JP2018033437A - Microbe and enzyme which degrade trimethylamine and method of application - Google Patents

Microbe and enzyme which degrade trimethylamine and method of application Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel method to address the problem that the application of conventional methods was difficult in low-temperature conditions of refrigerators and under alkaline conditions, as related to trimethylamine which is a source of unpleasant odors, as the storage conditions of food which produce trimethylamine such a fresh fish is mostly 4°C or less and trimethylamine which has dissolved in water and the like is alkaline.SOLUTION: A method of degrading trimethylamine in low temperature conditions such as in a refrigerator and under conditions exhibiting alkalinity in liquid or food products uses Brevundimonas vesicularis bacterial strain and a degrading enzyme derived from said bacterial strain. The method uses Brevundimonas vesicularis bacterial strain (National Institute of Technology and Evaluation Accession No. NITEAP-02293) which can grow in low temperature, alkaline conditions and has trimethylamine degrading capabilities.SELECTED DRAWING: None

Description

この発明は、食品、生活排水、飼育動物の糞尿、廃棄物などから発生する不快臭の原因物質であり、悪臭防止法で規制物質に指定されているトリメチルアミンの分解能を有するブレバンディモナス ベシクラリス(Brevundimonas vesicularis:独立行政法人製品評価技術基盤機構寄託番号 NITE AP−02293菌)及び本微生物を由来として得られるトリメチルアミン分解酵素に関するものである。  This invention is a causative substance of an unpleasant odor generated from food, domestic wastewater, domestic animal manure, waste, etc., and has the ability to resolve trimethylamine, which is designated as a regulated substance by the Malodor Control Law, Brevundimonas vesicularis: Independent Administrative Institution Product Evaluation Technology Infrastructure Deposit Number NITE AP-02293) and a trimethylamine-degrading enzyme obtained from this microorganism.

トリメチルアミンは、海鮮魚などの食品から生じる不快臭として知られており、一般的に認識されている。発生原因としては、海鮮魚の血合肉由来または体表面に付着した微生物由来のトリメチルアミン−N−オキシド還元酵素よって、海鮮魚の肉体内に含まれているトリメチルアミン−N−オキシドから分解生成されることで発生することが知られている物質である(非特許文献1)。  Trimethylamine is known and commonly recognized as an unpleasant odor arising from foods such as seafood. The cause of the occurrence is that it is decomposed and produced from trimethylamine-N-oxide contained in the body of seafood by the trimethylamine-N-oxide reductase derived from the seafood of the fish or from the microorganisms attached to the body surface. It is a substance known to do (Non-patent Document 1).

他方、トリメチルアミンは、日本の法律では悪臭防止法施行規則第二条で特定悪臭物質に指定されている。敷地境界線における特定悪臭物質の濃度に係る規制基準の範囲が示されており、大気中における含有率が百万分の0.005以上百万分の0.07以下となっている。このため、速やかに分解除去することが望まれている。  On the other hand, trimethylamine is designated as a specific malodorous substance in Article 2 of the Enforcement Regulations of the Malodor Control Law under Japanese law. The range of the regulation standard concerning the concentration of specific malodorous substances at the site boundary is shown, and the content in the atmosphere is 0.005 / million or more and 0.07 / m or less. For this reason, it is desired to quickly disassemble and remove.

トリメチルアミンは、摂氏0℃以下の保存状態でも、原因物質から発生することがある。このため、常温下のみならず、低温下の一般的な廃棄物や生活排水中でも確認されることがある。廃棄物と同様に牧場では、飼育動物の糞尿などでの発生が観察される。  Trimethylamine may be generated from the causative substance even when stored at 0 ° C. or lower. For this reason, it may be confirmed not only at normal temperature but also in general waste and domestic wastewater at low temperatures. In the ranch as well as in the waste, the occurrence of domestic animals such as manure is observed.

トリメチルアミンの沸点は、約3℃(沸点2.87℃、760mmHgの1気圧条件下)である(非特許文献2)。このため、日本国内の気温下では、全般的に気化しやすく不快臭として認識される。水への可溶化に関しては、温度条件30℃では8.90×10mg/Lと溶けやすい物質である。なお、水溶液に溶け込んだ場合、トリメチルアミンは、アルカリ性の物質であるため、水溶液をアルカリ性に変化させる特徴を有している.The boiling point of trimethylamine is about 3 ° C. (boiling point 2.87 ° C., 1 atm of 760 mmHg) (Non-patent Document 2). For this reason, it is generally recognized as an unpleasant odor under the domestic temperature. Regarding solubilization in water, it is a substance that is easily soluble at 8.90 × 10 5 mg / L under a temperature condition of 30 ° C. When dissolved in an aqueous solution, trimethylamine is an alkaline substance, and thus has a characteristic of changing the aqueous solution to alkaline.

トリメチルアミンの不快臭を除去する手段としては、アルカリ性のトリメチルアミンに対して、スプレー状にした酸性物質を混和しながら中和する方法が利用されている。同様に、微生物を用いて開発された中和技術としては、米ぬかを多種の微生物で醗酵させ、トリメチルアミンを含むアミン類に対しては、醗酵産物の乳酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、コハク酸などの酸性物質を反応させて中和消臭する方法が報告されている(2015年公開特許文献1)。  As a means for removing the unpleasant odor of trimethylamine, a method of neutralizing the alkaline trimethylamine while mixing the sprayed acidic substance is used. Similarly, as a neutralization technique developed using microorganisms, rice bran is fermented with various microorganisms, and for amines containing trimethylamine, fermentation products such as lactic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, succinic acid, etc. There has been reported a method of neutralizing and deodorizing by reacting an acidic substance (Patent Document 1 published in 2015).

