(57)【要約】【課題】本発明は、従来のような、凝集法および吸着法などからでてくる汚泥処理などによる二次的汚染問題がなく、かつ効率よくクリーンな状態でアゾ系染料やフタロシアニン系染料などの染料を分解し、染料による着色を消去もしくは低減する方法を提供することを目的とする。【解決手段】（ａ）ハラタケ属、（ｂ）ナラタケ属、（ｃ）マツオオジ属、および（ｄ）ヒラタケ属からなる担子菌群の内から選ばれた少なくとも１つの担子菌が生産する酵素と、アゾ系染料またはフタロシアニン系染料を含有する被処理対象物とを接触させることを特徴とするアゾ系染料またはフタロシアニン系染料の分解方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ハラタケ属、（ｂ）ナラタケ属、（ｃ）マツオオジ属、および（ｄ）ヒラタケ属からなる担子菌群の内から選ばれた少なくとも１つの担子菌が生産する酵素と、アゾ系染料またはフタロシアニン系染料を含有する被処理対象物とを接触させることを特徴とするアゾ系染料またはフタロシアニン系染料の分解方法。
【請求項２】
ハラタケ属にする担子菌が、ツクリタケ（Ａｇａｒｉｃｕｓ　ｂｕｓｐｏｒｕｓ）である請求項１記載のアゾ系染料またはフタロシアニン系染料の分解方法。
【請求項３】
ナラタケ属に属する担子菌が、ナラタケ（Ａｒｍｉｌｌａｒｉｅｌｌａ　ｍｏｌｌｅａ）である請求項１記載のアゾ系染料またはフタロシアニン系染料の分解方法。
【請求項４】
マツオオジ属にする担子菌が、シイタケ（Ｌｅｎｔｉｎｕｓ　ｅｄｏｄｅｓ）である請求項１記載のアゾ系染料またはフタロシアニン系染料の分解方法。
【請求項５】
ヒラタケ属に属する担子菌が、トキイロヒラタケ（Ｐｌｅｕｒｏｔｕｓ　ｓａｌｍｏｎｅｏｓｔｒａｍｉｎｅｕｓ）である請求項１記載のアゾ系染料またはフタロシアニン系染料の分解方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、染料を分解する能力を有する担子菌を培養することで得られる酵素を利用したアゾ系染料及びフタロシアニン系染料、またはアゾ系染料及びフタロシアニン系染料を含有する被処理対象物中のアゾ系染料及びフタロシアニン系染料を分解処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、特殊製紙工場、繊維染色工場、染料生産工場などから排出される溶解性着色排水の脱色は、活性炭法、活性珪藻土法、凝集浮上法、酸化処理法などの高度処理方法などの組み合わせによって行われている。これらは、物理的吸着、濾過、化学的分解処理を利用するものであり、脱色効果において限界があるだけでなく、脱色処理によって生じる汚泥処理が二次的な公害問題をひきおこしている。
【０００３】
最近では、汚泥処理などの二次的な問題が少ない点で、微生物を利用した生物分解法が検討され、次のようなものが例示できる。
（１）ミロセシウム　ベルカリア　ＫＷ−１（微工研寄託菌　第１０７２８号）が青色ないし緑色として使用されているフタロシアニン系染料を唯一の炭素源として生育するという特性を活用して、当該菌株をフタロシアニン系染料の分解及び脱色に利用する方法。（特許　第２６８１２１７号）
（２）クレブシエラ属、プロビデンシア属、アエロコッカス属及びスタフィロコッカス属に属する微生物による難分解性色素の脱色方法と脱色剤の提供。（特開２０００−２８７６７４号公報）
（３）クロブシエラ属、フラボバクテリウム属及びアエロモナス属に属する微生物によるスレン染料、分散染料及び反応染料の脱色剤および脱色方法。（特開２００２−２８６９１号公報）
（４）バチルス属、キサントモナス属およびアクロモバクター属に属し、アゾ系染料による着色を消去若しくは低減する能力を有する微生物群によるアゾ系染料の脱色方法及び脱色剤の提供。（特開平８−２６１号公報）
（５）アルカリゲネス　エスピー　ＲＢ−１（微工研寄託菌　第９１８３号）をモノアゾ系、ジアゾ系、トリフェニルメタン系、メチン系、モノアゾポリマー系の染料含有物に当該アルカリゲネス　エスピー　ＲＢ−１の培養液と共に作用することでアルカリ性において染料を分解脱色する方法。（特開昭６３−２１６４７２号号公報）
