JP3086880B2 - 油水分離剤及び油水分離方法 - Google Patents

油水分離剤及び油水分離方法

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JP3086880B2 JP11160379A JP16037999A JP3086880B2 JP 3086880 B2 JP3086880 B2 JP 3086880B2 JP 11160379 A JP11160379 A JP 11160379A JP 16037999 A JP16037999 A JP 16037999A JP 3086880 B2 JP3086880 B2 JP 3086880B2
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、油水分離剤及び油
水分離方法に関し、更に詳しくは、油環境汚染における
油除去処理に用いる油水分離剤及び油水分離方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の油水分離剤は化学合成法によって
得られる凝集活性を有する高分子物質からなっている
(特開昭50−60478号公報、特開昭51−305
85号公報、特開昭51−85267号公報、特開昭6
0−202787号公報)。
【0003】特開昭60−202787号公報には、含
油水をpH4以下に調整してアニオン系高分子凝集活性
物質を、又、pH11以上に調整してカチオン系高分子
凝集活性物質を作用させる方法が記載されている。特開
昭51−30585号公報には、塩化カルシウム、ポリ
塩化アルミニウム、又は炭酸ソ−ダと高分子凝集活性物
質を併用してなる油水分離剤が、又、特開昭51−85
267号公報には、ミヨウバン類と高分子凝集活性物質
を併用してなる油水分離剤が提案されている。又、特開
昭60−202787号公報には、カチオン系高分子凝
集活性物質単独を、又はカチオン系高分子凝集活性物質
とアニオン系高分子凝集活性物質を併用して、含油水に
作用させる方法が記載されている。
【0004】上記の高分子凝集活性物質の製造工程では
環境ホルモンの発生の恐れがある。又、当該剤の中に
は、分解すると環境ホルモンの発生の恐れがあるものも
ある。これらの問題を解決する方法として、複数の微生
物が共存して生育する複合微生物により生産される天然
の凝集活性物質APR−3が注目れていた(Biochi.Biot
ech.Biochem.、58巻、1589〜1594頁、1994年)。当該剤
は微生物を培養して製造されるものであり、且つ分解し
ても環境ホルモンの発生の恐れが全くないものである。
しかしながら、凝集活性を有していても、海水等に応用
した場合、高活性の油水分離能を有するか、又、どのよ
うに使用したよいのか不明であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
の問題に鑑み、製造工程においても、分解生成物にも環
境ホルモン等の発生の恐れがなく、且つ海水においても
より高活性の油水分離能を有する油水分離剤及び油水分
離方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
達成のために鋭意努力した結果、特定の微生物が、従来
知られていない糖と有機酸とからなる高分子物質を培地
中に著量生産すること、そして、当該高分子物質は海水
においてもより高活性の油水分離能を有すること等の知
見を得た。本発明はこの知見に基づいて完成された。
【0007】すなわち、本発明は、1)以下の(1)〜
(10)の特性を有し、且つ油水分離能を有するAPK
−78を主成分とすることを特徴とする油水分離剤を提
供する。 (1)アミノ糖(エルソン・モーガン法):検出されな
い。 (2)ウロン酸(カルバゾール・硫酸法):検出されな
い。 (3)蛋白質(ニンヒドリン法):検出されない。 (4)元素分析:窒素N、リンP及び硫黄Sは痕跡。 (5)構成する糖及び有機酸の組成(モル比):ガラク
トース1、グルコース8.2、コハク酸2.1±0.
4、ピルビン酸1.2。 (6)分子量:2×106以上。 (7)粘度(ビスメトロン回転粘度計、SS−2ロータ
ー、25℃、回転数30rpm、溶媒は純水、Na型A
PK−78の0.5重量%濃度溶液):250cp。 (8)溶媒溶解性:水に可溶、アルカリに易溶、メタノ
ール、エタノール及びアセトンに不溶。 (9)IRスペクトル吸収帯(cm-1):2,700〜
3,700、1,730、1,600、1,400、
1,160。 (10)図1に記載の1HNMRのスペクトルを有す
る。
【0008】又、本発明は、2)APK−78が、AP
K−78生産能を有する微生物を固体培地又は液体培地
に培養して得られる培養物に含まれる高分子物質である
前記1)に記載の油水分離剤を提供する。
【0009】又、本発明は、3)APK−78が、AP
K−78生産能を有する微生物をサイアミン又はその誘
導体を含有する培地に培養して得られる培養物である前
記2)に記載の油水分離剤を提供する。
【0010】又、本発明は、4)APK−78生産能を
有する微生物が、少なくともセルロモナス及びアグロバ
クテリウム属に属する細菌2種を含む複合微生物からな
る前記2)又は3)に記載の油水分離剤を提供する。
【0011】又、本発明は、5)セルロモナス属に属す
る細菌がセルロモナス・セルランス、アグロバクテリウ
ム属に属する細菌が、アグロバクテリウム・テュメファ
シエンス及びそれらに極めて近い種に属する細菌である
前記4)に記載の油水分離剤を提供する。
【0012】又、本発明は、6)セルロモナス・セルラ
ンスに属する細菌菌株がKYM−7株(FERM P−
11358)、アグロバクテリウム・テュメファシエン
に属する細菌菌株がKYM−8株(FERM P−1
6806)である前記5)に記載の油水分離剤を提供す
る。
【0013】又、本発明は、7)APK−78が、AP
