(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体に固定した、３７℃、湿度１００％、通気条件、ポリペプトン・栄養液を加え、油脂濃度５重量％以下の条件下で８０〜９０重量％の油脂分解効率を有するロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)を含む油脂分解用組成物。
【請求項２】
担体が珪藻土セラミック多孔体である請求項１記載の組成物。
【請求項３】
担体に固定した、油脂を分解し得るロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)を油脂と、３０〜３７℃の温度、Ｃ／Ｎ比８〜１０の栄養条件及び好気的条件下で接触させることにより、油脂を分解する方法。
【請求項４】
担体が珪藻土セラミック多孔体である請求項３記載の方法。
【請求項５】
好気的条件が、０.５Ｌの容器内で、２.５〜１０Ｌ/分の空気流量で通気する条件である請求項３又は４記載の方法。
【請求項６】
１００％の湿度で、上記ロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)を油脂と接触させる請求項３〜５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
窒素：燐酸：カリウムの重量比が５：１０：５の栄養液およびポリペプトンを栄養分とする栄養条件で、上記ロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)が生育している請求項３〜６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
３７℃、湿度１００％、通気条件、ポリペプトン・栄養液を加え、油脂濃度５重量％以下の条件下で８０〜９０重量％の油脂分解効率を有する、ロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)。
【請求項９】
(i)担体に固定した、３７℃、湿度１００％、通気条件、ポリペプトン・栄養液を加え、油脂濃度５重量％以下の条件下で８０〜９０重量％の油脂分解効率を有するロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)を収容することができる培養槽、
(ii)温度調節要素、および
(iii)湿度調節要素
を含む油脂分解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は固体培養系において微生物により油脂を処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食肉センター、食品関連企業、食堂、あるいは家庭からの排水は動植物の油脂を含む場合が多い。家庭から出される生ごみ、排水の場合、往々にして食廃油、食肉残さが混ざることが多く、油脂濃度が高くなり、油脂がボール状に固まったり、排水表面に汚泥状のスカムを形成してポンプ場のトラブルの原因となる。このため、一般には自然浮上装置や加圧浮上装置を用いて、廃水中の油脂を分解除去している。このような処理においても１０〜２０％の油脂は分解されずに残り、未分解油脂は活性汚泥法または回転円盤法により生物学的に処理されている。
【０００３】
しかし、自然浮上または加圧浮上による油脂の分解除去には、装置の維持管理、油脂に含まれる蛋白質の腐敗などによる悪臭の発生などの問題を抱えている。一方、近年、環境保護の観点から、生ごみを埋めたり焼却したりせずに、微生物を用いて有機質肥料として自然に還元する装置が普及してきた。この装置にはまだ問題があり、その問題点の一つに動植物性廃油の分解によるタール状物質の生成がある。
【０００４】
上記の問題を解決するために生物学的な処理方法が数多く提案され、特許も多いが、その殆どは油脂濃度１％以下の廃水処理に関するものである。例えば、特開平６−１５３９２２は、シュードモナス・エスピーおよびアシドネバクター・エスピーを用いる廃水処理系の油脂の分解を開示しているが、この場合の油脂の含有率は０.２％にすぎない。
【０００５】
また、微生物を用いた油脂分解技術の研究においてはすべて液体培養系での研究であるが、外部から有害菌が混入した場合、培養系全体に広がってしまい、系の安定化を図ることが困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、微生物の固体培養系でコメタボリズムを発揮させて、１〜３％以上の高濃度の油脂を処理する方法、微生物の安定化した培養系、および当該微生物を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、日本国内に幅広く分布するアロフェン質黒ボク土に生息し、ロドコッカス属に属し、かつ、比較的高温、多湿な条件下で好気的に油脂を分解しうる微生物を見出し、該微生物を固体培養系において、その至適環境下で油脂と接触させることにより、油脂を分解させることに成功し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、担体に固定した、油脂を分解し得る微生物を含む油脂分解用組成物を提供する。担体の粒径は、0.3〜2.8mmが適当であり、0.3〜1.2mmが好ましい。担体の形状は、球状または円柱状が適当である。担体の表面ｐＨは、７〜１０が適当であり、７〜８が好ましい。担体の表面には、５０〜１５０μＬ、好ましくは、１００μＬの細孔が付けられているとよい。担体としては、珪藻土セラミック多孔体、活性炭を挙げることができるが、珪藻土セラミック多孔体が好ましい。微生物は、人体および環境に有害でない土壌細菌であるとよく、その例としては、３０〜３７℃の温度、好気的条件下で油脂を分解し得る、ロドコッカス属に属する微生物、具体的には、ロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)を挙げることができる。
