JP2005198518A - 海苔屑分解処理法及び微生物 - Google Patents

Abstract

【課題】 セルビブリオ属ならびにバチルス属の微生物を用いた海苔屑分解処理方法提供する。
【解決手段】 グラム陰性で、薄緑色のコロニー色素を生産し、細胞の長さが５μ以上になる長桿菌で、寒天やマンナン、さらには屑海苔分解能を持つセルビブリオ属に属するの新種の微生物、セルビブリオ・アリアケイイ（Cellvibrio ariakeii）Ｗ２−１７Ｂ株ならびにその活性を促進する作用のあるバチルス（Bacillus） ｓｐ． Ｗ２−１７Ａ株を分離した。Ｗ２−１７Ｂ株は運動性があり、淡水では増殖０．５％濃度の低食塩水中で増殖する。Ｗ２−１７Ａ株はグラム陽性の短桿菌で、コロニー色素を産生せず、運動性があり、屑海苔を分解し、淡水環境でも増殖出来る。これらの微生物を用いて海苔屑を分解する。
【選択図】図４

Description

本発明は、海苔屑分解処理法及び同処理方法に適する性質を有する微生物に関する。

従来は、海苔製造工程において必然的に排出される海苔屑は、海中に投棄する等の方法により廃棄処理されてきた。近年、環境に対する影響が重視されるようになり、より環境に配慮した処理方法が求められるようになった。本発明の発明者は、微生物を利用して海苔屑を分解処理することに着目した。このような微生物による、海苔の分解処理については、実験室におけるものを除いた、実用規模のものに関しては、これまで公表されているものは存在しない。

本発明で使用するセルビブリオ（Ｃｅｌｌｖｉｂｒｉｏ）属に属する微生物については、以下の事実が知られている。

セルビブリオ（Ｃｅｌｌｖｉｂｒｉｏ）属に属する微生物は、主に植物のセルロースやマンノースを分解する糖分解作用に着目がされている。

非特許文献１によれば、セルビブリオ属のタイプスピーシーズはセルビブリオ・ミク
スタス（Cellvibrio mixtus）であり、その菌学的性質はグラム陰性の単桿菌（０．２〜１．３μｍ）で運動性を有し、糖類を好気的に利用し、有機酸を産生することが記載さ
れている。

利用面ではデキストラナーゼの利用（特許文献１）、γ−ヒドロキシ−Ｌ−グルタミン酸や４−ヒドロキシ−２−ケトグルタル酸の製造（特許文献２，３）などがある。

セルビブリオ属の他の種については、セルビブリオ・ジャポニカス（Cellvibrio japonicus）、セルビブリオ・ブルガリス（Cellvibrio vulgaris）、セルビブリオ・フルバス（Cellvibrio fulvus）が非特許文献３に、セルビブリオ・オストラビエン
シス（Cellvibrio ostraviensis）、セルビブリオ・ガンダベンシス（Cellvibrio gandavensis）が非特許文献３に記載されている。
特開２００１−３１６２３５号公報 特開平８−８０１９８号公報 特開平７−２８９２８４号公報 Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology 第９版 Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 53, 393-400. 2003 Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 53, 465-471. 2003

この発明の目的は屑海苔の分解処理に有用な新規な微生物を、更にはセルビブリオ属の新種な微生物を用いて海苔屑を分解処理する方法を提供しようとするものである。

上記発明の課題についての研究において、海苔の分解微生物の生息が予測される海水環境や海岸、さらには海苔加工残渣などから新規な微生物を検索した結果、下水処理場の活性汚泥曝気槽から分離した菌株の中から、マンナンや屑海苔分解能を持つセルビブリオ属に属するの新種の微生物とその働きを促進するバチルス属に属する細菌を見いだし、本発明を完成した。すなわち、この新種の微生物を用いることにより、海苔屑の分解処理が実現される。

この分離したセルビブリオ・アリアケイイ（Cellvibrio ariakeii）Ｗ２−１７Ｂ株は、細胞の長さが５μ以上になる長桿菌で、薄緑色のコロニー色素を生産し、運動性があり、０．５％濃度の低食塩水中で増殖する。寒天やマンナンを分解する能力を有する。また分離したバチルス属の細菌は、短桿菌で、コロニー色素を産生せず、運動性があり、屑海苔を分解し、淡水中で増殖する。

本発明者らは、下水処理場の活性汚泥曝気槽から分離した菌株の中から、マンナンや屑海苔分解能を持つ菌株、Ｗ２−１７Ｂ株ならびにその働きを促進するＷ２−１７Ａ株を分離した。

