(57)【要約】【課題】多糖類分解酵素の活性を促進することができる多糖類分解酵素の活性促進剤及びそれを含有する有機残渣分解剤を提供する。【解決手段】本発明の多糖類分解酵素の活性促進剤は、グリホサート化合物を含有することを特徴とする。また、グリホサート化合物は、グリホサートイソプロピルアミン塩、グリホサートアンモニウム塩、グリホサートカリウム塩、及びグリホサートトリメシウム塩から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。また、本発明の有機残渣分解剤は、グリホサート化合物を含有する多糖類分解酵素の活性促進剤、及び多糖類分解酵素を含有することを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリホサート化合物を含有することを特徴とする多糖類分解酵素の活性促進剤。
【請求項２】
前記グリホサート化合物は、グリホサートイソプロピルアミン塩、グリホサートアンモニウム塩、グリホサートカリウム塩、及びグリホサートトリメシウム塩から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の多糖類分解酵素の活性促進剤。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の多糖類分解酵素の活性促進剤、及び多糖類分解酵素を含有することを特徴とする有機残渣分解剤。
【請求項４】
前記多糖類分解酵素は、セルラーゼ及びキシラナーゼから選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項３に記載の有機残渣分解剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多糖類分解酵素の活性促進剤及びそれを含有する有機残渣分解剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、植物体を構成する多糖類、例えばセルロース及びキシランを加水分解する酵素として多糖類分解酵素、例えばセルラーゼ及びキシラナーゼが知られている。これらの酵素は、例えば圃場及び各事業所等から排出される収穫残渣、家畜排泄物、及び下水余剰汚泥、並びに一般家庭から排出される食品廃棄物等の有機残渣の減量化又は堆肥化等の再処理のために利用することができる。また、将来バイオエタノールの生産に関し、上記植物性廃棄物、木材及び草材等の植物由来のバイオマスから糖を得る方法に利用されることが期待されている。また、衣料用洗浄成分として配合されたり、衣類の材質改善にも利用されている。また、植物細胞をプロトプラスト化するための研究用試薬としても使用されている。
【０００３】
従来より、特許文献１，２に記載される多糖類分解酵素及びかかる多糖類分解酵素を産生する微生物が知られている。例えば、有機残渣を分解するに際し、微生物を利用する場合、微生物がその場所に定着、増殖したのち、有機残渣を分解するための酵素を産生することにより、有機残渣が分解される。また、多糖類分解酵素を利用する場合、有機残渣に対し、酵素資材を散布及び混合することにより、所定の気温環境下において有機残渣を分解する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２５３４７６号公報
【特許文献２】特開２００９−８２０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、有機残渣を分解するに際し、微生物を利用する場合、分解効率は周囲の環境に依存されやすく、周囲の環境が微生物の増殖に適しており、さらに増殖するための栄養分が存在する必要がある。そのため、周囲の環境において、微生物の増殖に必要な要因が一つでも欠ければ、分解効率が著しく低下する。よって、圃場によっては思うような効果が発揮されなかったり、効果にムラ等が生ずるという問題があった。一方、酵素資材においては、微生物のように生環境を整える必要がないため、微生物資材よりも扱いやすい資材といえる。