CN102740986B - 利用伴随微生物孢子化而产生的母细胞分解酶的有机物分解方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分解有机物的方法，并提供了有用的低分子有机物。所述分解有机物的方法的特征在于，具有：准备作为分解对象的有机物的工序；以及对所述有机物施用母细胞溶解酶群的工序，其中所述母细胞溶解酶群是伴随着产孢子好氧细菌的孢子形成而在细胞溶解中生成的。

Description

利用伴随微生物孢子化而产生的母细胞分解酶的有机物分解方法

技术领域

本发明涉及利用由微生物或微生物群分泌的能分解母细胞的酶群来分解有机物的方法；特别涉及使用由形成内生孢子的多个好氧细菌所构成的产孢子好氧细菌来分解有机物的方法。

背景技术

对于利用微生物进行的有机物分解，有史以来人类就广泛使用了利用乳酸菌、酵母菌、曲霉菌或芽孢杆菌等使食品发酵的手段。特别是近年来，如专利文献1中所记载的那样，利用芽孢杆菌使污水和厨余垃圾分解，从而生成农业用混合肥料（堆肥）。另外，如专利文献2中所记载的那样，还开发了通过嗜热菌来分解以前无法分解的、诸如蟹和虾等的壳或纤维素等有机物的方法。此外，通过向嗜热菌、酵母菌或芽孢杆菌中导入各种功能的基因，以创造出具有新功能的微生物的应用研究也在快速发展。

但是，这些传统上使用的有机物分解方法只不过是仅利用了“功能被限定的”消化酶，该消化酶是菌为了消化吸收其所需的营养而由菌的母体（营养细胞）所分泌的。也就是说，这些分解方法利用了菌进行日常生活所必需的消化用分解酶，而不是利用了与培养环境处于饥饿状态或氧不足时关系到生存的自噬相同的细胞溶解时所利用的酶群；也不是利用了多细胞生物为了保护个体而诱导细胞凋亡时所释放出来的强大且多样的批量型（バルク型）分解酶群。另外，这些分解方法由于利用了菌体，因此存在着这样的缺点：当菌的生活环境和培养环境发生改变时，菌所分泌的酶也发生变化，因而分解时的稳定性不足；并且为了维持这些菌的生活环境和培养环境，需要想很多办法。

另一方面，虽然也开发了利用从菌中分离出的分解酶（消化酶）的物品，如利用了酶的厨余垃圾处理机等，但是它们也和上述一样，也仅利用了针对特定有机物的由营养细胞所分泌的消化酶的功能。例如，专利文献3公开了一种通过酶来分解胶原的方法，但这也是仅利用了消化酶的方法。目前，这种尝试向通过导入功能性基因来获得新型酶的方法转移，特别是应用于医学领域的、向嗜热菌的营养细胞所分泌的单功能分解酶中导入基因的研究正在盛行。但是，这也仍然是传统的仅利用了消化性分解酶的方法。

此外，作为涉及菌群或菌的共生菌群的技术，尽管存在专利文献4等，但这些技术也仅利用了由营养细胞分泌的营养消化型分解酶群。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-224593号公报

专利文献2：日本专利第3146305号公报

专利文献3：日本特开2003-284586号公报

专利文献4：日本特开平10-245290号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明鉴于这样的状况而进行，并且本发明的目的在于提供一种分解有机物的方法，该方法利用了迄今为止没有用过的批量型分解酶群（母细胞溶解酶群），该批量型分解酶群是伴随形成内生孢子（孢子）的好氧细菌（原核微生物）的孢子化而形成的、并与母细胞的细胞溶解相关。此外，本发明的目的还在于利用所述分解方法来提供有用的低分子有机物。

解决问题的手段

本发明人通过将作为好氧细菌的MRE共生菌群的培养液与形成孢子后的溶液相比较，结果发现两者的有机物分解能力存在着明显差异，进一步反复进行专心研究和实验，结果完成了本发明。

传统上，一直应用以下技术：利用以好氧性芽孢杆菌或嗜热性芽孢杆菌为首的原核微生物的培养细胞（母细胞）在日常中为了消化而分泌的分解酶（包括氧化还原酶和转化酶等），通过发酵使有机物分解。但是，由于这种利用培养细胞的发酵最终是以摄取菌的营养为目的，因此分解生成的有用的低分子有机物全部被营养细胞（母细胞）消化吸收，几乎不会剩下有用的残留物。

另一方面，通过断绝形成内生孢子（孢子）的好氧细菌的培养液的营养，并隔绝空气，由此开始形成内生孢子，所形成的内生孢子（孢子）沉淀，而以前从来没有考虑过透明澄清的残留液具有何种作用的可能性。这是因为，由于作为发酵母体的培养细胞（母细胞）无法存活而全部死亡，因此很难想象被含有较多吡啶二羧酸的硬壳所包裹的内生孢子（孢子）能够分解有机物。

但是，本发明人通过用0.2μm的膜和0.02μm的过滤器对所形成的内生孢子沉淀后的溶液进行过滤，除去残存的极微量的培养细胞和残存浮游的内生孢子（孢子），然后对所得溶液通气（曝气），发现该溶液具有强大的分解能力。而且，确认了该分解能力比培养细胞的分解能力还要强大。

因此，根据本发明第一主要的观点，提供了一种分解有机物的方法，该方法的特征在于，具有：准备作为分解对象的有机物的工序，以及对所述有机物应用母细胞溶解酶群的工序，其中所述母细胞溶解酶群是伴随着产孢子好氧细菌的孢子形成而在细胞溶解中产生的。

根据这样的构成，可以提供有效地分解有机物的方法。另外，根据本发明，可以提供使含有较多木质素等的难分解的有机物也容易分解的方法。进一步，本发明还可以分解难处理有机物或者对人体和环境有害的有机物。

另外，根据这样的构成，通过分解而生成的分解生成物可以用作除草剂和美容液等。

另外，根据本发明的一个实施方案，在这样的方法中，上述产孢子好氧细菌为由形成内生孢子的多个好氧细菌形成的混合菌群。在此情况下，上述混合菌群优选为MRE共生菌群。

另外，根据本发明的其它实施方案，在这样的方法中，提供了一种方法，该方法的特征在于，还具有对所述有机物施用通过上述产孢子好氧细菌的孢子形成而生成的孢子的工序，并且所述孢子通过发芽和再孢子化，生成了母细胞溶解酶群。

在此情况下，优选的是，将上述作为分解对象的有机物浸渍在含有上述母细胞溶解酶群和/或孢子的分解溶液中，并通过对该溶液进行通气来进行分解。而且，优选的是，上述作为分解对象的有机物选自灵芝、松茸、冬虫夏草、白桦茸、鱼鳞构成的组，并且它们的分解生成物用作天然免疫活性组合物。特别是，当上述作为分解对象的有机物为鱼鳞时，该鱼鳞的分解生成物可以用作天然免疫活性美容液。

另外，根据本发明的又一个其它的实施方案，在上述利用孢子的方法中，通过在60℃至80℃的条件下、在空气存在下，对上述作为分解对象的有机物进行搅拌，并且对其喷洒含有上述母细胞溶解酶群和/或孢子的分解溶液，从而分解所述有机物。在此情况下，优选的是，该方法还具有将选自谷壳、锯木屑构成的组中的木质素含量高的物质用作流化床的工序。而且，上述温度优选为64℃至68℃。

另外，根据本发明的其它的实施方案，在这样的方法中，此方法使用了这样一种装置来进行，该装置具有分解槽，所述分解槽以如下方式构成：其具有横轴的旋转轴，在该旋转轴上设置有固定有搅拌板的1个或多个臂，并且沿着该搅拌板运动的轨迹形成加热板；可将所述加热板的温度调节至60℃至160℃的加热器；以及喷嘴，其设置在所述分解槽的上部，并且喷洒含有所述母细胞溶解酶群和/或孢子的分解溶液。

此外，根据本发明的其它实施方案，在这样的方法中，上述作为分解对象的有机物为豆腐渣，该豆腐渣的分解生成物用作除草剂。

另外，根据本发明的又一个其它的实施方案，在这样的方法中，上述作为分解对象的有机物质为竹子、木材、疏伐材、稻草等至少含有木质素和纤维素的材料，这些材料的分解生成物用作酒精原料。

需要说明的是，通过参考以下的发明实施方案项和附图，本领域技术人员可以明白除上述以外的本发明的特征以及显著的作用和效果。

附图简要说明

图1为示出了在本发明的一个实施方案中，分解“沙丁鱼”时的分解比较图。

图2为示出了在本发明的一个实施方案中，分解“沙丁鱼”时的分解差图。

图3为示出了在本发明的一个实施方案中，分解“猪肉”时的分解比较图。

图4为示出了在本发明的一个实施方案中，分解“猪肉”时的分解差图。

图5为示出了在本发明的一个实施方案中，分解“松茸”时的分解比较图。

图6为示出了在本发明的一个实施方案中，分解“松茸”时的分解差图。

图7为示出了在本发明的一个实施方案中，分解“松茸”后的分解生成物的分子量分布图。

图8为示出了在本发明的一个实施方案中，分解“海鲤的鳞”时的分解比较图。

图9为示出了在本发明的一个实施方案中，分解“海鲤的鳞”时的分解差图。

图10为示出了在本发明的一个实施方案中，分解“海鲤的鳞”后的分解生成物的分子量分布图。

具体实施方式

如上所述，根据本发明，提供了利用母细胞溶解酶群来分解有机物的方法，其中所述母细胞溶解酶群是伴随着形成内生孢子（孢子）的好氧细菌的孢子化而在母细胞的细胞溶解时释放出来的。而且，所述好氧细菌只要能形成内生孢子即可，没有特别的限制，优选为MRE共生菌群。另外，在本发明的方法中所使用的好氧细菌也可以是由1种或1种以上好氧细菌组成的混合菌群。