Ｗ２−１７Ｂ株は、薄緑色のコロニー色素を生産し、運動性があり、０．５％濃度の低食塩水中で増殖する。寒天やマンナンを分解する能力を有することからセルビブリオ属の新種の微生物と判定し、セルビブリオ・アリアケイイと命名し、平成１５年１１月２１日、独立行政法人 産業技術総合研究所にＦＥＲＭ Ｐ−１９５７６として寄託した。また分離したＷ２−１７Ａ株はグラム陽性の短桿菌で、コロニー色素を生産せず、運動性があり、屑海苔を分解し淡水中で増殖する。この微生物は、同日同所にＦＥＲＭ Ｐ−１９５７５として寄託した。

セルビブリオ・アリアケイイ（Cellvibrio ariakeii）Ｗ２−１７Ｂ株の菌学的性質を以下に記する。尚、菌学的性質はBergey's Manual of Determinative Bacteriology 第９版記載の方法に従って測定した。

（ａ）形態的性質１）細胞の形及び大きさ：桿菌（１×５ μｍ） ２）運動性の有無：有り３）胞子の形成：無し（ｂ）培養的性質１）ペプトン寒天平板培養：良好な生育２）食塩要求性：有り３）嫌気的増殖：無し（ｃ）生理学的性質１）グラム染色性：陰性２）オキシダーゼ活性：陽性３）カタラーゼ活性：陽性４）ブドウ糖分解能：無し５）マンナン分解能：有り６）寒天分解能：有り。

次に、常法に従い、Ｗ２−１７Ｂ株の１６ＳｒＲＮＡを分離し、１６ＳｒＲＮＡの塩基配列を決定した。その結果を次の配列表に示す。

Cellvibrio sp. W2-17B
TAGAGTTTGATCCATGGCTCAGATTGAACGCTGGCGGCAGGCTTAACACATGCAAGTCGA
GCGGTAACAGGCCTTCGGGTGCTGACGAGCGGCGGACGGGTGAGTAACGCGTGGGAATCT
GCCCAGTAGTGGGGGACAACAGTTGGAAACGACTGCTAATACCGCATACGCCCTACGGGG
GAAAGGAGGGGATCTTCGGACCTTTCGCTATTGGATGAGCCCGCGTCGGATTAGCTAGTT
GGTGGGGTAAAGGCCTACCAAGGCGACGATCCGTAGCTGGTCTGAGAGGATGATCAGCCA
CACTGGAACTGAGACaCGGTCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGGACA
ATGGGGGAAACCCTGATCCAGCCATgCCGCGTGTGTGAAGAAGGCCTTAGGGTTGTAAAG
CACTTTCAGCGAGGAGGAAAGGTTGTAAATTAATACTTTGCAATTGTGACGTTACTCGCA
GAAGAAGCACCGGCTAACTCCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGGAGGGTGCAAGCGTTA
ATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGCGCGTAGGTGGCTGTCTAAGCCAGATGTGAAAGCCC
CGGGCTCAACCTGGGAATTGCATTTGGAACTGGGCGGCTAGAGTACAGGAGAGGATAGTG
GAATTCCAGGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATCTGGAGGAACATCAGTGGCGAAGGCG
ACTGTCTGGTCTGATACTGACACTGAGGTGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGAT
ACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGTCTACTAGTTGTCGGGGCCCTTGCGGCTTTGG
TAACGCAGCTAACGCACTAAGTAGACCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGATTAAAACTCA
AATGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGAAGCAACGCG
AAGAACCTTACCTGGACTTGACATGCAGAGAACTTTCTAGAGATAGATTGGTGCCTTCGG
GAACTCTGACACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAA
GTCCCGTAACGAGCGCAACCCCTGTCCTTAGTTGCCAGCACGTAATGGTGGGAACTCTAA
GGAGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAGTCATCATGGCCCTT
ACGTCCAGGGCTACACACGTGCTACAATGGGGCGTACAAAGGGTTGCCAAGCCGCGAGGT
GGAGCTAATCCCGTAAAACGTCTCGTAGTCCGGATTGGAGTCTGCAACTCGACTCCATGA
AGTCGGAATCGCTAGTAATCGTGAATCAGAATGTCACGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTG
TACACACCGCCCGTCACACCATGGGAGTGGGTTGCACCAGAAGTAGCTAGTCTAACCTTC
GGGAGGACGGTTACCACGGTGTGATTCATGACTGGGGTGAAGTCGTAACAAGGTAnCCGT
A

