

そういった人は必見！

代表的なものの種類や性質、安全性について、まとめてみました！

今回はその中の1つ、ソルビット／ソルビトールについてです。

◆◆ソルビット／ソルビトールの役割◆◆

ソルビットとソルビトールはどちらも同じものです。

以下、ソルビトールで統一します。

ソルビトールの役割は、

・甘味を加える

・保湿する

・酸化を防止する

・吸熱する

といったものです。

使われている食品としては、

魚介加工品、味噌、醬油、ハム、ソーセージ、

などが挙げられます。

◆◆ソルビトールの構造・安全性◆◆

ソルビトールとは、

バラ科の植物の細胞内で、デンプンが輸送される際にブドウ糖を経てショ糖に変わる

過程で、ブドウ糖のアルデヒド基がヒドロキシメチル基に変わってアルコールとなった

ものである、糖アルコールの一種です。

 ↓ソルビット／ソルビトール（グルシトール）　　　　　　　↓ブドウ糖（グルコース）

                                                         

● 遺伝子組み換え作物による影響

● 糖尿病のリスク

● 神経障害のリスク

● まとめ

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● 遺伝子組み換え作物による影響

上記の通り、ソルビトールは天然に得られる添加物ではあるのですが、

近年、より幅広い食品に用いられるようになる中で、

より安くたくさんソルビトールを得るために、

とうもろこしやじゃがいものデンプンから人工的にソルビトールが合成されるように

なり、天然由来のものに比べてこちらが高い割合で使われています。

このとうもろこしやじゃがいもは、

遺伝子組み換え作物の可能性が高いです。

遺伝子組み換えによって及ぼされる被害については、

免疫疾患、不妊といった事例が

世界各地で報告されています。

 ●糖尿病のリスク

ソルビトールは、動物実験の結果、発がん性は無く、

この物質が原因となる死亡事例も無かったことから、

安全であると言われています。

ただ、糖分と同様、依存性が高く、

過剰摂取してしまう可能性が懸念されています。

砂糖に比べ、

単位当たりのカロリーや甘味が少ないソルビトールは、

この依存性に伴い、砂糖と比較したとき、同量の摂取による、

渇望感、もっと欲しいという感覚が強まってしまい、

より過剰摂取が起こってしまいやすいのです。

ソルビトールのような糖アルコールは、

砂糖に比べ血糖値が上がりにくいなどと言われますが、

それは単に、消化・吸収・代謝が、砂糖に比べて緩やかであるということであり、

つまり反応の仕方、作用の仕方は他の糖類と変わりは無く、

過剰摂取となってしまうと、

砂糖に比べ反応速度、代謝速度の遅いソルビトールは

より簡単に体内に過剰に蓄積してしまいます。

この結果、糖尿病のリスクは一層高まるということです。

● 神経障害のリスク

一部では、

『ソルビトールは血糖値が上がりにくく、糖尿病患者に良い甘味料』

という認識が共有されていることがありますが、

これは誤解であり、寧ろ最悪のケースを招いてしまいます。

体内では、余分なブドウ糖が多くなってしまうと

取り込まれるブドウ糖をソルビトールに変えていく反応が進行します。

つまり糖尿病の状態でソルビトールを体外から摂取していると、

体内にはものすごい勢いでソルビトールが増えてしまい、

この過剰な蓄積によって神経細胞に異常が起こり、

手足のしびれといった症状を引き起こします。

● まとめ

今後押さえておきたいのは、以下の2点、

・ソルビトールは決して健康的な甘味料というわけではない。

・ソルビトールは糖尿病患者に良い甘味料というわけではない。

ですね。

【食品添加物】安全？危険？人工甘味料、スクラロースについて、具体的な種類、用途、性質、安全性についてまとめてみた！

今日、日本で販売される加工品・既製品において、

切っても切れない存在である、食品添加物。

その種類は非常に多く、現在使われているものは831品目にものぼり、

あまつさえ、聞き慣れない単語ばかりで、不安要素になっている、

そういった人は必見！

代表的なものの種類や性質、安全性について、まとめてみました！

◆◆人工甘味料の役割◆◆

人工甘味料の役割は、

・糖の摂取により懸念される、カロリーの摂取過剰、血糖値の上昇、虫歯のリスク、

といったことを解消する

・腸内環境を整える

・生産コストを下げる

といったものです。

使われている食品としては、

ガム、清涼飲料水、スポーツドリンク、缶コーヒー、キャンディ、ドレッシング、

などが挙げられます。

◆◆スクラロースの安全性◆◆

---

● 元は農薬として開発されていた物質

● 消化・吸収における危険性

● 代謝における危険性

● スクラロース内の塩素基Clが体内に残留する危険性