K−78生産能を有する微生物をサイアミン又はその誘
導体を含有する培地に生育させ植え継ぎ保存したものを
培養して得られた培養物である前記2)、3)、4)、
5)、又は6)に記載の油水分離剤を提供する。
【0014】又、本発明は、8)前記1)〜7)の何れ
か1つに記載の油水分離剤を油懸濁水と接触させること
を特徴とする油水分離方法を提供する。
【0015】
【発明の実施の形態】次に好ましい実施形態を挙げて本
発明を更に詳しく説明する。しかし、本発明はこれらの
実施形態により何ら限定されるものではない。先ず、本
発明の実施形態の1つでもあり、且つ本発明の特徴を表
す発明の完成過程を述べる。
【0016】本発明者らは、微生物産生の凝集活性物質
の生産を目的として、活性汚泥及び土壌から、凝集活性
物質を生産する微生物をスクリーニングして来た。その
際、フタル酸資化性及びスライム形成性を有する微生物
を指標として、微生物コロニーを選択した。その結果、
目的のコロニーを多数得た。その中の一つについて詳し
く検討した結果、8菌株から構成されていることが分か
った。その8菌株を各々KYM−1〜KYM−8と命名
し、その性質を調べた。その結果を表1〜表4に示し
た。そして、KYM−3、KYM−4、KYM−5、及
びKYM−7については既に報告した(Biochi.Biotec
h.Biochem.、58巻、1589〜1594頁、1994年)。KYM−
3、KYM−4、KYM−5、及びKYM−7からなる
群の少なくとも1菌株を含む複合微生物を培養すると、
APR−3と命名した凝集活性物質が生産されることを
同時に報告した。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】
【表4】
【0021】本発明においては、上記KYM−3、KY
M−4、KYM−5、KYM−7の菌株の同定を再検討
し、残りのKYM−1、KYM−2、KYM−6、KY
M−8についても同定を行った。
【0022】最近、GC含量、キノンの分子種及び16
S rDNAの塩基配列の相同性から、微生物を発生系
統的に同定・分類する方法が行なわれている(日本微生
物生態学会報(Bulletin of Japanese Society of Micr
obial Ecology)、10巻、119〜136ページ、1
995年、同報、10巻、31〜42ページ、1995
年)。上記の菌株をこの方法で解析し、その結果を表5
に記載した。
【0023】
【表5】 上記の菌株は表記載の属に属する微生物であると同定し
た。尚、上記の16S rDNA解析法によると、サル
モネラ属と大腸菌属に属する微生物は、同一属の微生物
と見做されている。その故に本発明の微生物は、サルモ
ネラ属又は大腸菌属のどちらの属に属する微生物でもよ
い。
【0024】以上の結果より、本発明で使用する菌株
は、 KYM−1は、ブルセラsp.、 KYM−2は、ステノトロホモナスsp.、 KYM−3は、アセネトバクター・カルコアセティカ
ス、 KYM−4は、コマモナス・テストステロニィー、 KYM−5は、サルモネラsp.、 KYM−6は、オーレオバクテリウムsp.、 KYM−7は、セルロモナス・セルランス又はセルロモ
ナス・カルタエ、 KYM−8は、アグロバクテリウム・テュメファシエン
ス(Agrobacterium tumefaciens)又はアグロバクテリ
ウム・リゾゲネス に属する菌株である。
【0025】本発明において、総合的に検討した結果、 KYM−1株は、ブルセラsp.に属する菌株、 KYM−2株は、ステノトロフォモナスに属する菌株、 KYM−3株は、アシネトバクターsp.属に属する菌
株、 KYM−4株は、コマモナス・テストステロニィーと同
種か極めて近い種に属する菌株、 KYM−5株は、サルモネラ又は大腸菌のグループに属
する菌株(本発明におい ては簡便化のためサルモネラ属という。)、KYM−6
株は、オーレオバクテリウムsp.に属する菌株、 KYM−7株は、セルロモナス・セルランス若しくはそ
れに極めて近いに属する菌株、 KYM−8株は、アグロバクテリウム・テュメファシエ
ンス若しくはそれに極めて近い種に属する菌株 であると判断した。
【0026】上記の各菌株は、生命工学研究所に寄託さ
れ、KYM−1はFERM P−11333、KYM−
2はFERM P−11334、KYM−3はFERM
P−11335、KYM−4はFERM P−113
36、KYM−5はFERMP−11337、KYM−
6はFERM P−11357、KYM−7はFERM
P−11358、KYM−8はFERM P−168
06の番号が付されている。尚、KYM−8株の諸性質
を示す微生物は現在知られていないので、新規微生物で
ある。
【0027】更に、上記の菌株の凝集活性物質の生産性
について詳しく再検討した。その結果、既に報告した前
記のAPR−3の糖、有機酸の組成にも誤りがあるこ
と、又、少なくともKYM−8株を、好ましくは、少な
くともKYM−8株とKYM−7株を含む複合微生物を
培養すると、分解しても環境ホルモンの発生の恐れが全
くない糖と有機酸とからなるが、APR−3とは全く異
なる凝集活性物質APK−78を生産すること、そして
それはAPR−3よりも凝集活性が高いこと、又、海水
においてもAPR−3より高活性の油水分離能を有する
こと等を知見した。本発明はかかる知見に基づいて完成
されたものである。
【0028】次に本発明の具体的実施形態を述べる。本
発明の第1の特徴は、次の特質を有するAPK−78を
油水分離剤の主成分として使用することである。 (1)アミノ糖(エルソン・モーガン法):検出されな
い。 (2)ウロン酸(カルバゾール・硫酸法):検出されな
い。 (3)蛋白質(ニンヒドリン法):検出されない。 (4)元素分析:窒素N、リンP及び硫黄Sは痕跡。 (5)構成する糖及び有機酸の組成(モル比):ガラク
トース1、グルコース8.2、コハク酸2.1±0.
