［技術報告］

生分解性プラスチックの適正使用のための分解菌データベース作成に関する研究山本忠*

生分解性プラスチックの土壌中での分解性を的確に予測するために岩手･秋田･宮城の土壌を対象に、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチラート、ポリカプロラクトンの分解菌の定量を行った。各地点の土壌中には、全国の他地域と同等の生分解性プラスチック分解微生物が存在することがわかった。その結果、生分解性プラスチックの分解が遅れる原因は、微生物が少ないためでないことが分かった。
キーワード：生分解性プラスチック、分解菌、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチラート、ポリカプロラ
クトン

Development on Distribution Map of Degrading
Microorganisms for Suitable Application of
Biodegradable Plastic
YAMAMOTO Tadashi
The fixed quantity of bacteria of polylactic acid, poly hydroxy butyrate, poly caprolactone
was done for the soil in Iwate and Akita and Miyagi in order to accurately estimate thedegradability in the soil of biodegradable plastic. It was proven that equivalent biodegradable
plastic degrading microorganism in the soil in the each point with another national region
existed. As the result, it was proven that the reason of retarding the decomposition of thebiodegradable plastic was not being accumulated there small.
key words : biodegradable plastic, degrading microorganisms, poly actic acid, poly
hydoroxybutyrate,
１緒

poly caprolactone
告 4）している。その経験を踏まえ、金ヶ崎町では生ごみ言

生分解性プラスチック研究会事務局長の大島一史によ収集に生分解性プラスチックの袋を平成 14 年から本格採

1）は、使用中は従来の用している実績がある。また、岩手県農業研究センターでプラスチックと同じ機能を保ち、使用後は自然界の土の中は、農業資材としての適性試験を実施して、参考事項としや水中に存在する微生物の働きによって、環境に悪影響をて農家に情報を提供 5）している。

れば生分解性プラスチックの定義

与えない低分子化合物に分解され、最終的に水や二酸化炭

生分解性プラスチック使用の増加を受けて、環境省は平素などの無機物に分解される高分子素材と説明されてい成 14 年度から平成 16 年度にかけて、独立行政法人産業る。 現在、各種の生分解性プラスチックが開発されてお技術総合研究所に委託研究として「生分解性プラスチックり、日本国内でも平成 15 年度には 2 万トン以上生産されの適正使用のための分解菌データベース作成」事業を進めている 2）。しかし、環境中での分解に関与する微生物につている。当センターも平成 14 年度からこの研究に参加しいてはデータがほとんどなく、その挙動は体系化されていており、今回は平成 15 年度に行ったポリ乳酸、ポリヒドない。

ロキシブチラート、ポリカプロラクトン分解菌の定量結果

本県では生分解性プラスチックの袋による家庭生ごみを報告する。

収集のモデル事業を平成 10 年に当センターも参加して行
い、地域への普及の問題点が検討されている 3）。 その際２に、生分解性プラスチックの袋で収集した生ごみの堆肥化

２−１

実験方法
分析用土壌の採取の過程と一般細菌や脂質分解菌等の関係を調べ、ポリバケ試験に用いた土壌採取地点は、高分子分科会(高分子系ツで生ごみを収集する従来法と差が見られないことを報公設試グループ)が、1999 年から 2001 年にかけて生分解＊

食品技術部 （現在企画情報部）

56

岩手県工業技術センター研究報告性プラスチックの埋設試験を行った地点とした。この研究第１１号（２００４）

２−４

土壌水分分析

土壌試料から約 10g を秤量したアルミ缶に精秤して、には当センターでも参加しており、岩手県の土壌採取地は、105℃の送風乾燥機で 2 時間乾燥し、水分を計算した。

引き続き岩手県農業研究センター（岩手県北上市）の圃場とした。この研究事業の土壌採取マニュアル 6）にしたがって、表面から 5〜10cm の土壌を採取し、直ちに微生物３培養試験に用いた。

