(57)【要約】【課題】ボカシ肥の担体残存という環境保全上の問題を回避し、更に、十分な吸水性および保水性を保持し、ボカシ肥製造時の発酵培養性が良好であり、得られたボカシ肥が有機物の分解・堆肥化等の発酵資材として優れた性能を発揮できる微生物担持資材を提供すること。【解決手段】見掛密度が０．０２５〜０．０５［ｇ（ｄｒｙ）／ｃｍ３（ｗｅｔ）］であるセルロース製スポンジ、望ましくは見掛密度が０．０２５〜０．０５［ｇ（ｄｒｙ）／ｃｍ３（ｗｅｔ）］であるセルローススポンジを乾燥重量で５重量％以上混合した有機物担体に微生物水溶液を含浸した後、発酵培養させて成る微生物担持資材にて目的を達成できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物担体に発酵培養された微生物が定着した微生物担持資材であって、有機物担体がセルロース製スポンジを５重量％以上含有する微生物担持資材。
【請求項２】
肥料、土壌改良剤、発酵開始・促進剤、消臭剤、廃水浄化剤、生け簀浄化剤、河川・湖沼浄化剤および空気浄化剤のいずれかである請求項１記載の微生物担持資材。
【請求項３】
セルロース製スポンジを５重量％以上混合した有機物担体に、微生物培養液を含浸し、発酵培養させることを特徴とする微生物担持資材の製造方法。
【請求項４】
微生物担持資材が肥料、土壌改良剤、発酵開始・促進剤、消臭剤、廃水浄化剤、生け簀浄化剤、河川・湖沼浄化剤および空気浄化剤のいずれかである請求項３記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微生物が担持された資材、さらに詳しくは、微生物培養液をセルロース製スポンジが混合された有機物担体に含浸し、発酵培養させて成る微生物担持資材に関する。
【背景技術】
【０００２】
微生物は、一般的に水溶液状の培地に添加されて市販されている。この微生物含有の培養液は、排水の環境浄化効果および無農薬肥料源等のボカシ肥を製造する際の原液として有効であり注目されている。ボカシ肥製造で用いる場合には、担体物質として籾殻、米糠、椰子殻、蕎麦殻等の穀物の殻、大鋸屑、木屑等の有機物に、培養液を噴霧状、シャワー状等で混合して含浸し、発酵培養することが知られている（例えば特許文献１および２）。
【０００３】
これに対する改善策としては、鋳物砂、セラミックス、コンクリート片、汚泥砂、レンガ、ガラス繊維、ロックウール、瓦、パーライト、廃粘土、焼却炉灰等の多孔質の無機物担体を有機物に併用させることが知られている（例えば特許文献３および４）。
【特許文献１】特開平９−３２８６８２号公報
【特許文献２】特開２００２−３０６１５８号公報
【特許文献３】特開２００２−１２１０９２号公報
【特許文献４】特開２００３−１９９４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の微生物担持資材、特にボカシ肥の場合、担体物質として用いる上記有機物のみでは(1)吸水性および保水性が不十分、(2)微生物の定着に必要な空隙部の存在が不十分で微生物繁殖のための好気性と嫌気性のバランスが不良となり、発酵培養させるのに長期間必要となり、(3)期待するボカシ肥としての効果が小さい、等の問題があり十分満足できるものではなかった。
【０００５】
上述の従来技術のように、無機物担体を併用した場合、これら無機物は自然界において通常極めて分解し難く、無機物担体そのものがボカシ肥に残存し、更に、長期的には土壌中等に残存蓄積してしまうという課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、上記課題を解決するべく成されたものであり、その目的とするところは、十分な吸水性および保水性を保持し、製造時の発酵培養性が良好であり、得られたものが有機物の分解・堆肥化等の発酵資材として優れた性能を発揮できる微生物担持資材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、微生物担持資材を調製するときの発酵培養性を向上でき、かつ、自然環境下で生分解可能な素材との組合せを鋭意探索し、次の構成を有する要素技術が極めて有効であることを見出した。
