合成着色料を使わない石けんの色は、混ぜこんだものの色である。スピルリナの緑、ウコンの黄、活性炭の黒。この三つの色の源は、根本から違う。二つは変化し褪せうる有機分子で、一つはほぼ炭素そのものだ。この記事では色素を一つずつたどり、アルカリ環境と光の下でどう変わるのか、そしてなぜ同じレシピの二つのバッチがまったく同じになることはまれなのかを見ていく。
色とは光を吸収する分子である
ある物質に色があるのは、目に見える光の一部を吸収し、残りを返すからだ。どの部分を吸収するかは分子の構造が決める。たいていは二重結合が交互に長く連なった鎖か、中心に金属イオンを抱えた大きな環である。その構造が少し変わるだけで、吸収される光も変わり、目に見える色も変わる。
コールドプロセスの石けんでは、その構造がおなじみの三つの段階で試される。六週間の記事には、切ったばかりの石けんのpHは9〜10、ジェルフェーズで塊の中心は60〜70°Cに達し、そのあと風通しのよい棚で数週間置かれてpHは8〜9に下がると記されている。アルカリ、熱、そして熟成中の光と空気。どの段階も色素を変えうる。
この記事の三つの色の源は、三つの段階にそれぞれ違うやり方で応じる。スピルリナは二つの色素をもち、一つはアルカリにかなり耐え、もう一つはずっと不安定だ。ウコンはクルクミンをもつ。pHで色を変え、アルカリの中で速く分解する分子だ。活性炭はその意味での色素をもたないので、ほとんど変わらない。
スピルリナ：クロロフィルの緑、フィコシアニンの青
スピルリナが濃い緑なのは、二つの色素のグループを同時にもつからだ。一つ目はクロロフィル、すべての緑の植物の緑の色素である。中心にマグネシウムイオンを抱えたポルフィリン環に、フィトールと呼ばれる長い尾がつながっている。二つ目はフィコシアニン、青い色素をもつたんぱく質で、シアノバクテリアに特有のものだ。粉の色は、この二つの色が混ざったものである。
フィコシアニンはいちばん傷つきやすい部分だ。2022年のフィコシアニンの安定性に関する総説には、pH5.5〜6.0、45°C未満、暗所でもっとも安定すると記されている。スピルリナのフィコシアニンを調べた研究では、pH4〜9ではかなり安定だが、pH10を超えると不安定になるとされた。切ったばかりの石けんはpH9〜10で、その境に近く、ジェルフェーズは45°Cをかなり上回る。だから粉の青い部分が先に損なわれると推測できる。
クロロフィルはアルカリにより強い。アルカリがクロロフィルに起こす最初の反応は、フィトールの尾をつなぐエステル結合を切ることで、鍋の中で油に起きているけん化と同じ種類の反応である。中心のマグネシウムイオンは残るので、残った部分はやはり緑だ。クロロフィルがオリーブブラウンになるのはマグネシウムを失ったときだけで、それは酸の中で起こり、石けんの中では起こらない。
クロロフィルを褪せさせるのは、酸素と光と時間であり、アルカリはその酸化を速める。石けんを作る人は、スピルリナの緑が数週間のうちにベージュへ寄っていくことがあると記している。箱にしまっておいた場合でもそうだという。レ・マイのゴーヤ アーティサナルソープ No.094は、スピルリナにゴーヤパウダーと濃縮ゴーヤ果汁を合わせ、30パーセントを超えるスウィートアーモンド油、カカオバター、ニーム油の土台にのせている。石けんの緑は、それらの原料が苛性ソーダの鍋をくぐったあとの色である。
ウコン：pH指示薬としてのクルクミン
ウコンの黄色は、クルクミンとそれに伴うクルクミノイドから来ている。ライブラリーには、クルクミンは蒸留したウコン精油には含まれず、粉とトータルタイプのCO2抽出物にだけ含まれると記されている。ジンジャー、ターメリック、ガランガルの記事がその理由を説明している。クルクミンは揮発しないので、冷却器へ移らない。石けんにウコンの色を入れるには、精油ではなく粉が要る。
クルクミンは天然のpH指示薬である。中性や弱酸性の溶液では、分子の大部分は中性の形で、黄色に見える。クルクミンの化学に関する総説によれば、最初の変化はpHおよそ7.5〜8.5で起こる。分子はプロトンを失いはじめ、吸収される光はより長い波長の側へずれ、色は黄色からオレンジを経て赤へ移る。測定法によってpKaの値はかなり食い違うので、これは一つの幅にすぎない。
石けんの中で、ウコンはその閾値のアルカリ側にある。石けんを作る人によれば、ウコンパウダーは量と入れ方しだいで淡い黄色から濃いオレンジまでの石けんになる。熟成の数週間を経ても石けんのpHはおよそ8〜9で、色が変わる範囲の中かその上にあるので、乾いた粉の黄色にそのまま戻ることはないと推測できる。