このようにして得られた１６ＳｒＲＮＡの塩基配列を用いて、ＧＥＮＢＡＮＫに登録されている種についてＧＥＮＢＡＮＫデータベースによるホモロジー解析を行った。得られた系統樹を図１に示す。（Ｗ２−１７Ｂ株は単にｓｔａｒｉｎ Ｂと記載）

以上の性質から本菌株（Ｗ２ー１７Ｂ株）は、グラム陰性の桿菌で、マンナン及び寒天を分解できること、図１に示す１６Ｓ ｒＲＮＡ塩基配列に基づく系統発生解析から、本発明者はＷ２−１７Ｂ株をセルビブリオ属に属すると判定した。

図１に示すようにセルビブリオ属には、セルビブリオ・ガンダベシス（C.gandavensis）、セルビブリオ・ジャポニカス（C. japonicus）、さらにセルビブリオ・ミクスタス（C. mixtus）が含まれる。同３種と、Ｗ２−１７Ｂ株と菌学的性質を比較した。

Ｗ２−１７Ｂ株の一般的な菌学的性質を表１に示す。

バチルスＷ２−１７Ａ株の菌学的性質を以下に記する。尚、菌学的性質はBergey's Manual of Determinative Bacteriology 第９版記載の方法に従って測定した。

（ａ）形態的性質１）細胞の形及び大きさ：桿菌（１×１．２ μｍ） ２）運動性の有無：有り３）胞子の形成：有り（ｂ）培養的性質１）ペプトン寒天平板培養：良好な生育２）食塩要求性：無し３）嫌気的増殖：無し（ｃ）生理学的性質１）グラム染色性：陽性２）オキシダーゼ活性：陰性 ３）カタラーゼ活性：陽性 ４）ブドウ糖分解能：無し５）マンナン分解能：無し６）寒天分解能：無し。

次に、常法に従い、Ｗ２−１７Ａ株の１６ＳｒＲＮＡを分離し、１６ＳｒＲＮＡの塩基配列を決定した。その結果を次の配列表に示す。

Bacillus sp. W2-17A
TAGAGTTTGATCCATGGCTCAGGACGAACGCTGGCGGCGTGCCTAATACATGCAAGTCGA
GCGGACAGATGGGAGCTTGCTCCCTGATGTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGT
AACCTGCCTGTAAGACTGGGATAACTCCGGGAAACCGGGGCTAATACCGGATGGTTGTCT
GAACCGCATGGTTCAGACATAAAAGGTGGCTTCGGCTACCACTTACAGATGGACCCGCGG
CGCATTAGCTAGTTGGTGAGGTAACGGCTCACCAAGGCGACGATGCGTAGCCGACCTGAG
AGGGTGATCGGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTA
GGGAATCTTCCGCAATGGACGAAAGTCTGACGGAGCAACGCCGCGTGAGTGATGAAGGTT
TTCGGATCGTAAAGCTCTGTTGTTAGGGAAGAACAAGTGCCGTTCAAATAGGGCGGCACC
TTGACGGTACCTAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGT
AGGTGGCAAGCGTTGTCCGGAATTATTGGGCGTAAAGGGCTCGCAGGCGGTTTCTTAAGT
CTGATGTGAAAGCCCCCGGCTCAACCGGGGAGGGTCATTGGAAACTGGGGAACTTGAGTG
CAGAAGAGGAGAGTGGAATTCCACGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATGTGGAGGAACA
CCAGTGGCGAAGGCGACTCTCTGGTCTGTAACTGACGCTGAGGAGCGAAAGCGTGGGGAG
CGAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGAGTGCTAAGTGTTAGGG
GGTTTCCGCCCCTTAGTGCTGCAGCTAACGCATTAAGCACTCCGCCTGGGGAGTACGGTC
GCAAGACTGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTT
AATTCGAAGCAACGCGAAGAACCTTACCAGGTCTTGACATCCTCTGACAATCCTAGAGAT
AGGACGTCCCCTTCGGGGGCAGAGTGACAGGTGGTGCATGGTTGTCGTCAGCTCGTGTCG
TGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTTGATCTTAGTTGCCAGCATTCA
GTTGGGCACTCTAAGGTGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAA
TCATCATGCCCCTTATGACCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGACAGAACAAAGGGCAG
CGAAACCGCGAGGTTAAGCCAATCCCACAAATCTGTTCTCAGTTCGGATCGCAGTCTGCA
ACTCGACTGCGTGAAGCTGGAATCGCTAGTAATCGCGGATCAGCATGCCGCGGTGAATAC
GTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCACGAGAGTTTGTAACACCCGAAGTCG
GTGAGGTAACCTTTATGGAGCCAGCCGCCGAAGGTGGGACAGATGATTGGGTGTGAAGTC
GTA

