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米ぬか嫌気ボカシ肥の発酵過程に、使用済み使い捨てカイロを添加した場合の影響を考察する記事です。カイロに含まれる酸化鉄(Ⅲ)は、メイラード反応による褐色物質の増加や、メラノイジンとの結合を通じて発酵に寄与する可能性が指摘されます。
特に、嫌気ボカシ肥の酸性環境下で、鉄還元細菌により酸化鉄(Ⅲ)が酸化鉄(Ⅱ)へ還元されるメカニズムを解説。還元された酸化鉄(Ⅱ)は、クエン酸などの有機酸やメラノイジンと反応し、鉄イオンを生成すると推測されています。今後は、メラノイジンのレダクトンと酸化鉄(Ⅱ)の反応が注目されます。
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このブログ記事は、米ぬか嫌気ボカシ肥が腐敗した際に焼きミョウバンを添加することの有効性を考察しています。米ぬかの主要成分（炭水化物、脂質、タンパク質）の発酵プロセスを詳細に解説し、腐敗の進行に伴う悪臭物質やpH変化に注目。特に、タンパク質分解でアンモニアが発生しpHが上昇する初期段階では、ミョウバンは消臭効果を発揮する可能性を示唆します。しかし、腐敗がさらに進み酪酸発酵によってpHが低下する段階では、ミョウバンの効果は薄れるか、低pH環境での溶解性の問題から期待できない可能性があると結論付けています。
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本記事では、焼きミョウバンが持つ消臭作用、特にアンモニアへの効果を化学的に解説します。焼きミョウバンはミョウバンを加熱して水分を抜いたもので、少量で効果が高いとされます。アルカリ性の悪臭物質であるアンモニアは、酸性を示す焼きミョウバン水と反応。アルミニウムイオンにより水酸化アルミニウムとして沈殿し、硫酸イオンとは硫酸アンモニウムの塩を形成することで、アンモニアを無臭化し固定します。米ぬか嫌気ボカシ肥への応用も考察。悪臭対策には有効ですが、生成される硫酸アンモニウムは即効性の窒素肥料であるため、ボカシ肥の肥効を変化させる可能性についても触れています。
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この記事では、米ぬか嫌気ボカシ肥作りにミョウバン添加を検討する中で、「ミョウバンの殺菌作用」について解説。法政大学の研究報告を引用し、ミョウバン類処理が糸状菌病や細菌病の防除に効果があること、そのメカニズムがアルミニウムの結合性による菌の生育・増殖阻害であることを紹介しています。この殺菌作用がボカシ肥の発酵を阻害する懸念から、ミョウバンの添加は控えるべきと結論。代替として、アルミニウムを含む火山灰や粘土鉱物の粉末利用を提案し、それらに含まれるケイ酸の嫌気発酵への影響について新たな疑問を提示しています。
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本記事は、米ぬか嫌気ボカシ肥におけるミョウバン活用への考察として、ミョウバン中のアルミニウムがメイラード反応生成物（メラノイジン）の安定化に寄与する可能性を示唆し、まずはミョウバン自体の理解を深めることを目的としています。特に、江戸時代のミョウバン造りが秘伝のレシピであったことに触れ、材料として「湯の花」とアルミニウムを豊富に含む「ハイノキの灰」が使われ、その灰汁と湯の花を反応させてミョウバンが作られていた仕組みを解説。今後は「湯の花」について掘り下げることを予告しています。
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米ぬか嫌気ボカシ肥作りで重要なメイラード反応への理解を深めるため、筆者は反応時にカルシウムなどの金属が褐色物質（メラノイジン）の形成を促進することに着目。本記事では、カルシウムと同様に陽イオンブリッジとなり得るアルミニウムや鉄が、メイラード反応にどのような影響を与えるかを考察します。特にアルミニウムについては、ミョウバン（硫酸カリウムアルミニウム）を例に挙げ、ナスの漬物の鮮やかな着色に用いられるように、アルミニウムが色素を安定化させる効果があることを指摘。ボカシ肥作りへの応用可能性を探り、アルミニウムの更なる影響は次回に続く、としています。
