CFUとは？微生物資材のコロニー形成単位（生菌数）をわかりやすく解説

農業用の微生物資材には、どれも「1グラムあたり1,000億CFU」のような数字がラベルに書かれていて、その数字が製品の価値を決めます。CFUはコロニー形成単位の略で、生きた微生物を数えるための標準的な単位です。生きた微生物の入った資材を買うのか、それとも見栄えのよいラベルを貼った担体の粉を買うのか。その違いを分けるのがこの数字です。だからこそ、微生物資材を扱う販売代理店、農業資材店、生産者は、この数字がどう測られるのか、現実的な菌数はどのくらいか、ラベルの表示と実際の菌数がどこで食い違うのかを知っておく必要があります。

この記事では、CFUの定義、数字の裏にある測定方法、微生物の種類ごとの現実的な菌数の範囲、そして検証できる菌数と宣伝用の数字を見分けるための質問をまとめます。微生物資材を仕入れ、在庫し、販売する方に向けた内容で、ABIがウィスコンシン州の工場ですべてのロットに行っている品質管理の考え方をもとにしています。

この記事のポイント

• CFUが数えるのは、生きて増殖できる微生物だけです。死んだ細胞はコロニーをつくらないので数に入りません。
• 1 CFUは必ずしも細胞1個ではありません。鎖状や塊になった細胞、くっついた胞子が1つのコロニーに育つと1つとして数えられます。CFUと顕微鏡で数えた細胞数が一致しない理由の一つです。
• 製品の現実的な菌数は、微生物の種類により1グラムあたり約10億から5,000億CFUです。芽胞をつくるBacillus属がこの範囲の上限にあり、芽胞をつくらない菌はそれより低くなります。
• 例外は菌根菌です。アーバスキュラー菌根菌（AMF）は発酵で増やせないため、CFUではなく1グラムあたりの感染源数（プロパギュール数）で表します。
• 重要なのは、10アールあたりに実際に施用される菌数です。1グラムあたりのCFUに施用量をかけた数字を、製造時ではなく施用時の値で見ます。比べる前に、すべての表示を製品そのものの同じ単位にそろえてください。
• ABIのロットはすべて、出荷前にPCRで菌株の同一性を確認し、1グラムあたりのCFUを記載した分析証明書（CoA）を付けて出荷しています。

目次

1. CFUとは？
2. CFUの測り方と計算方法
3. 現実的なCFUの範囲は？
4. ラベル表示と実際の菌数
5. CFUで製品を比べる方法
6. 複数菌株ブレンドのCFU

1. CFUとは？

CFUはコロニー形成単位（colony forming units）の略です。微生物学で、生きていて増殖できる微生物を数えるときに使う標準的な単位です。名前のもとになった方法はシンプルで、薄めた試料を栄養のある培地に広げて培養すると、生きた細胞や生きた細胞の塊が、目に見えるコロニーに育ちます。コロニーを数え、希釈した倍率で補正すると、もとの試料のCFUがわかります[1][2]。

CFUが数えるのは生きた菌だけです。死んだ細胞は培地の上で何もしません。製品の価値がすべて生きた微生物にかかっている資材にとって、CFUは正直な指標です。微生物資材のラベルが、菌体の総重量やたんぱく質量ではなくCFUを使うのはそのためです。微生物の成分がたくさん入っていても、製造や保管の間に菌が生き残っていなければ、CFUはほぼゼロになります。

また、1つのコロニー形成単位が必ずしも細胞1個とは限りません。鎖状や塊で増える細菌や、くっついた胞子は、培地の上では1つの単位として落ち、1つのコロニーに育ちます。数えているのは集団をつくり始められる単位で、農業ではこれが意味のある数字です。ただし、同じ試料を顕微鏡で直接数えた細胞数より、CFUはいくらか低く出ます[2]。どちらが間違いというわけではなく、測っているものが違うのです。土の中で何が起きるかを予測できるのはCFUのほうです。

同じ単位は、プロバイオティクスのサプリメントやヨーグルトの表示、水質検査の報告書にも使われています。生きた微生物を数える世界共通の単位だからです。農業では、粉末は1グラムあたりのCFU、液体は1ミリリットルあたりのCFUで表します。

2. CFUの測り方と計算方法

標準的な方法は、段階希釈と平板培養による菌数測定です。100年近くほとんど変わっておらず、米国FDAの細菌学的分析マニュアル（BAM）などの公的なマニュアルでも、今も基準となる方法です[1]。

濃い製品はそのままでは数えられません。1グラムに数十億の微生物が入っていると、培地がコロニーで埋めつくされてしまいます。そこでラボでは、試料を10倍ずつ繰り返し薄め、決まった量を培地に広げて培養し、数えやすい範囲に入った培地を選びます。目安は1枚あたり25から250コロニーです[1]。計算は次のとおりです。

