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髪の専門家が語る、髪の毛のお役立ち情報
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髪の毛は弱酸性で、弱酸性の状態が良いと、なぜ言われるのか?

「髪や肌は弱酸性なので、弱酸性のモノがいい」という話をよく聞きます。

これは髪や肌が弱酸性というのが理由の一つです。ですが、こちらの記事のように pH を測るには水分が必要です。

肌表面も髪も、見た感じでは測れそうな水分はありません。では、どうやって測っているのでしょうか?

お肌は、その表面にある汗と皮脂が混ざった皮脂膜から測れます。つまりお肌の pH とは、皮膚表面の皮脂の pH です。

では髪はどこから測定できるかと言えば、髪が水でぬれたときにある表面や内部の水分の pH です。この値が弱酸性なのです。

ですが、髪の場合、それだけで「弱酸性が良い」と言っている訳ではありません。もう少し深くて興味深い話があるのです。

それは「髪にふくまれた水分が、どうして弱酸性になるのか?」という事にも関わってきます。

今回はそういった、髪の弱酸性についての話です。

、記事を修正)

この記事の目次

「髪は弱酸性が良い」の理由

髪は弱酸性が良いと言われる理由を理解するためには、まず、アミノ酸の説明をしたいと思います。

アミノ酸とはタンパク質を組成している成分。ものすごく簡単に言えばタンパク質は、アミノ酸がいっぱい結合して出来ています。

そして髪も、細胞レベルで見れば、大半がケラチンというタンパク質の集合体。そのケラチンタンパク質もアミノ酸で出来ています。

アミノ基とカルボキシル基

アミノ酸とは何か? 簡単に言えばアミノ基とカルボキシル基を持っている有機化合物です。

今回の話で注目するものは「アミノ基」と「カルボキシル基」。

この2つは水の中では簡単に言いますとカチオン(陽イオン)アニオン(陰イオン)といったイオンにそれぞれなります。

もう少し詳しくまとめますと

  • アミノ基――水素イオン(H+)を受け取り陽イオンになる
  • カルボキシル基――水素イオン(H+)を放出し陰イオンになる

という風になります。

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酸性アミノ酸と塩基性アミノ酸

アミノ酸にはアミノ基とカルボキシル基を持つのが特徴です。

そしてアミノ酸は1種類だけでなく多くの種類があります。

その種類を分ける違いとは、アミノ基とカルボキシル基以外に、くっ付いている分子です。

この分子はタンパク質では側鎖と呼ばれる部分です。この分子の違いによって親水性・疎水性、塩基性・酸性といったアミノ酸の性質が異なります。

この内、側鎖にカルボキシル基をふくむ物を酸性アミノ酸と言います。

そして、側鎖にアミノ基をふくむ物を塩基性アミノ酸と言います。

酸性アミノ酸は、アスパラギン酸・グルタミン酸といったアミノ酸で、側鎖にカルボキシル基を持ちます。

塩基性アミノ酸は、アルギニン・リジン・ヒスチジンなどのアミノ酸で、側鎖にアミノ基を持っています。

酸性アミノ酸は、ひとつ多いカルボキシル基が水素イオン(H+)を放出して増やすため、水溶液が酸性側に傾きます

塩基性アミノ酸は、ひとつ多いアミノ基が水素イオン(H+)を受け取ることで水溶液中の水素イオンの数が減り、アルカリ(塩基)性側に傾きます

pH(水素イオン指数)は水溶液中の水素イオンの量によって変わりますので、その数(濃度)が増えたり減ったりすると、水溶液の pH は酸性側やアルカリ性側に移動します。

※関連記事:「髪は弱酸性」というけど、弱酸性やアルカリ性を表す pH(水素イオン指数)って、そもそも何? - 髪の毛のお話し
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等電点

このような陽イオンと陰イオンという2つの極性を持つアミノ酸は、水中ではちょっと特殊な事が起きます。

アミノ酸が水溶液中にあるときアミノ酸はイオン化するのですが。

そのとき陽イオンと陰イオン、そして陽イオン(+)と陰イオン(-)のどちらも持つ双性イオンという、3つのイオンの状態になります。

3つのイオンは同じ水溶液中に存在し、その間では水素イオン(H+)と水酸化物イオン(H+)が相互に移動し、下のような平衡状態になります。

 陽イオン ⇄ 双性イオン ⇄ 陰イオン

この状態は特徴がありまして、水溶液の pH が変わればイオンの総量は変わらないが、陽イオン・双性イオン・陰イオンそれぞれの割合が変わります

簡単に言えば、酸性に傾けば陽イオンになるアミノ酸が増え、アルカリ(塩基)性に傾けば陰イオンになるアミノ酸になる数が増えます。

そして、この割合を全体的にみて、陽イオンと陰イオンの数が同じ――つまりプラスとマイナスの電荷の総量が 0 になる pH を等電点と言います。

簡単な例ですが、先ほどの酸性アミノ酸の場合、カルボキシル基が多くくっついています。

このカルボキシル基が余分にある分、電荷の総量が 0 の等電点になるには、陽イオンに必要な水素イオンが多く必要になります。なので、水素イオンが多い酸性側の水溶液が等電点となります。

