最強の⽇焼け⽌めを作る！
福井県⽴武⽣⾼等学校 探究理科 2年
abstract
From the previous research, it was found that plants containing flavonoids are more effective inpreventing UV damage.So, we decided on the research question that is Which plants have a highresistance to harmful sunlight on UV wavelength ranges? . Then we can make the strongest
sunscreen by using those plants. First, we searched for plants and their absorbance was examinedusing a spectrophotometer. Second, we investigate the effect of sunscreen by using plants whichhave high absorbance. We concluded that the strongest sunscreen can be made by using rosemary,radish and broccoli.
《⽬的》
含まれているフラボノイドの種類によって・殺菌灯(15W、285nm)吸収する紫外線の波⻑に違いが表れ、さら・⽚刃のカミソリにフラボノイドの含有量が多いと吸光度が・ノギス
⾼く、紫外線を防ぐ効果を表す、というこ・保護メガネとが先輩の先⾏研究よりわかった。そこで・暗箱
フラボノイドの含有量が多いと思われる植・簡易反射計【懐中電灯、照度計、三脚】
物を探し、⽣物に影響を与える紫外線の波（以下、簡易反射計とする）
⻑域において吸光度が⾼い植物を調べることにした。また、最終的な⽬標としてそれらの植物を⽤いて最強の⽇焼け⽌めを制作したいと考えた。ここでの「最強」とは⽣物に影響を与える紫外線の波⻑域において、市販の⽇焼け⽌めよりも⾼い吸光度を⽰すこととする。また今回の実験では耐久性は考慮していない。
〜フラボノイドとは〜葉に蓄積されている植物⾊素。抗紫外線作⽤、抗酸化作⽤、抗菌作⽤がある。
《仮説》
紫外線をよく吸収するフラボノイドを含む植物が紫外線防⽌効果を持つだろう。
《実験１》
紫外線が及ぼす影響について調べる〜材料・器具〜・バナナ※⼈間のDNAの約50％がバナナと同じであるため、今回は⼈間の⽪膚の代わりとしてバナナの⽪を⽤いる。

〜実験⽅法〜
1. 縦約２cm横約４cmの⼤きさに切ったバナナの⽪を３つ⽤意する。
2. 簡易反射計にバナナの⽪を⼊れ、照度計で測定する。
3. 暗室に⼊れ、殺菌灯の下にバナナの⽪を5時間、10時間置く。
4. 殺菌灯を当てたバナナの⽪を簡易反射計に⼊れ、照度計で測定する。
5. １〜４の⼿順を４回、⽇を変えて⾏う。
6. 合計１２個のバナナの⽪の反射量の平均をとる。
〜結果〜
照射時間ごとのバナナの⽪の⾒た⽬の変化
0時間
5時間
10時間
これらのバナナの⽪の変化を簡易反射計を⽤いて定量化する。ここで、簡易反射計による定量化の仕組みについて説明する。バナナの⽪は紫外線の影響で黒くなる。黒は光を吸収しやすい⾊であるため、黒い部分が多いほど吸収する光の量が多くなる。したがって、懐中電灯の光を当てて、光の反射量を測定することで、紫外線によってバナナの⽪がどれだけ傷ついたかがわかる。
そして、これらをグラフにすることで、バナナの⽪の変化を数値的に表すことにした。

