(57)【要約】【課題】  光合成細菌の水質浄化作用を長期間発揮させることができる、廃棄貝類を有効に利用した水産用餌料、及びその製造方法を提供する。【解決手段】  生菌状態の光合成細菌と貝肉、特に滅菌処理されたイガイの貝肉とを含むことを特徴とする水産用餌料。光合成細菌の懸濁液にアルギン酸ナトリウム及び塩化カルシウムを添加してビーズ状にしたものを、滅菌処理された貝肉と混合することを特徴とする水産用餌料の製造方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
生菌状態の光合成細菌と貝肉とを含むことを特徴とする水産用餌料。
【請求項２】
光合成細菌の生菌状態が、アルギン酸ナトリウム及び塩化カルシウムの添加により得られることを特徴とする請求項１に記載の水産用餌料。
【請求項３】
貝肉がイガイの貝肉であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水産用餌料。
【請求項４】
貝肉が滅菌処理されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の水産用餌料。
【請求項５】
水槽又は池で飼育される魚介類用の餌料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の水産用餌料。
【請求項６】
光合成細菌の懸濁液にアルギン酸ナトリウム及び塩化カルシウムを添加してビーズ状にしたものを、滅菌処理された貝肉と混合することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の水産用餌料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水質浄化作用を有する光合成細菌と、発電所等から回収される廃棄貝類の貝肉を含む水産用餌料、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水槽で魚介類を飼育する場合、魚介類の糞や残餌により水槽が汚れるため、定期的に水槽を清掃したり水を取り換えたりする必要がある。水槽の清掃や水の取り換え作業を低減するためには、二酸化チタンの光触媒作用を利用した水質浄化剤を水槽に添加する方法が知られているが、かかる方法はコストがかかり、大規模な水槽では好適な方法とは言えない。
【０００３】
また、有機排水などの汚水を浄化するために光合成細菌を利用することが知られている。しかし、光合成細菌の水質浄化作用を発揮させるためには使用時まで光合成細菌を生菌状態で保持しなければならない。ここで、光合成細菌を生菌状態で保持するには液体に懸濁した状態で保存する方法が一般的であるが、かかる方法では、即座に使用せずに数日間常温で保存すると生菌数が激減するため、光合成細菌の持つ本来の浄化作用を発揮できなくなる可能性がある。従って、光合成細菌の水質浄化作用を十分に発揮させるには常温でも長期間生菌状態を保持できる方法を検討する必要がある。
【０００４】
一方、発電所などの海水利用プラントの取水口にはイガイなどの貝類が多数付着するため、これらの貝類を定期的に回収している。しかし、これらの回収された貝類は現在のところ、廃棄物として処理されているため、何らかの有効利用が望まれている。