これらの方法においてトリメチルアミンは、常に中和状態を維持している。しかしながら、物質そのものは、付着した部分に蓄積された状態が続いており減少しない。条件によっては、特定の場所に中和したトリメチルアミンが蓄積してしまう問題がある。更にpHが変動するなど、何らかの外的要因でトリメチルアミンが再び遊離してしまうと不快臭を生じてしまう問題がある。  In these methods, trimethylamine always maintains a neutral state. However, the substance itself continues to accumulate in the attached part and does not decrease. Depending on the conditions, there is a problem in that neutralized trimethylamine accumulates in a specific place. Furthermore, there is a problem that an unpleasant odor is generated when trimethylamine is liberated again due to some external factor such as pH fluctuation.

このためトリメチルアミンを消臭するためには、直接分解する必要があり、汎用的で繰り返し使うことが可能で安心・安全な分解微生物や分解酵素の開発が望まれている。  For this reason, in order to deodorize trimethylamine, it is necessary to decompose it directly, and it is desired to develop a safe and safe degrading microorganism or degrading enzyme that is versatile and can be used repeatedly.

トリメチルアミン分解微生物としては、ラクトバチルス パラカゼイ菌(Lactobacillus paracasei(2011年公開特許文献2)、培養条件pH5.0−6.5、培養温度25−40℃もしくは30−37℃が報告されている。同様にラクトバチルス パラカゼイ菌(Lactobacillus paracasei)並びにイサチェンキア オリエンタリス菌(Issatchenkia orientalis)を用い、それぞれ培養条件として、pH3.0−6.0、培養温度25−40℃を用いた方法(2010年公開特許文献3)が示されている。他にも、エルミニア種菌(Erminia sp、No3937−GTS株 1993年公開特許文献4)が、培養条件pH6.0−7.5、培養温度27−37℃で分解微生物として報告されている(表1)。トリメチルアミンはアルカリ性であるが、何れの文献も、pHが中性付近から酸性条件下で利用されている。このため、微生物の生存に最適な条件に改変して用いていることが伺える。

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As the trimethylamine-degrading microorganism, Lactobacillus paracasei (2011 Published Patent Document 2), culture condition pH 5.0-6.5, culture temperature 25-40 ° C or 30-37 ° C have been reported. Lactobacillus paracasei and Isachenchia orientalis (Issatchenkia orientalis) were used for the culture conditions of pH 3.0-6.0 and culture temperature 25-40 ° C. (2010 published patent document 3), respectively. In addition, Erminia sp (No3937-GTS strain 1993 published patent document 4) is a culture condition of pH 6.0 to 7.5 and a culture temperature of 27 to 37 ° C. It has been reported as a degrading microorganism (Table 1), but trimethylamine is alkaline, but all literatures are used under acidic conditions from near neutral pH. It can be seen that it is used after being modified.
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トリメチルアミンは、アルカリ性の物質であり、トリメチルアミンオ−N−オキシドを含有した肉や魚などの有機体を酵素や微生物で分解すると気体中に放出されて不快臭として認識されることで知られている。  Trimethylamine is an alkaline substance, and is known to be released into gas and recognized as an unpleasant odor when an organic substance such as meat or fish containing trimethylamine o-N-oxide is decomposed by enzymes or microorganisms. .

微生物を用いてアルカリ性のトリメチルアミン分解を行う場合、まずトリメチルアミンを中和して消臭目的の対象物から揮発しない状態にする必要がある。先に示した通り、トリメチルアミンの沸点が約3℃であるため、アルカリ性条件下では、対象物に保持できず揮発しやすい状態となり、容易に空気中に揮発するためである。  When alkaline trimethylamine decomposition is performed using microorganisms, it is necessary to neutralize trimethylamine first so that it does not volatilize from the object for deodorization purposes. As described above, since the boiling point of trimethylamine is about 3 ° C., it becomes difficult to hold on the object and easily volatilizes under alkaline conditions, and easily volatilizes in the air.

食品から発生するトリメチルアミンに対して微生物を利用して分解処理を行う場合、アルカリ性条件下では、微生物が増殖しにくく、pH調整剤を添加するなどの付加条件が必要であった。このため、何らかの人為的な方法を加えないと利用が困難であった。  When trimethylamine generated from food is decomposed using microorganisms, the microorganisms hardly grow under alkaline conditions, and additional conditions such as addition of a pH adjuster are necessary. For this reason, it has been difficult to use unless some artificial method is added.

アルカリ性条件下で増殖する微生物を用いて、トリメチルアミン分解を試みる場合、微生物の増殖中に培地をアルカリ性に保つ必要がある。一方で、アルカリ性条件においてトリメチルアミンが培地などから揮発してしまうことから、利用が困難であった。  When attempting to decompose trimethylamine using a microorganism that grows under alkaline conditions, it is necessary to keep the medium alkaline during the growth of the microorganism. On the other hand, since trimethylamine volatilizes from a culture medium etc. in alkaline conditions, utilization was difficult.

このため、微生物が自らリンゴ酸などの酸性物質を生産し、アルカリ性のトリメチルアミンを中和反応で代謝系に捕捉する機能を有していることが望ましい。捕捉できない場合、揮発してトリメチルアミンによる不快臭を生じることがある。  For this reason, it is desirable that the microorganisms have a function of producing acidic substances such as malic acid themselves and capturing alkaline trimethylamine in the metabolic system by a neutralization reaction. If it cannot be captured, it may volatilize and produce an unpleasant odor due to trimethylamine.

