紅色非硫黄細菌(Rhodobacter sphaeroides)処理廃糖蜜液(PTB)の施用がホウレンソウの生育と品質に及ぼす影響を調査した.100培以上に希釈したPTBは,発芽を阻害しなかった.PTBと紅色非硫黄細菌処理前の廃糖蜜液(Pre-PTB)を用いた栽培実験において,100倍希釈のPTB施用が生育を最も促進し,品質を向上させたことから,廃糖蜜液の紅色非硫黄細菌処理が有効であることが示された.また,未滅菌区と滅菌区を比較すると,全糖及びアスコルビン酸含量は滅菌区で高くなる傾向がみられ,PTBの施用効果には土壌微生物との相互作用が関与すると推察された.

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For the photo-production of hydrogen using photosynthetic bacterium, Rhodobacter sphae-roides S from the agroindustrial wastes, basic characteristics for hydrogen production were investigated. This strain produced hydrogen gas by nitrogenase enzyme. Nitrogenase of the bacterial strain was relatively loosely inactivated by ammonia in the culture broth. The maximum production of hydrogen (80.3 ml·g cell^-1·h^-1) was observed at 10 klux of light intensity in the pH 7.0±0.1 when malic acid and glutamic acid were used for carbon and nitrogen sources, respectively. Furthermore, hydrogen gas was also produced from glucose, acetate and propionate. The characteristics of photo-hydrogen production by R. sphaeroides S described above might be suitable for application to the anaerobic digestion of agroindustrial wastes accompained with energy production.

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The water quality of carp (Nishiki-goi) breeding ponds was investigated. The water quality was summarized as follows: pH 6.5-7.5; hardness 60-135mg·l^-1; PO₄^3- and NO₃-N less than 10mg·l^-1.
An immobilized denitrifying photosynthetic bacterium which was equipped in a circulating filtration system was utilized for the improvement of water quality concerning carp breeding aquariums. Among the immobilization carriers tested, porous ceramic immobilization showed relatively good effects on water quality improvement, such as COD and nitrate removals. For about one month, such effects were maintained and the water quality was kept within the good water quality range for carp breeder ponds.

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混合培養のによる有機性廃棄物の酸発酵廃水を予想した人工基質のVFAから水素生成に及ぼすNH₄⁺濃度の影響に関して回分実験を行った. 初期NH₄⁺濃度は0～12mM間で7階に調節し, 培地中のVFA濃度は酢酸1500mg/L, プロピオン酸500mg/L, 酪酸1500mg/Lに調節した. NH₄⁺濃度0～6mM間では水素生成が現れた. 生成されたガス中水素の割合はNH₄⁺濃度4, 6mMにおいて88%であった. 基質から水素への転換率は12.6～42.7%であった. 水素生成速度は6mMのNH₄⁺濃度で42.3μL/mg dry wt/h で最大となった. 8mM以上のNH₄⁺濃度ではガス発生が現れなかった.

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一般的な葉菜であるホウレンソウとコマツナを供試して,紅色非硫黄細菌の施用が生育と品質に及ぼす影響を検討した.紅色非硫黄細菌は液体培養した後,凍結乾燥したもの(PTBP)を用いた.PTBP施用は,ホウレンソウの地上部及びコマツナの地下部の生育を促進させた.品質では全糖,クロロフィル,カロテノイドの含量を増加させた.また,ホウレンソウでは土壌の滅菌処理の影響も検討した.PTBP施用は全糖,カロテノイドの含量は未滅菌区で,クロロフィル含量は滅菌区でそれぞれ効果が認められた.これらの結果から,PTBP施用効果と土壌微生物の間に相互作用があることが示唆された.

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　廃水の肥料価値を高めるために，

として知られる紅色非硫黄細菌(PNSB)の培養に着目した．人工培地および実廃水試料を用いた培養実験により，アンモニア性窒素濃度がPNSBの増殖および高付加価値物質生成に及ぼす影響を明らかにした．人工培地を用いた実験にてpufM遺伝子数の増加から算出した比増殖速度は，アンモニアによる増殖阻害が，阻害定数0.73～1.6gN/Lの範囲で表された．実廃水試料を用いた実験にて，PNSBの増殖に対応して，高付加価値物質であるカロテノイド濃度および5-アミノレブリン酸濃度の増加が確認された．A 町の規模を想定すると，嫌気性消化汚泥の脱離液での PNSB 培養により，年間2.3kgのカロテノイドおよび50kgの5-アミノレブリン酸が生産され，含まれるアンモニア性窒素は肥料として必要な窒素量の17%程度に相当すると試算された．これらの結果から，廃水を用いたPNSBの培養による高付加価値液肥の生産が可能であると考えられた．

