現 在 微 量 元 素 の 生 体 へ の 影 響 に つ い て は 多 く の 報 告 が さ れ て お り 、 必 須 性 、 生 理 作 用 、有 害 性 が 明 ら か に さ れ つ つ あ る 。今 後 、微 量 元 素 と ヒ ト の 健 康 と の 関 係 が 注 目 さ れ 、現 在 の 研 究 レ ベ ル で は 明 ら か に さ れ て い な い 超 微 量 元 素 の 生 理 作 用 に つ い て も 明 ら か に な っ て い く こ と が 予 想 さ れ る 。本 論 文 で は ホ ウ ロ ウ 製 鍋 、ス テ ン レ ス 製 鍋 、ア ル ミ ニ ウ ム 製 鍋 の 3 種 の 材 質 の 調 理 用 金 属 製 鍋 に つ い て 、水 、酢 酸 、沸 騰 お よ び 傷 つ け 処 理 に よ っ て 溶 出 さ れ る 15 種 微 量 元 素(B、
Al、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Se、Mo、Cd、Sb、Pb お よ び U) を 分 析 し 、 溶 出 さ れ た 元 素 に つ い て 既 存 の 文 献 を 用 い て 健 康 へ の 影 響 を 検 討 し た 。
本 研 究 に お い て 、 試 験 溶 液 中 15 種 微 量 元 素 の 測 定 に 使 用 し た ICP-MS は 従 来 の 原 子 吸 光 分 光 法 や ICP 発 光 分 析 法 な ど の 光 学 的 な 分 析 法 に か わ る 微 量 元 素 の 分 析 法 と し て 普 及 し つ つ あ る 2 5)。 元 素 の 高 感 度 分 析 を 特 徴 と し て お り 、 多 元 素 同 時 分 析 が 可 能 で あ る 。 そ の た め 、 本 研 究 で は 試 験 溶 液 中 に 極 低 濃 度
(ppt レ ベ ル ) 含 有 さ れ て い る 微 量 元 素 が 検 出 で き 、 顔 料 成 分 や 不 純 物 と 思 わ れ る 微 量 元 素 の 溶 出 を 見 る こ と が で き た 。
ホ ウ ロ ウ 製 鍋 に つ い て 、15 元 素 中 、B、Al、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb、 Pb お よ び U が 超 純 水 処 理 と 比 較 し て 酢 酸 を 用 い た 処 理 に よ り 溶 出 増 加 を 示 し た 。 そ の う ち 、Al、Zn、Sb、Pb は PIXE 分 析 に よ り 鍋 表 面 の 原 料 中 に 含 ま れ て い る こ と が 明 ら か に な り 、本 研 究 で 用 い た ホ ウ ロ ウ 製 鍋( 象 牙 色 )の ホ ウ ロ ウ 釉 薬 中 に 白 色 お よ び 褐 色 の 顔 料 成 分 と し て 混 合 さ れ て い た 元 素 が 溶 出 し た と 考 え ら れ た 。 溶 出 増 加 が 見 ら れ た が 原 料 分 析 に よ り 検 出 さ れ な か っ た B、
Mn、Ni、Cu、As、Cd お よ び U は 、本 研 究 に お け る PIXE分 析 で は 検 出 限 界 以 下 で あ っ た と 考 え ら れ 、実 際 に は 極 微 量 で は あ る が ホ ウ ロ ウ 釉 薬 の 成 分 や 不 純 物 な ど と し て 含 ま れ て お り 、そ れ ぞ れ の 処 理 に よ っ て 溶 出 し た も の 推 察 さ れ る 。 本 研 究 で 用 い た ホ ウ ロ ウ 製 鍋 の 下 地 金 属 で あ る Fe の 濃 度 は 酢 酸 お よ び 酢 酸 ・