すなわち、本発明に係わる微生物担持資材としては、
１．有機物担体に発酵培養された微生物が定着した微生物担持資材であって、有機物担体がセルロース製スポンジを５重量％以上含有する微生物担持資材、
２．セルローススポンジが、含水率６０重量％での見掛密度が０．０２５〜０．０５［ｇ（ｄｒｙ）／ｃｍ3（ｗｅｔ）］のものである前記の微生物担持資材、
３．セルローススポンジが平均孔径０．３〜３．５ｍｍ、最大含水率２０〜３５［ｇ（水）／ｇ（ｄｒｙ）］であることを特徴とする前記いずれかの微生物担持資材、
４．肥料、土壌改良剤、発酵開始・促進剤、消臭剤、廃水浄化剤、生け簀浄化剤、河川・湖沼浄化剤および空気浄化剤のいずれかである前記いずれかの微生物担持資材、
であり、微生物担持資材の製造方法としては、
６．セルロース製スポンジを乾燥重量で５重量％以上混合した有機物担体に微生物培養液を含浸し、発酵培養させることを特徴とする微生物担持資材の製造方法、
７．微生物培養液が、［Ａ］；納豆菌、［Ｂ］；酵母、［Ｃ］；乳酸菌の微生物群および該微生物群の栄養源を含む培養液であることを特徴とする前記微生物担持資材の製造方法、
８．セルローススポンジが、含水率６０重量％での見掛密度が０．０２５〜０．０５［ｇ（ｄｒｙ）／ｃｍ3（ｗｅｔ）］のものである前記いずれかのの微生物担持資材の製造方法、
９．セルローススポンジが平均孔径０．３〜３．５ｍｍ、最大含水率２０〜３５［ｇ（水）／ｇ（ｄｒｙ）］である前記いずれかの微生物担持資材の製造方法、
１０．微生物培養液中の該微生物群の菌体数比率が、［Ａ］：［Ｂ］：［Ｃ］＝１：１０1〜１０5：１０2〜１０6 の範囲であることを特徴とする前記いずれかの微生物担持資材の製造方法、
１１．微生物担持資材が肥料、土壌改良剤、発酵開始・促進剤、消臭剤、廃水浄化剤、生け簀浄化剤、河川・湖沼浄化剤および空気浄化剤のいずれかである前記いずれかの微生物担持資材の製造方法
である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、微生物の定着に必要な空隙部のあるセルロース製スポンジを混合し含ませることで旺盛に繁殖した微生物が定着し、肥料、土壌改良剤、発酵開始・促進剤、消臭剤、廃水浄化剤、生け簀浄化剤、河川・湖沼浄化剤および空気浄化剤などの公的な有機物担体を有利に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明において、有機物担体の一部または全部として使用されるセルロース製スポンジは、セルロースを重量で半分以上含有するもので、さらに好ましくは９０重量％以上のものである。また構造としては、スポンジ状、すなわち多孔質体であればよく、多孔質の構造が連通孔体，非連通孔体，連通孔と非連通孔の混合体の何れであってもよい。この多孔質体が水分を吸収して膨張し空隙部が生じる機能は、微生物の定着にとって好ましい機能である。該セルロース製スポンジの特性としては、含水率６０重量％下の見掛密度が０．０２５〜０．０５［ｇ（ｄｒｙ）／ｃｍ3（ｗｅｔ）］であり、また、平均孔径が０．３〜３．５ｍｍ、最大含水率が２０〜３５［ｇ（水）／ｇ（ｄｒｙ）］であることが好ましい。これら各特性が上記範囲の場合、２次培養時のセルロース製スポンジへの微生物定着が良好となり、本発明の微生物担持資材としての性能がさらに優れることになる。
【００１０】
また、上記セルロース製スポンジの形状については特に限定されず、長方四角状，サイコロ状、球状、その他不定形状のもの、これら形状の混合されたもの等が使用でき、更に、これら形状物の大きさは、取扱い面および他の有機物担体との混合面等で、結果として微生物担持資材として支障が出なければ良く、目安として最大長さとして１〜１００ｍｍ程度のものが好ましく、特に５〜５０ｍｍ程度が好ましい。