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本記事は、麦芽粕の堆肥化における腐植酸材料としての役割やポリフェノール含有量への関心から、ビールの色に影響を与える要因を掘り下げます。酒類総合研究所の情報誌を引用し、ビールの色が麦芽の焙煎条件によるメイラード反応生成物と水中のミネラル分によって決まることを解説。さらに、このメイラード反応で生じるメラノイジンが、腐植酸と同様に陽イオンブリッジを介して高分子化する可能性に着目。この知見が、米ぬか嫌気ボカシ肥作りにおけるメイラード反応の理解を深めることに繋がり、腐植酸とメラノイジンの金属イオンを介した高分子化という新たな問いを提起しています。
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本記事は、メイラード反応の複雑な中間段階を深掘りします。導入では、コーヒーの香気成分であるジメチルピラジンが、植物病原菌に対し抗菌作用を示す可能性に言及。メイラード反応の初期段階であるアマドリ化合物（フルクトースリシンなど）から、脱水・分解を経てジカルボニル化合物（3-デオキシグルコソン：3-DG）が生成される過程を解説します。さらに、この3-DGがメチルグリオキサールやフラネオールへと変化する中間段階までを詳述。フルクトースがアマドリ化合物を経由せず3-DGになる経路も紹介し、メイラード反応の奥深さを紐解きます。
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黒ニンニクの熟成でポリフェノールが増えることに着目した筆者は、ベンゼン環にヒドロキシ基が付与されるメカニズムに疑問を抱きました。そこで、芳香族アミノ酸（フェニルアラニン、チロシン）と糖（グルコースなど）のメイラード反応がポリフェノール生成に関わる可能性を仮説として調査。検索の結果、フェニルアラニンとブドウ糖からベンゼン環を持つアルデヒド化合物「フェニルアセトアルデヒド」が生成される事例を見出しました。これはポリフェノールではありませんが、芳香族アミノ酸と糖が結合し、このような化合物が生成されるメイラード反応の詳細メカニズムへの関心を深めた、という考察を述べています。
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黒ニンニクを頂いたことをきっかけに、筆者はその栄養価、特に生ニンニクと比較してポリフェノールが大幅に増加するメカニズムに強い関心を持ち、考察を深めます。製造工程が「熟成庫での加温のみ」というシンプルさに対し、なぜポリフェノールが増えるのかを追求。様々な情報を検索した結果、熟成過程で生じる「メイラード反応」に着目します。この反応により、芳香族アミノ酸と糖から生成される「メラノイジン」がポリフェノールとして検出されているのではないか、という科学的な仮説を提示する、探求心溢れる記事です。
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梅干しが熟成するほど酸味が弱まるのは、化学反応によるものです。梅干しの酸味は、主成分であるクエン酸が凝縮されたものです。しかし、熟成期間中に塩分に強い酵母や乳酸菌が混入することがあり、これらがエタノールを生成します。
生成されたエタノールと梅のクエン酸がエステル化反応を起こし、酸味を持たない「クエン酸トリエチル」という化合物が生成されます。これにより、梅干し全体のクエン酸量が減少し、結果として酸味がまろやかになると考えられます。通常、梅干し作りで発酵は失敗とされますが、このエステル化は熟成過程で生じ、酸味を和らげる役割を果たすのです。
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本記事は、テルペン系、エステル系に続く「芳香族系香気物質」に焦点を当てています。これらは、フェニルアラニンやチロシンなどの芳香族アミノ酸を出発物質として合成されます。代表例として、バニラの甘い香りのバニリン、アーモンドやアンズのような芳香のベンズアルデヒドとその関連化合物、味噌の香り成分であるフェニルエチルアルコールが挙げられます。奥深い芳香族系化合物の世界を解説。
