JP2539735B2 - 好熱性放線菌 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、天然リグニンの可溶
化，木材その他の難分解性繊維物質，硬タンパク質や余
剰汚泥の分解発酵，堆・厩肥の製造，屎尿の分解等バイ
オマスの腐植熟成化を促進し、土壌の肥沃化，土壌構造
の改善に有用な新菌及びその有効な活用の技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、微生物や酵素を使った分解剤でリ
グニンの可溶化、又は繊維素を迅速に分解させることは
非常困難とされ、又ケラチン，コラーゲン等の硬タンパ
ク質も酵素作用が受け難い。従って、微生物を使った天
然の難分解性有機資材の効果的な可溶化，分解の実用化
は今だになされていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来困難とされてきたリグニン可溶化能を
有し、繊維素を旺盛に発酵する新菌株の提供と、これら
の作用能を高めた培養物、及びこれら細菌の作用発現を
有効ならしめるリグニン可溶化法と、更にこれらの細
菌，微生物資材を使った難分解性の繊維物質，硬タンパ
ク質資材の分解肥料化，土壌改良，屎尿の脱臭分解に有
効な発酵分解剤の提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決した本
発明の要旨は １） サーモアクチノミセス属に属し、１０〜８５℃の
広範囲の生育温度と、５．３〜１０．８ｐＨの広範囲の
生育水素イオン濃度を有し、リグニン可溶化能と繊維素
分解能を有する好熱性放線菌サーモアクチノミセス Ｓ
Ｋ０５３ sp. nov.（Thermoactinomyces SK053 sp. no
v.,工業技術院生命工学工業技術研究所 受託番号ＦＥ
ＲＭ Ｐ−１３５９８） ２） １）記載の好熱性放線菌サーモアクチノミセス
ＳＫ０５３ sp. nov.（Thermoactinomyces SK053 sp. n
ov.,工業技術院生命工学工業技術研究所 受託番号ＦＥ
ＲＭ Ｐ−１３５９８）と、他の繊維素分解菌との共生
的混合培養物 ３） ２）記載の他の繊維素分解菌が好熱性繊維素分解
菌クロストリジュウム・サーモセルムＳＫ５２２（Clos
triduim thermocellum biovar.ＳＫ５２２，微工研条寄
第３４５９号）である２）記載の共生的混合培養物 ４） ２）又は３）記載の混合培養物を有効主成分とす
る繊維物質発酵分解剤 ５） ２）又は３）記載の混合培養物を有効主成分とす
る硬たんぱく質分解剤 にある。

【０００５】本発明の請求項２の他の繊維素分解菌と
は、繊維素を分解する細菌及び本発明の好熱性放線菌サ
ーモアクチノミセス ＳＫ０５３ sp. nov.（Thermoact
inomyces SK053 sp. nov.,工業技術院生命工学工業技術
研究所 受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１３５９８）を除いた
繊維素分解菌のことで、好気性，嫌気性，好熱性，又生
理的にも繊維素を発酵して、特にメタンガスを多く発生
するメタン菌，或いは水素を発生する水素菌等も本群に
包含される。具体的には次の通りのものがある。

【０００６】(1) 好気性繊維素分解菌（適温２２〜３５
℃） Bacillus fimi (Cellulomonus fumi),その他 genus Cel
lulomonus,Cellfalcicula viridis,C.mucosa,Actinomyc
ed melanocyclus (Micrococcus melanocyclus),その他
genus Actinomyces, Cellulyticum flavum Cellulyticum flavescens,その他 genus Celluvibrrio
Cytophaga hutchinsonii,その他 genus Cytophaga Pseu
domonas fibrolysis Methanobacterium soehngenii,M.omelianskii Sarcina

【０００７】(2) 嫌気性繊維素分解菌（適温２５〜３７
℃） clostridium werneri Plectridium Cellulolyticum

【０００８】(3) 好熱性繊維素分解菌（適温５５〜６５
℃） Clostridium thermocellum,C.thermorellulaseum Bacillus cellulosae dissolvense,B.thermofibrincolu
s B.thermofibrincolus

【０００９】(4) 脱窒性繊維素分解菌（３５℃） Bacterium cellaresolvens

【００１０】明細書でいう難分解性有機資材または難分
解性繊維物質とは、オガ屑，チップダスト，プレーナー
屑，バーク（樹皮）その他木材工業における廃材，モミ
ガラ，イナワラ，ムギワラ等の藁桿類、ダイズ，アズ
キ，落下生等の豆類の種皮や莢殻、コーヒーかす，落
葉，樹皮，ヨシやカヤ等の山野草、それにシイタケの廃
ホダ木，その他キノコの廃菌床等の炭素率４０〜１００
以上の難分解性の各種植物遺体をいう。これらの植物遺
体を構成している有機成分はきわめて複雑で多種多様で
あるが、一般にその主要成分は繊維素で約３０〜７５
％、次いでリグニンの１５〜４０％で、両者を合わせる
と４５〜９０％以上で、その大部分を占めている。その
次がヘミセルロース７〜２５％の順で、そして少量では
あるが、タンパク質等の含窒素化合物，各種糖類，有機
酸，アルコール類、それに油脂，ワックス，精油等が含
まれている。

【００１１】又、明細書でいう硬タンパク質とは、水，
塩溶液，うすい酸，うすいアルカリに溶けず、酸及びア
ルカリについて加水分解されにくく、酵素作用の受けに
くいコラーゲン，ケラチン，オツセイン，フイブロイン
のようなタンパク質で、骨及び歯， ，爪，毛髪等の主
成分の物質である。

【００１２】本発明でいう賦型剤とは、石灰岩岩粉，ド
ロマイト岩粉，貝化石粉末，カニ・シャコ，貝殻等の甲
殻・貝殻粉末，炭酸カルシウム，消石灰，パーライト，
バーミキュライト，ゼオライト，けいそう土，塩基性岩
岩粉，粉砕ピートモス，木炭・くん炭末等の粉粒体があ
り、これらの一種又は複数種の混合物を示す。

【００１３】本発明の微量栄養素及び微量ミネラルと
は、ビオチン，ニコチン酸アミド，チアミン，ピリドキ
サミン，ビタミンＢ12，バラアミノ安息香酸等のビタミ
ン類、アルギニン，シスチン，グルタミン酸，イソロイ
シン，ロイシン，リジン，メチオニン，フェニルアラニ
ン，スレオニン，トリプトファン，チロシン，バリン等
のアミノ酸類、又、鉄，マンガン，コバルト，カルシウ
ム等の微量ミネラル等がある。以上、これらの賦型剤・
微量栄養素及び微量ミネラルは、有効菌・使用目的・土
壌環境・風土・気候に応じて適宜選択される。尚、本発
明好熱性放線菌サーモアクチノミセス ＳＫ０５３ sp.
nov.（Thermoactinomyces SK053 sp. nov.,工業技術院
生命工学工業技術研究所 受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１３
５９８）を、以下単に新菌ＳＫ０５３又はＳＫ０５３菌
と称する。

【００１４】

【作用】本発明は、有用な新菌ＳＫ０５３を提供する。
又このＳＫ０５３菌と他の繊維素分解菌の混合培養物と
その有効な利用にある。新菌ＳＫ０５３と各種繊維素分
解菌との相乗的効果は、リグニンの顕著なる可溶化能の
増強と共に繊維素の分解力、その他の機能を高揚する。

【００１５】そして、特に新菌株好熱性繊維素分解菌ク
ロストリジュウム・サーモセルムＳＫ５２２（Clostrid
uim thermocellum biovar.ＳＫ５２２，微工研条寄第３
４５９号）（以下ＳＫ５２２菌株と略称する）との好熱
性混合培養（６０〜６５℃）は、各新菌株の機能の相加
的作用ではなく、相互作用によって生ずる相乗的効果に
よるものであり、相互にその機能を高め、最も困難とさ
れている天然の各種繊維物質を強力かつ安定して発酵
し、リグニン，繊維素，タンパク質，ヘミセルロース，
その他の有機成分を迅速かつ強力に分解消化する。