这里，上述MRE共生菌群由芽孢杆菌属(Bacillus sp.)(FERMBP-11209、识别号MK-005)、梭形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillusfusiformis)(FERM BP-11206、识别号MK-001)、枯草芽孢杆菌(Bacillussonorensis)（识别号MK-004）、赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillussp.)(FERM BP-11207、识别号MK-002)、以及丛毛单胞菌属(Comamonas sp.)(FERM BP-11208、识别号MK-003)构成，其中任何一种均为好氧细菌类。

在本发明的方法中，利用了下述内容：通过用0.2μm的膜和0.02μm的过滤器对所形成的内生孢子沉淀后的溶液进行过滤，除去残存的极微量的培养细胞和残存浮游的内生孢子（孢子），然后对该溶液进行通气（曝气），由此所得到的溶液能有效地分解有机物。本发明人发现该溶液具有强大的分解能力，并完成了本发明。

进一步进行详细说明，将作为上述形成内生孢子的好氧细菌的集合的MRE共生菌群（MK-001、MK-002、MK003、MK-004和MK-005）的培养液1m³装入同样形状的2个1.2m³的曝气培养容器中，对其进行通气（曝气）使得溶解氧浓度为0.5mg/L至1.2mg/L。将其中一个命名为细胞培养槽，另一个命名为孢子化槽。向细胞培养槽中加入鱼粉500g、米糠500g、油渣250g、肉汁50g作为最低限度的营养物质，在pH6.0~6.8以及培养温度为25℃~35℃的培养条件下通气并进行连续培养。另一方面，当在孢子化槽中断绝一切营养以置于饥饿状态下，并且在25℃~35℃的温度条件下进行连续通气时，以氮成分的枯竭为诱因开始内生孢子化。等培养液的透明度增加时停止通气（氧气供给），这时内生孢子一起开始沉淀，从而成为透明的溶液。将该溶液用0.2μm的膜过滤，再用0.02μm的过滤器进行过滤，然后将所得滤液再次装入仔细洗净的孢子化槽中，这样就做好了进行分解能力实验的准备。这里，将使用过滤器从MRE菌孢子化后的溶液中除去了残存母细胞和孢子之后所得到的溶液称为MRE滤液。因此，可以说处于MRE滤液中几乎不存在菌和孢子的状态，而该MRE滤液中存在母细胞溶解酶群。本发明利用了所述母细胞溶解酶群的有机物分解能力。需要说明的是，在本说明书中，使用了“MRE滤液”、“孢子化后的溶液”、“孢子化后的不存在菌的溶液”等表达方式，除了特别提及，都是指含有母细胞溶解酶群的溶液。

在本申请的发明中，对适用于上述溶液的膜和过滤器的大小没有特别限定。例如，所述膜可以为1μm、0.7μm、0.5μm、0.3μm，优选为0.2μm。另外，过滤器可以为0.15μm、0.1μm、0.07μm、0.05μm、0.03μm，优选为0.02μm。

另外，在本申请的发明中，使用上述细胞培养槽和孢子化槽2者，对其进行通气（曝气）使得两者中的溶解氧浓度均变为0.5mg/L至1.2mg/L，同时进行以下实验。

对于“沙丁鱼”、“猪肉”、“松茸”这3种材料，准备重量尽可能接近于相同并且部位和形状尽可能接近于相同的材料各两组，在培养细胞槽和孢子化槽中使用相同重量的细眼网浸渍于液体中，每隔一定的时间同时取出，用厚的厨房纸巾在同样的条件下除去水分，然后测量其重量，研究比较各自的分解能力。

“沙丁鱼”的分解结果如下所示。

[表1]

图1中示出了分解比较图，图2中示出了分解差图。在“沙丁鱼”的分解比较中，与常识相反，其结果不仅显示了可以利用MRE滤液来进行分解，还显示了与有菌繁殖的培养液相比，残存菌和孢子几乎为0的MRE滤液具有更显著的分解能力。第4天时，在通常的培养液槽中20.5%的沙丁鱼未被分解而残留，与此相对的是，在几乎没有菌和孢子的透明的MRE滤液中，出现了令人惊讶的结果，包括骨在内“沙丁鱼”被完全分解。

另外，“猪肉”分解的结果如下所示。

[表2]

图3中示出了分解比较图，图4中示出了分解差图。关于“猪肉”，也得到了与“沙丁鱼”同样的结果。5天后，在培养液槽中的残留分解物为19.8%，与此相对的是，在MRE滤液中获得完全被分解的结果。

下表对猪肉进行了进一步详细的培养液和MRE滤液的分解能力测定。

[表3]

当用%来表示上述分解能力以进行比较时，如下表所示。

表4

另外，分解能力的差如下所示。

[表5]

关于利用培养菌的分解能力和孢子化后不存在菌的溶液的分解能力，可以看出其分解能力的差明显不同。

另外，“松茸”的分解结果如下所示。

[表6]

图5中示出了分解比较图，图6中示出了分解差图。另外，图7中示出了通过HPLC对松茸分解物进行分析所得到的分子量分布图。

松茸为真菌，根据菌的不同具有难分解的多糖层或几丁质层。因此，具有这样的性质：即使分解过程进行了，如果有一定程度的低分子化无法进行的话，则茸体难以破坏。因此松茸在培养液槽和孢子槽中的分解速度都很慢。在松茸的情况中，也不仅确认了在几乎不存在菌和孢子的MRE滤液中实际上发生了分解，还显示了MRE滤液具有更强大的分解能力。

“海鲤的鳞”分解的结果如下所示。

[表7]

图8中示出了分解比较图，图9中示出了分解差图。另外，图10中示出了通过HPLC对海鲤的鳞的分解物进行分析所得到的分子量分布图。

关于因胶原组织和磷灰石结合而具有较坚固组织的“海鲤的鳞”，这两者的分解速度都变慢。但是，这里也显示出了MRE滤液具有比培养液更强大的分解能力。第10天时的分解差最小，之后增大，第22天时最大，据认为这是由于极少数的孢子（孢子）穿过过滤器，以海鲤的胶原的分解物为营养进行发芽，并再次孢子化，由于再次供给了母细胞溶解酶群，分解能力增强，因此分解能力的差变大。

通过这样一系列的实验，本发明人发现，形成内生孢子的好氧细菌孢子化后的残存液具有强大的有机物分解能力。另外，通过通气分解能力进一步增强的事实也是首次发现的。因此，在本发明中，可以看出通过产孢子好氧细菌的孢子形成而生成的孢子通过发芽和再孢子化（孢子化），生成了母细胞溶解酶群。需要说明的是，在本说明书中，“发芽”是指菌类等的孢子从休眠状态或假死状态等不活泼状态开始进行活动。

利用了孢子化后的溶液的分解方法具有更大的优点。由分解所生成的低聚肽和低聚糖链之类的低分子物质的性质为：不被菌吸收而作为有益物质残留在培养液中。利用这个性质，可以制作出各种各样的有用物质。

下面将对孢子化过程中产生的进行母体溶解的特殊酶群进行说明。这是因为，据认为此处隐藏着关于培养液和MRE滤液的分解能力的差异的秘密。

内生孢子形成的过程参照好氧性革兰氏阳性菌的例子，以氮不足等为诱因σ因子开始作用，于是开始进行孢子化的过程。当经过2至3小时时，即使给与氮和营养，也无法恢复为营养细胞。这意味着在基因表达水平上，从进行日常生活的营养细胞的状态转化成了所谓孢子化的危机管理状态。原因在于，孢子是被若干层结实坚硬的壳所包裹的，即使是干燥、高温（120℃至160℃）、高压、真空、pH变化、以及辐射等极端严酷的环境也能忍受。由于氮不足等而使营养细胞的生长循环变迟缓，超越一定界限后（例如，在B.megaterium的情况下，2小时分裂1次），保持营养细胞变得不可能，从而孢子化开始旺盛地进行。

