JP2869838B2 - 嫌気性細菌を用いた脂肪族ポリエステルの分解方法 - Google Patents
嫌気性細菌を用いた脂肪族ポリエステルの分解方法Info
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- JP2869838B2 JP2869838B2 JP5043740A JP4374093A JP2869838B2 JP 2869838 B2 JP2869838 B2 JP 2869838B2 JP 5043740 A JP5043740 A JP 5043740A JP 4374093 A JP4374093 A JP 4374093A JP 2869838 B2 JP2869838 B2 JP 2869838B2
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- Japan
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- aliphatic polyester
- anaerobic bacteria
- polycaprolactone
- aliphatic
- degradation method
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は脂肪族ポリエステルの分
解における、新たな生物的処理方法に関するものであ
る。
解における、新たな生物的処理方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】脂肪族ポリエステルは優れた生分解性を
有しており、次世代のプラスチックとして、種々の用途
開発が進められている。しかしながら、従来の技術にお
いてはこの脂肪族ポリエステルの分解は好気性細菌のみ
が分解可能であるとされており、その廃棄処分は好気的
条件のみに限定されていた。また、生分解性プラスチッ
クの廃棄処理方法としては埋立によることが考えられて
いるが、埋立により土壌中が嫌気条件になることが予想
され、従来の技術では生態系への悪影響が懸念されてい
た。
有しており、次世代のプラスチックとして、種々の用途
開発が進められている。しかしながら、従来の技術にお
いてはこの脂肪族ポリエステルの分解は好気性細菌のみ
が分解可能であるとされており、その廃棄処分は好気的
条件のみに限定されていた。また、生分解性プラスチッ
クの廃棄処理方法としては埋立によることが考えられて
いるが、埋立により土壌中が嫌気条件になることが予想
され、従来の技術では生態系への悪影響が懸念されてい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以上の様な状況におい
て、脂肪族ポリエステルを廃棄処理する場合において、
生態系への影響が少なく、省スペースで省エネルギーで
処理できる嫌気条件下での処理方法が要望されていた。
て、脂肪族ポリエステルを廃棄処理する場合において、
生態系への影響が少なく、省スペースで省エネルギーで
処理できる嫌気条件下での処理方法が要望されていた。
【０００４】本発明はそのような要望を鑑み、嫌気条件
下での脂肪族ポリエステルの分解法を可能とするため、
脂肪族ポリエステルを分解する嫌気性細菌を微生物学的
手法により単離し、効果的な分解方法を供するに至っ
た。
下での脂肪族ポリエステルの分解法を可能とするため、
脂肪族ポリエステルを分解する嫌気性細菌を微生物学的
手法により単離し、効果的な分解方法を供するに至っ
た。
【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、極めて優れた脂
肪族ポリエステル分解活性を有する一群の嫌気性細菌を
見出し、これらの細菌を用いることで、脂肪族ポリエス
テルが培地中で分解されるという新規の知見を基礎とし
て、本発明を提示するに至った。
を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、極めて優れた脂
肪族ポリエステル分解活性を有する一群の嫌気性細菌を
見出し、これらの細菌を用いることで、脂肪族ポリエス
テルが培地中で分解されるという新規の知見を基礎とし
て、本発明を提示するに至った。
【０００６】すなわち、本発明は脂肪族ポリエステルの
分解を、その分解能を有する嫌気性細菌により行わせる
ことで、嫌気条件下での脂肪族ポリエステルの分解を可
能とするものである。
分解を、その分解能を有する嫌気性細菌により行わせる
ことで、嫌気条件下での脂肪族ポリエステルの分解を可
能とするものである。
【０００７】
【作用】以下に、本発明をより具体的に詳述する。
【０００８】本発明における微生物産生脂肪族ポリエス
