JP2002096091A

JP2002096091A - 油脂分解組成物及び油脂分解方法

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Publication number: JP2002096091A
Application number: JP2000287243A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Matsumoto; 聰松本; Kinichi Kawamura; 欽一川村; Tetsuo Ito; 哲生伊藤; Kenjiro Fujii; 健二郎藤井; Kazuhide Ebine; 一秀恵比根
Original assignee: KOMATSUGAWA KAKOKI KK; Hitachi Ltd
Current assignee: KOMATSUGAWA KAKOKI KK; Hitachi Ltd
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2002-04-02

Abstract

(57)【要約】【課題】微生物の固体培養系で高濃度の油脂を処理す
る方法、当該微生物の安定化した培養系、及び当該微生
物の提供。【解決手段】比較的高温で好気的に油脂を分解し得る
複数の微生物、好適にはロドコッカス属、ストレプトマ
イセス属、及び／またはスタフィロコッカス属に属する
微生物複数種を固相担体に固定し、油脂と接触させ、集
積培養することを特徴とする油脂分解方法を提供する。

Description

【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
て微生物を用いて油脂を処理する組成物及び方法に関す
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、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、自然浮上或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】

【発明が解決しようとする課題】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では、シュ
ードモナス・エスピーおよびアシネトバクター・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、倍養系全体に広がり、系の安定
化を図ることが困難である。本発明の目的とするところ
は、１〜３％以上と濃度の高い油脂を、微生物の固体倍
養系で複数菌種を用いて混合培養系とし、コメタボリズ
ムを発揮させて処理する方法、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。

【０００６】

【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（Rhodococcus）属、ストレプトマイセス（Strepto
myces）属、スタフィロコッカス（Staphylococcus）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、これらを固体培養系に
おいて油脂と接触させることにより、非常に効率よく油
脂を分解できることを見出し、本発明を完成させた。

【０００７】すなわち、本発明は、以下の（１）〜（１
５）を提供する。（１）比較的高温で好気的に油脂を分解し得る複数種
の微生物を固相担体に固定した、油脂と接触させる集積
培養のための油脂分解用組成物。（２）複数種の微生物がプシュードモナス・エアルギ
ノーザ(Psuedmonas aeruginosa)を含まないものであ
る、上記（１）に記載の組成物。（３）複数種の微生物が、ロドコッカス属、ストレプ
トマイセス属、及び／またはスタフィロコッカス属に属
する微生物を含むものである、上記（１）または（２）
に記載の組成物。（４）固相担体が珪藻土セラミック多孔体である、上
記（１）から（３）のいずれかに記載の組成物。（５）比較的高温で好気的に油脂を分解し得る複数種
の微生物を固相担体に固定し、油脂と接触させ、集積培
養することを特徴とする、油脂分解方法。（６）複数種の微生物がプシュードモナス・エアルギ
ノーザを含まないものである、上記（５）に記載の方
法。（７）複数種の微生物が、ロドコッカス属、ストレプ
トマイセス属、及び／またはスタフィロコッカス属に属
する微生物を含むものである、上記（５）または（６）
に記載の方法。（８）固相担体が珪藻土セラミック多孔体である、上
記（５）から（７）のいずれかに記載の方法。（９）前記油脂と接触させる工程を２６〜３７℃の範
囲で行う、上記（５）から（７）のいずれかに記載の方
法。（１０）前記油脂と接触させる工程において、栄養分
としてポリペプトン及び窒素：リン：カリウムの重量比
が５：１０：５の栄養液を使用する、上記（５）から
（７）のいずれかに記載の方法。（１１）前記油脂と接触させる工程において、基質の
Ｃ／Ｎ比を８〜１０として行う、上記（５）から（７）
のいずれかに記載の方法。（１２）比較的高温で好気的に油脂を分解し得る、ス
トレプトマイセス属に属する微生物。（１３） HKT-ストレプトマイセス・エスピー０１（HK
T-Streptomyces sp.01(FERM P-17862)）である、上記
（１２）に記載の微生物。（１４）比較的高温で好気的に油脂を分解し得る、ス
タフィロコッカス属に属する微生物。（１５） HKT-スタフィロコッカス・エスピー（HKT-St
aphylococcus sp.01(FERM P-17861)）である、上記（１
４）に記載の微生物。

【０００８】

【発明の実施の形態】本明細書中で用いられる用語「油
脂」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、魚油等を含む油脂を
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。用語「比較的高温」とは約２０
〜４５℃の範囲の温度をいい、本発明で使用する微生物
が盛んに油脂を分解する温度である。