在孢子化的第1阶段，基因群（Spo0、Spo0a、Spo0b、Spo0c等）发挥作用，核凝集成为轴突状。在第2阶段，基因群（SpoⅠ）发挥作用，形成了使孢子和母细胞分离的隔膜并成为前孢子（プレスポア）。在第3至4阶段，基因群（SpoⅡ、SpoⅢ）发挥作用，孢子形成部分被以肽聚糖为主要成分的皮层（Cortex：具有与细胞壁相同的结构）包围，从而形成孢子前体（前孢子(フオアスポア)）。在这个阶段具有无法恢复为营养细胞的不可逆性。应当注意的是，通过这4个阶段，分泌了分子量为1,400道尔顿左右的肽类抗菌物质。在接下来的第5至6阶段，基因群（SpoⅣ、SpoⅤ）发挥作用，当掺入大量Ca离子时，合成了使Ca螯合的大量吡啶二羧酸，从而在皮层上形成高度脱水状态下非常坚固的孢壳（Spore Coat）。孢壳抗热以及放射线和紫外线的能力强，起到将孢子从酶和化学物质中有效保护起来的作用。另外，即使是高压和真空化，孢子也可以生存下去。而且，孢壳具有这样的特性：其具备双折射这种特殊光学特性可以用相差显微镜来识别。在最后的第7阶段，发生孢子（内生孢子）的释放和母细胞溶解，从而完成孢子的形成。

据认为，该母细胞溶解时所产生的批量型分解的酶群造成了营养细胞的培养液与孢子化后的MRE滤液等的分解能力的差异。原因在于，培养液的营养细胞在日常生活中所分泌的为了消化吸收营养物质的酶群，与在面对生命危机时所分泌的母细胞溶解酶群，是本质上不同的酶群。即使考虑到在日常生活中绝不可能分泌使自己的细胞溶解的酶，这种差别也是明显的。母细胞溶解酶群与动物等的溶酶体酶群、植物的加工酶群，以及水果等成熟时所产生的木瓜蛋白酶等酶群、动物的精子形成过程中出现的特殊的酶相同，被认为是母细胞溶解酶群经分子进化而成的。植物的加工酶群为在植物细胞的液泡中发挥作用的酶。

这里，在自噬（老化细胞内器官的批量型分解）中起作用的溶酶体酶群和在细胞凋亡（程序性自然死亡）的过程中起作用的分解酶群与在植物的液泡中起作用的加工酶群一起，被认为是以本发明所利用的孢子化（内生孢子化）过程中释放出的母细胞溶解酶群为祖先，经分子进化而成的。已知这些母细胞溶解酶群为不仅在日常的生命活动中，还是在面对生命危机时，或者进行生物防御、细胞内解毒时出现的分解酶。这在医学上具有重要的意义。

对于溶酶体酶群，据说其种类超过50种，已知当欠缺特定的分解酶（溶酶体型分解酶）的基因时会发生严重的遗传病，并且在老化细胞中自噬和细胞凋亡不起作用。同样，还已知当溶酶体酶从细胞中泄露出来时，会引发各种疾病。因此，人体的溶酶体酶或其抑制剂被用作各种疾病的诊断用标志物，并且在特定的疾病中，以特定物质为靶来利用这些分解酶。例如，在治疗粘多糖病时，将人体粘多糖分解酶磷酸化后用于治疗。

已知溶酶体酶群对分解细胞内的老废器官和废物的自噬、使癌等病变细胞自杀的细胞凋亡起作用，并且作为分解侵入到分解细胞内的菌和病毒的酶而起作用。另外，并不是如一般的消化酶或代谢酶那样只起到一个作用，而是成为了50种以上的酶群协力将老废器官和细胞自身一起分解这样的批量型分解酶。其性质与消化分解酶不同，具有在弱酸性环境下以及比消化酶更高的温度下活性增加的性质，据说根据酶的不同具有消化酶的5000倍至1万倍的分解能力。

正在阐明的是，作为溶酶体酶群已知的是：作为核酸分解酶的核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶等；以及作为胶原分解酶的组织蛋白酶L，作为天冬氨酸蛋白酶的组织蛋白酶D和组织蛋白酶E，作为半胱氨酸蛋白酶的组织蛋白酶K、组织蛋白酶B以及组织蛋白酶S，作为丝氨酸蛋白酶的组织蛋白酶G，作为氨基肽酶的组织蛋白酶H等具有强大且多功能能力的蛋白质分解酶；此外，除了芳基硫酸酯酶、β葡萄糖苷酶、酯酶、酸性磷酸酶等之外，在糖链分解酶中，还有分解鞘脂的α半乳糖苷酶、β氨基己糖苷酶A和B、芳硫酸酯酶A、半乳糖神经鞘氨醇酶、葡糖神经酰胺酶、酸性鞘磷脂酶、酸性神经酰胺酶等，分解糖蛋白的α岩藻糖苷酶、α和β甘露糖苷酶、神经氨酸酶、天冬氨酸氨基葡萄糖苷酶、α-N-乙酰半乳糖胺酶等，分解粘多糖类的α艾杜糖醛酸酶、艾杜糖醛酸硫酸酯酶、乙酰肝素N-硫酸酯酶、α-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶、6硫酸酯酶、半乳糖6-硫酸酯酶、β半乳糖苷酶、芳硫酸酯酶B、β葡萄糖醛酸酶等；以及酸性脂肪酶这样的胆固醇酯或脂肪分解酶；此外，重要的有包含胞壁质酶、粘肽水解酶、酰胺水解酶（酰胺酶）等的分解酶，用于分解形成病原性原核微生物等的细胞壁的肽聚糖层。另外，还教导了氧化还原酶群也起着重要的作用。

由此据认为，本发明所利用的形成内生孢子的好氧性革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的母细胞溶解酶群，是与具有保护生命和防止老化作用的溶酶体酶以及植物的液泡加工酶等相同的酶，并且是它们的分子祖先。

这些酶群与为了维持生存而由营养细胞所分泌的以消化为目的的酶群具有完全不同的性质。这些酶群是在饥饿环境状态下以生存为目的而释放出的、具有通用性质的批量型分解酶，因此具有能够将细胞的全部器官和内容物分解的强大的分解能力。这种生存维持功能，从原核生物的细胞溶解到人类在饥饿环境下发生的自噬和细胞凋亡，贯穿着同样的原理。

作为这些酶群的不同的一个例子，参照胶原的分解酶，由于作为通常的蛋白分解酶的蛋白酶无法分解胶原，因此在生物的日常生活范围内，以营养摄取为目的使胶原分解是由胶原酶（MMP1）来负责的。但是这种胶原酶（MMP1）能够分解纤维状的Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型胶原，而不能分解膜状的Ⅳ型胶原以及纤维调整型的Ⅴ型胶原。Ⅳ型胶原为生存维持型胶原，其允许低分子通过，阻止蛋白质通过，并且为阻止通常无法分解胶原的酶进入的胶原。但是，在真核生物以上的溶酶体以及原核生物中与溶酶体相同的液泡的批量酶群中，组织蛋白酶L或者与其相似的胶原分解酶（MMP2和MMP3）能够分解这种膜状的Ⅳ型胶原。特别是组织蛋白酶L为可以分解从Ⅰ型至Ⅴ型的真正的批量型酶（通用酶）。利用这种与生存有关的批量型酶群是本发明最大的特点，并成为解决方法的一个支柱。

这里，Ⅰ型胶原为形成细胞外基质的胶原，其构成骨、牙质、牙骨质，并构成皮肤、腱、肌膜、血管。Ⅱ型胶原具有柔软性，与蛋白多糖一起构成软骨。Ⅲ型胶原在胎儿的组织和动脉壁中起到重要的作用。另一方面，膜状的Ⅳ型胶原形成基底膜，起到保护细胞和组织的作用。另外，Ⅴ型胶原增强细胞表层的基质，担当了从通常的MMP1等中保护细胞的作用，并且为在羊膜和胎盘中较多的胶原。

在本发明的有机物分解方法中，由于可以分解Ⅳ型和Ⅴ型胶原，因此可以分解迄今为止营养细胞所分泌的分解酶无法分解的物质。

另外，这些伴随着孢子形成的细胞溶解而释放出的母细胞溶解酶群（特别是来自于MRE共生菌的母细胞溶解酶群），分解由Ⅰ型胶原和磷灰石（磷酸钙的一种）在纳米水平上所组成的骨组织和鳞的能力得到增强，因此具有将骨和巨大鳞等整体直接分解的惊人的分解能力。

木瓜蛋白酶和同样是半胱氨酸蛋白酶的批量型组织蛋白酶K，具有同批量型的作为胶原分解酶的组织蛋白酶L、能够分解细胞基质的属于半胱氨酸蛋白酶的组织蛋白酶B一起分解骨和鳞等的能力。作为半胱氨酸蛋白酶的组织蛋白酶B还是发挥二肽酰羧肽酶作用的批量型分解酶。作为天冬氨酸蛋白酶的组织蛋白酶E还是与过敏性皮炎有关的医学上很重要的分解酶。因此，因为木瓜蛋白酶、超家族的组织蛋白酶与组织蛋白酶K大体上相似，于是成为本发明的酶群分解骨和鳞等的强大的辅助手段。

本发明利用了与上述大自噬相同或溶酶体相同的母细胞溶解时所释放出的批量型酶群来进行有机物分解。在通过芽孢杆菌等营养细胞而进行的传统的发酵分解过程中不使用这些酶群，而且，在利用好氧芽孢杆菌的污水处理和厨余垃圾处理过程中，这些酶群也被作为分解后的不需要的处理液而被扔掉。关于母细胞溶解酶，迄今为止完全没有被关注过。关于嗜热菌，以营养细胞分泌的耐热酶的研究为中心，而没有关注过与这种自噬或溶酶体相同的母细胞溶解酶。