4、ピルビン酸1.2。 (6)分子量:2×106以上。 (7)粘度(ビスメトロン回転粘度計、SS−2ロータ
ー、25℃、回転数30rpm、溶媒は純水、Na型A
PK−78の0.5重量%濃度溶液):250cp。 (8)溶媒溶解性:水に可溶、アルカリに易溶、メタノ
ール、エタノール及びアセトンに不溶。 (9)IRスペクトル吸収帯(cm-1):2,700〜
3,700、1,730、1,600、1,400、
1,160。 (10)図1に1HNMRのスペクトルを示す。
【0029】APK−78は、以上の特性を有する高分
子物質であるが、前記のAPR−3の特性と比較すると
次の特性において大きく相違する。よってAPK−78
はAPR−3とは明確に異なる物質である。 a)糖及び有機酸組成(モル比) APR−3:ガラクトース1、グルコース5.6±0.
1、フコース0.7、コハク酸0.6±0.1、ピルビ
ン酸2.5±0.1。 APK−78:ガラクトース1、グルコース8.2、コ
ハク酸2.1±0.4、ピルビン酸1.2。
【0030】b)粘度(ビスメトロン回転粘度計、SS
−2ローター、25℃、回転数30rpm、溶媒は純
水、H型APR−3又はNa型APK−78の0.5重
量%濃度溶液) APR−3:100cp。 APK−78:250cp(APR−3の値の2.5
倍)。 このような特性を有する高分子物質は現在まで知られて
いないので、APK−78は新規物質である。
【0031】本発明において、油水分離能とは、油懸濁
水(海水も含む。)を油相と水相とに分離する能力のこ
とをいう。該油水分離能は次のようにして測定される。 A)油水分離能の活性測定法 サラダ油10gとノニオン系界面活性剤Tween80
(和光純薬社製:ソルビタンモノオレアートのエチレン
オキシド縮合物)0.5gをビーカー中で2〜3分間超
音波処理してサラダ油を乳化させる。この中に撹拌しな
がら海水を加えて全量を2リットルとし、これを油懸濁
水の原水とする。
【0032】2リットルのビーカーに原水1リットルを
移し、pHを10に調整する。この原水0.8リットル
を加圧浮上装置(宮本制作所製MS9000)に供給す
る。更にサンプル液20mlを添加して、室温で内容物
を十分に撹拌した後、加圧水を0.3リットル添加す
る。10〜20分間静置後、水相のCODを重クロム酸
カリウム法で測定する。活性はそのCOD値で示され
る。そして、油水分離能は次式により計算される。 油水分離能=((A−B)/A)×100(%)、但
し、A:処理前のCOD値、B:処理後のCOD値)
【0033】又、本発明において、凝集活性とは排水中
の懸濁物を凝集させ、上澄液を作る活性をいう。実際
は、懸濁物質の代表例としてカオリンを用い、カオリン
懸濁液中のカオリン懸濁物を凝集させ、上澄液を作る活
性を測定する。そして、次のようにして測定される。
【0034】B)カオリン凝集活性の測定法 カオリン懸濁液(5,000mg/リットル)80ml
を100ml容メスシリンダーに分取し、これに10重
量%CaCl2・2H2O水溶液10ml添加した。これ
にサンプル液0.125mlを加え、pHを8.0に調
整した。そのシリンダーを室温でゆっくり撹拌し、5分
間静置した。そして、上澄液の濁度をOD550nmに
て測定した。カオリン凝集活性は次式によって計算され
る。 カオリン凝集活性=(1/C)−(1/D) C:サンプル液についてのOD550nm値 D:水(ブランク液)についてのOD550nm値
【0035】C)APK−78の定量 APK−78生産性微生物を培養して得た培養液3ml
を純水12mlで希釈し、菌体を遠心分離(28,00
0G及び30min)で除去し、2倍容のエタノールを
添加し、繊維状の沈殿物(APK−78)を析出させ
た。当該沈殿物を遠心分離で採取し、シリカゲル入りの
デシケーターの中で、一晩減圧乾燥した。乾燥物を蒸溜
水10mlに溶解し、次に、これに2%cetylpyridium
chloride(CPC)溶液5mlを撹拌しながら添加し、
数時間静置し、APK−78とCPCの複合体の沈殿物
を形成させた。当該複合体の沈殿物を遠心分離により集
め、0.5モルの食塩水に溶解した。これに2倍容のエ
タノールを添加し、繊維状の沈殿物を得た。当該沈殿物
をエタノール及びアセトンで各々5回洗浄した後、上記
のようにして減圧乾燥した。当該乾燥物は純度検定で9
8%以上のAPK−78であった。それで、当該乾燥物
の重量を秤量することによりAPK−78の定量を行っ
た。
【0036】本発明の第2の特徴は、APK−78の生
産能を有する微生物を、固体若しくは液体の栄養培地に
培養してAPK−78を培地中に生産させ、それを採取
して油水分離剤の主成分として使用することである。A
PK−78の生産方法において、APK−78の生産能
を有する微生物であれば、細菌、カビ等のどのような微
生物でも使用できる。本発明においては、特にフタル酸
を資化できる特性とスライム形成性を目安にスクリーニ
ングして得られたが、スクリーニング方法等に何ら限定
されるものではない。
【0037】上記の微生物の中でも、好適な微生物とし
て細菌類の微生物を挙げることができる。細菌の中で
も、好適なものとして、例えば、ブルセラ属、ステノト
ロフォモナス属、アシネトバクター属、コマモナス属、
サルモネラ属、オーレオバクテリウム属、セルロモナス
属、アグロバクテリウム属に属する細菌を挙げることが
できる。
【0038】上記の細菌の中でも、アグロバクテリウム
属に属する細菌、好ましくはアグロバクテリウム・テュ
