JPH02242629A - 微小藻類及び魚類の共生生産方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、魚類が溶解二酸化炭素、無機窒素、物理的攪
拌、及び微小藻類だめの汚染原生動物の除去を提供し、
他方微小藻類が溶解酸素、栄養物、及び魚類のために水
を清浄にする排泄化合物の消費を提供する、微小藻類及
び魚類の間の高密度共生養殖（ｓｙｍｂｌｏｔｌｃ　ｃ
ｕｌｔｕｒｅ）によって無毒のバイオマスを経済的に生
産する方法に関する。

［従来の技術］ １９６０年代から、増大する世界の食料欠乏の問題を解
決するために、多くの注目や広範な努力が単一細胞蛋白
質（ｓｉｎｇ！ｅ　ｃｅｌｌ　ｐｒｏｔｅｉｎ；　５Ｃ
Ｐ）の生産に注がれてきた。然し、生産コストが高いた
め食品市場からＳＣＰ製品は常に市場から排除されてい
た。該製品が食料又は食品として受入れられるまでには
、石油に基づ＜　ｓｅｐに関する毒性の懸念が解明され
なければならない。約５０％の蛋白質を含む微小藻類乾
燥バイオマスを生産する試みは、バクテリア又はイース
トＳＣＰの生産より早く始められた。再び生産コストが
高いために微小藻類食品計画を思い止まらせた。最近、
微小藻類生産についての一般的研究傾向は、低価値−高
容量製品の生産から医薬及び特殊化学品を含む高価値−
低容量製品へ移行しつつあるように思われる。

二酸化炭素の高コストは微小藻類バイオマスの生産コス
トの大部分を占めている。攪拌、細胞回収、窒素源及び
鉱物質のコストも、生産コストに含まれる。微小藻類の
大規模屋外養殖においては、汚染及び原生動物の過剰成
長が深刻な問題を起こすことが多い。

［発明の概要］ 本発明の目的は、同一の池で微小藻類又は魚類に同一の
区域及び設備を共通に用いて、食料、食品又は化学源物
質に用いられる、微小藻類及び魚類を大量生産できる共
生による微小藻類及び魚類の生産方法を提供することで
ある。

本発明の他の目的は、遠心分離機のような別個の装置を
用いることなく、上部帯域及び下部帯域を設けた池の上
部帯域にのみ繊維状微小晶類を養殖して、単純に藻類を
収穫することを可能にする微小藻類及び魚類を経済的に
生産する方法を提供することである。

本発明の更に他の目的は、日光又は風によって収穫した
藻類バイオマスを容易に乾燥することを可能にする微小
藻類及び魚類の生産方法を提供することである。

本発明によると、微小藻類の成長に必要な溶解二酸化炭
素は魚類の呼吸で供給され、窒素源であるアンモニア及
び無機塩類は魚類の排泄物及び残留食料で供給され、微
小藻類を水中に均一に分散させるに必要な攪拌は魚類の
遊泳運動で供給される。

更に、池水中に成長する原生動物は魚類の捕食活動で防
がれるので、微小藻類の経済的大量生産が達成でき、魚
類の呼吸に必要な酸素は微小藻類の光合成で供給され、
魚類の高密度共生養殖による魚類の排泄物による水の汚
染は微小藻類の新陳代謝によって防がれる。

［発明の詳細な説明］ 本発明によると、養殖池は基本的には開放型であり、微
小藻類は開放池で優勢に成長する任意のものであり、魚
類は該養殖池に良く適応する任意のものである。

微小藻類バイオマスの製造コストの低減及び原生動物の
過剰成長の防止は同一池内で魚類と共に微小藻類を成長
させることによって達成できる。

その成長に有機栄養物を必要とする有機栄養生物的バク
テリア及びイーストとは対照的に、光合成的微小藻類は
人間の食品又は動物飼料とは直接に関連しない無機物質
で成長する。二酸化炭素、水及び鉱物質のみが微小藻類
ＳＣＰの大量生産の原料として必要であるが、充分な光
が利用できることが条件となる。水及び鉱物質は安価で
あるが、二酸化炭素のコストは高い。二酸化炭素は養殖
池に空気を吹込んで供給できるが、空気中の二酸化炭素
含量は僅か０．０３％であるのに、微小藻類は最適成長
に２〜５％の二酸化炭素を必要とする。

微小藻類の大量生産には、二酸化炭素のために石油を燃
焼するのが通常である。セダ（Ｓｏｅｄｅｒ。

１９７８）の見積りによれば、乾燥微小藻類バイオマス
１トン製造するために二酸化炭素を２，０００ＵＳドル
であった。大豆粉（ｓｏｙｂｅａｎ　ｍｅａｌ）　１　
トンは１９８４年に２３７ＵＳドルで販売された（Ｓｅ
ｎｅｚ。

１９８Ｂ）。これは微小藻類ＳＣＰが世界食料市場に現
れなかった主な理由である。

天然の二酸化炭素は主に生物の呼吸からくる。

川、河、湖及び大洋のような天然水は二酸化炭素を含み
、その実質的部分は水中で生活する魚類の呼吸からくる
。天然水中の微小藻類はその成長に該二酸化炭素を用い
るが１、水中の魚密度が通常は低いので水中の二酸化炭
素含量は最適量より少ない。