他の考え方として複数の微生物を一度に活用してトリメチルアミンを分解する方法が報告されている。この方法では、家畜の尿を原料とし、乳酸菌、酵母菌、糸状菌、放線菌、光合成菌を中心とした80種類以上の微生物によって構成された原料で悪臭を抑制することが示されている(主にアンモニア臭分解)(2001年公開特許文献5)。  As another concept, a method for decomposing trimethylamine by utilizing a plurality of microorganisms at the same time has been reported. In this method, it is shown that malodor is suppressed with a raw material composed of 80 or more kinds of microorganisms, mainly lactic acid bacteria, yeasts, filamentous fungi, actinomycetes, and photosynthetic bacteria, using urine from livestock as a raw material ( (Mainly ammonia odor decomposition) (Patent Document 5 published in 2001).

複数の微生物を利用する方法では、他にもカンジダ クルセイ菌(Candida Krusei)、カンジダクルセイvar.トランシトリア菌(Candida Krusei var transitoria)、イサチェンキア テリコラ菌(Issatchenkia terricola)、イサチェンキア オシデンタリス菌(Issatchenkia occidentails)、イサチェンキア スクチュラータ菌(Issatchenkia scutulata)についての方法が報告されている(1999年公開特許文献6)。  Other methods using a plurality of microorganisms include Candida Krusei, Candida crusei var. Candida Krusei var transitoria, Isachenchia tericola, Isachenchia occidentalis (patented in 19 years), Isachenchia ocssentula (Iss).

他にもラクトバチルス ファーメンタム菌(Lactobacillus formentum)、ピキア クルイベリ菌(Pichia kluyveri)を用いる方法では、豆類や穀類およびイモ類などの食品を培養材料の出発点とし、増殖しながら、悪臭を抑制する方法(1999年公開特許文献7)が報告されている。  Other methods that use Lactobacillus formumum or Pichia kluyveri use foods such as beans, cereals, and potatoes as starting points for culture materials, and suppress malodor while growing A method (Patent Document 7 published in 1999) has been reported.

同様に、複数の微生物であるバチルス サブティリス菌(Bacillus subtilis)、バチルス ナットウ菌(Bacillus natto)、バチルス コアグランス(Bacillus coagulans)、バチルス マセランス菌(Bacillus macerans)、エンテロバクター サカザキ菌(Enterobacter sakazakii)、エンテロバクター アグロメランス菌(Enterobacter agglonerans)、ストレプトコッカス フェカーリス菌(Streptococcus fecalis)、ストレプトコッカス クレモリス(Streptococcus cremoris)、ストレプトコッカス ラクチス菌(Streptococcus lactis)、リゾプス ホルモザネンシス菌(Rhizopus formosaensis)、アスペルギルス オリゼ(Aspergillus oryzae)、ニトロソマナス アギリス菌(Nitorosomonas agilis)、シュードモナス カリオフィリー菌(Pseudomonas caryophilli)、シュードモナス スタッツェリ菌(Pseudomonas statzeri)を混成しながら利用して、悪臭を抑制する方法が報告されている(1996年公開特許文献8、1995年公開特許文献9、10)。  Similarly, several microorganisms such as Bacillus subtilis, Bacillus natto, Bacillus coagulans, Bacillus macerans, Bacillus macerans, and Enterobacter sac. Enterobacter agglomerans, Streptococcus faecalis (Streptococcus fecalis), Streptococcus cremoris, Streptococcus lactis (us), Streptococcus lactis (us) Rhizopus formosaensis, Aspergillus oryzae, Nitrosomanas agilis and zestomonas cariophile, Pseudomonas cary, Pseudomonas cary A method of suppressing it has been reported (1996 published patent document 8, 1995 published patent documents 9, 10).

一方で、食品など衛生環境を良い状態に常に保つ必要がある対象に複数の微生物を利用して、トリメチルアミンを消臭する場合、播種した微生物によって対象物が腐敗してしまうため、そのまま利用するのが困難であり、新たな方法の導入が必要であった。  On the other hand, when using multiple microorganisms to deodorize trimethylamine for a target that needs to keep the sanitary environment in good condition, such as food, the target object will be spoiled by the seeded microorganisms. However, it was difficult to introduce a new method.

これまでの報告事例から、トリメチルアミンを分解する温度条件として、20℃以上の条件が用いられている。しかしながら、日常生活の中で食品などから発生するトリメチルアミンは、4℃以下の冷蔵庫やトラック輸送の内部温度など、低温下で保存されている状態で発生している。同じように、販売店で扱われる食品などは、10℃以下の温度管理がなされていることが多い。何れも、冷蔵庫などを用いて低温下の温度条件で保存されている。このため、低温下でトリメチルアミンの分解効果を発揮する、微生物や酵素の開発が望まれていた。  From reported cases so far, a temperature condition of 20 ° C. or higher is used as a temperature condition for decomposing trimethylamine. However, trimethylamine generated from foods and the like in daily life is generated in a state of being stored at a low temperature such as a refrigerator of 4 ° C. or lower and the internal temperature of truck transportation. Similarly, foods handled at a store are often temperature controlled at 10 ° C. or less. All of them are stored under low temperature conditions using a refrigerator or the like. For this reason, there has been a demand for the development of microorganisms and enzymes that exert the effect of decomposing trimethylamine at low temperatures.

他にもトレハロース及びマルチトールのマスキング効果を利用して、トリメチルアミンの生成を抑制することを特徴とする方法が提案されている(1999年公開特許文献11)。  In addition, a method has been proposed that uses the masking effect of trehalose and maltitol to suppress the production of trimethylamine (Patent Document 11 published in 1999).

