腐敗（ふはい）とは：定義と分解過程、微生物・生態系への影響

腐敗とは、有機物（動植物の死骸や食品・有機廃棄物）が微生物や小動物の働きで化学的に分解され、元の有機化合物がより単純な無機物や小さな有機分子に変化する過程を指します。

腐敗とは、自然界に存在する腐敗のことです。微生物が有機物を分解する。通常、植物や動物が死んだ後に発生する。このプロセスは多くのステップから構成されている。その総時間は、酸素の有無など様々な要因に左右される。

分解の過程（主な段階）

• 初期分解（物理的・化学的変化）：死後すぐに組織が自己消化や物理的損傷で壊れ、細胞内容物が露出します。
• 微生物による加水分解・酵素分解：プロテアーゼやリパーゼ、アミラーゼなどの酵素でタンパク質、脂肪、炭水化物が分解されます。
• 腐敗（putrefaction）と発酵：タンパク質やアミノ酸の分解に伴い、アンモニア、アミン類、硫化水素など特有の臭気を伴う揮発性物質が生成されます。

  腐敗は発酵を伴う。

• 最終的鉱化（ミネラリゼーション）：有機物が最終的に硝酸、リン酸、硫酸、二酸化炭素、水などの無機物に変換され、環境中に戻されます。

腐敗に関与する微生物と生物

• 細菌：腐敗の中心的な担い手。好気性および嫌気性の種が働き、タンパク質分解や発酵を行う。
• 真菌（カビ・酵母）：セルロースやリグニンなど植物性の難分解物質を分解することが多い。
• 無脊椎動物（ミミズ、昆虫の幼虫、ダニなど）：物理的に有機物を細かくし、微生物の分解を助ける。

化学的・生理的側面

• タンパク質の分解（脱アミノ反応）はアンモニア（NH3）やアミン類を生み、硫黄含有アミノ酸の分解は硫化水素（H2S）を発生させる。
• 脂質の分解は脂肪酸やケトンを生じ、これらが臭気や腐敗生成物の一部になる。
• 酸化還元条件により、好気性分解は速くて二酸化炭素が主要生成物になり、嫌気性分解ではメタンや酸素を含まない代謝産物が生成されやすい。

環境要因と分解速度

• 温度：高温では微生物の活動が活発になり分解が速まる。低温では遅延する（冷蔵・冷凍で保存する理由）。
• 水分：適度な湿度は微生物活動を促進するが過湿は嫌気的状態を招く。
• 酸素：好気的条件は速い分解と異臭の低減、嫌気的条件はメタンや硫化水素などの臭気性ガスを増やす。
• pH、塩分、栄養素の有無：極端なpHや高塩分は分解を抑える。一方で窒素やリンなどの栄養素は微生物の増殖を助ける。

腐敗が重要なのは、死骸に結合している窒素、リン、硫黄などの元素を植物が利用できる形に変換するためである。

生態系への影響と役割

• 栄養循環（物質循環）の促進：腐敗は有機物中の窒素・リン・硫黄などを無機化し、植物や微生物が再利用できるようにする。
• 土壌形成と肥沃度向上：分解生成物が土壌有機物を増やし、保水性や肥沃度を高める。
• 生態系の安定化：死骸や落ち葉の除去により病原体の拡散を防いだり、餌資源として食物網を支える。

人間社会への影響と管理

• 腐敗による悪臭や衛生問題（病原菌の増殖）は公衆衛生上の懸念となる。
• 廃棄物管理・堆肥化では、好気的条件を保つことで速やかで悪臭の少ない分解を促す工夫が行われる。
• 食品保存では冷蔵・冷凍、乾燥、加熱殺菌、防腐剤の使用などで腐敗を抑制する。
• 法医学では、腐敗の進行段階や生成物の解析から死亡推定時刻（PMI）を推定することがある。

まとめ（実用的ポイント）

• 腐敗は生物学的に不可欠なプロセスであり、栄養循環を支える重要な役割を果たす。
• 分解の速さや生成物は、温度・水分・酸素・微生物組成などの環境条件によって大きく変わる。
• 適切な管理（堆肥化、保存、廃棄物処理）により、腐敗の利点を活かしつつ臭気や病原体リスクを低減できる。

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