(57)【要約】【課題】ポリウレタンを分解できる新規な微生物およびポリウレタンを微生物分解する新たな方法を得ることが本発明の課題である。【解決手段】本発明により、Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．に属する新規な細菌であるＢＳ−ＵＥ９株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０９５４）が与えられた。ＢＳ−ＵＥ９株はエステル系及びエーテル系のポリウレタンを分解する活性を有する。また、細菌ＢＳ−ＵＥ９株とＰｓｅｕｄｏｚｙｍａ  ｓｐ．に属する酵母であるＢＳ−ＵＥ５株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０２４３）の共生系でも、エステル系のポリウレタンを微生物分解することができた。よって本発明により、ポリウレタンを微生物分解する新たな方法が与えられた。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタンを分解する作用を有し、Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．に属する細菌であるＢＳ−ＵＥ９株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０９５４）。
【請求項２】
ポリウレタンをＢＳ−ＵＥ９株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０９５４）で微生物分解する方法。
【請求項３】
前記ポリウレタンがエステル系のポリウレタンであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリウレタンがエーテル系のポリウレタンであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ポリウレタンがポリウレタンフォームであることを特徴とする請求項２、請求項３および請求項４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ポリウレタンを細菌と酵母の共生系で微生物分解する方法。
【請求項７】
ポリウレタンをＲｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．に属する細菌であるＢＳ−ＵＥ９株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０９５４）とＰｓｅｕｄｏｚｙｍａ  ｓｐ．に属する酵母であるＢＳ−ＵＥ５株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０２４３）の共生系で微生物分解する方法。
【請求項８】
前記ポリウレタンがエステル系のポリウレタンであることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ポリウレタンがポリウレタンフォームであることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリウレタンを分解する作用を有するＲｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．に属する細菌であるＢＳ−ＵＥ９株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０９５４）に関する。更に本発明は、ポリウレタンを、細菌ＢＳ−ＵＥ９株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０９５４）で微生物分解する方法に関する。更に本発明は、Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．に属する細菌であるＢＳ−ＵＥ９株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０９５４）とＰｓｅｕｄｏｚｙｍａ  ｓｐ．に属する酵母であるＢＳ−ＵＥ５株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０２４３）の共生系で微生物分解する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリウレタンは分子中にウレタン結合（−ＮＨＣＯＯ−）を有する高分子化合物の総称であり、ポリオールとイソシアネートの重付加反応により合成される。ウレタンフォームはポリウレタンと二酸化炭素から成る多泡体であり、冷蔵庫、自動車、建材などに断熱材やクッション材などとして広く使用されている。しかしウレタンフォームは、三次元の網目構造を持つ熱硬化性樹脂であるため、熱可塑性樹脂のように加熱して再利用できず、焼却や埋め立てによる処理しか方法がないのが現状である。