しかしながら、酵素資材は、一般的に高価であり、コスト面から有機残渣に対し大量に散布することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、本発明者らの鋭意研究の結果、多糖類分解酵素にグリホサート化合物を併用することにより多糖類分解酵素の活性を促進することができることを見出したことによりなされたものである。本発明の目的は、多糖類分解酵素の活性を促進することができる多糖類分解酵素の活性促進剤及びそれを含有する有機残渣分解剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の一態様である多糖類分解酵素の活性促進剤は、グリホサート化合物を含有することを特徴とする。前記グリホサート化合物は、グリホサートイソプロピルアミン塩、グリホサートアンモニウム塩、グリホサートカリウム塩、及びグリホサートトリメシウム塩から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
【０００８】
本発明の別態様である有機残渣分解剤は、グリホサート化合物を含有する多糖類分解酵素の活性促進剤、及び多糖類分解酵素を含有する。前記多糖類分解酵素は、セルラーゼ及びキシラナーゼから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、多糖類分解酵素の活性を促進することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
以下、本発明の多糖類分解酵素の活性促進剤を具体化した第１の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
本実施形態のグリホサート化合物を含有する多糖類分解酵素の活性促進剤は、多糖類分解酵素と併用することにより多糖類分解酵素の活性を促進する作用を発揮する。グリホサート化合物は、Ｎ−ホスホノメチルグリシンとも呼ばれ、グリシンにリン酸を導入した誘導体である。グリホサート化合物として、例えば、グリホサートイソプロピルアミン塩、グリホサートアンモニウム塩、グリホサートカリウム塩、及びグリホサートトリメシウム塩が挙げられる。
【００１２】
本実施形態の多糖類分解酵素の活性促進剤が適用される多糖類分解酵素としては、特に限定されないが、例えばデンプン又はその誘導体を加水分解するための酵素としてアミラーゼ（デンプン分解酵素）、セルロース又はその誘導体を加水分解するための酵素としてセルラーゼ（セルロース分解酵素）、ヘミセルロース又はその誘導体を加水分解するヘミセルラーゼ（ヘミセルロース分解酵素）、キシロース又はその誘導体を加水分解するためのキシラナーゼ（キシロース分解酵素）、ペクチン又はその誘導体を加水分解するペクチナーゼ（ペクチン分解酵素）、キチン又はその誘導体を加水分解するための酵素としてキチナーゼ（キチン分解酵素）等が挙げられる。これらの中で、グリホサート化合物による酵素活性化の促進作用に優れるセルラーゼ及びキシラナーゼがより好ましい。
【００１３】
次に、上記のように構成された多糖類分解酵素の活性促進剤の作用を説明する。
本実施形態の多糖類分解酵素の活性促進剤は、有効成分であるグリホサート化合物が多糖類分解酵素の酵素活性を促進する作用を発揮する。
【００１４】
本実施形態の多糖類分解酵素の活性促進剤によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態の多糖類分解酵素の活性促進剤は、有効成分としてグリホサート化合物を含有する。したがって、グリホサート化合物により多糖類分解酵素の活性が促進される。
【００１５】
（２）本実施形態の多糖類分解酵素の活性促進剤において、グリホサート化合物は、グリホサートイソプロピルアミン塩、グリホサートアンモニウム塩、グリホサートカリウム塩、及びグリホサートトリメシウム塩が好ましい。したがって、多糖類分解酵素の活性促進作用をより向上させることができる。
