本研究は、日本農芸化学会 2021 年度大会（仙台）における「ジュニア農芸化学会」（発表は新型コロナウイルス感染症対策のためオンライン形式で実施）に応募された研究のうち、本誌編集委員会が優れた研究として選定した６題の発表のうちの一つです。

日本農芸化学会

シロアリが日本を救う！？
間伐材を新たな資源に
清風高等学校生物部横川智之，髙橋英眞，奈須一颯，宮崎稜也（顧問：高野良昭・池永明史・水谷誠・北嶋数樹）
本研究はシロアリを利用した間伐材の資源化と飼料化を図ることを目的として行った．個体数と産卵数の関係を調べ，養●殖に最も適切な個体数を明らかにした．また，シロアリ配合
飼 料 を 用 い て 魚 を 養 殖 し た と こ ろ ， 配 合 割 合 を 10 ％ と し たためである．よって，シロアリを利用すれば，間伐材の分解に大きく貢献できるのではないかと考えた．

場合に最も体長が増加した．これは，現在配合飼料として用

また，養殖魚の飼料として，カタクチイワシなどの天いられている魚粉と代替可能であることを示唆していた．ま然魚を粉末にした魚粉が主原料として用いられている

た， シ ロ ア リ の 脂 質 成 分 は， 落 花 生 油 に 近 い こ と も 判 明 し

化学と生物あるリグニンを含む結晶構造をすぐに壊すことができるた．

が，需要の高さから天然魚が乱獲されており，魚粉に代わる代替物として，イエバエやアメリカミズアブをはじめとする昆虫飼料が近年注目を集めている (3)．またシロ

本研究の目的・試験・方法・結果および考察【はじめに】

アリも栄養価の高さや繁殖能力の高さからしばしば候補として挙げられる．さらにシロアリを魚粉の代替として利用するメリットとして，木質バイオマスという他の飼日本にはスギ林やヒノキ林をはじめとする多くの人工料昆虫が利用できない資源を利用できることが挙げられ林が存在するが，人工林を整備する過程で発生する間伐る．そこで，私たちは廃棄される間伐材を餌としてシロ材はほとんどが放置されているのが現状である．間伐材アリを飼育，その後繁殖したシロアリを近年価格が高騰の利用方法として木材腐朽菌を使用したバイオエタノーしている魚粉の代替物として利用できるのではないかとルの生成が盛んに研究されているが，フリーラジカルを考えた．このプロジェクトを実現するためには養殖に最介す反応を有するため，制御が難しく分解がしにくいた適な個体数を調べる必要がある．また意外なことに，シめ実用化には至ってない (1)．木質バイオマスは，主にセロアリを飼料として魚体に与えた影響を調べた報告例はルロース，ヘミセルロース，リグニンの 3 つの成分で構皆無であった．そこで私たちはネバダオオシロアリの最成されている．木質バイオマスは，リグニンがセルローも養殖に最適な個体数，ネバダオオシロアリ配合飼料がス，ヘミセルロースに強固に結合しているため，これを魚体に及ぼす影響の 2 つを検証した．ネバダオオシロア

引き剥がさないとセルロース分解酵素が基質であるセルリの養殖の可否を検証した試験では，間伐材上の空間に(2)ロースにアプローチすることができない ．しかし，家対する個体数と産卵数の関係を検証し，ネバダオオシロ

屋の木材を食害することで有名なシロアリは，自然界にアリ配合飼料が魚体に及ぼす影響を検証した試験では，おいては枯れ葉や朽木の分解を担っており，木材腐朽菌

ネバダオオシロアリの配合率の変化に伴う魚体の体長のと比べて短期間で木質バイオマスを分解できる．その理増加量の比較およびネバダオオシロアリを魚粉代替とし由として，シロアリは大あごと磨砕器により，酵素を使て利用した際に魚体に及ぼす影響の 2 つを検証したの用した処理でたいへん長い年月がかかる難分解性物質でで，その結果を以下に記す．

化学と生物 Vol. 59, No. 9, 2021

477

日本農芸化学会【予備試験】

2.