【０００９】
また、本発明は、担体に固定した、油脂を分解し得る微生物を油脂と接触させることにより、油脂を分解する方法を提供する。好ましい担体は珪藻土セラミック多孔体である。好ましい微生物はロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)である。ロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)を用いる場合、３０〜３７℃の温度で、該微生物を油脂と接触させるとよい。また、ロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)と油脂の接触は好気的条件下で行うとよい。好気的条件の一例としては、０.５Ｌの容器内で、２.５〜１０Ｌ/分の空気流量で通気する条件を挙げることができる。また、湿度は１００％であるとよい。ロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)は、Ｃ／Ｎ比が８〜１０の栄養条件、例えば、窒素：燐酸：カリウムの重量比が５：１０：５の栄養液およびポリペプトンを栄養分とする栄養条件で、生育させるとよい。ｐＨは、７〜１０、好ましくは、７〜８に調整されるとよい。
【００１０】
さらに、本発明は、３０〜３７℃の温度、好気的条件下で油脂を分解し得る、ロドコッカス属に属する微生物を提供する。本発明の微生物は、３７℃、湿度１００％、通気条件、ポリペプトン・栄養液を加え、油脂濃度５％（重量）以下の条件下で、８０〜９０重量％の油脂分解効率を有する。油脂分解効率は、以下のようにして算出することができる。微生物を培養している培地をビーカーに移し、蒸留水８ｍｌを加え、さらに栄養物質を添加し、これを丁寧に攪拌し、油脂を正確に秤量したうえで添加して攪拌する。同時にコントロールとして油脂を含まない系を設定する。４８時間、３７℃で培養し油脂残存量を測定したうえで、分解率を算出する。試験は４連で行う。
【００１１】
本発明の微生物の一例として、ロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)を挙げることができる。
本発明は、また、(i)担体に固定した、油脂を分解し得る微生物を収容することができる培養槽、(ii)温度調節要素、および(iii)湿度調節要素を含む油脂分解装置を提供する。微生物および担体としては、上記のものを挙げることができる。温度調節要素としては、ヒーターを挙げることができる。湿度調節要素としては、加湿器を挙げることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本明細書において、「油脂」という用語は、動植物を起源とするあらゆる油脂をいい、例えば、植物性食用油、不飽和脂肪酸、魚油などの動植物性油脂を挙げることができ、種々の用途に使用される前であるか後であるかを問わない。
【００１３】
以下、ロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)を用いて本発明を実施する形態について詳細に説明する。
ロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)は、東京大学農学部弥生圃場のアロフェン質黒ボク土から分離された。ロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)は以下の分類学的性質を有する。
【００１４】
硝酸塩還元反応（＋）
ピラジンアミダーゼ（−）
ピロリドニルアリルアミダーゼ（−）
アルカリフォスファターゼ（＋）
β−グルクロニダーゼ（−）
β−ガラクトシダーゼ（−）
α−グルコシダーゼ（＋）
N-アセチル−β−グルコサミニダーゼ（−）
ウレアーゼ（＋）
ゼラチン分解（−）
ブドウ糖同化（−）
リボース同化（−）
キシロース同化（−）
マンニトール同化（−）
マルトース同化（−）
乳糖同化（−）
白糖同化（−）
グリコーゲン同化（−）
カタラーゼ（＋）
グラム染色（＋）
KOHテスト（−）
【００１５】
ロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)は、工業技術院生命工学工業技術研究所に平成１１年７月２８日付けで寄託された（受託番号：FERM P-17491）。ロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)は、油脂を含む珪藻土セラミック体を用いた固体培養系で、３０〜３７℃の温度、好気的条件下で油脂を分解することができる。
【００１６】
ロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)を固体培養系にて培養する。本菌を培養生育させる担体としては珪藻土セラミック多孔体が好ましい。
珪藻土セラミック多孔体の物理化学性および化学組成は以下の通りである。