【００１６】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態の多糖類分解酵素の活性促進剤の用途は特に限定されず、多糖類分解酵素の活性促進作用が必要な用途であればいずれも適用できる。例えば圃場及び各事業所等から排出される収穫残渣、家畜排泄物、及び下水余剰汚泥、並びに一般家庭から排出される食品廃棄物等の有機残渣の減量化又は堆肥化等の再処理のため、多糖類分解酵素と併用して利用することができる。また、将来バイオエタノールの生産に関し、上記植物性廃棄物、木材・草材等の植物由来のバイオマスから糖を得る方法に多糖類分解酵素と併用して利用することができる。また、衣料用洗浄成分及び衣類の材質改善のため、多糖類分解酵素と併用して利用することができる。また、多糖類分解酵素と併用して植物細胞をプロトプラスト化するための研究用試薬としても使用することができる。これらの中で、有機残渣の減量化のために好適に用いることができる。
【００１７】
・上記実施形態の多糖類分解酵素の活性促進剤は、本発明の効果及び使用目的を阻害しない範囲内において、水及び有機溶媒等の溶剤、並びに添加剤、例えば安定剤、保存剤、界面活性剤、及び賦形剤を適宜配合してもよい。
【００１８】
（第２の実施形態）
以下、本発明の有機残渣分解剤を具体化した第２の実施形態を詳細に説明する。
本実施形態の有機残渣分解剤は、上記第１の実施形態の多糖類分解酵素の活性促進剤及び多糖類分解酵素を含有している。多糖類分解酵素は、多糖類分解酵素の活性促進剤に含有されるグリホサート化合物と併用されることにより、有機残渣中の多糖類の分解が促進される。多糖類分解酵素としては、第１の実施形態欄に記載の酵素と同様の酵素を挙げることができる。これらの中で、グリホサート化合物による酵素活性化の促進作用に優れるセルラーゼ及びキシラナーゼがより好ましい。
【００１９】
有機残渣分解剤中におけるグリホサート化合物の含有量は、多糖類分解酵素の活性促進作用向上の観点から、好ましくは０．０１〜７質量％、より好ましくは０．１〜６．５質量％、さらに好ましくは０．５〜６．３質量％である。
【００２０】
有機残渣分解剤中における多糖類分解酵素の含有量は、使用目的等に応じ適宜設定されるが、経済性等の観点から、好ましくは０．００１〜１０質量％、より好ましくは０．００５〜５質量％である。
【００２１】
有機残渣分解剤が適用される有機残渣としては、特に限定されず、例えば圃場及び各事業所等から排出される収穫残渣、家畜排泄物、及び下水余剰汚泥、並びに一般家庭から排出される食品廃棄物が挙げられる。
【００２２】
本実施形態の有機残渣分解剤によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態の有機残渣分解剤は、グリホサート化合物及び多糖類分解酵素を含有する。したがって、有機残渣分解剤の有機残渣への投与又は散布後において、グリホサート化合物の多糖類分解酵素の活性を促進する作用により、有機残渣中の多糖類の分解が促進される。
【００２３】
（２）本実施形態の有機残渣分解剤は、微生物資材のように生環境を整える必要がないため、微生物資材よりも取り扱い性及び使用性を向上させることができる。
（３）特に、大量の散布が必要な圃場において、酵素の使用量を削減することができる。
【００２４】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態の有機残渣分解剤の使用目的は特に限定されず、例えば有機残渣の減量化、及び堆肥化等の再処理のために利用することができる。
【００２５】
・上記実施形態の有機残渣分解剤は、本発明の効果及び使用目的を阻害しない範囲内において、水及び有機溶媒等の溶剤、並びに添加剤、例えば安定剤、保存剤、界面活性剤、及び賦形剤を適宜配合してもよい。
【実施例】
【００２６】
次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態を更に具体的に説明する。
グリホサート化合物と多糖類分解酵素とを併用した場合におけるグリホサート化合物による多糖類分解酵素の活性促進作用を評価した。
【００２７】