マスキング作用は、悪臭物質を囲い込むことで消臭することを特徴とする方法であるが、化学的側面から、消臭対象のトリメチルアミンの量がマスキング剤の消臭能力を超えている場合、マスキング効果は飽和し、直ちに不快臭を生じる問題があった。実際には、マスキング効果が飽和するか否かを即時には判断できず、使用量が不明確になる問題があった。更に、消臭の限界がマスキング剤の容量に応じて変化してしまう問題もあった。  The masking action is a method characterized by deodorizing by enclosing a malodorous substance, but from the chemical aspect, if the amount of trimethylamine to be deodorized exceeds the deodorizing ability of the masking agent, masking is performed. The effect is saturated and there is a problem that an unpleasant odor is immediately generated. Actually, it is impossible to immediately determine whether the masking effect is saturated, and there is a problem that the amount used is unclear. Furthermore, there has been a problem that the limit of deodorization changes depending on the capacity of the masking agent.

マスキング剤を食品などの対象物に噴霧して用いる場合、トリメチルアミンの局在濃度に依存して消臭効果にばらつきを生じてしまう問題があった。まんべんなくトリメチルアミンをマスキングするためには、少量のマスキング剤での消臭は困難であるため多量に用いると、食品の風味や味、鮮度などに問題を生じるため、利用が困難であった。  When the masking agent is used by spraying on an object such as food, there is a problem that the deodorizing effect varies depending on the local concentration of trimethylamine. In order to mask trimethylamine evenly, it is difficult to deodorize with a small amount of masking agent. Therefore, if it is used in a large amount, it causes problems in the flavor, taste, freshness, etc. of the food, making it difficult to use.

特開2015−119752号 公報JP, 2015-119552, A 特開2011−30737号 公報JP 2011-30737 A 特開2010−11782号 公報JP 2010-117872 A 特開平5−137567号 公報JP-A-5-137567 特開2001−187126号 公報JP 2001-187126 A 特開平11−104222号 公報JP-A-11-104222 特開平11−346761号 公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-346761 特開平8−059418号 公報JP-A-8-059418 特開平7−222790号 公報JP-A-7-222790 特開平7−222791号 公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-222791 特開平11−308983号 公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-308983 特開平2006−340676号 公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-340676

0℃以下の温度におけるトリメチルアミン−N−オキシドの酵素的および非酵素的分解 木村メイコ、関伸夫、木村郁夫、日本水産学会誌68(1)85−91、2002年  Enzymatic and non-enzymatic degradation of trimethylamine-N-oxide at temperatures below 0 ° C. Meiko Kimura, Nobuo Seki, Ikuo Kimura, Journal of Japanese Fisheries Society 68 (1) 85-91, 2002 (II)化学物質の環境リスク初期評価(14物質)の結果 項目7、トリメチルアミン、1.物質に関する基本的事項、化学物質の環境リスク評価 第12巻、環境省発刊、 2011年(II) Results of initial environmental risk assessment of chemical substances (14 substances) Item 7, Trimethylamine, 1. Basic matters concerning substances, environmental risk assessment of chemical substances, Vol. 12, published by the Ministry of the Environment, 2011

本発明は、トリメチルアミンが有機物から発生したアルカリ性条件下でも分解することが可能で、更に10℃以下の低温でも分解することが可能な方法を提供することを目的としている。  An object of the present invention is to provide a method capable of decomposing trimethylamine even under alkaline conditions generated from an organic substance, and capable of decomposing even at a low temperature of 10 ° C. or lower.

トリメチルアミンは、ハエやゴキブリなどの虫を誘引する物質として広く知られており、牧場や食品製造工場などで発生すると、これらの虫を誘引し、衛生状態が悪くなることでも知られている。特に食品製造工場でトリメチルアミンによってゴキブリなどの虫が誘引されると、製品への異物混入などを引き起こすリスクが高まる。このため、本発明により、これらの問題を解決する方法の一助として利用されることを目的としている。  Trimethylamine is widely known as a substance that attracts insects such as flies and cockroaches, and it is also known that when it occurs in a ranch or a food manufacturing factory, these insects are attracted and sanitary conditions are deteriorated. In particular, when a bug such as a cockroach is attracted by trimethylamine in a food manufacturing factory, the risk of causing contamination of the product is increased. For this reason, the present invention aims to be used as an aid to a method for solving these problems.

本発明者は、低温下で水などにトリメチルアミンが溶け込んだアルカリ性条件下において、単独で優れた生分解作用を有する菌株を、安心・安全な食材に求め、種々の検討を繰り返した。この結果、古くから人間が食している食品の可食部内から、低温下かつアルカリ性で生育可能であり、トリメチルアミン分解能力が備わっているブレバンディモナス ベシクラリス菌株(Brevundimonas vesicularis:独立行政法人製品評価技術基盤機構寄託番号 NITE AP−02293)を見出し完遂した。  The present inventor has sought various strains having excellent biodegradation action alone under alkaline conditions in which trimethylamine is dissolved in water or the like at low temperatures, and repeated various studies. As a result, Brevandimonas vesicularis that can grow under low temperature and alkaline conditions and has trimethylamine-degrading ability (Brevundimonas vesicularis) from the edible part of foods that have been eaten by humans since ancient times The organization deposit number NITE AP-02293) was found and completed.

トリメチルアミンを分解するブレバンディモナス ベシクラリス菌株について、単離した方法を以下に示す。  An isolated method of Brevundimonas vesicularis strain that degrades trimethylamine is shown below.

