(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
５５℃から８０℃で分解される植物性の食品関連廃棄物を分解処理する方法であって、バチルス・アミロリキフアシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)１４８（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３４９）、バチルス・アミロリキフアシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)２４１４（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３４７）、バチルス・リケニフオルミス(Bacillus licheniformis)１３６（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３４６）、バチルス・サブチリス(Bacillus subtilis) ２３７（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３５０）およびバチルス・リケニフオルミス(Bacillus licheniformis)２５３０（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３４８）の５菌株のうちの少なくともいずれかを５５℃から８０℃の温度範囲で培養育種して増殖させた細菌叢を、水を加えて湿潤状態とした植物性の食品関連廃棄物に添加して、好気的に、５５℃から８０℃で保持して培養し、前記食品関連廃棄物を分解処理することを特徴とする食品関連廃棄物の処理方法。
【請求項２】
培養育種は、複数回の培養操作を繰り返し行なうものであることを特徴とする請求項１の処理方法。
【請求項３】
培養育種において、米ヌカを培養促進材として添加することを特徴とする請求項１または２の処理方法。
【請求項４】
食品関連廃棄物が、オカラ、フスマおよびヌカのうちの１種または２種以上、あるいはこれと動物性生ゴミおよび植物性生ゴミのうちの１種または２種以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの処理方法。
【請求項５】
食品関連廃棄物の分解処理のための培養には、米ヌカを培養促進材として添加することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は食品関連廃棄物の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明の課題】
オカラ、小麦フスマ、米ヌカ、リンゴ粕、ジャガイモ粕などは、食品製造過程から莫大な量が排出する食品関連産業廃棄物の一部である。これら産業廃棄物の一部は、肥料や飼料として活用されている。しかし、その大部分は、産業廃棄物として処理される。
【０００３】
その理由として、たとえばオカラの場合には栄養分が豊富なために腐敗し易く保管が難しく、また、フスマやヌカ等も、これらは残さであるため栄養分に偏りがあり、これらだけを飼料として用いることができず、しかも安価な穀類が飼料として大量に国外から流入して来ること等が挙げられるが、これらを活用できない最大の理由はこれらの食品関連廃棄物を資源化できる好気性微生物がいまだ見つけられていないことによる。
【０００４】
このような状況において、この出願の発明者は、パンダの糞から人為的に分離した、耐熱性酵素群を産生する新規な中温細菌を用いた廃棄物処理法の発明の特許出願を行っている（特願２００１−１６７１１１）。
【０００５】
ところがすでに特許出願されたこれらの新規な細菌５株、バチルス・アミロリキフアンシス(Bacillus amyloliquenfaciens) １４８（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３４９）等は、増殖温度範囲が２０℃から５０℃の間であると共に増殖最適温度が略４５℃であり、オカラ、小麦フスマ、ジャガイモ粕などを完全には分解することができない。
【０００６】
このため、分解を行う事ができる対象（成分）に制限がある。そこで難分解性の食品関連廃棄物をも完全に分解処理を行うことのできる、新しい方策の実現が強く望まれていた。
【０００７】