本发明的第一个特征在于，在上述菌群陷入含氨基酸的氮源等营养枯竭的饥饿状态时，形成内生孢子的好氧细菌的一系列孢子化基因群开始作用，在最终阶段，发生与母细胞的自噬相同的母细胞溶解，此时释放出的强大的批量型分解的母细胞溶解酶群可用于有机物的分解。

本发明的第二个特征在于，通过使作为形成内生孢子的好氧细菌的好氧性革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌或者嗜热性芽孢杆菌等具有多种不同的分解酶的菌群共生，得到具有酶整合性的稳定的多种酶群，然后利用其进行有机物分解。

第三个特征在于，对孢子形成后的溶液进行通气。这是基于通过通气，母细胞溶解酶群的分解能力飞跃性增大这一发现的手段，据认为其原理与有效的搅拌混合效果一样，都是由于母细胞溶解酶群中的氧化还原酶有效发挥了作用。

另外，作为发展本发明的方法以提高其效果的方法，具有以下手段。

（A）利用在母细胞溶解酶群中加入与木瓜蛋白酶（与组织蛋白酶K相同的酶）等溶酶体酶相同的酶后的酶群，对有机物进行分解的方法；

（B）将母细胞溶解酶群和形成的孢子混合使用的方法（双重孢子法）。

前者（A）方法只不过是利用了酶的相加，后者（B）方法作为分解在通常的发酵中难分解的有机物的方法是优选的方法。原因在于，如后文所述，由于在高温、高氧浓度、营养贫乏状态这样的条件下，孢子会反复发芽和再孢子化，因此通过多次进行的再孢子化，会重新释放出母细胞溶解酶群来进行补给。这种情况下，又有了新的发现：在一定的条件下，孢子和母细胞最终都可以被消灭。

这里，包括更加有效的双重孢子法，包括MRE滤液在内将在母细胞溶解酶群中加入了孢子的、具有有机物分解能力的混合液总称为“MRE分解液”。

因此，在本发明的有机物分解的具体方法中，据认为有下列3种：

（1）断绝作为形成内生孢子的好氧细菌的好氧性产孢子革兰氏阳性菌、好氧性产孢子革兰氏阴性菌或嗜热性芽孢杆菌等的混合培养液的营养物质，并继续进行通气，等孢子（孢子）沉淀而透明化后，将其上清液过滤后用于分解的方法；

（2）断绝作为形成内生孢子的好氧细菌的好氧性革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌或嗜热性芽孢杆菌等的混合培养液的营养物质，就这样保持通气，加入分解对象物质以取代营养物质，从而直接进行分解的方法；

（3）将上述方法（1）或（2）中沉淀的孢子（孢子）再次投入到上述方法（1）或（2）中所得到的母细胞溶解酶群中，利用母细胞溶解酶群和孢子（孢子）的混合体的方法（双重孢子分解法）。

虽然本发明中各方法都是有益的方法，但在方法（1）中，由于没有菌的介入而使用了纯粹有用的酶群，不会再次留下孢子，因此具有可以获得残渣极少的分解物的优点，管理、保存、搬运、使用方法都简单且安全性也高。方法（2）实际上限于营养细胞分泌的消化酶群才更利于分解这样的情况，实际上分解效果降低、分解物也减少，因此方法（2）不是有利的。

方法（3）中，通过在60℃至70℃的高温区域内使用母细胞溶解酶群而发挥威力。特别是适合于下述情况：在经常流入氧气的空气环境中，利用80℃以下的放热板对用母细胞溶解酶群和孢子（孢子）的混合液喷雾后的作为分解对象的有机物边加热边搅拌来进行分解。在不具备空气流入的水溶液的环境中，在利用MRE分解液的分解方法（称为MRE干式分解方法）中，对于高温区域的酶的行动，需要将分子伴侣的影响也考虑在内。原因在于，本发明人发现了通过不是嗜热菌的MRE共生菌群等菌群的母细胞溶解酶或孢子，在60℃至70℃的高温区域内也能维持着高分解性这一惊人的事实。但是，母细胞（营养细胞）自身在这种温度下无法长时间生存。

已知赋予酶耐热性的Ⅱ型分子伴侣、支持分子伴侣的前折叠素、以及sHSP（小分子热休克蛋白）等支持型蛋白质具有这样的性质：在高温区域内保护具有各种分解能力的酶群。在高温区域中，孢子由于热休克而容易发芽。由于作为孢子化诱因的σ因子的基因和热休克所释放出的HPS的诱发基因是同类的σ基因，因此在高温区域（60℃至80℃）中，通过孢子化，母细胞溶解酶群被分子伴侣HPS保护起来。HPS等分子伴侣起到使亲油性基团不露在酶外侧的作用，防止了酶发生变性凝缩。酶的反应发生在其内部的亲水基一侧，因此内部温度低，维持了酶反应的能力。在高温状态下，通过菌所提供的ATP或热运动的能量供给，被保护的分解酶在分子伴侣的内部空间恢复为活性状态，此外，在分解对象物质为多孔性的情况中，通过较低温的多孔性中空内的酶发挥其分解能力，能够像嗜热菌那样保持分解能力。

如果分解对象物质中作为营养的有机物很丰富，则发芽的营养细胞的消化酶群和母细胞溶解酶群发挥了协同效果，从而迅速地将有机物分解。在此过程中，通常成为残渣的骨等也能够容易地被分解。另一方面，如果分解对象物质为营养贫乏物质或难分解的纤维状物质，则发芽为营养细胞的菌体再次孢子化，释放并供给母细胞溶解酶群，由此分解能力进一步增强。通过多次重复这种再孢子化过程，能够得到强大的分解能力。以下虽然是溶液中的现象，但在培养液和孢子化后的溶液的分解能力比较实验中，“松茸”及“海鲤的鳞”的分解能力的峰偏向时间轴的后方，据认为是因为存在极微量的残存孢子，由于这些孢子的再孢子化过程，母细胞溶解酶强化，从而使分解能力增强。

接下来，对本发明所利用的含有好氧性革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两者或其中一者的共生菌体的培养方法进行说明，并且对获得含有孢子化后的母细胞溶解酶群的溶液的具体方法进行说明。最初，好氧性革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌等的单一或混合菌群的培养液，是在培养pH为6.0-6.8、培养温度为25℃-30℃、并且通过通气使溶解氧浓度达到0.1mg/L-1.0mg/L的培养条件下，进行液体培养的。作为菌的营养物质，加入鱼粉、米糠、油渣、肉汁以及含有硫酸镁或氧化硅等的矿物质。在混合菌群的情况下，期待构建菌相互间稳定的共生关系。

菌培养稳定后，将处于其营养细胞状态的菌群分离到另外的曝气培养槽中继续培养。然后在分离的曝气培养槽中继续通气（曝气），除氧化硅之外断绝一切营养，使其置于饥饿状态。残留营养物耗尽时，以氮成分的枯竭为诱因开始孢子化（内生孢子化），溶液开始透明化。确认孢子化结束后，停止通气（氧气供给）并短暂静置，不久后孢子（内生孢子）一齐开始沉淀，得到透明的上清液。利用膜对这样得到的上清液进行过滤，得到MRE滤液。为了用于分解能力测试，进一步用0.02μm的过滤器过滤。更加具体的说明在实施例1中示出。

这样得到的MRE分解液通过以下2种方法用于有机物的分解。具体而言，其中一种为利用有机物分解装置的方法，该有机物分解装置利用了曝气槽，另一种为利用干式有机物分解装置的方法。

A）将所得的MRE分解液移入专用的曝气培养槽中，投入作为分解对象物质的有机材料并进行通气，从而进行有机物的分解。此时的通气的作用在于搅拌和给氧化还原酶补给氧气（参照实施例2）。关于用于该方法的装置，培养公知的好氧微生物的曝气槽就足够了。以下将使用了MRE分解液的有机物分解曝气槽称为“MRE曝气槽”。

B）将作为分解对象的有机物投入分解容器中，加热使得温度维持在60℃至85℃、优选在64℃至68℃，同时进行搅拌。此外，将得到的MRE分解液喷洒到上述有机材料中，继续搅拌和加热，进行有机物的分解。也可以在MRE分解液中加入少量在制造MRE分解液的过程中所得到的孢子。在含水率为5%至3%的疏松的超干燥状态下结束分解。以下将使用MRE分解液的这样的装置称为“加热搅拌干式分解装置”，其具体例子于实施例3中示出。

另外，对于上述B），据认为，通过使孢子（内生孢子）混入母细胞溶解酶中，并在高温营养贫乏环境中反复进行发芽和孢子化，由此每次都供给了新的母细胞溶解酶群，从而提高了分解能力（由于分解物整体的温度和营养状态不均一，因此通过搅拌，再孢子化不止1次，而是多次重复进行）。于是，在最终阶段，变为由于自身的作用而超干燥化且不能孢子化的菌消失的状态。可以看出，当将这种最终产物浸入水中进行菌培养时，分解中所使用的菌群消失，只有在分解对象有机材料内部存在的例如凝结芽孢杆菌（コアグランス）之类的厌氧菌好不容易才生存下来。