単離に用いた培地は、トリメチルアミンが発生しやすい鮮魚の肉質表面を模擬し、最小栄養培地(Minimum essential medium:MEM)を応用して構成した。培地成分は、表2に示す条件で用いた。培地は、他の微生物が混入しないように、ポアサイズ0.2μm(マイクロメートル)の滅菌ろ過膜によって、滅菌して用いた。  The medium used for the isolation was configured by imitating the meaty surface of fresh fish that is likely to generate trimethylamine, and applying a minimal nutrient medium (MEM). The medium components were used under the conditions shown in Table 2. The medium was sterilized by a sterile filtration membrane having a pore size of 0.2 μm (micrometer) so that other microorganisms were not mixed.

表2培地の構成において、菌体内代謝系で利用される窒素源は、アミノ酸の代わりにトリメチルアミンのみを用いており、トリメチルアミンを分解し、細胞内代謝系で利用できる微生物以外は増殖することができない条件で調製した。  In the composition of Table 2, the nitrogen source used in the intracellular metabolic system uses only trimethylamine in place of amino acids, and cannot decompose except for microorganisms that decompose trimethylamine and can be used in the intracellular metabolic system. Prepared under conditions.

発明の範囲は、これに限定されるものではないことはいうまでもない。表2に示した条件以外でも必要栄養成分が含有されていれば、非選択培地や様々な種類の培地を用いることができる。  It goes without saying that the scope of the invention is not limited to this. A non-selective medium and various types of media can be used as long as the necessary nutrients are contained other than the conditions shown in Table 2.

Figure 2018033437
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菌株を発見するに至った方法としては、複数の清潔な鮮魚可食部から滅菌済み綿棒で食品微生物をふき収り、表2に示した条件の平板培地に塗布してトリメチルアミン中和分解能の確認を行った。微生物を播種したサンプルは、同じ条件のサンプルから6サンプルずつ選別して、平板培地に生じたコロニー数の計測に用いた。トリメチルアミン濃度は、0.0、0.1、0.3、1.0、3.0mM(ミリモル)の5つの条件で、培養時間は、10℃、10日間で行った(表3)。  The method that led to the discovery of the strain was to wipe off food microorganisms from a plurality of clean fresh fish edible parts with a sterilized cotton swab and apply to a plate medium under the conditions shown in Table 2 to confirm the trimethylamine neutralization resolution. Went. Samples inoculated with microorganisms were selected from 6 samples under the same conditions, and used to count the number of colonies generated on the plate medium. The trimethylamine concentration was 0.0, 0.1, 0.3, 1.0, and 3.0 mM (mmol), and the culture time was 10 ° C. for 10 days (Table 3).

Figure 2018033437
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トリメチルアミン濃度が1.0mMの条件下で最も多い平均5.8個のコロニーが確認され、1.0mMより高い濃度の3.0mMでも平均1.2個のコロニーが確認された。このため、トリメチルアミン濃度1.0もしくは3.0mMで生じたコロニーをすべてピックアップした。  An average of 5.8 colonies with the highest trimethylamine concentration at 1.0 mM was confirmed, and an average of 1.2 colonies were confirmed even at a concentration of 3.0 mM higher than 1.0 mM. For this reason, all colonies produced at a trimethylamine concentration of 1.0 or 3.0 mM were picked up.

培地の状態であるが、トリメチルアミンを添加する前は(表2)、pH7.7であった。トリメチルアミン1.0mM添加では、pH8.2のアルカリ性に変化し、トリメチルアミン3.0mM添加では、pH9.9となり更なるアルカリ性の状態を呈した。得られたコロニーを形成する微生物は、これらの条件下でトリメチルアミン分解能を有する。  Although it was in the state of the medium, it was pH 7.7 before adding trimethylamine (Table 2). When 1.0 mM trimethylamine was added, the pH changed to alkaline at pH 8.2, and when trimethylamine was added at 3.0 mM, the pH became 9.9, indicating a further alkaline state. The microorganisms forming the resulting colonies have trimethylamine resolution under these conditions.

表2に示した組成にトリメチルアミンを添加し、1.0mMトリメチルアミン液体培地を調製した。滅菌済み1.5mLサンプルチューブに1mLずつこの液体培地を添加し、先の項目でピックアップしたコロニーを1個/1.5mLサンプルチューブに単離し、10℃、10日間培養した。  Trimethylamine was added to the composition shown in Table 2 to prepare a 1.0 mM trimethylamine liquid medium. 1 mL of this liquid medium was added to a sterilized 1.5 mL sample tube, and the colonies picked up in the previous item were isolated in 1 / 1.5 mL sample tube and cultured at 10 ° C. for 10 days.

10日間培養した後、それぞれ1.5mLサンプルチューブを1000rpmで15分間遠心した。上澄み分部を除去後、遠心力によってサンプルチューブの底に回収された微生物菌株を0℃の生理的食塩水を1mL添加してよく混和し、再度1000rpmで15分間遠心し洗浄した。  After culturing for 10 days, each 1.5 mL sample tube was centrifuged at 1000 rpm for 15 minutes. After removing the supernatant, 1 mL of 0 ° C. physiological saline was added to the microbial strain recovered at the bottom of the sample tube by centrifugal force, and the mixture was mixed well, then again centrifuged at 1000 rpm for 15 minutes and washed.