【００１１】
また、上記セルロース製スポンジと混合でき、かつ任意成分である他の有機物担体は、特に限定されないが、自然環境で生分解性であり、微生物の定着性があるもので、また安価で容易に入手できるものが好ましく、例えば、籾殻、蕎麦殻、米糠、椰子殻等の穀物殻、木屑、大鋸屑、サトウキビ茎廃物、米藁、麦藁、綿天然繊維類、枯れ草、落ち葉、紙屑等の天然素材廃物、食品製造廃物等が挙げられ、これら有機物の単独系あるい２種以上の混合系で用いらることもできる。
【００１２】
さらに、上記セルロース製スポンジの有機物担体における含有量は、用いる他の有機物と組み合わせての吸水性、保水性、微生物定着性、２次培養性等を維持できるよう配慮すればよい。従って、上記特性のセルロース製スポンジの配合量は、全有機物担体に対して乾燥重量で５重量％以上が好ましく、更に、１０重量％以上、さらに８０重量％以上が特に好ましい。
【００１３】
微生物担持資材に定着される発酵培養された微生物群の好ましい例としては、食物製造用微生物であり、例えば、納豆、アルコール類、食酢、醤油、ヨーグルト等の食物を製造するもので、具体的に納豆菌、酵母、麹菌、乳酸菌、酢酸菌などが挙げられる。
【００１４】
本発明において上述の効果を充分に高めるために、［Ａ］；納豆菌、［Ｂ］；酵母、［Ｃ］；乳酸菌の３種の微生物群の併用であることが好ましい。
【００１５】
本発明の［Ａ］；納豆菌は、Bacillus subtilis、Bacillus cereus、Bacillus megaterium、Bacillus circulans、Bacillus licheniformisなどのBacillus属が好ましく、納豆生産に使用されるBacillus subtilisで強力糸引納豆菌とされる菌株がさらに好ましい。
【００１６】
本発明の［Ｂ］；酵母は、有胞子酵母科に分類される酵母であり、Saccharomyces cerevisiae、Saccharomyces uvarum、Saccharomyces diastaticus、Kluyveromyces fragilis、Hanseniaspora valbyensis、Shizosaccharomyces pombe、Pichia membranaefaciens、Lipomyces starkeyi、Brettanomyces sp.、Candida utilis、Trichosporon sp.などが好ましく、パン酵母として市販されているSaccharomyces cerevisiaeがさらに好ましい。
【００１７】
本発明の［Ｃ］；乳酸菌は、Lactobacillus delbrukii、 Lactobacillus bulgaricus、Lactobacillus casei、Streptococcus thermophilus、Streptococcus lactis、Leuconostoc mesenteroides、Lactobacillus pentoacetiusなどの乳酸発酵性を有する菌株が好ましく、ヨーグルト用種菌として入手しやすいLactobacillus delbrukii、 Lactobacillus bulgaricus、Streptococcus thermophilusがさらに好ましい。
【００１８】
微生物担持資材を分解・堆肥化等のための発酵材として使用するときや、土壌改良材、消臭材等におけるボカシ肥として使用する場合の性能の観点から、微生物培養液中の上記微生物群の比率は、［Ａ］：［Ｂ］：［Ｃ］＝１：１０1〜１０5：１０2〜１０6が好ましく、１：１０2〜１０4：１０3〜１０5が特に好ましい。
【００１９】