グラフの縦軸は1平⽅ｃｍあたりの光の反射量、横軸は紫外線を当てた時間である。

紫外線を当てた時間が⻑いほどバナナの⽪の光の反射量が減少している。時間が経つほど、バナナの⽪が紫外線を吸収して、傷ついている。
《実験２》
⽇焼け⽌めの効果を調べる〜材料・器具〜・バナナ
・保護メガネ・殺菌灯(15W、285nm)
・⽚刃のカミソリ
・ノギス
・簡易反射計・暗箱
・⽇焼け⽌め（BioreUVアクアリッチ
ウォータリーエッセンス）
・メイク落とし（Bioreふくだけコットンうるおいリッチ）〜実験⽅法〜
1. 縦約２cm横約４cmの⼤きさに切ったバナナの⽪を３つ⽤意する。
2. ⽇焼け⽌めを0.1ｇ、0.2ｇ量り取り、⽇焼け⽌めを塗らなかったバナナの⽪の表⾯をメイク落としで拭き取る。
3. 簡易反射計にバナナの⽪を⼊れ、照度計で測定する。
4. ２で量り取った⽇焼け⽌めをバナナの⽪に塗る。
5. 暗室に⼊れ殺菌灯の下にバナナの⽪を4時間、８時間置く。
6. 殺菌灯をあてたバナナの⽪の表⾯をメイク落としでふき取る。
7. バナナの⽪を簡易反射計に⼊れ、照度計で測定する。
8.１〜７の⼿順を３回、⽇を変えて⾏う。
9. 合計９個のバナナの⽪の反射量の平均をとる。
〜結果〜
グラフの縦軸は1平⽅ｃｍあたりの光の反射量、横軸は紫外線を当てた時間である。

市販の⽇焼け⽌めを多く塗った時のほうが直接紫外線をあてる時よりも光を反射している。⽇焼け⽌めには紫外線を防ぐ効果があり、また量を多く塗ったほうが⽇焼け⽌めの効果は⾼い。
〜考察〜
紫外線は私達の⽪膚に影響を及ぼし、⽇焼け⽌めには⽇焼け防⽌効果がある。
《実験３》
紫外線領域の波⻑で植物の吸光度を調べる〜材料・器具〜・試料（下記に⽰す）

・ミキサー
・マイクロスマッシュ、専⽤の2ml、1.5mlのチューブ
・ステンレス球・75％のエタノール
・遠⼼機
・0.22μｍフィルター・シェーカー・マイクロキュベット
・⽇焼け⽌め（BioreUVアクアリッチ
ウォータリーエッセンス）
試料・ローズマリー・⽟ねぎの⽪・お茶っ葉・ゆずの葉・ブロッコリーの葉・ブロッコリーの蕾・⼤根の葉・イシクラゲ
・ケルセチン〜実験⽅法〜
1. 試料を38℃で乾燥させ、粉末状に擦り潰す。
2. 10ｍｇ秤量し、ステンレス球1つ、エタノール0.75ｍLを加え、3200rpmで30秒×2回攪拌し、12000rpmで5分攪拌する。
3. 上清を採取し、2をもう⼀度繰り返す。
4. ３の上清を0.22μｍフィルターでろ過し、不純物を取り除く。
5. 試料100μLそれぞれにプライミング溶液を50μLずつ加え、室温で10分間置く。
6. アルミニウム錯体25μLをそれぞれに加え、室温で10分間置く。
7. ⽔酸化化合物⽔溶液100μLをそれぞれに加え、シェイカーで混合しながら室温で10分置く。
8.マイクロキュベットに試料を⼊れ、マイクロプレートリーダーの照射波⻑範囲
を250nm〜700nmに設定し、75％エタノールのベースラインを取り、試料の吸光度を測定する。

〜結果〜
グラフの縦軸は、吸光度、横軸は光の波⻑である。（吸光度は透過光量に対する⼊射光量の⽐の常⽤対数をとったもの）

波⻑域250〜280nmでは⾚⾊のグラフのローズマリー、300nm前後では黒⾊のグラフの⽇焼け⽌め、325〜350nmでは⻘⾊と⻩⾊のグラフのブロッコリーの葉とダイコンの葉が⾼い吸光度を⽰している。
《実験４》
吸光度の⾼かった植物と⽇焼け⽌めを混ぜて再び吸光度を調べる〜材料・器具〜・マイクロスマッシュ、専⽤の2ml、1.5mlのチューブ
・遠⼼機
・マイクロキュベット
・75%のエタノール
・⽇焼け⽌め（BioreUVアクアリッチ
ウォータリーエッセンス）
・ローズマリー・⼤根の葉・ブロッコリーの葉・シェーカー〜実験⽅法〜
1. 試料を乾燥させ、乳鉢、乳棒で粉末状に擦り潰す。
2. ⽇焼け⽌めをエタノールで0.001mg/mlになるように希釈し、撹拌する。その後、遠⼼機にかけて上澄み液を採取する。
3. 試料をエタノールで２mg/mlになるように希釈し、撹拌する。その後、遠⼼機にかけて上澄み液を採取する。
4. ２、３を１：１で混ぜる。
（混ぜた種類は 下記の通り）①⽇焼け⽌めとブロッコリーの葉②⽇焼け⽌めと⼤根の葉③⽇焼け⽌めとローズマリー④⽇焼け⽌めとエタノール⑤⽇焼け⽌めとローズマリーと⼤根とブロッコリーの葉5. エタノールで分光光度計のベースラインを取る。
〜結果〜
グラフの縦軸は、吸光度、横軸は光の波⻑である。（吸光度は透過光量に対する⼊射光量の⽐の常⽤対数をとったもの）