【０００９】本発明において使用する微生物は、人体及
び環境に有害でない土壌細菌であって、上記比較的高温
で好気的に油脂を分解するものが好ましい。例えば、ア
ロフェン質黒ボク土から分離して得られる、ロドコッカ
ス属、ストレプトマイセス属、及び／またはスタフィロ
コッカス属に属する微生物が挙げられ、これらは単独に
おいても油脂に対して高い分解率を示すが、２以上の複
数種を併用することにより、更に高い分解率を得ること
ができる。上記複数種の微生物の併用比率は特に限定さ
れず、それぞれほぼ同数で使用しても良いが、単独にお
ける分解活性が特に高いロドコッカス属に属する微生物
を多く使用するのが好ましい。しかしながら、この微生
物の相対比率は、油脂の分解の進行と共に変動し得る。

【００１０】本発明者等は、土壌から本発明の使用に特
に好ましい上記各属の微生物を分離し、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（HKT-ロド
コッカス・エスピー０１(FERM P-17491)）、及び平成１
２年５月１８日（HKT-ストレプトマイセス・エスピー０
１(FERM P-17862)、HKT-スタフィロコッカス・エスピー
０１(FERM P-17861)）付けで寄託している。上記HKT-ロ
ドコッカス・エスピー０１(FERM P-17491)、HKT-ストレ
プトマイセス・エスピー０１(FERM P-17862)、及びHKT-
スタフィロコッカス・エスピー０１(FERM P-17861)の菌
学的性質を表１に示す。

【００１１】

【表１】

【００１２】本発明において使用する微生物は、更に、
いわゆる破傷風菌といわれる、人体に害のある菌である
プシュードモナス・エアルギノーザを含まないことが好
ましい。

【００１３】本発明の微生物を固定するための固相担体
としては、微生物の固定に使用可能なものであればいず
れでも良く、特に限定されるものではない。担体の形状
は球状または円柱状が好適であり、粒径は0.3〜2.8ｍ
ｍ、特に0.3〜1.2ｍｍが好ましい。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の細孔を有するも
のが好ましい。本発明において使用し得る担体として、
例えば珪藻土セラミック多孔体、活性炭等を挙げること
ができ、特に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は、例えは商品名ラジオライト（昭
和化学工業株式会社）として市販されているものを入手
することができる。

【００１４】珪藻土セラミック多孔体は以下の物理化学
性、化学組成を有する：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化学組成：ＳｉＯ₂ ：８５.２％Ａｌ₂Ｏ₃：５.５％Ｆｅ₂Ｏ₃：１.９％ＣａＯ：０.９％ＭｇＯ：０.２％Ｋ₂Ｏ：０.５％Ｎａ₂Ｏ：５.５％

【００１５】本発明において、上記複数の微生物の上記
固相担体への固定は、微生物の固定化法として通常使用
されている方法を用いれば良く、特に限定されるもので
はない。また、本発明においては、微生物ごとに固定し
た担体を併用しても良く、また微生物が混合した状態で
固定した担体を使用しても良い。

【００１６】本発明に用いる微生物は固相担体に固定し
た状態で固体培養系にて培養する。炭素源としては本微
生物が同化し得るものならいずれでもよい。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（株式
会社ハイポネックスジャパン）等が利用されうる。本発
明においては、基質となる油脂を含み、微生物の活性を
第一に制限している有機炭素が豊富にあるのに対して、
次に制限要因となる窒素分の不足を解消するため、好ま
しくは油脂添加後、Ｃ／Ｎ比が８〜１０程度に調整され
る必要がある。本発明において好適に使用されるポリペ
プトン及びハイポネックス（株式会社ハイポネックスジ
ャパン）のＣ／Ｎ比はそれぞれ９．１及び９．０であ
る。また、窒素の次に制限要因となるリン分を補うため
に、好ましくは、ハイポネックス（株式会社ハイポネッ
クスジャパン）、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が良く、特に窒素：リン：カリウ
ムの重量比が５：１０：５のものが好ましい。ポリペプ
トンは、カゼインを酵素分解して得られたアミノ酸を含
み、微生物培養試薬として用いられること等から、その
分解によって微生物の生育が良好になると考えられる。
本発明においては、特にポリペプトンと窒素：リン：カ
リウムの重量比が５：１０：５の栄養液を併用すること
が好適である。培地のｐＨは６〜８.５である。

【００１７】集積培養のための温度は２０℃〜４５℃、
好ましくは２６〜３７℃程度である。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、湿度に関
しては、水分が多くなりすぎて飽和状態になると酸素の
供給が減り、結果的に分解が低下することになるため、
ラジオライトに吸収できる程度の湿度であれば良い。本
発明の油脂分解用組成物を油脂と接触させ、集積培養す
る場合、培地の油脂含有率は少なくとも１重量％であ
り、３重量％以上、さらには５重量％の高濃度であって
も処理が可能である点が本発明の特徴の一つである。

