JP2980333B2 - 新規微生物及びアセントの除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、新規な微生物に関し、特に、ブレビバクテ
リウム（Brevibacterium）属に属し、アセトン資化性能
を有する新規微生物に関する。

また、本発明は、アセトンを含むガス若しくは溶液、
特に産業排出物から、アセトンを除去する方法に関し、
具体的には、アセトン資化性能を有するブレビバクテリ
ウム（Brevibacterium）属に属する新規微生物を用い
て、アセトンを含むガス若しくは溶液からアセトンを除
去する方法に関する。

（従来の技術） 一般に、産業廃棄物として排出される有機性排ガス、
有機性排液、例えば、アルコール、カルボン酸、アルデ
ヒド、ケトン、エステルなどの脱臭・除去方法として
は、従来より、燃焼法、触媒燃焼法、活性炭吸着法、活
性汚泥を利用した方法（例えば特公昭59−48651号な
ど）、ならびに所謂バイオフィルターを利用した方法
（“VT−Biofilter,BHL J J W",Ing.Bureau Van Tonger
en,Environ Technol,pp.358−360,1987など）などが知
られている。

この有機性排ガス・有機性排液の成分のうち、アセト
ンは、その物理的性質が、沸点56.5℃、双極子モーメン
ト2.85D、引火点−20℃で、水やアルコールに易溶で、
クロロホルム、ヘキサンなどにも混合するので、合成化
学原料、ならびに種々の分野の溶剤及び洗浄剤として、
有機溶剤のうちでもメタノールなどとともに広範に使用
されている。

しかしながら、アセトンは、その生化学的性質とし
て、蛋白質を変性させるため、すなわち、酵素反応を阻
害、不活性化するため、例えばケトン症に代表されるよ
うに、生体にとっては好ましいものではない。そして、
一般に生体に対する許容濃度は200ppmとされている。

このように、アセトンは生体にとって好ましいもので
はないので、従来よりアセトンを使用している分野にお
いては、上述のように、燃焼法、触媒燃焼法、活性炭吸
着法、活性汚泥を利用した方法、ならびに所謂バイオフ
ィルターを利用した方法により脱臭・除去処理するか、
アセトンが水溶性の溶剤であるため、水と混合希釈して
排水若しくは浄化処理施設に導入したり、産業廃棄物処
理あるいは回収再生利用しているのが実情である。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、アセトンに関して、上述のように従
来より脱臭・除去処理がなされているが、 （１） 燃焼法においては、処理されるアセトンガス濃
度が薄いために燃料消費が多くコスト高となること、 （２） 触媒燃焼法では、触媒が高価でコスト高になる
こと、 （３） 活性炭吸着法では、排気されるアセトンガス量
が多いので短期間で活性炭が不活性化されるので、頻繁
に活性炭を交換・再生しなければならないためコスト高
になること、 （４） ガス状のアセトンを水で吸収する方法では、物
質移動吸収により液中のアセトン濃度が高くなるにつれ
て、気液平衡濃度も高くなり、吸収効果が次第に低下
し、安定した処理が困難になること、 （５） さらには、活性汚泥を利用した方法、ならびに
所謂バイオフィルターを利用した方法では、活性汚泥及
びバイオフィルターに含まれる微生物の種類及びその作
用が解明されていないので、目的とする微生物が活性汚
泥及びバイオフィルターに含まれているかどうか使用し
てみなければ事前に判断できないこと、などの問題があ
った。

本発明は、これら従来技術の課題に鑑み発明されたも
ので、その目的とするところは、アセトンを資化する能
力が極めて優れた新規な微生物を提供し、且つこの微生
物を利用した効率が良く、安価なアセトンを含むガス若
しくは溶液からアセトンを除去する方法を提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上述の課題及び目的に鑑み発明なされたも
ので、本発明の新規微生物は、アセトン資化性能を有す
るブレビバクテリウム（Brevibacterium）属に属する新
規微生物である。

また、本発明のアセトンの除去方法は、アセトン資化
性能を有するブレビバクテリウム（Brevibacterium）属
に属する新規微生物を用いて、アセトンを含むガス若し
くは溶液からアセトンを除去することを特徴とするアセ
トンの除去方法である。

すなわち、本発明者等は上述したような従来技術のア
セトンの除去方法とは全く発想を転換して、所期の目的
を達成できる特定の微生物を分離する必要があるとの認
識から鋭意研究をした結果、京都市左京区の森林の土壌
から新しく微生物を分離することに成功し、この微生物
が、アセトンを資化する能力が極めて優れていることを
見出し、本発明を完成するに到ったのである。

