脂肪酸と石けんの特性値：硬さ・洗浄力・泡立ちの数値の意味

石けんにとって油脂が意味を持つのは、その油脂が含む脂肪酸を通してだけです。それぞれの脂肪酸が何をするか、そして計算ツールが脂肪酸から五つの特性値をどう作るかを知れば、レシピをひと目で読み取れ、数値が意味を失うところもわかります。

大部分を決める二つの性質

石けん作りに使う脂肪酸は、二つの点で違います。鎖の長さ（最も重要なものでは炭素12から18）と、持っている二重結合の数（ゼロから三つ）です。ひまし油のリシノール酸は、鎖の中ほどにヒドロキシ基があるという三つ目の特徴を持っています。

鎖の長さの影響は、それぞれのナトリウム石けんの溶けやすさに表れます。クラフト点と呼ばれる温度より下では、石けんはほとんど溶けません。それより上では、石けんはミセルを作って泡立ちます。飽和脂肪酸のナトリウム石けんでは、クラフト点は鎖が長くなるにつれて急に上がります。ラウリン酸塩（C12）は約25 °C、ミリスチン酸塩（C14）は45 °C、パルミチン酸塩（C16）は60 °C、ステアリン酸塩（C18）は71 °Cです。そのため温かいお湯で洗うとき、ラウリン酸塩はすぐに溶けて、すばやく立つ大きな泡と強い脱脂力を生みます。一方、ステアリン酸塩はほとんど溶けません。これが石けんを長持ちさせ、ブレンドの中では、ゆっくり立つきめ細かくクリーミーな泡を加えます。

天然のふつうの形の二重結合は鎖を折り曲げ、曲がった鎖はすき間なく結晶に詰まることができません。そのため、オレイン酸ナトリウムは、同じ長さの飽和の石けんであるステアリン酸ナトリウムよりはるかに溶けやすく、マイルドでぬるりとした感触になります。オレイン酸ナトリウムの多い石けんは、水分が抜けるまでやわらかいままです。二重結合が一つ増えるごとに石けんはさらにやわらかくなり、後の節で説明するように、酸敗も早くなります。

実際の石けんは常に混合物で、混合物は単純な平均にはなりません。Unileverの研究者は、石けん化学者が「石けん職人の共晶」と呼ぶラウリン酸ナトリウムとオレイン酸ナトリウムの混合物を測定し、ほぼ半々のところでクラフト点が15 °Cを超えて下がることを見いだしました。混ぜることはマイルドさにも関係します。純粋なラウリン酸ナトリウムは、繰り返し行う開放型の曝露試験で、ほとんどの被験者の皮膚に刺激を与えました。著者らは、刺激の少ない鎖長の混合物である通常の石けんを、この結果で判断することはできないと注意しています。

八つの脂肪酸の早見表

範囲は、コーデックス規格と、各油脂のページに挙げたほかの一次資料によるものです。シアバターはAkihisa et al.（2010）によります。

ほかに二つの脂肪酸にも触れておきます。ココナッツオイルの5〜10%はカプリル酸（C8）、5〜8%はカプリン酸（C10）で、それらの石けんはさらに溶けやすいのですが、特性値はこれらをどこにも数えません。

Watsonは泡の違いを端的に述べています。ココナッツオイルとパーム核油からはふんわりした大きな泡が、オリーブオイルのような油からはより密で安定した泡が立ちます。

五つの数値の作り方

特性値は、ブレンド中の脂肪酸の割合をそのまま足したものです。ブレンドの脂肪酸の割合は、各油脂の組成を、油脂全体に占めるその油脂の割合で重み付けしたものです。

• 硬さ = ラウリン酸 + ミリスチン酸 + パルミチン酸 + ステアリン酸
• 洗浄力 = ラウリン酸 + ミリスチン酸
• コンディショニング = オレイン酸 + リノール酸 + リノレン酸 + リシノール酸
• 泡立ち = ラウリン酸 + ミリスチン酸 + リシノール酸
• クリーミーな泡 = パルミチン酸 + ステアリン酸 + リシノール酸