【００１６】又、本発明の混合培養物を有効成分とする
ことで、有機資材の発酵分解剤を得ることができる。こ
の有機資材の分解発酵剤は、その用途，目的，気候，風
土，土壌成分等に応じて、新菌株ＳＫ０５３，選択され
た繊維素分解菌のほかに有用な微生物を混入すると更に
その効果を高める。

【００１７】

【実施例】以下、本発明及びその利用実施例について詳
しく説明する。本発明の新菌ＳＫ０５３の科学的諸性質
は下記の通りである。

【００１８】サーモアクチノミセス SK053 sp. nov. （Thermoactinomyces SK053 sp. nov.） Ｉ．科学的性質 形態的特徴 耐熱性の真正内生胞子形成，基生菌糸と気菌糸に単一の
胞子をつくる。胞子は平滑，球形，直径0.4 〜 0.7
μ。胞子柄を欠くか，きわめて短い。基生菌糸は非分断
性，直径 0.5μ。寒天培地上における生育はきわめて旺
盛，すみやかに気菌糸を形成，白色，粉状を呈する。グ
ラム陽性。 培養的性質 増殖がきわめて活発。４〜６時間でコロニーがつくら
れ，白色の気菌糸で覆われる。 (1) 平板培養 栄養，イースト・麦芽，オートミルのほか，シュクロー
ス・硝酸塩，グルコース・アスパラギン，グリセリン・
アスパラギン，チロシンなどの合成寒天培地（３％）の
６０℃培養は，非常に良好で，気菌糸を形成する。コロ
ニー表面の菌叢色は白色。基生菌糸の表面及び裏面は無
色。培地中への拡散性色素の生産はない。 (2) 液体培養 肉汁静地培養：白色被膜をつくる。しばしばコンパクト
な沈澱物を形成する。ミルク培養：凝固，ペプトン化。 生理・生化学的性質 本菌は好熱性，中温性，好冷性または，嫌気性，好気性
あるいは脱窒性の各種繊維素分解菌との共生的混合培養
によってリグニンの可溶化を顕著に増強し，同時に繊維
素分解能にも好影響をた与える。こうして生産された水
溶性の低分子量あるいは分解物質は植物体に直接吸収利
用されるか，または土壌有効菌の増殖を促して，健全か
つ活力ある植物根圏微生物生態系を確立する。そして，
農耕系や自然生態系での炭素循環のひとつの経路とし
て，難分解性の天然繊維物質の分解腐植化を強力かつ安
定して，確実に遂行する。 １．酵素作用等 (1) タンパク質分解 プロテオリティック酵素（Proteolytic enzyme）：陽性（強力） ゼラチン加水分解 ：陽性 ペプチダーゼ（peptidase） ：陽性 (2) デンプン加水分解 ：陽性 (3) ぺプチン分解 ：陰性 (4) 繊維素分解 ：陽性（弱い） (5) リグニン分解 ：陽性 繊維素及びリグニンの分解は共に陽性であるが弱い。し
かし，繊維素分解菌との共生的混合培養によって，リグ
ニンを強力に可溶化し，同時に繊維素の分解能も増強さ
れる。 (6) 脂肪分解 ：陰性 (7) インベルターゼ ：陰性 (8) カタラーゼ反応 ：陽性 (9) オキンダーゼ反応 ：陽性 ２．生産物試験 (1) 糖，アルコールより生酸及びガス発生 ガス発生しない。 (2) 色素生産 メラニン様色素の生成（チロシン及びペプトン・イース
ト鉄寒天培地）：陰性 ３．生育条件 (1) 生育温度 最適温度 25 〜 78 ℃，生育温度範囲 10 〜 85 ℃，そ
の生育範囲も非常に広く，他のサーモアクチノミセス属
の菌種にもみられない特徴をもつ。 (2) 水素イオン濃度 最適水素イオン濃度 pＨ＝ 6.5 〜 9.6 。生育水素イオ
ン濃度範囲ｐＨ＝5.3 〜 10.8 。これも他の同属の菌種
にみられない特徴のひとつ。 (3) 窒素源の同化性 有機・無機の窒素源をよく利用する。 (4) 炭素源の同化性（プリドハム・ゴドリープ寒天培地
上） Ｄ−グルコース，シュクロース，セロビオース，マルト
ース，デンプン，有機酸，グルタミン酸塩を利用する。 (5) 酸素との関係 絶対好気性。 (6) 微量栄養素の要求 旺盛なる生育にビチオン，チアミン，ニコチン酸等の
他，ルチン，ヘスピリジン等のフラボノ色素（Flavonoi
d pigment）のような微量栄養素が要求される。さらに
本菌の良好な発育にはリン酸，カリウム等のイオンが比
較的高濃度に要求され，また，炭酸ガスの存在が，その
発育や胞子の発芽に要求される。 (7) 健康または環境に対する有害性 この属のある菌種に病原性のあるものがあるというが，
本菌種にかぎりそのような性質を有することを知らな
い。 分 離 源 主に高速高温コンポスト，熟成堆・厩肥，農耕土壌等。 ＤＮＡのＧ＋Ｃの含有量 Ｇ＋Ｃのｍｏｌ％＝５２．７〜５４．２（Ｔｎ）。

【００１９】ＩＩ．分類学上の位置 本菌株の分類同定をInternational Committee on Syste
matic Bacteriology(ICSB) が編集した細菌学名の承認
リスト（１９８０） 及び長谷川武治編著（岡見吉郎，
清野昭雄）：微生物の分類と同定（下），ｐ．１〜９２
（１９８５）を主とし，バージェーのマニュアル( Berg
ey's Manual of Determinative Bacteriology 7 ed., 1
957 ; 8ed. , 1974 ; Bergey's Manual of Systematic
Bacteriology vol.1, vol.2, 1984, 1986.)を参考とし
て行った。その結果，サーモアクチノミセス属（genus
Thermoactinomyces ）に属する新菌種と決定した。一般
に細菌や放線菌の検索・同定に用いられているバージェ
ーのマニュアルにおける分類基準では完全なものとは言
えず，不確定要素が多く，特に放線菌のサーモアクチノ
ミセス属（genus Thermoactinomyces）についてはその
分類上の所属さえ曖昧である。同マニュアル（１９８
６）によるとバチルス属（genus Bacillus ）ときわめ
て近似し，この属は他の放線菌（oder Actinomycetales
）とは類緑性が薄いとして，外されているが，バチル
ス（family Bacillaceae ）の仲間にも入っていない。
そのうえ，サーモアクチノミセス属（genus Thermoacti
nomyces）に属する種(species)は，バージェーのマニュ
アル（７版，１９５７）では３種，同マニュアル（８
版，１９７４）では５種，そして同システマテック（２
巻，１９８６）では基準種（Type species）のT. vulga
ris の１種のみが記載されている。また，他の分類・同
定書でも，所属する種の数はまちまちで，野々村，小原
等（１）は３種，そしてＩＣＳＢが現在までに基準種Th
ermoactinomyces vulgarisTsiklinsky 1898, Type stra
in : KCC A-0162 のほかに５種が承認名（nomen approb
atum ）とされている。放線菌（Class Actinomycetes,
Order Actinomycetales）の分類基準は他の細菌類と比
べると，おもむきをやや異にしている。たとえば，放線
菌は抗生物質等の有用な生理活性物質の宝庫として特徴
付けられ，放線菌の分類は，抗生物質の研究のめざまし
い最近の発展と併行して，近年，急速の進歩をみせてい
る。すなわち，ＤＮＡの塩基組成と配列の比較，ＤＮＡ
交雑（ＤＮＡ−hybridization）試験，その他分子レベ
ルでの解析を主体とする遺伝生化学的手法のほか，血清
免疫学的分類ファージ感受性による分類，菌体の構成糖
や脂質組成による分類，菌全体のＩＲスペクトルによる
分類が試みられ，また一方電子計算機器の発達が同時
に，客観性の高い分類体系をつくろうという考えから，
数値分類法（Numerical taxonomy）等が試みられ，いわ
ゆる新しい意味での化学分類学（Chemotaxonomy）の手
法が，逸早く導入されている。しかし，放線菌，細菌分
類へのこれらの新しい知見の導入は一部であって，大部
分は伝統的なクラシックな分類基準で，特徴的な表現形
質に基づいている。今，まさに過度期にあると言って過
言ではない。したがって，現在の時点では，本放線菌を
新種（new species）と決定し，サーモアクチノミセス
SK053 sp. nov.（Thermoactinomyces SK053 sp. nov.）
と表示するにとどめる。最後に本放線菌とサーモアクチ
ノミセス属の基準種サーモアクチノミセス ブリガリス
との分類上記載すべき主な科学的性質の比較を次に表示
する（表１参照）。 文 献 (1) 野々村英夫，小原 厳：醗酵工業学雑誌，４９，８
９５（１９７１）。

