(57)【要約】【課題】より短時間で植物廃材料を分解（発酵）可能な植物廃材料分解用菌叢及び植物廃材料分解方法を提供すること。【解決手段】植物廃材料分解用菌叢は、木質分解性菌としてクロノスタキス（Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ）属と真性細菌としてロドコッカス（Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ）属とを使用する。クロノスタキス属が植物廃材料に含まれるセルロース質を分解することができるものであり、クロノスタキス属とロドコッカスとが菌叢（コンソーシア）を形成することによりセルロース質を短時間で分解（発酵）することができるものとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質分解性菌としてクロノスタキス（Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ）属と真性細菌としてロドコッカス（Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ）属とを使用することを特徴とする植物廃材料分解用菌叢。
【請求項２】
真性細菌としてゲオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）属を使用することを特徴とする請求項１に記載の植物廃材料分解用菌叢。
【請求項３】
植物廃材料の培地で継代培養されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の植物廃材料分解用菌叢。
【請求項４】
植物廃材料が、請求項１〜３のいずれかに記載の植物廃材料分解用菌叢によって、発酵植物性オイルに分解（発酵）されることを特徴とする植物廃材料分解方法。
【請求項５】
請求項４に記載の植物廃材料分解方法によって分解（発酵）されたことを特徴とする発酵植物性オイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物廃材料を分解して発酵植物性オイルとして有効活用させるための、植物廃材料分解用菌叢、植物廃材料分解方法及び発酵植物性オイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
木材の残材、切り屑、籾殻、サトウキビやテンサイの絞りかすなどの植物廃材料は、多くが焼却処分され、一部がバイオマスとして再利用されている。
【０００３】
植物廃材料のバイオマスとしての再利用としては、２種以上の木質分解性菌を用いる木質分の分解方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４６２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、植物廃材料は非常に堅牢な高分子繊維であるセルロース質を多く含んでいるものである。そして、従来の木質分解性菌を用いる木質分解方法では、植物廃材料の分解（発酵）に時間を要するものであり、効率的に植物廃材料を分解することができるものとは言い難かった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、より短時間で植物廃材料を分解（発酵）可能な植物廃材料分解用菌叢及び植物廃材料分解方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者らは、上記の課題を解決すべく、木質分解性菌と真性細菌との組み合わせについて鋭意検討を行った。その結果、特定の木質分解性菌と特定の真性細菌との組み合わせからなる菌叢（コンソーシア）が、従来の木質分解性菌の組み合わせより、効率的に植物廃材料を分解することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明に係る植物廃材料分解用菌叢は、木質分解性菌としてクロノスタキス（Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ）属と真性細菌としてロドコッカス（Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ）属とを使用することを特徴とする。
【０００９】