这里，对于能够实施本发明方法的装置进行说明。尽管本发明的方法可以使用上述加热搅拌干式分解装置来实施，但是用于实施本发明方法的装置并不限于加热搅拌干式分解装置。另外，作为加热搅拌干式分解装置的一个例子，可以列举下面这样的装置。首先在60L的分解槽中设置横轴的旋转轴，该旋转轴上安装了将2个搅拌板成对固定的4个臂，调整搅拌板的倾斜度使得能够均匀搅拌被分解有机物。此外，沿着旋转轴上固定的搅拌板运动的轨迹形成加热板，加热板上设置有可以在60℃至160℃之间进行温度调整的加热器。为了测定被分解有机物的内部温度，在加热板上安装有1个或多个不与搅拌板接触的温度传感器。

通过与发动机连接的减速装置来调整旋转轴，使得每分钟2至5转（优选为4转）。另外，确保分解槽的上部有充分的空间，在其上设置投入被分解有机物的投入口。在其上部空间设置均匀喷洒MRE分解液的喷雾喷嘴。此外，设置喷射喷嘴和排气管，该喷射喷嘴通过空气泵从分化槽的上部沿着壁向下方喷射空气，根据需要将排气管接续到脱臭装置上。

加热这样构成的加热搅拌干式分解装置的加热板，使得被分解有机物达到适当温度（64℃至68℃），在使搅拌板每分钟转3-4次的同时，投入作为分解对象的有机物。此外，在被分解有机物达到适当温度的阶段时，将MRE分解原液50倍稀释后的溶液从喷雾喷嘴以合适的量（此时约1升）喷洒出，开始分解工序。

此外，当利用上述装置对有大量水分涌出的被分解有机物进行分解时，投入流化床。本发明中，虽然对于能够用作流化床的物品没有特别的限定，但是可以使用在上述装置中的分解速度慢的“稻谷壳”、“竹分解物”、“锯木屑”等木质素多的材料。

另外，通过上述加热搅拌干式分解装置分解的所有分解物具有值得描述的特征。与通过利用了菌等的消化酶的有机物分解不同，作为主要使用了与溶酶体相同的酶的有机物分解装置，本发明的加热搅拌干式分解装置的分解物具有以下2个性质。

第一，值得特别注意的是具有“变为超干燥状态”的性质，而且具有将这种状态持续1年以上的特性。与利用其它原理进行的分解物不同，利用加热搅拌干式分解装置的分解物通常会成为含水率为3%至5%的超干燥状态。水分量多的这种分解物也不会超过8%的含水率。而且，可以看出，这种分解物具有以下惊人的性质：当该分解物被水润湿时，尽管被润湿了，但即使在通常的未密闭的仓库中放置1年以上，仍可以保持超干燥状态。

第二，具有“不腐烂”的性质。也可以认为是由第一性质所产生的，由加热搅拌干式分解装置得到的分解物具有完全不生霉、也不会发生由其它细菌导致的腐败以及乳酸菌导致的发酵的特性，并具有即使残留有分解物的臭味也不会招来苍蝇的性质，与利用其它原理的分解物不同。

这里，谈到本发明可以使用的菌，有形成内生孢子（孢子）的好氧性革兰氏阳性菌、好氧性革兰氏阴性菌、以及好氧性嗜热菌这3种。优选使用非病原性菌。

在好氧性革兰氏阳性菌中，有芽孢杆菌（Baccilus）属、芽孢乳杆菌（Sporelactobacillus）属、类芽孢杆菌（Paenibacillus）属、解硫胺素芽孢杆菌（Aneurinibacillus）属、以及高度耐盐嗜碱的大洋芽孢杆菌（Oceanobacillus）属等，具体而言，为包括Bacillus alcel、环状芽孢杆菌（Bacillus cirulans）、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）、巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）、短小芽孢杆菌（Bacilluspumilus）、枯草杆菌（Bacillus subtillis）、苏芸金杆菌（Bacillusthuringiensis）、缓病芽孢杆菌（Bacillus lentimorbus）、蜂房芽孢杆菌（Bacillus alvei）、枯草芽孢杆菌（Bacillus macerans）、多粘芽孢杆菌（Bacillus polymyxa）、苏云金杆菌（Bacillus popilliae）、凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）、嗜热脂肪芽孢杆菌（Bacillusstearothermophilus）、热红芽孢杆菌（Bacillus thermoruber）、蜡样芽孢杆菌（Bacillus acidocaldarius）、酸土脂环酸芽孢杆菌（Bacillusacidoterestris）、环庚烷脂环酸芽孢杆菌（Bacillus aycloheptainicus）、解藻芽孢杆菌（Bacillus alginalyticus）、产氮芽胞杆菌（Bacillusazotoforians）、栗褐芽孢杆菌（Bacillus badius）、巴斯德芽孢杆菌（Bacillus pasteurii）、嗜胺芽孢杆菌（Bacillus aminovrans）、海洋芽孢杆菌（Bacillus marinus）、Bacillus pusteurii、球形芽孢杆菌（Bacillussphaericus）、食苯芽孢杆菌（Bacillus benzoevorans）、苛求芽孢杆菌（Bacillus fastidiosus）、长崎芽胞杆菌（Bacillus nagunoensis）的菌群。

关于好氧性革兰氏阴性菌，可以是丛毛单胞菌（Comamonas）属等具有非病原性产孢子好氧性革兰氏阴性菌性质的菌群。具体而言，有实施例1中使用的脱氮丛毛单胞菌（Comamonas denitrificans）（MK-003）。

关于好氧性嗜热菌，可以是短小芽孢杆菌（Brevibacillus）属、耐热芽孢杆菌（Thermobacillus）属、地芽孢杆菌（Geobacillus）属、作为好酸性高热菌的脂环酸芽孢杆菌（Alicyclobacillus）属和硫化芽孢杆菌（Sulfobacillus）属、解脲芽孢杆菌（Ureibacillus）属、厌氧芽孢杆菌（Anoxybacillus）属等，具体而言，为包括短短芽孢杆菌（Brevibacillus brevis）、嗜热脂肪芽孢杆菌（Bacillusstearothermophilus）、凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）、黄热芽孢杆菌（Bacillus flavothermus）、嗜热芽孢杆菌（Bacillus kaustophilus）、苍白芽孢杆菌（Bacillus pallidus）、施氏芽孢杆菌（Bacillus schlegelii）、史氏芽孢杆菌（Bacillus smithii）、热链形芽孢杆菌（Bacillusthermocatenulatus）、热阴沟芽孢杆菌（thermocloacae）、热脱硝芽孢杆菌（Bacillus thermodenitrificans）、热葡萄苷酶芽孢杆菌（Bacillusthermoglucosidasius）、好热性油田细菌（Bacillus thermoleovorans）、热红芽孢杆菌（Bacillus thermoruber）、热泉芽孢杆菌（Bacillus tusciae）等的菌群。

在本发明的实施方案中，特别使用了作为好氧性革兰氏阳性菌群和革兰氏阴性菌的共生菌群的MRE共生菌。这种菌为PCT/JP2010/001120中所记载的共生菌群，即，构成这种MRE共生菌的5种菌群由作为好氧性革兰氏阳性菌的芽孢杆菌属(Bacillus sp.)(保藏编号FERM BP-11209，识别编号MK-005)、梭形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus fusiformis)(保藏编号FERM BP-11206，识别编号MK-00l)、枯草芽孢杆菌(Bacillus sonorensis)(识别编号MK-004)、梭形芽孢杆菌属(Lysinibacillus sp.)(保藏编号FERM BP-11207，识别编号MK-002)、以及作为好氧性革兰氏阴性菌的丛毛单胞菌属(Comamonas sp.)(保藏编号FERM BP-11208，识别编号MK-003)所形成。

这种MRE共生菌群的特征还在于，其自身为稳定的共生体。例如，已经表明的是，在通常的芽孢杆菌的培养中，在高营养、高密度的条件下丝状化而开始形成稳定集落，与此相对的是，MRE共生菌群即使在7,000个菌体/mL以下这样的培养不稳定的低菌密度下，也可以进行稳定的培养。这种稳定性在高密度时也得到确认。

已经明了的是，从这种MRE共生菌群中得到的母细胞分解酶群的分解能力，不仅在蛋白质分解能力、脂肪酸分解能力、多糖类分解能力方面超过了通常的含有芽孢杆菌的菌体的分解能力，而且还具有能够分解胶原组织等高级的蛋白结构、既存的菌等不分解的油脂类、通常难以分解的蘑菇类等高级的多糖结构和糖蛋白的能力。

此外，还确认了在60℃至75℃这样的高温区域中MRE共生菌群具有活泼多样的分解作用。本发明人发现，在高温区域中，其还具有能够分解短短芽孢杆菌（Brevibacillus brevis）等现有的嗜热菌无法分解的物质，如“豆腐渣”、薯渣、竹、木材等的能力。这种能力是由与溶酶体相同的酶的性质而产生的，该与溶酶体相同的酶具有与消化酶相比在更高的温度区域中活化的特征。

