JP2004298798A

JP2004298798A - 食品廃棄物処理方法及びそれにより得られる動物飼料

Info

Publication number: JP2004298798A
Application number: JP2003096805A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Yokochi; 俊弘横地; Yasuyuki Kumon; 保幸公文; Haruro Nakahara; 東郎中原; Akira Agata; 明阿形
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Patent Technology Development Inc
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Patent Technology Development Inc
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】通常微生物処理が困難とされている塩分や油脂を多く含んでいる有機質食品廃棄物、例えば残飯を特定の微生物を用いて、より付加価値の高い有用な物質に変換し、有効利用しうる方法を提供する。
【解決手段】塩化ナトリウム濃度を少なくとも０．６質量％とした有機質食品廃棄物を栄養培地として用い、これにラビリンチュラ属微生物を植菌し、培養することにより高度不飽和脂肪酸が富化した有用有機物材料を生成させる。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機物を主体とした厨房、各種食品工場から排出される食品廃棄物、特に残飯をラビリンチュラ属微生物によって高度不飽和脂肪酸を含んだ有用な有機物材料、例えば動物飼料に変換させる食品廃棄物処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機質食品廃棄物、例えば残飯は、毎日、家庭又は食堂の生ごみとして大量に排出され、その一部は肥料や飼料の原料として消費されるが、ほとんど未利用のまま廃棄処分されている。
【０００３】
しかしながら、この廃棄処分には、多額の経費を要するため、各地方自治体の大きな負担となっている。また、肥料化、飼料化する場合にも、粘着性があるため、いったん乾燥しなければならないが、これには多大のエネルギーを必要とするなど、残飯の処理は社会上も重要な課題の１つとなっていた。
【０００４】
このような課題を解決するために、糖分を分解して二酸化炭素と水にするアミラーゼを生成する細菌類と、タンパク質を分解してアンモニア、水、二酸化炭素にするプロチド酵素群を分泌する細菌類と、脂肪を分解して二酸化炭素と水を生成するリパーゼを分泌する細菌類、ヘミセルロース及びセルロースを分解して二酸化炭素と水にする放射菌及び糸状菌類を混入した多孔有機性充填剤を配置した処理装置に生ごみを投入し、迅速に分解して良質の肥料とする方法（特許文献１参照）、残飯をもみ殻細粉と混合し、微生物により分解する方法（特許文献２参照）、フシディウム属に属する菌を用いて分解し、減容化するとともに、コンポストとして利用可能なものとする方法（特許文献３参照）などが提案されている。
【０００５】
しかしながら、これらの方法は、いずれも残飯を分解して、より処理の簡単な物質に変換することを目的としたもので、残飯をより付加価値の高い、有用物質に変換するための処理方法は、これまで知られていなかった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１８５５０７号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献２】
特開平８−１６３９７７号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献３】
特開２００２−１７２３７６号公報（特許請求の範囲その他）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、通常微生物処理が困難とされている塩分や油脂を多く含んでいる有機質食品廃棄物、例えば残飯を特定の微生物を用いて、より付加価値の高い有用な物質に変換し、有効利用しうる方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、食品廃棄物、特に残飯を処理する方法について種々研究を重ねた結果、海洋性の１種であるラビリンチュラ属微生物は、食品廃棄物の塩化ナトリウム濃度を所定濃度以上に調節した場合、これを培地として順調に培養しうることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、塩化ナトリウム濃度を少なくとも０．６質量％とした有機質食品廃棄物を栄養培地として用い、これにラビリンチュラ属微生物を植菌し、培養することにより高度不飽和脂肪酸が富化した有用有機物材料を生成させることを特徴とする食品廃棄物処理方法、有機質食品廃棄物のラビリンチュラ属微生物培養物からなる動物飼料を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明方法においては、有機質食品廃棄物を原料として用いるが、この有機質食品廃棄物としては、各家庭の厨房や、食堂、レストランの厨房から生ごみとして排出される食品廃棄物、特に一般に残飯と称されている飲食物廃棄物が好適である。