【表１】 表１のサーモアクチノミセス属の基準種サーモアクチノ
ミセス・ブルガリス（T.vulgaris）の記載（descriptio
n）は、今から１００年程前のチスクリンスキー（Tsikl
insky）によるものである。従って、現在のような器機
分析の技法や微量分析の発達がなく、化学分類学に対す
る考え方や抗生物質のような生理活性物質の産生に対す
る配慮の全くなかった時代の分類である。このような時
代背景下で、近縁種を含めて基準値と本菌の科学的諸性
質を比較検討してみると、以下のような特徴的相違点が
上げられ、サーモアクチノミセス属（genus Thermoacti
nomyces）の新菌種と決論した。

【００２０】(1) 耐熱性の真正内胞子を１個ずつ基生菌
糸と気菌糸につくる。生育温度が高く好熱性て、間違い
無くサーモアクチノミセス属と同定できるが、基準値と
は甚だしく趣を異にし、生育の最適温度２５〜７８℃、
同温度範囲１０〜８５℃で、基準値よりもはるかに高
く、かつ又甚だしく低い。そして、生育の温度範囲は好
熱性−中温性−低温性と全般に渡っている。 (2) 生育の水素イオン濃度も最適ｐＨ＝６．５〜９．
６，濃度範囲ｐＨ＝５．３〜１０．８と、酸性，中性，
アルカリ性とその濃度幅が広く、かつアルカリ側に強
い。 (3) 基準値の酵素活性は、ゼラチン可溶化，デンプン加
水分解ともに陽性であるが、繊維素の分解は陰性，リグ
ニンの可溶化の記載はない。細菌における近縁菌におい
て、繊維素分解の陽性の記載はあるが、非常に弱く、工
業生産には利用できない。又リグニンに対する酵素活性
については全く記載がない。従って、本菌の繊維素の分
解作用とリグニンの可溶化をもつことが、本菌の第二に
上げられる特徴です。そして、本菌が好熱性，中温性，
好冷性，又は嫌気性，好気性，或いは脱窒性の各種繊維
素分解菌と共生的混合培養によって、リグニンの可溶化
を顕著に増強し、同時に繊維素分解能にも好影響を与え
る。本菌のこの働きか、本発明者の特に強調したい点
で、この特異性の発見が本発明のキーポイントとなる着
想である。又、本菌は強力なタンパク質分解活性をも
ち，硬タンパク質をよく分解する。

【００２１】(4) 本菌は旺盛なる生育にビオチン，チア
ミン，ニコチン酸等の他、ルチンペスピリジン等のフラ
ボノイド（Flavonoid pigment）のような微量栄養素が
要求される。 (5) 本菌が絶対的好気性で、グラム陽性，カタラーゼ反
応，オキシダーゼ反応ともに陽性、さらにＤＮＡのＧ＋
Ｃのmol％＝５２．７〜５４．２（Tn）であることが、
他の放線菌類とは類縁性が薄く、バチルス属（genus Ba
cillus）と強い類縁性に示す所以である。

【００２２】斯る理由によって、本菌の生育温度の特異
性とリグニン可溶化能の生理生化学的性質をひとつの根
拠として新菌種（new species）と決定し、サーモアク
チノミセスＳＫ０５３sp.nov.（Thermoactinomyces SK0
53 sp.nov.）と表示するにとどめた。

【００２３】本菌株を基準菌株とし、サーモアクチノミ
セス属（genus Thermoactinomyces）に属する菌種中、
リグニン可溶化能を有し、繊維素分解金との共生的混合
培養によって顕著にリグニン可溶化能を増加することを
特徴とし、かつＳＫ０５３金株及び自然並びに人工的変
異種を包括する生理生化学的性状による新菌種である。

【００２４】微生物受託番号 本菌の微生物受託番号は、工業技術院生命工学工業技術
研究所 受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１３５９８である。

【００２５】新菌ＳＫ０５３菌のスクリーニング 主に高温高速コンポスト，熟成堆・厩肥，農耕土壌等を
分離源として５５〜６０℃で寒天平板培養によって定法
通り分離する。培地としてＭＹ培地を使用する。必要に
応じて微量栄養素を添加するとよい。

【００２６】新菌ＳＫ０５３の有用性 本新菌ＳＫ０５３は、もともと良質のコンポスト、又は
完熟堆・厩肥に白色，粉状の微生物として出現する。本
菌の出現は、昔から堆・厩肥の熟成のあかしとされてき
た。ところで今回、本発明者が本菌のリグニン可溶化能
と繊維素分解能を有することに着目し、本菌と繊維素分
解菌との共生的混合培養によって、この二つの働きが顕
著に増強されること、及びその作用機能にも好影響を与
えることを発見した。そして、この共生的混合培養法の
成功は、多種類の難分解性有機資材の分解利用を可能に
し、その生産性を向上させ、従来の野積堆肥化法を確実
なものにし、高温高速コンポスト化法（High rate comp
osting）による堆肥の新製造法を確立した。このよう
に、新菌ＳＫ０５３を主要菌のひとつとする健全活性あ
る土壌微生物フロラーの形成は、環境要因の変化に対し
て土壌有効菌の生育と作用機能を安定させて、土壌病害
や連作障害の逓減消滅させた。又、土壌や植物の葉面に
直接撒布する新技術や屎尿の脱臭分解，硬タンパク質の
分解等、新次元の微生物利用法の開発が期待される。

【００２７】新菌０５３と繊維素分解菌の混合培養物 １．新菌ＳＫ０５３の多量培養物 ＭＹ培地を用い、通気又は振盪等の好気的条件下で、６
５〜７０℃，２４時間培養し、菌体含有の培養物とす
る。 ２．繊維素分解菌の多量培養物 オメリアンスキー（Omeliansky,1904）又はビルジョン
の培地（Viljoen et sl,1926）を用いて、嫌気又は好気
的条件下で、それぞれの適温で２４又は７２時間培養
し、その培養物とする。

【００２８】３．新菌ＳＫ０５３と繊維素分解菌との混
合培養物 下記の培地を用い、新菌ＳＫ０５３及び繊維素分解菌の
多量培養物の適量を接種して、２０〜７０℃まで、各繊
維素分解菌の適温で、２４〜７２時間培養して、両細菌
種の混合培養物とする。そして、これを本発明の提示す
る賦型剤を用いて粉粒体とする。又、施用直前に両菌種
の多量培養物の等量をとってよく混和して施用する。
尚、下記の共生混合培養用Ｅ−培地を以下単にＥ−培地
と称する。 共生混合培養用 Ｅ−培地 Ｋ₂ＨＰＯ₄ ５ｋｇ （ＮＨ₄）₂ＳＯ₄ ２ｋｇ 尿素 ２ｋｇ ペプトン ５ｋｇ 酵母エキス ５ｋｇ ろ紙（繊維素） １５ｋｇ 微量栄養素 ２００ｍｌ ＣａＣＯ₃ 過剰 水（〜ｐＨ＝７．０） １０００ｌ