テルを除く脂肪族ポリエステルとしてはポリカプロラク
トン、ポリエチレンアジペート、ポリテトラメチレンア
ジペート等の脂肪族ポリエステルおよびその誘導体、ポ
リアミドや芳香族ポリエステル等の結合系の熱可塑性合
成樹脂と微生物産生脂肪族ポリエステルをのぞく脂肪族
ポリエステルとの共重合体、また以上の脂肪族ポリエス
テルと一般樹脂とのブレンド体等が挙げられる。これら
は単独あるいは２種以上の混合物として用いられる。
テルを除く脂肪族ポリエステルとしてはポリカプロラク
トン、ポリエチレンアジペート、ポリテトラメチレンア
ジペート等の脂肪族ポリエステルおよびその誘導体、ポ
リアミドや芳香族ポリエステル等の結合系の熱可塑性合
成樹脂と微生物産生脂肪族ポリエステルをのぞく脂肪族
ポリエステルとの共重合体、また以上の脂肪族ポリエス
テルと一般樹脂とのブレンド体等が挙げられる。これら
は単独あるいは２種以上の混合物として用いられる。
【０００９】本発明における培養において使用される基
礎培地は窒素源として例えば、塩安、硫安、燐酸アンモ
ニウム、炭酸アンモニウム等が使用され、その他無機塩
として燐酸一カリウム、燐酸二カリウム、硫酸マグネシ
ウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸第一鉄、
モリブデン酸ナトリウム、タングステン酸ナトリウム、
および、硫酸マンガン等の通常利用される培養源が使用
される。この基礎培地に脂肪族ポリエステル化合物を
０.１から２.０％の濃度で加え、ｐＨ４.０から９.０
好ましくはｐＨ６.５から８.０の条件で菌体を接種し、
温度２５から３８℃で嫌気条件下で培養する。この時接
種される菌株としては、バクテロイデス属として、Ｂａ
ｃｔｅｒｏｉｄｅｓ ｓｐ．ＩＴ−８０２（ＦＥＲＭ
Ｐ−１３４７９）を含んだ微生物群を用いることが望ま
しいが、上記菌株以外であっても差し支えない。上記菌
株以外の例としては、、バクテロイデス属の細菌とし、
バクテロイデス・オバタス、バクテロイデス・キャビロ
サス、バクテロイデス・フラジリス、バクテロイデス・
ヴィビウス、、バクテロイデス・パトレディニス、バク
テロイデス・ウレオリティカス等が挙げられる。
礎培地は窒素源として例えば、塩安、硫安、燐酸アンモ
ニウム、炭酸アンモニウム等が使用され、その他無機塩
として燐酸一カリウム、燐酸二カリウム、硫酸マグネシ
ウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸第一鉄、
モリブデン酸ナトリウム、タングステン酸ナトリウム、
および、硫酸マンガン等の通常利用される培養源が使用
される。この基礎培地に脂肪族ポリエステル化合物を
０.１から２.０％の濃度で加え、ｐＨ４.０から９.０
好ましくはｐＨ６.５から８.０の条件で菌体を接種し、
温度２５から３８℃で嫌気条件下で培養する。この時接
種される菌株としては、バクテロイデス属として、Ｂａ
ｃｔｅｒｏｉｄｅｓ ｓｐ．ＩＴ−８０２（ＦＥＲＭ
Ｐ−１３４７９）を含んだ微生物群を用いることが望ま
しいが、上記菌株以外であっても差し支えない。上記菌
株以外の例としては、、バクテロイデス属の細菌とし、
バクテロイデス・オバタス、バクテロイデス・キャビロ
サス、バクテロイデス・フラジリス、バクテロイデス・
ヴィビウス、、バクテロイデス・パトレディニス、バク
テロイデス・ウレオリティカス等が挙げられる。
【００１０】これらの条件で培養を行うことにより、脂
肪族ポリエステルは嫌気性細菌により効率的に分解され
る。
肪族ポリエステルは嫌気性細菌により効率的に分解され
る。
【００１１】
【実施例】本発明者らは茨城県つくば市周辺の土壌、お
よび廃水路底に沈積した汚泥を採取し、後に詳述する操
作を経て、脂肪族ポリエステルを分解する嫌気性細菌を
獲得した。
よび廃水路底に沈積した汚泥を採取し、後に詳述する操
作を経て、脂肪族ポリエステルを分解する嫌気性細菌を
獲得した。
【００１２】培養は、１リットルの培地中にＮａＭｏＯ
4・２Ｈ2Ｏ ０.５ｍｇ、ＮａＷＯ4・２Ｈ2Ｏ ０.５ｍ
ｇ、 ＭｎＳＯ4 ０.５ｍｇ、ＮａＣｌ ０.１ｇ、
（ＮＨ4）2ＨＰＯ4 １.０ｇ、 Ｋ2ＨＰＯ4 １.６ｇ、
ＦｅＳＯ4・７Ｈ2Ｏ ０.０１ｇ、ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ
０.２ｇ、ＫＨ2ＰＯ4 ０.２ｇ、 ＣａＣｌ2・２Ｈ2Ｏ
０.０２ｇ をそれぞれ含有するように調製した無機塩
基本培地を用い、この無機塩基本培地に対し、還元剤と
してＮａＳおよびＬ−システインを加え培地中を還元
し、気相を窒素ガスに置換した後、３０℃で培養した。
ロールチューブ作成においては寒天を基本培地に対して
２％の割合になるように加えて使用した。