ネバダオオシロアリを魚粉代替として使用するためにアリを試験に用いていた (4)．しかしながら，角材を使用は，効率よく大量に養殖する必要がある．そのためにはした飼育は困難であり，多くのコロニーが全滅してし個体数を増やさないといけないが，個体数が容器内の環まった．そこで私たちは，より環境の変化に強いオオシ

境収容力を越えると繫殖力が下がることは明白であるた

ロアリを使用した．しかし在来のオオシロアリは沖縄なめ，養殖に適切な容器内の個体数が想定される．そこ

どの南西諸島に分布するため，私たちは兵庫県川西市ので，容器内のネバダオオシロアリの個体数と産卵数の関一部の山林にのみ生息する，ネバダオオシロアリを代わ係を明らかにし，養殖に適切な個体数を算出した．アクりに試験に使用した．予備試験で検証したことは以下のリルの飼育容器（幅 16 cm×奥行 22 cm×高さ 4 cm）と2 つである．一つ目として，間伐材が整備の過程で発生餌であるヒノキ間伐材のサイズを一定（直径 13 cm×高する人工林の中で多くの割合を占めるスギとヒノキのどさ 3 cm）にし，25±2 C の温度の条件下で図 1 に示したちらをネバダオオシロアリは分解することができるのかように個体数のみ試験区ごとに分けて飼育し，40 日後を検証した．その結果，ヒノキを分解可能なことが判明に産卵数を計測した．なお，餌には十分な加水処理を行した．2 つ目として，ネバダオオシロアリ配合飼料が魚い，下に砂と，保水性に優れているバーミキュライトを体に及ぼす影響を検証した．キョーリンフード工業株式

4 : 1 に配合したものを敷いて水を加え，水分量を一定に会社が市販しているひかりデイリーをコントロール飼料保った．

として用い，体長 70〜90 mm のワキン型キンギョのコ

3.

ワキンを対象に体長に及ぼす影響を検証したところ，ネ影響●

バダオオシロアリを 20％以上配合すると体長の増加量

化学と生物間伐材上の空間に対する個体数と産卵数の関係

高谷，森本らは当初，日本に広く分布するヤマトシロ

ネバダオオシロアリ配合飼料が魚体の成長に及ぼす株式会社 MASUKO より購入したシンガポール産のゼが下がることが認められた．しかし，これらの試験におブラフィッシュいて，コワキンの飼育には大量のネバダオオシロアリをに（1）（2）の試験を行った．試験ではプラスチック製の要し，試行数を多く行えないという問題があった．そこ

角型水槽（幅 15 cm×奥行 24 cm×高さ 16 cm）を各試験で，より多くの試行数を行うために，餌であるネバダオ区当たり 4 水槽ずつ用いた．各水槽に供試魚であるゼブオシロアリをあまり必要としない小型の魚を用いようとラ フ ィ ッ シ ュ を 3 匹 ず つ 収 容 し， ひ か り デ イ リ ー

考えた．以上の結果を踏まえ，私たちは間伐材を使用し（キョーリンフード工業株式会社，以下コントロール飼たネバダオオシロアリの養殖に最適な個体数，ネバダオ料）で 2 週間予備飼育した後，4 週間各試験の飼料を給オシロアリが魚体の成長に及ぼす影響の 2 つを検証し餌して飼育した．試験期間中の水槽内は水温 23±2 C，た．なお，全体の本文や試験方法におけるシロアリに関pH 7.0±0.5 であった．照明は蛍光灯により午前 8 時 30

する基本事項の一部については，板倉らの「シロアリの分から午後 5 時の間点灯した．給餌は 1 週間に 6 日間，(5)（Hamilton, 1822）を対象事典」を参考にした ．

昼と夕方の計 2 回飽食するまで与えた．角型水槽 1 個を【試験方法】

1 反復とし，4 反復行った．各水槽の対象魚の体長は試供試虫と飼育用植物

1.