300nmより短い波⻑ではローズマリーの吸光度が⼀番⾼く、より光を吸収する。
350nm前後ではダイコンの葉が⾼く、400nm以降ではブロッコリーの葉の吸光度が最も⾼い。
〜考察〜
３種類の植物と⽇焼け⽌めを混ぜたもの
は、すべての波⻑において吸光度が最も⾼くなると予想していたが、実際は植物を単体で⽇焼け⽌めと混ぜたときの値を下回っている。それは、植物を⽇焼け⽌めと混ぜたものと⽇焼け⽌めを1対1で配合したため、3種類の植物の含有量が相対的に減少したからだと考えられる。

《実験５》
実際に植物と⽇焼け⽌めを混ぜて、紫外線防⽌効果を調べる〜材料・器具〜・バナナ
・保護メガネ・⽇焼け⽌め（BioreUVアクアリッチ
ウォータリーエッセンス）
・メイク落とし（Bioreふくだけコットン
うるおいリッチ）・殺菌灯(15W、285nm)
・⽚刃のカミソリ
・ノギス・暗箱・簡易反射計
・ローズマリー
・⼤根の葉・ブロッコリーの葉〜実験⽅法〜
1. 粉末状の試料をエタノールで0.1g/mlになるように希釈し、撹拌する。その後、遠⼼機にかけて上澄み液を採取する。
2. １と⽇焼け⽌めを1：1で合計２gになるように混ぜる。
（混ぜた種類は下記の通り）①何もなし（コントロール）②エタノールと⽇焼け⽌め③ローズマリーと⽇焼け⽌め④ダイコンと⽇焼け⽌め⑤ブロッコリーと⽇焼け⽌め
3. 縦約２cm横約４cmの⼤きさに切ったバナナの⽪を５つ⽤意する。
4. ①〜⑤のバナナの⽪の表⾯をメイク落としで拭き取る。
5. 簡易反射計にバナナの⽪を⼊れ、照度計で測定する。
6. ４のバナナの⽪の上に2の①〜⑤をそれぞれ塗る。
7. 殺菌灯に⼊れ、45分間紫外線を照射する。
8. 殺菌灯をあてたバナナの⽪の表⾯をメイク落としでふき取る。

9. バナナの⽪を簡易反射計に⼊れ、照度計で測定する。
〜結果〜
グラフは紫外線を当てる前の光の反射量を１００％として、４５分間当てた後の反射量を割合で表したものである。（バナナが黒くなければ反射量が⾼いため、紫外線の影響を受けていないということを表している。）