理論的には、微小藻類の最適成長に必要な水準まで溶解
二酸化炭素含量を上げることは魚密度を単純に上げれば
可能である。高密度魚養殖は高割合の酸素供給及び魚類
に毒性がある魚類の排泄物質又は代謝物の連続除去を必
要とする。このような必要性は養殖池における魚類と微
小藻類との共生を確立することによって部分的に満たし
ｉする。

日光又は人工照明に露出される池中で微小藻類及び魚類
を一緒に高密度で成長させる場合、高密度魚類の呼吸か
ら発生する大量の二酸化炭素が、高密度微小昂類によっ
てその光合成の炭素源として容易に利用される。水中に
溶解する二酸化炭素の濃度は共生養殖に用いる魚類の密
度を調節することによって制御できる。

微小藻類バイオマスの炭素源としての二酸化炭素に基づ
く魚呼吸の利用は、特に次の３点で重要である。即ち、
１）低コストの炭素源、２）毒性のない炭素源、及び３
）無限供給である。

ＳＣＰ生産において、石油に基づく炭化水素は、大量に
利用できること及び相対的に低いコストのために最も適
当な炭素源と考えられる。然し、アルカンに基づ＜ｓｅ
ｐ及びメタノールに基づくＳＣＰの原料コストは、それ
ぞれその商業価値の３９．２％及び７５．６９６を占め
る（Ｓｅｎｅｚ、　１９８Ｇ）。

微小藻類ＳＣＰ生産を魚類養殖と組合せた場合、二酸化
炭素は、コストなしで所要の水準の濃度で供給され、魚
類生産の収入を考慮すると負のコストで供給され得る。

これは、微小藻類ＳＣＰを食品市場における大豆粉と競
合することを可能にする。

魚類が呼吸で放出する二酸化炭素は毒性のないものであ
る。そうでなければ魚類は死滅する。従って、魚類との
共生養殖で生産された微小藻類ＳＣＰは無毒性である。

これは、その食料及び食品への使用が激しい政治−社会
的抵抗に遭遇した石油に基づく炭化水素で成長したＳＣ
Ｐ製品とは極めて対照的である。

石油の地下資源は世界の特定の地域に偏在しているため
、石油に基づく炭素源の入手も石油を産出する地域に限
られる。更に、地下化石炭素源の量は限られ、経済的に
産出され、食料及び食品材料として受入れられても石油
に基づ＜ｓｅｐに永久に依存することはできない。対照
的に、魚類の呼吸に基づく微小藻類ＳＣＰは炭素源の最
終的枯渇を心配することなくどこでも生産できる。

他方、水中の微小藻類の光合成反応によって発生する酸
素は、次いで呼吸によって魚類に利用される。これは魚
類生産のエアレーションコストを実質的に減少させる。

共生養殖池における溶解酸素の水準は、各種の因子、微
小藻類密度、照明の強度及び時間、及び魚類の密度を調
節して制御できる。

アンモニアは、魚類に極めて毒性であることが知られて
いる。アンモニアは魚類の主な排泄生成物であり、全微
小藻類排泄の９０％がアンモニアの形態である（Ｍｏｙ
Ｊｅ　＆　Ｃｃｃｈ、１９８ｇ）。この事実は、養殖池
における魚類密度を制限する。アンモニアは微小藻類成
長の良好な窒素源であり、水中に蓄積する時間なく生物
に同化される。従って、微小藻類の高密度で魚類を養殖
して、養殖池の魚類の収量を増大させることができる。

屋外開放池を用いる微小藻類の大量生産において、養殖
水中の原生動物の過剰成長は深刻な問題を生じる。この
タイプの問題は、共生養殖における魚類の捕食活動によ
って解決される。共生養殖における魚類の遊泳活動は養
殖水のエネルギー消費機械攪拌を置換し、更に微小藻類
の生産コストの゛低下をもたらし得る。更に、藻類生産
コストの低下は、非繊維状微小藻類に比較して低価格で
収穫でき乾燥できる繊維状微小藻類を用いることによっ
て可能となる。上部水帯域に繊維状微小藻類を偏在させ
ることによって池の深さを増すことは、同じ大きさの土
地からの魚類の収量を増大させることができる。

共生養殖の魚類として、実験室規模の実験で特に成長さ
せ易いので、ドジョウ（ｌｏａｃｈｅｓ）が選択された
。商業的魚類を代表する実験的共生養殖に、鰻及びテラ
ピア（ｅｅｌｓ　ａｎｄ　Ｔｌ１ａｐｌａ　ｓｐ、）も
用いられた。