ネバダオオシロアリ

験開始時と 2 週間後と 4 週間後に，魚類用麻酔薬である（Ha-FA100（DS ファーマアニマルヘルス株式会社）を所定gen）（シロアリ目：オオシロアリ科）は 2018 年 3 月に兵庫県川西市において採集したものを清風高等学校生物準備室でヒノキ（Sieb. et Zucc.）

間伐材（直径 13 cm×高さ 3 cm）を用いて飼育した個体を使用した．その一部を飼育室に移し，25±2 C の条件で，個別にアクリルの飼育容器（幅 16 cm×奥行 22 cm×高さ 4 cm）で，ヒノキ間伐材で繁殖したもののうち，体長 13 mm 内外の個体のみを使用した．飼育に使用したヒノキは高知県土佐郡にて栽培され，直径 13 cm×高さ 3 cm に製材された間伐材を購入したものである．供試個体は，試験開始前の 72 時間には水のみを与えて絶食させた．

478

図 1 ■ ネバダオオシロアリの個体数と 1 匹あたりの産卵数の関係

化学と生物 Vol. 59, No. 9, 2021

3.4

ギスを用いて体長を測定した．また，本試験では体長がよび成分分析顕著に増加した 2 週間目から 4 週間目の体長の増加量を私たちはネバダオオシロアリの飼料としての特性を検比較した．なお，予備飼育期間中にゼブラフィッシュが討するため，その脂質量および脂肪酸組成の分析を行っ死亡した場合は，同じ条件で飼育していた個体と交換した．ジエチルエーテルでソックスレー抽出器を用いて抽た．

出し，溶媒を除去した後に残った残留物の質量を測定し3.1

ネバダオオシロアリの配合率の変化に伴う魚体の日本農芸化学会

体長の増加量の比較●

ネバダオオシロアリに含まれる脂質割合の推定おの倍数に希釈した溶液で麻酔して各水槽とも個体別にノた．脂肪酸組成はジエチルエーテル抽出物から溶媒を除去した後にメチルエステル化した脂質を，ULBONHR-最適なネバダオオシロアリの配合率を把握し，その際SS-10 カラム（信和化工（株））を使用したガスクロマトのゼブラフィッシュの成長を推定するため，各試験区のグラフィー（GC-14A，島津製作所）により分析した．

ゼブラフィッシュに図 2 で示した試験飼料の餌を昼と夕

なお，30 匹のネバダオオシロアリ（体長 13 mm 内外の方の計 2 回，体重の 3％ずつ与え，開始時と 2 週間後と 4職蟻）を 1 飼料として分析を行った．試行数は 3 とし，週間後に体長を測定した．

脂質成分を分析する際の 1 飼料に対する，繰返し数は 23.2

ネバダオオシロアリを魚粉代替として利用した際に魚体に及ぼす影響
ネバダオオシロアリが魚粉置換可能であるかを検証すとした．脂質量の測定および脂肪酸組成は板倉ら (6) と同様の方法で行った．
4.

統計処理るため，各試験区のゼブラフィッシュに図 3, 4 で示した

統計計算は主としてエクセル統計（version 3.2）を使

配合率の餌を昼と夕方の計 2 回，体重の 3％ずつ与え，用した．間伐材上の空間に対する個体数と産卵数の相関

開始時と 4 週間後に体長を測定した．コントロール飼料

関係の分析には Spearman の順位相関係数を使用した．の試験区は対照として導入した．試験に使用した魚粉はまた，ネバダオオシロアリ配合飼料が魚体の成長に及ぼ一般に養殖魚用，観賞魚用飼料に用いられる南米産イワす影響を検証した試験では，（1）では一元配置分散分析