メファシエンス若しくはそれに極めて近い種、より好ま
しくはアグロバクテリウム・テュメファシエンス(Agro
bacterium tumefaciens)KYM−8(FERM P
−16806)を挙げることができる。本発明のAPK
−78の生産性をより向上させるには、少なくともアグ
ロバクテリウム属に属する細菌からなる複合微生物を使
用することである。
【0039】以下に、少なくともアグロバクテリウム属
に属する細菌からなる複合微生物について詳しく述べ
る。即ち、好ましい実施形態として、アグロバクテリウ
ム属に属する細菌及びセルロモナス属に属する細菌の2
種からなり、それらが共存して生育する複合微生物でA
PK−78の生産性を有するものである。この複合微生
物の中でも好ましい微生物はセルロモナス属に属する何
れかの細菌からなる群から選ばれる少なくとも1種の細
菌と、アグロバクテリウム・テュメファシエンス若しく
はそれに極めて近い種から選ばれる細菌の組み合わせ、
又、アグロバクテリウム属に属する何れかの細菌からな
る群から選ばれる少なくとも1種の細菌と、セルロモナ
ス・セルランス若しくはそれに極めて近い細菌の組み合
わせの複合微生物を挙げることができる。
【0040】上記の複合微生物の中でも特に好ましい微
生物は、セルロモナス属に属する何れかの細菌からなる
群から選ばれるKYM−7を始めとする少なくとも1種
の細菌と、アグロバクテリウム・テュメファシエン
KYM−8の組み合わせ、又、アグロバクテリウム属
に属する何れかの細菌からなる群から選ばれるKYM−
8を始めとする少なくとも1種の細菌と、セルロモナス
・セルランKYM−7の組み合わせの複合微生物
を挙げることができる。特に好適な実施形態は少なくと
もKYM−7とKYM−8とからなる複合微生物を挙げ
ることできる。
【0041】本発明の更なる実施形態における微生物
は、APK−78の生産性を阻害しな限り、公知又は未
知の如何なる微生物が上記の複合微生物に共存していて
もよい。例えば、ブルセラ属、ステノトロフォモナス
属、アシネトバクター属、コマモナス属、サルモネラ
属、及びオーレオバクテリウム属に属する細菌からなる
群から選ばれる少なくとも一種の細菌を含むものを挙げ
ることができる。
【0042】例えば、ブルセラsp.に属する細菌、ス
テノトロフォモナスsp.に属する細菌、アシネトバク
ターsp.属に属する細菌、コマモナス・テストステロ
ニィーと同種か極めて近い種に属する細菌、サルモネラ
属に属する細菌、オーレオバクテリウムsp.に属する
細菌を挙げることができる。
【0043】上記の好適な詳しい具体例として一例を挙
げるならば、次の如くである。 (a)KYM−8、KYM−7 (b)KYM−8、KYM−7、KYM−1 (c)KYM−8、KYM−7、KYM−5 (d)KYM−8、KYM−7、KYM−5、KYM−
4 (e)KYM−8、KYM−7、KYM−5、KYM−
4、KYM−1 (f)KYM−8、KYM−7、KYM−6、KYM−
5、KYM−4、KYM−3、KYM−2、KYM−1
【0044】本発明で使用する微生物の中でも、KYM
−1株〜KYM−8株の細菌は、単独の状態又は上記の
いずれの組合せの複合状態で、寒天培地上でスライムを
形成するフロック状態になる。そして、フロック状態の
まま、植え継ぐことも、保存することもできる。又、便
利に種培養菌として用いることもできる。それで、上記
の組合せの微生物をここでは、(a)、(b)、
(c)、(d)、(e)、(f)は各々、R−4菌、R
−5菌、R−6菌、R−7菌、R−8菌、R−9菌と略
称する。
【0045】これらの菌は、寒天培地上でスライムを形
成する。しかし、このスライム形成は本発明を何ら限定
するものではない。尚、これらの組合せの菌株を用いて
培養を行なう場合は、寒天培地上でスライムを形成さ
せ、スライム形成微生物を種菌として用いると便利であ
る。
【0046】本発明において微生物を培養するにあた
り、使用する培地は、それらの微生物の栄養培地であれ
ばどのようなものでもよく、特に制限されない。そし
て、通常の公知の方法に従って調製することができる。
例えば、その組成は、炭素源として、デンプン、廃糖
蜜、デキストリン、サッカロース、マルトース、マンニ
ット、グルコース及びフラクトース等、窒素源として、
硫安、塩安、尿素、肉エキス、ペプトン及び酵母エキス
等、無機塩類として、リン酸塩、マグネシウム塩、食
塩、鉄塩及びマンガン塩等、ビタミン源類として、酵母
エキス、コーンステープリカー及び廃糖蜜等が適当量含
有していればよい。
【0047】上記のビタミン源類として好適なものは、
サイアミン又はその誘導体又はそれらを含有するもの挙
げることができる。このサイアミン又はその誘導体が培
養中に培地に存在していると、APK−78を生産する
複合微生物におけるAPK−78の生産性が向上維持さ
れる。特に種培養において、種培地にサイアミン又はそ
の誘導体が存在していると、APK−78の生産性が向
上する。又、連続培養においても、その培地にサイアミ
ン又はその誘導体が存在していると、APK−78の生
産性が向上維持される。
【0048】又、APK−78生産性を有する微生物を
培地に植え継ぎ保存するには、サイアミン又はその誘導
体を含有する培地に生育させることが好適である。上記
のサイアミン又はその誘導体の濃度はサイアミンとして
2〜2000μg/l、好ましくは5〜1000μg/
l、より好ましくは5〜500μg/lである。
【0049】上記の炭素原の中でもデンプン、マンニッ
トは好ましいものとして挙げることができ、培地中に占