非繊維状タイプの微小藻類は、日光に露出した開放フラ
スコ中でドジョウを成長させて自然界から得た。約１０
日でフラスコ中の水は深緑色に変った。顕微ｖＬ検査で
微小藻類はクロレラ（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ　ｓｐ、）が
優勢で、少量のセンデスマス及びパルメロコツカス（Ｓ
ｃｅｎｄｅｓｍｕｓ　ｓｐ、　ａｎｄＰａｌｇｅｌｌｏ
ｃｏｃｅｕｓ　ｓｐ、）があることが判った。繊維状微
小藻類はソウル市の隣接部を流れる川から回収した。水
を毎日換えながら約１０日間フラスコ中で泥絹と共生養
殖した後、スピロギラが優勢な、スビロギラ、エドゴニ
ウム、パウチエリア及びオシラドリア（Ｓｐ！　ｒｏｇ
ｙｒａ、Ｅｄｏｇｏｎｌｕｍ、Ｖａｕｃｈｅｒｌａ、ａ
ｎｄＯｓｃｉｌ　１ａｔｏｒｌａ）に属する種が観察さ
れた。

［実施例］ 次に例をあげて、更に本発明を説明して明らかにする。

例１ ３Ｉ容量のエルレンマイヤフラスコを養殖容器として用
いた。共生養殖は、［１００ｎｓの波長における光密度
（ＯＤ６００）が０．３０のクロレラ懸濁液を２．０ｇ
とドジョウの約１００ｇとを移すことによって開始した
。最終水量は水道水で２．５ｇに調節した。同一のフラ
スコを３０日間窓際においた。人工照明も温度制御をも
行わなかった。水温は養殖期間の間に２２〜３２℃の範
囲で変化することが観察された。各フラスコ中のドジョ
ウは毎日３回、９：００．１３：００及び１７：００に
処方飼料をそれぞれ０．５ｇ給餌した。藻類の成長はＯ
Ｄ　６００値を読んで測定した。

０Ｄｂｏｏｔ！ｉが０゜６０〜０．８０の水準に達した
とき、養殖溶液の半ｆｆ１（１，２５ｆＩ）を新鮮な水
道水で入替え、収穫養殖水に含まれる藻類バイオマスの
乾燥型ｊｌ　（ＯＤ　６００値で計算）を記録した。

３０日間づ養殖の終りに、生産された平均全藻類バイオ
マスは９．６ｇ（乾燥ｍｍ＞及び得られたドジョウは１
９．９ｇ（新鮮重量）と記録された。

例２ スケールアップ養殖を、研究所ビルの屋上に建設した１
Ｍ（−１ｍＸ１ｍ）の日光露出区域を有するコンクリー
ト池を用いて行った。該池に０．３ｍの深さまで満たし
て０．３０の０Ｄ６００を有するクロレラ懸濁液で３０
０１作業容量とした。１２ｋｇのドジョウを入れて共生
養殖を開始した。ドジョウは、毎日３回それぞれ６０ｇ
の処方飼料を与えた。藻類の光合成が活発でない雨又は
曇りの日には、給餌を日に１〜２回に減らして水の不適
当な汚染を避けた。養殖期間中、水温は１７℃〜２５℃
の間で変化した。微小藻類の成長及び収穫バイオマスの
ｌｐｊ定は、例１のように行った。３０日の養殖の間に
、６７４ｇの乾燥藻類が得られ、得られたドジョウの新
鮮重量は２．３５０ｇ−であった。

例３ 底がｌｍＸ１ｍで深さが１．３ｍの方形の池を、１ｍ深
さの池が取囲む土壌の頂上に方形壁を形成し、空気中に
０．３ｍの高さが露出する地面にコンクリートブロック
で建設した。池の内部はビニルフィルムでライニングし
、３．００（ｌの水を満たして１ｍ１１１１１１′さと
した。該水を、空気に露出され池の方形壁で支持される
四隅を除いて２０メツシユのナイロンネットを水平に沈
めて、２つの帯域、約９００Ωの水で０．３ｍの上部帯
域及び約２．１０（ｌの水で０．７ｍの下部帯域に分離
した。水中のナイロンネット隔壁は繊維状藻類を上部帯
域に止まらせ光を有効に受けさせると共に、２つの帯域
の間を溶解気体及び鉱物質が自由に通過できるようにす
る。この配置はバイオマスの単位面積生産性をも増大す
る。池には新鮮な水を供給し使用水を除くバイブライン
を設置した。必要なときに圧縮空気を供給できるように
空気散布機をも設置した。３つの同−池、第１号、第２
号、及び第３号を建設し、３つの実験養殖を該池で同時
に行った。

第１号池の上部帯域に４０　ｋｇのドジョウ及び４．５
ｋｇ（新鮮型ｆｆ１）の繊維状微小藻類を入れ、底帯域
には８０　ｋｇのドジョウのみを放した。雨水帯域のド
ジョウに毎日３回それぞれ６００ｇの処方飼料を与えた
。雨又は曇りの日には給餌速度を１〜２回に減らした。

日没で光合成活動が停止したときには、ナイロンネット
を水上にあげ、一部の藻類バイオマスを手で掴んで収穫
した後、該ネットを水中に戻した。雨又は曇りの日に藻
類の成長が悪いときには、日々の藻類収穫の量を減らす
か、とばして養殖池高さの微小藻類密度を維持した。収
穫が完了したとき、高溶解酸素を伴う新鮮水を池に流し
て使用水を入替えた。流速は日の出前に入替えが完了す
るように：Ａ節した。収穫した繊維状微小藻類バイオマ
スは、日光又は風に露出してナイロンネットで乾燥した
。養殖期間中の水温は２５℃±５℃に保った。３０日後
に次の結果が得られた。