アルカリはクルクミンの色を変えるだけでなく、分解も速める。速度論の研究によれば、クルクミンは酸性ではより安定で、pHが中性からアルカリへ上がるにつれて速く分解する。pH7.2、37°Cの希薄な緩衝液では、約90パーセントが30分以内に分解した。濃度が高いときや、脂質や界面活性剤と結びついているときは分解が遅くなり、石けんは試験管の中の希薄な溶液ではないので速さは同じではないが、反応の向きは同じである。
光の下のウコン、そしてビールの石けん
光はクルクミンにとって二つ目の試練である。この分子は410〜430 nm付近の青い光を強く吸収し、日光にさらされるとずっと速く分解する。石けんを作る人も、石けんの中のウコンの色は熟成のあいだやその後に少しずつ褪せることがあると記している。このしくみから、窓辺に置いたウコンの石けんは光に向いた面から先に褪せ、芯の部分はより長く色を保つと推測できる。これは推測であり、測定の結果ではない。
ウコンは跡も残す。ウコン精油のページには、精油が肌や布に黄色がかったオレンジの跡を残すことがあると記され、ウコンCO2抽出物のページには、トータルタイプはクルクミノイドを含み、肌や布や製品を染めることがあると記されている。石けんにウコンパウダーを入れた場合も、白い洗面台ですすぐと泡が少し黄色がかったオレンジに見えることがあると、石けんを作る人は記している。
レ・マイのウコン・ビール アーティサナルソープ No.093は、ウコンパウダーから色をとり、精製水の代わりにビールを使い、タマヌ油とニーム油を含む土台にブレンド精油No.093を合わせている。製品説明には、きめ細かな泡とウコンの淡い黄色が記されている。ブレンドNo.093にはウコン精油が入っているが、ライブラリーにあるとおり、その精油が運ぶのは香りのためのターメロンで、色のためのクルクミンではない。色は粉の仕事である。
活性炭：褪せるもののない色
活性炭が黒いのは、まったく別の理由による。それはほぼ炭素そのもので、加熱と賦活によってとても多孔質な構造になっている。この形の炭素には、ある色の帯を吸収する特定の二重結合の鎖や金属の環がない。目に見える光のほぼすべてを吸収するので、目には黒に見える。
変化する色素がないので、炭はアルカリの中でも、ジェルフェーズの熱でも、光の下でもほとんど変わらない。石けんを作る人は、炭を時間がたっても色が変わらない数少ない天然の色の一つに数える。ココアパウダーやアナトーと並んでだ。変わるのは量である。少しの炭は淡い灰色の石けんに、多ければ深い黒の石けんになる。
炭の多孔質な表面は、香りの分野で別の用途に使われる理由でもある。ライブラリーの用語集には、淡い色が必要な製品のために、アブソリュートを多くは活性炭か分子蒸留で脱色することがあり、香りが元のものから少し変わることがあると記されている。そこでは炭が色を取り去る。石けんでは、炭が色そのものである。
レ・マイのレモングラスと活性炭 アーティサナルソープ No.061は、黒のために活性炭を使い、30パーセントを超えるスウィートアーモンド油の土台に、レモングラスパウダーとレモングラス精油（Cymbopogon flexuosus）No.061を合わせている。ライブラリーのレモングラスのページには、シトラールが精油の最大90パーセントを占めると記されている。石けんの香りはそれなりのやり方でアルカリの鍋をくぐるが、黒は切った日からほとんど変わらない。
なぜバッチごとに違うのか
同じレシピの二つのバッチが同じ色になることはまれで、最初の理由は原料にある。スピルリナ、ウコン、ゴーヤのパウダーは農産物だ。色素の量は一定ではない。ウコンについては、品種試験で、クルクミンの含有量が品種、産地、収穫の時期によって変わると記されている。前の袋より色の濃いウコンの袋は、同じグラム数を量っても、よりオレンジの石けんになることがある。
二つ目の理由は熱だ。バッチがどこまでジェルフェーズに入るかは、バッチの大きさ、型の種類、保温、室温による。ジェルフェーズでは、六週間の記事が述べるように塊は不透明から少し透明になり、見える色もそれにつれて変わる。スピルリナにとっては、ジェルフェーズが45°Cの閾値を高く長く超えるほど、フィコシアニンは分解しやすくなる。
三つ目の理由はpHと時間である。バッチごとに残るアルカリの量は少しずつ違い、熟成の数週間でpHが下がる速さも違い、そしてクルクミンはpHで色を変える。最後は熟成棚の光と、石けんを置く場所だ。同じ塊から切った二つの石けんも、一つを箱にしまい、一つを窓辺に置けば、数か月後には色が違っていることがある。
こうした違いはバッチの失敗ではない。天然の色の性質である。有機分子はいつでも変わりうるが、炭素はほとんど動かない。
スピルリナは少しずつ褪せ、熱と光でその速さが増す。
ウコンは粉の中で黄、アルカリの中でオレンジ、光の下で淡くなる。
活性炭は変わらない。変わるものをもたないからだ。