JP2600115B2 - 脂肪族ポリカーボネート系樹脂の酵素的分解方法 - Google Patents

脂肪族ポリカーボネート系樹脂の酵素的分解方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、脂肪族ポリカーボネー
ト系樹脂の新規な分解方法に関するものである。
【０００２】近年、プラスチック廃棄物の処理が問題と
なっている。処理方法としては焼却や埋め立てが主であ
るが、焼却は地球温暖化の促進、埋め立ては埋立地の減
少等の問題を抱え生物的分解処理が注目され、自然環境
中で生物活性により分解を受ける生分解性プラスチック
の実用化が進んでいる。ポリカーボネートは、炭酸ガス
を原料とする次世代の生分解性プラスチックであり、様
々な用途に期待されている。中でも脂肪族ポリカーボネ
ート樹脂は次世代のプラスチックとして種々の用途開発
が進められており、工業的コストの問題で特にポリテト
ラメチレンカーボネートが有望視されている。ポリカー
ボネート、特に今後広範な利用が見込まれ、近い将来現
在使用されているプラスチック同様廃棄物問題がクロー
ズアップされることが十分に予想される。
【０００３】しかしながら、従来の技術においては脂肪
族ポリカーボネートをうさぎの腹中に埋め込んだ場合、
数日間で消滅したという事実や、脂肪族ポリカーボネー
トを乳化分散させた寒天培地上に生育し、該脂肪族ポリ
カーボネート樹脂を分解する微生物の存在が示唆されて
いる報告もあるが、その微生物についてはその分離およ
び同定は行われていなかった。ポリカーボネートの分解
については、以前のポリエステル化合物分解の研究に付
随した項目として一応リパーゼが有効とされている（特
開昭５７−９３５４号）が、比較例に示す様に、分解能
力は概して低く、リパーゼ標品の多くはポリカーボネー
ト化合物を分解するのに実用的とは言えない。したがっ
てこれまで芳香族ポリカーボネートは疎か、脂肪族ポリ
カーボネートおよびその廃棄物においても、これらを生
物的に分解処理する技術の確立は皆無であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリカーボ
ネート系樹脂、即ち炭酸エステル結合を基本構造とする
合成高分子化合物の内、特に脂肪族ポリカーボネート系
樹脂およびそれらを含む混合物、殊にポリテトラメチレ
ンカーボネートを酵素を利用して分解処理する方法を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、酵素学的手法に
より優れたポリカーボネート系樹脂分解活性を有するリ
パーゼ類縁の各種酵素標品を見いだし、これらの酵素を
用いることにより、脂肪族ポリカーボネート系樹脂が分
解されるという新規な知見を見い出し、本発明を完成す
るに至った。即ち、本発明によれば、ブタ膵臓由来のリ
パーゼ標品を利用することを特徴とする脂肪族ポリカー
ボネート系樹脂の分解方法が提供され、また、シュード
モナス属由来の、リパーゼまたはリポプロテインリパー
ゼの酵素標品を利用することを特徴とする脂肪族ポリカ
ーボネート系樹脂の分解方法が提供され、更に、前記脂
肪族ポリカーボネート系樹脂が、ポリテトラメチレンカ
ーボネートであることを特徴とする前記脂肪族ポリカー
ボネート系樹脂の分解方法が提供される。
【０００６】本発明により分解される脂肪族ポリカーボ
ネート系樹脂としては、ポリテトラメチレンカーボネー
トの様なホモポリマーに限らず、共重合体、炭酸エステ
ル結合を主として含み、ウレタン結合等他の結合を含む