1グラムあたりのCFU ＝（数えたコロニー数 × 希釈倍率）÷ 培地に広げた量

実際の例で見てみます。製品1グラムを段階的に10億倍に薄め、決まった量を培地に広げて培養したところ、150個のコロニーが育ったとします。1つのコロニーはもとの1グラムでは10億CFUにあたるので、このロットは1グラムあたり約1,500億CFUと測定されたことになります。数えられるところまで薄め、そのあと掛け戻す。これが方法のすべてです。

読み方の注意を一つ。ラベルや分析証明書では、この数字が指数で書かれていることがよくあります。1 x 10¹¹ CFU/gは1,000億、5 x 10¹⁰は500億です。同じ数字を2通りに書いているだけです。

段階希釈による菌数測定には、丁寧に行ってもおよそプラスマイナス10から30%の統計的な誤差があります。そのため、規制当局もメーカーも複数の培地を数えて平均を報告します[2]。1グラムあたり1,000億の規格に対して1,050億と測定されたロットは同じ品質の製品であり、CFUの表示で2桁の精度を追いかけるのは、この測定の性質を誤解していることになります。

芽胞をつくる微生物の場合、ラボでは熱処理で栄養細胞を死滅させ、芽胞だけを残してから数えることがよくあります。その結果が芽胞数で、保存期間を考えるうえで最も参考になる数字です。ABIはすべての製造ロットのCFUを測定し、出荷前に自社ラボのPCRで菌株の同一性を確認しています。各ロットには、確認済みの1グラムあたりCFUを記載した分析証明書を付けて出荷しています。

3. 現実的なCFUの範囲は？

製品の1グラムあたりのCFUは、その微生物の性質、発酵、乾燥工程で決まり、実現できる範囲は微生物の種類によって大きく違います。この範囲から大きく外れた数字には、確認が必要です。

この表から言える実用的なポイントは3つです。

芽胞形成菌が主流なのには理由があります。Bacillus subtilis、Bacillus megateriumとその仲間は、乾燥、海上輸送、空調のない倉庫での1シーズンを経ても菌数を保てるため、多くの製品ラインの中心になっています。ABIの単一菌株の粉末は、菌種とお客様の規格により、1グラムあたり約100億から5,000億CFUです。

菌数が低くても、微生物の性質で説明がつくなら欠点ではありません。Pseudomonas fluorescensは休眠状態の芽胞をつくらないため、業界全体でPseudomonas属の製品はBacillus属の最高値より低くなるのが一般的で、保管にもより気を配る必要があります。ABIの製品は1グラムあたり最大1,000億CFUで、芽胞をつくらない菌としては高い数字です。根の周りに届く菌数で評価すれば、Pseudomonas属の製品も十分に優れた資材になりえます。Trichoderma harzianumなどの糸状菌は分生子で数え、その中間に入ります。

そして菌根菌は、まったく別の単位です。AMFは発酵で増やせないため、内生菌根菌の資材は生きた宿主植物の根で増やし、1グラムあたりの感染源数で表します。市販品は、薄い粒剤の1グラムあたり数十から、濃い粉末の数千まであります。ABIのEndo Mycorrhizaeは1グラムあたり6,000の規格で、最も濃い製品でも数万にとどまり、数十億になることはありません。菌根菌のラベルが数十億と書いているなら、それは別のものを数えています。ラベルの読み方は農業における菌根菌のガイドで解説しています。

4. ラベル表示と実際の菌数

ラベルに書かれたCFUと、施用するときに袋の中にあるCFUの差。これがこの業界の品質の問題です。市販の微生物資材を対象にした独立した調査では、ラベル表示より低い菌数しかない製品や、雑菌が混入した製品が繰り返し見つかっており、さまざまな市場で長年報告されてきました[3][4]。原因はよくあるものです。販売時ではなく製造時の菌数を表示している、流通の途中の保管で菌数が減る、もともと安定しない製剤である、そして最悪の場合は、一度も測定していない数字が書かれている、といったことです。

生きた製品はどれも、時間とともに生菌数が減ります。問題はその速さです。芽胞を使った粉末を涼しく乾燥した場所で保管すれば、常温で1年から2年以上規格を保てることがあり、冷蔵すればさらに延び、2年から3年以上になることも多くあります。芽胞をつくらない菌の液剤を暑い倉庫に置くと、数か月で菌数の大半を失うことがあります。意味のあるCFU表示とは、工場の出荷時に一度測った数字ではなく、表示された保存期間を通して保証される数字です。