【００１１】
この残飯には、デンプン、ショ糖のような炭水化物や、肉類、魚肉類、乳製品、大豆加工品などのタンパク質や、牛脂、豚脂、てんぷら油などの油脂類が含まれているが、これらは残飯を栄養培地として用いた場合、それぞれ炭素源、窒素源として役立つ。この栄養培地として用いる残飯は、場所、季節によりその中の成分組成が異なるが、いずれも同様に用いることができる。そして、特に大豆油成分の多いものを用いると、良好な結果が得られる。
【００１２】
ところで、本発明方法においては、海洋性菌の１種であるラビリンチュラ属微生物を用いるため、塩分すなわち塩化ナトリウムが存在しない環境下では、増殖が行われないので、栄養培地中に少なくとも０．６質量％の塩化ナトリウムを含有させる必要がある。この塩化ナトリウムは、残飯中に最初から所要量が混合されている場合は、特に添加する必要はないが、０．６質量％未満の場合には、水溶液の形で添加する必要がある。この水溶液としては、人工海水、天然海水を用いるのが好ましい。
【００１３】
次に、本発明方法において用いるラビリンチュラ属微生物は、海洋環境に広く存在が認められる微生物であるが、分類学的な興味は持たれつつも、分離・培養が困難であるため、応用微生物的にはこれまで利用はされなかった。このラビリンチュラ属微生物は、ラビリンチュラ類の中に２科認められている中の１つのラビリンチュラ科のなかに含まれ、ラビリンチュラ科はラビリンチュラ属の一属のみから成る。
【００１４】
もう一方は、スラウストキトリウム科でスラウストキトリウム属あるいはシゾキトリウム属などが含まれる。ラビリンチュラ属微生物は、紡錘形の運動性のある細胞に特徴があり、もう一方のスラウストキトリウム科とは培養特性なども大きく異なっていることが知られている。
【００１５】
最近、本発明者らによりその増殖がバクテリアなどの存在により活性化されることが見出され、また油脂を添加した固体培養でドコサヘキサエン酸（ＤＨＡ）やｎ‐６ドコサペンタエン酸（ｎ‐６ＤＰＡ）などの高度不飽和脂肪酸の生産に利用されるようになった（特開２００１−２７５６５６号公報）。
【００１６】
本発明方法で用いられるラビリンチュラ属微生物としては、ラビリンチュラ・エスピーＳ３−２（ＬａｂｙｒｉｎｔｈｕｌａｓｐＳ３−２）が好ましい。この菌株は、独立行政法人産業技術総合研究所微生物寄託センターに寄託番号ＦＥＲＭＢＰ−７０９０として寄託されている。本発明方法においては、このラビリンチュラ・エスピーＳ３−２と実質的に同一の菌学的性質を有する菌株であれば、どのような菌株でも用いることができる。
【００１７】
本発明方法を好適に実施するには、残飯に対し、水分量６２〜７５％、塩化ナトリウム濃度を少なくとも０．６質量％に調整したのち、ミキサーで粉砕したものを栄養培地として用い、これにラビリンチュラ・エスピーＳ３−２菌株を植菌し、１５〜３０℃、好ましくは１８〜２５℃において２〜５００時間培養する。この際の培地のｐＨとしては５〜９、好ましくは６〜８の範囲が選ばれる。
また、培養方式としては、静置培養、振とう培養のいずれでもよい。
【００１８】
このようにして、培養を行うことにより、その培養物中に高度不飽和脂肪酸を蓄積させて資化することができる。すなわち、本発明方法においては、その中に含まれる炭水化物油脂類の炭素源が消費されてラビリンチュラ属微生物が増殖し、高度不飽和脂肪酸を産生する微生物が蓄積される結果、高度不飽和脂肪酸の量を処理前の残飯中の量の３〜５０倍まで増大させることができる。
【００１９】
このようにして増大することができる高度不飽和脂肪酸としては、例えば、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサテトラエン酸、ドコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸などがある。
【００２０】
本発明方法により処理された食品廃棄物、例えば残飯は、乾燥したのち、場合により粉砕してそのまま動物飼料や肥料として供することができる。
また、このものは、高度不飽和脂肪酸の製造原料としても有用であり、その乾燥体を、例えばクロロホルムのような非水溶性溶媒により抽出したのち、溶媒を留去することにより、高度不飽和脂肪酸を回収することができる。
【００２１】
【実施例】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによってなんら限定されるものではない。
【００２２】
参考例
大豆レシチン５ｇ／リットル、ポリペプトン１ｇ／リットル、酵母エキス０．５ｇ／リットル、寒天１５ｇ／リットルに５０％海水塩分濃度の人工海水を加えて調製した培地に、ラビリンチュラＳ３−２（ＦＥＲＭＢＰ−７０９０）を植菌して７日間培養することにより基本平板培地を作成した。
【００２３】
実施例１
乾燥質量で高度不飽和脂肪酸を０．８４ｍｇ／ｇを含む弁当残飯に０〜８０％海水塩分濃度の人工海水を等量混合し、参考例で得た基本平板培地に塗布し、２５℃において１４日間静置培養した。培養後の高度不飽和脂肪酸の量をガスクロマトグラフィーにより測定し、その結果を表１に示した。なお、人工海水濃度１００％が天然海水に相当する。
【００２４】
【表１】