高分子化合物等が使用できる。ポリカーボネート系樹脂
の具体例としては、ポリエチレンカーボネート、ポリプ
ロピレンカーボネート、ポリテトラメチレンカーボネー
ト、ポリシクロヘキセンカーボネート等の脂肪族ポリカ
ーボネート樹脂およびその誘導体、それらの共重合体等
が挙げられ、これらの単独あるいは２種以上の混合物、
またはポリエチレンやポリスチレン等の一般樹脂やデン
プン等の天然物あるいは炭酸カルシウム等の無機物との
混合物として用いられる。これらの内、特にポリテトラ
メチレンカーボネートが好ましい。
【０００７】本発明において用いる酵素としては、ブタ
膵臓リパーゼ、又はシュードモナス属の、リパーゼ及び
リポプロテインリパーゼ標品が用いられる。
【０００８】以下に、実施例及び比較例により本発明の
詳細な説明をする。尚、本発明はこれら実施例の方法に
限定されるものではない。
【０００９】
【実施例】実施例１ 〔ブタ膵臓リパーゼ標品を用いた
脂肪族ポリカーボネートの分解〕 オリブ油２．０ｇ、２０ｍＭリン酸−カリウム緩衝液
（ｐＨ７．０）１０ｍｌをＬ字型試験管に入れ、３５℃
・１２０ｓｐｍで振盪し、数時間プレインキュベーショ
ンを行った。シグマのブタ膵臓由来のリパーゼ（タイプ
ＶＩ−Ｓ）６．７ｍｇの溶液を添加して、３０分間分解
反応せしめた後、４０ｍｌのエタノールを加えて分解反
応を停止した。０．０５Ｎの水酸化ナトリウムにより遊
離酸を滴定した。さらに酵素液を加えずに測定した空試
験の結果を差し引いてリパーゼ活性を評価した。一方、
ポリテトラメチレンカーボネート樹脂（分子量２００
０）の１８０〜３００μｍ粉末０．１ｇを、０．１％ア
ジ化ナトリウム、５０ｐｐｍプライサーフ（登録商
標）、５０ｍＭリン酸−カリウム緩衝液（ｐＨ７．０）
２５ｍｌに加え、円筒形のバイアル中３５℃で１８０ｒ
ｐｍにて振盪し、一晩プレインキュベーションを行っ
た。該酵素６．３ｍｇの溶液を添加、混合して上澄５ｍ
ｌを採取、０．４５μｍのミリポアフィルターで濾過し
た後、水溶性の全有機炭酸量（ＴＯＣ）を測定し、これ
を初期値とした。バイアルに残った反応液２０ｍｌと樹
脂はそのまま３５℃・１８０ｒｐｍで振盪し続け、１８
時間分解反応させた。再び上澄５ｍｌを採取して同様に
ＴＯＣを測定した。分解反応後の値から初期値を差し引
き、１８時間のＴＯＣの増加量を求めた。さらに酵素液
を加えずに測定した空試験の結果を差し引いて、酵素活
性値を算出した。試験結果はオリブ油分解活性（１００
μｍｏｌ／分）当たりの活性（μｇ ＴＯＣ／時間）で
表し、表１に示した。
【００１０】実施例２ 〔シュードモナス属リパーゼ標
品を用いた脂肪族ポリカーボネートの分解〕 シグマのシュドモナス属リパーゼ（タイプXIII）０．１
２ｍｇを用いる以外は実施例１と同様に分解反応させ、
オリブ油分解活性を測定した。また該リパーゼ０．７８
ｍｇを用いる以外は実施例１と同様に分解反応させ、ポ
リテトラメチレンカーボネート分解活性を実施例１と同
様の方法により、測定した。結果を表１に示す。
【００１１】実施例３ 〔シュードモナス属リポプロテ
インリパーゼ標品を用いた脂肪族ポリカーボネートの分
解〕 東洋紡のシュードモナス属リポプロテインリパーゼ（タ
イプＡ）０．１ｍｇを用いる以外は実施例１と同様に分
解反応させ、オリブ油分解活性を測定した。また該リパ
ーゼ３．６ｍｇを用いる以外は実施例１と同様に分解反
応させ、ポリテトラメチレンカーボネート分解活性を実
施例１と同様の方法により、測定した。結果を表１に示
す。
【００１２】