生産した藻類バイオマス・・・２，１５０ｇ（乾燥重量
）得られたドジョウ重量・・・・・・２５．２１０ｒ　
（新鮮重量）供給した処方飼料・・・・・・・・・・・
・４９．３１０ｆｔ（乾［１ｆｆｉ）例４ 第２号池の上部帯域の９００ｇの水に、４０ｋｇのドジ
ョウ及び４．５ｋｇ（新鮮重量）の繊維状微小藻類を入
れ、ドジョウに毎日３回それぞれ２００ｇの処方飼料を
与えた。２，１００ｇの底帯域に８０　ｋｇの鰻を放し
、毎日１回日没時に上部帯域の繊維状微小藻類を収穫し
た後に１２００ｇの処方飼料を与えた。毎日の給餌量は
鰻の摂取活動に歩調を合せて減少した。上部帯域に成長
した微小藻類バイオマスを、例３に示すように収穫し乾
燥した。新鮮な水による使用水の入替は例３に示すよう
に毎夜行った。必要な場合には、圧縮空気による水のエ
ヤレーションも行った。３０日養殖の結果は、次の通り
である。

生産した藻類バイオマス・・・　１．９７０ｇ　（乾燥
重量）鰻の重量増加・・・・・・・・・・・・・・・・
・・１７，３８０ｇ　（新鮮重量）得られたドジョウ重
量・・・・・・８．６４０ｇ　（新鮮型Ｈ１）供給した
飼料・・・・・・・・・・・・・・・・・・４５．３４
０＋ｒ　（乾燥重量）例５ 第３号池の上部帯域で、繊維状微小藻類及びドジョウを
、下部帯域の８０　ｋｇのテラピアと共に例３及び４に
示すように調整し、実施した。テラピアに毎日３回それ
ぞれ４００ｇの処方飼料を与えた。藻類バイオマスの収
穫及び水の入替方法は例３及び４に示すようにした。３
０日養殖の結果は、次の通りである。

生産した藻類バイオマス・・・　１，５８０ｇ（乾燥重
量）得られたテラピアの重量・・・１８．７４０＋ｒ　
（新鮮型ｆｆ１）得られたドジョウ重量・・・・・・７
．１２０ｇ　（新鮮型ｆｆ１）供給した飼料・・・・・
・・・・・・・・・・・・・４７　、２５０　ｇ　（乾
燥型ｆｆ１）出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 明　　　　細　　　　書 １．事件の表示 特願平１−３２９３７１号 ２、発明の名称 微小藻類及び魚類の共生生産方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 韓国科学技術院 ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 ６、補正の対象 明細書 １、発明の名称 微小藻類及び魚類の共生生産方法 ２、特許請求の範囲 １）　日光又は人工照明に露出される池の中で、高密度
で共生させることにより微小藻類及び魚類のバイオマス
を生産する方法。

２）　該微小藻類が、該池の中に優勢的に成長する糸状
又は非糸状の種であり、該魚類が、該共生養殖池中によ
く適応する任意の種である請求項１に記載の方法。

３）該池水中の該微小藻類の密度を水ＩＲ当たりそれぞ
れ乾燥藻類重量０．２ｇ以上及び鮮魚類重量３０ｇ以上
に維持する請求項１に記載の方法。

５）該微小藻類の生長に必要な溶存二酸化炭素を該魚類
の呼吸作用により供給する請求項１に記載の方法。

５）該魚類に配合飼料を給与して、該魚類の生長を支援
すると共に、二酸化炭素の発生を最適化させる請求項１
に記載の方法。

８）該魚類が排泄するアンモニア又は関連窒素化合物及
び該配合飼料残留物中の無機物を、該微小藻類が同化し
て生長し、該魚類に適した水を維持するための水の浄化
に供する請求項１に記載の方法。

７）該微小藻類を水中に均一に分散させるための攪拌作
用は、該魚類の遊泳運動によって提供され、水中におい
ての原生動物の繁殖は、該魚類の捕食活動で防がれる請
求項１に記載の方法。

８）該共生養殖池中の水深は、非糸状微小藻類を用いる
場合は０．４ｍ以下とし、糸状微小藻類を用いる場合は
１．５ｍ以下とする請求項１に記載の方法。

９）該糸状微小藻類を共生養殖に使用する場合、該水深
の水を０．４ｍ深さ以下の上部層と残余水深の底部層と
の二つの水層に微細目の網で分割し、該糸状微小藻類の
生長を該上部層のみに限定して、面積当りの微小藻類及
び魚類の生産性を向上させると共に、該糸状微小藻類の
収穫を容易にさせる請求項１に記載の方法。