【０００３】
一方、ウレタンフォームのリサイクルは従来から研究されており、現在では、加水分解法、グリコール分解法やアミノ分解法などによって、再架橋可能な原料に戻す方式でのリサイクルが技術的には可能であることがわかっている。しかし、ウレタンフォームの多くは断熱材やクッション材として使用されるため、比重が軽く、熱伝導率も極めて小さい。そのため、ウレタンフォームの分解効率は悪くて経済的採算が取れず、実用化されていない。よって、コンポストのように低温でウレタンフォームを分解する省エネルギー型の方法が求められている。
【０００４】
このような省エネルギー型の方法として、すなわち低温でウレタンフォームを分解する方法として、微生物による分解処理が考えられる。微生物分解は低温での処理なので、エネルギー消費は最も少ない処理法といえる。また、ウレタンフォームを微生物分解した後、分解物を再利用することも考えられる。例えば、分解されたポリオールやアミンをイソシアネートと反応させ再利用することも考えられる。ウレタンフォームの微生物分解については、従来様々な微生物がスクリーニングされている。しかしウレタンフォームの微生物分解は検討されているものの、その分解効率が低いために、いまだに実用化されているものは殆どない。
【０００５】
ところで本発明者らはウレタンフォームを微生物分解する技術の一環として、ポリウレタンを分解できる酵母であるＢＳ−ＵＥ５株について特許出願をしている（特開２００６−１８０８１１号公報）。しかしウレタンフォームを微生物分解する更なる技術に対するニーズがある。
【０００６】
なお上記のＢＳ−ＵＥ５株は酵母であるが、細菌と酵母の共生系による分解の報告はない。また従来の微生物分解では、ポリウレタン以外に酵母抽出物などの炭素源を加えた例が多く、ポリウレタンを唯一の炭素源とする微生物分解の例は少ない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１８０８１１号公報
【非特許文献１】金原ら  自動車技術論文集  29  (4)  135,  1998
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、ポリウレタンの微生物分解に利用することができる、新規な微生物を得ることが本発明の課題である。更に、ＢＳ−ＵＥ５株などの酵母との共生系において、ポリウレタンの分解の効率を更に高めることができる細菌を提供することも本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の問題を解決するために発明者らはポリウレタン分解菌について鋭意換討した結果、ウレタンフォームを高い分解率で分解できるＲｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．に属する細菌であるＢＳ−ＵＥ９株を見いだし、本発明を完成させるに至った。更に該細菌ＢＳ−ＵＥ９株は、酵母ＢＳ−ＵＥ５株との共生系でウレタンフォームを高い分解率で分解できることを見いだした。ＢＳ−ＵＥ９株単独の系、あるいはＢＳ−ＵＥ９株とＢＳ−ＵＥ５株の共生系によれば、ウレタンフォームを分解することが可能であるので、本発明により上記課題を解決することが可能である。よって本発明はポリウレタンフォームの廃棄及び再利用に有用である。
【００１０】
本発明は次（１）〜（９）からなる。
（１）ポリウレタンを分解する作用を有し、Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．に属する細菌であるＢＳ−ＵＥ９株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０９５４）。
（２）ポリウレタンをＢＳ−ＵＥ９株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０９５４）で微生物分解する方法。
（３）前記ポリウレタンがエステル系のポリウレタンであることを特徴とする（２）に記載の方法。
（４）前記ポリウレタンがエーテル系のポリウレタンであることを特徴とする（２）に記載の方法。
（５）前記ポリウレタンがポリウレタンフォームであることを特徴とする（２）、（３）および（４）のいずれか一項に記載の方法。
（６）ポリウレタンをバクテリアと酵母の共生系で微生物分解する方法。