【００２９】４．両菌株の共生的混合培養のもたらす有
用性 共に高温環境という条件下で、絶対好気性のサーモアク
チノミセス属のＳＫ０５３菌と嫌気性の好熱性繊維素分
解菌ＳＫ５２２菌株との共生的混合培養は、ＳＫ５２２
菌株単独ではほとんど不可能な天然の難分解性有機資材
の分解発酵を顕著に高揚する。まず、ＳＫ０５３菌の増
殖はＳＫ５２２菌株の欠除するタンパク分解活性を充補
する。しかも、堆・厩肥をはじめ廃木材、都市下水汚泥
等の難分解性有機資材の分解発酵は、すべて固体発酵の
状態で、かなり通気のよい環境下におかれている。そし
て、初期の段階におけるＳＫ０５３菌の増殖は高温嫌気
的環境へと変移せしめ、これによってＳＫ５２２菌株の
自然界での生育を可能となる。そして、ＳＫ０５３菌の
生育は完熟の最後の段階まで続く。

【００３０】(1) リグニンの可溶化 ここで、特に注目されることは、ＳＫ０５３菌によって
ＳＫ５２２菌株のリグニン可溶化能が相互に顕著に発揮
されることです。難分解性有機資材は、実際には繊維素
がリグニン、その他の有機成分と強く吸着か結合した状
態で存在する。こうした天然のリグノセルロースは繊維
素分解力の旺盛なＳＫ５２２菌株の単独施用ではほとん
ど分解が不可能である。リグニンの化学構造は、未だ完
全に明らかにされていないが、ベンゼン環に炭素数３つ
の側鎖を持つフエニルプロパンが基本単位になって、こ
の単位体がパーオキシダーゼによって触媒されるラジカ
ル反応によりランダムに三次元的に重合した高分子化合
物である。微生物の分解に対する抵抗がきわめて強く、
きわめて分解困難であることは多くの研究者・技術者の
認める一致した見解である。

【００３１】ところが、本願発明で使用するＳＫ０５３
菌とＳＫ５２２菌株は弱又は微弱ではあるが、リグニン
を可溶化する。そして、このリグニン可溶化能が、ＳＫ
０５３菌と共生的混合培養することによって、相互に強
調しあってたとえば、イナワラリグニンの５０〜６０％
以上が５〜７日前後の短日時において可溶化されるとい
うことが、今回、本願発明において、はじめて明らかに
された。その実際的な施用が本願発明の重要なる特徴的
態様で、その作用効果は５０〜８０℃以上という高温期
段階で発揮され、分解発酵へその腐植化が急速に進行す
る。

【００３２】(2) 黄色色素の産生 ＳＫ５２２菌株の産生する黄色色素はカロチノイド系の
不溶性色素である。菌体中のこの黄色色素が他の微生物
等による分解を受け水溶性の低分子量体のものとなり、
植物体に吸収され、必要部位に移行し、丁度都合の良い
前駆物質となる。すなわち、このような黄色色素が、ほ
かの溶菌した細胞内容物や分泌物、それに発酵生産物等
とともに根茎葉部位の増大繁茂を促すだけでなく、花芽
の形成，着果，果実の肥大等の生殖生長の代謝系に深く
関与していることが分子生物学的レベルで行なわれた研
究によっても明らかにされ、その応用利用へと発展し、
すでに果実の味，色沢，貯蔵性等品質向上に役立ってい
る。

【００３３】(3) 微生物生態系の混合複合化 また、この黄色色素を含むＳＫ５２２菌株の菌体を施用
すると、それを基質として繁殖する一般の従属栄養微生
物，土壌有効菌等の増殖を促す。さらに重要なことは、
ＳＫ０５３菌等は別として、自然界の堆肥製造のような
現場では、ＳＫ５２２菌株のような好熱性微生物が、す
ぐに増殖活性化するわけではない。当初は、一般の常温
性従属栄養微生物が増殖し、これらの作用による発酵熱
が蓄積されて品温の上昇に役立つものであり、単一菌株
の好熱性繊維素分解菌や少数の微生物のみが、天然の難
分解性有機資材の腐植化に関与するわけではない。微生
物フロラーの混合複合化多様化が求められる。さまざま
なタイプの有効菌が多く、さらに「エサ（基質）」も適
度にあるという複合的内容が望ましい。こうして、難分
解性有機物の高温分解は、ＳＫ０５３菌やＳＫ５２２菌
株を中心とする細菌フロラーがまず形成され、その腐植
化過程が単純な構成成分の変化だけでなく、きわめて複
雑な微生物フロラーの相互作用やその変遷等が、深い関
わりをもって最も効率よく進行するのである。ＳＫ０５
３菌，ＳＫ５２２菌株とＳＫ５４２菌株以外の有効菌と
しては下記のものがある。

【００３４】(1) ヘミセルロースの分解菌の培養物 ヘミセルロースは繊維素とともに植物体（細胞壁）を形
成し、これを構成する糖類によって、キシラン，アラバ
ン，デキストラン，マンナン，ガラクタン等と称せられ
る。ヘミセルロース分解菌の培養物は、イナワラキシラ
ン約１％の濃度に加えた岩田の培地（１９３６）を使用
し、３０〜３８℃，通性嫌気的に集殖する。通常、バク
テリウム・ブルガトゥス（Bacterium vulgatus），バク
テリウム・プロディギオサム（Bac. prodigiosum），バ
クテリウム・メセンテリクスルバー（Bac. mesentericu
s ruber），ミクロスピラ・アガーリクェフィセンス（M
icrospira ager-liquefaciens）等の１株又は２株以上
の混合培養物が獲得される。 (2) ペクチン物質分解菌の培養物 ペクチン物質を強力に分解する細菌は、好気性のもので
は枯草菌群細菌及びエタノール・アセトン菌に、又嫌気
性ではラク酸菌に属するものが多い。本発明では、モリ
シュの培地（Molisch１９３９）を用い、土壌，堆肥，
馬糞，バガスやチョ麻等の腐敗物を分離源として、２７
〜３５℃，培養日数３〜５日，厚層及び薄層で数回の集
殖培養で種菌を獲得する。本発明では、その１株以上の
数株の培養物を用いる。

【００３５】(3) 土壌放線菌の培養物 放線菌（Actinomycetales Buchanan,１９１７）の土壌
中の働きについて一般的に言うことが難しい。しかし、
各種の有機性物質、特に難分解性の繊維素，リグニン等
を他の微生物とともに分解し、土壌肥沃のもとになる腐
植の生成に重要な働きをしており、又抗生物質の産生を
通してのミクロフローラ・コントロール面で重要な意義
をもつことは確かである。放線菌の培養は、ワックスマ
ンの培地（Waksman１９１９），分離源に肥沃な土壌，
又堆・厩肥を用い強力菌を集殖する。 (4) 土壌糸状菌及び酵母の培養物 土壌糸状菌の最も多く存在する場所は、細菌，放線菌と
同様土壌で、土壌中の糸状菌は当然植物根のある耕作土
に多く、特に根圏ではその働きも活発である。植物遺体
等の有機性物質の分解にあずかり、土壌の肥沃度に関係
する。糸状菌は主として分解の初期段階で活躍している
と考えられる。次に土壌酵母の働きについては不明の点
が多い。しかし、土壌中には相当数の酵母菌が存在し、
かつその含有する豊富なビタミン類や生育因子をめぐっ
て他微生物との共存共棲や土壌活性等に影響のあること
は確かである。土壌糸状菌や酵母の培養物は、ツアペッ
ク・ドックスの培地（Czapek ＆ Dox,１９１０）を用
い、土壌或いは堆・厩肥より分離，培養する。