以下に、本発明の新規微生物及びアセトンの除去方法
につき、より詳細に説明する。

A.アセトン資化性能を有する微生物の分離 以下に、本発明のアセトン資化性能を有する微生物の
分離について詳細に説明する。

先ず、本発明者等は京都市左京区の森林の種々の場所
から土壌を3gずつ採取し、これを多数の試験管へ入れた
ものを調製した。これへ、下記の組成から成る５％アセ
トン水溶液を含む液体培地を各々5mlを加えた。

液体培地組成 アセトン50g 塩化アンモニウム4g リン酸水素１カリウム1g リン酸水素２カリウム1g 硫酸マグネシウム・結晶水７分子0.5g 硫酸第１鉄・結晶水７分子10mg ビタミン混液1ml 水１ 但し、ビタミン混液は、サイアミン−塩酸塩1g、リボ
フラビン1g、ピリドキシン1g、ニコチン酸1g,p−アミノ
安息香酸200mg、葉酸10mg、ビオチン10mg、水１から
成る。

これを、25℃で振盪培養し、次いで同じ組成の培地へ
細菌用寒天15gを加えて調整した平板へ塗沫画線培養し
てコロニーを発生せしめた。発生したコロニーを多数釣
菌して、再び液体培地で培養した。この操作を繰り返し
集積培養した結果、普通寒天培地、その他の培地の平板
に画線培養し、発生したコロニーの形態を調べて均一で
あるとを認め、アセトン資化性能を有すると思われる微
生物が分離できたことを確認した。

B.本発明菌の菌学的性質 次に、本発明者等は、この新規な微生物についてその
菌学的性質ならびに分類学上の位置について、下記のよ
うに同定することにした。

先ず、本発明菌は下記の通りの菌学的性質を有する。

（ａ） 形態的性状 ニュートリエントアガーで生育した細胞について記載
する。

（１） 形態及び大きさならびに多形性： 培養初期は桿菌であるが、球菌に変化する。桿菌は１
×1.5〜３μｍ、球菌では0.7〜1.0μｍ （２） 運動性：なし。

（３） 胞子：なし。

（４） グラム染色性：陽性。

（５） 抗酸性：なし。

（ｂ） 各種培地における成育状態 （１） 肉汁寒天平板培養： コロニーの直径0.5mm、薄橙色、光沢なし、周縁は滑
らかでない。隆起あり。

（２） 肉汁寒天斜面培養： 薄橙色、光沢なし、生育良好。

（３） 肉汁液体培養： 静置培養のときに上面に膜を形成。振盪培養のときに
強く濁る。

（４） 肉汁穿刺培養： 表面良好生育、液化しない。

（５） リトマスミルク リトマス赤変、凝固なし。

（ｃ） 生理学的性質 （１） 硝酸塩の還元：陰性。

（２） MR−VPテスト：いずれも陰性。

（３） インドール生成：生成せず。

（４） 硫化水素の生成：生成せず。

（５） デンプンの加水分解：陰性。

（６） クエン酸の利用： ・Koserの培地：陰性 ・Christensen培地：陰性 （７） 無機窒素源の利用： ・硝酸塩の利用：陽性 ・アンモニウム塩の利用：陽性 （８） 色素の生成：有り。

（９） ウレアーゼ：陰性。

（10） オキシターゼ：陽性。

（11） カタラーゼ：陽性。

（12） 生育範囲：最適pH6〜８、温度33〜45℃。

（13） 好気性、嫌気性の区別：好気性。

（14） Ｏ−Ｆテスト：酸化。

（15） 糖の利用性： Ｌ−アラビノース、Ｄ−キシロース、Ｄ−グルコー
ス、Ｄ−マンノース、Ｄ−フラクトース、Ｄ−ガラスト
ース、麦芽糖、蔗糖、乳糖、トレハロース、Ｄ−ソルビ
ット、Ｄ−マンニット、イノシット、グリセリン、デン
プンなどすべての糖を利用しない。すなわち、ペプトン
水で酸及びガスの発生を認めない。

以上の菌学的性質について、“Bergey's Manual of S
ystematic Bacteriology"を参考にして、本菌の同定を
実施した。その結果、Brevibacterium属の特徴を満足す
るものであった。

すなわち、桿菌−球菌サイクルの存在、グラム陽性、
好気性、グルコースや他の糖から酸を生成しないなどの
諸性質は全てBrevibacterium属の特徴と合致している。
さらに、前述の菌学的性質の他、細胞壁の組成、ミコー
ル酸、DNAのGCモル％を調べたところ、細胞壁にDAPが存
在し、ミコール酸は存在せず、GC比は67.5％であり、こ
れらの諸点からも、本菌は、Brevibacterium属と同定し
うる性状である。