【非特許文献１】光合成細菌（北村博他編、学会出版センター発行、１９８４年１２月１０日初版、第１１４頁〜第１１６頁、第３４７頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の現状に鑑み創案されたものであり、その目的は、光合成細菌の水質浄化作用を長期間発揮させることができる、廃棄貝類を有効に利用した水産用餌料、及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、かかる目的を達成するために鋭意検討した結果、まず光合成細菌の懸濁液にアルギン酸ナトリウム及び塩化カルシウムを添加することにより、光合成細菌を生菌状態で長期間常温保存することができることを見出した。また、発電所から回収した廃棄貝類、特にイガイの貝肉は飼育魚介類に対する安全性及び餌料としての栄養価の点で市販の水産用餌料と比べて全く劣らないことを見出した。そして本発明者らは、さらに検討を進め、これらの貝肉に光合成細菌を上述の方法で生菌状態を維持しながら加えることにより、残餌や魚介類の老廃物を分解する水質浄化機能を長期間備えた水産用餌料を提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明によれば、生菌状態の光合成細菌と貝肉とを含むことを特徴とする水産用餌料が提供される。本発明の水産用餌料の好ましい実施態様では、光合成細菌の生菌状態は、アルギン酸ナトリウム及び塩化カルシウムの添加により得られる。本発明の水産用餌料の別の好ましい実施態様では、貝肉はイガイの貝肉であり、滅菌処理されている。本発明の水産用餌料のなお別の好ましい実施態様では、餌料は水槽又は池で飼育される魚介類用の餌料である。
【０００８】
また、本発明によれば、光合成細菌の懸濁液にアルギン酸ナトリウム及び塩化カルシウムを添加してビーズ状にしたものを、滅菌処理された貝肉と混合することを特徴とする上記水産用餌料の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、廃棄貝類の貝肉に光合成細菌をその生菌状態を維持しつつ添加することにより、餌料としての機能と水質浄化機能を兼ね備えた高付加価値餌料を安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の水産用餌料は、従来は廃棄処分されていたイガイなどの貝類の貝肉を水産用餌料の主成分として用い、これに長期間生菌状態を保持できるようにした光合成細菌を添加したものであり、廃棄貝肉の餌料としての有効利用に加えて光合成細菌による水質浄化機能の長期間の発現を可能にした新規な水産用餌料である。
【００１１】
本発明の餌料で用いる光合成細菌は、水質を悪化させる有害有機物質を取り込んで分解する水質浄化能力を有する光合成細菌であればいかなるものも使用できるが、例えば紅色非硫黄細菌を使用することができる。使用する光合成細菌の水質浄化能力は、例えば光合成細菌に酵母エキスなどの有機物質を添加して一定期間培養し、増殖した光合成細菌が有機物質を分解して全有機炭素量（ＴＯＣ）を減少するかどうかを調査することにより確認することができる。好ましくは、以下の実施例で記述されるように、いくつかの光合成細菌株について上述の酵母エキス分解試験を行い、有機物質の分解速度及び光合成細菌の比増殖速度を細菌株間で比較して最も好適な細菌株を選択する。
【００１２】
本発明の餌料では、光合成細菌の水質浄化機能を十分に発揮させるために光合成細菌は長期間生菌状態を保持できるように処理されている。光合成細菌を長期間生菌状態で保持する方法としては、例えば生菌状態の光合成細菌の懸濁液に多糖類の一種であるアルギン酸ナトリウム及び乾燥剤である塩化カルシウムを添加し、塩化カルシウムによって表面を乾燥させたアルギン酸ナトリウムに光合成細菌を固定化することにより行うことができる。
【００１３】
この場合、光合成細菌の懸濁液は、光合成細菌を常法に従って所定の濃度になるまで培養したものを用いればよいが、懸濁液中の光合成細菌の濃度は、使用時に十分な光合成細菌数が活動できるようにできるだけ高濃度であることが望ましい。光合成細菌の高濃度化は、培養期間を長くとる以外に例えば光合成細菌の懸濁液の遠心分離を行うことにより達成することができる。
【００１４】