ちなみみ等電点でのアミノ酸は、そのほとんどが双性イオンになっています。陽イオンと陰イオンはわずかとなり、その割合(濃度)も同じになります。

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髪のタンパク質と、アミノ酸

上記を踏まえた上で髪の話に戻ります。

髪の成分であるケラチンタンパク質は、上記のようにいくつものアミノ酸が結合してできていて、その種類は18種類もあります。

※その18種類については、こちらの記事に書いています。

アミノ酸同士の結合は、先ほどのアミノ基とカルボキシル基によって結合します。

あるアミノ酸のアミノ基が、別のアミノ酸のカルボキシル基と結合し、それがまるで長い鎖のように何十、何百という分子になります。

この結合をペプチド結合と言います。

※関連記事:髪の弾力(コシ)に関係している4つの結合の話。 この結合によって、髪の毛は強い弾力性を持てています。 - 髪の毛のお話し

これらペプチド結合の主となる結合は「主鎖」と呼ばれるのですが、先ほどの項目でも出ていた「側鎖」の部分はそのまま、ペプチド結合の側に結合しています。

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髪がぬれた時の pH

この上記のような結合をしたアミノ酸が水に触れるとどうでしょう?

側鎖には様々な分子がいっぱいついています。その中には水溶液中で水素イオン(H+)を放出する酸性アミノ酸の側鎖や、水素イオン(H+)を受け取る塩基性アミノ酸の側鎖もあります。

そうです。このイオン化する分子が髪の側鎖にふくまれているので、髪に吸収された水の pH が変化するのです。

酸性アミノ酸や塩基性アミノ酸といったアミノ酸の配合比率は個人差などがあり、それぞれ割合が変わるのですが、基本的にはどの髪の毛も酸性アミノ酸が若干多くあります。

なので、髪にふくまれた水の pH は、だいたい弱酸性を示すのです。

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等電帯

上記のように髪にふくまれた水が弱酸性を示すということは、髪にはカルボキシル基が多いということになります。

これは、先ほどの等電点の項目で言えば、中性の水では電気的なバランスが取れていません。つまり等電点ではない。

等電点ではないということは、先ほどの陽イオン・双性イオン・陰イオンといったアミノ酸の割合に偏りが生じていること。簡単に言えば、中性の水の中では側鎖の陽イオンの割合が増え、陰イオンになる側鎖の割合が減ります。

この側鎖のイオンは髪の4つの結合の一つイオン結合に関わっています。端的に言えば、陰イオンの数が減るので、結合しているイオンの数も減ってしまう。

つまり、この側鎖の陽イオン・陰イオンの数が最も多い等電点の状態が、イオン結合の結合数が1番多い状態――つまり髪が強い状態となのです。

この状態になる pH は先ほど書いたようにアミノ酸の配合比率によって変わります。つまりそれぞれの髪で等電点で違いがある。

なので、髪の場合は等電点とは呼べず、pH 4.5~5.5 ほど間隔があるので、等電帯という風に呼びます。

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この様な理由で、髪は弱酸性を示し、「弱酸性が良い」と言われています。

簡単に言えば、水溶液の pH が4.5~5.5ほどの等電帯ならば、髪のイオン結合が最も強くなるということです。

これが分かれば、『水道水といった中性の水でぬれたら、髪の陰イオンの数が増える』という理由が分かります。シャンプーのアニオン(陰イオン)界面活性剤が髪に付きにく、リンスやトリメンなどのカチオン(陽イオン)界面活性剤が髪に吸着しやすいというのも、この構造を利用した特徴です。

ちなみに等電帯は、そこから離れられば離れるほど結合の数が減る、つまり弱くなります。

等電帯の pH は弱酸性なので、そこから離れているアルカリ性では当然結合が弱くなりますが、逆の酸性でも離れれば離れるほど弱くなります。

それとこれは余談ですが、科学的には pH 7 が中性で、そこより低ければ酸性、高ければアルカリ性と言うのですが。

どこからどこまでが弱酸性か、という境は明確にはありません。

ただ家庭用品品質表示法や、温泉の泉質などでは、pH が 3 以下 6 未満が弱酸性とされています。

なので、この間の値が弱酸性なのでしょうが、科学的にはっきりと決められた範囲ではありません。

※参考リンク:
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