このようにして得られた１６ＳｒＲＮＡの塩基配列を用いて、ＧＥＮＢＡＮＫに登録されている種についてＧＥＮＢＡＮＫデータベースによるホモロジー解析を行った。得られた系統樹を図２に示す。

Ｗ２−１７Ａ株の一般的な菌学的性質を表１に示す。

本発明は、微生物を用いて海苔を分解処理するものであり、きわめて簡便に海苔屑を分解し、廃棄することを可能とする。

屑海苔を１１０℃で１０分間オートクレーブ滅菌し、これを予め１２０℃２０分でオートクレーブ滅菌して冷却しておいた水道水中に１％濃度で加えた。同様のものを計３個用意し、これに寒天斜面培地上に生育させたＷ２−１７ＢならびにＷＳ−１７Ａ株をそれぞれを１株づつ、あるいは同時に１％濃度で加え、３０℃で振とう培養を行った。

培養期間中、１０ｍＬ容量の培養液を無菌的に遠心管に採取し、これを遠心の後、遠心管底部に集積した屑海苔について、クロロフィル量ならびに乾燥重量を測定した。測定結果を図３，４に示す。測定条件は以下のとおりである。

クロロフィル測定に際しては、１）遠心管の上清液を捨て、底部の屑海苔に５ｍＬのアセトンを加え、攪拌し、５分間静置した。２）静置後、遠心管を遠心し、得られた上清液について光波長４００〜７００ｎｍの間での吸光度を調べた。

乾燥重量測定に際しては、１）遠心管の上清液を捨て、遠心管試料を１０５℃で１昼夜加熱した。２）室温でデシケーター中に５時間放置し、重量を測定した。３）２）で得られた測定値から、予め測定しておいた遠心管の重さを減じ、これをもって乾燥重量とした。

クロロフィルの分析結果は下記に示す通り、いずれの株も屑海苔を単独で分解したが、分解活性はＷ２−１７ＢならびにＷＳ−１７Ａ株を併せて培養した時に最大の分解活性が認められた。

乾燥重量で測定した最終分解率は、９０％であった。

Ｗ２−１７Ｂ株の系統樹である。 Ｗ２−１７Ａ株の系統樹である。 本発明の実施例における海苔分解の経時変化を示すグラフであって、クロロフィル量について示す。 本発明の実施例における海苔分解の経時変化を示すグラフであって、乾燥重量について示す。

Claims (8)

1. グラム陰性の長桿菌で、薄緑色のコロニー色素を生産し、運動性があり、淡水では増殖０．５％濃度の低食塩水中で増殖する。寒天やマンナンを分解する能力を有するセルビブリオ・アリアケイイ（Ｃｅｌｌｖｉｂｒｉｏ ａｒｉａｋｅｉｉ）に属する微生物を用い、
   屑海苔を細分化そして／又は脱色化することを特徴とする屑海苔分解処理法。
2. 請求項１において、
   微生物が、セルビブリオ・アリアケイイ（Ｃｅｌｌｖｉｂｒｉｏ ａｒｉａｋｅｉｉ） ＦＥＲＭ Ｐ−１９５７６である
   屑海苔分解処理法。
3. 請求項１又は２において、
   グラム陽性の短桿菌で、運動性があり、屑海苔を分解し、淡水環境でも増殖出来るバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）に属する微生物を更に用い、
   屑海苔の分解能を促進したことを特徴とする海苔屑分解処理法。
4. 請求項３において、
   更に用いる微生物が、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ） ｓｐ． ＦＥＲＭ Ｐ−１９５７５である
   屑海苔分解処理法。
5. グラム陰性の長桿菌で、薄緑色のコロニー色素を生産し、運動性があり、淡水では増殖０．５％濃度の低食塩水中で増殖する。寒天やマンナンを分解する能力を有するセルビブリオ・アリアケイイ（Ｃｅｌｌｖｉｂｒｉｏ ａｒｉａｋｅｉｉ）に属する微生物。
6. 請求項５において、
   微生物が、セルビブリオ・アリアケイイ（Ｃｅｌｌｖｉｂｒｉｏ ａｒｉａｋｅｉｉ） ＦＥＲＭ Ｐ−１９５７６である微生物。
7. グラム陽性の短桿菌で、運動性があり、屑海苔を分解し、淡水環境でも増殖出来るバチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）に属する微生物。
8. 請求項７において、
   微生物が、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ） ｓｐ． ＦＥＲＭ Ｐ−１９５７５である微生物。

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