汚水処理による必須栄養素の生産 - リジン , メチオニン -
タンパク質を多く含む植物プランクトンを餌として、動物プランクトンを培養することを考えると、植物性から動物性へのタンパク質の変換として、捉えることができます。
このとき問題となるのが必須アミノ酸組成で、この含有率は、植物性と動物性では同じではありません。
動物性のタンパク質より植物性のものが不足していると一般に言われている必須アミノ酸がいくつかあり、リジン（Lys）やメチオニン（Met）が代表的なものです。
よって、これらが変換の律速になると考えられます。このため、植物プランクトンから効率良く動物プランクトンを作り出すには、リジンやメチオニンなどの添加が必要となると考えられます。
リジンを多く含む微生物に、酵母があります。
ビール酵母のタンパク質栄養価（Ⅰ）：柄多慎二、松井飛弘吉(エビオス薬品工業（株）):生活衛生18-3
この論文に、酵母には穀類に比べてリジンの含有量が多く、小麦への少量添加により、タンパク効率を明らかに向上させることを示しています。また、この効果には、酵母が多く含むビタミンＢ群も関係しているとしています。
一般に、酵母はツボワムシやミジンコの飼料として多く使われています。
次にメチオニンについては、酵母に含硫アミノ酸を添加すると、動物飼料としての生物価やタンパク効率が顕著に改善されることも示されています。
メチオニンを多く含む微生物はメタン酸化細菌、光合成細菌などがあります。
このうち光合成細菌の紅色非硫黄細菌については、次の論文に示されています。
光合成細菌による廃液処理と資源化：小林達治(京都大学農学部):化学と生物vol.8、No10
この中で、光合成細菌はメチオニンとビタミンB12を多く含み、動物プランクトンに与えた場合、緑藻に比べて非常に増殖力が増大するとされています。
この効果には、ビタミンB12によるものが当然含まれているのでしょうが、メチオニンによる寄与もあると思われます。
また、メチオニンはメタン酸化細菌にも多く含まれています。
以上より、植物プランクトンに、酵母、光合成細菌、メタン酸化菌などを添加すれば、欠けている栄養素を補完してアミノ酸スコアを改善し、動物プランクトンの飼料としての栄養価やタンパク効率を高めることが期待できます。
これらの栄養補完用の微生物を、汚水処理施設で生産することを考えてみますと、酵母、メタン酸化菌、光合成細菌は、活性汚泥や生物膜の中に存在していることが知られています。
よって、下水で生産は可能と思われますが、単一種が優占するような高濃度の培養が可能であるかは不明です。
ただ、光合成細菌については下水を用いた優占培養が可能です。
下は、浄化槽の内部液を用いた光合成細菌の培養実験の写真です。
方法は、内部液に種菌を少量入れて、ビンに密封し、弱光下で放置するだけです。
内部液の濾過や滅菌などの前処理は、何もしていません。種菌も、前にこの方法で培養したものを使いまわすので、純粋培養でもありません。
このように、簡単に培養可能でしたが、高めの気温と数か月の時間が必要でした。
培養に適する内部液の条件としては、BODと有機酸を高濃度で含むこと、でなるべくSSを含まず透明なものが良いようです。
よって、嫌気部出口のような、消化が進み、一次処理によってSSが取り除かれているような場所の内部液が適していると思われます。
一番右側の“合併浄化槽②”は、BODが30mg/L程度で低く、色が薄くなっています。
これまでの実験で、最も培養に適すると思われる浄化槽は、単独処理の腐敗タンク平面酸化ろ床方式でした。これは写真中の単独浄化槽②になります。
以上のように、下水は、微細藻類の他に、酵母や光合成細菌なども作り出すことができるため、動物プランクトンの生産原料として大変適します。
（2020.11.12）