洗浄を3回繰り返した後、表2に示した組成にトリメチルアミンを添加して、3.0mMトリメチルアミン平板培地を作製した。この培地に生理的食塩水で10倍希釈した洗浄後の菌株を0.1mLずつ播種し、10℃、10日間培養後、再び生じるコロニーを確認した。この結果、コロニーが確認された。  After repeating washing three times, trimethylamine was added to the composition shown in Table 2 to prepare a 3.0 mM trimethylamine plate medium. 0.1 ml each of the washed strain diluted 10-fold with physiological saline was inoculated on this medium, and the resulting colonies were confirmed again after culturing at 10 ° C. for 10 days. As a result, colonies were confirmed.

表2に示した組成にトリメチルアミンを添加して、1.0mMトリメチルアミン液体培地を作製し、滅菌済み2.0mLサンプルチューブに1.5mLずつこの液体培地を小分けし、ピックアップしたコロニーを1個/2.0mLサンプルチューブに単離し、保存菌株とした。  Trimethylamine is added to the composition shown in Table 2 to prepare a 1.0 mM trimethylamine liquid medium, and the liquid medium is subdivided into 1.5 mL portions in a sterilized 2.0 mL sample tube. Isolated in a 0 mL sample tube and used as a stock strain.

(A)微生物の特徴
非選択性平板培地上で10℃の温度で7日間培養したとき、次の形態的特徴が観察される。1)細胞の形:桿菌、2)大きさ0.8μm×2.0〜3.0μm、3)多形成:なし、4)運動性:あり、5)胞子:形成能なし
(A) Characteristics of microorganisms When cultured on a non-selective plate medium at a temperature of 10 ° C. for 7 days, the following morphological characteristics are observed. 1) Cell shape: Neisseria gonorrhoeae 2) Size 0.8 μm × 2.0 to 3.0 μm 3) Multiformation: No 4) Motility: Yes 5) Spore: No ability to form

(B)培養的性質
1)非選択性平板培地上での色:乳白色、2)コロニーの透明度:半透明、3)コロニーの光沢:あり、4)表面の形態:なめらか、5)生育状態:良好、6)非選択培地状態:表面に生育
(B) Culture properties 1) Color on non-selective plate medium: milky white, 2) Colony transparency: translucent, 3) Colony gloss: Yes, 4) Surface morphology: Smooth, 5) Growth state: Good, 6) Non-selective medium condition: Grows on the surface

(C)グラム陰・陽性の判定
前記菌学的性質の検査において、グラム染色では、武藤化学株式会社製品バーミーM染色キットを用いて判定した。判定結果から、本菌株は、グラム陰性菌であった。
(C) Determination of Gram Yin / Positive In the examination of the mycological properties, Gram staining was determined using the Burmy M staining kit manufactured by Muto Chemical Co., Ltd. From the determination results, this strain was a gram-negative bacterium.

(D)オキシダーゼ活性の陰・陽性の判定
オキシダーゼ活性に関しては、日本BD社製品であるリージェントステインドロッパー(Reagent Stain Dropper)、0.5mLオキシダーゼ(Oxidase)を用いて判定した。判定結果から、本菌株は、オキシダーゼ活性が陽性であった。
(D) Determination of Negative / Positive Oxidase Activity The oxidase activity was determined using a Reagent Stain Dropper and 0.5 mL oxidase (Oxidase), which are products of Japan BD. From the determination results, this strain was positive for oxidase activity.

(E)インドール活性の陰・陽性の判定
インドール活性に関しては、日本BD社製品であるリージェントステインドロッパー(Reagent Stain Dropper)、0.5mL DMACA インドール(Indole)を用いて判定した。判定結果から、本菌株は、インドール活性が陰性であった。
(E) Negative / positive determination of indole activity The indole activity was determined using a Reagent Stain Dropper and 0.5 mL DMACA indole (Indole), which are products of Japan BD. From the determination results, this strain was negative in indole activity.

(F)生理学的性質
微生物の菌種同定は、生理学的側面から確認できるベクトンデキンソンBD BBLクリスタルE/NF(産業用)を用いた。この結果、トリメチルアミン分解菌は、以下の特徴が示された。1)グラム染色性:陰性、2)オキシダーゼ活性:陽性、3)インドール活性:陰性、4)アラビノース:陰性、5)マンノース:陰性、6)白糖:陰性、7)メリビオース:陰性、8)ラムノース:陰性、9)ソルビトール:陰性、10)マンニトール:陰性、11)アドニトール:陰性、12)ガラクトース:陰性、13)イノシトール:陰性、14)p−n−pリン酸:陰性、15)p−n−p−α−β−グルコシド:陰性、16)p−n−p−β−ガラクトシド:陰性、17)プロリンニトロアニリド:陰性、18)p−n−p−ビスリン酸:陰性、19)p−n−p−キシロシド:陰性、20)p−n−p−α−アラビノシド:陰性、21)p−n−p−ホスホリルコリン:陰性、22)p−n−p−β−グルクロニド:陰性、23)p−n−p−N−アセチルグルコサミニド:陰性、24)L−γ−グルタミン−p−ニトロアニリド:陰性、25)エスクリン:陽性、26)フェニルアラニン:陰性、27)尿素:陰性、28)グリシン:陰性、29)クエン酸:陰性、30)マロン酸:陰性、31)テトラゾリウム:陰性、32)アルギニン:陰性、33)リジン:陰性、34)アガロース培地上での状態:加水分解が行われない。
(F) Physiological Properties For the bacterial species identification, Becton Dickinson BD BBL Crystal E / NF (for industrial use) that can be confirmed from the physiological aspect was used. As a result, the following characteristics of the trimethylamine-degrading bacterium were shown. 1) Gram staining: negative, 2) oxidase activity: positive, 3) indole activity: negative, 4) arabinose: negative, 5) mannose: negative, 6) sucrose: negative, 7) melibiose: negative, 8) rhamnose: Negative, 9) sorbitol: negative, 10) mannitol: negative, 11) adonitol: negative, 12) galactose: negative, 13) inositol: negative, 14) pnp phosphate: negative, 15) pn- p-α-β-glucoside: negative, 16) pnp-β-galactoside: negative, 17) proline nitroanilide: negative, 18) pnp-bisphosphate: negative, 19) pn -P-xyloside: negative, 20) pnp-α-arabinoside: negative, 21) pnp-phosphorylcholine: negative, 22) pnp-β-glucuronide: negative, 23) pnp-N-acetylglucosaminide: negative, 24) L-γ-glutamine-p-nitroanilide: negative, 25) esculin: positive, 26) phenylalanine: negative, 27) urea: negative, 28) Glycine: negative, 29) citric acid: negative, 30) malonic acid: negative, 31) tetrazolium: negative, 32) arginine: negative, 33) lysine: negative, 34) state on agarose medium: hydrolysis Absent.