【０００４】
前記のように、微生物を利用して染色排水の処理を行う場合、微生物とその被処理染料との関連性において顕著な特異性が存在する。また、微生物を利用するために微生物を固定化して利用するなど微生物の二次加工が必要となる。さらに、微生物活性を高めるために、グルコース、酵母抽出物、ペプトンなどの有機物、燐酸第一水素カリウム、硫酸マグネシウム、炭酸ナトリウムなどの無機塩類の添加に伴う別途の排水汚染の問題も発生する。
【０００５】
これらの問題を解決するのに、酵素反応を利用することが考えられるが、酵素反応の条件の問題や微生物から抽出された酵素による染料の分解及び脱色活性低下などの問題から、酵素処理は現実的ではないと考えられてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のような、凝集法および吸着法などからでてくる汚泥処理などによる二次的汚染問題がなく、かつ効率よくクリーンな状態でアゾ系染料やフタロシアニン系染料などの染料を分解し、染料による着色を消去もしくは低減する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、担子菌のリグニン分解活性、すなわち、フェニル骨格を有する化合物の分解活性に着目し、アゾ系染料及びフタロシアニン系染料を同時に分解し、染料による着色を消去または低減できる能力を有する担子菌を見出すべくスクリーニングを行った結果、（ａ）ハラタケ属に属しアゾ系染料及びフタロシアニン系染料を分解する能力を有する担子菌としてツクリタケなる菌種、（ｂ）ナラタケ属に属しアゾ系及びフタロシアニン系色素を分解する能力を有する担子菌としてナラタケなる菌種、（ｃ）マツオオジ属に属しアゾ系染料及びフタロシアニン系染料を分解する能力を有する担子菌としてシイタケなる菌種、（ｄ）ヒラタケ属に属しアゾ系染料及びフタロシアニン系染料を分解する能力を有する担子菌としてトキイロヒラタケなる菌種をそれぞれ選択し、それぞれの担子菌の培養中あるいは培養後に菌体外へ放出される酵素を得ることによって本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明は（ａ）ハラタケ属、（ｂ）ナラタケ属、（ｃ）マツオオジ属、および（ｄ）ヒラタケ属からなる担子菌群の内から選ばれた少なくとも１つの担子菌が生産する酵素と、アゾ系染料またはフタロシアニン系染料を含有する被処理対象物とを接触させることを特徴とするアゾ系染料またはフタロシアニン系染料の分解方法に関する。
【０００９】
また、本発明は、ハラタケ属にする担子菌が、ツクリタケ（Ａｇａｒｉｃｕｓ　ｂｕｓｐｏｒｕｓ）である上記アゾ系染料またはフタロシアニン系染料の分解方法に関する。
【００１０】
また、本発明は、ナラタケ属に属する担子菌が、ナラタケ（Ａｒｍｉｌｌａｒｉｅｌｌａ　ｍｏｌｌｅａ）である上記アゾ系染料またはフタロシアニン系染料の分解方法に関する。
【００１１】
また、本発明は、マツオオジ属にする担子菌が、シイタケ（Ｌｅｎｔｉｎｕｓ　ｅｄｏｄｅｓ）である上記アゾ系染料またはフタロシアニン系染料の分解方法に関する。
【００１２】
また、本発明は、ヒラタケ属に属する担子菌が、トキイロヒラタケ（Ｐｌｅｕｒｏｔｕｓ　ｓａｌｍｏｎｅｏｓｔｒａｍｉｎｅｕｓ）である上記アゾ系染料またはフタロシアニン系染料の分解方法に関する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明において使用できるアゾ系染料は、アゾ結合を有する染料であればよく、原則的に限定されるものではない。すなわち、本発明において使用できるアゾ系染料は、基本骨格構造としてはベンゼンアゾ系、ナフタレンアゾ系および複素環アゾ系染料などが挙げられるが、これに限定されるものではない。また、アゾ系染料のタイプとしては、モノアゾ系、ジアゾ系、トリアゾ系およびテトラアゾ系染料などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
