4.1.2 肉牛における炭素の移行・蓄積に関する研究
Study on the Transfer Accumulation of Carbon in Beef Cattle
増田 毅, 石岡 正直, 多胡 靖宏, 中村 裕二
環境シミュレーション研究部

Tsuyoshi MASUDA, Masanao ISHIOKA, Yasuhiro TAKO, Yuji NAKAMURA
Department of Environmental Simulation
Abstract
14

The radiation dose due to C released from a spent nuclear fuel reprocessing plant is delivered to theneighboring population mainly through intake of agricultural and daily products.

In the vicinity of thereprocessing plant in Rokkasho, Aomori, Japan, stock-farming is widely undertaken, including
cattle-breeding.

Then, it is important to clarify experimentally how fast 14C is transfered and how much it

accumulates in cattle.

In the experiment described here, a stable isotope of carbon (13C) was used as a

substitute tracer for 14C.
Changes in 13C isotopic ratio were measured in breath air, urine, feces, muscle and serum of beef
cattle (n=3) which had been given 13C-labeled grass feed for 28 days.

The 13C ratios in breath air, urine andfeces very rapidly decreased within 3 days after cessation of the administration of 13C-labeled feed.
However, a slow decrease in 13C ratio was observed in muscle and serum with decreasing half-times of 55.5
and 18.8 days, respectively.
1. 目的

六ヶ所村での肉牛肥育方法を模擬するため、飼育方

家畜炭素移行モデル作成試験では、大型再処理施
14法は六ヶ所村倉内の JA らくのう青森農業協同組合

設から放出される放射性炭素 C の、地域で生産しでの飼育方法に倣った。飼育場所は JA らくのう青ている畜産物（牛乳及び牛肉）への移行を現実的に森農業協同組合哺育牧場飼育室を用い、6 頭は 1 枡評価することが目標である。そこで、平成 18 年度かの区画で群飼いし、餌槽、水場は 6 頭共通とした。

ら 19 年度にかけて、ウシと同じ反芻動物であるヤギ播種後 69 日目の牧草（オーチャードグラス）60 m2を対象として、粗飼料あるいは濃厚飼料から乳汁へを栽培している密閉した温室に 150 L の 13CO2の炭素移行データを収集してきた。これらの飼料か(99.9%)を注入した。その後 8 日間光合成により 13Cら乳汁への移行の調査に続き、平成 20 年度は、飼料を牧草に固定させた。播種後 77 日目に、地際から刈から牛肉への炭素移行に関するデータ収集することり取り収穫をし、収穫物は室内で 1 週間の自然乾燥を目的とした。

をした。13C 標識粗飼料（全炭素に対する 13C 比が1.45±0.09 atom%、半乾燥状態約 42 kg）を得た。投2. 方法

与期間は 28 日間とし、投与群（n=3）には毎日 1 回

実験動物は雌ウシ（黒毛和牛とホルスタインの午前中に 13C 標識粗飼料 500 g を摂取させた。通常F1）で、約 10 ヶ月齢（日齢 324.7±26.3 日,体重 350.8の非標識粗飼料の 13C 濃度は 1.08±0.00 atom%であ±16.0 kg）の 6 頭（実験群 3 頭, 対照群 3 頭）を用ることから、13C 投与量は 230±59 mg/日/頭と計算しいた。飼料は、粗飼料として稲藁を、濃厚飼料とした。対照群（n=3）には 13C 標識粗飼料を与えず、通てバラ RF クロス（雪印種苗）を自由摂取させた。

常の飼料のみでの飼育を行った。

呼気はガスマスクを用いて採取した後、ポンプで11.66-15.34 日と報告している。本実験での肉牛血清アルミバックに移送保存し、測定用試料とした。尿での 13C 同位体比上昇の減衰半減期 18.8 日はこの報