【００１８】本発明の油脂分解用組成物は、上記温度範
囲において培養させると培地中の油脂分を分解する。油
脂分解効率は、例えば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、
蒸留水を加え、更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。例えば48時間、37℃で培養し油脂残存量を測定した
上で、分解率を算出する。以下の試験例及び実施例によ
り本発明を更に詳細に説明するが、これらは本発明を何
ら限定するものではない。

【００１９】

【実施例】試験例油脂分解効率の算出５０ｍＬビーカーに、滅菌水７ｍＬ、ポリペプトン０．
２５ｇ、ハイポネックス（ハイポネックスジャパン、
Ｎ：Ｐ：Ｋ＝５：１０：５）０．２５ｇ、植物油０．２
５ｇ（２％に相当）を加えた。さらに、滅菌水に懸濁さ
せた菌（HKT-ロドコッカス・エスピー０１(FERM P-1749
1)、HKT-ストレプトマイセス・エスピー０１（FERM P-1
7862）、及びHKT-スタフィロコッカス・エスピー０１(F
ERM P-17861)；菌濁度Ｏ．Ｄ．₆₀₀＝０．５）を５ｍＬ
加えた。以上を混合した後、ラジオライト（昭和化学工
業株式会社）を１０ｇ入れた。この条件下において、基
質のＣ／Ｎ比は約９．０であった。ミクロスパーテルで
攪拌後、水分の蒸発を防ぐためＮＯ．６のろ紙でふたを
した（好気的条件）。各ビーカーを３７℃恒温室にて４
８時間インキュベート後、ビーカーの内容物を２８×１
００ｍｍの円筒ろ紙に詰めた。円筒ろ紙をSoxhlet脂肪
抽出器にセットし、抽出媒体としてヘキサンを用いて１
２時間抽出し、抽出液をナス型フラスコに回収した。直
ちにロータリーエバポレーターを用いヘキサンを蒸発さ
せ、さらに１２時間放置することで残ったヘキサンを完
全に取り除いた。ナス型フラスコの重量を測り、はじめ
の重量との差から残留油脂量を測定し、はじめに加えた
油脂量との比較から分解率を算出した。

【００２０】２連で試験を行い、その結果、各株による
植物油に対する分解率は、HKT-ロドコッカス・エスピー
０１(FERM P-17491)は８１．２％、HKT-ストレプトマイ
セス・エスピー０１（FERM P-17862）は５２．２％、HK
T-スタフィロコッカス・エスピー０１(FERM P-17861）
は２３．7％と高い分解率を示し、油脂分解菌であるこ
とを示した。

【００２１】実施例１ロドコッカス属とスタフィロコッカス属微生物を用いた
油脂分解試験ラジオライト（昭和化学工業株式会社）１０ｇの重量を
正確に秤量し、栄養源としてポリペプトン０．２５ｇ及
びハイポネックス（ハイポネックスジャパン）０．２５
ｇを添加し、油脂分解微生物としてHKT-ロドコッカス・
エスピー０１(FERM P-17491)とHKT-スタフィロコッカス
・エスピー０１(FERM P-17861)を用いた。片方の菌株の
みを１ｍＬ（菌濁度Ｏ．Ｄ．₆₀₀＝０．５）加えた系、
両菌株とも０．５ｍＬづつ加えた混合系（細胞数比率
１：１）について、オレイン酸０．２５ｇ（２％に相
当）の分解率を測定した。好気的条件下で４８時間、37
℃で培養し、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連で行った。この条件下において、
基質のＣ／Ｎ比は約９．０であった。

【００２２】その結果、HKT-ロドコッカス・エスピー０
１(FERM P-17491)のみのとき、HKT-スタフィロコッカス
・エスピー(FERM P-17861)のみのときのオレイン酸の分
解率は、それぞれ５１％、４３％であったが、両株菌を
混ぜた系では６５％と単一菌による分解よりもはるかに
分解率が高いことが示された。

【００２３】同様に、HKT-ロドコッカス・エスピー０１
(FERM P-17491)及びHKT-ストレプトマイセス・エスピー
(FERM P-17862)を混合した系、これら３種の菌を混合し
た系においても、単独で用いた系と比較して高い分解率
を示し、複数種の微生物を固相担体に固定した本発明の
油脂分解用組成物が単一種の微生物を固定した組成物よ
りも、油脂分解においてより有効であることが示され
た。

【００２４】

【発明の効果】本発明により、比較的高温で油脂を分解
するロドコッカス属、ストレプトマイセス属、及び／ま
たはスタフィロコッカス属に属する微生物、及びそれを
用いる油脂分解組成物及び油脂分解方法が提供され、特
に油脂含有廃水中の油脂を効率的に減少させることが可
能となる。