容 器 包 装 の 規 格 基 準 」 に ホ ウ ロ ウ 引 き 器 具 に つ い て Cd と Pb の 溶 出 基 準 が 設 け ら れ て い る が 、 本 研 究 に お け る 各 処 理 水 中 の Cd お よ び Pb の 濃 度 は 基 準 値 内 で あ っ た 。ホ ウ ロ ウ 製 鍋 は 耐 食 性 が あ り 、他 の 金 属 製 鍋 に は な い 釉 薬 の 特 性 を 生 か し た 美 し さ が あ る こ と か ら 好 ま れ て い る 。特 に 若 い 女 性 か ら 好 ま れ る こ と も 多 く 、乳 児 の 離 乳 食 作 り に 使 わ れ て い る こ と も あ る 。本 研 究 で 用 い た 鍋 は 象 牙 色 で あ っ た が 、さ ま ざ ま な 色 の 鍋 が 販 売 さ れ て お り 、鮮 や か な 絵 柄 が 描 か れ て い る も の も あ る 。そ の 場 合 、顔 料 と し て 用 い ら れ て い る 元 素 は 本 研 究 と 異 な り 、 そ の 元 素 が 溶 出 す る 可 能 性 が あ る と 考 え ら れ る 。 本 研 究 で 溶 出 さ れ た 15 元 素 は 、 低 濃 度 ま た は 極 低 濃 度 で あ り 、 既 存 の 知 見 を 踏 ま え る と 、 通 常 の 調 理 で の 使 用 条 件 で は 元 素 の 溶 出 に よ る 健 康 影 響 が 生 じ る お そ れ は 尐 な い と 考 え ら れ る 。ホ ウ ロ ウ 製 鍋 は 衝 撃 を 受 け る と 表 面 が 破 損 し や す く 、破 損 し た 部 分 か ら 元 素 が 溶 出 す る 可 能 性 が あ る た め 、破 損 し た も の は 使 用 し な い 方 が よ い か も 知 れ な い 。 破 損 し た 場 合 に つ い て の 溶 出 試 験 は 今 後 の 課 題 と す る 。
ス テ ン レ ス 製 鍋 に つ い て は 、 ス テ ン レ ス 合 金 の 原 料 で あ る Fe、Cr、Ni が 酢 酸 を 用 い た 処 理 に よ り 高 い 濃 度 で 溶 出 し た こ と か ら 、鍋 の 材 質 が 酸 に よ っ て 溶 出 し た と 考 え ら れ た 。特 に 原 料 成 分 中 74% を 占 め る Fe に つ い て は 他 の 元 素 に 比 べ 最 も 高 濃 度 に 溶 出 し た 。原 料 以 外 の 元 素 に つ い て は 極 低 濃 度 の 溶 出 で あ っ た 。ス テ ン レ ス 製 鍋 は 保 温 性 が 高 く 、丈 夫 で 錆 び に く く 手 入 れ が し や す い た め 、 多 く の 家 庭 で 多 用 さ れ て い る 。 本 研 究 で 検 出 さ れ た 15 元 素 は 、 低 濃 度 ま た は 極 低 濃 度 で あ り 、既 存 の 知 見 を 踏 ま え る と 、通 常 の 調 理 で の 使 用 条 件 で は 元 素 の 溶 出 に よ る 健 康 影 響 が 生 じ る お そ れ は 尐 な い と 考 え ら れ る 。
ア ル ミ ニ ウ ム 製 鍋 に つ い て は 、15 元 素 中 、鍋 の 主 原 料 で あ る Al が 全 て の 処 理 条 件 に お い て 最 も 高 濃 度 で 溶 出 し 、酢 酸・沸 騰 処 理 水 に お い て は 、体 重 50kg の 者 が 約 7mL/日 摂 取 し た 場 合 JECFA が 定 め て い る 暫 定 的 週 間 耐 用 摂 取 量 (1 mg/kg/週 ) と 同 等 に な る こ と が 明 ら か に な っ た 。 現 在 ま で Al の 必 須 性 に つ い て は 証 明 さ れ て お ら ず 欠 乏 症 は な い と さ れ て い る が 、過 剰 症 は 複 数 知 ら れ て い る 。ア ル ミ ニ ウ ム 製 鍋 は 熱 伝 導 率 が 良 く 、軽 い こ と か ら 、扱 い や す い 鍋 と し て 広 く 使 用 さ れ て い る 。一 般 に ア ル ミ ニ ウ ム 製 鍋 は 酸 性 下 で 使 用 し な い よ う 注 意