トリメチルアミン分解菌である保存菌株は、生理学的側面から、ブレバンディモナス属細菌の菌種であることが示された。なお、エスクリン陽性を示していることから、ブレバンディモナス ベシクラリス菌株であることが示された。  It was shown that the conserved strain that is a trimethylamine-degrading bacterium is a species of the genus Brevundimonas from the physiological aspect. In addition, since esculin positive was shown, it was shown that it is a Brevundimonas vesicularis strain.

これらの結果から、本発明の微生物は、ブレバンディモナス ベシクラリス菌株であり、本発明者の試験によって、本菌株にトリメチルアミンを分解する能力が確認された。従って、本菌株もしくは、本菌株由来のトリメチルアミン分解酵素をトリメチルアミン含有の処理系に加えることで、トリメチルアミンを効率良く分解することができる。  From these results, the microorganism of the present invention is a Brevundimonas vesicularis strain, and the ability of the present strain to degrade trimethylamine was confirmed by the inventors' tests. Therefore, trimethylamine can be efficiently decomposed by adding this strain or a trimethylamine-degrading enzyme derived from this strain to a treatment system containing trimethylamine.

ここで、得られた保存菌株をブレバンディモナス ベシクラリス菌株として独立行政法人製品評価技術基盤機構に寄託番号 NITE AP−02293として寄託した。  Here, the obtained conserved strain was deposited as a Brevundimonas vesicularis strain with the deposit number NITE AP-02293 to the National Institute of Technology and Evaluation.

〔ガスクロマトグラフィ分析条件〕
分析カラムは、Thermon−3000+KOH(2+2)%Sunpak−N60/100mesh(カラム長:2.1メートル、カラム径:φ3.2ミリメートル 信和化工株式会社製品)を使用し、キャリアガスに窒素50mL/分を用いた。温度条件としては、カラム温度120℃、注入口温度230℃、検出温度230℃の条件で使用した。検出器は、水素炎イオン化検出器(FID)を使用し、トリメチルアミンの量に応じて得られる測定量の値および保持時間を測定できる(図1)。
[Gas chromatography analysis conditions]
The analytical column uses Thermon-3000 + KOH (2 + 2)% Sunpak-N60 / 100 mesh (column length: 2.1 meters, column diameter: φ3.2 millimeters Shinwa Chemical Co., Ltd. product), and nitrogen is used as a carrier gas at 50 mL / min. Using. As temperature conditions, the column temperature was 120 ° C., the inlet temperature was 230 ° C., and the detection temperature was 230 ° C. As the detector, a flame ionization detector (FID) can be used to measure the value of measurement and the retention time obtained according to the amount of trimethylamine (FIG. 1).

〔トリメチルアミン分解量の定量方法〕
トリメチルアミン濃度をガスクロマトグラフィで定量するために、表2の液体培地にトリメチルアミン濃度を0.0、0.5、1.0、2.0mMの複数条件で作り、標準液とした。これらの標準液をガスクロマトグラフィで計測して検量線を作り(図2)、ブレバンディモナス ベシクラリス菌株によってトリメチルアミン分解を行った測定サンプルと比較することにより、トリメチルアミン分解量の定量を行うことができる。測定するサンプルは、誤差を抑制するため、測定直前まで密栓状態で−20℃の凍結保存状態とし、使用時に0℃に解凍して用いた。
[Method for quantifying trimethylamine degradation amount]
In order to quantify the trimethylamine concentration by gas chromatography, a trimethylamine concentration was prepared in a plurality of conditions of 0.0, 0.5, 1.0, and 2.0 mM in the liquid medium shown in Table 2, and used as a standard solution. These standard solutions are measured by gas chromatography to produce a calibration curve (FIG. 2), and the amount of trimethylamine degradation can be quantified by comparing with a measurement sample in which trimethylamine degradation has been performed by Brevundimonas vesicularis strain. In order to suppress errors, the sample to be measured was kept in a frozen storage state at −20 ° C. in a tightly-sealed state until immediately before the measurement, and was thawed to 0 ° C. during use.