める量として0.01〜30重量%、好ましくは0.1
〜20重量%で使用する。pHは5〜9位の範囲に調整
すればよい。固体培地又は液体培地の種類は問われな
い。尚、農産物廃棄物、食品産業廃棄物、発酵廃液及び
残渣類、都市ゴミ類等も炭素源、有機窒素源及びビタミ
ン類等として使用することができる。培養は、振盪、通
気撹拌等の操作で、20〜40℃で2〜15日間行なえ
ばよい。そして回分或いは連続等の培養方法が採用でき
る。前培養なしの方法或いは前培養ありの方法等、どち
らも採用できる。
【0050】上記の如くして培地中に生産されたAPK
−78は、アセトン、エタノール等の有機溶媒を用いる
沈殿法、ゲル濾過法、ゲルクロマトグラフィー法、イオ
ンクロマトグラフィー法、膜濃縮法、膜濾過法、cetylp
yridium chloride(CPC)等の塩基性物質とAPK−
78との複合体形成による沈殿物法等を適当に組み合わ
せることにより、培養液中から採取することができる。
【0051】以上の方法からAPK−78は生産される
ので化学合成法から生産され、凝集活性を有する高分子
の油水分離剤とは異なって、その生産工程において環境
ホルモン等は一切生成しない。又、糖と有機酸から構成
されるので分解しても環境ホルモン等は生成する恐れが
ない。
【0052】更に、本発明で用いるAPK−78は、カ
ルボキシル基を有するのでアニオン系高分子物質である
が、公知の油水分離剤(特開昭60−202787号公
報、特開昭51−30585号公報、特開昭51−85
267号公報、特開昭50−60478号公報)とは異
なって、海水においては他の薬剤を併用することなく単
独で高い油水分離能を有するので、単独で高活性の油水
分離剤とすることができる。被処理海水のpHは無調整
若しくは6以上でよいが、好ましくは9以上、11以
下、特に好ましくは9.5以上、10.5以下である。
11を越えると活性が低下する。上記のような条件で本
発明の油水分離剤と被処理水を接触させればよい。上記
のような油水分離剤は現在まで知られていない。
【0053】採取されたAPK−78は適当な溶媒又は
溶液に溶かすか、乾燥するかして、又、適当な付加剤又
は添加剤等を添加して、環境汚染の油除去処理等におい
て使用する油水分離剤として使用することができる。
又、本発明の微生物の培養物をそのまま油水分離剤とす
ることもできる。本発明において、培養物とは培養物の
他に培養処理物をも含むものとする。例えば、培養液自
体、それの乾燥物、濃縮物、培養液から菌体を除いた上
澄液、菌体自体及びそれらの乾燥物及び濃縮物等であ
る。
【0054】
【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。尚、文中「%」とあるのは特に断り
の無い限り重量基準である。 実施例1:本発明で使用する混合菌であるR−4菌の培
養 本発明で使用する菌の種培養及び本培養に用いる培地の
組成(%): デンプン=1% K2HPO4=0.5% KH2PO4=0.2% MgSO4・7H2O=0.02% (NH42SO4=0.05% ビーフエキス(Difco社)=0.05% サイアミン塩酸塩=0.01% 蒸溜水=残り% pH 7.0(3N KOHで調整) 殺菌条件:121℃(達温)及び15〜20分間
【0055】R−4菌を肉汁寒天平板培地に30℃で5
日間培養した。当該菌の1白金耳を液体培地80ml
(500ml容振盪フラスコ)に添加し、30℃で2日
間培養し種培養を調製した。尚、ロータリーシェイカー
を用いて当該フラスコを振盪した。当該培養液(60m
l)を5リットル容ジャーファメンター(培地3リット
ル)に添加し、30℃で3リットル/minの通気量
で、7日間撹拌(200〜400r.p.m.)しなが
ら培養した。生育度(OD310nmにおける濁度にて
測定)、油水分離能及びカオリン凝集活性ともに3日間
で最高値に達した後、若干減少傾向を示した。培養液の
粘度は最後まで増加した。生育度14.5(660nm
における濁度測定)、カオリン凝集活性235、粘度
1,300(cp)なる培養液を得た。尚、粘度はビス
メトロン回転粘度計を用い、SS−2ローター使用し、
25℃及び回転数30rpmの条件で測定した。
【0056】実施例2:APK−78の分離精製 実施例1のようにしてR−4菌を培養して得た培養液3
リットルを純水12リットルで希釈し、菌体を遠心分離
(28,000G及び30min)で除去し、その後、
膜濃縮機を使用して2リットルまで濃縮した。当該濃縮
液に2倍容のエタノールを添加し、繊維状の沈殿物(A
PK−78)を析出させた。当該沈殿物を遠心分離で採
取し、シリカゲル入りのデシケーターの中で、一晩減圧
乾燥した。5.5gの粗APK−78を得た(対デンプ
ン収率=31.33%)。
【0057】500mgの当該粗APK−78を蒸溜水
100mlに溶解した。次に、これに2%cetylpyridiu
m chloride(CPC)溶液50mlを撹拌しながら添加
し、数時間静置し、APK−78とCPCの複合体の沈
殿物を形成させた。当該複合体の沈殿物を遠心分離によ
り集め、0.5モルの食塩水に溶解した。これに2倍容
のエタノールを添加し、繊維状の沈殿物を得た。当該沈
殿物をエタノール及びアセトンで各々5回洗浄した後、
上記のようにして減圧乾燥した。純度検定で98%以上
のAPK−78(360mg)のを得た(対デンプン収
率、22.6%)。このことから、R−4菌の培養液に
は約2.3mg/mlのAPK−78が生産されている
ことが分かる。