が 促 さ れ て い る が 、こ の こ と が 理 解 さ れ て い な い 場 合 、酢 な ど の 酸 性 溶 液 と 接 触 し 、 溶 出 す る 高 濃 度 の Al を 取 り 込 む 可 能 性 が あ る 。 本 研 究 の 結 果 か ら 、 取 扱 い 上 の 注 意 、特 に ア ル ミ ニ ウ ム 製 鍋 の 酸 性 下 で の 使 用 は 避 け る な ど の 周 知 を 徹 底 す る こ と が 重 要 で あ る と 考 え ら れ た 。通 常 の 調 理 で の 使 用 条 件 で は ,元 素 の 溶 出 に よ る 健 康 影 響 が 生 じ る お そ れ は 尐 な い こ と が 示 さ れ た が 、ヒ ト に お け る Al の 代 謝 は 十 分 に 解 明 さ れ て お ら ず 、 腎 機 能 に 障 害 の あ る 者 や 、 排 泄 機 能 が 完 成 し て い な い 乳 児 で は 、 体 内 に Al が 蓄 積 す る 傾 向 が あ る の で 酸 性 下 で は 使 用 し な い よ う 注 意 が 必 要 で あ る 。
本 研 究 で 用 い た 3 種 の 金 属 製 鍋 か ら 溶 出 さ れ た 微 量 元 素 は 、総 体 的 に 超 純 水 処 理 よ り も 酢 酸 を 用 い た 処 理 に よ り 高 い 濃 度 で 溶 出 す る 傾 向 が 見 ら れ た 。そ の 中 で 統 計 学 的 に 有 意 で な か っ た 点 に つ い て は 、サ ン プ ル 数 が 尐 な か っ た こ と な ど に よ る と 考 え ら れ る が 、今 回 、十 分 に 明 ら か に す る こ と が で き ず 、今 後 の 課 題 と し て 残 さ れ た 。ま た 、本 研 究 に 用 い た 全 て の 鍋 に お い て 、傷 つ け 処 理 に よ る 元 素 溶 出 増 加 は 見 ら れ な か っ た 。本 研 究 の 傷 つ け 処 理 に よ り 元 素 が 溶 出 す る こ と は な か っ た が 、さ ら な る 傷 つ け 処 理 を 行 っ た 場 合 や 鍋 が 破 損 し た り 錆 び た 場 合 の 影 響 に 関 し て は 今 後 の 課 題 と し た 。
本 研 究 で は 高 感 度 分 析 を 特 徴 と し て い る ICP-MS を 用 い た こ と に よ り 、極 低 濃 度 含 有 し て い る 元 素 が 測 定 で き た 。こ れ ら の 溶 出 元 素 は 、原 料 の 不 純 物 な ど で あ る と 推 察 で き る が 、そ の 由 来 を 明 ら か に す る た め に は 当 該 鍋 の 原 料 の 純 度 、 製 造 工 程 、流 通 、販 売 に お け る 環 境 調 査 も 含 め た 詳 細 な 検 討 が 必 要 で あ る と 考 え ら れ た 。
現 在 、体 を 構 成 す る 微 量 元 素 の 重 要 性 が 認 識 さ れ る よ う に な り 、生 理 作 用 や 元 素 と 健 康 、疾 病 と の 関 連 に つ い て の 研 究 が 行 わ れ て い る 。生 命 元 素 に 関 す る 研 究 は 、対 象 が 微 量 で あ り か つ 元 素 の 種 類 も 多 く 、さ ら に 体 内 で の 働 き が 多 彩 で あ る た め 困 難 と さ れ て き た が 、近 年 次 々 と 新 し い 報 告 が な さ れ て い る 。今 後 、 超 微 量 元 素 の 生 理 作 用 、慢 性 影 響 、複 合 摂 取 に よ る 影 響 が 明 ら か に さ れ て い く