本発明の植物廃材料分解用菌叢では、クロノスタキス属が植物廃材料に含まれるセルロース質を分解することができるものであり、ロドコッカス属とクロノスタキス属とが菌叢（コンソーシア）を形成することによりセルロース質を短時間で分解（発酵）することができるものとなる。
【００１０】
また、本発明に係る植物廃材料分解用菌叢は、真性細菌としてゲオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）属を使用することが好ましい。このような構成とすれば、本発明の植物廃材料分解用菌叢は、クロノスタキス属とロドコッカス属とゲオバチルス属とのコンソーシアを形成することにより植物廃材料をより短時間で分解（発酵）することができるものとなる。
【００１１】
また、本発明に係る植物廃材料分解用菌叢は、植物廃材料の培地で継代培養されたものであることが好ましい。このような構成とすれば、継代培養により、本発明に係る植物廃材料分解用菌叢は植物廃材料の分解（発酵）能力が向上され、コンソーシア（菌叢）の菌相互の悪影響を避けて安定的にコンソーシアを培養することができる。したがって、本発明の植物廃材料分解用菌叢では、植物廃材料を安定して分解（発酵）することができるものとなる。
【００１２】
また、植物廃材料が、植物廃材料分解用菌叢によって、発酵植物性オイルに分解（発酵）される植物廃材料分解方法であることを特徴とする。このような構成とすれば、植物廃材料は植物廃材料分解用菌叢によって分解（発酵）され、発酵植物性オイルを得ることができる。
【００１３】
また、発酵植物性オイルが、植物廃材料分解方法によって分解（発酵）されたものであることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１に対応する植物廃材料を分解する方法で得られた発酵植物性オイルの成分分析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、植物廃材料分解用菌叢（コンソーシア）と、植物廃材料が植物廃材料分解用菌叢によって分解（発酵）される分解方法と、この分解方法によって分解（発酵）された発酵植物性オイルに関するものである。
【００１６】
植物廃材料とは、植物廃材料分解用菌叢によって分解（発酵）されるものであり、植物を材料として利用する際に発生する残材、切り屑、籾殻、サトウキビやテンサイの絞り屑などの利用価値に欠けるものをいう。なお、植物廃材料には、植物を材料として使用された後の廃材、植物の加工品である紙や畳などの廃材、他の利用可能性があるものの植物廃材料分解用菌叢によって分解（発酵）される用途の材料なども含まれるものである。
【００１７】
上記の植物廃材料の植物の例としては、ヒノキやスギなどの針葉樹、ブナやナラなどの広葉樹、ほうれん草などの野菜類を含む草類などが挙げられる。これらの中でも、分子量の大きい高分子の含有割合が大きいヒノキやスギなどの針葉樹が、本発明の植物廃材料として使用されるのが好ましい。分子量の大きい高分子繊維の含有割合が大きいため、本発明の分解方法によって分解（発酵）された発酵植物性オイルは高分子の分子量の幅が大きくなるものとなり、発酵植物性オイルの利用用途の幅も大きくなるからである。
【００１８】
本発明の植物廃材料分解用菌叢（コンソーシア）は、木質分解性菌としてクロノスタキス（Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ）属と、真性細菌としてロドコッカス（Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ）属と、真性細菌としてゲオバチルス（Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ）属と、を使用しているものである。なお、ゲオバチルス属は、必要により使用する真性細菌であり、本発明の必須の構成要素ではない。
【００１９】
クロノスタキス属とは、非常に堅牢な高分子繊維であるセルロース質を分解してナフサに近い成分の発酵植物性オイルを生成することができる木質分解性菌であり、カビ（Ｆｕｎｇｕｓ）の一種である。なお、クロノスタキス属は、グリオクラディウム（Ｇｌｉｏｃｌａｄｉｕｍ）属と称されることもある。
【００２０】