下面将对本发明的酶（MRE）的性质进行说明，作为确定能够通过MRE被分解的有机物的例子，不仅有被一般的消化酶所消化的蛋白质、淀粉和糖原等碳水化合物以及食用油脂，还有下列有机物。

变性酶和结构蛋白等高分子肽的低分子化、氨基酸全部种类的分解、Ⅰ~Ⅴ型胶原的低分子肽化及分解、糖蛋白等的分解。另外，甘油三酯、甘油二酯、甘油单酯、饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、中链脂肪酸、短链脂肪酸、胆固醇酯等脂肪和脂肪酸的分解。此外，硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、硫酸角质素和硫酸软骨素等粘多糖类的分解。鞘脂类、鞘磷脂、神经节苷脂、神经酰胺等鞘脂类的分解。以岩藻糖、甘露糖、唾液酸、N-乙酰基葡糖胺、葡萄糖等为成分的糖链和糖蛋白的分解。这些性质被继承到溶酶体酶群中。

特别是，在一般分解困难的有机物中，作为被确认的利用通常的酵母菌、芽孢杆菌、曲霉菌和各种嗜热菌的营养细胞的分泌酶难以分解或需要较长时间分解，而通过MRE能够分解的有机物的例子，有如下所述的有机物。

作为蛋白质分解能力，具有（1）纤维状的胶原等高级蛋白结构的分解、（2）基底膜等Ⅳ型胶原的高级蛋白结构的分解、（3）分离植物和动物细胞组织的结合，使其分开的能力（细胞外基质的分解作用）、（4）骨、鳞、贝壳、蛋壳、动物牙齿等胶原和磷灰石等的磷酸钙结合后的组织等的分解。

另外，作为多糖类的分解能力，具有（1）甲壳类的几丁质的分解、（2）含有豆腐渣、薯渣、竹、木材等纤维素和木质素的纤维组织的分解、（3）蘑菇类的高级多糖结构和糖蛋白的分解等。

作为脂质分解能力，分解现有的菌等不分解的多种类型的脂肪酸。另外，作为低分子物质的分解能力，具有（1）氨、硫化氢、胺类等恶臭成分的去除、（2）茶叶的儿茶素的分解、（3）辣椒素的分解、（4）染色污泥的色素的分解。但是，在本发明的有机物中，不包含石油等矿物油和以矿物油为原料的产品。需要说明的是，上述有机物只不过示出了由本申请发明的方法分解的有机物的一些例子，不用说作为本申请发明的方法的分解对象的有机物并不限于这些例子。

另外，本发明的技术效果为如下所述的3点：（a）比利用通常的营养细胞进行的发酵的分解速度更快、分解物被更加低分子化、通常难分解物质也可被容易地分解；（b）低分子分解物不被营养细胞吸收而残留下来；（c）当在空气流入的高温区（60℃至70℃）中使用时具有优异的分解能力及超干燥性。

应用了上述内容的本发明的新的有机物分解方法带来产业上有用的2个效果。一个是生成有用物质，另一个是分解不需要物质。

首先，作为有用物质的例子，具有：

A1.“蘑菇”的分解物、A2.“鱼鳞”的分解物、A3.“豆腐渣”的分解物、A4.“竹、疏伐材、稻草”的分解物等。

另外，作为不需要物质的分解物，具有：

B1.猪、鸟、人类、牛等“动物的粪便”的分解、B2.含有除草剂的“残留农药”的分解、B3.“废弃油脂”的分解、B4.“厨余垃圾”等的分解、B5.“染色污泥”的分解等。也可以分解损害珊瑚的“鬼海星”和在被污染的海中出没的“越前水母”。

作为这些分解手段所使用的装置有“MRE曝气槽”和“加热搅拌干式分解装置”等。对于“废弃油脂”的分解，可使用另外的油脂分离器装置。

“蘑菇”的分解物，例如松茸、灵芝、冬虫夏草、白桦茸等在MRE分解液的曝气槽中分解，得到糖链的低分子分解物。这种“蘑菇”分解物的溶液与MRE原液相比，天然免疫活性（IFNα、β的分泌和巨噬细胞活性、NK活性等）要提高20%左右。

“鱼鳞”分解物成为含有胶原、低聚肽的优异的天然免疫活化美容液原料。特别是，大型海鲤的鳞胶原被分解至三肽和寡肽的水平，可以从皮肤直接吸收。广为人知的是，三肽和寡肽具有从皮肤和粘膜吸收的、为氨基酸5倍以上的吸收能力。而且，由于含有通过母细胞溶解酶而产生的菌体分解低分子物质，天然免疫细胞系的朗格汉斯细胞、角化细胞，以及比真皮更深的巨噬细胞和成纤维细胞被活化，促进了黑色素的吞噬以及胶原组织的再构建，因此起到使色斑、雀斑、肤色暗沉、小皱纹、粉刺痕迹等皮肤问题正常化，使肌肤恢复青春的作用。这里需要注意的是，利用通常的菌而产生的低分子分解物被菌的母体吸收而不能残留下来，但是本发明的分解方法可以使三肽和寡肽这样的有用低分子成分残留下来。

已发现“豆腐渣”的分解物可以作为安全的除草剂发挥作用。“豆腐渣”水分很多，含水率约73%，用传统的方法来分解处理比较困难。使用MRE分解液、通过加热搅拌干式分解装置（在空气可以流入的干式容器中安装加热用放热板、并通过搅拌棒对分解对象持续搅拌的装置）来分解时，大约19个小时就能成为水分5%以下的超干燥状态的分解残渣。当将这种纤维质主体的“豆腐渣分解残渣”撒入稻田等时，阻碍作物生长的杂草停止发育，因此其能够成为对人类和生物系统安全的除草剂。特别对于阻碍稻子生长发育的杂草，具有选择性阻碍其生长的性质。

“竹、疏伐材、稻草”的分解物成为有效的酒精原料。将竹、疏伐材、稻草等切成1cm至15cm的长度，使用MRE分解液，通过加热搅拌干式分解装置（在空气可以流入的干式容器中安装加热用放热板、并通过搅拌棒对分解对象物质持续搅拌的装置）来分解时，大约48个小时就变为以纤维素、半纤维素、木质素为主要成分的疏松的粗粉末，或者短针状分解物。这种分解物是利用直接发酵法、酶分解法或超临界流体法制备糖和替代能源的酒精的最佳原料。

“动物的粪便”的分解和菌体的情况一样，通过直接喷洒到粪便上而消失，因此也是有效的，但是当在加热搅拌干式分解装置中使用MRE分解液进行分解时，处理时间可以较短。

例如，已知关于不消化的纤维质多的牛粪，由通常的微生物是难以分解的。但是，当使用本发明的MRE，在加热搅拌干式分解装置中分解牛粪时，大约16个小时就可以使其成为超干燥状态的疏松的粉末残渣。这种残渣可以用于农业、可以用作代替燃料、也可以用于酒精生产。

“废弃油脂”的分解是通过在油脂分离器中滴加MRE分解液来进行的。

“厨余垃圾”的分解的特征在于，与使用菌体进行的厨余垃圾处理机相比，其处理速度快，在15至20个小时就可以得到没有骨等残留物残留的、含水率为6.5%的接近超干燥的残渣，当然厨余垃圾特有的恶臭也被除去。这种残渣可以用于园艺，以及用作作物等的替代堆肥。

对于含有染色污泥的“污泥”的分解，在传统的利用厌氧微生物进行的污水处理中所得到的污泥是有害的，且恶臭非常强。而且，对于染色污泥，特别困扰于没有后处理方法。当在加热搅拌干式分解装置中使用MRE分解液来分解这种含有染色污泥的“污泥”时，在21个小时就会得到超干燥状态（约4.5%）的残渣。由于这种残渣的恶臭消失，且具有泥土气味，因此可以直接用作燃料或者农业用堆肥的替代物。

另外，本发明的天然免疫配体复合物为不具有低聚领域的极性的水溶性低分子，因此具有容易从皮肤渗透的性质，可以用作渗透到真皮的美容液。而且通过将本发明的天然免疫配体复合物涂抹到脸和身体，可以用作天然免疫活性美容液。

天然免疫活性配体复合物具有下列效果：活化表皮上作为巨噬细胞同类的朗格汉斯细胞；促进从被紫外线等破坏的角化细胞中流出的黑色素的吞噬；使色斑消失；恢复晒伤；改善肤色的暗沉使皮肤获得透明感。

另外，在真皮上，通过活化巨噬细胞，使其与成纤维细胞共同交联，从而再构建（重塑）老化的胶原，由此小皱纹消失了，大的皱纹也能够得到改善。此外，巨噬细胞的活化还可以改善粉刺痕迹等。实际上，还观察到白粉刺和脂肪块的缩小。

