ルーメン微生物におけるエネルギー代謝とその調節

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撹拌, 固形物のふるい分け, 透析, ガス補集などの機能を備えた嫌気的連続培養装置を作製した結果, ルーメン発酵にかなり類似した培養条件を得ることができた. 実験としては, 精製飼料という条件にし, 既知成分を用いた培養系とした. 各種栄養成分を含む飼料の調製法を検討し, 主な微生物群を増殖・維持できる系と確立した. 固形飼料は, その消失速度に合わせて, 1日2回供給し, 水溶性成分は緩衝液と共に一定速度で連続的に流入させた. pH, Eh, プロトゾア数, VFAとNH_3の濃度, メタンとH_2の生成量などがほぼ一定の変動パターンとなった時期以後を定常期とみなし, 本実験期間として, 次の結果を得た. (1)デンプン/セルロース比を高くすると, プロピオン酸の割合が高くなり, 基質発酵量当りのメタン生成量が減少する. YATPは高くなる. 更にデンプンの割合を高くした場合には, プロピオン酸の割合はそれ以上に高くならず, 乳酸の割合が高くなる. メタン生成もそれ以上に減少せず, セルロースの消化率は減少する. pHが低くなり, YATPは低下する. これは, エネルギー代謝における脱共役が起こるためと解される. (2)液の稀釈率を大きくすると, YATPは高くなるが, ある一定値より大きくすると, YATPはむしろ低下する傾向になり, 基質, 特にセルロースの消化率は減少する. プロトゾア数も減少する. (3)炭水化物, 特にデンプンの量を多くすると, アミノ酸, 特に分岐鎮アミノ酸の分解が減少する. また, 微量のクロロホルムを添加してメタン発酵を阻害すると, 炭水化物, 特にセルロースの消化率が減少し, それ以上にアミノ酸, 特に分岐鎮アミノ酸の分解が減少する. YATPも減少する. これは, 電子の円滑な流れが阻害されるためと考えられる.