この出願の発明は、以上のとおりの問題点を解消するためになされたものであって、オカラ、フスマ、ヌカ、ジャガイモ粕、リンゴ粕などの難分解性の食品関連廃棄物をも完全に分解することができ、資源化による利用を可能ともする、微生物による食品関連廃棄物の処理法を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、以下の食品関連廃棄物の処理方法を提供する。＜１＞５５℃から８０℃で分解される植物性の食品関連廃棄物を分解処理する方法であって、バチルス・アミロリキフアシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)１４８（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３４９）、バチルス・アミロリキフアシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)２４１４（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３４７）、バチルス・リケニフオルミス(Bacillus licheniformis)１３６（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３４６）、バチルス・サブチリス(Bacillus subtilis) ２３７（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３５０）およびバチルス・リケニフオルミス(Bacillus licheniformis)２５３０（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３４８）の５菌株のうちの少なくともいずれかを５５℃から８０℃の温度範囲で培養育種して増殖させた細菌叢を、水を加えて湿潤状態とした植物性の食品関連廃棄物に添加して、好気的に、５５℃から８０℃で保持して培養し、前記食品関連廃棄物を分解処理することを特徴とする食品関連廃棄物の処理方法。＜２＞培養育種は、複数回の培養操作を繰り返し行なうものであることを特徴とする前記＜１＞の処理方法。＜３＞培養育種において、米ヌカを培養促進材として添加することを特徴とする前記＜１＞または＜２＞の処理方法。＜４＞食品関連廃棄物が、オカラ、フスマおよびヌカのうちの１種または２種以上、あるいはこれと動物性生ゴミおよび植物性生ゴミのうちの１種または２種以上であることを特徴とする前記＜１＞ないし＜３＞のいずれかの処理方法。＜５＞食品関連廃棄物の分解処理のための培養には、米ヌカを培養促進材として添加することを特徴とする前記＜１＞ないし＜４＞のいずれかの処理方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この出願の発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態について説明する。
【００１２】
なによりもこの出願の発明において重要なことは、難分解性の食品関連廃棄物をほぼ完全に分解するための手段として、これらの分解のための必要とされる高温に適用した微生物叢を培養育種して、その生物活性を利用することにある。これらの高温細菌叢はこの出願の発明にとって欠くことのできないものである。
【００１３】
このような高温細菌叢は、耐熱性酵素群を産生するものであれば有機物分解能をもつ各種の細菌由来のものであってよく、これら細菌叢は、この出願の発明においては、有機物の分解処理菌がその増殖最適温度を超えた温度で培養育種されたものであることや、培養操作が複数回繰り返されて培養育種されたものであること、さらには、米ヌカが培養材として添加されて培養育種されたものであること等がより具体的な特徴として説明される。
【００１４】
このような培養育種による高温細菌叢の形成はこれまでに知られていないものである。
【００１５】
この出願の発明者がすでに提案している（特願２００１−１６７１１１）以下の微生物がこのような高温細菌叢の形成のための微生物として考慮される。
【００１６】
すなわち；
＜１＞  パンダの糞中から人為的に分離した新規微生物であって、
増殖温度範囲が２０℃〜５０℃の間であると共に増殖最適温度が略４５℃であり、好気性有芽胞桿菌であると共に酸素が存在しなくても発育可能であり、卵黄反応が陽性を示し、酸素が多いと分解により有機材料から二酸化炭素を生成すると共に、生でんぷん、ゲラチン、ガゼイン及びレシチンを分解し、さらにアミラーゼ反応、プロテアーゼ反応、及びリパーゼ反応が夫々強陽性を示し、菌株がバチルス属に属することを特徴とする微生物。
【００１７】
＜２＞  パンダの糞中から人為的に分離した新規微生物であって、
増殖温度範囲が２０℃から５０℃の間であると共に増殖最適温度が略４５℃であり、好気性有芽胞桿菌であると共に酸素が存在しなくても発育可能であり、生でんぷん、ゲラチン、ガゼイン及びレシチンを分解し、さらにアミラーゼ反応、プロテアーゼ反応、及びリパーゼ反応が夫々強陽性を示し、菌株がバチルス属に属することを特徴とする微生物。