【００３６】(5) 好熱性バチルス属の培養物 一般に好気性，運動性，内生胞子を有する桿菌で、土
壌，葉面，枯草等自然界に広く分布する一群の細菌で、
ほとんどの菌株が強い熱抵抗性をもち、５５℃以上でも
生育できるものが多いことから堆肥製造中の主要な微生
物であるという報告もある。又、バシトラシンやバシリ
シン等の抗菌物質を分泌することが、近年土壌植物病理
学の分野で注目されている。このようなことから、本菌
群が作物生産に利用しようとする試みが可能で、肥沃な
土壌や堆・厩肥等の懸濁液を８０℃，１０分間，加熱処
理して分離源とする。ワックスマンの培地（Waksman,19
22）を用い、５０〜６０℃，好気的に本菌群を集殖す
る。本発明では、これらの菌の単独又は混合培養を用い
る。

【００３７】(6) 黄色色素産生菌の培養物 細菌の産生する黄色色素はカロチノイド系の色素であ
る。特に完熟堆肥中に数多く存在し、種類も多い。また
植物葉面にもよく存在する。これらを分離源とし、通常
の肉エキス培地又はペプトン・酵母エキス培地を用い、
２５〜３５℃，好気的条件下で培養，分離する。黄緑
色，黄色，黄褐色，紅色等の呈色によって容易に識別さ
れ、一般にフラボバクテリウム（Flavobacterium），ク
ロモバクテリウム（Chromobacterium），シュドモナス
（Pseudomonas），セラテラ（Serratia），光合成細菌
（Phototrophic bacteria）等に属する１株又は２株以
上の培養物が獲得される。

【００３８】ＳＫ０５３菌とＳＫ５２２菌株との共生的
混合培養物の応用例 ＳＫ０５３菌と繊維素分解菌との共生的混合培養物のひ
とつの例として、繊維素発酵の特に旺盛なる好熱性繊維
素分解菌ＳＫ５２２菌株との混合培養について述べる。

【００３９】応用例１．リグニン可溶化法 １．種菌：ＳＫ０５３菌の多量培養物 ＳＫ５２２菌株の多量培養物 ＳＫ０５３菌とＳＫ５２２菌株との共生的多量培養物 各培養物の培養その他本明細書記載の通りである。 ２．試料：試験に使用した原材料はイナワラ（粳）で、
その分析値は表２の通りである。

【表２】 ３．試験方法：１０００ml三角フラスコに風乾試料１
０．０g，Ｅ−培地７００ml（ろ紙を除いたもの），６
５℃，２０日間培養，蒸発欠減を補い、分析に供する。 ４．結果の表示

【数１】

【数２】

【数３】 ５．試験結果

【表３】 表３を見ても明らかなように、ＳＫ０５３菌と５２２菌
株，この二つの新菌，新菌株の好熱的な共生的混合培養
は、それぞれの機能の相加的作用だけでなく、相互の相
乗的効果によってその機能を高め、イナワラのような天
然の難分解性繊維物質を５〜７日最後の短日時で、リグ
ニンの５０〜６０％以上を可溶化し、繊維素は９０％以
上、タンパク質７０％以上を強力かつ安定して発酵分解
する。ＳＫ０５３菌，ＳＫ５２２菌株それぞれ単独培養
とは顕著な差異がある。

【００４０】応用例２．粉粒状の発酵分解剤と野積堆肥
化法 １．発酵分解剤の製造 本発明の粉粒状の発酵分解剤の製造は、ＳＫ０５３菌と
ＳＫ５２２菌株の多量培養物とともに、微量栄養素とし
て大豆タンパク質の塩酸分解物のアミノ酸と酵母エキ
ス，それに微ミネラルとして硫酸コバルトを選択して、
石灰岩岩粉の賦型剤に添加し、よく攪拌混和して製造基
準に制定された形状の発酵分解とする。原料の配合の一
例は下記の通りである。 原材料の配合割合 （賦型剤：石灰岩岩粉１０００ｋｇに対して） ＳＫ０５３菌の多量培養物 ２ｋｇ ＳＫ５２２菌株の多量培養物 ２ｋｇ 大豆タンパク質塩酸加水分解物 ５００ｍｌ 酵母エキス １００ｇ 硫酸コバルト ５０ｇ ２．堆肥の製造 スギ材のバークを主原料として、粉状の本発酵分解剤を
施用し、従来の野積堆肥化法によって堆肥を製造し、本
発酵分解剤の施用効果をみた。 (1) バークの成分組成

【表４】 (2) 堆肥原材料の配合 バーク（選別篩の目２０ｍｍ） １０００ｋｇ当り 米ヌカ ２５０ｋｇ 硫安 ２ｋｇ 過リン酸石炭（第２回切り返し時に添加） ２０ｋｇ 本発酵分解剤 ６０ｋｇ 水分 約６０％ (3) 堆肥の積込み バーク粉砕物１０００ｋｇ当り、本発酵分解剤，その他
を添加し，よく混合しながら水分が約６０％になるよう
に給水し、１８０×３６０×１８０ｃｍの木枠の中に積
込み、上部をビニールシートで覆った。 (4) 製造経過 積込み作業は５月１０日に実施し、切り返し３回、２回
目の切り返し時に過リン酸石灰２０ｋｇを添加し、６月
１０日に終了する。品温の上昇は速かで、積込み後３日
目で６２℃に達し、爾後６５〜８０℃以上を継続する。
２回目の切り返し後最高温８２℃に達する。次第に品温
が低下し、後熟期に入る。６月１０日終了する。 (5) 結果 従来５〜６ケ月以上かかって製造されていたバーク堆肥
が３０日で可能となった。熟成に伴う色彩の変化も良好
である。製品の分析結果は表５の通りで、いずれの分析
値も日本バーク堆肥協会及び全国バーク堆肥工業会の統
一基準値を上まわり優れた結果を示している。

【表５】

【００４１】応用例３．粉粒状の発酵分解剤と高温高速
コンポスト化法 １．原材料 濃縮消化汚泥を原料とする。都市下水を活性汚泥法によ
って処理し、その余剰汚泥を消化槽に集めて、消化濃縮
し、脱水ケーキとする。下水中に工業廃水等の有害物質
の流入がほとんどないので、脱水ケーキは緑農地還元を
基本とし、高温高速コンポスト化方式によってコンポス
ト（堆肥）としている。使用消化汚泥ケーキの固形物の
主要分析値は、 固形物中の無機物 ３４．７％ 〃 有機物 ６５．３ 〃 有機物中の糖質 ８．０ 〃 有機物中のタンパク質 ２０．５ 〃 有機物中の脂質 １０．２ 固形物中の無機物有機物は揮発性成分（ＶＳ）定量（６
００℃）による値 ２．コンポスト化（堆肥化）工程 発酵は強制通風による可及的好気的に、高温高速コンポ
スト化方式で行われる。まず、返送コンポストに種菌を
接種（返送コンポスト１，０００ｋｇ当りＳＫ０５３菌
多量培養物及びＳＫ５２２菌株多量培養物をそれぞれ５
００ｍｌ接種）、水分，ｐＨの調整等を行い、毎日竪型
併流発酵槽に投入連続発酵によって有効菌の増殖多様化
と生理活性の強化をはかる。引続き原料脱水ケーキと強
化返送コンポストと混合解砕し、平面発酵床，回分操作
によって高温で熟成発酵を行う。原料脱水ケーキと強化
返送との初期の混合比は約１：１で、竪型槽発酵槽の日
数７〜１０日，平面床堆積発酵もほぼ同一日数である
が、これらの発酵日数は季節によって多少異なる。竪型
槽，平面床とも最適温度８０〜９０℃に達し、いずれの
場合も８０℃以上の高温を３日以上保持する。発酵が終
わり品温が低下してくると、発酵物の表面が白色の放線
菌に覆われる。終了した下水汚泥コンポストは他工場に
移され、養生，熟成の後発酵を行われ製造コンポスト
（製品堆肥）となる。 ３．消化汚泥ケーキコンポスト化の物質収支 表６に示される通りで、重量減少率６５．０％で、製品
となったコンポスト（堆肥）も優良品で、緑農地還元の
目的を充分している。