シミールであり，キョーリンフード工業株式会社に提供化学と生物していただいた．
3.3

ネバダオオシロアリ配合飼料の作成方法

ネバダオオシロアリ配合飼料は，105±1 C に設定した乾燥機（DY300）で 1 日間乾燥させたネバダオオシロ
アリを乳鉢ですりつぶして粉末状（約 0.1 mm）にし，同じく粉末状にしたひかりデイリーと均一に混ざるよう蒸留水を加え，噴出口の直径が約 2 mm の注射器に詰め，絞り出した．その後，再度 1 日乾燥機で乾燥させ，乳鉢ですりつぶしたものを使用した．
図 3 ■ 魚粉 10％配合飼料の代替としてのシロアリ 10％配合飼料の魚体に及ぼす影響

図 2 ■ シロアリの配合率の変化に伴う魚体の体長の増加量の比
較（* は有意差が認められたことを示す）

化学と生物 Vol. 59, No. 9, 2021

図 4 ■ 魚粉 20％配合飼料の代替としてのシロアリ 20％配合飼料の魚体に及ぼす影響479

を行い，有意であった場合には Tukey‒Kramer 法によ

表 1 ■ ネバダオオシロアリに含まれる脂質成分の GC 分析結果

り多重比較を行った．
（2）ではシロアリ 10％配合飼料

脂肪酸（g/ 100 g 脂肪酸）と魚粉 10％配合飼料およびシロアリ 20％配合飼料と魚ネバダオオシロアリ

粉 20％配合飼料それぞれ 2 区間の平均値の比較に Welchの 検定を使用した．データは平均値±標準誤差で示し，有意水準は 5％未満とした．
【結果】
間伐材上の空間に対する個体数と産卵数の関係

1.

構成脂肪酸

（炭素数）

（職蟻）

パルミチン酸ステアリン酸
オレイン酸
リノール酸

C16:0
C18:0
C18:1
C18:22254922日本農芸化学会

図 1 に示したように，20〜100 匹の間では個体数と 1匹あたりの産卵数には強い正の相関関係（Spearman の脂質を抽出した結果，それぞれ 37, 60, 91 mg 抽出され，順位相関係数 ＝0.7382, ＜0.001）が認められ，個体数

ネ バ ダ オ オ シ ロ ア リ に 含 ま れ る 脂 質 量 は 13〜30％ での増加に伴って，1 匹あたりの産卵数も増加した．他あった．また，GC 分析を行った結果，脂肪酸組成は，方，100〜140 匹の間では個体数と 1 匹あたりの産卵数にオレイン酸 49％，リノール酸 22％，パルミチン酸 22％，は 強 い 負 の 相 関 関 係（Spearman の 順 位 相 関 係 数

ステアリン酸 5％であった（表 1）．

＝−0.7139, ＜0.05）が認められ，個体数の増加に伴っ【考察】て産卵数が減少した．以上の結果から，100 匹で産卵数1.

が最大になり，その後，急激に減少することが明らかとなった．

●

100 匹に比べて減少していた理由として，間伐材上の空

ネバダオオシロアリ配合飼料が魚体の成長に及ぼす

2.

影響の検証
2.1

間に対する個体数が多いことによる密度効果が影響していることが考えられる．また，個体数が 100 匹よりも少ネバダオオシロアリの配合率の変化に伴う魚体の体長の増加量の比較

化学と生物

間伐材上の空間に対する個体数と産卵数の関係
図 1 における 100〜140 匹での 1 匹あたりの産卵数がないケースでは，1 匹あたりの産卵数が 100 匹に比べて減少していた．これらのケースでは間伐材にカビが蔓延

図 2 に示したように，コントロール飼料，シロアリしていたことから，初期の個体数が少ないとカビの蔓延

10％配合飼料，シロアリ 20％配合飼料の 3 区間でゼブラを防除できず，環境が悪化することが産卵数が減少する

フィッシュの体長の増加量を比較した結果，シロアリ要因と考えられる．また，60 匹のケースでカビの防除

10％配合飼料を投与した魚体の体長は，シロアリ 20％がうまくできたケースが一つあったが，産卵数が同試験配合飼料やコントロール飼料を投与した魚体の体長と比区と比べて多かったことから，カビの蔓延を安定的に防べ，有意に増加した．
（多重比較検定＜0.05）．また，除できる個体数が最適な個体数だと言える．以上のこと