クロノスタキス属としては、Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ  ｓｐ  理化学研究所微生物系統保存施設登録番号（以下、ＪＣＭと略す。）１５３３４、Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ  ｓｐ  ＪＣＭ１５３３５、Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ  ｓｐ  ＪＣＭ２３０９６、Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ  ｒｏｓｅａ  ＪＣＭ１０７４７、Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ  ｒｏｓｅａ  ＪＣＭ１０７４８、Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ  ｃｏｍｐａｃｔｉｕｓｃｕｌａ  ＪＣＭ１０７４７、Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ  ｃｏｍｐａｃｔｉｕｓｃｕｌａ  ＪＣＭ２３０９６、などを使用することができる。これらの中でも、Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ  ｒｏｓｅａ  ＪＣＭ１０７４７と、Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ  ｒｏｓｅａ  ＪＣＭ１０７４８とがセルロース質の分解性に優れることからより好適に使用することができる。
【００２１】
ロドコッカス属とは、好気性で非運動性のグラム陽性菌であり、バクテリア（ｂａｃｔｅｒｉａ）の一種である。本願発明者らは、ロドコッカス属がクロノスタキス属とのコンソーシアを形成することによりセルロース質を短時間で分解することができることを見出したものである。なお、クロノスタキス属のみのコンソーシアの場合には植物廃材料の分解に６０日程度要するが、クロノスタキス属とロドコッカス属とのコンソーシアの場合には同じ条件の植物廃材料の分解に１５日程度要するものとなる。
【００２２】
ロドコッカス属としては、種の違いによって使用が制限されるものではないが、ロドクラウス（Ｒｈｏｄｏｃｈｒｏｕｓ）種とエリスロポリス（Ｅｒｙｔｈｒｏｐｏｌｉｓ）種とが、クロノスタキス属とのコンソーシアを形成した際にコンソーシアの安定性に優れることから好適に使用することができる。そして、ロドクラウス種としてＪＣＭ７５５３、ＪＣＭ９７９１、ＪＣＭ９７９３、エリスロポリス種としてＪＣＭ３２０１、ＪＣＭ６８２５、ＪＣＭ６８２６、これらがクロノスタキス属とのコンソーシアを形成した際にコンソーシアの安定性に特に優れることからより好適に使用することができる。
【００２３】
ゲオバチルス属とは、運動性のグラム陽性桿菌であり、バクテリア（ｂａｃｔｅｒｉａ）の一種である。そして、ゲオバチルス属は、クロノスタキス属とロドコッカス属とのコンソーシアを形成することによりセルロース質をより短時間で分解することができるものである。
【００２４】
ゲオバチルス属としては、種の違いによって使用が制限されるものではないが、ステアロサーモフィラス（Ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）種とバルカニ（Ｖｕｌｃａｎｉ）種とが、クロノスタキス属とロドコッカス属とのコンソーシアを形成した際にコンソーシアの安定性に優れることから好適に使用することができる。そして、ステアロサーモフィラス種としてＪＣＭ２５０１、ＪＣＭ９４８８、ＪＣＭ１１２９７、ＪＣＭ１２２１６、ＪＣＭ１２８９４、ＪＣＭ１４４５０、ＪＣＭ３０１０４、バルカニ種としてＪＣＭ１２２１４、これらがクロノスタキス属とロドコッカス属とのコンソーシアを形成した際にコンソーシアの安定性に特に優れることからより好適に使用することができる。
【００２５】
本発明の植物廃材料分解用菌叢（コンソーシア）は、使用する標準菌株を発酵させる植物廃材料に直接的に接種してもコンソーシアは形成されるものであるが、使用する標準菌株を植物廃材料の培地に接種してコンソーシアを培養することが望ましい。使用する標準菌株を植物廃材料の培地で培養することによって、コンソーシアは、植物廃材料の分解（発酵）能力が向上され、コンソーシアの菌相互の悪影響を避けて安定的にコンソーシアを培養することができるものとなるからである。なお、標準菌株は保存施設（理化学研究所微生物系統保存施設など）から入手することができる。
【００２６】
