JP2002253215A - 過酸化水素耐性微生物による過酸化水素含有廃水の処理法 - Google Patents
過酸化水素耐性微生物による過酸化水素含有廃水の処理法Info
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Abstract
および微生物産生酵素による強力な過酸化水素含有廃水
中の過酸化水素の除去法の提供。 【解決手段】 過酸化水素耐性能を持ち高い過酸化水素
分解活性を有するイグジォバクテリウム(Exiguobacteri
um)属・T-2-2細菌株並びにイグジォバクテリウム(Exigu
obacterium)属に属し、過酸化水素耐性を持ち高い過酸
化水素分解活性を有する微生物の菌体そのもの、菌体抽
出液若しくは培養液を過酸化水素を含む液体と接触させ
ることを含む過酸化水素の分解法。
Description
微生物産生酵素による強力な過酸化水素含有廃水中の過
酸化水素の除去法に関するものである。過酸化水素は、
半導体産業界においては半導体ウエハーのエッチング、
洗浄に用いられている他、繊維の晒しの工程、紙の漂
白、脱墨、食品工業においては無菌充填関連プラントの
殺菌、洗浄等に広く使用されてきた。本発明による過酸
化水素処理法により上記産業廃水中の過酸化水素の処理
が極めて高効率に行うことが可能である。
れているが、使用後廃水中に高濃度に含まれる。過酸化
水素の分解法としては、水による希釈、貝殻等を利用し
た曝気法、オガクズを利用した生物処理法などの対策が
とられてきたが、何れも広大な処理設備を必要とした
り、速度が遅い等の問題点があり、有効な方法とは言い
がたいものであった。重亜硫酸ナトリウム等の還元剤と
接触させる方法があるが、過酸化水素濃度を分析し当量
を添加添加しなければならないことと、過剰に添加した
場合還元剤が残留する欠点があり、汎用性、操作性の点
で問題があり必ずしも有効な方法とは言いがたい。一方
カタラーゼによる酵素法による過酸化水素の分解は、方
法自体において汎用性、操作性、効率の面でも非常に優
れた方法ではあるが、唯一の問題としてコストが高く、
必ずしも幅広い業界で使用し得るものではなかった。
れているカタラーゼは細菌の一種であるMicrococcus lu
teus (lysodeikticus)、カビの一種であるAspergillus
nigerおよびThermoascusauranticus由来のものである。
これらの生物種から得られるカタラーゼは比較的温度安
定性には優れているが、Micrococcus luteus以外のもの
はあまり酵素一分子あたりの活性が高くない。従って現
在のカタラーゼの価格はカタラーゼという酵素をより広
く産業界で使用可能なほど低価格ではない。そこで本発
明においては酵素活性ユニット当たりのコストを下げる
ことを目的としている。本発明は、このような観点から
なされたものであり、カタラーゼの酵素活性ユニット当
たりのコストを下げることを可能にする微生物を提供す
ることを課題とする。
題を解決するために、本発明においては従来知られてい
るカタラーゼよりも細胞抽出液のカタラーゼの比活性お
よび総カタラーゼ活性量が高い特徴を持つ微生物菌体そ
のものもしくは細胞抽出液を直接廃水中の過酸化水素除
去に使うことにより、酵素精製にかかるコストをおさえ
ることが可能であると伴に酵素活性の面のみにおいても
酵素活性ユニット当たりのコストを下げることが可能で
あることを見いだした。
リウム(Exiguobacterium)属に属し、強度の過酸化水素
分解活性を示す菌株を培養し、得られた菌体を直接過酸
化水素含有廃水中に投入し、過酸化水素を分解する方法
であり、本願第2の発明はイグジォバクテリウム(Exiguo
bacterium)属に属し、強度の過酸化水素分解活性を示す
菌株を培養し、得られた菌体を物理的あるいは化学的に
処理して得られる菌体抽出物を直接過酸化水素含有廃水
中に投入し、過酸化水素を分解する方法である。
性を有するイグジォバクテリウム(Exiguobacterium)属
・T-2-2細菌株、(2) 受託番号FERM P-18203である
(1)の細菌株、(3) イグジォバクテリウム(Exigu
obacterium)属に属し、過酸化水素耐性を持ち高い過酸
化水素分解活性を有する微生物の菌体そのものを過酸化
水素を含む液体と接触させることを含む過酸化水素の分
解法、(4) イグジォバクテリウム(Exiguobacteriu
m)属に属し、過酸化水素耐性を持ち高い過酸化水素分解
活性を有する微生物から得られた細胞抽出液を過酸化水
素を含む液体と接触させることを含む過酸化水素の分解
法、(5) イグジォバクテリウム(Exiguobacterium)
属に属し、過酸化水素耐性を持ち高い過酸化水素分解活
性を有する微生物の培養液を過酸化水素を含む液体と接
触させることを含む過酸化水素の分解法、(6) 細菌
の菌体タンパク質当たりの過酸化水素分解活性が、5000
U/mgタンパク質以上である(3)〜(5)のいずれかの