シロアリ 20％を投与した魚体の体長の増加量はコントから，ネバダオオシロアリがカビの蔓延の防除を安定的ロール飼料を投与した魚体の体長の増加量と比較してもに行うことかでき，密度効果の影響が少ない 100 匹が，有意な差があるとは言えなかった（多重比較検定

養殖に最適な個体数だと言える．また，間伐材に潜在す＞0.05）．
2.2

るカビの防除を人為的に抑制することができれば，本実

ネバダオオシロアリを魚粉代替として利用した際に魚体に及ぼす影響

験で最適であることが判明した 100 匹より少ない個体数
でも産卵数が増加することが見込まれる．

魚粉とシロアリをひかりデイリーに同じ割合で配合

2.

ネバダオオシロアリ配合飼料が魚体に及ぼす影響

し，ゼブラフィッシュの体長の増加量を比較した結果，シロアリ 10％配合飼料がコントロール飼料，シロア

シロアリ 10％配合飼料を投与した魚体と魚粉 10％配合

リ 20％配合飼料と比べ魚体の体長が有意に増加したた

飼料を投与した魚体では，体長の増加量に有意な差が認め，3 区間の中ではシロアリ 10％配合飼料が適切な配合められなかった（図 3. Welch の 検定＞0.05）．また，率であることが考えられる．シロアリ 10％配合飼料にシロアリ 20％配合飼料を投与した場合でも魚粉 20％配おいて体長が増加した理由として，シロアリを配合させ合飼料を投与した魚体と比較して体長の増加量に有意なることで成長に寄与しやすいタンパク質や脂質が増えた差を示さなかった（図 4. Welch の 検定 ＞0.05）．

可能性が考えられる．一方，シロアリ 20％配合飼料に

2.3

ネバダオオシロアリに含まれる脂質割合の測定及び成分の分析
ネバダオオシロアリ 30 匹を 1 飼料として，3 飼料から480

おいてシロアリ 10％配合飼料のような魚体の体長を増加させる効果が認められなかったのは，タンパク質や脂質が増え過ぎたことにより餌のバランスが崩れたためだ

化学と生物 Vol. 59, No. 9, 2021

表 2 ■ 落花生油とネバダオオシロアリに含まれている脂質の脂肪酸組成の比較
油脂脂肪酸（g/100 g-油）

落花生油

オ レ イ ン 酸（51）， リ ノ ー ル 酸（31），パルミチン酸（11），ステアリン酸（2），ドコサン酸（2）ネバダオオシ オ レ イ ン 酸（49）， リ ノ ー ル 酸（22），パルミチン
ロアリの脂質 酸（22），ステアリン酸（5）

化学と生物

●

日本農芸化学会

落花生油については文献 7 より引用．の飼料を作製する場合に脂質が余分に発生するとしても，ネバダオオシロアリの脂質は落花生油に性質が近いことから，化粧品，食料油，さらにはバイオ燃料などさまざまな物に利用できると考えられる．

本研究の意義と展望
ネバダオオシロアリを用いて，利用も廃棄も難しくほと思われる．多くのシロアリには脂質が豊富に含まれてとんどが放置されたままとなっている間伐材を分解し，いることが板倉らの研究で知られており，魚粉の代替とそこで発生するネバダオオシロアリを魚粉の代替品とししてシロアリを用いる際は脂質が影響する可能性が度々て養殖魚の飼料に利用することで，林業と水産業の抱え指摘されるが，本試験の結果からネバダオオシロアリる課題を同時に解決するというのが当初の目的であっ10％配合飼料と魚粉 10％配合飼料，およびネバダオオた．しかし，ネバダオオシロアリの飼料としての特性をシロアリ 20％配合飼料と魚粉 20％配合飼料での比較で知るために脂肪酸組成を分析したところ，予想外に落花有意な差が認められず同等の成長を促すことがわかっ生油に近いことが判明した．今後詳しく検証し，脂質成た．本結果は，上述のシロアリ配合飼料の特性を考慮す分がネバダオオシロアリの飼料としての特性に大きく関ると，魚粉配合飼料がコントロール飼料に対して 10％与しない場合には，落花生油の代替としてさまざまなもの配合割合で体長を増加させ，20％の配合割合ではそののに利用可能になるのではないかと考えている．

