UBC の研究チームは、食品廃棄物を再生可能な天然ガスに変換することを促進する新しい細菌を発見し、廃棄物管理と再生可能エネルギー生産に大きな進歩をもたらしました。
ブリティッシュコロンビア大学（UBC）の研究者らは、新たな研究で、食品廃棄物を再生可能天然ガス（RNG）に変換する上で重要な役割を果たす、これまで知られていなかった細菌を特定しました。この発見は、 公表 Nature Microbiologyに掲載されたこの研究は、廃棄物からエネルギーを生成するより効率的なプロセスの可能性を強調し、持続可能なエネルギーソリューションの可能性を強めています。
サリーバイオ燃料施設では、毎年11万5000トンの食品廃棄物を処理しています。バナナの皮からピザの残り物まで、あらゆるものが含まれるこの廃棄物は、数十億もの微生物によって変容を遂げます。これらの微生物は有機物を分解し、化石燃料に代わるよりクリーンな代替燃料であるRNG（天然ガス）を生成します。
この研究を率いたのは、ブリティッシュコロンビア大学土木工学部の准教授、ライアン・ジールズ氏です。ジールズ氏は、通常の微生物活動が停止しているにもかかわらず、メタン生成が衰えることなく続いていることに強い興味を抱きました。
「サリー・バイオ燃料施設で微生物によるエネルギー生産を研究していた時、奇妙なことに気づきました。通常酢酸を消費する微生物が消滅していたにもかかわらず、メタンが流れ続けていたのです」とジールズ氏はニュースリリースで述べた。「従来の方法では、この重労働を担っている微生物を特定できませんでした。」
この現象は、メタン生成が様々な微生物の相互作用を伴う多段階のプロセスであるため、特に不可解でした。まず、細菌が食物残渣（食べかす）を脂肪酸、アミノ酸、糖などの単純な化合物に分解し、さらに酢酸などの有機酸に変換します。メタン生成微生物はこれらの酸を栄養源としてメタンを生成します。
この新しい細菌は ナトロニンコ科 この植物は、従来のメタン生成装置では生成できないような環境でも繁殖します。
「廃棄物をメタンに変換するプロセスは、複数の微生物が相互作用する協同的なプロセスです」と、論文共著者でブリティッシュコロンビア大学微生物学・免疫学部の教授であるスティーブン・ハラム氏は付け加えた。「この新たに特定された細菌は、このプロセスを実現する鍵となる存在の一つです。」
ツィールス氏と彼のチームの研究で得られた重要な発見の一つは、この新しい細菌が、タンパク質を豊富に含む食品廃棄物によく見られる副産物である高濃度のアンモニアに耐えられるということだ。
アンモニアが過剰になると、酢酸が蓄積し、廃液タンクが酸性化し、メタン生成が阻害されます。この細菌の頑強な性質により、このような厳しい条件下でもシステムの稼働が維持されます。
「自治体の施設はこれらの微生物に多大な負担を強いられています」とツィールズ氏は付け加えた。「酢酸が蓄積すると、タンクを空にして再起動しなければなりません。これは費用がかかり、面倒な作業です。」
この発見の影響は広範囲に及ぶ。この研究から得られる知見は、嫌気性消化槽の設計と効率を大幅に改善し、同じ量の有機廃棄物からより多くのRNGを生産することを可能にする可能性がある。
また、都市が廃棄物管理と気候変動に取り組んでいる時代に極めて重要な、廃棄物とエネルギー生産をより良く管理するためのモデルも提示しています。
ジールズ氏とその同僚は現在、研究を拡大し、海洋中のマイクロプラスチックを分解する微生物群の探究に取り組んでおり、環境修復の新たな領域を切り開く可能性を秘めている。
「次に生ゴミを堆肥箱に捨てる時は、ただ堆肥を作っているだけではないことを思い出してください。よりクリーンなエネルギーを生み出す、微小なエネルギー生産施設に栄養を与えているのです」とジールズ氏は付け加えた。
出典： ブリティッシュコロンビア大学