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北海道博物館研究紀要

Bulletin of Hokkaido Museum 3: 1-7, 2018

論文

津波による水損文化財の緊急避難措置としての低酸素濃度処理法の評価（Ⅱ）―紙製文化財に対する好気性糸状菌の活動抑制効果について―
杉山智昭
Key Words

1

水損文化財（Water-soaked cultural properties）、低酸素濃度処理（Anoxia treatment）、紙製文化財（Paperbased assets）糸状菌（Filamentous fungi）、ATP（アデノシン三リン酸：Adenosine triphosphate）、AMP（アデノシン一リン酸：Adenosine monophosphate）

はじめに喪失を最小限にとどめるため、安定化処理に至る前段階の緊急避難措置の確立が課題となっている。

東日本大震災においては、多種多様な素材からなる前報（2）において、筆者は被災した文化財の糸状菌によ大量の文化財が津波によって被害を受けた。これらのる 劣 化 を 遅 延・ 抑 止 す る 緊 急 避 難 措 置 と し て の水損文化財の中でも、特に文書・典籍、美術作品などの低酸素濃度処理の有効性に関し、寒天平板培地を用いた紙製の資料については、糸状菌による変・褪色および培養試験をとおして、いくつかの基礎的な検討を行った。

繊維分解による劣化が発生した場合、その修復にはその結果、1）低酸素濃度処理が糸状菌の発育抑制に対技 術・ コ ス ト 面 か ら 大 き な 困 難 が 伴 う。 さ ら に、して即効性を有する優れた緊急避難措置であること、

好 気 性 生 物 で あ る 糸 状 菌 は 生 育 条 件 が 整 っ た 場 合、

2）比較的安価で汎用性が高く、繰り返し使用可能なプ嫌気性生物である細菌や酵母類と比較し、効率の良いラスチック容器によっても資料の低酸素濃度処理が可能

エネルギー代謝により短期間で急速に分裂し、被害をであることが示唆された。そこで本研究では、これらの拡大させる可能性がある。特に糸状菌の生育に適した結果をふまえ、水損紙製文化財の緊急避難措置としての高温多湿な期間を有する日本では、微生物劣化に対して低酸素濃度処理法の評価を行うため、プラスチック容器脆弱な水損紙製文化財を早急に選別（トリアージ）しを用いた低酸素濃度処理を試み、紙製文化財に対する安定化処理（1）を効率的に行う必要がある。しかし、人員、好気性糸状菌の活動抑制効果について、より実地に近い処理設備、設備を稼働させるエネルギー供給の問題から、形で検証を行った。

大量に発生した水損紙製文化財を短期間で安定化処理にかけることは、現実問題として非常に困難である。したがって、水損紙製文化財の好気性糸状菌による急速な微生物劣化の拡大を抑止し、資料価値の毀損や情報の写真1

津波による水損を受けた紙製文化財（2011年）

杉山智昭：北海道博物館研究部

写真2

水損紙製文化財に発生した糸状菌（2011年）

博物館研究グループ

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北海道博物館研究紀要

2第3号

Title:01-

2018年

材料と方法

入れた糸状菌汚染試料（側面のシールなし）、空気容積に基づく規定量の脱酸素剤（RP剤Kタイプ：三菱ガス化学㈱）、（1）糸状菌汚染紙試料の作製

酸素インジケーター（三菱ガス化学㈱）、温湿度記録計

徳島県産の楮繊維を用いて紙漉きを行い、楮紙を作成し（計測：20分間隔）および高湿度調整用の蒸留水300 mLた。得られた楮紙を3×3 cmのサイズに裁断し、クリーンを同封した。この封入容器をコントロール容器（脱酸素剤ベンチ内で表裏各20分間、殺菌灯によりUVを照射したなし）とともに23 ℃の環境下に設置し、30日間培養した。

ものを基本分析試料とした。津波による水損資料からは
Penicillium属、Stachybotrys属、Aspergillus属など様々な糸状菌種が検出されることが明らかとなっているが 、（3）（3）糸状菌の活動評価
1）表面観察

その菌叢は発生地域の様々な環境要因によって大きく30日が経過したプラスチック製汎用コンテナをそれ変動することも予測される。したがって本研究においてぞれ開封し、シャーレに入れたままの状態で各試料は標準化の観点から日本工業規格JIS Z2911：2010かび

表面上の菌糸発育状態を肉眼および実体顕微鏡を用いて抵 抗 性 試 験 に 規 定 さ れ る Aspergillus niger（NBRC

観察した。糸状菌の活動評価は試料全表面に菌糸の発育105649）、Chaetomium globosum （NBRC 6347）、が認められない（－）、菌糸発育面積は全面積の50 %Cladosporium cladosporioides （NBRC 6348）、以下（＋）、菌糸発育面積は全面積の50 %以上（＋＋）