【表６】

【００４２】以下、本発明のＳＫ０５３菌と混合するＳ
Ｋ５２２菌株とＳＫ５４２菌株について説明する。 ［Ｉ］ＳＫ５２２菌株 （Clostridium thermocellum biovar ＳＫ５２２，微工
研条寄第３４５９号，ＦＥＲＭ ＢＰ−３４５９） 菌学的性質 随伴菌なしで、単独では生育ができない。しかし、随伴
菌は、容易に単離純粋培養されるので、単離した随伴菌
を基礎とし、これと共生培養しながら、その諸性質を試
験した結果である。 形 態 直桿状、わずかに湾曲するものもある。単独、ときどき
２連。０．３〜０．５×２．２〜４．０μ。培養が古く
なると糸状に伸延し、長連鎖状、長さ５．７〜１２．８
μ。周毛、室温懸滴標本では運動性がみられない。末端
に楕円、または円形の胞子を形成して細胞を膨張し棍棒
状。グラム陰性。

【００４３】培養的性質 (1) 平板培養 肉汁寒天、その他一般の常用培地による平板培養には生
育しない。しかし、ビルジョンら（Viljoen et al.）の
提示する培地テトロール（Tetrault）円形ろ紙寒天平板
培養に随伴菌と黄色斑点状のコロニーを形成するが、本
菌単独では作り得ない。 (2) 斜面培養，穿刺培養 シュワイツアー（Schweizer）の試薬処理ろ紙添加ビル
ジョンら（Viljoenet al.）培地寒天斜面培養，及び同
穿刺培養ともに生育しない。 (3) バレイショ培養，ゼラチン培養 表面，穿刺とも生育しない。 (4) 液体培養 ビルジョンらの（Viljoen et al.）培地，繊維素肉汁，
繊維素ペプトン水（生育僅少）等の繊維素を含有する培
地だけに生育が認められる。グルコース，キシロース等
の繊維素以外の物質を炭素源とすれば繊維素の分解力を
失う。

【００４４】生理生化学的性質 １．酵素作用等 (1) 繊維素分解 本菌のもつ繊維素分解酵素は、本質的にはいくつかのβ
−１，４−グルカナーゼの複合体である。細胞外に分泌
され、作用温度８０℃以上、同水素イオン濃度ｐＨ＝１
０．０以上の耐熱性，耐アルカリ性の酵素が数種含まれ
ていることを確認した。ミセル構造をなす繊維素の巨大
分子の末端から切断し、グルコース，セロビオース，セ
ロオリゴ糖類等を生成する。これらの酵素を作用する基
質を主体として示すと、 ろ紙を分解する ＦＰ−アーゼ：陽性 アビセルを分解する アビセラーゼ：陽性 セロビオースを２分子のグルコースに分解する セロビアーゼ：陽性 (2) リグニン分解 イナワラリグニン可溶化 ：陽性 （弱，微弱） (3) タンパク質分解 プロテオリティック酵素（Proteolytic enzymes） ：陰性 ペプチダーゼ（peptidase） ：陽性 (4) デンプン加水分解テスト ：僅かに陽性 (5) ヘミセルロース，キシラン，ペクチンの加水分解テスト ：陰性 (6) インベルターゼ，マルターゼ ：陽性 (7) 脂肪分解力テスト ：陰性 (8) 酸化反応 ハイドロキノン反応 ：陽性 チロシン反応 ：陰性 (9) 還元作用 ：陽性

【００４５】２．生産物試験 (1) 繊維素発酵 発酵率７８〜９１％，繊維素を旺盛に発酵してエタノー
ル，メタノール，アセトアルデヒド，酢酸，乳酸，ギ
酸，ラク酸，コハク酸，フマル酸，酒石酸，グルコン
酸，グルコース，セロビオース，セロオリゴ糖類，セロ
デキストリン，多量の炭酸ガス，水素，及び硫化水素等
を生成する。 (2) その他の糖，及びアルコールより生酸 グルコース，ショ糖，マルトース，セロビオースより生
酸。 (3) ガス発生試験 繊維素より猛烈にガス発生するが、グルコース，ショ
糖，マルトース，セロビオースよりガス発生は認められ
ない。 (4) ペプトン水試験 アンモニヤ ：僅かに反応あり インドール ：陽性 スカトール ：陽性 硫化水素 ：陽性 (5) 色素生産 通常，カロチノイド黄色色素生産 ３．生育条件 (1) 生育温度 至適温度は６５〜７２℃，温度範囲は４０〜８０℃，４
０℃以下では生育しない。 (2) 水素イオン濃度 至適水素イオン濃度ｐＨ＝６．７〜８．０，その範囲は
５．６〜９．６。 (3) 窒素源 ペプトンが最も優れ，尿素，尿酸，アスパラギン，グル
タミン酸ナトリウム等も良好である。アンモニウム塩も
良好な無機窒素源となる。 (4) 炭素源 繊維素以外の炭水化物で継代培養を続けると、その生育
と発酵力を失う。 (5) 酸素との関係 Ｅｈ＝２００〜−２５０ｍＶと推定され、嫌気性菌であ
る。 (6) 微量栄養素の要求 ビオチン，ピリドキサミン，ビタミンＢ12，p−アミノ
安息香酸等の微量栄養素を要求する。 ４．ＤＮＡのＧ＋Ｃの含有量 Ｇ＋Ｃのｍｏｌ％＝３８〜４０（Ｔｍ）と推定される。

【００４６】分類学上の位置 生育至適温度６５〜７２℃，温度範囲４０〜８０℃とい
う高温に於いて、旺盛に繊維素を発酵する本ＳＫ５２２
菌株に類似するものとして、次のような好熱性繊維素分
解菌が上げられる。 クロストリジュウム・サーモセルム（Clostridium ther
mocellum Viljoen, Fred and Peterson,1926.: Jour. A
gr. Sci. (London),16,7(1926).） クロストリジュウム・ディゾルベンス（C. dissolvens
Bergey et al.1925,別名 Bacillus cellulose dessolve
ns Khouvine,1923.: Ann. Inst. Past.37,711(1923);Be
rgey’s Manual,2nd.Ed.(1925)p.344.） クロストリジュウム・セルラシウム（C.thermocellulas
eum Enebo,1951.:Bergey’s Manual,7th.Ed.(1957)p.68
9.） バチルス・サーモセルロリテックス（Bacillus thermoc
ellulolyticus Coolhaas,1928.:Cent Bakt.ＩＩ,75,101
(1928),76,38(1929).） バチルス・サーモフィブリンコルス（B.thermofibrinco
lus Itano and Arakawa,1929:農化,5,816,921(1929);6,
248,257(1930).） これらの中で、特に次の４つの相違点を除けば形態学
的，培養的，生理生化学的試験において本菌株とよく類
似する細菌はクロストリジュウム・ディゾルベンスであ
る。 (1) 弱又は微弱ではあるが、リグニン可溶化能を有す
る。 (2) 生育適温６５〜７２℃，生育温度範囲４０〜８０
℃，４０℃以下では生育しない。 (3) 繊維素を旺盛に発酵するが、ヘミセルロース，キシ
ラン，ペクチン等は発酵しない。 (4) リグニン可溶化能はサーマス属（genus Thermus）
のある種の細菌によって共生的に顕著に強調され、同時
に本菌の繊維素分解力，その他作用機能に対して好影響
が与えられる。 しかし現在、バージェーズマニアル（Bergsy’s Manual
of Systematic Bacteriology Vol.2(1986)p.1104,p.11
41.）において、好熱性分解菌として記載されているも
のはクロストリジュウム・サーモセルムのみである。ク
ロストリジュウム・ディゾルベンス以下全部当該菌の亜
種か変種として取り扱われ、又は研究不完全なものとさ
れている。そこで、本菌株の分類同定は、クロストリジ
ュウム・サーモセルムとその菌学的諸性質を比較検討す
ることとし、同時に他の好熱性繊維素分解菌についても
対比し、参考とした。