＊：この量はいずれも乾燥質量に基づく値である。
【００２５】
この表において、塩分濃度０％のとき、原料の残飯に比べ３．３倍に当る高度不飽和脂肪酸含有量を示しているが、このことは、ラビリンチュラが残飯中で増殖したことを意味する。また、ラビリンチュラ属微生物は、塩分が０％濃度の環境では増殖できないにもかかわらず、人工海水０％においても高度不飽和脂肪酸が増加していることは、原料の残飯に塩分（１．４ｇ／１００ｇ）が含まれていたためと思われる。また、塩分濃度６０％まで増加させることにより、原料の高度不飽和脂肪酸量の６．２倍（５．２ｍｇ／ｇ）まで増大させることができた。
【００２６】
実施例２
乾燥質量で高度不飽和脂肪酸０．５３ｍｇ／ｇを含む残飯をミキサーにかけて粉砕したのち、凍結乾燥し、乾燥残飯を調製した。
次に、この乾燥残飯に２０％海水塩分濃度の人工海水を異なった量で添加し、水分量５０〜８０質量％の５種類の試料を作成した。これらの試料について、実施例１と同様の試験を行い、得られた結果を表２に示す。
【００２７】
【表２】

【００２８】
この表から、６２％の水分量で最も高い高度不飽和脂肪酸含有量を示した。６２〜７５の水分量のときがラビリンチュラの増殖に適していることが分る。
【００２９】
実施例３
高度不飽和脂肪酸の含有量が異なる６種の残飯について、それぞれ２０％海水塩分濃度の人工海水を等量ずつ加え、試料を作成した。
次いで、これらの試料について、実施例１と同様の試験を行い、得られた結果を表３に示す。この表に示されている量は、いずれも乾燥質量に基づくものである。
【００３０】
【表３】

【００３１】
この表から分るように、すべての試料において高度不飽和脂肪酸含有量の増加が認められた。試料４において１０ｍｇ／ｇ以上の高度不飽和脂肪酸含有量のものが得られたにもかかわらず、その質量増加の倍率が低いのは、原料に含まれていた高度不飽和脂肪酸量が多いためと考えられる。また、６種類の試料の平均をみると、８．９５ｍｇ／ｇの含有量、４５．６倍の質量増加倍率となった。これらのことから、多種多様の残飯を用いてラビリンチュラの培養を行うことができ、弁当などから生じる残飯混合物中の高度不飽和脂肪酸を数十倍のオーダーで増加させることができることが分る。
【００３２】
実施例４
ラビリンチュラ属微生物については、培養の際にバクテリアを併用すると、増殖が促進されることが知られているので、乾燥質量で高度不飽和脂肪酸を１．１９ｍｇ／ｇを含む残飯を用い、バクテリア・サイクロバクタ属微生物（寄託番号ＦＥＲＭＢＰ−７４１２）を加えた場合、及び加えない場合について実施例１と同じ実験を行った。その結果を表４に示す。
【００３３】
【表４】

【００３４】
この表から分るように、バクテリアが存在しない場合の方が若干ではあるが高い高度不飽和脂肪酸量を示した。また、このとき、バクテリア存在下においては、バクテリアの影響によると考えられる悪臭を生じたが、非存在下では、悪臭は無かった。残飯を用いた培養条件においては、バクテリアの存在が必須でないこと、すなわち、バクテリアの添加無しに良好にラビリンチュラ属を増殖させうることが分る。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、これまでに多額の費用をかけて廃棄処理していた有機性食品廃棄物をラビリンチュラ属微生物により処理することで、低コストで高度不飽和脂肪酸を含んだ飼料・肥料として利用できる有用有機材料に変換できるので、環境保全の上でも実用的価値が高いものである。

Claims

塩化ナトリウム濃度を少なくとも０．６質量％とした有機質食品廃棄物を栄養培地として用い、これにラビリンチュラ属微生物を植菌し、培養することにより高度不飽和脂肪酸が富化した有用有機物材料を生成させることを特徴とする食品廃棄物処理方法。
栄養培地の水分量を６２〜７５質量％に調節して行う請求項１記載の食品廃棄物処理方法。
高度不飽和脂肪酸が富化した有用有機物材料が動物飼料である請求項１又は２記載の食品廃棄物処理方法。
有機質食品廃棄物のラビリンチュラ属微生物培養物からなる動物飼料。