本発明において使用できるフタロシアニン系染料は、フタロシアニン基本骨格を有する染料であればよく、たとえば、ハロゲン、ニトロ、アミン、アゾ、ヒドラゾ、スルホン酸、アルコール、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、ニトリル、ニトロソ、芳香族化合物などの官能基置換体やその誘導体および中心金属置換体などが挙げられるが、原則的にこれに限定されるものではない。
【００１４】
本発明においていう被処理対象物とは、アゾ系染料及びフタロシアニン系染料を含有する染料排水はもとより、染料排水などを活性炭法、活性珪藻土法、凝集法などによる各種処理物から生ずる汚泥、印刷物及びその処理廃棄物、食品及びその処理廃棄物、染布及びその処理廃棄物なども含むことを意味する。すなわち、アゾ染料及びフタロシアニン系染料によって着色された物質がその処理状態または処理形態によらず染料分解の対象物であり、処理方法によって、脱色、変色、減色状態を制御できる。
【００１５】
本発明によるアゾ系染料及びフタロシアニン系染料の分解方法は、それを同時に分解する能力を有する酵素と染料とを接触させることが必要であるから、被処理対象物は当該酵素剤の活性が損なわれない限りにおいて、有機溶剤、酸性物質、またはアルカリ性物質を含むものであってもよい。さらに、被処理対象物の形態は、溶液、ゾル、ゲル、汚泥、固体など、当該酵素剤の活性が損なわれない限りにおいて原則として問わない。
【００１６】
本発明で使用される担子菌は、アゾ系染料及びフタロシアニン系染料を同時に分解する能力を有する担子菌であればよい。例えば、ツクリタケなどのハラタケ科ハラタケ属に属する担子菌、トキイロヒラタケ、ヒラタケなどのヒラタケ科ヒラタケ属に属する担子菌、ナラタケなどのキシメジ科ナラタケ属に属する担子菌、マツオオジ、シイタケなどのヒラタケ科マツオオジ属に属する担子菌、スギヒラタケ、エノキタケ、ブナシメジ、ムキタケ、オオシロアリタケ、ツキヨタケ、エリンギなどのキシメジ科に属する担子菌、キヒラタケなどのヒラタケ科に属する担子菌、カワラタケ、マイタケ、ヤニタケなどの多孔菌科に属する担子菌、カオリツムタケ、ヌメリスギタケ、ナメコ、クリタケなどのモエギタケ科に属する担子菌などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００１７】
本発明で使用される酵素は、上記載の担子菌群の内から選ばれたいずれか１つの属または２つ以上の属の担子菌群より選択された１種または２種以上の担子菌を培養することで得られる。
選択された担子菌をＰＤＡ培地で適度の温度、好ましくは１０〜８０℃、より好ましくは１５〜５０℃にて、１〜１０日、好ましくは１〜３日前培養し、１５ｇのフスマを添加した容器に接種した後、適度の湿度、好ましくは１０〜８０％、より好ましくは、５０〜８０％を維持しながら、適度の温度、好ましくは１０〜８０℃、より好ましくは１５〜５０℃の条件で数日間、好ましくは１日〜３ヶ月、より好ましくは２週間〜１ヶ月培養する。
【００１８】
培養された担子菌の培地は、酢酸アンモニウム、燐酸、酢酸などの緩衝液で攪拌洗浄されることで、菌体外酵素が抽出される。緩衝液のｐＨは酵素活性が維持されれば、酸性でもアルカリ性でもかまわないが、好ましくは酸性側、より好ましくはｐＨ３〜７に調整するのがよい。圧搾抽出された抽出液は、遠心分離に供され、その上澄み液が酵素液として得られる。　この酵素液は、被処理対象物に含有されるアゾ系染料及びフタロシアニン系染料の含有量、または形態に応じて、濃縮あるいは希釈することが可能であり、また酵素とアゾ系染料及びフタロシアニン系染料が接触できるようにメタノール、エタノール、アセトン、アセトニトリル、トルエン、ジオキサン、ＴＨＦなどの有機溶媒も、活性を維持できる範囲において添加することができる。さらに、酵素液を凍結乾燥により粉末酵素として保管し、被処理対象物の処理形態に応じて適宜、調整加工することもできる。
【００１９】
【実施例】
次に本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２０】