【００４７】以上のようにして、菌学的諸性質を比較検
討した結果を総括すれば、本菌株と公知のクロストリジ
ュウム・サーモセルムをはじめ列挙した好熱性繊維素分
解菌との特徴的な性状の相違点として、前記の４項目が
あげられるが、その他各種炭水化物に対する作用，微量
栄養素の要求等，色々と数え上げることができるが、特
に強調したいことはリグニンに対する問題である。本菌
株がリグニン可溶化能をもち、その可溶化能がサーマス
・アクアティックスＳＫ５４２（Thermus aquaticus bi
ovar ＳＫ５４２）との共生的混合培養によって顕著に
増強されることである。これに対して、クロストリジュ
ウム・サーモセルムをはじめその他の好熱性繊維素分解
菌のリグニンに関する記載（description）は全く見ら
れない。あったとしても、それは繊維素の分解に対する
阻害作用についてである。斯る理由によって、本菌株の
リグニン可溶化能の生理生化学的性質をひとつの根拠と
して新菌株（Strain）とし、クロストリジュウム・サー
モセルムＳＫ５２２（Clostridium thermocellum biova
r ＳＫ５２２）と名称した。本菌株を標準的菌株とし、
クロストリジュウム・サーモセルム（Clostridium ther
mocellum Viljoen, Fred and Peterson,1926.）に属す
る菌種中、リグニン可溶化能を有し、サーマス属（genu
s Thermus Brock and Freeze1969）に属するある種の細
菌との共生的混合培養によって顕著にリグニン可溶化能
を増強することを特徴し、かつＳＫ５２２菌株及び自然
並びに人工的変異株を抱括する生理生化学的性状による
新菌株である。

【００４８】微生物受託番号 本菌株の微生物受託番号は、微工研条寄第３４５９号
（ＦＥＲＭＢＰ−３４５９）である。

【００４９】ＳＫ５２２菌株のスクリーニング 土壌，海浜汚泥，堆・厩肥，人・家畜糞便を分離源とし
て５５〜６５℃で数回濃縮培養を繰り返した後、ビルジ
ョンら（Viljoen et al.）の提示する培地テトロール
（Tetrault）円形ろ紙寒天平板培養等によって定法通り
分離する。培地としてビルジョンら（Viljoen et al.）
の提示する塩類組成が適当であるが、必要に応じて微量
の無機金属塩類，ビタミン類，生長促進因子，例えば酵
母エキス等を添加するとよい。 ビルジョンらの培地 （Viljoen,Fred and Peterson 1926） ペプトン ５．０ｇ 炭酸カルシウム 過剰 リン酸アンモニウムナトリウム ２．０ｇ 酸性リン酸カリウム １．０ｇ 硫酸マグネシウム ０．３ｇ 塩化カルシウム ０．１ｇ 塩化第二鉄 痕跡 繊維素（ろ紙） １５．０ｇ 井水 １０００ｍｌ

【００５０】［ＩＩ］ＳＫ５４２菌株 （Thermus aquaticus biovar ＳＫ５４２，微工研条寄
第３３８２号，ＦＥＲＭ ＢＰ−３３８２） 菌学的性質 形 態 長桿状、０．４〜０．６×３．０〜５．０μ。ある条件
下、例えば培養が古くなると糸状、長さ２０〜１３０
μ。鞭毛なし、室温懸滴標本では運動性がみられない。
内生胞子なし。グラム陰性。

【００５１】培養的性質 増殖が活発。ゼェネレーションタイムは２０〜５０分。 (1) 平板培養 ３％寒天，６０℃培養：黄色，比較的緻密，小円形コロ
ニー。 (2) 寒天穿刺培養 表面発育だけ，黄色わずかに拡張。 (3) 液体培養 表面に被膜状に生育（静置培養）。

【００５２】 生理生化学的性質 １．酵素作用等 (1) タンパク質分解 プロテオリティック酵素 ：陽性（強力） （proteolytic enzymes） ゼラチン加水分解 ：陽性 ペプチダーゼ（peptidase） ：陽性 (2) デンプン加水分解 ：僅かに陽性 (3) ペクチン分解 ：陽性（弱い） (4) 繊維素分解 ：陰性 (5) リグニン分解 ：陰性 繊維素及びリグニンの分解は共に陰性ではあるが、好熱
性繊維素分解菌ＳＫ５２２菌株との共生的混合培養によ
って、ＳＫ５２２菌株のリグニン可溶化能を顕著に増強
し、同時に繊維素分解力，その他の作用機能にも好影響
を与える。 (6) 脂肪分解 ：陰性 (7) インベルターゼ，マルターゼ ：陽性 (8) カタラーゼ，オキシダーゼ反応 ：陽性 (9) 硫化水素生成 ：陽性（弱い） (10) 硫酸還元反応 ：陰性 ２．生産物試験 (1) 糖，アルコールより生酸及びガス発生 ガス発生せず。グルコース，ガラクトース，マルトー
ス，ラクトース，グリセロールより生酸。 (2) インドール，スカトールの生成 ：陰性 (3) 色素生産 黄色色素（カロチノイド系色素，吸光度最大値４５０ｎ
ｍ，その他４３０，４３５，４７０ｎｍに小さなピーク
がある）を産生する。しかし、グルコース，その他の糖
類を炭素源とする合成培地ではほとんど産生されない。

【００５３】３．生育条件 (1) 培地濃度 サーマス属（genus Thermus）の細菌は一般に有機物濃
度に感受性がある。栄養物は少なく、濃度が低い方がよ
いといわれている。しかし、本菌株はこれらと趣を異に
し、通常の濃度においてもよく生育する。 食塩ＮａＣｌ ５％以上でも生育する。至適濃度２．
０〜３．０％。一般にサーマス属（genus Thermus）の
細菌は２％以上のＮａＣｌ存在下では生育しない。 グルタミン酸ナトリウム３％以上でも生育する。 ショ糖，又はマルトース５％以上でも生育する。 ２％ペプトン＋１％酵母エキスの存在下でも、その生
育が阻害されない。一般にサーマス属（genus Thermu
s）の細菌はトリプトン，酵母エキス濃度，それぞれ
０．１％前後が適当で、各々１％以上になると生育しな
い。 (2) 生育温度 最適温度は７２〜７６℃，生育温度範囲４０〜８２℃，
４０℃以下では発育できない。 (3) 水素イオン濃度 最適水素イオン濃度ｐＨ＝６．０〜１０．０。生育水素
イオン濃度範囲ｐＨ＝４．０〜１１．０。 (4) 窒素源 ゼラチン等のタンパク質，グルタミン酸塩，尿素，それ
に無機窒素源としてアンモニウム塩がよく利用される。 (5) 炭素源 グルコース，ショ糖，マルトース，ガラクトース，セロ
ビオース，ラフィノース，スタキオース，デンプン，グ
リセロール，酢酸，ラク酸，リンゴ酸，グルタミン酸塩
を利用する。 (6) 酸素との関係 絶対好気性。 (7) 微量栄養素の要求 本菌株は微量栄養素の要求が高い。ビオチン，ニコチン
酸アミド，チアミン等のビタミン類が要求されるほか
に、本菌株の良好な発育には鉄，マンガン，カルシウム
等の金属イオンを比較的高濃度に要求する。そして、こ
れらのミネラル量にも敏感である。 (8) 抗生物質に対する感受性 一般のサーマス属（genus Thermus）の細菌と同様に、
ペニシリンＧ，クロラムフェニコール，テトラサイクリ
ン，ストレプトマイシン，カナマイシン，その他抗生物
質に高い感受性を示す。 ４．ＤＮＡのＧ＋Ｃの含有量 Ｇ＋Ｃのｍｏｌ％＝６８（Ｔｍ）と推定される。