4・２Ｈ2Ｏ ０.５ｍｇ、ＮａＷＯ4・２Ｈ2Ｏ ０.５ｍ
ｇ、 ＭｎＳＯ4 ０.５ｍｇ、ＮａＣｌ ０.１ｇ、
（ＮＨ4）2ＨＰＯ4 １.０ｇ、 Ｋ2ＨＰＯ4 １.６ｇ、
ＦｅＳＯ4・７Ｈ2Ｏ ０.０１ｇ、ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ
０.２ｇ、ＫＨ2ＰＯ4 ０.２ｇ、 ＣａＣｌ2・２Ｈ2Ｏ
０.０２ｇ をそれぞれ含有するように調製した無機塩
基本培地を用い、この無機塩基本培地に対し、還元剤と
してＮａＳおよびＬ−システインを加え培地中を還元
し、気相を窒素ガスに置換した後、３０℃で培養した。
ロールチューブ作成においては寒天を基本培地に対して
２％の割合になるように加えて使用した。
【００１３】採取した土壌および汚泥は、一定量を秤量
したのち、ＮａＳおよびＬ−システィンにより還元した
減菌還元水を速やかに加え、窒素ガス気相下で振盪によ
り嫌気性細菌を分離した。菌体の分離液を適量に希釈し
た後、基本培地に対して乳化分散させたポリカプロラク
トンが０.１％の割合になるように加えたロールチュー
ブに接種した。これらのロールチューブを一定期間培養
し、透明域を形成したコロニーを脂肪族ポリエステルの
分解菌株とし、湾曲したガラスキャピラリーによりコロ
ニーを釣あげることで単離操作を行った。
したのち、ＮａＳおよびＬ−システィンにより還元した
減菌還元水を速やかに加え、窒素ガス気相下で振盪によ
り嫌気性細菌を分離した。菌体の分離液を適量に希釈し
た後、基本培地に対して乳化分散させたポリカプロラク
トンが０.１％の割合になるように加えたロールチュー
ブに接種した。これらのロールチューブを一定期間培養
し、透明域を形成したコロニーを脂肪族ポリエステルの
分解菌株とし、湾曲したガラスキャピラリーによりコロ
ニーを釣あげることで単離操作を行った。
【００１４】次いで、単離された脂肪族ポリエステル分
解菌の１２５菌株を、乳化した０．１％ポリカプロラク
トンを加えた液体基本培地に接種し、一定期間培養を行
い、培地の濁度の減少から各菌株の分解活性を調査した
ところ、優れた分解活性を有するＩＴ−８０２という菌
株を得ることができた。なお、上記と同様の方法によ
り、ポリカプロラクトンの代わりに、微生物産生脂肪族
ポリエステルであるポリヒドロキシブチレート（シュー
ドモナス由来）を０．１％になるように基本培地に対し
て乳化分散させたロールチューブに、単離された脂肪族
ポリエステル分解菌を接種したが、培養しても透明域は
形成されなかった。
解菌の１２５菌株を、乳化した０．１％ポリカプロラク
トンを加えた液体基本培地に接種し、一定期間培養を行
い、培地の濁度の減少から各菌株の分解活性を調査した
ところ、優れた分解活性を有するＩＴ−８０２という菌
株を得ることができた。なお、上記と同様の方法によ
り、ポリカプロラクトンの代わりに、微生物産生脂肪族
ポリエステルであるポリヒドロキシブチレート（シュー
ドモナス由来）を０．１％になるように基本培地に対し
て乳化分散させたロールチューブに、単離された脂肪族
ポリエステル分解菌を接種したが、培養しても透明域は
形成されなかった。
【００１５】以下に実施例を挙げ、本発明を説明する。
【００１６】（実施例１）ＧＡＭ平板寒天培地に上記菌
株を接種し、コロニーを形成させ、これらの菌体を用い
て顕微鏡化での形態観察、および、グラム染色性を調査
した。下記、表１はこの時の結果を示すものである。
株を接種し、コロニーを形成させ、これらの菌体を用い
て顕微鏡化での形態観察、および、グラム染色性を調査
した。下記、表１はこの時の結果を示すものである。
【００１７】
【表１】
【００１８】上記の結果から、ＩＴ−８０２は嫌気性で
グラム陰性の桿菌であることが解る。
グラム陰性の桿菌であることが解る。
【００１９】（実施例２）脂肪属ポリエステル分解能を
有する前記菌株について、生化学的性状を下記、表２に
示す。
有する前記菌株について、生化学的性状を下記、表２に
示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】上記の生化学的性状の結果と実施例１の結
果から、菌株ＩＴ−８０２はバクテロイデス属（Ｂａｃ
ｔｅｒｏｉｄｅｓ）に分類される嫌気性細菌であること
が示される。
果から、菌株ＩＴ−８０２はバクテロイデス属（Ｂａｃ
ｔｅｒｏｉｄｅｓ）に分類される嫌気性細菌であること
が示される。
【００２２】（実施例３）菌株ＩＴ−８０２について後
述の方法で調整したポリカプロラクトンフィルムを含有
する基本培地に接種し、分解の径時変化を調査した。
述の方法で調整したポリカプロラクトンフィルムを含有
する基本培地に接種し、分解の径時変化を調査した。
【００２３】ポリカプロラクトンフィルムの調製は、ポ