〔ブレバンディモナス ベシクラリス菌株のトリメチルアミン分解量〕
トリメチルアミン分解量を測定するためのサンプルは、表2に示した液体培地にトリメチルアミン濃度1mMの条件で調製し、ブレバンディモナス ベシクラリス菌株を加えて、10℃、7日間培養した後、誤差を抑制するため、測定直前まで密栓状態で−20℃の凍結保存状態とし、使用時に0℃に解凍して用いた。培地中のトリメチルアミンは、7日間の培養時に菌株の栄養成分である窒素源として分解消費される(図3)。得られたトリメチルアミンの測定量について、保持時間3.3秒から4.8秒までの区間を積分して比較した結果、約45%のトリメチルアミンの分解が確認された(図4)。
[Degradation amount of trimethylamine of Brevundimonas vesicularis strain]
A sample for measuring the amount of trimethylamine degradation is prepared in the liquid medium shown in Table 2 under the condition of a trimethylamine concentration of 1 mM, added with Brevundimonas vesicularis strain, cultured at 10 ° C. for 7 days, and errors are suppressed. Therefore, it was kept in a frozen storage state at −20 ° C. in a sealed state until immediately before measurement, and thawed to 0 ° C. when used. Trimethylamine in the medium is decomposed and consumed as a nitrogen source which is a nutrient component of the strain during the culture for 7 days (FIG. 3). The measured amount of trimethylamine obtained was compared by integrating the interval from retention time 3.3 seconds to 4.8 seconds, and as a result, about 45% decomposition of trimethylamine was confirmed (FIG. 4).

〔ガスクロマトグラフィ分析条件〕によるトリメチルアミン0.0、0.5、1.0、2.0mMを表2の培地に添加した状態でガスクロマトグラフィによる分析を行った測定データMeasurement data obtained by analysis by gas chromatography with trimethylamine 0.0, 0.5, 1.0, and 2.0 mM added to the medium shown in Table 2 according to [Gas chromatography analysis conditions] 〔トリメチルアミン分解量の定量方法〕によるトリメチルアミン測定データの積分値に基づいた検量線Calibration curve based on the integral of trimethylamine measurement data by [Quantitative determination of trimethylamine degradation amount] 〔ブレバンディモナス ベシクラリス菌株のトリメチルアミン分解量〕によるガスクロマトグラフィを用いたトリメチルアミン分解量の計測結果Result of measurement of trimethylamine degradation amount using gas chromatography with [Trimethylamine degradation amount of Brevundimonas vesicularis strain] 〔ブレバンディモナス ベシクラリス菌株のトリメチルアミン分解量〕により得られたトリメチルアミン分解量の計測結果を積分した結果The result of integrating the measurement result of trimethylamine degradation amount obtained by [Trimethylamine degradation amount of Brevundimonas vesicularis strain]

Claims (7)

ブレバンディモナス ベシクラリス菌株のトリメチルアミン分解能を利用して、トリメチルアミンを分解する使用法。  A method of degrading trimethylamine using trimethylamine resolution of Brevundimonas vesicularis strain. ブレバンディモナス ベシクラリス菌株由来トリメチルアミン分解酵素を魚類などトリメチルアミンが発生する対象に対して加えて、対象物のトリメチルアミンの濃度を減少させることを特徴とする使用法。  A method of use, wherein trimethylamine-degrading enzyme derived from Brevundimonas vesicularis strain is added to a target such as fish to generate trimethylamine, and the concentration of trimethylamine in the target is reduced. ブレバンディモナス ベシクラリス菌株のトリメチルアミン分解能を利用して、トリメチルアミンを含む処理系に加えて、処理系内のトリメチルアミンを分解して減少させることを特徴とする方法。  A method comprising decomposing and reducing trimethylamine in a treatment system in addition to a treatment system containing trimethylamine using trimethylamine resolution of Brevundimonas vesicularis strain. ブレバンディモナス ベシクラリス菌株由来トリメチルアミン分解酵素をクリームなどの化粧品などに混ぜて、トリメチルアミンを分解する使用方法。  A method of decomposing trimethylamine by mixing trimethylamine-degrading enzyme derived from Brevundimonas vesicularis strain with cosmetics such as cream. ブレバンディモナス ベシクラリス菌株が、以下の菌学的性質を示す請求項1または2記載のブレバンディモナス属細菌。
(1)グラム染色陰性
(2)菌の形態:桿状
(3)菌体色素:オレンジ色
(4)生理的性質:カタラーゼ陽性、オキシダーゼ陽性、ゼラチン分解性陽性、エスクリン加水分解陽性
(5)グルコース、マルトース及びリンゴ酸資化性
The Brevundimonas spp. Bacterium according to claim 1 or 2, wherein the Brevundimonas vesicularis strain has the following mycological properties.
(1) Gram staining negative (2) Bacterial morphology: rod (3) Cell pigment: orange (4) Physiological properties: catalase positive, oxidase positive, gelatin degradability positive, esculin hydrolysis positive (5) glucose, Utilization of maltose and malic acid
請求項1〜5のいずれかに記載のブレバンディモナス ベシクラリス菌株(独立行政法人製品評価技術基盤機構寄託番号 NITE AP−02293菌)からなる、またはその変異体を培地中で培養し、菌体内あるいは、培養代謝産物からトリメチルアミン分解酵素を採取する方法。  The Brevundimonas vesicularis strain (National Institute for Product Evaluation and Technology NITE AP-02293) according to any one of claims 1 to 5, or a mutant thereof is cultured in a medium, A method for collecting trimethylamine-degrading enzyme from cultured metabolites. 請求項1〜5のいずれかに記載のブレバンディモナス ベシクラリス菌株又はその変異体を培地中で培養し、菌体内あるいは、培養代謝産物からトリメチルアミン分解酵素を採取することを特徴とするトリメチルアミン分解酵素の製造方法。  A trimethylamine-degrading enzyme characterized by culturing the Brevundimonas vesicularis strain or variant thereof according to any one of claims 1 to 5 in a medium, and collecting the trimethylamine-degrading enzyme from the cells or from a cultured metabolite. Production method.
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