株式会社 微酸研は「微酸性電解水」の発明者が創業した会社です。

微酸性電解水(HOCL)とは

微酸性電解水とは

【 はじめに 】

微酸性電解水とは、何かと問題のある次亜塩素酸ソーダに代わる殺菌剤として、微酸研の創始者が発明したものです。
次亜塩素酸ソーダは最も大量に消費されている殺菌剤で、日本では年間100万トン、世界では数千万トンが生産され消費されています。幅広い微生物に効果が有り、残留性が低いことや、漂白、酸化分解などの作用があること、あるいは安価であること等がその理由と思われます。
しかし、この次亜塩素酸ソーダには以前から少ながらず問題があることが指摘されています。それらの問題点は次のようなものです。

【 次亜塩素酸ナトリウムの問題点 】
1. トリハロメタンを生成する

次亜塩素酸ソーダが有機物と混じるとトリハロメタンと呼ばれる有害物を生成することが確認されています。トリハロメタンにはいくつかの種類がありますが、有名なクロロホルムもその1つです。クロロホルムには発癌性があるということも複数の学者から発表されています。次亜塩素酸ソーダ液で野菜や魚肉などを殺菌した場合や、汚れた河川水を水道水用に処理した場合等にトリハロメタンは生成されます。だから、一部の先進国では食品生産での使用を規制しているところもあります。

2. 塩素酸を生成したり、臭素酸を含んでいる

塩素酸は次亜塩素酸ソーダを保管している間に、次亜塩素酸ソーダが分解して生成します。温度が高い時や濃度が高い時により発生しやすいことが知られています。また、臭素酸は、原料である食塩に含まれている臭素化合物から生成されるもので、どちらも有害であることが分かっています。だから、水道法では上限値が決められていますが、それを守るために、原料の食塩を精製したり、流通する時の濃度を低くしたり、流通やストックするときに冷蔵するなどの努力がされています。しかし、そのために価格が高くなってしまうわけです。

3. 食品に臭いが着いたり、食感を悪くしたり

通常、器具を殺菌したり、食品を殺菌する目的には50〜200ppmと比較的高濃度で使用されています。そのために、食品に塩素臭が着いたり、生野菜などの歯触りが悪くなったりします。時々食品に臭いや味が残ったままで出荷されて食品事故を起こすこともあります。また、濯ぐために大量の水を使い、資源の浪費にもなります。

4. そのほかの問題

その他、素手で作業すると手荒れを起こしたり、工場の排水処理場に流れ込んで排水処理の微生物まで殺してしまったり、プールや温泉で使うと塩素臭が嫌われたり、間違って原液と酸を混ぜて塩素発生事故になったり等々数えたらきりがないほどです。

さらにその他の殺菌剤にも色々と問題があり、広範囲な利用の妨げになっています。殺菌剤の比較表 >>

左図は塩素剤(塩素ガス、次亜塩素酸ソーダ、晒し粉等々)の溶液のpH(酸アルカリ指標)をいろいろ変えた時、含まれる物質の比率を示しています。含まれる物質は分子状次亜塩素酸(HOCl)、単体塩素(Cl2),次亜塩素酸イオン(OCl−)の3つです。

pHが小さくなる(酸性)と黄緑の線で表した単体塩素の比率が高くなり、逆にpHが大きくなる(アルカリ性)と紫の線で表した次亜塩素酸イオンの比率が高くなります。青の線の分子状次亜塩素酸はその中間で比率が高くなります。実質的な安定した殺菌効果は分子状次亜塩素酸によってもたらされます。それに比べ次亜塩素酸イオンは遥かに殺菌効果が低く、単体塩素はガス化するため不安定です。最も耐性の高い枯草菌の芽胞で殺菌力を測定した結果を黒線で示していますがpH5〜6が最も強力であることが分かります。

トリハロメタンはアルカリ性(pH7以上)で発生します。殺菌水の使用中にかき混ぜることも多くなりますが、pH4以下になると塩素ガスが空中に出てきます。

食品添加物に指定されています微酸性電解水(微酸性次亜塩素酸水)はpH5以上6.5以下で、上の図の空色の部分ですが、色々な問題点を回避した最適範囲が選ばれていることがお分かり頂けると思います。

つまり、微酸性電解水とは殺菌力の強い分子状次亜塩素酸を安定状態で含んだ殺菌剤です。もちろん上に説明しました次亜塩素酸ソーダの欠点はほとんどが解消されていますし、次亜塩素酸ソーダより広範囲の微生物に効果があり、欠点が少ない分さらに広範囲の用途に使用可能です。低い濃度で使用され有害物の生成も抑えられていますので、今後次亜塩素酸ソーダに代わって微酸性電解水が利用されることになるとエコロジーへの影響も軽減されることになります。

【 微酸性電解水の構造とエネルギーの交換について 】

微酸性電解水の殺菌効果の本体は分子状次亜塩素酸ですが、それは分子状次亜塩素酸の強力な酸化力によります。分子状次亜塩素酸による酸化作用は含まれる塩素によって行われていると考えられがちですが、実は直接作用しているのは活性の高い酸素です。塩素はその酸素にエネルギーを与える働きで、サッカーでいえばアシスト役です。ゴールを決めているのはあくまでも酸素です。右に示した模式図でエネルギーのやり取りを説明します。

原料の希塩酸には塩素イオンCl-が含まれていますが、電解によって塩素イオンは電子を奪われ、不安定になり、取り敢えずより安定な単体塩素Cl2となります。単体塩素はすぐに周りの水と反応し分子状次亜塩素酸に変わります(生成プロセス)。分子状次亜塩素酸は分子内に電子が不足した状態ですので周りから電子を奪い取ろうとします。そこに微生物等のように電子を奪いやすい物があるとすぐに電子を奪い、分子状次亜塩素酸は酸素を放出し電解前の塩素イオンに戻ります。つまり、電解で分子内に蓄えたエネルギーを使って微生物等から電子を奪うわけです。電解で奪われた電子を微生物から奪うとも言えます。

前の図での説明に出てきました次亜塩素酸イオンが分子状次亜塩素酸に比べて極めて殺菌力が低い理由は詳細には分かりませんが、次のように想像されます。

  • 次亜塩素酸イオンは分子状次亜塩素酸から水素が外れた状態ですので、その分電子の不足状態が緩和されて、他から電子を奪う力が落ちている。
  • 細胞膜は原則としてイオンを通さないので、その分効果が低くなる。
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