り 、多 種 の 微 量 元 素 の 溶 出 に つ い て も 着 目 さ れ て い る 。WHO と FAO に よ り 設 置 さ れ て い る コ ー デ ッ ク ス 委 員 会 で は 、現 在 設 定 さ れ て い る Cd と Pb 以 外 の 多 種 の 微 量 元 素 に つ い て も 、規 格 基 準 の 設 定 に 向 け て 動 き 出 し て い る と こ ろ で あ る 。 そ の 中 で 、本 研 究 は 衛 生 学 お よ び 予 防 医 学 に 立 脚 し た 研 究 で あ り 、得 ら れ た デ ー タ は 、安 全 性 の 検 討 の た め の 基 礎 的 な 資 料 と し て 要 求 さ れ て い る 情 報 と し て 寄 与 で き る も の で あ り 、 有 用 な デ ー タ で あ る と 考 え ら れ る 。
謝 辞
本 論 文 の 執 筆 に あ た り 、終 始 御 指 導 、御 教 授 賜 り ま し た 和 洋 女 子 大 学 大 学 院 総 合 生 活 研 究 科 教 授 後 藤 政 幸 先 生 、筑 波 大 学 名 誉 教 授 加 納 克 己 先 生 に 衷 心 よ り 厚 く 御 礼 申 し 上 げ ま す 。
本 論 文 の 執 筆 に あ た り 、御 校 閲 、御 指 導 賜 り ま し た 和 洋 女 子 大 学 大 学 院 総 合 生 活 研 究 科 教 授 鬘 谷 要 先 生 、 教 授 古 畑 公 先 生 、 教 授 松 本 光 先 生 、 女 子 栄 養 大 学 大 学 院 教 授 川 井 英 雄 先 生 に 厚 く 御 礼 申 し 上 げ ま す 。
本 研 究 の 遂 行 に あ た り 、試 料 の 原 料 分 析 に つ い て 御 協 力 下 さ り 御 指 導 賜 り ま し た 独 立 行 政 法 人 放 射 線 医 学 総 合 研 究 所 及 川 将 一 先 生 、 武 田 ( 本 間 ) 志 乃 先 生 に 感 謝 の 意 を 表 し ま す 。
ま た 、多 く の 励 ま し の お 言 葉 を く だ さ い ま し た 和 洋 女 子 大 学 大 学 院 総 合 生 活 研 究 科 の 皆 様 、和 洋 女 子 大 学 家 政 学 群 健 康 栄 養 学 類 の 先 生 方 、助 手・実 験 助 手 の 皆 様 に 心 よ り 感 謝 申 し 上 げ ま す 。
最 後 に 、い つ も 温 か く 見 守 り 応 援 し て く れ た 家 族 、友 人 の 皆 様 に 心 よ り 感 謝 致 し ま す 。
参考 文 献
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2) 桜 井 弘 . 生 命 元 素 事 典 . 東 京 : オ ー ム 社 ,2006;2-4.
3)糸 川 嘉 則 .ミ ネ ラ ル の 事 典 .東 京:朝 倉 書 店,2004;2-4, 18-21, 100, 220-399.
4)Martyn CN, Barker DJ, Osmond C, Harris EC, Edwardson JA, Lacey RF. Geographical relation between Alzheimer’s disease and aluminum in drinking water.The Lancet 1989;1:59-62.
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