光合成細菌の懸濁液へのアルギン酸ナトリウムの添加は光合成細菌を生菌状態で固定化するために行うが、その添加量は光合成細菌を包含できる程度のゲル状態を作り出す必要性と撹拌などの作業性を考慮すると、懸濁液の総重量の０．５〜５重量％であることが望ましい。アルギン酸ナトリウムは乾燥状態で直接、懸濁液に添加してもよいし、一旦水に溶解させてから懸濁液に添加してもよい。
【００１５】
光合成細菌の懸濁液はアルギン酸ナトリウムを添加された後、塩化カルシウム溶液中に滴下するなどして塩化カルシウムと接触させられ、アルギン酸ナトリウムと塩化カルシウムの反応により液滴表面が瞬時に乾燥されて皮膜化し、光合成細菌を包含したビーズ状のものになる。ビーズ中の光合成細菌は、アルギン酸ナトリウムで固定化された状態にあるため、アルギン酸ナトリウム内に含まれる水分のみで常温で長期間生存することができる。
【００１６】
本発明の餌料で用いる貝肉は、飼育される魚介類に対して毒性を有さない貝肉であればいかなる種類の貝の貝肉であることができるが、廃物利用の観点からは発電所などの海水利用プラントの取水口から回収される廃棄貝類の貝肉であることが好ましい。中でも、従来廃棄されていたイガイの貝肉は、餌料としての栄養価が高いため、有効利用が可能である。
【００１７】
貝肉は貝殻から取り出した後そのまま餌料の原料として用いることもできるが、付着している雑菌が餌料の保存中に貝肉を変質させたり光合成細菌の生存に悪影響を与えたりする恐れがあるため、滅菌処理してから用いることが好ましい。滅菌処理の方法及び条件は特に限定されないが、常法に従い例えば１２１℃のオートクレーブで１５分間程度行うことができる。
【００１８】
本発明の餌料は、上述のように滅菌処理した貝肉を必要により適量のマッシュと混合して餌料としての形状を安定させ、それに上述のようにしてビーズ状に乾燥された光合成細菌を添加して混合することにより容易に製造することができる。貝肉に対する光合成細菌の添加割合は、光合成細菌が十分な水質浄化能力を発揮できる割合であれば適宜設定してよいが、通常、貝肉１００重量部に対してビーズ状に乾燥された光合成細菌０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部である。
【００１９】
製造される餌料はそのままでモイストペレットとして、又は乾燥させてドライペレットとして供給することができる。ただし、流通段階での取扱いの容易性を考慮すると、乾燥させたドライペレットとすることが好ましい。乾燥は、餌料中に含まれる光合成細菌の生菌数があまり低下しない条件で行うべきであり、例えば４０℃程度の低温で数時間〜数日乾燥させればよい。乾燥させた餌料は必要により投与対象の魚介類に応じた適当な大きさに粉砕して用いればよい。
【００２０】
かくして得られた本発明の餌料を魚介類に投与すると、餌料中の光合成細菌が水と接触して餌料から分離し水槽や池の底砂などに定着し、そこで魚介類の糞や残餌などの汚れの原因物質を栄養源として生存、増殖するため、水質浄化剤などの薬剤を使用せずに水槽や池の水質が自然に浄化される。従って、本発明によれば、汚れの原因となっていた水産用餌料に水質浄化機能を与えることができる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、実施例の記載は純粋に発明の理解のためのみに挙げるものであり、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
【００２２】
１．好適な光合成細菌の選択
本発明の餌料に用いるのに好適な光合成細菌を、複数の光合成細菌株の中から選択した。
【００２３】