数字の下にある単位を見てください。見直したほうがよいラベルのパターンが2つあります。一つは液剤で、1ミリリットルあたりの立派なCFUを書きながら、別の場所で有効成分は容器の1%だと書いているものです。その菌数が製品そのものではなく濃縮液の数字なら、タンクに入る実際の数字は100分の1です。有効成分1%の濃縮液で1ミリリットルあたり83億CFUなら、実際に注ぐ製品では1ミリリットルあたり約8,300万です。もう一つは、1グラムではなく1ポンドあたりで菌数を書いているものです。1ポンドあたり6兆CFUと聞くと大きく感じますが、1グラムあたりにすると約130億で、ごく普通の数字です。比べる前に、すべての表示を製品そのものの1グラムあたり、または1ミリリットルあたりのCFUに換算してください。その換算がしにくいラベルであること自体も、一つの情報です。

次の4つの質問で、ほとんどの疑問は解消できます。

• CFUはロットごとの分析証明書に記載されていますか。それともラベルに印刷されているだけですか。
• 菌数は販売時点または保存期間を通して保証されていますか。それとも製造時の数字だけですか。
• 保管条件と期限はどうなっていて、流通の過程で実際にその条件が守られていますか。
• 菌株の同一性はロットごとに確認されていて、数えているのがラベルどおりの微生物だと言えますか。

本当に品質管理をしているメーカーなら、4つすべてに書面ですぐ答えられます。ABIは出荷前に自社ラボのPCRで菌株の同一性を確認し、すべてのロットの分析証明書に確認済みの1グラムあたりCFUを記載し、トレーサビリティのためにロット記録を保管し、各製品の技術資料に保管条件と保存期間を記載しています。

5. CFUで製品を比べる方法

1グラムあたりのCFUだけでは製品の優劣は決まりません。決め手は、10アールに有効な量を施用するのにいくらかかるかで、比べるには3つのステップがあります。

まず、施用される菌数を計算します。1グラムあたりのCFUに10アールあたりの施用量（グラム）をかけると、10アールあたりのCFUになります。圃場での研究が結果と結びつけているのはこの数字です。1グラムあたり1,000億CFUの製品を10アールあたり約25グラム施用すると、10アールあたり約2.5兆CFUになります。1グラムあたり100億の製品なら、約250グラム施用して同じ菌数になり、そのぶん重くかさばります。

次に、施用菌数あたりのコストを計算します。10アールあたりのコストを10アールあたりのCFUで割ると、高濃度の製品のほうが安売りの製品より安くつくことがよくあります。濃度が高いと、微生物の単位あたりの価格に加えて、運賃、保管、取り扱いのコストも下がるからです。販売代理店にとっても、高濃度の粉末は販売する製品の単位あたりで、輸送も保管も安くすみます。

最後に、CFUでは測れない要素を考えます。目的に合った菌種であることは、どんな菌数よりも重要です。そこで役に立つのが機能別の菌株ガイドです。製剤の安定性は、菌数が施用時まで残るかどうかを決めます。そして同一性の確認は、そのCFUが本当に買ったつもりの微生物なのかを決めます。正しい菌株の10億CFUは、間違った菌株の1兆CFUにまさります。

6. 複数菌株ブレンドのCFU

ブレンドでは、ラベルの計算がもう一つ増えます。製品1グラムはすべての成分で分け合うため、各菌株のCFUは合計の一部であり、菌株を増やすほど1グラムがさらに細かく分かれます。10菌株を並べて、立派な合計菌数を一つだけ書いたラベルは、個々の微生物がどれだけ入っているかについてほとんど何も教えてくれません。

合計ではなく菌株ごとの保証値を尋ねてください。また、安く作れる増量用の菌株が見出しの数字を支え、高価な機能性の菌株はごくわずかしか入っていないように見えるブレンドには注意が必要です。菌根菌のラベルで見た水増しの数字と同じことが、細菌でも起こりうるのです。ブレンドの設計は、菌株の数と菌株ごとの施用菌数のバランスをとる専門的な作業です。買う側から見た考え方は特注微生物ブレンドの製造ガイドで解説しています。ABIが特注ブレンドを見出しの合計値ではなく、目的の機能と菌株ごとのCFUで設計し、カスタムブレンドビルダーで仕様を決めていただくのはそのためです。

仕入れをご検討の方へ：ABIは米国ウィスコンシン州で、確認済みのCFU規格にもとづく単一菌株の微生物資材と特注ブレンドを製造しています。各ロットはPCRで菌株の同一性を確認し、1グラムあたりCFUを記載した分析証明書を付けて出荷します。仕様と価格を問い合わせる、またはブレンドの仕様を決めることができます。