【0058】上記の純度検定は次のようにして行なっ
た。上記の如くして精製されたAPK−78を、0.5
NのNaOH水溶液で加水分解し、脱アセチル化した。
得られた脱アセチル化APK−78について、酢酸セル
ロース膜を支持体として電気泳動を行った。その結果、
当該APK−78は陽極側に移動し、単一のスポットを
与えた。よって当該APK−78は純粋なものと判断し
た。
【0059】実施例3:APK−78の特質 上記の精製APK−78について分析した。 1.アミノ糖 エルソン・モーガン法により定性分析を行った。アミノ
糖は検出されなかった。 2.ウロン酸 カルバゾル・硫酸法により検出を試みたが、検出されな
かった。
【0060】3.蛋白質 ニンヒドリン法により検出を試みたが、検出されなかっ
た。 4.元素分析 窒素N、痕跡リンP、痕跡硫黄、痕跡。
【0061】5.構成糖 上記の精製APK−78を2Mのトリフルオロ酢酸で1
00℃で9時間加水分解した。加水分解後、減圧乾固し
た。それを純水に溶解し、分析した。 定性分析: 当該加水分解物について、次の条件で薄層クロマトグラ
フィーを行った。その結果、グルコース及びガラクトー
スのみが検出された。条件:プレート=シリカゲル60
(0.5M NaHPO4)、展開相=イソプロピルア
ルコール:アセトン:0.1M乳酸(2:2:1 重量
比)。
【0062】定量分析: 上記加水分解物について、次の条件でHPLCによる分
析を行った。その結果、APK−78は、ガラクトース
1モルに対してグルコース8.2モルの割合で構成され
ていることが判明した。 条件:装置=島津(Shimadzu)LC−9A、検出器=島
津分光光度計RF−534、カラム=TSK−gel
Sugar AXG 15cm×4.6mmI.D.
(東ソ)。
【0063】6.構成有機酸 APK−78を、糖と同様に加水分解した。加水分解物
について、薄層クロマトグラフィーによる定性及び同定
分析を次の条件で行なった。その結果コハク酸とピルビ
ン酸が検出された。
【0064】定性分析: プレート=セルロースF254S又はシリカゲルF25
4、展開相=ブタノール:ギ酸:水(4:1.5:1
重量比)又はアミルアルコール:0.25Mアンモニア
(2:1 重量比)。
【0065】定量分析: 加水分解物について次の条件でHPLC分析を行った。 装置=島津LC−7A、検出器=島津紫外分光光度計S
PD−6A、カラム=Excelpak CHA-E11 30cm×
7.8mmI.D.(HP)、カラム温度=40℃、移
動相=0.01M硫酸、移動速度=0.5ml/mi
n、検出波長=210nm. その結果、コハク酸とピルビン酸が、構成糖であるガラ
クトース1モルに対して各々2.1±0.4モル及び
1.2モル含まれていることが分かった。
【0066】7.分子量 脱アセチル化したAPK−78について、トヨパールH
W75Fゲルカラムを使用するゲルクロマトグラフィー
でAPK−78の分子量を求めた(図2参照)。ブルー
デキストランよりも先にAPK−78のピークが出現す
るので、分子量は2×106以上であると判断された。
【0067】8.IRスペクトル 2,700〜3,700cm-1に水酸基の吸収、170
0cm-1及び1,160cm-1にカルボキシルエステル
結合の吸収、そして1,600cm-1及び1,400c
-1にイオン化カルボキシル基の吸収を示した。
【0068】9.溶媒に対する溶解性 水に可溶、アルカリに易溶、メタノール及びアセトンに
不溶であった。 10.粘度特性 ビスメトロン回転粘度計で、SS−2 ローターを使用
し、25℃及び回転数2〜60rpmの条件で測定し
た。対照物質として下記の比較例1で調製したAPR−
3を用いた。両物質はNa型(塩)にして測定した。濃
度は0.5%溶液とした。その結果を図3に示した。ど
ちらもシュードプラスチック流動特性を示した。APK
−78はAPR−3よりも約2.5倍高粘度であった。
【0069】11.1HNMR及び13CNMR分析 条件: c)1HNMR 装置=Varian社UNITY INOVA-600型、観測周波数=59
9.8MHz、溶媒=D2O、濃度=4.75mg/
0.65ml、基準=アセトン(δCH3=2.22p
pm)、温度=30℃、50℃、観測幅=6kHz、デ
ータ点=64K、パルス幅=45°、パルス繰返し時間
=7sec、積算回数=32。
【0070】d)13CNMR 装置=JEOL GSX400型、観測周波数=100.5MH
z、溶媒=D2O、濃度=108.6mg/2.5m
l、基準=ジオキサン(δ=67ppm)、Dioxane/
2O溶液を測定し、基準にした。温度=70℃(10
8.6mg/2.5ml溶液)、観測幅=20kHz、
データ点=32K、パルス幅=45°、パルス繰返し時
間=2sec、積算回数=54600。 e)DEPT(下記以外13CNMRと同条件)DEPT
角=135℃、パルス繰返し時間=2.5sec、積算
回数=8000。
【0071】上記のスペクトルは図1、4〜12に示し
た。スペクトルを解析して、次の結果を得た。 (a)グルコース及びガラクトースの1位はβ型であ
る。 (b)グルコースの結合様式はβ1−3、β1−3、β
1−4、β1−6の全てが存在する。 (c)ピルビン酸は図13のように構造で結合してい
る。 (d)芳香族化合物は含まれていない。 以上の特性を有する高分子物質は、現在まで発見されて
いないので、新規物質と認定した。又、芳香族化合物は
含まれていないので、分解しても環境ホルモンを生成す
る恐れが全くない。