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ブログ記事では、香りへの理解を深める目的で「匂いと香りの科学」を基に、香り化合物の分類を解説しています。まず、香りは「フレグランス（工業用）」「フレーバー（食品用）」「フェロモン（動物・昆虫）」の3つに大きく分類。本記事では特に食品香料である「フレーバー」に着目し、さらに「酵素により生成されるもの（脂肪族、テルペン系など）」と「非酵素反応により生成されるもの（フラン類、ピラジン類など）」に詳細に分類しています。これらの化学的視点からの分類を一つずつ丁寧に掘り下げることで、香りの本質的な理解が深まることを示唆する内容です。
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このブログ記事では、緑の香り（GLVs）の主要成分であるヘキサノールと有機酸のエステルについて掘り下げています。筆者は、香り化合物の命名規則から「酪酸ヘキシル」や「酢酸ヘキシル」の存在を調査。その結果、両化合物が実在し、共にフルーティーな香りを放つことが判明しました。特に「酢酸ヘキシル」はリンゴのような香りが特徴とされています。この発見は、様々な植物で合成される緑の香りが、将来的に収穫時に良い香りがする葉物野菜の栽培方法へと繋がる可能性を示唆しています。
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公園のイネ科植物の根に石英が付着していた現象から、植物が分泌する「ムシゲル」に焦点を当てた記事です。ムシゲルは、ジャムなどでおなじみのペクチン（ポリガラクツロン酸）を主成分とする粘質多糖であり、高い保水性と土壌粒子吸着能力を持つことが解説されています。記事では、ペクチンを主原料とする高吸水性樹脂EFポリマーが粘土鉱物を引き付ける例を挙げ、ムシゲルが石英を吸着するメカニズムを類推。この働きは、植物が根からムシゲルを分泌し、保水性を高めて干ばつに備えるための戦略である可能性を示唆しています。
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ゼオライトには硬質と軟質があり、特に軟質ゼオライトは高いCEC（陽イオン交換容量）を持つ特性から、悪臭の原因となるアンモニウムイオンを強力に吸着し、消臭効果を発揮します。
記事では、放置され強烈な悪臭を放つ腐敗米ぬかの実例を通じて、ゼオライトの驚くべき消臭効果が紹介されています。筆者が腐った米ぬかにゼオライトを混ぜたところ、周囲の悪臭が完全に解消された体験は、ゼオライトが家畜糞処理だけでなく、日常生活の様々な悪臭問題にも対応できる、非常に効果的な消臭剤であることを具体的に示唆しています。
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米ぬか嫌気ボカシ肥が「味噌の香り」と評されたことから、その香りの正体を探るべく「グアヤコール」について調査。グアヤコールはベンゼン環とメトキシ基を持つフェノールで、ワインではオフフレーバーの原因となる一方、醤油では良い香りとして認識され、その印象は量に依存することが判明した。また、ポリフェノールであるフェルラ酸から酵母の働きを経て合成されることも明らかに。コーヒー粕を投入することで、グアヤコールの量が増える可能性も示唆された。
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米ぬか嫌気ボカシ肥を開封したところ、一般の認識と異なり「味噌の香り」がすると評されました。通常言われる甘い香りの段階は過ぎ、熟成が進んだ状態のようです。この独特の香りに着目し、生成AI（Gemini）を用いて味噌の香りの元となる化合物を調査。HEMFやグアヤコールなど複数の化合物が挙げられ、今後はこれらの化学的な探求を進めていく予定です。
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家畜排泄物と食品残渣のメタン発酵により生成される消化液は、タンパク質分解で生じるアンモニウムイオン（NH4+）を豊富に含む。リン酸については、家畜糞中の貯蔵性リン酸であるフィチン酸が発酵過程でオルトリン酸に変化し、消化液へ移行する。オルトリン酸は微生物に利用されるが、最終的には水溶性のリン酸アンモニウム（リン安）として消化液中に存在する。これは即効性のリン酸源となる。消化液中にカルシウムイオンが存在すると、難溶性のリン酸カルシウムとして沈殿する可能性もあるが、主要なリン酸の形態はリン酸アンモニウムである。