選択に供した光合成細菌株は、大阪湾の海岸から採取した海産性の紅色非硫黄細菌４０株（ＮＹＨ１株〜ＮＹＨ１０株、Ｋ４Ｈ１株〜Ｋ４Ｈ１０株、ＷＫＨ１株〜ＷＫＨ１０株、及びＭｉｘ１株〜Ｍｉｘ１０株）、及び淡水性の紅色非硫黄細菌３株（Ｓ株、ＳＩＭ株、及びＩＬ１０６株）の合計４３株であった。なお、ＩＬ１０６株は寄託番号ＮＢＲＣ  １０００３７としてＮＩＴＥ（（独）製品評価技術基盤機構）のバイオテクノロジー分野  生物遺伝資源部門に寄託されている細菌株である。
【００２４】
選択試験の手順は以下に示す通りである。
選択試験手順
（１）酵母エキスを２ｇ／Ｌとなるよう添加した１／１５Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ７．４、海産株の場合は３％ＮａＣｌ溶液で調製）を試験培養液とし、試験管に２０ｍＬずつ分注した。なお、器材及び培培養液は全て滅菌したものを使用した。
（２）供試菌株をＧＭ培養液で前培養し、ＧＭ培養液の持込の影響をなくすため菌体洗浄した後、上述の試験培養液に各々６６０ｎｍでの吸光度が０．６となるように接種した。なお、菌体の洗浄は、遠心分離（３０００ｒｐｍ、１０分）で集菌し、菌ペレットを１／１５Ｍリン酸緩衝液（海産株は３％ＮａＣｌベース）で再懸濁し、さらに遠心分離で集菌した後、６６０ｎｍでの吸光度が１２程度になるように１／１５Ｍリン酸緩衝液に懸濁させることにより行った。
（３）前記（２）で菌株を接種した試験培養液を温度２５℃、照度約１００００ルクスで２４時間照射の乾式光培養庫内で１０日間静置培養した。
（４）培養試験開始時及び１０日目に培養液の一部を分取し、６６０ｎｍでの吸光度を測定した。また、培養１０日目に培養液を遠心分離した後、さらにその上清を孔径０．２２のナイロンメンブレンフィルターでろ過し、全有機炭素計（島津ＴＯＣ５０００）でろ液のＴＯＣ（全有機炭素量（Ｔｏｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃａｒｂｏｎ））を測定した。また、培養試験開始時の培養液のＴＯＣを初期値として測定した。
（５）菌株の選定は、全菌株のＡ：比増殖速度とＢ：ＴＯＣを指標とした有機物分解速度を次式から求め、ＡとＢの積の値（Ａ＊Ｂ値）が大きいものを好適な菌株として選択した。
Ａ：比増殖速度（ｄ−１）＝（ｌｎ  Ｎ１０−ｌｎ  Ｎ０）÷１０
Ｎ１０：１０日目の６６０ｎｍでの吸光度、Ｎ０：培養試験開始時の６６０ｎｍでの吸光度
Ｂ：有機物分解速度（ｍｇ／Ｌ／ｄａｙ）＝（ＴＯＣ１０−ＴＯＣ０）÷１０
ＴＯＣ１０：１０日目のＴＯＣ値、ＴＯＣ０：培養試験開始時のＴＯＣ値
【００２５】
各菌株の比増殖速度及び有機物分解速度の結果を以下の表１に示す。
2007300811.tif 000002
【００２６】
表１から、Ａ：比増殖速度とＢ：有機物分解速度の積（Ａ＊Ｂ値）は、海産株についてはＭｉｘ１株（サンプルＮｏ．３１）及びＷＫＨ５株（サンプルＮｏ．２５）が最も大きく（それぞれＡ＊Ｂ値３．９８及び３．９７）、淡水株についてはＩＬ１０６株（サンプルＮｏ．４３）が最も大きい（Ａ＊Ｂ値２．８９）ことがわかる。従って、これらの三つの株を光合成細菌として選択するのが好適である。
【００２７】
２．水産用餌料の作成
光合成細菌として前記１．で好適な結果を示したＩＬ１０６株を選択し、貝肉として発電所から回収したイガイ（ムラサキイガイ）の貝肉を用いて、淡水性魚介類用の餌料を作成した。餌料の具体的な作成手順は以下に示す通りである。
【００２８】
餌料作成手順
（１）光合成細菌ＩＬ１０６株を以下の表２に示す組成の培養液中で連続光照射下（４０ｗ蛍光灯  約１０００ルクス）で静置して２５℃で７日間、６６０ｎｍでの吸光度が７程度になるまで培養した。
2007300811.tif 000003
【００２９】
（２）培養終了後、光合成細菌を含む培養液を５０００ｒｐｍで１０分間遠心分離し、回収した光合成細菌を新しい培養液に５０重量％となるように再懸濁して懸濁液を調製した。
（３）この懸濁液にアルギン酸ナトリウムを５重量％の量で添加し、十分に混合した。