「各種担子菌の培養と酵素液の調整」
ＰＤＡ培地で３日間前培養した各種担子菌を１５ｇのフスマを添加した１００ｍｌ容三角フラスコに接種し、６４％の湿度を維持しながら、２０℃で３０日間培養した。培養された各種担子菌の培地は、５０ｍｌの０．０２Ｍ酢酸アンモニウム緩衝液（ｐＨ５）で攪拌洗浄した後、圧搾抽出を行った。抽出液は、４℃、１５分間、遠心分離（１５０００ｒｐｍ）され、その上澄みを酵素液として使用した。本実験に使用した各種担子菌を表１に示した。
表１．各種担子菌名とタンパク質量
【００２１】
【表１】
2004066043.tif 000002
【００２２】
「タンパク質量の測定」
上記各種酵素液中のタンパク質量は、ＣＢＢ色素結合法によって測定された。標準物質として牛血清アルブミンを使用した。本実験に使用した各種担子菌のタンパク質量を表１に示した。
【００２３】
「染料分解活性の測定方法」
染料分解活性測定のための反応液１００μｌを下記のように調整し、３０℃で反応後、マイクロプレートリーダーで吸光度を測定した。
2004066043.tif 000003
吸光度測定は、各種染料の反応前のλｍａｘ値での吸光度を基準とし、反応終了後の吸光度測定値と比較した相対値（残存相対吸光度）として示した。
【００２４】
実施例１
上記載（表１）各種担子菌のそれぞれ１種類の酵素剤を使用して各種染料の分解活性を測定した。分解反応時間は２時間に設定した。使用した染料は、モノアゾ染料、ジアゾ染料、フタロシアニン染料である。結果を、表２に示した。
表２．各種酵素による各種染料分解反応後の残存相対吸光度（％）２時間後
【００２５】
【表２】
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【００２６】
各種担子菌から得られた酵素剤とアゾ染料及びフタロシアニン染料を直接接触させることで、個々でのばらつきはあるが、短時間処理で効率よく分解反応が進行していることが判る。
【００２７】
実施例２
実施例１の４８時間反応後の結果を表３に示した。
表３．各種酵素による各種染料分解反応後の残存相対吸光度（％）４８時間後
【００２８】
【表３】
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【００２９】
染料を分解することで生成される分解物の吸光度が存在するために残存相対吸光度が０％になることはない。目安として２０％以下の状態で１００％分解反応が終了していると推察している。したがって、各種担子菌から得られた酵素剤とアゾ染料及びフタロシアニン染料を直接接触させ、長時間の反応によってほぼ分解が完了していることがわかる。さらに、例えばモノアゾ染料であるＡｃｉｄ　Ｏｒａｎｇｅ　２０では２時間後と４８時間後の残存相対活性値の変化は認められず、２時間以内に分解反応が終了していることが判る。
【００３０】
実施例３
上記載（表１）各種担子菌から２種類を選択して酵素剤を混合し、各種染料の分解活性を測定した。分解反応時間は２時間に設定した。使用した染料は、モノアゾ染料、ジアゾ染料、フタロシアニン染料である。結果を、表４に示した。
表４．２種混合酵素による各種染料分解反応後の残存相対吸光度（％）２時間後
【００３１】
【表４】
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【００３２】
上記載（表１）各種担子菌から２種類を選択して酵素剤を混合し、各種染料の分解活性を測定した結果、互いのモノアゾ染料、ジアゾ染料、フタロシアニン染料に対する酵素活性を阻害することなく、互いの不利な部分を補うあるいは高めあうように作用することが判った。実施例１の結果と比較して、短時間で各種染料に対する分解活性が向上していることが判った。
【００３３】
【発明の効果】
本発明により、汚泥処理などによる二次的汚染問題がなく、かつ効率よくクリーンな状態でアゾ系染料やフタロシアニン系染料などの染料を分解し、染料による着色を消去もしくは低減する方法を提供することができた。