近赤外分光法による生ごみ堆肥の脂質含量の測定

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  • Measurement of Lipid Content of Garbage Compost Using Near Infrared Spectroscopy

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「持続性の高い農業生産方式の導入の促進に関する法律」 (1999年施行) により, 減化学肥料栽培および有機質資材の有効利用による土作りの推進, 地力の維持が促進されている.一方, 「食品循環資源の再生利用等の促進に関する法律」 (食品リサイクル法, 2001年施行) では, 食品関連事業者による食品廃棄物の発生抑制と減量化, ならびに飼料や肥料などへの再生利用が促進されている.これらの状況において, 有機質資材の農地への施用と食品廃棄物の有効利用の双方を推進するため, 事業所や家庭から排出される生ごみの堆肥化が注目されており, 電動式生ごみ処理装置の普及が進んでいる.しかし, 生ごみ堆肥の中には農作物の生育に悪影響を及ぼすものもあり, その原因の1つとして堆肥中の脂質が知られているため, 近年では自主団体が生ごみ堆肥の脂質含量の最低基準値を設定する動きがある.このような背景から, 生ごみ堆肥の脂質含量を簡便に測定する方法が望まれているが, 迅速性と定量性を兼ね備えた方法はまだない.近赤外分光法は, 食品その他の簡易・迅速な非破壊分析法として知られており, 生ごみ処理機の水分センサにも実用化されている.近赤外分光法により生ごみ堆肥の脂質含量が測定できれば, 市販の近赤外分光計を用いた生ごみ堆肥の植物生育阻害程度の簡易評価が可能になるほか, 電動式生ごみ処理装置への組み込みに関する応用も期待される.そこで, 近赤外分光法による生ごみ堆肥の脂質含量の測定精度を検討した.三重県および神奈川県の工場食堂, 学校, 給食センター, 一般家庭, 飲食店および病院において製造された生ごみ堆肥88点を採取し, 実験に用いた.堆肥試料の脂質含量は, 最低0.28%, 最高17.70%と大きなばらつきがあった.代表的な試料の脂肪酸組成を分析したところ, ほとんどの試料ではパルミチン酸, ステアリン酸, オレイン酸およびリノール酸が多かった.堆肥試料の700～2500nmにおける近赤外スペクトルの二次微分値と, ジエチルエーテル抽出法による脂質含量の相関が高く, かつ前述の脂肪酸のピークが認められる波長は2344, 2310, 2146, 1760および1716nmであったので, これらを主波長として重回帰分析により検量線を作成した.最も良好な測定精度を示した検量線は, 前記のうち2310nmおよび2146nmを含む4波長の項からなる多項式であり, SEP (検量線評価時の標準誤差) は1.24%であった.なお, 病院で採取した生ごみ堆肥1点については, 他の堆肥と脂肪酸組成が大きく異なったが, 近赤外分光法による測定誤差は小さかった.近赤外分光法による脂質含量の測定値を用いて生ごみ堆肥の農作物への安全性評価を行う場合は, その測定誤差を考慮して使用することが必要であるが, 今回の測定精度であれば十分に実用性があると考えられた.

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