培養に使用する培地は、植物廃材料を使用し、植物廃材料に高温高圧の蒸気滅菌を行うことにより存在する他の菌を滅菌したうえで、植物廃材料１に対して水１〜１０（質量比）を加えたスラリーとしたものを使用する。なお、培地に使用する植物廃材料の種類は特に限定されるものではないが、分解（発酵）させる植物廃材料の種類に合わせることが好ましい。植物廃材料の種類によって必要とされる分解（発酵）能力が異なると考えられるためである。
【００２７】
培地には必要に応じて植物廃材料分解用菌叢（コンソーシア）の栄養成分を添加しても良い。コンソーシアは生き物であるため、何らかの影響により培養中のコンソーシアが激減することがある。このような場合にコンソーシアに栄養成分を添加することによってコンソーシアが消滅することを防ぐことができる。栄養成分としては保管及び取り扱いの容易な増粘多糖類や界面活性剤を使用することができ、増粘多糖類としてはメチルセルロースやヒドロキシエチルセルロース、界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウムやポリオキシエチレンアルキルエーテルなどを使用することができる。なお、栄養成分は培地に過剰に添加すると、菌叢が植物廃材料の分解（発酵）能力に劣るものとなるため好ましくない。好ましくは、培地に対して０．１質量％以下であり、より好ましくは、０．０１質量％以下である。
【００２８】
コンソーシアの培養は、前記の培地に前記の使用する標準菌株を接種させて養生することによって行う。養生温度は、５〜４５℃であることが好ましい。菌の活動が活発になるためである。５℃未満だと菌の活動が不活性であり菌の増殖に時間を要して効率的でない。一方、４５℃を超えると菌の活動が活性である部分では局地的に温度が上昇して菌が消滅するおそれがある。より好ましくは、３０〜４０度である。養生時の気圧は、０．９〜２．５気圧であることが好ましい。菌の活動が活発になるためである。０．９気圧未満では菌の活動に変化は見られなく、一方、２．５気圧を超えると菌の活動が活発であるものの気圧に耐えうる強固な設備を要することとなり好ましくない。
【００２９】
そして、コンソーシアは、継代培養されたものであることが好ましい。本発明において継代培養とは通常の継代培養のことであり、先に培養したコンソーシアの一部を新しい培地に移して再度培養する工程を繰り返すことをいう。植物廃材料の培地で継代培養されることによって、コンソーシアは植物廃材料を分解する環境に適応したものとなり、植物廃材料の分解（発酵）能力が向上されるからである。また、継代培養によって、コンソーシアの菌相互の悪影響を避けて安定的にコンソーシアを培養することができる。なお、一代の培養時間は２〜１０日であることが好ましい。２日未満ではコンソーシアは植物廃材料を分解（発酵）するのに十分な能力を備えていないおそれがある。一方、１０日を超える場合、１０日を超える分に関してはコンソーシアの植物廃材料の分解（発酵）能力に向上が見られないため過剰な培養時間ということができる。また、継代培養の回数（代数）は３〜１０回であることが好ましい。
【００３０】
このようにして得られた植物廃材料分解用菌叢は、植物廃材料の分解（発酵）能力が向上されたものであり、植物廃材料を分解（発酵）することによって、発酵植物性オイルが得られる。
【００３１】
植物廃材料は、高温高圧の蒸気滅菌を行うことにより他の菌を滅菌し、植物廃材料１に対して水１〜１０（質量比）を加えたスラリーとしたものを使用する。なお、分解（発酵）速度を速めるため、予め植物廃材料を細断しておくことが好ましい。
【００３２】
植物廃材料の分解（発酵）は、前記の植物廃材料のスラリーにコンソーシアを付着させて養生することによって行う。養生温度は、５〜４５℃であることが好ましい。菌の活動が活発になるためである。５℃未満だと菌の活動が不活性であり菌の増殖に時間を要して効率的でない。一方、４５℃を超えると菌の活動が活性である部分では局地的に温度が上昇して菌が消滅するおそれがある。より好ましくは、３０〜４０℃である。養生時の気圧は、０．９〜２．５気圧であることが好ましい。菌の活動が活発になるためである。０．９気圧未満では植物廃材料から分解（発酵）された発酵植物性オイルが揮発するおそれがある。一方、２．５気圧を超えると菌の活動が活発であるものの気圧に耐えうる設備を要することとなり好ましくない。養生時間は２〜１０日であることが好ましい。２日未満では植物廃材料の分解（発酵）が十分でないおそれがある。一方、１０日を超える場合には植物廃材料の分解（発酵）が進みすぎ発酵植物性オイルの分子量が小さいものとなり発酵植物性オイルの用途が狭くなるおそれがある。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。コンソーシアを形成する標準菌株は、表１に記載の単体又は組み合わせを使用した。そして、コンソーシアは継代培養した後に植物廃材料分解に供した。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