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紅色非硫黄細菌による混合有機酸廃液からの水素回収プロセスの確立を目的に, 水素生成の基質としてL-乳酸を用いて連続培養を行った. 純菌単独の培養系では16ml/hour/l-reactor の安定した水素生成を示したのに対して, 純菌で培養を開始し滅菌操作を省いた培地を供給した培養系では400hours以降急速に水素生成能が低下し. その原因は緑藻類の発生による阻害と考えられた. また市販の混合光合成培養体を接種源に用いた培養系では. 硫酸塩還元細菌によると思われる硫化水素の生成にあわせて水素の生成は著しく阻害を受けた本研究では観察された現象から水素生成に及ぼす微生物間の競合について基礎的な考察を行ったものである.

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Sixteen different operational conditions of a photobioreactor for both organic wastewater treatment and material recovery were examined to determine the optimal condition(s) for the proliferation of purple nonsulfur bacteria (PnSB). Bacterial community changes were analyzed by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and fluorescence in situ hybridization (FISH). FISH was applied to detect PnSB and quantify their population. FISH results revealed that a high PnSB ratio was obtained under the conditions that deprivation of dissolved oxygen and restraint of oxygenic phototrophs were required. An infrared filter effectively suppressed oxygenic phototrophs and enhanced PnSB. Higher PnSB ratio was obtained at a low light intensity (260 lux and 650 lux) than at a high light intensity (5800 lux). Both DGGE and FISH results consistently showed that Rhodopseudomonas palustris, which may originate from spiked activated sludge, is more competitive to chemoheterotrophs than Rhodobacter sphaeroides precultivated as pure culture.

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本稿は既報『醸造副生物の利用法の研究開発と有機農業の実証』の補遺として, 味噌醤油工場からの排水の利用を目的とした処理プラントの稼動記録を中心にしたものである。処理法の特徴として嫌気性発酵と処理を組合わせた, コンパクトな処理プラントが挙げられる

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Effluent from anaerobic digestor of swine wastewater (EDSW) was treated by a photosynthetic bcterium Rhodobacter sphaeroides S under aerobic-dark condition. Organic matter (COD_cr) and lower fatty acids in the effluent were effectively removed in batch treatment indicating that this organism was suitable for the treatment of EDSW. Continuous treatments of the effluent were performed to elucidate the fundamental growth characteristics of this organism such as the maximum specific growth rate, μm and the growth yield for COD removal, Y. Based on the values of μm (3.05 1/day), Y (0.52 g/g) and other growth characteristics obtained, a new treatment process was proposed. In this process, estimation of the scale of the aeration and sediment vessels for the treatment were carried out based on the waste from 4, 000 pigs house. As the results, the volume of aeration and sediment vessels might be reduced to ca. 1/6 and ca. 1/2, respectively, compared with the conventional activated sludge treatment process.

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嫌気・光照射下で運転する紅色非硫黄細菌を用いた廃水処理・有価物生産システムは, その光合成従属栄養的増殖により, より多くの有価物 (菌体) を生産すると同時に温暖化ガスの排出を抑制するシステムになると考えられる. 本論文においては, 紅色非硫黄細菌 Rhodobacter sphaeroides の脂肪酸基質での無機化率を定量し, 酪酸より炭素鎖の長い基質では二酸化炭素の発生がなく逆に摂取することを示した. また, 菌体内PHB (poly-3-hydroxybutyrate) が他の菌体内成分に変換される際の二酸化炭素の発生, 摂取がほとんどないことを明らかにした. さらに, 菌体転換率と比増殖速度から, 菌体生産, 廃水処理に適した廃水原水の前処理について検討した.

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による廃水処理および有価物回収を行うには, これらの細菌群が系内で優占する運転方法を確立することが不可欠である. 本研究では, 赤外線フィルターを通した白熱灯の光を照射することによって, シアノバクテリアの増殖が抑制され, かつ, の一種である紅色非硫黄細菌の優占が起こることを定量的に示した. FISH (fluorescence in situ hybridization) 法により, 最終的に得られた細菌群における紅色非硫黄細菌の存在比率は, 赤外線フィルターのある場合が40-50%, ない場合は20%と求められた. PCR-DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis) 法を適用し, DGGEバンドの塩基配列を解読した結果, 紅色非硫黄細菌 Rhodopseudomonas palustris が最終的に優占しやすいことが示された.

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