Penicillium citrinum（NBRC 6352）、Rhizopus oryzeの3段階で行った。

（NBRC 31005） の5種 を 用 い て 糸 状 菌 汚 染 紙 試 料 を2）ATP＋AMP拭き取り検査作製した。あらかじめPDA平板培地に培養しておいた表面観察を行った後、各試料のシャーレの蓋を開け、ただ供試菌5種の各培養面から胞子を5白金耳採取し、それちに全表面をふき取り清浄度検査キット（ルシパックPen/

ぞ れ 滅 菌 済 み の 湿 潤 溶 液（0.005 ％ ス ル ホ こ は く 酸

キッコーマンバイオケミファ株式会社）を用いて楮繊維ジオクチルナトリウム溶液（W/V））に加え振とう・を取り込まないよう穏やかにふき取り、分析用試料を分散した後、滅菌ガーゼにて濾過し、単一胞子懸濁液を採 取 し た。 分 析 用 試 料 のATP＋AMPの 発 光 量（RLU:調製した。この単一胞子懸濁液を10 mLずつとり、混合Relative Light Unit）をルミノメーター（ルミテスターして混合胞子懸濁液を調製した。調製した混合胞子懸濁液

PD-30、キッコーマンバイオケミファ株式会社）で測定

500 μLを基本分析試料の表面に添加し、糸状菌汚染紙試料し、糸状菌の活動評価を行った。とした。なお、糸状菌汚染紙試料についてはあらかじめ14日間の前培養を実施したものについても試験を行った。

3

結果および考察（2）プラスチック製汎用コンテナを使用した低酸素濃度処理法

1）培養環境培養期間終了後、プラスチック製汎用コンテナを開封前報（2）と同様、4 mm厚のポリプロピレン製のコンテナし、同封したインジケーターを観察した結果、コンテナ（内寸：38×60×14.5 cm）の枠上部にシリコーンシーラント

容器内の酸素濃度が0.1 ％以下に達していたことが確認（8051N、F☆☆☆☆：セメダイン株式会社）を塗布し、された。これは前報（2）と同様に低酸素濃度空間を安定しポリプロピレン製の蓋を密着させたものを封入容器として創出する上で、プラスチック製汎用コンテナの使用がた。容器内にはφ60×15 mmのプラスチックシャーレに有効であることを示すものである。また、コンテナ容器内

図1 プラスチック製汎用コンテナを使用した低酸素濃度処理による糸状菌の活動評価

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杉山智昭

﻿津波による水損文化財の緊急避難措置としての低酸素濃度処理法の評価（Ⅱ）

図2 プラスチック製汎用コンテナを使用した低酸素濃度処理が紙試料表面の菌糸発育へ及ぼす影響
上段：脱酸素剤あり 下段：脱酸素剤なし凡例）－：菌糸の発育が認められない ＋：菌糸発育面積は全面積の50%以下＋＋：菌糸発育面積は全面積の50%以上
注）糸状菌汚染：Aspergillus niger, Chaetomium globosum, Cladosporium cladosporioides,Penicillium citrinum, Rhizopus oryze 胞子混合液使用

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北海道博物館研究紀要

第3号

Title:01-

2018年の温湿度については、平均値で23.4 ℃（標準偏差=0.3）、

実体顕微鏡を用いた表面観察によって培養期間前後で97.6 %RH（標準偏差=0.6）となっており、培養期間中、変 化 は 確 認 さ れ な か っ た。 発 育 が 速 いRhizopus属 の糸状菌の生育に適した条件が安定して創出されていたこ

糸状菌については酸素濃度0.1 ％の条件下において、とが確認された。

遅延傾向は認められるものの、継続した発育活動を示す

2）表面観察こ と が 報 告 さ れ て い る（4）。 前 報（2）に お い て もPDA

肉眼にて低酸素濃度処理を実施した供試試料表面を平板培地に接種したR. oryzeの初期菌糸伸長を酸素濃度

観 察 し た 結 果、 混 合 胞 子 懸 濁 液 を 添 加 し た 微 生 物が0.1%以下に到達する72時間までは完全に抑制するこ汚染紙試料については、胞子が含まれていない湿潤溶液とはできなかった。しかし、本研究において接種培養基のみを添加したコントロール紙試料と同じく、培養前ととして実際の紙資料を使用した場合、R. oryzeの胞子発芽、培養終了後において試料表面に変化は認められなかった。

前培養にて活動中の菌糸の継続した発育は観察されなまた、実体顕微鏡を用いた観察では微生物汚染紙試料にかった。この結果は菌の培養に至適化された培地と添加した胞子の発芽および菌糸の発育は観察されなかっ

紙資料間での利用可能な栄養源の差異に起因するものとた（ 写 真3）。 低 酸 素 濃 度 空 間 へ の 配 置 前 に14日 間 の推測され、実際に緊急避難措置として使用する際の前培養を実施し、表面観察の項で定義した基準で（＋）

