野菜の発酵は見過ごされがちな温室効果ガスの発生源：微生物メカニズムから世界的な収支への含意

漬物と気候のつながり

漬物やキムチなどの発酵野菜は、世界中の台所で見られる日常的な食品だ。本研究は、カウンタートップや工場で静かに泡立つこれらの瓶が、気候を暖めるガスも放出していることを明らかにする。野菜発酵中の微生物の振る舞いを詳しく調べることで、研究者たちはこの馴染み深い食品プロセスが我々の地球規模の温室効果ガス収支における小さくとも確かな一部であることを示した。

なぜ発酵野菜が大気にとって重要なのか

研究チームは、一般的な漬物が発酵する過程で温室効果ガスを放出するかをまず問いかけた。白菜、キュウリ、大根を対象に管理された瓶を設置し、野菜周囲の気相と液相で二酸化炭素と亜酸化窒素の蓄積を追跡した。わずか5日で瓶内のガス濃度は通常の大気値を大きく上回り、発酵が風味を作る過程であるだけでなくガスを生成する過程でもあることを確認した。メタンは一時的かつ微量にしか観察されず、主な気候上の懸念は二酸化炭素と亜酸化窒素にあることが示された。

塩分濃度がガスの種類を左右する

塩は漬物作りの中心的要素であるため、研究者たちは90日間の白菜発酵で異なる塩分濃度がガス生成にどう影響するかを調べた。低塩および中塩のつけ汁は亜酸化窒素をはるかに多く生産した一方で、高塩つけ汁は二酸化炭素をより多く出した。酸性度、溶存窒素化合物、有機炭素の詳細な測定は、強い塩分のつけ汁が白菜からより多くの糖や他の炭素に富む物質を引き出すことを示した。この追加の燃料と塩耐性の微生物群集が相まって、塩分の高い条件で二酸化炭素の放出を促進したと考えられる。

瓶内で働く微生物

どの微生物がどのガスを作っているのかを理解するため、科学者たちはつけ汁から微生物DNAをシーケンスした。低塩の瓶ではProteobacteria群に属する細菌、特にEnterobacterやSerratiaが優勢で、これらは低酸素条件下で硝酸塩を亜酸化窒素に変えることが知られている。高塩ではこれらの塩に敏感な微生物は減少し、Pediococcus、Leuconostoc、Lactobacillusといった塩耐性の乳酸菌が優勢になった。遺伝学的な潜在能力をコンピュータ解析したところ、低塩群集は亜酸化窒素を漏出しやすい経路を支持する傾向があり、高塩群集は硝酸塩を亜硝酸を経てアンモニウムへと変換する経路を支持していることが示唆され、これにより亜酸化窒素は回避されるが炭素が分解され二酸化炭素が放出される。

家庭の瓶から世界規模の総量へ

測定したガス排出率を用いて、著者らはこれが世界の漬物産業の規模で何を意味するかを推定した。世界の野菜収穫量の約十分の一が発酵されると仮定すると、漬物は年間おおよそ1万6千トンから5万7千トン近くの二酸化炭素相当量を放出する可能性があると計算した。このうち一部は瓶やタンクのヘッドスペース中のガス由来であり、残りは塩分の高いつけ汁が排水されて空気にさらされる際に後で放出される溶存ガス由来である。これは発電所や自動車からの排出と比べると小さいが、広範で技術的に管理可能なこれまで無視されていた発生源を指摘している。

食と気候にとっての意味

簡単に言えば、この研究は漬物作りが多くの小さなバイオリアクターを稼働させ、野菜の炭素や肥料由来の窒素を地球を温めるガスに変えていることを示している。塩分の高いレシピは亜酸化窒素をより多く二酸化炭素に置き換える傾向があり、低塩レシピはその逆をもたらす。本研究は、食品加工業者や研究者が風味と安全性を保ちながらガス放出を削減する発酵手法（塩分濃度、微生物混合、つけ汁の取り扱いの調整など）を設計できる可能性を示唆している。また、植物性食事や食品廃棄物の気候影響は、畑や輸送だけでなく、静かに泡立つ各瓶の中で何が起きているかも含むことを思い起こさせる。

引用: Huo, P., Zhang, X., Xu, C. et al. Vegetable fermentation as an overlooked source of greenhouse gases: from microbial mechanisms to global budget implications. npj Sci Food 10, 167 (2026). https://doi.org/10.1038/s41538-026-00825-4

キーワード: 野菜の発酵, 漬物, 温室効果ガス, 亜酸化窒素, 食品微生物学