40/30/30の石けんでは、ブレンドはラウリン酸14.8%、ミリスチン酸6.1%、パルミチン酸21.2%、ステアリン酸3.4%、オレイン酸41.9%、リノール酸8.6%、リノレン酸0.3%です。硬さは14.8 + 6.1 + 21.2 + 3.4で、計算ツールはこれを45に丸めます。洗浄力と泡立ちはどちらも21、コンディショニングは51、クリーミーな泡は25です。当サイトのオリーブ・ココナッツ・パームの定番石けんは、ココナッツオイルのうち5%をひまし油に替えており、これで泡立ちとクリーミーな泡が洗浄力を上回ります。

式をもう一度見ると、五つの名前は、四つの合計を組み合わせを変えて並べたものだとわかります。ラウリン酸とミリスチン酸の組、パルミチン酸とステアリン酸の組、リシノール酸、そしてC18の不飽和脂肪酸です。硬さとコンディショニングがほぼ鏡像の関係にあるのは、両者を合わせると、たいていの油脂のほぼすべての脂肪酸を数えることになるからです。40/30/30の石けんでは両者の合計は96で、足りない数%は慣例が無視している脂肪酸です。推奨範囲も同じことを二度言っています。硬さ29〜54とコンディショニング44〜69は、どちらの端でも合計が98になります。泡立ちは洗浄力にリシノール酸を足したものなので、ひまし油がなければ両者は同じ値です。五つの特性のバランスを取ることは、実際には三つの割合、つまりラウリン酸の組、パルミチン酸とステアリン酸の組、残りの不飽和脂肪酸のバランスを取ることで、ひまし油はその脇にあります。

慣例には、何を数えるかについての死角もあります。ココナッツオイルの14%を占めるカプリル酸とカプリン酸は、どこにも数えられません。マカデミアナッツオイルの五分の一を占めるパルミトレイン酸（C16:1）も、メドウフォームオイルとホホバオイルに含まれる炭素数20と22の脂肪酸も同じです。当サイトはγ-リノレン酸とザクロの共役脂肪酸をコンディショニングに加えており、そのことを独自の拡張として計算式のページに明記しています。

範囲の由来

一般的な範囲は、硬さ29〜54、洗浄力12〜22、コンディショニング44〜69、泡立ち14〜46、クリーミーな泡16〜48で、ほかにヨウ素価41〜70とINS値136〜165が並びます。これは、趣味の苛性ソーダ計算ツールが2000年代半ばから共有してきた慣例です。その裏付けとなる公表された研究を、当サイトは知りません。これらの範囲は、人気のある複数の油脂を使ったレシピがどこに位置していたかを表すもので、なじみのある領域の地図としては役に立ちますが、その外にあるものを判定する基準としては不向きです。

いちばんはっきりした証拠は、どの計算ツールよりも古い石けんです。オリーブオイルだけの石けんは、硬さ17、洗浄力0、コンディショニング82、泡立ち0、クリーミーな泡17、ヨウ素価85、INS値106で、七つの範囲のうち六つから外れます。それでも、カスティーリャ、マルセイユ、アレッポの石けんのようなオリーブオイルの石けんは、何世紀にもわたって地中海沿岸で作られてきましたし、よく熟成したカスティール石けんは、硬く、長持ちし、マイルドな石けんです。数値が外れる理由は単純です。硬さは飽和脂肪酸だけを数え、水分と時間を無視します。オレイン酸ナトリウムは固形の石けんで、六週間の時点ではやわらかくぬるりとしたカスティール石けんも、長く熟成すれば硬くなります。洗浄力0は、ラウリン酸もミリスチン酸もないと言っているだけで、オリーブオイルの石けんは十分に汚れを落とします。泡立ち0は、ゆっくりとしか立たず、高く盛り上がらない泡を表していて、カスティール石けんはまさにそのように泡立ちます。

自分に合う石けんがあるなら、その数値のほうが表よりよい指針になります。Makerプランのアカウントなら、計算ツールは、うまくいったレシピから取り込んだ目標値を保存し、一般的な範囲の代わりにその目標値を基準に新しいレシピを判定できます。

飽和、不飽和、そして酸敗する脂肪酸

二重結合は酸素が油脂を攻撃する場所で、最も弱いのは二つの二重結合にはさまれた炭素です。この炭素の水素は外れやすいからです。オレイン酸にはそうした炭素がなく、リノール酸には一つ、リノレン酸には二つあります。古典的な測定では、二重結合が一つ増えるごとに酸化速度は少なくとも二倍になり（Holman and Elmer, 1947）、後の研究では、酸化のされやすさがこのはさまれた炭素の数に応じて高まることがわかりました（Cosgrove et al., 1987）。オレイン酸の多い石けんは長持ちし、リノール酸とリノレン酸の多い石けんは、酸敗臭やオレンジスポットが出やすい種類の石けんです。

