2017 Fiscal Year Annual Research Report
Resource recovery of animal waste by cultivation of algae and fungi in a liquid medium
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15K07671
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
皆川 秀夫 北里大学, 獣医学部, 准教授 (70146520)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | バイオマス / 余剰 / 家畜排泄物 / 藻類 / 菌類 / 再資源化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、家畜排泄物の余剰問題を解決するため、家畜糞尿汚水を浄化し、これを浄化液として付加価値の高い藻類および菌類の培養を試み、余剰家畜バイオマス資源の再資源化の可能性を探ることを目的とする。最終年度は次の3課題を検討した。
(1)「藻類の追試験」 これまでの成果として、炭素/窒素（C/N）比は、牛糞浄化液が6.2～8.9、豚糞尿浄化液は0.8～1.3となり、牛・豚の「混合浄化液」が藻類の生長に有利であることがわかった。最終年度は、これらの「混合浄化液」を栄養源として藻類（クロレラ）の液体培養を試みた。最適な混合割合を調べた結果、牛3：豚7の比率のとき、クロレラの生長量は、「人工栄養液」に比し、最大2.5倍と著しい増加となった。
(2)「菌類の追試験」 これまでの2年間、付加価値の高いリグニン分解酵素をキノコ菌糸から抽出すること目指し、牛糞・豚糞尿を対象に浄化し、菌類（ヒラタケ）の水耕栽培を試みた。しかし、これらの浄化液にはナトリウムやマグネシウムなどのミネラル成分が過剰に含まれ、菌糸生産は失敗に終わった。最終年度は、炭素を多く含む牛糞浄化液を対象に、RO膜を用いてミネラル成分を脱塩化したところ、わずかであるが菌糸の生長が認められた。菌糸の生長が不十分となった原因は、RO膜がナトリウムだけでなくマグネシウムも大量に脱塩化したためと推定され、脱塩処理ではミネラルバランスをとる必要があることがわかった。
(3)「タンパク質の立体構造の解析と分類」 最終年度は、家畜・家禽の血液ヘモグロビンタンパク質の立体構造を、代数的位相幾何学手法（パーシステントホモロジー法）を用いて解析、その分類を試みた。3年間の成果として、生命現象を分子・原子・電子の運動として理解できることがわかり、農業気象学分野において、温度・気圧など気象要素が生体に与える影響を定量化できる道筋がみえてきた。
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