（４）次に、この混合物を２重量％の塩化カルシウム溶液に滴下し、ビーズ状に乾燥された光合成細菌を作成した。
【００３０】
（５）一方、発電所から回収したムラサキイガイから貝肉を取り出し、１２１℃のオートクレーブで１５分間滅菌処理した。貝肉が十分冷却された後、貝肉にマッシュを重量比１：１で添加し、ミンサーで十分に混合した。
（６）この貝肉・マッシュ混合物に前記（４）で作成したビーズ状に乾燥された光合成細菌を、貝肉１００重量部に対してビーズ状に乾燥された光合成細菌５重量部の割合で添加し、ミンサーで十分に混合し、モイストペレットを完成させた。
（７）次に、前記（６）で完成させたモイストペレットを４０℃で数日間乾燥させ、ドライペレットとした。乾燥させたドライペレットは直径０．５ｍｍ〜１ｍｍの大きさに粉砕して用いた。
【００３１】
３．作成した餌料中の光合成細菌の生菌状態の確認
前記２．で作成した餌料（ドライペレット）中の光合成細菌の生菌状態を、餌料の作成直後及び常温で７０日間保存した後にそれぞれ確認した。生菌状態の確認手順は以下に示す通りである。
【００３２】
餌料中の光合成細菌の生菌状態の確認手順
（１）餌料から１ｇのサンプルを二つ（サンプル１及びサンプル２）分取し、それぞれ１０ｍＬのリン酸緩衝液に混和・懸濁させ、これを１０倍希釈液とした。同様にリン酸緩衝液で１０−３〜１０−６程度まで１０倍希釈系列を作成した。
（２）各希釈液を０．１ｍＬまたは０．０５ｍＬ  ＧＭ寒天培地プレートに塗布し、塗布後のプレートを２５℃で７日間培養した。
（３）培養後、プレート上に形成された赤色コロニー（光合成細菌のコロニー）を計数し、各希釈率から、餌料１ｇあたりの光合成細菌の生菌数（ＣＦＵ／ｇ）を算出し、平均値を計算した（ＣＦＵ：コロニー形成単位）。なお、コロニーの数が多い場合はプレートを４あるいは８分割して計数した。
【００３３】
生菌状態の確認結果を表３及び表４に示す。
【００３４】
2007300811.tif 000004
【００３５】
2007300811.tif 000005
【００３６】
表３から、作成直後の餌料（ドライペレット）中には数百万ＣＦＵ／ｇ以上の光合成細菌が生菌状態で存在することがわかる。また、表４から、作成後常温で７０日間保存した後の餌料（ドライペレット）中には数万ＣＦＵ／ｇの光合成細菌が生菌状態で存在することがわかる。通常、光合成細菌を液体に懸濁した状態で７０日間常温で保存すると、光合成細菌は全て死滅してしまう。従って、本発明の餌料によれば、光合成細菌の生菌状態を常温で長期間保持できることが理解できる。
【００３７】
４．作成した餌料の魚への投与試験
前記２．で作成した餌料を実際に魚に投与して、水槽内への光合成細菌の定着、並びに魚に対する本発明の餌料の安全性及び餌料としての栄養性を確認した。
【００３８】
試験餌料
試験餌料としては、前記２．で作成した本発明の餌料、及び対照として、光合成細菌を含まない餌料を用いた。本発明の餌料は作成直後のものを使用した。対照餌料は、光合成細菌の懸濁液の代わりに培養液を用いた以外は、前記２．で記述したのと同様の手順で作成した。
試験魚
試験魚としては、淡水性のフラミンゴシクリッド（全長約４４ｍｍのもの）を用いた。
試験区
試験区としては、Ｉ区（本発明の餌料を投与する区）、及びＩＩ区（対照の餌料を投与する区）の二つの区を設定した。各区は４系列とした。
試験方法
長さ３０ｃｍ、幅２０ｃｍ、高さ３０ｃｍの大きさの水槽を８個試験水槽として準備した。各試験水槽の底面には清浄な細砂３Ｌを均一に敷いた（厚さ２ｃｍ程度）。試験水には脱塩素処理した水道水を用いた。試験水量（実質容量）は１０Ｌ／水槽とし、各水槽に試験魚を５個体ずつ収容した。水槽の中央にはエアーストーンを設置し、通気を行った。飼育水温は２４℃±１℃とし、日長は明期１２時間―暗期１２時間とした。餌料は毎日１回午前１０：００に飽食量を与えた。試験水は一週間に一度、給餌後に試験水量の１／３を新しい試験水に換水した。飼育期間は３０日間とした。