（７）ポリウレタンをＲｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．に属する細菌であるＢＳ−ＵＥ９株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０９５４）とＰｓｅｕｄｏｚｙｍａ  ｓｐ．に属する酵母であるＢＳ−ＵＥ５株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０２４３）の共生系で微生物分解する方法。
（８）前記ポリウレタンがエステル系のポリウレタンであることを特徴とする（７）に記載の方法。
（９）前記ポリウレタンがポリウレタンフォームであることを特徴とする（７）又は（８）に記載の方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、新規な微生物であるＢＳ−ＵＥ９株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０９５４）が与えられた。ＢＳ−ＵＥ９株はポリウレタンを分解する活性を有する。また細菌ＢＳ−ＵＥ９株と酵母ＢＳ−ＵＥ５株の共生系も、ポリウレタンを分解する活性を有する。よって本発明により、ポリウレタンを分解する新たな方法が与えられた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、発明の実頑の形態を具体的に説明する。
本発明者は多くの土壌からポリウレタンの分解菌を鋭意スクリーニングした結果、高効率でポリウレタンを分解可能な、Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．に属する細菌であるＢＳ−ＵＥ９株を見出した。よって本発明は新規微生物であるバクテリアＢＳ−ＵＥ９株である。また本発明はポリウレタンを上記微生物で分解する方法である。なおＢＳ−ＵＥ９株は独立行政法人  産業技術総合研究所  特許生物寄託センターにＦＥＲＭ  Ｐ−２０９５４株として２００６年７月１０日に寄託されている。
【００１３】
なお本発明者はポリウレタンを分解できる酵母ＢＳ−ＵＥ５株を見出しており、特許出願をしている（特開２００６−１８０８１１号公報）。このＢＳ−ＵＥ５株は独立行政法人  産業技術総合研究所  特許生物寄託センターにＦＥＲＭ  Ｐ−２０２４３株として２００４年１０月８日に寄託されている。本発明者は、細菌ＢＳ−ＵＥ９株と酵母ＢＳ−ＵＥ５株の共生系により、高い効率でポリウレタンを分解できることを更に見出した。よって本発明は細菌ＢＳ−ＵＥ９株と酵母ＢＳ−ＵＥ５株の共生系でポリウレタンを分解する方法である。
【００１４】
本発明においてＢＳ−ＵＥ５株とＢＳ−ＵＥ９株は無機塩の液体培地中でポリウレタンを資化しながら増殖する。無機塩としては窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどを含むものがあげられる。
【００１５】
微生物、すなわちＢＳ−ＵＥ９株の同定は、近年主流となっている１６ＳｒＲＮＡ遺伝子の比較に基づいて行った。以下に方法の詳細を述べる。菌株をｎｕｔｒｉｅｎｔ  ａｇａｒ（Ｏｘｆｏｒｄ，Ｈａｍｐｓｈｉｒｅ．Ｅｎｇｌａｎｄ）に植菌し、３０℃で２日間培養した。その後、この菌体からＩｎｓｔａＧｅｎｅ  Ｍａｔｒｉｘ（ＢＩＯＲＡＤ，ＣＡ，ＵＳＡ）により、ＢＩＯＲＡＤ社のプロトコルによりゲノムＤＮＡの抽出を行った。抽出したゲノムＤＮＡを鋳型として、ＰＣＲにより１６Ｓ  Ｒｉｂｏｓｏｍａｌ  ＲＮＡ遺伝子（１６Ｓ  ｒＤＮＡ）のうち、５‘末端側約５００ｂｐの領域を増幅した。その後、増幅した塩基配列をシーケンスし、検体の１６Ｓ  ｒＤＮＡ部分塩基配列を得た。得られた１６Ｓ  ｒＤＮＡの塩基配列から、検体について近縁と考えられる種の相同性検索を行い、下記に示す上位３株を決定した。このようにＢＳ−ＵＥ９株はＲｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓと相同性が高いことから、Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐ．に属する細菌であると同定された。
【００１６】
相同性                    菌株
９４．２５％      Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｚｏｐｆｉｉ
９３．８５％      Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｃｏｐｒｏｐｈｉｌｕｓ
９３．４４％      Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  Ｒｈｏｄｏｃｈｒｏｕｓ
【００１７】