【0072】比較例1 KYM−3、KYM−4、KYM−5、及びKYM−7
からなる複合微生物R−3(Biochi.Biotech.Bioche
m.、58巻、1589〜1594頁、1994年)を実施例1と同様に
培養して、培養液3リットルから純度98%以上のAP
R−3を5.13g得た。APK−78の収率と比較す
ると30%少なかった。
【0073】実施例4 上記のAPR−3を用いて、実施例3と同様にして糖及
び有機酸の組成(モル比)を調べた結果、次の如くであ
った。 ガラクトース=1.0、グルコース=5.6±0.1、
フコース=0.7、コハク酸=0.6±0.1、ピルビ
ン酸=2.5±0.1。 APK−78とは大幅に異なるモル比且つAPK−78
にはなかったフコースが存在していた。
【0074】実施例5 実施例1で得たAPK−78及び比較例1で得たAPR
−3の粉末について、各々の溶液(50mg/1ml)
を調製し、その内の20mlを使用して、各々について
上記の油水分離能測定法により油水分離能を測定し、下
記表6の通りの結果を得た。
【0075】
【表6】 表6から分かるように、本発明のAPK−78は、カル
ボキシル基を有するのでアニオン系高分子物質である
が、公知の油水分離剤と異なって、他の薬剤を併用する
ことなく単独で油水分離能を有する。又、APR−3の
ものより高活性を有する。
【0076】実施例6前記の混合菌R−5菌を用いて、
実施例1と同様に培養し、その培養の経時変化を調べ
た。その結果を図14に示した。図14から分かるよう
に培養3日間でカオリン凝集活性は最高値に達した。
尚、活性は培養液の上澄液について測定した。APK−
78生産能を有しないが、微生物産生凝集剤を生産する
ことが知られているロードコッカス・エリスロポレスK
R−256−2(FERM P−3923)を対照菌株
として採用し、R−5菌と同様の条件で培養した結果を
図15に示した(比較例1参照)。図14及び図15か
ら分かるように、R−5菌は格段に活性が高い培養液を
生産することが分かる。尚、生育度は660nmにおけ
る濁度測定によった。又、図15においてはロードコッ
カス・エリスロポレスKR−256−2がAPK−78
を生産しないので、APK−78の生産量に替えて粘度
測定値をもって凝集活性物質の生産量を表示した。
【0077】比較例2 ロードコッカス・エリスロポレスKR−256−2(F
ERM P−3923)を、実施例1と同様な条件で培
養して得た培養液の上澄液について、膜濃縮により25
倍の濃縮を行い、APK−78溶液(50mg/1ml
海水)の調製条件と同様なものにした。実施例4と同様
の条件で油水分離能を測定し、下記表7の結果を得た。
【0078】
【表7】
【0079】実施例7 KYM−1〜KYM−8を図16に示したような組み合
わせてなる複合微生物R−4〜R−9及びKYM−1〜
KYM−8の単独菌を用いて、実施例1と同条件で培養
した。そして、図17に示すような結果を得た。
【0080】実施例8 R−4菌を、サイアミン添加又は無添加のニュ−トエン
トアガー(nutrient agar)(Difco)の斜面培地に5代
植え継いで、APK−78の生産性を比較した。APK
−78の生産性は、実施例1と同様の条件で培養して、
培養液中のAPK−78を定量することにより行った。
その結果、添加した培地に植え継いだものは、APK−
78を1600mg/l生産していたが、無添加培地に
植え継いだものは、200mg/lしか生産されていな
かった。
【0081】
【発明の効果】本発明の油水分離剤は、糖と有機酸から
構成され、環境ホルモン等の生成する恐れの全くない天
然の微生物産生の高分子物質で、海水においても活性の
高い油水分離能を有する。そして、他の薬剤を併用する
ことなく、単独で高活性の油水分離剤として使用でき
る。被処理水のpHを酸性とかアルカリ性に無理に調整
することなく、そのまま使用できる。それ故に、環境汚
染の油水分離処理において、又、排水処理において、そ
れらの処理を効率よく達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 APK−78の1HNMRスペクトル
【図2】 APK−78のゲルクマトグラフィーパター
ン。
【図3】 APK−78及びAPR−3の粘度特性。
【図4】 APK−78の1HNMRスペクトル。但
し、5〜32ppmの範囲の拡大図。
【図5】 APK−78の13CNMRスペクトル。
【図6】 APK−78の13CNMRスペクトル。但
し、55〜90ppmの範囲の拡大図。
【図7】 APK−78の13CNMRスペクトル。但
し、10〜45ppmの範囲の拡大図。
【図8】 APK−78の13CNMRスペクトル。但
し、172〜186ppm及び96〜110ppmの範
囲の拡大図。
【図9】 APK−78のDEPTスペクトル。
【図10】 APK−78のDEPTスペクトル。但
し、55〜90ppmの範囲の拡大図。
【図11】 APK−78のDEPTスペクトル。但
し、10〜45ppmの範囲の拡大図。
【図12】 APK−78のDEPTスペクトル。但
し、96〜110ppmの範囲の拡大図。
【図13】 ピルビン酸の結合様式
【図14】 R−4菌の培養の経時変化。
【図15】 ロードコッカス・エリスロポレスKR−2
56−2(FERM P−3923)菌株の培養の経時
変化。
【図16】 本発明で用いるKYM−8〜KYM−7の
各単独菌、及びAPK−78生産能を有する複合微生物