方法、及び(7) 細菌の菌体タンパク質当たりの過酸
化水素分解活性が、10000U/mgタンパク質以上である
(3)〜(5)のいずれかの方法。以下、本発明を詳細
に説明する。
性能を有し高い過酸化水素分解活性を有するイグジォバ
クテリウム(Exiguobacterium)属の細菌株であり、イグ
ジォバクテリウム(Exiguobacterium)属・T-2-2株が挙げ
られる。またこれらの菌株の変種又は変異株でもよい。
解活性を有するイグジォバクテリウム(Exiguobacteriu
m)属の細菌株は、菌株を過酸化水素を含有する条件下で
培養し増殖することを指標に、さらにその菌体そのもの
又は菌体抽出液を、過酸化水素溶液に添加し過酸化水素
を分解する活性を指標に選択することができる。過酸化
水素耐性は、例えば培養した菌株液に一定濃度の過酸化
水素を添加し、一定時間後の生菌数をカウントすること
により試験することができる。過酸化水素を分解する活
性は通常行われているカタラーゼの活性測定法により行
うことができる。例えば、菌体を破壊し遠心分離により
未破壊の菌体を取り除いた菌体抽出液を適当な緩衝液を
混合した過酸化水素溶液と混合し、分光光度計により過
酸化水素濃度の減少を測定することにより、過酸化水素
を分解する活性を調べることができる。過酸化水素を分
解する活性は、例えば20℃にて1分間に過酸化水素を1μ
mol分解する活性を1単位(1U:ユニット)として表す
ことができる。菌体抽出液中の単位タンパク質当たりの
過酸化水素を分解する活性を比較することにより所望の
細菌株を得ることができる。さらに一定数の細菌中から
の菌体抽出液中の全活性量(S活性値)によって選択
し、所望の細菌株を得ることができる。
中のタンパク質1mg当たりの活性値が2000Uを超えるもの
が好ましく、さらには5000Uを超えるもの、特には10000
Uを超えるものが好ましい。
terium) T-2-2株は本発明者が北海道留萌市の食品加工
場より分離した菌株であり、過酸化水素溶液に添加し過
酸化水素を分解する活性を指標に選択した。その細菌学
的性質は下記の通りである。 (1)形態学的特性 グラム染色:陽性 芽胞:無し 運動性:有 菌形:球桿菌 (2)培地における生育特性 色調;オレンジ色、形;円形、表面;平滑 (3)化学分類学的特性 主要なイソプレノイドキノン:メナキノン-7 (MK-7) DNAのG+C mol%:46.7
ース、D-マルトース、D-マンノース、メリビオース、ラ
フィノース、マンニトール、D-セロビオース、グリセロ
ール。以下の基質から酸を産生しなかった。L-アラビノ
ース、シュークロース、D-キシロース、イノシトール、
D-ソルビトール、D-ガラクトース、L-ラムノース、トレ
ハロース、ラクトース。
terium) T-2-2株のDNAを抽出し、PCR法により16S rRNA
遺伝子を増幅し、増幅して得られた16S rRNA遺伝子の塩
基配列をオートシークエンサーで解析し、ブラストサー
チにより類似した塩基配列を調べ、その結果に基づき類
似した塩基配列とアラインメントを取り近隣結合法によ
り系統樹を作成したところ、イグジォバクテリウム(Exi
guobacterium)属に属することが判明した。イグジォバ
クテリウム(Exiguobacterium) T-2-2株は産業技術総合
研究所生命工学工業技術研究所にて平成13年2月13日付
けにて、受託番号FERM P-18203号として寄託されてい
る。
地を以下に例示する。 カゼインペプトン 8 g 酵母エキス 3 g グルタミン酸ナトリウム 5 g 蒸留水 1 L pH 7.5
のに用いることができる。特に過酸化水素含有廃水中の
過酸化水素を分解するのに用いることができる。細菌そ
のものを過酸化水素を含む廃水に添加してもよいし、菌
体抽出液を廃水に添加してもよい。また、細菌株の培養
液を廃水に添加してもよい。さらに細菌株そのもの又は
菌体抽出物を透析膜等の袋に収納してこの袋を廃水中に
入れてもよい。この際、廃水の温度、pH等をカタラーゼ
の活性を保持する条件範囲に調整することが望ましい。
例えば、温度は20〜50℃が望ましく、pHは6〜10が望ま
しい。
る。但し、本発明はこれらの実施例にその技術的範囲が
限定されるものではない。 実施例1 細胞抽出液を用いた過酸化水素分解試験 イグジォバクテリウム(Exiguobacterium) T-2-2株、大
腸菌(Escherichia coli)、黄色ブドウ球菌(Staphylococ
cus aureus)、腸炎ビブリオ菌(Vibrio parahaemo-lytic
us)、シュードモナス フローレッセンス(Pseudomonas
fluorescence),アエロモナス ハイドロフィーラ(Aerom
onas hydrophila)、アルカリゲネス フェーカリス(Alc
aligenes faecalis)をそれぞれ対数期後期から定常期ま
で同じスケールで培養し、遠心分離(10,000 x g, 15
分) で集菌後フレンチプレス(20,000lb/in2) で菌体を