３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は、魚類が溶解二酸化炭素、無機窒素、物理的攪
拌、及び微小藻類だめの汚染原生動物の除去を提供し、
他方微小藻類が溶解酸素、栄養物、及び魚類のために水
を清浄にする排泄化合物の消費を提供する、微小藻類及
び魚類の間の高密度共生養殖（ｓｙｍｂｌｏｔｌｃ　ｃ
ｕｌｔｕｒｅ）によって無毒のバイオマスを経済的に生
産する方法に関する。

［従来の技術］ １９６０年代以来、増大する世界の食料欠乏の問題を解
決するために、多くの注目や広範な努力が単細胞蛋白質
（ｓｉｎｇｌｅ　ｃｅｌｌ　ｐｒｏｔｅｉｎ；　５ＣＰ
）の生産に注がれてきた。然し、生産コストが高いため
飼料市場からＳＣＰ製品は常に排除されていた。該製品
が飼料又は食品として受入れられるまでには、石油に基
づ＜　ｓｃｐに関する毒性の懸念が解明されなければな
らない。約５０％の蛋白質を含む微小薬類乾燥バイオマ
スを生産する試みは、バクテリア又はイーストＳＣＰの
生産より先に始められた。ところが、生産コストが高い
ために微小藻類飼料計画を思い止まらせた。最近、微小
藻類生産についての一般的研究傾向は、低価値−高容量
製品の生産から医薬及び特殊化学品を含む高価値−低容
量製品へ移行しつつあるように思われる。

二酸化炭素の高コストは微小藻類バイオマスの生産コス
トの大部分を占めている。攪拌、細胞回収、窒素源及び
鉱物質のコストも、生産コストに含まれる。微小藻類の
大規模屋外養殖においては、原生動物の過剰成長がしば
しば深刻な問題となっている。

［発明の概要］ 本発明の目的は、同一の池で微小藻類又は魚類に同一の
区域及び設備を共通に用いて、飼料、食品又は化学物質
源になる、微小藻類と魚類とを共生的に大量生産する微
小藻類及び魚類の生産方法を提供することである。

本発明の他の目的は、遠心分離機のような別個の装置を
用いることなく、上部層及び底部層を設けた池の上部層
にのみ糸状微小藻類を養殖し、単純に藻類を収穫して、
微小藻類及び魚類を経済的に生産する方法を提供するこ
とである。

本発明の更に他の目的は、日光又は風によって、収穫し
た藻類バイオマスを容易に乾燥することを可能にする微
小藻類及び魚類の生産方法を提供することである。

本発明によると、微小藻類の成長に必要な溶解二酸化炭
素は魚類の呼吸で供給され、窒素源であるアンモニア及
び無機塩類は魚類の排泄物及び残留飼料で供給され、微
小藻類を水中に均一に分散させるに必要な攪拌は魚類の
遊泳運動で供給される。

更に、池水中に繁殖する原生動物は魚類の捕食活動で防
がれるので、微小藻類の経済的大量生産が達成でき、魚
類の呼吸に必要な酸素は微小藻類の光合成で供給され、
魚類の高密度共生養殖による魚類の排泄物による水の汚
染は微小藻類の新陳代謝によって防がれる。

［発明の詳細な説明］ 本発明によると、養殖池は本質的に開放型であり、微小
藻類は開放性で優勢的に成長する任意の種であり、魚類
は該養殖池に良く適応する任意の種である。

微小藻類バイオマスの製造コストの低減及び原生動物の
過剰成長の防止は同一池内で魚類と共に微小藻類を成長
させることによって達成できる。

成長に有機栄養物を必要とする従属栄養的バクテリア及
びイーストとは対照的に、光合成的微小藻類は人間の食
品又は動物飼料とは直接に関連しない無機物質で成長す
る。二酸化炭素、水及び鉱物質のみが微小藻類ＳＣＰの
大量生産の原料として必要であるが、充分な光が利用で
きることが条件となる。水及び鉱物質は安価であるが、
二酸化炭素のコストは高い。二酸化炭素は養殖池に空気
を吹込んで供給できるが、空気中の二酸化炭素含量は僅
か０．０３％であるのに、微小藻類は最適成長に２〜５
％の二酸化炭素を必要とする。微小薬類の大量生産には
、二酸化炭素のために石油を燃焼するのが通常である。

セダ（Ｓｏｅｄｅｒ、　１９７８）の見積りによれば、
乾燥微小藻類バイオマス１トン製造するための二酸化炭
素の費用はを２，０００ＵＳドルであった。大豆粕（ｓ
ｏｙｂｅａｎ　ａ＋ｅａｌ）１　）ンは１９８４年に２
３７ＵＳドルで販売された（Ｓｅｎｅｚ。

１９８Ｂ）。これは微小藻類ＳＣＰが世界飼料市場に現
れなかった主な理由である。

天然の二酸化炭素は主に生物の呼吸からくる。

川、河、湖及び大洋のような天然水は二酸化炭素を含み
、その主要部分は水中で生活する魚類の呼吸からくる。

天然水中の微小藻類はその成長に該二酸化炭素を用いる
が、水中の黒密度が通常は低いので水中の二酸化炭素含
量は最適量より少ない。

単に魚の密度を上げることによって、水中の溶存二酸化
炭素の濃度を、微小藻類の最適成長に必要な水準まで上
げることは理論的に可能である。

魚の高密度養殖には高割合の酸素供給及び魚類に毒性が
ある魚類の排泄物質又は代謝物の連続的除去を必要とす
る。このような必要性は養殖池における魚類と微小藻類
との共生関係を確立することによって部分的に満たすこ
とができる。

