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2012 Fiscal Year Annual Research Report

乳牛糞尿資源の安全性確保のためのメタン発酵プロセスの機能拡張

Research Project

Project/Area Number 22380134
Research InstitutionObihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine

Principal Investigator

梅津 一孝  帯広畜産大学, 畜産学部, 教授 (20203581)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小池 正徳  帯広畜産大学, 畜産学部, 教授 (00205303)
井原 一高  神戸大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50396256)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords乳牛糞尿 / メタン発酵 / 動物用抗菌剤 / 薬剤耐性菌
Research Abstract

中温メタン発酵と高温メタン発酵における耐性菌低減効果を比較したところ、発酵開始後10日目までは中温発酵の方が高い低減効果が得られた。一方、10日目以降は高温発酵による高い低減効果がみられたことから、メタン発酵の安定性が耐性菌減少に影響することが示唆された。また、高温発酵開始後20日目でもSM耐性菌が検出された。一般的に、中温発酵より効果が高いとされている高温発酵による病原性微生物処理においても効果の低い菌の存在が報告されていることから、メタン発酵により完全に処理できない菌が存在する可能性が高い。家畜糞尿におけるリスク低減手法は、メタン発酵だけでは不十分な場合があり、より確実な低減手法を加える必要もあることが示された。
A牧場、B, C農場の家畜糞尿を対象としたメタン発酵消化液に対し、電気化学処理を行った。全耐性菌が電気化学処理時間とともに減少した。特にOTC, AMP, VCM耐性菌は効果が高く、50分間の反応で検出限界以下まで減少した。電気化学反応によって,糞尿中に残留する塩化物イオンから次亜塩素酸等の殺菌力のある物質が生成し,死活化に寄与したと考えられる。一方で、SM, CEZ耐性菌の低減効果は低かった。さらに、電気化学処理のみおよび2段階処理による耐性菌低減効果を比較したところ、多くの耐性菌が2段階処理により、短時間で処理可能となったが、SM耐性菌は2段階処理において効果が低下した。2段階処理は耐性菌処理に有効であるが、一部効果が低く、リスクの高い耐性菌の存在が確認された。特に、一部の農場の乳牛糞尿を対象としたメタン発酵-電解酸化2段階処理では減少率が17.9 %と非常に低かった。これは生物学的処理および物理化学的処理では完全に減少させることができない可能性が高く、リスクの高い菌であることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (4 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] The combined effect of cefazolin and oxytetracycline on biogas production from thermophilic anaerobic digestion of dairy manure2013

    • Author(s)
      Beneragama, N., Adekunle, L.S., Iwasaki, M., Yamashiro, T. and Umetsu, K.
    • Journal Title

      Bioresource Technology

      Volume: 133 Pages: 23-30

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2013.01.032. Epub 2013 Jan 22.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Distribution and role of Coprothermobacter spp. in anaerobic digesters2012

    • Author(s)
      Tandishabo, K., Nakamura, K., Umetsu, K., Takamizawa, K.
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 114 Pages: 518-520

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2012.05.023. Epub 2012 Jun 23.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Risk Reduction of Antibiotic-Resistant Bacteria by Anaerobic Digestion and Electrochemical Oxidation for Manure Application2013

    • Author(s)
      Ikko Ihara, Megumi Yoshitake, Kiyohiko Toyoda, Masahiro Iwasaki, Kazutaka Umetsu
    • Organizer
      the 2013 IFAC Bio-Robotics Conference
    • Place of Presentation
      堺市
    • Year and Date
      20130327-20130329
  • [Presentation] メタン発酵および電気化学反応による家畜糞尿における抗生物質耐性菌リスクの低減

    • Author(s)
      吉竹惠, 井原一高, 吉田弦, 豊田淨彦, 岩崎匡洋, 梅津一孝
    • Organizer
      農業環境工学関連学会2012年合同大会
    • Place of Presentation
      栃木県宇都宮市

URL: 

Published: 2014-07-24  

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