本発明のセルロース製スポンジを含む有機物担体に含侵させる微生物培養液は、栄養源を添加して上記微生物群を培養させたものであり、この培養は特に限定されず通常法でよく、例えば、液全体を加温し混合できる容器内に、先ず所定量の栄養源の糖蜜やシロップなどの糖類を常温水に溶かし、そこへ、［Ａ］；納豆菌、［Ｂ］；酵母、［Ｃ］；乳酸菌の所定量を各々添加混合して全体の水溶液を緩やかに撹拌しながら約３７℃保温の条件下で３日間位温めて、培養液１ｍｌ当たりの微生物群の総数を１００万以上に培養するという方法などがある。
【００２０】
なお、本発明の微生物担持資材製造に用いる該微生物培養液としては、環境浄化微生物を培養した培養液状態であれば使用できる。例えば、後述の実施例に記載された組み合わせの他、愛媛県工業技術センター開発の環境浄化微生物”えひめＡＩ−１”が適用できる。
【００２１】
次に、上記微生物培養液を有機物担体に含浸した後に行う２次培養の方法としては、特に限定されず通常の方法で行う。例えば、外気に触れずほぼ密閉可能な容器内へ所定量のセルロース製スポンジと他有機物を入れて全体を混合し、そこへ予め調製しておいた所定量の微生物培養液および栄養源の糖蜜を混ぜた溶液を全有機物担体に均一に含浸した後、容器を密閉にする。この容器全体を約４０℃の保温条件下にて適度にガス抜きしながら１週間位かけて発酵させる方法などで行われる。因みに、この２次培養を適切に行うためには、全原料を仕込んだ容器全体の保温条件を３０〜４５℃、好ましくは３５〜４０℃の範囲に保つことが好ましい。また、各原料の仕込み重量比としては、微生物培養液を１〜６重量部および糖蜜などの栄養源を１〜３重量部、上記特性のセルロース製スポンジを乾燥重量で５重量％以上混合した有機物担体を１〜６重量部の範囲内として調製することが好ましい。
【００２２】
このような構成の微生物担持資材は、その微生物の活性の高さから肥料、土壌改良剤、発酵開始・促進剤、消臭剤、廃水浄化剤、生け簀浄化剤、河川・湖沼浄化剤、空気浄化剤に使用することができる。なお、本発明の微生物担持資材は、その用途が許容するのであれば、有機物担体の他に、微生物を担持していない有機物や無機物を含有することも可能である。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。本例中、微生物培養液中の微生物群比率、また、セルロース製スポンジの含水率、見掛密度、平均孔径、最大含水率、更に、微生物担持資材の消臭試験は次の方法にて求めたものである。
【００２４】
（１）微生物群菌体数比率
マイクロピペットにより採取した微生物培養液１０μｌをスリット入スライド（１０ｍｍ枠の中に０．１ｍｍ間隔のスリット）上に垂らした後、カバーガラスを被せて４００倍の倍率で顕微鏡観察を行い、１スリット（１ｍｍ2）当たりに存在する乳酸菌、酵母、納豆菌の数をそれぞれ数える。
【００２５】
（２）含水率
湿潤セルロース製スポンジの乾燥前サンプルの重量を測定（Ａｇ）し、次に、同サンプルを乾燥機中１０５℃で６時間乾燥した後の重量を測定（Ｂｇ）して次式
含水率（ｗｔ％）＝（Ａ−Ｂ）×１００／Ａ
から算出する。
【００２６】
（３）見掛密度
湿潤状態のセルロース製スポンジを乾燥機１０５℃で６時間乾燥した後、デシケータ内で室温（約２３℃）に冷却し、乾燥セルロース製スポンジを得る。この乾燥品を面辺長５ｃｍの立方体に切断して作製したサンプルの重量を測定（Ｃｇ）する。次に、この立方体サンプルに水を含浸させ、含水率６０重量％に調製した後、各面の寸法を測定して含水サンプルの体積を算出（Ｄｃｍ３）し、次式
見掛密度［ｇ(ｄｒｙ)／ｃｍ３（ｗｅｔ）］ ＝Ｃ／Ｄ
から求める。
【００２７】
（４）平均孔径
予め、含水率６０重量％に調製したセルロース製スポンジサンプルを鋭利な刃物で切断し、その切断面の細孔を無作為に５０個所抽出して細孔の円相当径（直径）を測定し、その平均値を平均細孔とする。
【００２８】
（５）最大含水率