日光又は人工照明に露出される池中で微小藻類及び魚類
を一緒に高密度で成長させる場合、高密度魚類の呼吸か
ら発生する大量の二酸化炭素が、高密度微小藻類によっ
てその光合成の炭素源として容易に利用される。水中に
溶解する二酸化炭素の濃度は共生養殖に用いる魚類の密
度を調節することによって制御できる。

魚類の呼吸作用に基づく二酸化炭素を微小藻類バイオマ
スの炭素源として利用することは、特に次の３点で特に
重要である。即ち、１）低コストの炭素源、２〉毒性の
ない炭素源、及び３）無限供給である。

ＳＣＰ生産において、石油に基づく炭化水素は、大量に
利用できること及び相対的に低いコストのために最も適
当な炭素源と考えられる。然し、アルカンに基づ＜ｓｅ
ｐ及びメタノールに基づ＜ｓｅｐの原料コストは、それ
ぞれその価格の３９．２％及び７５．６％を占めている
（Ｓｅｎｅｚ　。

１９１！８）。微小藻類ＳＣＰ生産を魚類養殖と組合せ
た場合、二酸化炭素は、コストなしで所要の水準の濃度
で供給され、魚類生産の収入を考慮すると負のコストで
供給され得る。これは、微小藻類ＳＣＰが飼料市場にお
いて大豆粕と競合することを可能にする。

魚類が呼吸で放出する二酸化炭素は毒性のないものであ
る。そうでなければ魚類は死滅した筈である。従って、
魚類との共生養殖で生産された微小藻類ＳＣＰは無毒性
である。これは、飼料及び食品への使用が激しい政治−
社会的抵抗に遭遇した石油に基づく炭化水素で生産した
ＳＣＰ製品とは極めて対照的である。

石油の地下資源は世界の特定の地域に偏在しているため
、石油に基づく炭素源の入手も石油を産出する地域に限
られる。更に、地下化石炭素源の量は限られているので
、たとえ経済的に産出され、飼料及び食品材料として受
入れられたとしても石油に基づ（ＳＣＰに人類は永久に
依存することはできない。これに比べて、魚類の呼吸に
基づく微小藻類ＳＣＰは炭素源の最終的枯渇を心配する
ことなくどこでも生産できる。

他方、水中の微小藻類の光合成反応によって発生する酸
素は、次いで魚類の呼吸に利用される。

これは魚類生産のための通気コストを大きく減少させる
。共生養殖池における溶解酸素の水準は、微小藻類密度
、照明の強度及び時間、及び魚類の密度等の因子を調節
することによって制御できる。

アンモニアは、魚類に極めて有毒性であることが知られ
ている。アンモニアは魚類の主な排泄物であり、全窒素
性排泄物の９０％がアンモニアの形態である（Ｍｏｙｌ
ｅ　＆Ｃｅｃｈ、１９８ｇ）。この事実は、養殖池にお
ける魚類密度を制限する。アンモニアは微小藻類成長の
良好な窒素源であり、水中に蓄積する時間なく生物に同
化される。従って、魚を高密度の微小藻類と共生させる
ことによって、養殖池の魚類の生産量を増大させること
ができる。

屋外開放池を用いる微小藻類の大量生産において、養殖
水中の原生動物の過剰成長は深刻な問題をひき起こす。

この種の問題は、共生養殖における魚類の捕食活動によ
って解決される。共生養殖における魚類・の遊泳活動は
エネルギーを消費する機械的攪拌に代用され、更に微小
藻類の生産コストを低下させる。また、非糸状微小藻類
に比較して低価格で収穫でき乾燥できる糸状微小藻類を
用いることによって藻類生産コストを更に低下させるこ
とができる。上部水層に糸状微小藻類を偏在させること
によって養殖池の深さを増すことは、同じ面積の土地か
らの魚類の生産量を増大させることになる。

共生養殖用の魚類として、実験室規模の実験で特に成長
させ易い、ドジョウ（＋ｏａｃｈｅｓ）が選ばれた。商
業的魚類を代表する実験的共生養殖に、鰻（ｅｅｌｓ）
及びテラピア（Ｔｌｌａｐｌａ　ｓｐ、）も用いられた
。

非糸状微小藻類は、ドジョウの入ったフラスコを蓋をし
ないで、日の当る場所に放置することによって自然界か
ら得られた。約１０日間でフラスコ中の水は深緑色に変
った。顕微鏡検査で微小藻類はクロレラ（Ｃｈｌｏｒｅ
ｌｌａ　ｓＬ）が優勢で、少量のセンデスマス（Ｓｃｅ
ｎｄｅｓｇｕｓ　ｓｐ、）及びパルメロコツカス（Ｐａ
ｌａ＋ｅｌｌｏｃｏｃｃｕｓ　ｓｐ、）が混じっている
ことが判った。糸状微小藻類はソウル市の近郊を流れる
川から採集した。水を毎日換えながら、約１０日間フラ
スコ中でドジョウと共生養殖した後、スビロギラ（Ｓｐ
ｌ　ｒｏｇｙｒａ）が優勢種で、エドゴニウム（Ｅｄｏ
ｇｏｎｌｕｍ）　、パウチエリア（Ｖａｕｃｈｅｒｉａ
）及びオシラドリア（Ｏｓｃｌｌ　１ａｔｏｒｌａ）に
属する種が観察された。