【００１８】
＜３＞  パンダの糞中から人為的に分離した新規微生物であって、
増殖温度範囲が２０℃〜５０℃の間であると共に増殖最適温度が略４５℃であり、好気性有芽胞桿菌であると共に酸素が存在しなくても発育可能であり、卵黄反応が陽性を示すと共に、生でんぷん、ゲラチン、ガゼイン及びレシチンを分解し、さらにアミラーゼ反応及びプロテアーゼ反応が夫々強陽性を示し、リパーゼ反応が陽性を示し、菌株がバチルス属に属することを特徴とする微生物。
【００１９】
＜４＞  パンダの糞中から人為的に分離した新規微生物であって、
増殖温度範囲が２０℃〜５５℃の間であると共に増殖最適温度が略５５℃であり、好気性有芽胞桿菌であると共に酸素が存在しなくても発育可能であり、卵黄反応が陽性を示し、レシチナーゼ、プロテアーゼ及びウレアーゼを産生し、アミラーゼ反応、及びプロテアーゼ反応が陽性を示し、リパーゼ反応が強陽性を示し、菌株がバチルス属に属することを特徴とする微生物。
【００２０】
＜５＞  パンダの糞中から人為的に分離した新規微生物であって、
増殖温度範囲が２０℃〜６０℃の間であると共に増殖最適温度が略５５℃であり、好気性有芽胞桿菌であると共に酸素が存在しなくても発育可能であり、極めて強い耐熱性芽胞を形成し、ゲラチン、カゼイン及びレシチンを分解すると共に、アミラーゼ反応、プロテアーゼ反応が強陽性を示し、リパーゼ反応が陽性を示し、菌株がバチルス属に属することを特徴とする微生物。
【００２１】
＜６＞  キシロースとメチルセルロースを添加して、新規な細菌相の育成を計ることにより、人為的な分離が為されることを特徴とする前記いずれかの微生物。
【００２２】
なかでも好適な高温細菌叢は、バチルス・アミロリキフアシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)１４８（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３４９）、バチルス・アミロリキフアシエンス(Bacillus amyloliquefaciens)２４１４（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３４７）、バチルス・リケニフオルミス(Bacillus licheniformis)１３６（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３４６）、バチルス・サブチリス(Bacillus subtilis) ２３７（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３５０）およびバチルス・リケニフオルミス(Bacillus licheniformis)２５３０（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３４８）の５菌株のうちの少くともいずれかから増殖育種されたものである。
【００２３】
高温細菌叢の形成のための培養育種においては、一般的には、前記のような微生物の増殖最適温度を超えて、たとえば５０℃〜８０℃程度の温度で培養することが考慮される。培養は複数回行うことが好ましく、しかも回数の増加に応じて徐々に培養温度を上昇させることが考慮される。
【００２４】
培養育種は、生ゴミという食品関連廃棄物を用いての培養として行うことも考慮されることになる。
【００２５】
培養育種された高温細菌叢は、当初の細菌では増殖することのできない高温条件下においても適応し、食品関連廃棄物の分解活性を示す。この分解のための操作では、オカラ、フスマおよびヌカのうちの１種または２種以上、あるいはこれと動物性生ゴミや植物性生ゴミの１種または２種以上の食品関連廃棄物に水を加え、湿潤状態において高温で培養する。
【００２６】
この際の高温条件は、たとえば５０℃〜８０℃の温度範囲が考慮される。この温度において、オカラ、フスマ、ヌカ等の難分解性の植物性食品関連廃棄物が分解されることになる。なお、ここで、米ヌカの有用性が強調される。米ヌカは培養促進材として極めて良好であるからである。
【００２７】
そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん、以下の例によって発明が限定されることはない。
【００２８】
【実施例】
＜高温細菌叢の培養育種＞