【００２５】本方法は、従来の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、複数種の微生
物を接種できることから、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。本発明は、油脂分を含んだ
廃水の処理、生ごみ処理装置等に広く利用され得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｎ 11/14 11/14 (Ｃ１２Ｎ 1/00 Ｓ //(Ｃ１２Ｎ 1/00 Ｃ１２Ｒ 1:44）Ｃ１２Ｒ 1:44） (Ｃ１２Ｎ 1/00 Ｓ (Ｃ１２Ｎ 1/00 Ｃ１２Ｒ 1:465）Ｃ１２Ｒ 1:465） (Ｃ１２Ｎ 1/00 Ｓ (Ｃ１２Ｎ 1/00 Ｃ１２Ｒ 1:01）Ｃ１２Ｒ 1:01） (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ａ (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:44）Ｃ１２Ｒ 1:44） (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ａ (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:465）Ｃ１２Ｒ 1:465） (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ａ (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:01）Ｃ１２Ｒ 1:01） (Ｃ１２Ｎ 11/14 (Ｃ１２Ｎ 11/14 Ｃ１２Ｒ 1:44）Ｃ１２Ｒ 1:44） (Ｃ１２Ｎ 11/14 (Ｃ１２Ｎ 11/14 Ｃ１２Ｒ 1:465）Ｃ１２Ｒ 1:465） (Ｃ１２Ｎ 11/14 (Ｃ１２Ｎ 11/14 Ｃ１２Ｒ 1:01）Ｃ１２Ｒ 1:01）Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＤ (72)発明者川村欽一東京都千代田区岩本町１丁目10番５号小松川化工機株式会社内 (72)発明者伊藤哲生東京都千代田区岩本町１丁目10番５号小松川化工機株式会社内 (72)発明者藤井健二郎東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所産業機器グループ内 (72)発明者恵比根一秀東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所産業機器グループ内Ｆターム(参考） 4B033 NA02 NA12 NB12 NB23 NB27 NB62 NB68 NC04 ND04 ND08 ND10 4B065 AA45X AA50X AA53X AC02 BB10 BB22 BC03 BC05 BC10 BC42 CA55 4D004 AA03 AB02 CA19 CC07 CC08 DA02 DA03 DA06 4D040 DD03 DD12 DD31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】比較的高温で好気的に油脂を分解し得る
複数種の微生物を固相担体に固定した、油脂と接触させ
る集積培養のための油脂分解用組成物。
【請求項２】複数種の微生物がプシュードモナス・エ
アルギノーザ(Psuedmonas aeruginosa)を含まないもの
である、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】複数種の微生物が、ロドコッカス(Rhodo
coccus)属、ストレプトマイセス（Streptomyces）属、
及び／またはスタフィロコッカス(Staphylococcus)属に
属する微生物を含むものである、請求項１または２に記
載の組成物。
【請求項４】固相担体が珪藻土セラミック多孔体であ
る、請求項１から３のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項５】比較的高温で好気的に油脂を分解し得る
複数種の微生物を固相担体に固定し、油脂と接触させ、
集積培養することを特徴とする、油脂分解方法。
【請求項６】複数種の微生物がプシュードモナス・エ
アルギノーザを含まないものである、請求項５に記載の
方法。
【請求項７】複数種の微生物が、ロドコッカス属、ス
トレプトマイセス属、及び／またはスタフィロコッカス
属に属する微生物を含むものである、請求項５または６
に記載の方法。
【請求項８】固相担体が珪藻土セラミック多孔体であ
る、請求項５から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】前記油脂と接触させる工程を２６〜３７
℃の範囲で行う、請求項５から７のいずれか１項に記載
の方法。
【請求項１０】前記油脂と接触させる工程において、
栄養分としてポリペプトン及び窒素：リン：カリウムの
重量比が５：１０：５の栄養液を使用する、請求項５か
ら７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】前記油脂と接触させる工程において、
基質のＣ／Ｎ比を８〜１０として行う、請求項５から７
のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】比較的高温で好気的に油脂を分解し得
る、ストレプトマイセス属に属する微生物。
【請求項１３】 HKT-ストレプトマイセス・エスピー０
１（HKT-Streptomyces sp.01(FERM P-17862)）である、
請求項１２に記載の微生物。
【請求項１４】比較的高温で好気的に油脂を分解し得
る、スタフィロコッカス属に属する微生物。
【請求項１５】 HKT-スタフィロコッカス・エスピー０
１（HKT-Staphylococcus sp.01(FERM P-17861)）であ
る、請求項１４に記載の微生物。