リカプロラクトンを０.１％含有する基本培地をねじ口
の試験管に分注しオートクレーブにて１２０度、１気圧
にて２０分間の減菌操作を行い、減菌終了後、培地とポ
リカプロカクトンのはいった試験管を４５℃の温度条件
下で冷却し溶解したポリカプロラクトンを固化せしめる
ことによりおこなった。
リカプロラクトンを０.１％含有する基本培地をねじ口
の試験管に分注しオートクレーブにて１２０度、１気圧
にて２０分間の減菌操作を行い、減菌終了後、培地とポ
リカプロカクトンのはいった試験管を４５℃の温度条件
下で冷却し溶解したポリカプロラクトンを固化せしめる
ことによりおこなった。
【００２４】この実施例におけるポリカプロラクトンの
分解の径時変化を図１に示す。
分解の径時変化を図１に示す。
【００２５】
【発明の効果】以上、述べたところから明らかなよう
に、本発明に係る、新規の嫌気性細菌による脂肪族ポリ
エステルの分解方法は、生分解性プラスチックの廃棄処
理方法において、新たな方法を提示するものであり、省
スペース、省エネルギー等の優れた活性を有する産業
上、極めて価値の高い技術である。
に、本発明に係る、新規の嫌気性細菌による脂肪族ポリ
エステルの分解方法は、生分解性プラスチックの廃棄処
理方法において、新たな方法を提示するものであり、省
スペース、省エネルギー等の優れた活性を有する産業
上、極めて価値の高い技術である。
【図１】本発明に係る脂肪族ポリエステル分解菌ＩＴ−
８０２のポリカプロラクトンに対する分解の経時変化を
示すものである。
８０２のポリカプロラクトンに対する分解の経時変化を
示すものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｄ０６Ｍ 101:32 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C12P 1/00
Claims (1)
- 【請求項１】 微生物産生脂肪族ポリエステルを除く、
脂肪族ポリエステル分解能を有する嫌気性細菌であるバ
クテロイデス属を用いることを特徴とする脂肪族ポリエ
ステルの分解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043740A JP2869838B2 (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 嫌気性細菌を用いた脂肪族ポリエステルの分解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043740A JP2869838B2 (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 嫌気性細菌を用いた脂肪族ポリエステルの分解方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06253865A JPH06253865A (ja) | 1994-09-13 |
| JP2869838B2 true JP2869838B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=12672177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5043740A Expired - Lifetime JP2869838B2 (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 嫌気性細菌を用いた脂肪族ポリエステルの分解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2869838B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2589621B1 (en) * | 2010-06-30 | 2017-05-17 | Osaka Gas Co., Ltd. | Polylactic acid decomposition method |
| JP6887227B2 (ja) * | 2016-07-28 | 2021-06-16 | 大阪瓦斯株式会社 | 生分解性促進剤及びそれを含む生分解性樹脂組成物 |
-
1993
- 1993-03-04 JP JP5043740A patent/JP2869838B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06253865A (ja) | 1994-09-13 |
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