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スティックランド反応は、嫌気性微生物（特にクロストリジウム属）による特殊なアミノ酸発酵経路です。一方のアミノ酸（電子供与体）が酸化され、もう一方（電子受容体）が還元されることで進行します。この反応では、両アミノ酸からアンモニウム（NH4+）が外れ、最終的に有機酸（短鎖脂肪酸）が生成されます。家畜糞のメタン発酵後の消化液処理や堆肥作りなど、肥料の嫌気発酵において重要なプロセスです。
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家畜排泄物のメタン発酵では、水溶性食物繊維のペクチンに注目。ペクチンは嫌気発酵でガラクツロン酸から酪酸等の短鎖脂肪酸、酢酸へと分解され、最終的にメタン・水素・二酸化炭素に変化する。この過程で生成される有機酸によりpHが低下し、炭酸石灰やリン酸石灰のイオン化を促進。ペクチンは大半が有機酸やガスに変化すると考えられる。
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米ぬか嫌気ボカシ肥作りで米ぬか中のポリフェノールは、酸素不足で縮合せず、腸内細菌と同様に分解されると考えられる。フェルラ酸は分解され、最終的に酢酸等の短鎖脂肪酸になる。これらがアルコールとエステル化し、良い香りに変化する。木質チップを混ぜたボカシ肥で香りが強くなるのは、木材のフェノール性化合物の開裂が原因かも。次はオガクズを加えて、木質成分の分解を試みたい。
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米ぬか嫌気ボカシ肥の土壌改良効果について考察。土壌改良に重要なのは縮合型タンニンであり、米ぬかに含まれるフェルラ酸がその候補となる。しかし、フェルラ酸が縮合型タンニンに変化するには酸化が必要だが、ボカシ肥は嫌気環境である点が課題。今後の展開に期待。
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米ぬか嫌気ボカシ肥作りでは、米ぬかに多く含まれるフィチン酸が微生物のフィターゼによって分解され、リン酸とイノシトールに分離されます。分離されたリン酸は核酸やリン脂質の材料となり、イノシトールは糖と同様に代謝されます。核酸は植物の発根促進に繋がるため、米ぬか嫌気ボカシ肥は植物の生育に有効です。
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米ぬか嫌気ボカシ肥作りでは、酸素と水分量の調整が重要。特に、米ぬかのデンプンが有機酸に変化し、pHを下げ炭酸石灰と反応、水が発生する点に注意。水分量を減らす必要がある。生成される有機酸石灰は即効性があり使いやすい。硫酸石灰は硫化水素ガス発生のリスクがあるため注意。
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米ぬか嫌気ボカシ肥の発酵中、表面に白い箇所が出現後、一部が赤色に変化。生成AIによると、カロテノイドを合成する酵母やフザリウム属の菌が原因の可能性。ボカシ肥の良し悪しは香りで判断できるが、確認時の酸素流入を避けるため、現時点では臭いを確認しない。
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米ぬか嫌気ボカシ肥の表面に白い箇所が発生。酵母か放線菌の可能性があり、酵母なら膜状、放線菌なら粉状になる。写真から粉っぽく見えるため放線菌かもしれないが、表面は酸素が残りやすく酵母の可能性も否定できない。今後の変化を観察する。
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米ぬか嫌気ボカシ肥にEFポリマーを加えることで、EFポリマー由来のペクチンからメタノールが生成される可能性がある。このメタノールが酪酸とエステル化し、リンゴやパイナップルの香りの酪酸メチルが合成される可能性がある。酪酸メチルを合成する菌として酵母が考えられる。メタノールは大量摂取で失明の危険性があるが、ボカシ肥作りでは揮発するため過度な心配は不要。
