セルロース系家畜糞尿バイオマスの新規循環プロセスの創成と黒毛和牛生産への展開

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小規模畜産農家向けの中小規模バイオガスプラントの実用化を目指し，乳牛排泄物のメタン発酵処理の高効率化に関する検討を行った。小規模畜産農家のつなぎ飼い牛舎から排出される乳牛排泄物は乾式メタン発酵の対象となるが，麦稈等の敷料が多く混合し，その主成分であるリグノセルロースは微生物による分解率が低く，そのため有機物負荷量に反してメタンガスの回収率が低い。一般的に固形分濃度の高い原料を処理するためのバイオガスプラントの発酵方式は乾式メタン発酵が適しているが，さらに高効率化を目指すためには微生物による固形分の効率的な分解が必要と考えられる。すなわち，メタン発酵におけるリグノセルロースの分解を効率的に行うための嫌気性菌あるいは通性嫌気性菌を利用したバイオオーグメンテーションが不可欠である。乾式バイオガスプラントからの高エネルギー回収法には高温発酵が有利であるため，令和4年度では高温乾式メタン発酵残渣（消化液）を固液分離し，液分からリグニン分解嫌気性菌およびセルロース分解嫌気性菌の分離培養を試み，分離株の分解活性の確認を行った。リグニンとセルロースは生物分解される際に水素が生成される。分離株の中から比較的増殖速度が速いと考えられた10株ずつを選別し，分離株懸濁液に木片，セルロース紙片を投入して14日間の高温嫌気培養を行って水素（気泡）生成の有無を確認したが，いずれの分離株からも水素の生成は確認されなかった。従って，これらの分離株は高温乾式バイオガスプラントで実用に供することのできる機能は有していないと判断された。