嫌気性固着型反応器における生物膜・グラニュール形成機構と微生物生態学的構造の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

上昇流嫌気性スラッジブランケット(UASB)反応器で形成されたグラニュール汚泥から細胞外ポリマーを抽出分離し,その化学的構造と凝集能力を明らかにすることによって,嫌気性細菌群の付着・集塊化(AdhesionとAggregation)に及ぼす細胞外ポリマーの役割を検討した.具体的検討項目は以下の通りである.I細胞外ポリマーの抽出方法と最適抽出条件の探索IIカオリン懸濁液及びグラニュールからの遊離菌体等を凝集基質として,抽出ポリマー添加による凝集能試験III走査電顕,透過電顕による細胞外ポリマーの存在形態の観察IV抽出細胞外ポリマーの分子分画,精製を行い,各画分の凝集能試験を行い,細胞外ポリマーの凝集誘因物質の単離同定その結果以下のような知見が得られた.I EDTA抽出及びアルカリ抽出によって回収したポリマーは良好な凝集能を示した.これらのポリマーは添加濃度が高くなりすぎると凝集能は弱くなり,凝集能発現には最適濃度が存在した.凝集能発現には,Ca^<2+>,Al^<3+>,Ba^<2+>,Mg^<2+>などの多価カチオンの共存(2mM以上)が必要であった.II TEM観察の結果,細胞付着に関与する細胞外ポリマーは,20〜40nmの緻密なglycocalyx様のものと,より粗な繊維状構造の二形態が存在した.細胞外ポリマーは酸性糖を含み,またその主要中性糖はグルコース,ラムノース,ガラクトースであった.III 生物膜,グラニュールの形成過程は次の4つのステージの継起によって完成することが判明した.第1ステ-ジ:adhesion-phase(〈7days),第2ステージ:clump-phase(8〜28days),第3ステージ:conglomerate-phase(30〜80days),第4ステージ:aggregate-phase(80days〉).