【００５４】分類学上の位置 本菌が絶対好気性，生育至適温度７２〜７６℃，生育温
度範囲４０〜８２℃，４０℃以下では生育しない。無胞
子，グラム陰性の長桿菌であること等から、その他菌学
的諸性質を勘案して、サーマス属（genus Thermus Broc
k and Freege 1967）と同定される。そして、類似する
サーマス属（genus Thermus）の細菌として、 サーマス・アクアティックス（Thermus aquaticus Broc
k and Freege 1969.:Bergey’s Manual(1984)Vol.1,P.3
37.） サーマス・サーモフィルス（Thermus thermophilus Osh
ima and Imahori 1974.:Int.J.Bacteriol.,24,102(197
4)） サーマス・フラブス（Thermus Flavus Saiki,Kimura an
d Arima 1972.:Agr.Biol.Chem.,36,2357(1972)） 等が上げられるが、現在バーゼーズマニアル（Bergey’
s Manual of SystematicBacteriology Vol.1(1984)P.33
3）のサーマス属（genus Thermus Brock and Freeg 196
7）に属する細菌種はサーマス・アクアティックス（The
rmus aquaticusBrock and Freege 1969）だけであり、
しかも下記のような既知の菌種中に見出し得ない特徴的
な性状を有するので、本菌株をサーマス・アクアティッ
クスの新菌株（strain）として、サーマス・アクアティ
ックスＳＫ５４２（Thermus aquaticus biovar ＳＫ５
４２）と名称するのが妥当であると結論する。

【００５５】下 記 (1) 好熱性繊維素分解菌ＳＫ５２２菌株との共生的混合
培養によって、そのリグニン可溶化能を顕著に増強す
る。と同時に繊維素分解力，その他の作用機能にも好影
響を与える。 (2) 広域の作用水素イオン濃度と作用温度を有する強い
タンパク質分解力を持つ。 (3) 有機物濃度の感受性が、既知のサーマス属（genus
Thermus）の細菌と異なり、非常に弱く、通常濃度の培
地においてもよく生育する。 (4) 微量栄養素の要求が強く、各種ビタミン類及び金属
イオンを要求し、それらのミネラル量にも敏感である。 (5) 黄色色素（カロチノイド系色素，吸光度最大値４５
０ｎｍ，その他４３０，４３５，４７０ｎｍに小さなピ
ークがある）を産生する。

【００５６】ＳＫ５４２菌株とは、本菌株を標準的菌株
とし、サーマス・アクアティックス（Thermus aquaticu
s Brock and Freege 1969）に属する細菌種中、好熱性
繊維素分解菌（ＳＫ５２２菌株）との共生的混合培養に
よって、そのリグニン可溶化能を顕著に増強し、同時に
繊維素分解力にも好影響を与えることを特徴とし、かつ
ＳＫ５４２菌株及び自然並びに人工的変異株を抱括する
生理生化学的性状による新菌株（strain）である。 微生物受託番号 本菌株の微生物受託番号は、微工研条寄第３３８２号
（ＦＥＲＭＢＰ−３３８２）である。

【００５７】ＳＫ５４２菌株のスクリーニング 分離源は九州各地の温泉源及び温泉源付近の土壌，腐植
等である。分離試料を５５〜６０℃で前培養した後、定
法に従って３％寒天平板培養によって単離する。 分離用培地組成 （カステンホルツの培地：Castenholz,R.W.;Bacteriol.
Rev.,33,467(1969)） ニトリロ三酢酸 １００ｍｇ ＣａＳＯ₄・２Ｈ₂Ｏ ６０ｍｇ ＭｇＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ １００ｍｇ ＮａＣｌ ８ｍｇ ＫＮＯ₃ １０３ｍｇ ＮａＮＯ₃ ６８９ｍｇ Ｎａ₂ＨＰＯ₄ １１１ｍｇ ＦｅＣｌ₃ ０．２８ｍｇ ＭｎＳＯ₄・Ｈ₂Ｏ ２．２ｍｇ ＺｎＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ ０．５ｍｇ Ｈ₃ＢＯ₃ ０．５ｍｇ ＣｕＳＯ₄ ０．０１６ｍｇ Ｎａ₂Ｍ₀Ｏ₄・２Ｈ₂Ｏ ０．０２５ｍｇ （イーストエキス ５０００ｍｇ） （トリプトン ５０００ｍｇ） （ショ糖 １００００ｍｇ） 全量（純水で、ｐＨ＝〜８） １０００ｍｌ 注：（ ）内の組成は発明者らが改変。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、本発明は有用な新菌ＳＫ
０５３を提供する。又、新菌ＳＫ０５３と新菌株ＳＫ５
２２等による繊維素分解菌との共生的混合培養の成功
は、自然生態系や農耕生態系、又工場生産システムにお
ける微生物フロラーの作用システムの次のような利用を
可能にし、その実用化を確実なものとした。 (1) 多種類の天然の難分解性有機質の分解利用を可能に
し、ただ分解消化するだけでなく、いくつかの有用な物
質の生産ができた。 (2) 分解が迅速，安定して、その生産性が向上し、野積
堆肥化法を確実なものにした。 (3) そして又、難分解性有機質の複雑な分解工程をでき
るだけ短日時に一段階で行う高温，高速堆肥化方式を確
立した。 (4) ＳＫ０５３菌と繊維素分解菌の１種である好熱性繊
維素分解菌ＳＫ５２２菌株を主要菌とする健全活性ある
強力な土壌微生物フロラーの形成は、環境要因の変化に
対して有効菌の生育と作用機能を安定させた。 (5) 又、同時に雑菌や有害菌等の汚染に抵抗性を増強し
て、土壌病害や連作障害を消滅，克服することができ
た。 (6) 前項のようにして製造された良質の堆肥，コンポス
トの施用、又は土壌や植物の葉面に直接施用する撒布技
術の開発等は、土壌の物理的性状を改善し、特に緑農地
の植物を活性化し、生産性を維持するための地力を増大
させることができた。 (7) 屎尿の脱臭分解、又硬タンパク質，余剰汚泥の分解
にも有効で、これらを窒素源として難分解性繊維物質を
効果的に分解する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 //(Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:01） (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:01 1:145）

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーモアクチノミセス属に属し、１０〜
   ８５℃の広範囲の生育温度と、５．３〜１０．８ｐＨの
   広範囲の生育水素イオン濃度を有し、リグニン可溶化能
   と繊維素分解能を有する好熱性放線菌サーモアクチノミ
   セス ＳＫ０５３ sp. nov.（Thermoactinomyces SK053
   sp. nov.,工業技術院生命工学工業技術研究所 受託番
   号ＦＥＲＭ Ｐ−１３５９８）。
2. 【請求項２】 請求項１記載の好熱性放線菌サーモアク
   チノミセス ＳＫ０５３ sp. nov.（Thermoactinomyces
   SK053 sp. nov.,工業技術院生命工学工業技術研究所
   受託番号ＦＥＲＭ Ｐ−１３５９８）と、他の繊維素分
   解菌との共生的混合培養物。
3. 【請求項３】 請求項２記載の他の繊維素分解菌が好熱
   性繊維素分解菌クロストリジュウム・サーモセルムＳＫ
   ５２２（Clostriduim thermocellum biovar.ＳＫ５２
   ２，微工研条寄第３４５９号）である請求項２記載の共
   生的混合培養物。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の混合培養物を有効
   主成分とする繊維物質発酵分解剤。
5. 【請求項５】 請求項２又は３記載の混合培養物を有効
   主成分とする硬たんぱく質分解剤。