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米ぬか嫌気ボカシ肥作りに、高吸水性樹脂EFポリマー（主成分:ペクチン）を新たに加えました。嫌気環境下でペクチンが分解される際、クロストリジウム属の細菌が関与する可能性があり、その過程でメタノールが生成されることがあります。このメタノールが、カルボン酸と反応して香り化合物を生成するのではないかと考察しています。
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米ぬか嫌気ボカシ肥の発酵が進むと褐色化するのはメイラード反応による。米ぬかのデンプンとタンパク質が分解され、グルコースとアミノ酸が生成。これらが結合しシッフ塩基を経てアマドリ化合物となり、最終的に褐色のメラノイジンが生成される。この反応は腐植酸の形成にも重要である。
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米ぬか嫌気ボカシ肥作りにおけるメイラード反応について解説。米ぬかの褐変化はメイラード反応によるもので、還元糖（グルコース）とアミノ酸が重要となる。グルコースはアルデヒド基を持ち還元性を示す。アミノ酸はアミノ基を持ち、これらが反応して褐色物質メラノイジンを生成する。今回はここまでで、次回はメイラード反応の詳細を解説する。
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米ぬか嫌気ボカシ肥の失敗サイン、今回はアンモニア。米ぬかのタンパク質が嫌気環境でアミノ酸に分解され、水分が多いと脱アミノ反応でアンモニアが発生。酵母がアンモニアを利用できれば問題ないが、水分管理が悪いと腐敗菌が活発になりアンモニアが蓄積。ただし、この反応で水分は消費される。
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米ぬか嫌気ボカシ肥作り失敗時の悪臭は、アンモニア、硫化水素、酪酸などが原因。特に酪酸は、通常酵母と結合して良い香りの酪酸エチルになるが、水分過多で酪酸菌が優勢になると酪酸が過剰に生成され悪臭となる。水分量の調整が、酪酸菌の活性を抑え、失敗を防ぐ鍵となる。
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米ぬか嫌気ボカシ肥作りは、酵母・乳酸菌・酪酸菌の働きを利用します。成功のサインは、酪酸エチルによる甘い香り。これは、酵母が生成したエタノールと乳酸菌・酪酸菌が生成した酪酸が、酵母のエステル合成酵素によって結合した際に生まれます。この反応では水も生成され、酪酸菌は嫌気性のため密封が重要です。
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麦茶粕の黒さは、大麦に含まれる糖とタンパク質が焙煎時にメイラード反応を起こすことによって生じます。
麦茶粕自体にはタンニンは含まれていませんが、食物繊維とタンパク質が豊富なので、堆肥として有効です。特に、落ち葉などのタンニン豊富な素材と混ぜることで、土壌中のタンパク質を凝集させ、地力窒素の供給源として活用することができます。
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今年の冬はラニーニャ現象の影響で厳しい寒さが予想されるため、畑作では平年以上の寒さ対策が必要です。作物の耐寒性を高めるだけでなく、地温上昇も重要です。
地温上昇には、廃菌床堆肥や米ぬかなどの有機質肥料の施用、緑肥の活用が有効です。土壌微生物による発酵熱や根の代謝熱で土が暖まります。
対処療法として、土壌に米ぬかを混ぜ込む中耕も有効ですが、窒素飢餓に注意が必要です。米ぬか嫌気ボカシ肥のような発酵が進んだ有機質肥料が理想的ですが、入手が難しい場合は、牛糞などの家畜糞の使用も検討できます。ただし、リン酸過多による耐寒性低下には注意が必要です。
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コオロギの餌は、野菜くず等の他にタンパク質、カルシウム源が必要となる。タンパク質源としてキャットフードや油かす、米ぬか、魚粉などが、カルシウム源として貝殻などが用いられる。これらの組み合わせは、米ぬかボカシ肥の材料と類似しており興味深い。
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この記事は、味噌の熟成過程と米ぬかボカシ肥料の生成過程の類似性から、土壌中の腐植形成メカニズムを探る考察です。味噌の熟成におけるメイラード反応が土壌中の腐植生成にも関わっている可能性に着目し、米ぬかボカシ肥料の生成過程における経験を交えて論じています。