慣例はこの三つをすべてコンディショニングに数えるので、レシピは、日持ちを最も縮めやすい脂肪酸そのものでコンディショニングの数値を上げられてしまいます。ヘンプシードオイルと亜麻仁油はコンディショニングが高い一方、石けん作りの棚にある油脂の中でも最も安定性の低い部類に入ります。特性の欄は警告してくれません。警告してくれるのはヨウ素価と、リノール酸とリノレン酸の合計です。

リシノール酸は例外です。ひまし油の85〜92%はリシノール酸で、その石けんは非常に溶けやすいため、Failorは透明石けんでひまし油を一部溶剤のように扱っています。固形石けんの中では、リシノール酸はほかの石けんの泡を支えます。また、一度に三つの特性に数えられる唯一の脂肪酸なので、ひまし油を5%入れると、コンディショニング、泡立ち、クリーミーな泡がそれぞれ約四ポイント上がります。多すぎるとやわらかくべたつく石けんになるため、ほとんどのレシピはひまし油を5〜10%にとどめています。

数値に見えないもの

五つの特性は油脂の脂肪酸組成を読み取るだけで、ほかのものは何も見ていません。次のものは見えません。

• スーパーファット。コンディショニングの一、二ポイントよりはるかに大きく、石けんの使用感を変えます。
• 水分と熟成。使う日に石けんがどれだけ硬いかを決めます。
• 不鹸化物。たとえばシアバターに数%含まれるステロールやトリテルペンアルコールです。
• 添加物。泡立ちを高める砂糖から、クレイや塩まで。
• 慣例の外にある脂肪酸、そして安定したオレイン酸の鎖ともろいリノレン酸の鎖の違い。

数値は、ほかの点では似ているレシピをすばやく比べる方法として使ってください。もともとそのために作られたものです。

脂肪酸から設計する：計算例

パーム油を使わない普段使いの石けんを作りたいとします。洗浄力はほどほど、硬さはパーム油の石けん並み、ひまし油で泡を少し足し、日持ちをよくするために多価不飽和脂肪酸は少なめにします。脂肪酸ごとに組み立てていきます。

1. 洗浄力はラウリン酸系の油脂から。ココナッツオイルはラウリン酸とミリスチン酸が合わせて68%なので、ココナッツオイル25%で洗浄力は17になり、一般的な範囲のちょうど中ほどです。
2. 硬さはパルミチン酸とステアリン酸から。シアバターはパルミチン酸とステアリン酸が合わせて45%なので、シアバター20%で9ポイント加わります。オリーブオイル40%で6.6、ココナッツオイルで3.0、残りで約1が加わります。洗浄力からの17と合わせると、硬さは37になります。
3. 泡はひまし油から。ひまし油5%でリシノール酸が4.4%加わり、泡立ちは21に、クリーミーな泡は24に上がります。
4. 残りはオレイン酸の多い油脂で。オリーブオイルとハイオレイックひまわり油で残りの50%を埋めると、リノール酸は7.8%、リノレン酸はほぼゼロに抑えられ、ヨウ素価は59に保たれます。

これが当サイトのパーム不使用の定番石けんです。オリーブオイル40%、ココナッツオイル25%、シアバター20%、ハイオレイックひまわり油10%、ひまし油5%。計算ツールの値は硬さ37、洗浄力17、コンディショニング60、泡立ち21、クリーミーな泡24、ヨウ素価59、INS値145で、スーパーファット5%なら油脂1000 gに水酸化ナトリウム138.5 gです。計算ツールは、脂肪酸からは見えないことも示します。これらの油脂の公表された鹸化価の範囲を考えると、5%のスーパーファットは、実際には2.1%から8.0%のどこにでもなりえます。当サイトのはじめて作るパーム不使用の石けんはその簡単な仲間で、オリーブオイル60%、ココナッツオイル25%、シアバター10%、ひまし油5%で、硬さ35、洗浄力17です。

レシピ設計のガイドは、同じ考え方で三つの完全なレシピを組み立てています。候補を比べるときは、オイルの比較で最大六つの組成を並べて見られます。