結果

岩手･秋田･宮城の土壌を対象に、生分解性プラスチック同様に、宮城県工業技術センターの敷地内で、秋田県大分解菌の定量を行った。培養後、3 日目、7 日目、14 日目

潟村の畑地で各県の担当者が採取し、低温で送付した土壌で、培地にハローを形成したものを分解菌として計測した。

を微生物分析試料とした。対照とした土壌は、同様にして当センターで分担した培養 7 日目での土壌 1g 中の分解菌送付された独立行政法人産業技術総合研究所関西センタの数（CFU）と、培養 7 日目の全微生物数、さらに全微ー（大阪府池田市）の敷地内土壌を用いた。

生物に対する生分解性プラスチック分解菌の出現割合を２−２まとめて表 1 に示した。

試料の調製・前処理

試料の調製・前処理は、この研究事業の土壌採取マニュアルにしたがって行った。他の機関から受け取った試料の４考察処理までの保存は冷蔵庫（4℃）で行った。袋中で撹拌し1999 年から 2001 年にかけて全国の公設試験場のメンて均一にした後、乾熱滅菌したアルミホイル上、1mm 目

バ−などからなる産業技術連携推進会議物質工学部会高のステンレスふるいを用い、落ち葉・小石・植物の根を除分子分科会による生分解性プラスチックの物性の変化をき使用した。

中心とした全国土壌分解試験(フィールドテスト)が行わ

土壌 10g をフィルターつきストマカー袋に入れ、滅菌れた。その研究成果 8）として、岩手の水田での生分解性した生理食塩水 90ml を加え、よく懸濁し、超音波処理 3

プラスチックの埋め込み 20 週後の分解率は、バイオポー分後、最上層を培養試験に用いた。

ル（モンサント社の製品、ポリヒドロキシブチラートが構２−３成成分）では 10％と、水田の全国 8 ヶ所の平均値 19％に分解菌検出用培地

分解菌の一次分離用の培地としては、本事業の実験マニ比べ低い結果となっている。また、セルグリーン（ダイセ7）により平板培地を作成した。ポリヒドロキシブ

ル化学工業株式会社の製品、ポリカプロラクトンが構成成

チラート・バリレート分解菌培地ではｍパウダー状樹脂を分）は、岩手の水田での分解率が 0％、水田の全国 8 ヶ所

ュアル添加して、オートクレーブ後平板培地にして使用した。ポの平均 2.1％とやはり岩手での分解率が低い結果が得られリヒドロキシブチラート分解菌培地では、パウダー状樹脂ている。この結果から、水田は数ヶ月間の湛水期間があり（アルドリッチ社製：分子量不明）を添加して、オートク嫌気状態となるため、好気的な条件が続く畑地へはそのまレーブ後平板培地にして使用した。ポリカプロラクトン分ま適用できないが、全国の他の地区に比べ、岩手の土に埋解菌培地では、 別途ポリカプロラクトン（和光純薬：分設した生分解性プラスチック分解速度が遅い理由は、分解子量４万）乳化液を調整し、同様に行った。ポリ乳酸分解