発明者が提供した前記のとおりの新規な細菌５株、バチルス・アミロリクエンフアシエンス(Bacillus amyloliquenfaciens) １４８（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３４９）等の各々を個別にＧＡＭブイヨン２０ミリに接種し、５５℃のフラン器内で二晩培養した。この操作を５回繰り返し、さらに６０℃で５回継代培養を繰り返して高温で増殖する菌を増幅させた。最後に各々をＧＡＭブイヨン２００ミリで培養し、総計１リットルの菌液を生ゴミ処理機の菌床３キロ（添付されていたバイオ素材１．２キロとモミガラ１．６キロを混合し、その後滅菌して準備した菌床）に添加し、さらに砂糖とキシロースを各２０グラムと米ヌカ（食品関連廃棄物としては油成分が多い）１００グラムを加えた。家庭用生ゴミ処理機（田窪製作所製）の電源を入れて攪拌と加熱を開始した。日中は約２時間間隔で菌床を手で良く攪拌して、充分量の空気の供給につとめた。
【００２９】
なお、米ヌカの添加は、新規な細菌５株が好む培養材であり、その分解から高温を発生するという特徴がある発酵促進材であることによる。
【００３０】
翌日からは、米ヌカ１００グラム、ＧＡＭブイヨン粉末（日水製薬製）５０グラム、砂糖とキシロース各２０グラムと水５００ミリを毎日連続的に添加して、生ゴミ処理機を運転した。第一週目の処理機内の温度は５０℃程度であったが、２週目前後から発酵による温度は徐々に上昇し７０℃超に達するようになった。
【００３１】
そこで、魚屑１００グラム、水道水２００ミリ、オカラ１００グラムとフスマ１００グラムを混合し水分を与えたものを菌床に満遍なく加え、さらにヌカ１００グラムを菌床の上から添加して処理機を運転した。毎日、菌床の重量と処理機内の温度を測定した。このような操作を数週間繰り返して、正午頃と夕刻の処理機内温度がおのおの６０℃超と７０℃超に維持できる初期の目的に適合した新規な高温細菌叢の育種に成功した。この状態にて、オカラやフスマの分解処理の実験を行った。
＜食品関連廃棄物の分解処理＞
前記ＦＥＲＭ  Ｐ−１８３４９の細菌から培養育種された高温細菌叢を用いる場合を例として説明する。他の新規細菌の場合にもほぼ同様の結果が得られる。
【００３２】
▲１▼  オカラの処理例
オカラのみを投入すると、水分が不足して菌床が乾燥し、分解が充分には進行しない。野菜屑または水道水を加えると、菌床に適度の湿度を与えられ、発酵温度も充分に高くすることができた。また水道水を過剰に入れすぎると、菌床はダンゴ状になり酸素の供給が不足し、分解は不完全であった。その場合、ヌカを発酵促進剤として添加すると高温がえられ水分の発散が促進されて、菌床をもとの良い状態に戻すことができた。
【００３３】
生ゴミとしてオカラ５００ｇ、魚屑１００ｇと野菜または水道水４００ｇの総計１キロを生ゴミ処理機に毎日（日曜日を除く）連続的に５週間（３０日間）投入し続けた。一日に３回生ゴミ処理機内の温度を測定し、さらに毎朝菌床の重量を測定して、発酵状態の良否を検討した。
【００３４】
総計３０キロの魚屑、オカラと水道水を５週間投入した結果、３０日間での菌床重量の増加は０．７５キロのみであった。９７．５％の分解率を達成できた。３０日間の処理機内菌床の平均温度は、昼頃が６６．１℃で夕刻は７０．９℃であった。
【００３５】
▲２▼  フスマの処理例
生ゴミとしてフスマ５００ｇ、魚屑１００ｇと水道水４００ｇの総計１キロを生ゴミ処理機に毎日（日曜日を除く）連続的に５週間（３０日間）投入し続けた。一日に３回生ゴミ処理機内の温度を測定し、さらに毎朝菌床の重量を測定して、発酵状態の良否を検討した。
【００３６】
総計３０キロのフスマ、魚屑と水道水を５週間投入した結果、３０日間での菌床重量の増加は１．４０キロであった。累積投入重量の９５．３３％が分解された。菌床の平均温度は、昼頃が６６．０℃で夕刻は７２．５℃であった。
【００３７】
▲３▼  オカラとフスマ混合の処理例
生ゴミとしてオカラ２００ｇ、フスマ３００ｇ、魚屑２００ｇと水道水３００ｇの総計１キロを生ゴミ処理機に毎日（日曜日を除く）連続的に５週間（３０日間）投入し続けた。一日に３回生ゴミ処理機内の温度を測定し、さらに毎朝菌床の重量を測定して、発酵状態の良否を検討した。
【００３８】
総計３０キロのオカラ、フスマ、魚屑と水道水を５週間投入した結果、３０日間での菌床重量の増加は０．５５キロのみであった。累積投入重量の９８．１７％が分解され消失した。菌床の平均温度は、昼頃が６７．６℃で夕刻は７１．６℃であった。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、この出願の発明によれば、オカラ、フスマ、ヌカ又は／及び動植物性廃棄物を、高温でも活発に増殖するように育種した微生物の培地として用いることによって、ほぼ完全に分解することができる。ほとんど排出物（二次廃棄物）を生じない生ゴミ処理法が実現される。