● 肥満、糖尿病、心疾患のリスク

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● 元は農薬として開発されていた物質

1976年、天然の糖であるショ糖に化学装飾を加える実験が行われていました。

そういった開発の一つが、

毒性のある塩化物とショ糖溶液による農薬（殺虫剤）の開発でした。

その開発は、ほぼ成功間近にありました。

そして開発の最終段階で、

ある若い研究者が電話で教授から「testしろ」と言われたのを

「tasteしろ」と聞き間違え、その物質をなめてみたのです。

すると、その物質が「甘い」ということに気付き、

これを甘味料として開発するという方針に切り替わったのです。

正に「その瞬間は突然やってくる」という印象ですね。

ショ糖は別名スクロースで、

ブドウ糖（グルコース）と果糖（フルクトース）が脱水縮合したものです。

スクロースとスクラロースは、名前だけでなく構造も酷似しており、

違いは、化学基のうち、スクロースにおいてヒドロキシ基がある３ヶ所に、

スクラロースは塩素基があるというところです。

● 消化・吸収における危険性

スクラロースの消化・吸収のメカニズムに先立って、

スクロースの消化・吸収についてです。

２種類の単糖が脱水縮合してできいるものは、

加水分解により２種類の単糖に分解することができます。

この加水分解が、酵素によって小腸で行われます。

そこで出てきた２つの単糖、α‐グルコースとβ‐フルクトースは、

吸収され、代謝経路で利用されます。

ところが、スクラロースが同じ酵素により同じ要領で分解されたとしても、

化学基が異なるため、人体で利用できる、

グルコースやフルクトースのような物質は得られず、

こうしてできた物は「毒」として排出せざるを得なくなってきます。

しかし検査の結果、体内に取り込まれたスクラロースは

尿中に10～30％含まれていたことから、

血管に吸収されている可能性が高いのです。

というのも、尿が生成されるしくみは、

①毛細血管が集まる糸球体という器官から、ボーマンのうという器官に原尿がろ過され

る。

②原尿が尿細管を通り、その過程で水分や栄養分が周囲の毛細血管に再吸収される。

③水分・栄養分が再吸収され、できた尿が、尿管を通って膀胱へ行く。

というもので、尿に含まれるスクラロースは、

血管由来である可能性が非常に高いのです。

その他にも検査の結果、脳、肝臓、腎臓でもスクラロースは検出されており、

これらの器官へ移ったスクラロースも、血管由来である可能性が高いのです。

これらはさまざまな動物を対象とした検査の結果で、

日本食品化学研究振興財団によるものです。

● 代謝における危険性

また、同研究機関での検査結果で、

スクラロースの一部が代謝経路に回っている可能性も示唆されています。

スクラロースを投与した動物から、２つの未知の代謝産物が得られ、

解析の結果、これらはいずれも、スクラロースがアセチル化したものであり、

親油性であることが判ったのです。

さらに観察の結果、これらの代謝産物が脂肪組織から見つかったのです。

● スクラロース内の塩素基Clが体内に残留する危険性

スクラロースの構造に触れる前に、

動物実験やヒトへの実害で明らかな毒性が確認されている

ダイオキシン類について。

ダイオキシン類は以下に示すように、共通して

２つのベンゼン環にClが置換した構造を取ります。

そしてこれらには、殺虫効果があり、農薬として使用されています。

また共通して、脂肪組織に蓄積しやすいことが確認されています。

・Cによる環構造にClが付加した構造

・農薬という用途

・脂肪組織への蓄積

これらはいずれもスクラロース及びその代謝産物の特徴でもあります。

そしてダイオキシン類は共通して、ヒトや動物に対して、

発がん性、中毒症状、ホルモン分泌及び免疫機能への障害

を引き起こすことが確認されています。

ダイオキシン類とのあらゆる共通点が確認されるスクラロースに、

同様の作用をもたらす危険性が囁かれているのです。

● 肥満、糖尿病、心疾患のリスク

また、スクラロースの摂取により、

腸内細菌のはたらきが乱れる、血糖値が下がらなくなる

といったことが引き起こされ、

腸内細菌のはたらきが乱れることにより肥満を引き起こし、

血糖値が下がらなくことによりⅡ型糖尿病発症につながるおそれがあるのです。

さらにⅡ型糖尿病の症状から、心疾患も引き起こされてしまいます。

妊婦の場合、こうしたリスクは、胎児にも及んでしまう可能性があります。

【食品添加物】安全？危険？人工甘味料、アスパルテームについて、用途、性質、安全性について、まとめてみた！

今日、日本で販売される加工品・既製品において、

切っても切れない存在である、食品添加物。

その種類は非常に多く、現在使われているものは831品目にものぼり、

あまつさえ、聞き慣れない単語ばかりで、不安要素になっている、