湿潤状態のセルロース製スポンジを辺長５ｃｍの立方体に切断し、そのサンプルを常温水に入れ脱泡して５分間浸漬後、取り出して金網上で１分間放置し、直ちに重量を測定（Ｅｇ）する。次に、このサンプルを脱水機８５０ｒｐｍで５分間脱水した後、乾燥機１０５℃で６時間乾燥し、デシケータ内で室温まで冷却した重量を測定（Ｆｇ）して次式
最大含水率［ｇ(水)／ｇ(ｄｒｙ)］ ＝（Ｅ−Ｆ）／Ｅ
から求める。
【００２９】
（６）消臭試験
内径約９ｃｍ、高さ約１７ｃｍの蓋付き１０００ｍｌ容器内に、２８〜３０％アンモニア水試薬（和光純薬工業（株）製）を使って濃度１０００ｍｇ／Ｌに調製したアンモニア水溶液を４００ｍｌ入れた
。そこへ各実施例、比較例で製造した微生物担持資材を８０ｇを添加浸漬し緩やかに混合し、容器の蓋をした状態で室温下５分間放置した後、蓋を開けて液面から５ｃｍ上の気相部をガス検知管方式（北川式のガス採取器ＡＰ−２０およびアンモニアガス検知管２．５〜１０００ｍｇ／Ｌ、光明理化学工業（株）製）にてアンモニアガス濃度を測定した。
【００３０】
以下、実施例１〜３および比較例１では、有機物担体の種類を変更し、微生物培養液として環境浄化微生物”えひめＡＩ−１”を用いた微生物担持資材であるボカシ肥の製造例、更に、これら製造例から得られた微生物担持資材であるボカシ肥の性能試験例を示す。なお、実施例中の仕込み割合は、全て重量比で示したものである。
【００３１】
［実施例１］
含水率６０重量％下の見掛密度：０．０３［ｇ（ｄｒｙ）／ｃｍ３（ｗｅｔ）］、平均孔径：１．８ｍｍ、最大含水率：３１［ｇ（水）／ｇ（ｄｒｙ）］の特性である乾燥セルロース製スポンジの最長径３０ｍｍの不定形切断品を１００重量％を全有機物担体として使用し、表１の仕込み割合で密閉容器に仕込んだ後、ガス抜きをしながら容器全体を約４０℃の保温で発酵培養させ、約３日間で芳醇なアルコール臭のする「微生物担持資材：イ」を得た。
【００３２】
［実施例２］
有機物担体として、実施例１使用の乾燥セルロース製スポンジを５０重量％および他の有機物に米糠を５０重量％用いた以外は実施例１と同様に行い、約３日間で芳醇なアルコール臭のする「微生物担持資材：ロ」を得た。
【００３３】
［実施例３］
有機物担体として、実施例１使用の乾燥セルロース製スポンジを１５重量％と他の有機物に実施例１使用の米糠を５０重量％および籾殻を３５重量％用いた以外は実施例１と同様に行い、約４日間で芳醇なアルコール臭のする「微生物担持資材：ハ」を得た。
【００３４】
［比較例１］
有機物担体として、実施例２，３使用の米糠を５０重量％および実施例３使用の籾殻を５０重量％用いた以外は実施例１と同様に行い、約６日間で芳醇なアルコール臭のする「微生物担持資材：ニ」を得た。
【００３５】
［実施例４，５，６］、［比較例２，３］
実施例１〜３および比較例１で得た「微生物担持資材イ〜二」を用い、ブランク（微生物担持資材無添加）と比較して消臭試験を行った結果を表２に示す。
この消臭性に関する試験結果からも本発明のセルロース製スポンジを混合した微生物担持資材の有効性が高いことが確認された。
【００３６】
［実施例７］
実施例１〜３および比較例１で得た「微生物担持資材イ〜二」のサンプル各々を自然の土中に埋めて分解する様子を観察したところ、土中埋設してから約５ヶ月間で全サンプルとも有機物担体のスタート時の形状が壊れて保持されていなく、小片状および粉末状になっていることを確認できた。この現象結果から、土壌中のバクテリア等により良好に生分解されたものと判断できる。
【００３７】
【表１】
2005278523.tif 000002
【００３８】
【表２】
2005278523.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の微生物担持資材は、生分解性が高いことから環境保全上で担体残存の問題が小さく、かつ、吸水性および保水性が良好であり、ボカシ肥などの肥料、土壌改良剤、発酵開始・促進剤、消臭剤、廃水浄化剤、生け簀浄化剤、河川・湖沼浄化剤および空気浄化剤として使用できる。