ところで、Brevibacterium属には４種が存在するが、
このうち、本菌の菌学的性質は、Brevibacterium linen
sに近似する。前述の“Bergey's Manual of Systematic
Bacteriology"では、コロニーのColor Reactionが、5N
水酸化カリウムではピンクと記載され、この点では、Br
evibacterium linensと合致するが、、Brevibacterium
linens IFO 12142（Type Strain）を培養して詳細に比
較したところ、コロニーのColor reactionのうち、濃塩
酸、濃硫酸、60％過塩素酸、リン酸の反応が異なる（第
１表参照）。

従って、本発明菌は、菌学的性質ではBrevibacterium
属に属するものの、公知の４種のBrevibacterium属の菌
とは異なるもので、本発明菌の菌種を新規なものと判断
されるため、Brevibacterium sp.MeOH−４菌（以下、単
に「MeOH−４菌」という。）と命名し、工業技術院微生
物工業技術研究所にFERM P No.11047（微工研寄No.1104
7）として寄託されている。

C.本発明菌のアセトン資化性能の確認 実施例１（MeOH−４菌の液状アセトンの資化） そこで、この分離したMeOH−４菌のアセトン資化性能
を確認することにした。すなわち、アセトンの定量をガ
スクロマトグラフィーによって行い、培地中のアセトン
の減少と、分離菌の増殖を吸光度（660nm）の増加を測
定して求め、アセトンの資化能を確認した。具体的に
は、アセトン0.79g、リン酸水素１カリウム1.0g、硫酸
マグネシウム・７結晶水0.5g、酵母エキス1.0g水１か
るからなる培地50ml（pH6.5）へ、この菌を予め前培養
しておいた培養液を２％の割合で移植し、37℃、96時
間、100rpmで振盪培養した。この結果、下記の第２表に
示したようにアセトンは完全に消費され、このMeOH−４
菌がアセトンを資化する能力が極めて優れていることが
判明した。

実施例２（MeOH−４菌のガス状アセトンの資化） アセトン0.4g、リン酸水素１カリウム1.0g、硫酸マグ
ネシウム・７結晶水0.5g、酵母エキス1.0g、水１から
なる液体培地1.5（pH6.5）に、MeOH−４菌を24時間通
気培養して得た溶液に、アセトンガス30ppm（0.5/mi
n）を単一ノズルで断続的に、30℃、122時間通気し、吸
収させたところ、約89％の吸収率を維持し、分解生成物
はCO₂のみであった。この結果を下記の第３表に示し
た。

比較例１（アセトンガスの水への吸収） 実施例２と同様に、アセトンガス30ppm（0.5/min）
を単一ノズルで水1.5に断続的に、30℃で通気したと
ころ、気液平衡関係を保ちながら、吸収率は徐々に低下
した（第４表参照）。

この結果から明らかなように、本発明のMeOH−４菌を
利用したアセトンの吸収方法の方が極めて吸収効果が優
れていることがわかる。

比較例２ Brevibacterium属の細菌のうち、本発明のMeOH−４菌
と比較的近似するBrevibacterium linens IFO 12142（T
ype Strain）を上記実施例１と同じ組成の培地、条件で
培養してアセトンの資化を試みたが、第５表に示すよう
にアセトンは消費されなかった。

（効果） 上述したように、本発明のMeOH−４菌は、アセトンを
資化する能力が極めて優れた新規な微生物であり、従っ
て、本発明のMeOH−４菌を利用したアセトン除去方法
（バイオリアクターとしてタンク内に配置するなど）
は、効率が良く且つ安価に、アセトンを含むガス若しく
は溶液からアセトンを除去できる等の作用効果を奏する
極めて優れた発明である。

また、本発明のMeOH−４菌を、従来の活性炭、活性汚
泥などに含ませた形態で併用すれば、従来の方法の効果
が格段と向上することは当業者であれば容易に理解でき
るであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C12N 1/20 ＢＩＯＳＩＳ（ＤＩＡＬＯＧ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アセトン資化性能を有する新規微生物、ブ
   レビバクテリウムsp.MeOH−４（Brevibacterium sp.MeO
   H−4:FERM P−11047）。
2. 【請求項２】アセトン資化性能を有する新規微生物、ブ
   レビバクテリウムsp.MeOH−４（Brevibacterium sp.MeO
   H−4:FERM P−11047）を、アセトンを含むガスまたは溶
   液に作用させる工程を含む、ことを特徴とするアセトン
   の除去方法。