【００１７】
物理化学性：
吸水量    ：５０−１２０ｍＬ／ｋｇ
嵩密度    ：０.３−０.５ｇ／ｍＬ
空隙率    ：５０−７０％
比表面積  ：≧１.０ｍ2／ｇ
平均孔径  ：５−１００μｍ
粒径      ：０.７−１.２ｍｍ
細孔      ：１５０〜３００μＬ
形状      ：円柱状
ｐＨ      ：７
耐熱度    ：≦１０００℃
硬度      ：≦３ｋｇ
【００１８】
化学組成：
ＳｉＯ2   ：８５.２％
Ａｌ2 Ｏ3 ：５.５％
Ｆｅ2 Ｏ3 ：１.９％
ＣａＯ    ：０.９％
ＭｇＯ    ：０.２％
Ｋ2 Ｏ    ：０.５％
Ｎａ2 Ｏ  ：５.５％
【００１９】
本菌を培養するための炭素源としては、本菌が同化し得るものならなんでもよい。窒素源としては、ポリペプトン、尿素、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、ハイポネックスが利用されうるが、好ましくは、ハイポネックス、燐酸アンモニウムのようにリン分を含有している窒素化合物である。好ましくは、油脂添加後、Ｃ／Ｎ比は８〜１０程度に調整される。培地のｐＨは６〜８.５が適当である。
【００２０】
設定温度は３０℃〜５０℃がよく、好ましくは３０〜３７℃程度である。培地への空気流量は０Ｌ/min〜１０Ｌ/minがよく、好ましくは２.５Ｌ/minである。
油脂を含む培地で本菌を培養する場合、培地の油脂含有率は少なくとも１重量％〜５％であるとよい。
本菌は上記の設定温度で培養させると、８１.３％（平均値）の分解率で培地中の油脂を分解することができる。
【００２１】
次に、本発明の油脂分解装置を説明する。図１に、本発明の油脂分解装置の一例を示す。培養槽１の上部には蓋があり、この蓋を開けて、油脂を分解し得る微生物を固定した担体を入れることができる。また、培養槽１は、ヒーター２により温度が調節でき、加湿器３により湿度が調節できるようになっている。培養槽１の温度は、温度計４で測定され、記録計５で記録される。培養槽１に収容された担体を攪拌したり、培養槽１に空気を送ることにより、培養槽１内を好気的条件にすることができる。加湿器３は、以下のようにして、培養槽１を加湿する。すなわち、コンプレッサー１４から送り出された空気が、フィルター１３を通過後、レギュレーター１２で流量を調節されて（流量は流量計１１で測定される。）、加温加湿槽６の加熱された水中に入り、加温・加湿された状態で培養槽１に送り込まれる。加温加湿槽６内の水温は、温度計９、ヒーター７、温調計８、およびレベルセンサー１０により自動調節される。
【００２２】
本発明の微生物、方法および装置を用いることにより、１〜３重量％以上の濃度の油脂を分解処理することができる。
以下の実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、これは本発明をなんら限定するものではない。
【００２３】
【実施例】
〔実施例１〕ロドコッカス属の微生物を用いた油脂分解試験１
図１の装置を用い、ロドコッカス属の微生物により油脂を分解させた。
珪藻土セラミック多孔体（ラジオライト、昭和化学工業株式会社）の重量を正確に秤量し、栄養源として表１に列挙されている各種添加物質、油脂（サラダ油、日清製油）を０.２５ｇ添加し、油脂分解菌としてロドコッカス・エスピー(FERM P-17491)を加え、純水を１２ml添加し、４８時間、37℃で培養した。ろ紙でビーカーの上部を覆い、水分の蒸発を防ぎ、通気性を保つとともに、２４時間に一回水分の補充および攪拌により通気性を保った。ヘキサンで残存する油脂を抽出し、油脂分解率を算出した。４連で試験を行い、その結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
〔実施例２〕ロドコッカス属の微生物を用いた油脂分解試験２
栄養源としてポリペプトン、ハイポネックス（株式会社ハイポネックスジャパン）を用いて、実施例１の実験を行った。その結果、８１.３％の油脂分解率を得た。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により、３０〜３７℃の温度、好気的条件下で油脂を分解し得る、ロドコッカス属に属する微生物及びそれを用いる油脂の分解方法が提供される。本方法は従来提供されてきた方法よりも高濃度の油脂を処理することが可能なので、油脂分解技術が抱えてきた問題を解決するのに有用である。また、固体培養系での分解処理は従来の液体培養系と異なり、複数種の菌を接種することができることから糸状性細菌によるバルキング発生による活性汚泥の沈降性の悪化、表面を油膜で被覆してしまうことによる活性汚泥菌の呼吸阻害、沈降槽表面に泡を伴ったスカムを形成して処理効率を低下させるといった問題を解決できる。
本発明のロドコッカス属に属する微生物は、油脂を含んだ廃水の処理、生ごみ処理の装置などに広く利用されうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油脂分解装置の一例を示す。
【符号の説明】
１：培養槽
２：ヒーター
３：加湿器
４：温度計
５：記録計
６：加温加湿槽
７：ヒーター
８：温調計
９：温度計
１０：レベルセンサー
１１：流量計
１２：レギュレーター
１３：フィルター
１４：コンプレッサー
【図１】
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