そういった人は必見！

代表的なものの種類や性質、安全性について、まとめてみました！

◆◆人工甘味料の役割◆◆

人工甘味料の役割は、

・糖の摂取により懸念される、カロリーの摂取過剰、血糖値の上昇、虫歯のリスク、

といったことを解消する

・腸内環境を整える

・生産コストを下げる

といったものです。

使われている食品としては、

ガム、清涼飲料水、スポーツドリンク、缶コーヒー、キャンディ、ドレッシング、

などが挙げられます。

◆◆アスパルテームの安全性◆◆

人工甘味料として、現在日本で使用が認められている物は

全部で6種類あり、

これらの人工甘味料には、巷でもあらゆる危険性が囁かれています。

今回はその中のアスパルテームについて、解説したいと思います。

---

● 代謝性アシドーシスのリスク

● 白血病、リンパ腫のリスク

● 肥満、糖尿病、心疾患のリスク

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● 代謝性アシドーシスのリスク

アスパルテームは、

L-フェニルアラニン、L-アスパラギン酸、メタノール

が結合して出来ており、

接種すると体内でこれらが分解されて、小腸で吸収されます。

L-フェニルアラニン、L-アスパラギン酸は、天然由来のアミノ酸同様

栄養源として吸収されるのですが、

メタノールは酸化してギ酸となり、血液を酸化させて、

代謝性アシドーシスを引き起こしてしまいます。

食品添加物として使用される量ではこういった影響は無いと言われてはいますが

国によっては、一日許容摂取量（ADI）が定められており、

確実に安全だと言える可能性はかなり低いと思います。

● 白血病、リンパ腫のリスク

1981年、アスパルテームは、アメリカにおいて初めて食品添加物として

使用されることになったのですが、その前から今日に至るまで、

ラットによりアスパルテームの摂取がもたらす様々な影響についての

実験が行われており、その結果

ヒトがアスパルテームを摂取することで、白血病やリンパ腫を発症するリスク

があると主張する論文が多数出ており、

まだ明確に結論付けることは出来ないとなっているものの、

少なくともこういった可能性は100%否定できるものではなく、

危険性の一要素とみなされています。

● 肥満、糖尿病、心疾患のリスク

またアスパルテームの摂取により、

腸内細菌のはたらきが乱れる、血糖値が下がらなくなる

といったことが引き起こされ、

腸内細菌のはたらきが乱れることにより肥満を引き起こし、

血糖値が下がらなくことによりⅡ型糖尿病発症につながるおそれがあるのです。

さらにⅡ型糖尿病の症状から、心疾患も引き起こされてしまいます。

妊婦の場合、こうしたリスクは、胎児にも及んでしまう可能性があります。

こうした可能性は、マウスによる実験から示唆されるものです。

【食品添加物】安全？危険？デキストリンについて、具体的な種類、用途、性質、安全性について、まとめてみた！

今日、日本で販売される加工品・既製品において、

切っても切れない存在である、食品添加物。

その種類は非常に多く、現在使われているものは831品目にものぼり、

あまつさえ、聞き慣れない単語ばかりで、不安要素になっている、

そういった人は必見！

代表的なものの種類や性質、安全性について、まとめてみました！

今回はその中の1つ、デキストリンについてです。

◆◆デキストリンの役割◆◆

デキストリンの役割は、

・とろみをつける

・粉末を溶けやすくする

・ツヤや照りを出す

といったものです。

使われている食品としては、

カップスープの粉末、スナック菓子、スポーツ飲料、タレ、ドレッシング、

などが挙げられます。

◆◆デキストリンの具体的な種類と安全性◆◆

「デキストリン」という表示が表すものには、

「デキストリン」と「難消化性デキストリン」の２種類があります。

いずれも共通して、じゃがいもやとうもろこしのでんぷんから得られる、

植物性の天然由来の物質です。

しかし、この「でんぷん」には「糖質」と「食物繊維」の

２種類の栄養素が含まれており、

酵素によって分解される過程で生じる、糖質の総称を「デキストリン」

酵素によって分解されず残る、食物繊維を「難消化性デキストリン」

と言います。

どちらも、植物性の天然由来の物質ということで、基本的には安全と言えます。

しかし、原料となるじゃがいもやとうもろこしが、

遺伝子組換え作物である場合、

施された遺伝子組換えによる、あらゆる影響が懸念され、

安全とは言い切れません。

また、食物繊維である難消化性デキストリンは、

血糖値の上昇を防ぐ、腸内環境を整える、

といった、健康面へのメリットもあり、

健康食品（サプリメント、粉末、ドリンク）にもよく用いられます。

ただ過剰な接種には注意が必要で、

それによってお腹が緩くなり、下痢を引き起こす可能性もあります。