破壊し、得られた菌体破壊液をさらに遠心分離(10,000
x g,15分) することにより未破壊の菌体を取り除いた
液を菌体抽出液とした。30 mMの過酸化水素溶液を50 mM
リン酸緩衝液(pH 7.0)中で調整し、この1 mlを1 cm光
透過の石英セルに入れ、反応基質としてして用いた、反
応は粗酵素液(細胞抽出液)数μlマイクロシリンジで
投入することによって開始し、過酸化水素濃度の減少を
分光光度計により240 nmを経時的にモニターし、減少の
初速度を見積もることによって活性値を計算した。反応
は20℃にて行った。活性の単位として1分間に過酸化水
素を1μmol分解する活性を1 U(ユニット)とした。
の活性値は以下の様な結果が得られた。 Exiguobacterium T-2-2株 16,704 U/mg タンパク質 Staphylococcus aureus 708 U/mg タンパク質 Alcaligenes faecalis 670 U/mg タンパク質 Aeromonas hydrophila 625 U/mg タンパク質 Pseudomonas fluorescence 538 U/mg タンパク質 Escherichia coli 34 U/mg タンパク質 Vibrio parahaemolyticus 25 U/mg タンパク質
ところ以下の様な結果が得られた。 Exiguobacterium T-2-2株 38,419 U Staphylococcus aureus 205 U Alcaligenes faecalis 2,104 U Aeromonas hydrophila 3,400 U Pseudomonas fluorescence 2,313 U Escherichia coli 75 U Vibrio parahaemolyticus 83 U
る細胞抽出液は一般的な細菌種の細胞抽出液と比較して
2桁以上高いタンパク当たりの活性値を示したことか
ら、細胞抽出液の投入量を大幅に低減出来る。 (2)Exiguobacterium T-2-2株より得られる細胞抽出液は
一般的な細菌種の細胞抽出液と比較して1桁以上高いS活
性値を示したことから、酵素活性ユニット当たりのコス
トを下げることが可能であることが示唆された。
づく系統的位置。
Claims (7)
- 【請求項1】 過酸化水素耐性能を持ち高い過酸化水素
分解活性を有するイグジォバクテリウム(Exiguobacteri
um)属・T-2-2細菌株。 - 【請求項2】 受託番号FERM P-18203である請求項1に
記載の細菌株。 - 【請求項3】 イグジォバクテリウム(Exiguobacteriu
m)属に属し、過酸化水素耐性を持ち高い過酸化水素分解
活性を有する微生物の菌体そのものを過酸化水素を含む
液体と接触させることを含む過酸化水素の分解法。 - 【請求項4】 イグジォバクテリウム(Exiguobacteriu
m)属に属し、過酸化水素耐性を持ち高い過酸化水素分解
活性を有する微生物から得られた細胞抽出液を過酸化水
素を含む液体と接触させることを含む過酸化水素の分解
法。 - 【請求項5】 イグジォバクテリウム(Exiguobacteriu
m)属に属し、過酸化水素耐性を持ち高い過酸化水素分解
活性を有する微生物の培養液を過酸化水素を含む液体と
接触させることを含む過酸化水素の分解法。 - 【請求項6】 細菌の菌体タンパク質当たりの過酸化水
素分解活性が、5000U/mgタンパク質以上である請求項3
〜5のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項7】 細菌の菌体タンパク質当たりの過酸化水
素分解活性が、10000U/mgタンパク質以上である請求項
3〜5のいずれか1項に記載の方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009297611A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Japan Organo Co Ltd | 過酸化水素含有有機性水の処理方法および処理装置 |
WO2010024440A1 (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | タムネットワーク株式会社 | 活性酸素耐性菌及びその利用方法 |
CN111471621A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-07-31 | 河北萌帮水溶肥料股份有限公司 | 微小杆菌mb338及其应用 |
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2001
- 2001-03-02 JP JP2001058973A patent/JP3610373B2/ja not_active Expired - Lifetime
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