【００３９】
調査項目
（Ａ）水槽内への光合成細菌の定着の確認
本発明の餌料による水槽内への光合成細菌の定着を確認するため、飼育１５日目の残餌中の光合成細菌の生菌数、並びに飼育１５日目及び３０日目の水槽底砂中の光合成細菌の生菌数を以下の手順で調査した。
【００４０】
残餌中の光合成細菌の生菌状態の調査手順
（１）試験水槽から飼育水ごと残餌を試料瓶中に採取し、試料瓶中の残餌を十分に攪拌し、これを原液とした。
（２）この原液からリン酸緩衝液で１０−２〜１０−３倍希釈液を作製した。
（３）各希釈液を０．１ｍＬ  ＧＭ寒天培地プレートに塗布し、塗布後のプレートを２５℃で７日間培養した。
（４）培養後、プレート上に形成された赤色コロニー（光合成細菌のコロニー）を計数し、希釈率から、原液１ｍＬあたりの光合成細菌の生菌数（ＣＦＵ／ｍＬ）を算出した。
【００４１】
水槽底砂中の光合成細菌の生菌状態の調査手順
（１）試験水槽から飼育水ごと底砂を試料瓶中に採取し、試料瓶中の底砂を十分に攪拌し、１分間静置し、その上澄みを原液とした。
（２）この原液からリン酸緩衝液で１０−２〜１０−３倍希釈液を作製した。
（３）各希釈液を０．１ｍＬ  ＧＭ寒天培地プレートに塗布し、塗布後のプレートを２５℃で７日間培養した。
（４）培養後、プレート上に形成された赤色コロニー（光合成細菌のコロニー）を計数し、希釈率から、原液１ｍＬあたりの光合成細菌の生菌数（ＣＦＵ／ｍＬ）を算出した。
【００４２】
生菌数の調査結果を表５〜表７に示す。
【００４３】
2007300811.tif 000006
【００４４】
2007300811.tif 000007
【００４５】
2007300811.tif 000008
【００４６】
表５から、本発明の餌料投与区（Ｉ区）では、飼育１５日目の残餌中に数万ＣＦＵ／ｍｌの光合成細菌が生菌状態で存在しており、残餌中への光合成細菌の定着が確認された。また、表６及び表７から、本発明の餌料投与区（Ｉ区）では、飼育１５日目及び３０日目の水槽底砂中に数千〜数万ＣＦＵ／ｍｌの光合成細菌が生菌状態で存在しており、水槽底砂中への光合成細菌の定着も確認された。これに対し、光合成細菌を含まない対照餌料を投与した区（ＩＩ区）では、飼育１５日目の残餌中の光合成細菌の数、並びに飼育１５日目及び３０日目の水槽底砂中の光合成細菌の数はいずれも０であった。従って、本発明の餌料を投与すれば、水槽内に光合成細菌を定着させることができることが確認された。ここで、光合成細菌には水質浄化能力があることが知られている。従って、本発明の餌料は、水槽内への光合成細菌の定着により、水質浄化作用を発揮することができるものと考えられる。
【００４７】
（Ｂ）魚に対する本発明の餌料の安全性
本発明の餌料を投与した区（Ｉ区）では３０日間の飼育中、衰弱した魚や死亡した魚は全く出現しなかった。従って、本発明の餌料は魚に対して安全であることが確認された。
【００４８】
（Ｃ）本発明の餌料の栄養性
本発明の餌料の栄養性を確認するため、飼育開始時及び飼育終了後に魚の全長及び体重を測定し、３０日の飼育によるそれらの増加を算出した。本発明の餌料を投与した区（Ｉ区）では３０日の飼育により魚の全長及び体重は平均でそれぞれ約１４％及び約８３％増加しており、これらの値は対照餌料を投与した区（ＩＩ区）での値（平均でそれぞれ約１３％及び約７８％）より若干大きく、本発明の餌料が栄養的にも優れることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の餌料は、従来は廃棄処分されていた貝類の貝肉に光合成細菌をその生菌状態を維持しつつ添加したものであり、餌料としての機能と水質浄化機能を兼ね備えた高付加価値餌料として極めて有用である。