であるR−4〜R−9菌のAPK−78生産性比較。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 微生物の受託番号 FERM P−11358 微生物の受託番号 FERM P−16806 (72)発明者 倉根 隆一郎 茨城県つくば市東1丁目1番3 工業技 術院生命工学工業技術研究所内 (72)発明者 金川 貴博 茨城県つくば市東1丁目1番3 工業技 術院生命工学工業技術研究所内 (72)発明者 鎌形 洋一 茨城県つくば市東1丁目1番3 工業技 術院生命工学工業技術研究所内 (72)発明者 花田 智 茨城県つくば市東1丁目1番3 工業技 術院生命工学工業技術研究所内 (72)発明者 蔵田 信也 東京都千代田区東神田1−9−8 環境 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 山田 一隆 東京都千代田区東神田1−9−8 環境 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 横幕 豊一 東京都千代田区東神田1−9−8 環境 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 小山 修 東京都千代田区東神田1−9−8 環境 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 古庄 健太 東京都千代田区東神田1−9−8 環境 エンジニアリング株式会社内 審査官 新見 浩一 (56)参考文献 日本農芸化学会誌,Vol.73,臨時 増刊号,1999年度大会講演要旨集,P. 276(Mar.1999) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/56 B01D 17/05 501 C12N 1/00 C12P 1/00 BIOSIS(DIALOG) WPI(DIALOG)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 以下の(1)〜(10)の特性を有し、
    且つ油水分離能を有する新規高分子物質(以下APK−
    78という。)を主成分とすることを特徴とする油水分
    離剤。 (1)アミノ糖(エルソン・モーガン法):検出されな
    い。 (2)ウロン酸(カルバゾール・硫酸法):検出されな
    い。 (3)蛋白質(ニンヒドリン法):検出されない。 (4)元素分析:窒素N、リンP及び硫黄Sは痕跡。 (5)構成する糖及び有機酸の組成(モル比):ガラク
    トース1、グルコース8.2、コハク酸2.1±0.
    4、ピルビン酸1.2。 (6)分子量:2×106以上。 (7)粘度(ビスメトロン回転粘度計、SS−2ロータ
    ー、25℃、回転数30rpm、溶媒は純水、Na型A
    PK−78の0.5重量%濃度溶液):250cp。 (8)溶媒溶解性:水に可溶、アルカリに易溶、メタノ
    ール、エタノール及びアセトンに不溶。 (9)IRスペクトル吸収帯(cm-1):2,700〜
    3,700、1,730、1,600、1,400、
    1,160。 (10)図1に記載の1HNMRのスペクトルを有す
    る。
  2. 【請求項2】 APK−78が、APK−78生産能を
    有する微生物を固体培地又は液体培地に培養して得られ
    る培養物に含まれる高分子物質である請求項1に記載の
    油水分離剤。
  3. 【請求項3】 APK−78が、APK−78生産能を
    有する微生物をサイアミン又はその誘導体を含有する培
    地に培養して得られる培養物である請求項2に記載の油
    水分離剤。
  4. 【請求項4】 APK−78生産能を有する微生物が、
    少なくともセルロモナス及びアグロバクテリウム属に属
    する細菌2種を含む複合微生物からなる請求項2又は3
    に記載の油水分離剤。
  5. 【請求項5】 セルロモナス属に属する細菌が、セルロ
    モナス・セルランス、アグロバクテリウム属に属する細
    菌がアグロバクテリウム・テュメファシエンス及びそれ
    らに極めて近い種に属する細菌である請求項4に記載の
    油水分離剤。
  6. 【請求項6】 セルロモナス・セルランスに属する細菌
    菌株がKYM−7株(FERM P−11358)、ア
    グロバクテリウム・テュメファシエンスに属する細菌菌
    株がKYM−8株(FERM P−16806)である
    請求項5に記載の油水分離剤。
  7. 【請求項7】 APK−78が、APK−78生産能を
    有する微生物をサイアミン又はその誘導体を含有する培
    地に生育させ植え継ぎ保存したものを培養して得られた
    培養物である請求項2、3、4、5又は6に記載の油水
    分離剤。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7の何れか1項に記載の油水
    分離剤を油懸濁水と接触させることを特徴とする油水分
    離方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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日本農芸化学会誌,Vol.73,臨時増刊号,1999年度大会講演要旨集,P.276(Mar.1999)

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