【比較例】本発明の意義を明らかにするために、以下に
比較例を列挙する。オリブ油、脂肪族ポリカーボネート
の使用量、分解反応条件等は全て実施例１の方法に準ず
る。
【００１３】比較例１ 〔ムコール・リパーゼ標品を用
いた脂肪族ポリカーボネートの分解〕 バイオキャタリストのムコール・ジャバニクス由来のリ
パーゼ（コスモバイオ、商品名ムコール リパーゼＭ）
１３ｍｇによるオリブ油の分解反応と、２００ｍｇによ
るポリテトラメチレンカーボネートの分解反応を行な
い、それぞれの分解活性を測定した。結果を表１に示
す。
【００１４】比較例２ 〔ペニシリウム・リパーゼ標品
を用いた脂肪族ポリカーボネートの分解〕 バイオキャタリストのペニシリウム・ロキフォルテ由来
のリパーゼ（コスモバイオ、商品名ペニシリン リパー
ゼＲ）５０ｍｇによるオリブ油の分解反応と、２４０ｍ
ｇによるポリテトラメチレンカーボネートの分解反応を
行ない、それぞれの分解活性を測定した。結果を表１に
示す。
【００１５】比較例３ 〔フィコミケス・リパーゼ標品
を用いた脂肪族ポリカーボネートの分解〕 和光純薬のフィコミケス・ナイテンス由来のリパーゼ
（商品名リパーゼＰＮ）０．０７ｍｇによるオリブ油の
分解反応と、１２ｍｇによるポリテトラメチレンカーボ
ネートの分解反応を行ない、分解活性を測定した。結果
を表１に示す。
【００１６】比較例４ 〔リゾープス・リパーゼ標品を
用いた脂肪族ポリカーボネートの分解（１）〕 生化学工業のリゾープス・デレマー由来のリパーゼ０．
０７ｍｇによるオリブ油の分解反応と、０．９８ｍｇに
よるポリテトラメチレンカーボネートの分解反応を行な
い、それぞれの分解活性を測定した。結果を表１に示
す。
【００１７】比較例５ 〔リゾープス・リパーゼ標品を
用いた脂肪族ポリカーボネートの分解（２）〕 ベーリンガーのリゾープス・アリズス由来のリパーゼ
０．００１８ｍｇ（液状製品の１００倍希釈液を５μ
ｌ）によるオリブ油の分解反応と、０．４９ｍｇ（液状
製品原液を１４０μｌ）によるポリテトラメチレンカー
ボネートの分解反応を行ない、それぞれの分解活性を測
定した。結果を表１に示す。
【００１８】比較例６ 〔リゾープス・リパーゼ標品を
用いた脂肪族ポリカーボネートの分解（３）〕 シグマのリゾープス・アリズス由来のリパーゼ（タイプ
XI）０．３ｍｇ（液状製品の１５倍希釈液を５μｌ）に
よるオリブ油の分解反応と、５８ｍｇ（５倍希釈液を２
９０μｌ）によるポリテトラメチレンカーボネートの分
解反応を行ない、それぞれの分解活性を測定した。結果
を表１に示す。
【００１９】比較例７ 〔クロモバクテリウム・リパー
ゼ標品を用いた脂肪族ポリカーボネートの分解（１）〕 バイオキャタリストのクロモバクテリウム・ビスコサム
由来のリパーゼ（コスモバイオ、商品名クロモパクテイ
ヤ リパーゼＶ）０．０５ｍｇによるオリブ油の分解反
応と、１５ｍｇによるポリテトラメチレンカーボネート
の分解反応を行ない、それぞれの分解活性を測定した。
結果を表１に示す。
【００２０】比較例８ 〔クロモバクテリウム・リパー
ゼ標品を用いた脂肪族ポリカーボネートの分解（２）〕 シグマのクロモバクテリウム・ビスコサム由来のリパー
ゼ（タイプXII）０．００４ｍｇによるオリブ油の分解
反応と、０．９１ｍｇによるポリテトラメチレンカーボ
ネートの分解反応を行ない、それぞれの分解活性を測定
した。結果を表１に示す。
【００２０】比較例９ 〔カンジダ・リパーゼ標品を用
いた脂肪族ポリカーボネートの分解（１）〕 シグマのカンジダ・シリンドラッセ由来のリパーゼ（タ