［実施例］ 次に例をあげて、本発明の詳細な説明する。

例１ ３１１容量のエルレンマイヤフラスコを養殖容器として
用いた。共生養殖は、６００ｎｍの波長における光密度
（ＯＤ　ｂｏｏ　）が０．３０のクロレラ懸濁液を２．
（ｌと、約１００ｇのドジョウとを入れて開始した。水
道水で最終水量を２．５ｇに調節した。同様に用意した
二つのフラスコを３０日間窓際においた。人工照明も温
度制御も行わなか）た。水温は養殖期間の間に２２〜３
２℃の範囲で変化することが観察された。各フラスコ中
のドジョウに０．５ｇづつの配合飼料を毎日３回、９：
００．１３：００及び１７　：　００時頃に給餌した。

藻類の成長は０Ｄ６００値を読んでｆｌ）Ｊ定した。

ＯＤ　ｂ。。値が０．６０−０．８０の水準に達したと
き、養殖水の半ｆｆ１（１，２５Ｎ）を新鮮な水道水で
入替え、収穫養殖水に含まれる藻類バイオマスの乾燥重
量（ＯＤ６００値で換算）を記録した。

３０日間の養殖の後に、生産された平均全藻類バイオマ
スは９．６ｓｒ（乾燥型ｆｆ１）、増加したドジョウの
重量は１９．９ｇ（新鮮重量）であった。

スケールアップ養殖を、研究所ビルの屋上に建設した１
ｒＴｒ（−１ｍＸ１ｍ）の日光露出区域を有するコンク
リート池を用いて行った。該池に０Ｄｂｏｏ値０．３０
のクロレラ懸濁液を０．３ｍの深さまで満たして作業容
積を３００Ｊ７とした。

１２ｋｇのドジョウを入れて共生養殖を開始した。

ドジョウは、毎日３回それぞれ６０．の配合飼料を与え
た。藻類の光合成が活発でない雨又は曇りの日には、給
餌を日に１〜２回に減らして水の汚染を避けた。養殖期
間中、水温は１７℃〜２５℃の間で変化した。微小藻類
の成長及び収穫バイオマスの測定は、例１のように行っ
た。３０日の養殖の間に３６７４ｇの乾燥藻類が得られ
、ドジョウの新鮮重量の増加は２，３５０ｇであった。

例３ 底がｌｍＸ３ｍで深さが１．３ｍの方形の池をセメント
ブロックで造り、外側を１ｍ深さまで埋め、０．３ｍの
高さの方形の壁が地上に出るようにした。池の内部はビ
ニル膜でライニングし、３．００（ｌの水を満たして１
ｍ深さとした。水の中に２０メツシユのナイロン網を水
平に潜めて、０．３ｍの深さ及び約９００１の水量を有
する上部層と、０．７ｍの深さ及び約２．１００．Ｑの
水量を有する底部層との二つの水層に分離し、ナイロン
網の四隅を露出させて、池の方形壁土に固定させた。水
中のナイロン網隔壁は糸状藻類を上部層部位に止まらせ
光を有効に受けさせると共に、２つの水層の間を溶解気
体及び鉱物質が自由に通過できるようにした。このよう
な配置はバイオマスの単位面積生産性をも増大する。池
には新鮮な水を供給し使用水を除くバイブラインを設置
した。

必要なときに圧縮空気を供給できるように空気散布機を
も設置した。３つの同−池、第１号、第２号、及び第３
号を建設し、３つの実験養殖を該池で同時に行った。

第１号池の上部層部位に４０　ｋｇのドジョウ及び４．
５ｋｇ（新鮭重ｆｆ１）の繊維状微小藻類を入れ、底層
部位には８０　ｋｇのドジョウのみを放した。雨水層部
位のドジョウに毎日３回それぞれ６００ｇの配合飼料を
与えた。雨又は曇りの日には給餌速度を１〜２回に減ら
した。日没で光合成活動が停止したときには、ナイロン
網を水上にあげ、一部の藻類バイオマスを手で掴んで収
穫した後、鎖網を水中に戻した。雨又は曇りの口に藻類
の成長が悪いときには、日々の藻類収穫の量を減らすか
、とばして微小藻類の密度を高く維持した。収穫が完了
したとき、高溶解酸素を伴う新鮮水を池に流して使用水
を入替えた。流速は日の出前に入替えが完了するように
調節した。収穫した糸状微小藻類バイオマスは、ナイロ
ン網上に日光又は風に露させて乾燥した。養殖期間中の
水温は２５℃±５℃に保った。３０日後に次の結果が得
られた。