微生物が少ないのか温度が低いためなのか明らかにした菌培地でも、別途ポリ乳酸（分子量 1 万、あるいは分子量かった。

2 千）乳化液を調整し、同様に行った。

平成 15 年度は、岩手･秋田･宮城の土壌を対象に、ポリ表 1 生分解性プラスチック分解菌の検出数 (培養１週間後）

3（微生物数 ｃｆｕ 個×10 ／g 土壌）（分解菌出現率 ％）関連製品名記号成分

岩手（畑地）

秋田（畑地）

全微
生物

全微
生物

測定時期
分解菌

分解菌
分解菌
出現率

宮城（敷地内）

分解菌
分解菌
出現率

全微
生物

全国平均 (畑地）

分解菌
分解菌
出現率

全微
生物

分解菌
出現率

バイオポール PHB

ポリヒドロキシブチラート 平成１5年秋

273

32085705

2567

27171

1307

13169875

19

セルグリーン PCL

ポリカプロラクトン

平成１5年秋133

32042867

2567

342671307

20126875

14

バイオポール PHB/V

ポリヒドロキシブチラート
平成１5年春／バリレート9409150

1040494014010704902300

4

ラクティ

PLLA10000 ポリ乳酸（分子量１万） 平成１5年春

343000228512400113433

0

ラクティ

PLLA2000

27430011428555400

1253433

1ポリ乳酸（分子量２千） 平成１5年春57生分解性プラスチックの適正使用のための分解菌データベース作成に関する研究
乳酸、ポリヒドロキシブチラート、ポリカプロラクトンの晃氏、並びにそれぞれの地区で土壌採取いただいた秋田県分解菌の定量を行った。当センターで測定した各地点の土工業技術センター鎌田

壌中には、全国の他の地域と同等の生分解性プラスチックー佐藤勳征氏に感謝いたします。

悟氏、宮城県産業技術総合センタ

分解微生物が存在 9）することがわかった。また、中山らにより測定された各地の土壌抽出液で生分解性プラスチ

文献

ック分解活性の指標の一つとなる BOD を同一条件で測定

1） 株式会社エヌ・ティー・エス編集企画部編：生分解性した結果でも岩手県の土壌は他の地域と同等以上であっプラスチックの高機能化とその応用：株式会社エヌ・た。また、平成 14 年度に行った岩手・秋田・宮城県下のティー・エス,p119(2003)

土壌の一般土壌微生物を細菌、糸状菌、放線菌に分類して、p18((2001)
2） 大島一史：工業材料，49（10）定量した結果、およびポリ乳酸（ラクティ）とポリブチィ3） 岩手県水沢地方振興局保健福祉部：地域発／リサイク

レンスクシネートアジペート（ビオノーレ）について分解ル推進事業報告書（2000）
4） 山本忠、小向隆志、山本まき子：第 11 回廃棄物学会

菌を測定した結果でも他の地区と同じレベルの微生物数が観測できた 10）ことと一致した。

研究発表会講演論文集

295-297 (2000)

温度の影響については、高分子分科会にフィールドテス

5） 岩手県農業研究センター試験研究成果：生分解性プラトのまとめの中で、15〜18℃に最適温度がある素材と温スチックマルチの特性と選択の目安（2001）

度に影響されない素材群がある 11）としている。また、夏6） 中山敦好：土壌採取マニュアル（2002）と冬では分解速度に大きな差があるとしている。

7） 中山敦好：実験マニュアル 2003（2003）

その報告と今回の分解菌の数が同等に存在するという

8） 産業技術連携推進会議物質工学部会高分子分科会編：

結果を踏まえて、岩手など東北で埋設済みの生分解性試料

生分解性プラスチック共通試験報告書（2003）の分解が他の地区に比べ遅く、生分解性プラスチックの残9） 中山敦好：生分解性プラスチックの適正使用のための存率が高い原因を明らかにするためには、微生物の活動状分解菌データベース作成事業平成１５年度秋季検討

況を温度帯別で調べる必要があると考えている。

会資料（2003）

本研究は、「生分解性プラスチックの適正使用のための10）相羽誠一、中山敦好、川崎典起、山野尚子、常盤 豊、分解菌データベース作成」事業の一部として行った。 実

土井明夫、平栗洋一：生分解性プラスチックの適正使施に当たり、実施機関の責任者として御指導いただいた独用のための分解菌データベース作成に関する研究事立行政法人産業技術総合研究所主任研究員中山敦好氏に業報告書（2004）

感謝いたします。なお、土壌採取にあたりお世話いただき

11）産業技術連携推進会議物質工学部会高分子分科会編：

ました岩手県農業研究センター環境保全研究室長築地邦

生分解性プラスチック共通試験報告書, p79（2003）

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