本低酸素濃度処理法の有効性を示すものと考えられる。に該当する糸状菌汚染紙試料については、肉眼およびさらに本研究においては、発育中の菌糸が低酸素濃度

写真3

糸状菌汚染紙試料表面の実体顕微鏡観察画像
表1 プラスチック製汎用コンテナを使用した紙試料に対する脱酸素処理の糸状菌抑制効果凡例）図2参照※：Relative light unit

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杉山智昭

﻿津波による水損文化財の緊急避難措置としての低酸素濃度処理法の評価（Ⅱ）

ストレスに曝された際に想定される色素などの特別なする。

代 謝 物 の 生 産 は 観 察 さ れ な か っ た（ 図2： 上 段 ）。

本研究結果はプラスチック製汎用コンテナを使用した脱酸素剤を封入しない酸素濃度無処理条件においては、脱酸素処理法が糸状菌の胞子に表面が汚染された状態、肉眼および実体顕微鏡で微生物汚染紙試料表面を観察しあるいはすでに糸状菌の活動が活性化している状態のた結果、培養前に全表面に菌糸の発育が認められない

水損紙製文化財に対する迅速かつ有効な緊急避難措置と（－）状態であった紙試料表面に菌糸発育面積が全面積

な る こ と を 実 証 的 に 支 持 す る も の で あ る。 一 方、の50%以上（＋＋）と判定される菌糸の発育が認められ

低 酸 素 条 件 下 で の 緊 急 避 難 措 置 期 間 中 に お い て は、た。14日間の前培養を実施し、コンテナ内での培養前に好気性の糸状菌と比較して緩慢ではあるが嫌気性の細菌

表面観察評価基準で（＋）に該当する糸状菌汚染紙試料や 酵 母 類 に よ る 劣 化 の 進 行 が 予 測 さ れ る。 今 後 は、については、培養期間後に菌糸発育面積が全面積の50 %好気性糸状菌による劣化と嫌気性生物による劣化の影響以上（＋＋）と判定される菌糸発育の進行が確認されたを総合的に 比較・評価しつつ、本処理方法の 適切な（図2:下段）。

運用期間、（安定化処理に至るまでの猶予時間）等につ

3）ATP＋AMP拭き取り検査いて検討する必要がある。また、本処理方法については，水損紙製文化財について、その表面に糸状菌の菌糸が木材や繊維、樹脂、石材、金属など他の素材に対する発生している場合、その生命活動の有無、生理活性の糸状菌活動の抑制効果も十分期待できるが、実際の適用状態に関する情報を得ることは、緊急避難措置の効果をにあたってはさらなる検証を要する。

評価する上で重要である。本研究では、あらゆる

（5）
（6）
,

生 物 種 の エ ネ ル ギ ー 保 存 と 供 給 に 関 与 し て い るATP
（アデノシン三リン酸）とAMP（アデノシン一リン酸）

4

まとめを 指 標 と す るATP＋AMPふ き 取 り 検 査 を 実 施 し、水損紙製文化財の緊急避難措置としての低酸素濃度

各 供 試 試 料 表 面（9 cm ） の ふ き 取 り か ら 得 ら れ た処理法の評価を行うため、プラスチック製汎用コンテナ

2

分析用試料の発光量：RLU（Relative light unit）値をを用いた低酸素濃度処理を試み、紙製文化財に対するもとに、糸状菌の活動に関する情報を入手した（表1）。

糸状菌の活動抑制効果について、より実地に近い形でその結果、低酸素濃度処理を実施した条件において胞子検証を行ったところ以下の項目が明らかとなった。

を含まないコントロール紙試料の発光量測定値が66 RLUであることから、75 RLUという値が示された

1）糸状菌の混合胞子懸濁液を添加した楮紙試料につい糸状菌汚染紙試料上の胞子については処理期間中、活動てプラスチック製汎用コンテナを用いた停止状態にあったものと考えられる。14日間の前培養

低酸素濃度処理を実施した結果、23 ℃で30日培養を実施した糸状菌汚染紙試料については600 RLUという、を行った後でも紙試料表面に胞子の発芽は認められ前培養なしの糸状菌汚染紙試料、コントロール紙試料となかった。

比 較 し て 高い 数 値 が得 ら れ て い る。 ま た、酸素濃度

2）糸状菌の混合胞子懸濁液を添加し前培養を行った

無処理条件においては、コントロール紙試料の87 RLU

楮紙試料についてプラスチック製汎用コンテナを用に 対 し て 糸 状 菌 汚 染 紙 試 料 が4200 RLU（48倍 ）、いた低酸素濃度処理を実施した結果、生育速度の速14日間の前培養を実施した糸状菌汚染紙試料についてい菌種（Rhizopus属）についても、その後の継続的は6465 RLU（74倍）という数値が得られている。このな菌糸発育を抑止可能であることが示された。