著者は、米ぬか、油かす、石灰を混ぜて嫌気発酵させる米ぬかボカシ肥料の生成過程で、通常分解しにくいウッドチップが大量に混入しても、見事に熟成した経験を紹介しています。この経験から、嫌気発酵環境下では過酸化水素が発生し、リグニンを分解、その結果生じる黒色の液体が米ぬかに付着し褐色になる過程が、土壌中の腐植形成、ひいてはメイラード反応と関連があるのではないかと推測しています。そして、この米ぬかボカシ肥料の生成過程が、腐植形成を理解する重要な手がかりになる可能性を示唆しています。
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緑泥石は、土壌中で最も一般的な粘土鉱物であり、その形成過程は土壌の進化を理解する上で重要です。緑泥石は、一次鉱物の風化や変質、あるいは既存の粘土鉱物の変質によって生成されます。その形成には、特定の化学的環境と温度条件が必要です。マグネシウムや鉄などの元素の存在が緑泥石の形成を促進します。
緑泥石の生成は、土壌の物理的・化学的性質に大きな影響を与えます。その層状構造は、高い陽イオン交換容量と保水性を持ち、植物の栄養供給に貢献します。また、土壌の構造安定性にも寄与し、侵食を防ぎます。
緑泥石の種類は、土壌の生成環境や歴史を反映しています。異なる種類の緑泥石の存在は、過去の気候や地質学的イベントの手がかりとなります。土壌中の緑泥石を分析することで、土壌の形成過程や肥沃度を評価することができます。
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植物は、損傷を受けた際にグルタミン酸を使って、まるで動物の神経系のように全身に信号を伝達している。グルタミン酸は、動物では神経伝達物質として知られるが、植物においても防御反応の引き金となる重要なシグナル分子として機能する。研究では、蛍光タンパク質を用いて植物体内のカルシウムイオンの動きを観察することで、損傷を受けた箇所からグルタミン酸の波が全身に伝播し、離れた葉でも防御反応が活性化されることが確認された。このグルタミン酸による信号伝達は、動物の神経系に類似した速さで起こり、植物が迅速に危険を感知し対応する仕組みを備えていることを示唆している。
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葉物野菜の筋っぽさは、開花準備の開始による栄養分の移動が原因とされる。開花が早まる要因として塩ストレスが挙げられ、高塩濃度環境では開花が促進されるという研究結果がある。つまり、土壌の高塩濃度化は野菜の食感を損なう。家畜糞堆肥による土作りは塩濃度を高める可能性があり、食味低下につながる。一方、土壌の物理性を高め、高塩環境を避けることで、野菜は美味しく育ち、人間の健康にも寄与する。ストレスの少ない健康的な栽培が、美味しい野菜、ひいては人の健康につながる。
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野菜の美味しさには食感も重要である。水を含んだクッキーはサクサク感がなくなり美味しくないのと同様、野菜の「筋っぽさ」も食感を損なう。チンゲンサイの比較栽培では、肥料の種類によって筋っぽさが異なり、米ぬかボカシ肥の方が筋っぽさが少なかった。筋っぽさは植物繊維の量、つまり成長段階と関連し、収穫時期を逃したオクラも筋っぽくなる。肥料によっては成長速度だけでなく、老化速度も変化する可能性があり、野菜の若さを保つことが美味しさに繋がるかもしれない。
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黒糖肥料の流行の背景には、土壌微生物の餌としての役割がある。黒糖肥料はアミノ酸生成菌による発酵を利用しており、酵母を用いたアミノ酸合成研究との関連性が想起される。しかし、実際の製造過程で酵母が使用されているかは不明。一方、味の素のグルタミン酸製造はコリネバクテリウム属の細菌を用いており、黒糖肥料もこの技術を応用し、グルタミン酸抽出後の残渣を活用している可能性が高い。これは黒糖肥料のグルタミン酸含有量が多いことの説明となる。さらに、グルコースから脂肪酸合成を制限することでグルタミン酸合成を促進するメカニズムが紹介されている。