３種類の植物は⽇焼け⽌めのみの時よりも紫外線防⽌効果が⾼い。また、何も塗らなかったものが⼀番紫外線の影響を受けていないことがわかる。
〜考察〜
この実験では、植物や⽇焼け⽌めはエタノールを⽤いて抽出したため、エタノールが含まれている。しかし、コントロー
ルの場合にはエタノールを塗らなかった。このことから、コントロールの反射量が他のものよりも⾼かったのは、エタノールの影響を受けていないからだと考えられる。
《実験６》
⼤腸菌を⽤いて紫外線の防⽌効果を調べる〜材料・器具〜
・寒天培地
・⼤腸菌※先⾏研究において⼤腸菌が広く⽤いられており、多くのデータが⼊⼿できるため、⼤腸菌を実験対象とした。
・無菌⽔・シャーレ（φ49mm）
・インキュベーター
・⽇焼け⽌め（BioreUVアクアリッチ
ウォータリーエッセンス）
・ローズマリー
・⼤根の葉・ブロッコリーの葉・パラフィルム
・クリーンベンチ〜実験⽅法〜
1. 培養した⼤腸菌のコロニーを⼀つと無菌⽔1000μlを混ぜたものを原液とする。
2. １の原液を5000分の1に希釈する。
3. 希釈した⼤腸菌溶液を3000μl寒天培地に流し込む。
4. 粉末状の試料をエタノールで0.1g/mlになるように希釈し、撹拌する。その後、遠⼼機にかけて上澄み液を採取する。
5. ⽇焼け⽌めをエタノールで0.2ｇ/mlになるように希釈し、撹拌する。その後、遠⼼機にかけて上澄み液を採取する。
6. 5の⽇焼け⽌め450μlを⽯英ガラスにのせる。(②) 4を300μlと5を150μlまぜたものを⽯英ガラスにのせる。（③~⑤）（混ぜた種類は下記の通り）①何もなし（コントロール）②エタノールと⽇焼け⽌め③ローズマリーと⽇焼け⽌め④ダイコンと⽇焼け⽌め⑤ブロッコリーと⽇焼け⽌め
7. ⽯英ガラスを3のシャーレの上にのせ、殺菌灯にいれ、15分間照射する。
8. シャーレをパラフィルムで⽌めて、36度のインキュベーターで三⽇間培養する。
9. 8のシャーレにできたコロニーを数える。
〜結果〜
グラフの横軸は試料、縦軸は⼤腸菌の数を表す。

（⼤腸菌は紫外線を当てることで死滅する。したがって、⼤腸菌の数が多いほど、紫外線の影響を受けていない）

ローズマリーの紫外線防⽌⼒が⾼いことが分かる。しかし、ダイコンやブロッコリーでは⼤腸菌がほとんど⾒られなかった。
〜考察〜
実験１の、植物の吸光度を測定する実験
より、今回の実験で⽤いた280nmの波⻑において、ローズマリーの値は⾼い。しかし、ブロッコリーとダイコンは低くなっている。したがってブロッコリーやダイコンは280nmの紫外線をあまり防ぐことができなかったため、⼤腸菌がほとんど⾒られなかったと考えられる。
《結論》
市販の⽇焼け⽌めは300nm前後の波⻑の光をよく吸収し、その他の波⻑の光はあまり吸収しない。ローズマリー、ダイコン、ブロッコリーは市販の⽇焼け⽌めが吸収しにくい波⻑をよく吸収する。その理由として、ローズマリーにはゲンクワニン、ブロッコリーにはケルセチン、ダイコンにはケンフェノールとケルセチンというフラボノイドが含まれている、という報告より、吸光度が⾼いのではないかと考える。よって、ローズマリー、ダイコン、ブロッコリーと⽇焼け⽌めを混ぜると、私達の考える最強の⽇焼け⽌めを作れると結論づける。
《今後の課題・展望》
今回の私達の実験では280nmと285nmの波⻑が放出される装置を⽤いたが、その波⻑で実際地上に届くのは⼀部であるため、次はより地上に届きやすい315nm〜400nmの間の波⻑で実験する。また、三種類の植物の配合⽐率を変えて実験する。
《謝辞》
・若狭湾エネルギー研究センター⽣物資源研究室 ⾼城 啓⼀ 先⽣
・福井⼤学名誉教授 前⽥ 枡夫 先⽣
・万葉の⾥味真野苑の皆様《参考⽂献》
・「ポリフェノール（特にフラボノイド）について」（JFRLニュース 1999）
・「⽪膚細胞に対するローズマリー含むフラボノイドgenkwaninの作⽤」（2003年3⽉14⽇）〜Genkwaninのコ
ラーゲンおよびセラミド合成促進効
果〜・令和2年度 課題研究論⽂集 福井県⽴武⽣⾼等学校「フラボノイドの効果」
・気象庁 紫外線に関するデータ