本发明的配体复合物抑制炎症的性质，包括晒伤时的炎症，以及粉刺和过敏性皮炎的炎症抑制也得到确认。

（实施例）

以下对本申请发明的一个实施方案进行说明。

[实施例1]（用于有机物分解的MRE分解液的制备）

MRE共生菌群的培养采用好氧性革兰氏阳性菌的一般培养方法来进行培养。将1000升水加入到1.2m³的曝气培养槽中，然后进行通气（曝气）。作为营养物质，向该曝气培养槽中加入鱼粉3kg、米糠3kg、油渣1.6kg、肉汁350g，然后加入适量硫酸镁和氧化硅等矿物质。进一步加入菌体，在培养pH为6.0至6.8以及培养温度为25℃至35℃的培养条件下，施加通气（曝气）使得溶解氧浓度达到0.5mg/L至1.2mg/L，并同时对MRE共生菌进行培养。

等菌充分繁殖并稳定后，断绝MRE共生菌群的一切营养以置于饥饿状态下，进一步在15℃至35℃的条件下继续进行通气，以氮成分的枯竭为诱因开始MRE共生菌群的内生孢子化。等培养液的透明度迅速增加时停止通气（供氧），内生孢子一齐开始沉淀，从而得到透明的上清液。再将这样得到的上清液用0.2μm的膜进行加压过滤，从而得到含有母细胞溶解酶的MRE分解液。另外，利用相差显微镜确认孢子化完成之后，可以停止通气。

[实施例2]（利用MRE通气槽进行的“沙丁鱼”的分解）

将实施例1所得到的MRE分解液450mL用10L水稀释，在分解温度为22℃至28℃、pH为6.0至7.0的条件下，将458g（12条）沙丁鱼整个地直接分解。为了实现搅拌目的以及补给氧化还原酶所需的氧，在通气条件下进行搅拌。由于需氧量很少，因此没有用DO计进行检查。在同样的条件下，对培养液和MRE分解液进行了比较。

4天之后，包括“沙丁鱼”的骨在内都被完全分解。当利用加热搅拌干式分解装置来分解同样的“沙丁鱼”时，只需要3小时就能分解并成为超干燥状态。

在培养液中，骨未被完全分解，而得到36g沉淀残渣。在MRE分解液中，成为完全透明的分解液，其沉淀残渣为6.2g，其中99%以上为灰分。该分解液的分析结果为，水分99.8g/100g(减压加热干燥法)、蛋白质不到0.1g/100g（凯式定氮法）、脂质不到0.1g/100g（索氏萃取法）、灰分0.1g/100g(直接灰化法)、碳水化合物不到0.1g/100g（通过计算）、能量0kcal/100g(通过计算)、钠28.3g/100g(原子吸光度法)，由气相色谱法未检测出二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸。

[实施例3]（利用加热搅拌干式分解装置的“牛粪”分解）

粪便的纤维成分多、营养低，因此通过利用通常的微生物的分解方法来分解是很困难的。通过下面这种加热搅拌干式分解装置来分解牛粪。

对于加热搅拌干式分解装置，在60L的分解槽中设置有横轴的旋转轴，在该旋转轴上固定有4个被分为2组的搅拌板，调整搅拌板的倾斜度以能够均匀地搅拌。此外，沿着固定在旋转轴上的搅拌板运动的轨迹形成加热板，设置可将加热板温度调整在60℃至160℃之间的加热器，调节该加热器以使得被加热物为60℃至80℃、优选为64℃至68℃。通过与发动机连接的减速装置来调整旋转轴，使得每分钟2至5转（优选为4转）。在分解槽上部设置喷雾喷嘴，该喷射喷嘴通过空气泵从分化槽的上部向下方吹空气。此外，在分解槽上部设置有均匀喷洒MRE分解液的喷嘴。

将这样构成的加热搅拌干式分解装置的加热板加热到合适的温度，使搅拌板每分钟3至4转，并投入作为分解对象的有机物(本实施例中为牛粪)。然后，首先从喷雾喷嘴中喷出合适量的MRE分解液，从而开始分解工序。

在所述加热搅拌干式分解装置中投入“牛粪”50kg，并投入分解速度慢的“稻壳”7kg作为流化床，边调整分解对象“牛粪”的表面温度使其保持在70℃，边进行搅拌，同时将实施例1中得到的MRE分解液稀释50倍并进行喷洒。16小时后，“牛粪”减少到5kg（减少率为90%），变为含水率3.2%的超干燥状态。“谷壳”也没有保留原形，而是变为疏松的粉末状。

将“牛粪”的残留物在显微镜下观察，为与“谷壳”的分解物相同的纤维质物质。并确认了“谷壳”还可以继续进一步分解。

也明白了猪的粪便和鸡粪也可以用作可简单分解的堆肥。

[实施例4-1]（“海鲤的鳞（鳞胶原）”在MRE曝气槽中的分解和所得到的分解物的有用性）

将实施例1所得到的MRE分解液450mL用10L水稀释，将没有被粉碎的台湾产大型海鲤的鳞420g在分解温度为25℃至32℃、pH为5.8至6.8的条件下直接分解。为了满足氧化还原酶对氧的需求，在通气的情况下进行搅拌。海鲤的鳞不经过任何的粉碎或酸前处理，以原形整体地直接投入到用水稀释过的酶液中。大约60天后，培养液中残留有92g未分解的残渣，但是在MRE分解液中残留有0.6g灰分残渣，几乎完全被分解。

对于来自上述分解液中的胶原的分解肽的分子量，通过使用TSKgel/G2500PW柱的排阻色谱法来测定分子量分布。该分子量分布的测定结果的色谱在图10中示出，当将该分子量分布以与分子量标准品的比较数据来表示时，分子量10,000以上为微量，3000-10,000为1%，1000-3000为微量，500-1000为微量，500以下为99%。在培养液分解中，有用的低分子分解物都被菌的母细胞消化吸收，没有残留。

此外，对本实施例的鳞的分解液中的游离氨基酸进行分析的结果为，氨基酸的含量为检测限以下。这强烈表明该鳞分解液的低分子区域成分是由寡肽构成的。据了解寡肽一般不像氨基酸那样在电荷和极性方面具有强烈的个性，因此容易被皮肤和粘膜吸收，即使是12个氨基酸序列的寡肽，也能进入皮肤的真皮层，从而混入血液。

另外，在鳞胶原的肽中，所含的甘氨酸为3分之1，含有相当量的胶原特有的脯氨酸和羟脯氨酸。这些成分由于能够以寡肽的形态进入真皮，因此不言而喻成为再构建（重塑）皱纹等老化胶原的重要营养材料。将这样得到的鳞分解液用0.02μm的过滤器过滤，所得到的物质用作美容液，结果成为优异的天然免疫活性化美容液。

[实施例4-2]（鳞胶原分解物作为美容液的应用）

本实施例的MRE分解液中含有特愿2009-61956号所记载的“天然免疫配体”。这种“天然免疫配体”使朗格汉斯细胞和角化细胞活化，这两种细胞来自于皮肤表皮中存在的天然免疫细胞。已知朗格汉斯细胞为来自骨髓的与巨噬细胞同类的天然免疫细胞，角化细胞吞噬并分解破坏后流出到细胞外的黑色素。因此，能够改善美容上不受欢迎的色斑和雀斑。角化细胞的活化使皮肤的新陈代谢变得活泼，皮肤细胞恢复青春。另外，由于角化细胞与毛发的成长发育密切相关，因此将上述鳞分解物涂抹到光秃秃的头上时可以观察到毛发浓密生长。

另外，浸透到真皮的天然免疫配体成分使真皮和皮肤毛细血管中存在的巨噬细胞活化。于是，活化的巨噬细胞与成纤维细胞共同协作，并且将鳞胶原的分解成分作为营养物质，进行老化胶原纤维的再构建（重塑）。这样通过重新制作老化且硬化后的真皮层的胶原，真皮层开始恢复青春，对皱纹（特别是小皱纹）和粉刺痕迹等有显著的改善。这种改善的特征在于，不伴随有激光束或维生素A酸疗法那样由炎症带来的疼痛。

像这样将利用了MRE分解液的鳞分解物成分用作美容液的实施例列举如下：

（1）75岁的女性。从事种菜的工作，苦恼于晒伤、皮肤粗糙、小皱纹。1天使用1至3mL。令人惊奇的是，最初使用美容液的瞬时，皮肤就变得白皙，大约1个月后脸整体变白，小皱纹也消失了。6个月后的现在，变成具有光泽的漂亮的普通肤色，因此表示感谢。

（2）58岁的女性。孩童时期由于过敏性皮炎，长期使用类固醇，那时由于登山，脸上出现密集的雀斑。每天早上使用2至3mL用作美容液。几个月后，肤色一定程度上变好，雀斑变稀少。一年之后就变得不醒目，可以简单地通过化妆来遮盖。

（3）72岁的女性。两颊满满地都是细小雀斑或色斑状物。每天早上涂抹3至5mL。一周后脸变干净，大约半年后细小的雀斑状物几乎消失。虽然有若干残存，但是化妆后被掩盖。