生産した藻類バイオマス・・・２．１５０ｇ　（乾燥型
ｆｆ１）増加したドジョウ重量・・・・・・２５．２１
０ｇ（新鮮重ｆｆ１）供給した配合飼料・・・・・・・
・・・・・４９．３１０ｒ　（乾燥重量）例４ 第２号池の上部層部位の９００！Ｉの水に、４０ｋｇの
ドジョウ及び４．５ｋｇ（新鮮重量）の糸状微小藻類を
入れ、ドジョウに毎日３回それぞれ２００ｇの配合飼料
を与えた。２．１０（ｌの底層部位に８０　ｋｇの鰻を
放し、毎日１回日没時に上部層部位の糸状微小藻類を収
穫した後、１２００ｇの配合飼料を与えた。毎日の給餌
量は鰻の摂餌活動に歩調を合せて減少した。上部層部位
に成長した微小藻類バイオマスを、例３に示すように収
穫し乾燥した。新鮮な水による使用水の入替は例３に示
すように毎夜行った。必要な場合には、圧縮空気による
水の通気も行った。３０日間の養殖の結果は、次の通り
である。

生産したぶ類バイオマス・・・１．９７０ｇ　（乾燥重
量）増加した鰻の重量・・・・・・・・・・・・１７．
３８Ｏｒ　（新鮮重ｉｔ）増加したドジョウ重量・・・
・・・８．８４１ｂｒ　（新鮮重量）供給した飼料・・
・・・・・・・・・・・・・・・・４５．３４０ｇ　（
乾燥型ｆｆ１）例５ 第３号池の上部層部位で、糸状微小藻類及びドジョウを
、底部層部位の８０　ｋｇのテラピアと共に例３及び４
に示すように調整し、実施した。テラピアに毎日３回そ
れぞれ４００ｇの配合飼料を与えた。藻類バイオマスの
収穫及び水の入替方法は例３及び４に示すようにした。

３０日間養殖の結果は、次の通りである。

生産した藻類バイオマス・・・１．５ＧＯｒ　（乾燥型
ｆｆ１）増加したテラピアの重量・・・１８，７４０ｒ
　（新鮮重量）増加したドジョウ重量・・・・・・７，
１２０ｇ　（新鮮重量）供給した飼料・・・・・・・・
・・・・・・・・・・４７．２５０ｇ　（乾燥重量）出
願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）日光又は人工照明に露出される池において高密度で
   共存する両生物の間の共生によって微小藻類及び魚類の
   バイオマスを生産する方法。 ２）該微小藻類が繊維状及び非繊維状を含む該池で優勢
   に成長する種の任意のものである請求項１に記載の方法
   。 ３）該魚類が該共生養殖池に良く適合する種の任意のも
   のである請求項１に記載の方法。 ４）該池水中の該微小藻類の密度を定期的収穫及び植付
   けによって水１ｌ当たり乾燥藻類０．２〜０．４ｇの範
   囲に維持する請求項１に記載の方法。 ５）該池水中の該魚類の密度を水１ｌ当たり鮮魚類３０
   〜５０ｇの範囲に維持する請求項１に記載の方法。 ６）該池の水の深さを該共生養殖に非繊維状微小藻類を
   用いる場合約０．４ｍ未満にする請求項１に記載の方法
   。 ７）該繊維状微小藻類を該共生養殖に用いる場合、該池
   の水深を１．０〜１．５ｍとし、及び該水を２帯域、即
   ち該繊維状微小藻類及び該魚類が共に成長する０．３ｍ
   深さの上部帯域及び該魚類のみがに成長する０．７〜１
   ．２ｍ深さの底帯域に、水中に水平に沈めた微細ナイロ
   ンネットで分割する請求項１に記載の方法。 ８）該微小藻類の成長に必要な溶解二酸化炭素を該魚類
   の呼吸で供給する請求項１に記載の方法。 ９）該魚類の呼吸に必要な溶解酸素を該微小藻類の光合
   成で供給する請求項１に記載の方法。 １０）該魚類が排泄するアンモニア又は関連窒素化合物
   を該微小藻類が同化して成長し、該魚類に適した水を維
   持する請求項１に記載の方法。 １１）該魚類は該魚類の成長を支持する処方飼料を供給
   し、その二酸化炭素生産を最適にする請求項１に記載の
   方法。 １２）該微小藻類の成長を支持する鉱物質は該魚類の排
   泄物及び該魚類に供給される飼料の残部から得られる請
   求項１に記載の方法。 １３）該微小藻類を水中に均一に分散させるのに必要な
   攪拌は該魚類の遊泳運動によって供給される請求項１に
   記載の方法。 １４）池水中に成長する原生動物が該魚類の捕食活動で
   防がれる請求項１に記載の方法。 １５）浅い池水に均一に成長する非繊維状微小藻類が遠
   心分離又は沈降によって収穫される請求項１に記載の方
   法。 １６）該上部帯域の水中で成長する該繊維状藻類を水上
   に該ナイロンネットを上げ、日光又は風乾によって藻類
   バイオマスの捕獲をすることによって収穫する請求項１
   に記載の方法。