（継代培養）
継代培養に用いる培地にはヒノキ樹皮粉末を使用し、ヒノキ樹皮粉末に高温高圧の蒸気滅菌を行った後に、ヒノキ樹皮粉末１に対し水５を加えたスラリー状のものとしたものを培地として使用した。培養は、この培地に表１に記載の標準菌株を接種させて、培養温度は３５℃、培養圧力は２気圧、培養時間は５日間、これを１サイクルの培養とすることにより、標準菌株から菌叢（コンソーシア）を作成した。そして１サイクル目の培養終了後に、培地からコンソーシアを採取し、新たな上記の培地にこのコンソーシアを接種させて、１サイクル目と同じ条件で、２サイクル目の培養（継代培養の１回目）を行った。そして、この繰り返しを行うことにより、継代培養を５回行ったコンソーシアを植物廃材料分解用菌叢（コンソーシア）とした。
（植物廃材料分解）
分解の対象となる植物廃材料には、ヒノキ樹皮を使用した。植物廃材料としてのヒノキ樹皮は、高温高圧の蒸気滅菌が施された後に細かく（１ｃｍ角未満）裁断され、ヒノキ樹皮１に対し水５を加えたスラリー状のものとした。植物廃材料分解は、このスラリー状のヒノキ樹皮に上記の継代培養を５回行ったコンソーシアを接種させて、培養温度は３５℃、培養圧力は２気圧、培養時間は５日間、培養することによって分解（発酵）した。
（発酵植物性オイルの採取及び成分分析）
スラリーに浮遊した発酵性植物オイルを汎用の溶媒抽出法で抽出し、油種及び濃度を汎用のガスクロマトグラフにより測定した。
（実施例１）
木質分解性菌であるクロノスタキス属に、Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ  ｒｏｓｅａ  ＪＣＭ１０７４７、真性細菌であるロドコッカス属に、Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｒｈｏｄｏｃｈｒｏｕｓ  ＪＣＭ７５５３を使用した。植物廃材料分解後のスラリーには発酵性植物オイルの浮遊が確認でき、溶媒抽出後に、植物廃材料に対して１０質量％の発酵性植物オイルが確認できた。発酵性植物オイルの油種及び濃度を汎用のガスクロマトグラフにより測定したところ、発酵性植物オイルはピークの数（オイルの組成の種類の数）が８０以上ある混合物であることが確認できた（図１参照。）。なお、発酵性植物オイルは、コンソーシアを用いた植物廃材料の分解であるため、同じ条件で分解を行っても発酵性植物オイルの油種及び濃度は異なるものとなる。このため、発酵性植物オイルはその構造又は特性により直接特定することが不可能であるものということができる。
（比較例１）
木質分解性菌であるクロノスタキス属に、Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ  ｒｏｓｅａ  ＪＣＭ１０７４７を使用し、真性細菌は使用しなかった。植物廃材料分解後のスラリーには発酵性植物オイルの浮遊が確認できず、溶媒抽出後においても、発酵性植物オイルは植物廃材料に対して１質量％しか確認できなかった。なお、実施例１同等に、植物廃材料に対して１０質量％の発酵性植物オイルが確認できるまでには、植物廃材料分解の養生時間に４０日要した。
（実施例２）
木質分解性菌であるクロノスタキス属に、Ｃｌｏｎｏｓｔａｃｈｙｓ  ｒｏｓｅａ  ＪＣＭ１０７４８、真性細菌であるロドコッカス属に、Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｅｒｙｔｈｒｏｐｏｌｉｓ  ＪＣＭ６８２５、真性細菌であるゲオバチルス属に、Ｇｅｏｂａｃｉｌｌｕｓ  Ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ  ＪＣＭ９４８８を使用した。植物廃材料分解後のスラリーには発酵性植物オイルの浮遊が確認でき、溶媒抽出後に、植物廃材料に対して１５質量％の発酵性植物オイルが確認できた。
【図１】
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