ような増加効果を示さないことを意味しており，その要さらに，これらの活動を里山をもつ地方などで行うこ因もシロアリ配合飼料と同等のことが想定される．一とによって地域創成にも貢献できるものと思われる．以方，これまでに魚の飼料を作成する工程で脂質が減少す上のことから，シロアリは日本を救う生物になりうるとることが報告されており，ネバダオオシロアリ配合飼料考えている．

を作製する段階でも脂質が減少し，タンパク質と比べる

謝辞：本研究の遂行にあたって，生物部顧問の高野良昭先生，池永明史先生，水谷誠先生，北嶋数樹先生，日本財団，株式会社リバネス，株式会社キョーリン，近畿大学農学部の板倉修二教授，澤畠拓夫准教授，理化学研究所の守屋繁春様，京都大学農学部の高谷佑生様，鳥取環境大学環境学部の森本大介様，に有益な助言を頂きました．また，魚粉などを提供してくださいましたキョーリンフード工業株式会社に感謝申し上げます．なお，本研究では中谷医工計測振興財団の助成を受けて行われたものです．と脂質は魚体の成長にそれほど大きく影響していない可能性も考えられる．いずれにしても，本研究結果から，ネバダオオシロアリが魚粉と代替可能であることが示された．
3.

ネバダオオシロアリに含まれる脂質割合の測定および成分分析
板倉らにより，ネバダオオシロアリと同じく下等シロアリに属すミゾガシラシロアリ科のイエシロアリとヤマ
トシロアリは乾燥重量の約 50％脂質が含まれていることが知られている (6)．本研究により，下等シロアリでありオオシロアリ科に属すネバダオオシロアリは乾燥重量の約 13〜30％であることがわかり，ネバダオオシロア
リも多くの脂質を含んでいることがわかった．また，脂肪酸組成はオレイン酸，リノール酸が多かったことから植物性油に近く，特に落花生油に類似していることがわかった (7)（表 2）．本試験の結果ではネバダオオシロアリに含まれる脂質の量が魚体の成長にあまり影響しないと考えられるが，体長だけでなく，体重や肥満度などを踏まえた上でより詳しく検証を行う必要がある．また，魚化学と生物 Vol. 59, No. 9, 2021

文献1) 渡部隆司：木材保存，33, 102‒116 (2007).
2) シロアリから燃料を作成？ シロアリがもつ驚異のメカニズムの謎に挑む EMIRA: https://emira-t.jp/ace/15892
3) 三浦 猛：昆虫サナギ飼料の耐病性，色揚げ効果を実証，新養殖システムを創出する株式会社愛南リベラシオを設立し，パイロット生産を計画中，A-STEP 成果集（平成27 年 4 月版），p. 25.
4) 高谷佑生，森本大介：シロアリが日本を救う！？ 〜間伐
材を新たな資源に〜，坊ちゃん科学賞第 11 回，86 (2019).
5) 板倉修司，吉村 剛，岩田隆太郎，大村和香子，杉尾幸司，竹松葉子，徳田 岳，松浦健二，三浦 徹： シロア
リの事典 ，海青社，2012.
6) 板倉修司他：環動昆，17, 107 (2006)
7) 稲葉恵一，平野次郎 新版 脂肪酸化学 ，幸書房，1977.
Copyright © 2021 公益社団法人日本農芸化学会
DOI: 10.1271/kagakutoseibutsu.59.477

481