鶏ふんにパン廃棄物とコオロギバエ（黒い兵士バエ）関連細菌を加えて幼虫バイオマスを増やす

農場の廃棄物を役立つ資源に変える

現代の農場では、においの強い鶏ふんから古くなったパンの山まで、大量の残渣が生じます。これらを処理するには費用がかかり、大気や水、土壌の汚染の原因にもなり得ます。一方で、漁業由来の飼料や大豆が高騰する中、鶏や魚に与える新しく安価なタンパク源を求める声が高まっています。本研究は、廃棄物処理に既に利用されている無害な昆虫である黒い兵士バエの幼虫が、鶏ふんとパン廃棄物を栄養価の高い動物飼料に変換できるかを、さらに有益な細菌の助けを借りて検討しています。

なぜ幼虫はパンを好むのか

研究者らはまず、鶏ふんと余ったパンを原料にしたさまざまな餌で黒い兵士バエ幼虫の成長を比較しました。鶏ふんは窒素やミネラルが豊富ですが、エネルギー量は比較的低く、パン廃棄物は炭水化物に富む一方でタンパク質は軽めです。幼虫を鶏ふんだけで飼育すると、小さく成長し、廃棄物から体重への変換効率が低いことが分かりました。両者を混合すると、特に1:1の比率で幼虫は大きく育ち、総バイオマスが増え、体重増加に必要な飼料量が減りました。タンパク質と炭水化物のバランスが幼虫にとってより好適な“ビュッフェ”を作り、窒素を過剰なアンモニアとして浪費するのではなく効率的に利用するためのエネルギーを与えたのです。

幼虫に入れるものが出てくるものを決める

餌は幼虫の成長速度だけでなく、体組成も変えました。パンのみで育てた幼虫は最も脂肪とタンパク質が多く蓄積されましたが、パン廃棄物自体が飼料としての価値を持つため実用性は限定されます。鶏ふんだけで育てた幼虫は脂肪が少なく、灰分（残留ミネラル）が多い傾向がありました。混合飼料、特に1:1のブレンドは、脂肪、タンパク質、ミネラルのバランスがより良い幼虫を生産しました。つまり、鶏ふんをパン廃棄物と組み合わせることで、価値の低い厄介な残渣を伝統的な動物飼料に近い品質の昆虫ミールに変えられる可能性があります。

昆虫の腸にいる有用な微生物

研究の第2部では、バエに共生する小さなパートナー、すなわち黒い兵士バエの卵や幼虫の腸にいる細菌を調べました。彼らはタンパク質や尿素を分解する消化酵素を産生するいくつかの株を単離し、遺伝学的手法で同定しました。Microbacterium paraoxydans、Bacillus subtilis、Morganella morganiiなどを含む主要な5種の細菌が選ばれました。これらの細菌を鶏ふんベースの餌に添加すると、幼虫の乾燥重量が増え、飼料を体重に変換する効率が改善し、幼虫の化学組成も変化しました。ある組み合わせは幼虫をより脂肪や繊維に傾け、別の組み合わせは有用な炭水化物を増やして栄養バランスを改善しました。

幼虫のタンパク質プロファイルを強化する

ある細菌、Microbacterium paraoxydansは、鶏ふん3に対してパン1の比率を含む餌と組み合わせたときに特に顕著な効果を示しました。この“強化”餌で育てた幼虫は、必須アミノ酸と非必須アミノ酸の双方が大幅に増加していました。バリン、ロイシン、フェニルアラニン、リジンなどの必須アミノ酸は、同じ餌で細菌を加えなかった場合と比べて概ね約50%増加しました。これらのアミノ酸の多くは、家禽や魚のための植物性飼料で品質を制限しがちな成分です。腸内でタンパク質を分解し窒素を再利用することで、これらの細菌は貴重な栄養素を幼虫に、そしてそれを与えられる動物により多く供給できるようにしました。

廃棄物問題からタンパク質解決へ

専門外の読者に伝えたい主なメッセージは明快です。廃棄物を賢く組み合わせ、有益な微生物を活用することで、処分の悩みを有用な資源に変えられるということです。鶏ふんとパン廃棄物を混ぜることで黒い兵士バエ幼虫はより良い餌を得て、速く育ち、廃棄物をより効率的にバイオマスに変換します。選択した細菌を加えることでこのプロセスはさらに改善され、幼虫は高品質のタンパク質や動物飼料に必要な主要アミノ酸で豊かになります。この手法は農場廃棄物による環境負荷を軽減し、魚粉や大豆への依存を下げ、昆虫ミールと肥料として使える栄養豊富な残渣の両方を生産します。要するに、昆虫と微生物の協働は農業の循環性を高め、より持続可能な食料システムを支える可能性があります。

引用: Abdelmaksoud, E.M., El-Sayed, W., Rashwan, R.S. et al. Enhancing chicken manure with bread waste and black soldier fly associated bacteria to increase larval biomass. Sci Rep 16, 8262 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39463-x

キーワード: 黒い兵士バエ, 鶏ふんリサイクル, パン廃棄物の価値化, 昆虫タンパク質飼料, 有益な腸内細菌