RLU値の大幅な上昇は、培養期間中に供試菌の胞子発芽

3）ATP＋AMPふき取り検査により、楮紙試料表面におとその後の菌糸発育あるいは前培養から継続する菌糸発育ける糸状菌の 活動に 関する情報を 入手した結果、の進行により菌糸（生体）量が増加し、それに伴ってプラスチック製汎用コンテナを用いた低酸素濃度処理

試料表面上に存在するATPとAMP総量も増加したためによって胞子発芽、菌糸発育が大幅に抑止されること考えられ、試料表面の外観観察と一致する傾向を示すとの生化学的な裏付けが得られた。

ことが明らかとなった。さらに14日間の前培養を実施した糸状菌汚染紙試料について低酸素濃度処理条件・謝辞

無処理条件での培養後のRLUを比較すると、低酸素濃度

本 研 究 の 一 部 はJSPS科 研 費KAKENHI 23701016

処理条件が無処理条件の約1/11となることが示された。

若手研究（B）「 文化財公開施設等 における汎用的なこ の 結 果 は、 プ ラ ス チ ッ ク 製 汎 用 コ ン テ ナ に よ る

高精度微生物汚染評価システムの構築に関する研究

低酸素濃度処理を実施することで、常温下で好気性（研究代表者：杉山智昭）」の一環として実施したもので糸状菌の活動を大幅に抑制・停止可能であることを示唆ある。ここに記して謝意を表す。
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北海道博物館研究紀要第3号

Title:01-2018年

引用文献（1）赤沼英男・鈴木まほろ編 2014．安定化処理 ―大津波被災
文化財保存修復技術連携プロジェクト ―．津波により被災した文化財の保存修復技術の構築と専門機関の連携に関するプロジェクト実行委員会．
（2）杉山智昭 2016．津波による水損文化財の緊急避難措置としての低酸素濃度処理法の評価 ―糸状菌の活動抑制に対する効果的運用について―．北海道博物館研究紀要 1： 1924．
（3）Y. Sato, M. Aoki, R. Kigawa 2014．Microbial deterioration of tsunami- affected paper- based object: A casestudy．International Biodeterioration and Biodegradation 88： 142 -149．
（4）柳井昭二・石谷孝佑・小城年久 1980．糸状菌の生育におよぼす酸素濃度の影響について．日本食品工業学会誌 27（1）：20-23．
（5）間渕創・木川りか・佐野千絵 2010．文化財公開施設等におけるATP拭き取り検査の活用について．保存科学 49： 1-11．
（6）内田優花・佐野千絵,・赤沼英男 2017．津波被災紙資料におけるATP＋AMP拭き取り検査の活用．保存科学 56： 113120．
（7）高鳥浩介 監修 2002.かび検査マニュアルカラー図鑑．株式会社テクノシステム．

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杉山智昭

﻿津波による水損文化財の緊急避難措置としての低酸素濃度処理法の評価（Ⅱ）

ARTICLE

Evaluation of the Anoxia Treatment as the Emergency Measure
for Cultural Properties Affected by Tsunami (II):Inhibitory Effect against the Filamentous Fungi Growth
on Paper-based Cultural Properties
Tomoaki SUGIYAMAThe earthquake and related disasters producedspores on the surface of paper samples fora large number of damaged cultural properties.

thirty days by the anoxia treatment using

Among them, water-soaked paper-based culturalgeneric polypropylene container.

properties affected by Tsunami had especially2) Pre-cultured test fungi on mulberry paper

needed first aid activities which avoid the irrevers-

samples revealed that the anoxia condition

ible biodeterioration caused by aerobic filamentous

in container could inhibit growth of mycelia

fungi. In present study, the anoxia treatment using

immediately, even if rapidly-growing species

generic polypropylene container was conductedof fungi (genus Rhizopus) was existed.

to evaluate the inhibitory effects against the fila-

Furthermore, it was showed that inhibitory

mentous fungi growth on paper-based culturaleffect against the filamentous fungi growthproperties. The results are as follows:

continued at least for thirty days.
3) Surface monitoring using ATP (Adenosine tri-1) Mulberry paper samples containing mixed
spore

suspensions

offilamentous

phosphate) + AMP (Adenosine monophos-fungiphate) bioluminescence tests indicated that(Aspergillus niger, Chaetomium globosum,

filamentous fungi activities on the mulberry

Cladosporium cladosporioides, Penicillium

paper samples were strictly decreased orcitrinum, Rhizopus oryze: JIS Z2911：2010)

inactivated by the anoxia treatment withshowed that there were no germinations ofgeneric polypropylene container.

Tomoaki SUGIYAMA : Museum Studies Group, Research Division, Hokkaido Museum

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