（4）45岁的女性。每天早上作为美容液使用3mL。长年两颊的肝斑状色斑在半年后变得稀薄。

（5）50多岁的女性。每天早上使用3mL左右。大约3个月后，成为细小的小皱纹完全消失、稀薄的色斑也被去除的肤色白皙具有光泽的肌肤。

（6）60多岁的女性。每天早上使用2至3mL。3个月左右眼角的小皱纹就消失了，1年左右时，曾经在眼睛和太阳穴之间具有的多数白色细小的脂肪块不知道何时消失了。

（7）21岁的男性，每天早上涂抹3至5mL到额和脸颊上的严重的“黑头粉刺”。第2天开始到第4天，炎症得到相当治愈，1周时化脓就被抑制。1个月时粉刺就变得不醒目了。

（8）23岁的女性，粉刺痕迹的红色变为色斑，每天一照镜子就变得很忧郁。每天涂抹2至3mL这种美容液。第二天确实感到有好转，第二周时顽固的粉刺痕迹变得稀薄，即使不用遮瑕霜皮肤也很好。毛孔也变小了。

（9）在100人中使用了这种美容液，有82人的皮肤变得有光泽，肌肤纹理变得细腻，肌肤透明感增加，并且变得易于上妆。

[实施例5]（使用MRE曝气槽的松茸、灵芝等蘑菇类的多糖体（高分子糖链）等的分解及其分解物的有用性）

将60%松茸和40%灵芝在热水中煎60分钟，获得其提取物。

将4.8L的煎煮所得提取物加入到200mL的实施例1的MRE分解液中，在分解温度为25℃～32℃、pH为5.8～6.8的条件下，利用通气，在搅拌的同时进行分解。10天左右液体完全变为透明状态，停止通气后，迅速产生沉淀，有12g沉淀残渣。对上清液分析的结果是，多糖体（高分子糖链）被分解为600~2000Da（相当于2~12个单糖）的低分子糖链。完全没有使用柠檬酸等酸。

在将这样所得到的溶液用0.02μm的过滤器过滤后的滤液用作天然免疫配体饮料的情况下，获得了与传统的天然免疫配体饮料（参照特愿2009-61956号）相比，效果大约高20%的天然免疫活性。其原因在于，获得了巨噬细胞活性升高23%的结果。

[实施例6]（使用了加热搅拌干式分解装置的“豆腐渣”的分解及其分解物的实用性）

用加热搅拌干式分解装置来分解通常情况下由于水分多、纤维质多、营养贫乏，因此利用包括芽孢杆菌和嗜热菌在内的现有的微生物难以分解的“豆腐渣”。

在加热搅拌干式分解装置中投入“豆腐渣”28kg，边调整分解对象物质的表面温度使其保持在65℃至70℃的范围，边进行搅拌，将实施例1中得到的MRE分解液580mL用3.5L水稀释后所得到的溶液喷洒到分解对象上。由于纤维成分多，没有使用“稻壳”那样的流化床。在大约28小时后，含水量为74%的“豆腐渣”变为含水率3.2%的超干燥状态，残渣变为6kg。当用显微镜观察残渣时，全是纤维质。

另外，还已知的是，在稻子插秧的同时喷洒该“豆腐渣分解残渣”，阻碍稻子生长发育的杂草就不生长了。可以看出没有必要喷洒除草剂，作为取代了有害除草剂的无害除草剂，也可以用于稻子以外的植物。

[实施例7]（“竹、疏伐材、稻草”等的分解及其分解物的实用性）

可以使用加热搅拌干式分解装置来分解其处理成为问题的竹、疏伐材、稻草等，来制备用于酒精生产的优异原料。另外，竹子等的分解生成物发酵后也可以用作堆肥。

将竹、稻草、杂草切成1cm左右，疏伐材切成10cm左右，将52kg竹、疏伐材、稻草以重量比率为1:1:1的比例投入到加热搅拌干式分解装置中。装置启动后，喷洒被稀释6倍的MRE分解液。

大约经过48小时，得到含水率为3.8%的超干燥状态的粉末状残留物3.3kg（6.3%）。

分析该残留物，为纤维素43.1%、半纤维素12.6%、木质素25.2%。纤维素和半纤维素以及木质素可以利用微生物发酵、酶分解、或者超临界流体直接或间接地转化为酒精燃料。这样本实施例的残留分解物就成为制造糖和酒精的优异原料。另外，也可以将这些残渣固化成片，直接用作燃料，或者也可以将这些残渣固化以用作建筑材料。

[实施例8]（直接使用MRE分解液的实施例）

（1）将MRE分解液用水稀释20倍，喷洒到鸡粪上盖上薄层，以进行分解。鸡粪的恶臭立即消失，鸡粪的重量降为35%。另外，完全分解需要20天。关于猪的粪便也是同样的。

（2）常温区域中的分解：将5kg牛粪堆放在户外，将MRE分解液用水稀释5倍，取5L直接喷洒到牛粪上。喷洒后臭气马上消失，牛粪的体积减少20%左右。1个月时几乎完全分解。

（3）向饲养锦鲤的5m³鱼槽中，喷洒5L MRE分解液。鱼槽壁上附着的脏物掉落，饵料的残渣和粪便被分解，过滤器不再堵塞。水槽中的锦鲤散发活力，食欲也变得旺盛。

[实施例9]（食用油脂和脂肪酸的分解）

向1m×1m、深60cm的油脂分离器安装曝气装置，并进行通气。对应于所分解油脂的性质以及量，1天滴下30mL至50mL的MRE分解液，由此可以连续地分解食用油脂和脂肪酸。

[实施例10]（使用加热搅拌干式分解装置的厨余垃圾的分解）

在加热搅拌干式分解装置中投入“厨余垃圾”，将MRE分解液稀释10倍并喷洒，恶臭消失，虽然内含物不同，但是在3小时至20小时内都能被分解为疏松的超干燥状态的粉末残渣。这种残渣即使放置1年也不会腐败，而且，也可以分解贝壳、鱼或动物的骨、螃蟹壳、蛋壳、鸟的羽翼、竹笋的皮等。此外，在环境问题方面难以处理的水母、刺冠海星也能被简单地分解。

[实施例11]（含有染色污泥的“污泥”的分解）

通过加热搅拌干式分解装置，将作为污水的微生物处理残渣的“污泥”分解。特别是利用厌氧微生物进行污水处理后的污泥散发恶臭，后处理存在困难，而且染色污泥含水量多，用传统的技术难以进行后处理。

向加热搅拌干式分解装置中投入40kg“染色污泥”，追加投入4kg“稻壳”作为流化床。边调整分解对象物质的表面温度使其保持在65℃至70℃的范围内，边对其继续进行搅拌，将实施例1中得到的MRE分解液220mL喷洒到分解对象物质上。

大约21小时后，“染色污泥”就变为含水率4.3%的干燥状态，除去稻壳重量，残渣为7.12kg（分解率82.2%）。通过显微镜对染色污泥的残渣进行观察时，观察到残渣颗粒相当细小。染色污泥的恶臭也消失了，色素也被大量分解。

另外，不言而喻的是，本发明可以进行各种变形，并不局限于上述实施方案，可以在不改变发明要旨的范围内进行各种变形。

Claims (10)

1.一种分解有机物的方法，其特征在于，具有以下工序：

准备作为分解对象的有机物的工序；以及

对所述有机物施用母细胞溶解酶群的工序，其中所述母细胞溶解酶群是伴随着产孢子好氧细菌的孢子形成而在细胞溶解中生成的，所述产孢子好氧细菌为MRE共生菌群。

2.权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述方法还具有对所述有机物施用孢子的工序，其中所述孢子是通过所述产孢子好氧细菌的孢子形成而生成的，

并且所述孢子通过发芽和再孢子化，生成母细胞溶解酶群。

3.权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述作为分解对象的有机物浸渍到含有所述母细胞溶解酶群和/或孢子的分解溶液中，并通过对该溶液通气而将所述有机物分解。

4.权利要求3所述的方法，其特征在于，所述作为分解对象的有机物选自灵芝、松茸、冬虫夏草、白桦茸、鱼鳞所构成的组，并且它们的分解生成物用作天然免疫活性组合物。

5.权利要求4所述的方法，其特征在于，所述作为分解对象的有机物为鱼鳞，该鱼鳞的分解生成物用作天然免疫活性美容液。

6.权利要求2所述的方法，其特征在于，在60℃至80℃的条件下，在空气存在下，对所述作为分解对象的有机物进行搅拌，并且对其喷洒含有所述母细胞溶解酶群和/或孢子的分解溶液，从而使其分解。

7.权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还具有将选自由谷壳、锯木屑构成的组中的木质素含量高的物质用作流化床的工序。

8.权利要求6所述的方法，其特征在于，使用了这样的装置来进行，该装置具有：

分解槽，所述分解槽以如下方式构成：具有横轴的旋转轴，在该旋转轴上设置有固定有搅拌板的1个或多个臂，并且沿着所述搅拌板运动的轨迹形成加热板；

加热器，其将所述加热板的温度调节在60℃至160℃；以及

喷嘴，其设置在所述分解槽的上部，并且喷洒含有所述母细胞溶解酶群和/或孢子的分解溶液。

9.权利要求6所述的方法，其特征在于，所述作为分解对象的有机物为豆腐渣，该豆腐渣的分解生成物用作除草剂。

10.权利要求6所述的方法，其特征在于，所述作为分解对象的有机物为至少含有木质素和纤维素的材料，该材料的分解生成物用作酒精原料。