は陰部刺激により自然排尿させてカップに採取し、1

告と大きくは異ならず、血清蛋白代謝回転を反映しml をサンプルチューブに保存し、測定用試料とした。ているものと考えられる。牛肉の代謝回転に関する

便は肛門から手を入れ直腸部から一握り分を採取し、報告はないが、Court 等(1998)はウシと同じ反芻動物

70℃で乾燥後ボールミルで粉砕し、測定用試料としであるヒツジを用いて 14C, 3H, 35S 経口投与後の骨格た。血液は頸静脈から 4 ml を採取し、遠心分離によ筋における 14C, 3H, 35S の減衰を測定し、ヒツジ骨格り血清と血球を分離し、血清はこれを冷凍保存し測筋組織の代謝回転半減期を 80 日と 205 日の 2 成分と定用試料とした。
筋は後肢上部の皮膚及び筋膜を 1-2報告している。これらの値が本試験で得られた 55.5cm 程度切開し、1 mm 径の筒とかぎ針からなるニー日よりも長い理由の一つとして種差が挙げられる。

ドルバイオプシー針（ツルーカット組織採取針,また、Crout 等の実験の測定期間の長さ（358 日）は（株）栗田注射針製作所）によって、直径 1 mm 長本試験の期間（140 日）よりも長いため、より長いさ 1 cm 程度の半腱様筋を 3 回採取した。呼気、尿、半減期の成分も検出している可能性が考えられる。

便、血液のサンプリングは、投与開始前 2 週間からさらに、ヒツジの実験では長期間の実験でヒツジの投与開始後 4 週間までの 6 週間は週 2 回、その後は成長が終了するのに向かって骨格筋成長速度や代謝4 週間毎に 1 回の頻度で行った。筋のサンプリング回転速度の低下が起きている可能性があると考えら

は投与開始前 2 週間から投与開始後 2 週間までの 4れる。

週間は週 1 回、その後は投与開始 4 週目に行い以後今回投与した 13C 総量は 28 日間で 6.44±1.65 g で4 週間毎に 1 回行った。採取した試料は、質量分析あるが、このときの牛肉中のピーク値が約 0.003%の器(Delta V, Thermo Fisher Scientific)により、全炭素に上昇であることから、牛肉 1 kg 中では 9.45×10-3 g

対する 13C 比の分析を行った。と計算できる。即ち、今回の実験と同様の条件であれば、14C 1 Bq の餌としての摂取に対して、ピーク時で 1.46×10-3 Bq/kg 程度が牛肉中に残存すると推3. 成果の概要
13

C 標識粗飼料の投与期間を通じて、投与群の 13C定できる（食品成分表から含水率 70%、炭素含有量同位体比は、炭素排出経路である呼気、尿、糞にお45%とおいた）。また、筋中 13C の減衰半減期が 55.5

いて対照群に比して高い値を示した。投与終了後に日であることから、この半減期の値が出荷時まで変投与群の 13C 同位体比は速やかに低下し、投与終了化しないと仮定した場合には、筋中存在量は出荷さ後 3 日目の呼気を除いた投与終了後の全ての試料でれる 1 から 2 年後においてピーク時の残存量の 1.0

対照群と有意な差は見られなかった(Fig. 1)。

×10-2 から 1.0×10-4 の量に減衰すると推定できる。

一方、体内組織中の 13C 同位体比は、血清、筋と13

このように、本調査の結果から、放射性炭素をウシ

もに C 標識粗飼料の投与期間を通じて上昇し、投が餌として摂取した場合の牛肉中の放射性炭素濃度

与終了後はゆるやかな低下を示した。血清では、投やその出荷時までの時間変化を、ある程度推定でき与終了後 65 日目まで、筋では 101 日目以降まで、対るようになった。

照群よりも有意に高い値を示した。このようなピー

引用文献

ク後の緩徐な低下(Fig. 2)を、指数関数で近似し、血清、筋でそれぞれ 18.8, 55.5 日の半減期を得た。
14Cornelium 等(1959)は C 標識グリシンを用いて乳牛の血清蛋白代謝回転を測定し、その半減期をCornelius et al. (1959) Am. J. Vet. Res,. 44-52
Court et al. (1998) Radiat. Environ. Biophys., 36,243-250.

Fig. 1 Changes of 13C ratio in carbon excretion pathways.
X axis: time (day), Y axis: 13C relative abundance (‰ vs. PDB, ±S.D.). A: breath, B: urine, C: feces.
□: Experiment group (n=3), ●: Control group (n=3). Horizontal bar (0 to 28 days): 13C-labeled grass
feeding period.

Fig. 2

13C enrichment in body composition (n=3)
X axis: time (day), Y axis: 13C ratio (atom% excess, ±S.D.). A: serum, B: muscle.