所定量のグリホサート化合物及び多糖類分解酵素を水に溶解することにより、表１〜４の各実施例に示される各成分濃度からなる有機残渣分解剤を調製した。尚、比較例１〜４は、多糖類分解酵素のみからなり、グリホサート化合物を配合しない構成とした。グリホサート化合物は、実施例１〜８，１７〜２４，３３〜４０，４９〜５６が日産化学工業社製のラウンドアップマックスロード（商品名）を使用した。尚、各表中においては、ラウンドアップマックスロード中のグリホサートカリウム塩濃度を示す。実施例９〜１６，２５〜３２，４１〜４８，５７〜６４においては、グリホサートイソプロピルアミン塩（ＳＩＧＭＡ社製）を使用した。多糖類分解酵素として、実施例１〜１６，４９〜６４及び比較例１，４は、セルラーゼＳＳ（ナガセケムテックス社製）を使用した。実施例１７〜３２及び比較例２は、セルラーゼＭ（メニコン社製）を使用した。実施例３３〜４８及び比較例３は、セルラーゼＡ「アマノ」３（天野エンザイム社製）を使用した。実施例１〜４８及び比較例１〜３の各有機残渣分解剤は、下記の方法により、キシラナーゼ活性を測定した。実施例４９〜６４及び比較例４の各有機残渣分解剤は、下記の方法により、カルボキシメチルセルロース分解酵素（ＣＭＣａｓｅ）活性を測定した。
【００２８】
（キシラナーゼ活性測定）
ｐＨ７．０の１％キシラン（１％キシラン（ブナ材由来，ＳＩＧＭＡ社製）／５０ｍＭのＭＯＰＳ（ナカライテスク社製），１０ｍＭのＣａＣｌ２）１ｍＬに表１〜３記載の各例の試料１００μＬをそれぞれ入れ、ボルテックス後、３７℃、１５分インキュベートした。これを５００μＬずつ採り、下記組成からなるＤＮＳ溶液５００μＬにそれぞれ入れた。１００℃、５分間加熱後、放冷し、５９５ｎｍの吸光度を測定した。各種濃度のグルコース溶液を調製し、ＤＮＳ溶液で同様に反応させ、検量線を作成した。検量線から、溶出した還元糖濃度（ｍｇ／ｍＬ）を求めた。還元糖濃度は、グルコース換算し、これをキシラナーゼ活性値とした。結果を表１〜３に示す。尚、ＤＮＳ溶液は、フェノール０．２ｇ、３，５−ジニトロサリチル酸１ｇ、亜硫酸ナトリウム０．０５ｇ、水酸化ナトリウム０．２ｇ、及び蒸留水１００ｍＬを混合することにより調製した。
【００２９】
また、表１の実施例１〜１６において、比較例１のキシラナーゼ活性を１００とした場合の相対値を併せて示す。表２の実施例１７〜３２において、比較例２のキシラナーゼ活性を１００とした場合の相対値を併せて示す。表３の実施例３３〜４８において、比較例３のキシラナーゼ活性を１００とした場合の相対値を併せて示す。
【００３０】
（ＣＭＣａｓｅ活性測定）
ｐＨ７．０の２％カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）（２％ＣＭＣ（ＳＩＧＭＡ社製）／５０ｍＭのＭＯＰＳ（ナカライテスク社製），１０ｍＭのＣａＣｌ２）１ｍＬに表４記載の各例の試料１００μＬをそれぞれ入れ、ボルテックス後、３７℃、１５分インキュベートした。これを５００μＬずつ採り、上記と同様の組成のＤＮＳ溶液５００μＬにそれぞれ入れた。１００℃、５分間加熱後、放冷し、５９５ｎｍの吸光度を測定した。各種濃度のグルコース溶液を調製し、ＤＮＳ溶液で同様に反応させ、検量線を作成した。検量線から、溶出した還元糖濃度（ｍｇ／ｍＬ）を求めた。還元糖濃度は、グルコース換算し、これをＣＭＣａｓｅ活性値とした。結果を表４に示す。また、表４の実施例４９〜６４において、比較例４のＣＭＣａｓｅ活性を１００とした場合の相対値を併せて示す。
【００３１】
【表１】
2014147304.tif 000002
【００３２】
【表２】
2014147304.tif 000003
【００３３】
【表３】
2014147304.tif 000004
【００３４】
【表４】
2014147304.tif 000005
表１〜４に示されるように、多糖類分解酵素にグリホサート化合物を併用することにより、多糖類分解酵素のキシラナーゼ活性及びＣＭＣａｓｅ活性が飛躍的に向上することが確認される。
【００３５】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（ａ）有機残渣分解剤中におけるグリホサート化合物の含有量は、０．０１〜７質量％である前記有機残渣分解剤。従って、この（ａ）に記載の発明によれば、グリホサート化合物による多糖類分解酵素の活性化促進作用をより向上させることができる。