イプVII−Ｓ）０．０５ｍｇによるオリブ油の分解反応
と、６．０ｍｇによるポリテトラメチレンカーボネート
の分解反応を行ない、それぞれの分解活性を測定した。
結果を表１に示す。
【００２２】比較例１０ 〔カンジダ・リパーゼ標品を
用いた脂肪族ポリカーボネートの分解（２）〕 ベーリンガーのカンジダ・シリンドラッセ由来のリパー
ゼ０．００２ｍｇによるオリブ油の分解反応と、０．６
８ｍｇによるポリテトラメチレンカーボネートの分解反
応を行ない、それぞれの分解活性を測定した。結果を表
１に示す。
【００２３】比較例１１ 〔カンジダ・リパーゼ標品を
用いた脂肪族ポリカーボネートの分解（３）〕 バイオキャタリストのカンジダ・シリンドラッセ由来の
リパーゼ（コスモバイオ、商品名カンディダ リパーゼ
Ｂ）０．０２ｍｇによるオリブ油の分解反応と、３．２
ｍｇによるポリテトラメチレンカーボネートの分解反応
を行ない、それぞれの分解活性を測定した。結果を表１
に示す。
【００２４】比較例１２ 〔カンジダ・コレステロール
エステラーゼ標品を用いた脂肪族ポリカーボネートの分
解〕 生化学工業のカンジダ・シリンドラッセ由来のコレステ
ロールエステラーゼ０．００８ｍｇによるオリブの油分
反応と、０．５７ｍｇによるポリテトラメチレンカーボ
ネートの分解反応を行ない、それぞれの分解活性を測定
した。結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１の数値は、同じだけのオリブ油分解能
力を持つ酵素量がポリテトラメチレンカーボネートに作
用できる分解活性の強さを示している。表１中のデータ
の比較により、同じリパーゼでも脂肪族ポリカーボネー
ト分解活性はその起源によってまちまちであることが判
る。本発明で用いるブタ膵臓、或いはシュードモナス属
由来の酵素は数十倍から数百倍の脂肪族ポリカーボネー
ト分解性を示すことが判る。これに対して、比較例、特
に比較例１から８に示した酵素群は分解能力が低く、実
用的とは言えない。一般的なリパーゼであるところのリ
ゾープス属由来の標品なども活性が低い、或いは活性が
みられない部類に属することが判る。
【００２７】
【発明の効果】本発明により、一般的なリパーゼでは比
較的分解されにくい脂肪族ポリカーボネート系樹脂を、
ブタ膵臓、或いはシュードモナス属由来の酵素を利用し
て効率よく分解することが出来る。特に比較例で示した
ような他の微生物由来のリパーゼ標品群を利用するより
も少なくとも３．５倍（比較例１１の場合）以上の効果
を発揮し得る。このように、本発明は、全く分解活性を
示さないリパーゼ標品群が有ることも考慮すれば、脂肪
族ポリカーボネート系樹脂の分解技術向上に大きく貢献
するものである。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブタ膵臓由来のリパーゼ標品を利用する
    ことを特徴とする脂肪族ポリカーボネート系樹脂の分解
    方法。
  2. 【請求項２】 シュードモナス属由来の、リパーゼまた
    はリポプロテインリパーゼの酵素標品を利用することを
    特徴とする脂肪族ポリカーボネート系樹脂の分解方法。
  3. 【請求項３】 前記脂肪族ポリカーボネート系樹脂が、
    ポリテトラメチレンカーボネートであることを特徴とす
    る請求項１又は２記載の脂肪族ポリカーボネート系樹脂
    の分解方法。
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