ポリウレタンとしてエステル系及びエーテル系があるが、ＢＳ−ＵＥ９株の系による微生物分解法はエステル系及びエーテル系のポリウレタンの分解に好適である。またＢＳ−ＵＥ５株とＢＳ−ＵＥ９株の共生系による微生物分解法は、エステル系のポリウレタンの分解に好適である。エステル系のポリウレタンの具体例としては、ＴＤＩ、ＭＤＩ、ＮＤＩ、ＨＤＩ、ＸＤＩ、Ｈ６ＸＤＩ、ＩＰＤＩ、Ｈ１２ＭＤＩ、ＴＭＸＤＩ、ＤＤＩ、ＴＭＤＩ、ＮＢＤＩなどのイソシアネートとポリジエチレンアジペートなどのアジペート系ポリオールの付加重合物が例示される。しかし、本発明の対象となるエステル系のポリウレタンはその範囲内に限定されるものではない。
【００１８】
また、エーテル系のポリウレタンの具体例としては、ＴＤＩ、ＭＤＩ、ＮＤＩ、ＨＤＩ、ＸＤＩ、Ｈ６ＸＤＩ、ＩＰＤＩ、Ｈ１２ＭＤＩ、ＴＭＸＤＩ、ＤＤＩ、ＴＭＤＩ、ＮＢＤＩなどのイソシアネートと、ＰＥＧ、ＰＰＧ、ＰＴＭＧ、１，４−ブタンジオール、ポリカプロラクトンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，５−ペンタジオール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、メチルペンタジオールなどのポリオールとの付加重合物が例示される。しかし、本発明の対象となるエステル系のポリウレタンはその範囲内に限定されるものではない。
【００１９】
実用上、本発明で分解の対象となるポリウレタンの多くはポリウレタンフォームである。本発明で分解の対象となるポリウレタンフォームの製品中には、発泡剤、整泡列などの通常に使用される配合剤が配合されていてもよい。しかし配合剤の中にＢＳ−ＵＥ５株又はＢＳ−ＵＥ９株の増殖を阻害する配合剤が配合されている場合は、ポリウレタンフォームを溶剤抽出し、これを除去する必要がある。以下実施例で本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
シリコーン栓付きのガラス容器に準備した表１の組成の培地に、５ｍｍ角に切ったＴＤＩとポリジエチレンアジペートの付加重合物からなるエステル系ポリウレタンフォーム片１０ｇ／Ｌを入れ、オートクレープ中で９０℃の滅菌処理した。これに同様のポリウレタンフォームを唯一の炭素源として前培養したＢＳ−ＵＥ９株の菌液を加え、３０日間３０℃、５０ｒｐｍで振とう培養し、１２１℃でオートクレープ滅菌し、ポリウレタンフォーム片を取り出した。取り出したポリウレタンフォーム片をアセトンで数回洗浄後、純水で数回洗浄し、十分に乾燥した事を確認後、重量測定を行った。
【００２１】
【表１】
2008125486.tif 000002
【００２２】
（実施例２）
実施例１と同一の実験を、ＴＤＩとＰＰＧの付加重合物からなるエーテル系ポリウレタンフォーム片に対して行った。
【００２３】
（実施例３）
実施例１と同様の実験を、酵母ＢＳ−ＵＥ５株及び細菌ＢＳ−ＵＥ９株の共生系を用いて、ＴＤＩとポリジエチレンアジペートの付加重合物からなるエステル系ポリウレタンフォーム片に対して行った。
【００２４】
（比較例）
実施例１と同様の実験をＢＳ−ＵＥ９株の代わりに土壌から分離した細菌を用いて行った。
【００２５】
ＢＳ−ＵＥ９株による重量減少はエステル系ポリウレタンフォームを分解した実施例１では２３％であり、エーテル系ポリウレタンフォームを分解した実施例２では９％であった。一方比較例では重量減少は０％であった。よってＢＳ−ＵＥ９株が、エステル系及びエーテル系の両方のウレタンフォームを唯一の炭素源として分解することが確認された。
【００２６】
また、酵母ＢＳ−ＵＥ５株及び細菌ＢＳ−ＵＥ９株の共生系を用いた微生物分解によるエステル系ポリウレタンフォーム重量減少は、２８％であった。よって酵母ＢＳ−ＵＥ５株及び細菌ＢＳ−ＵＥ９株の共生系もまた、エステル系ウレタンフォームを唯一の炭素源として分解することが確認された。なお、酵母ＢＳ−ＵＥ５株及び細菌ＢＳ−ＵＥ９株の共生系による微生物分解によるエステル系ポリウレタンフォームの重量減少は、ＢＳ−ＵＥ９株単独の系による微生物分解よりも大きな値となった。
【００２７】
【表２】
2008125486.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の新規の微生物であるＢＳ−ＵＥ９株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０９５４）は、エステル系及びエーテル系のポリウレタンを分解する作用を有する。よって本発明によりポリウレタンを微生物分解する新たな手段が提供された。また細菌ＢＳ−ＵＥ９株と酵母ＢＳ−ＵＥ５株（ＦＥＲＭ  Ｐ−２０２４３）の共生系でも、エステル系のポリウレタンを微生物分解することができた。よって微生物を用いた本発明による微生物分解方法は、ポリウレタンの廃棄及び再利用に有用である。