JP3088034B2 - 廃油処理方法および廃油処理剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微生物や酵素による廃
油処理方法およびそれを利用する廃油処理剤に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】油脂類は、食品産業をはじめ水産，香粧
品，農薬，医薬品等の幅広い分野において、あるいは一
般の家庭で日常的に、素材そのものとして、または製品
加工の重要成分として利用されている。この際、油脂を
生産したり加工処理した後に、例えば排水中に含有され
たり、あるいはそのままの形で廃油が生じる。かかる廃
油の処理方法としては、１２−ヒドロキシステアリン
酸，ポリアクリル酸系エステル，アミノ酸系エステルな
どの油性ゲル化剤を用いてゲル状固形化する方法、アル
カリ分解して脂肪酸石ケンや分解後蒸留して脂肪酸を回
収する方法、アスペルギルス オリゼ（Aspergillus or
yzae）やキャンディダ ユティリス（Candida utilis）
等の微生物に資化させ、菌体蛋白質（Single Cell Prot
ein ）を得る方法（高正三ら、油化学、３３巻（No. １
０）、６７２〜６７５頁、１９８４年）、またかかる微
生物処理によりクエン酸，リパーゼ，ジベレリンなど工
業的に有用な物質を産生させる方法（田淵武士ら、日本
農芸化学会誌、４３巻、１５４頁、１９６９年）などが
研究開発ないしは商業レベルで実用化されている。さら
に、活性汚泥用微生物等に資化させたり、炭酸ガスと水
に完全分解させるものや、パルプや植物繊維をシート状
に成型加工して吸油させるもの等の商品も開発されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
で微生物や酵素的手法で、液状ないし半固形状の廃油を
固化する方法は知られていない。かかる現状に鑑み、本
発明者らは微生物および／または酵素を用いて、液状な
いし半固形状の廃油を固化させること、さらにはそれら
を利用した廃油の固化処理剤を開発することを目的に鋭
意研究した結果、本発明を完成するに至ったものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、廃油
中の不飽和脂肪酸および／またはそのグリセリドを、飽
和および／または酸化型飽和脂肪酸に変換する作用のあ
る微生物および／または酵素を用いることを特徴とする
廃油処理方法であり、該方法で廃油を処理する際に、予
めまたは同時に、グリセリドを分解する作用のある微生
物および／または酵素で廃油を処理することを特徴とす
る廃油処理方法に関する。また、かかる微生物および／
または酵素、すなわち廃油中の不飽和脂肪酸および／
またはそのグリセリドを、飽和および／または酸化型飽
和脂肪酸に変換する作用のある微生物および／または酵
素と、グリセリドを加水分解する作用のある微生物お
よび／または酵素のうち、前記のみ、またはおよび
の微生物および／または酵素からなることを特徴とす
る廃油処理剤に関するものであり、さらには前記の微
生物および／または酵素により得られる酸化型飽和脂肪
酸を有効成分とする廃油処理剤に関するものである。

【０００５】本発明でいう廃油とは、大豆油，なたね
油，コーン油，サフラワー油，ひまわり油，綿実油，ア
マニ油，ヒマシ油，オリーブ油，コメ油，カポック油，
ヤシ油，パーム油，パーム核油，ラード，チキン・オイ
ル，牛脂，魚油などの生産・加工の際に、例えば排水中
に含有されたり、あるいは天ぷら，フライなどの調理の
後に生ずるものをいう。かかる廃油の組成は、通常、各
種脂肪酸トリグリセリドのほかジグリセリド，モノグリ
セリド，グリセリン，遊離脂肪酸，過酸化脂質，重合
物，水分さらには炭水化物，蛋白質，ペプチド，アミノ
酸およびそれらの化合物などを含み、加工処理の種類に
よって極めて複雑なものになっている。

【０００６】本発明では、まずかかる廃油成分のうち不
飽和脂肪酸および／またはそのグリセリドを、飽和およ
び／まはた酸化型飽和脂肪酸に変換する作用のある微生
物および／または酵素を用いることを特徴とする。この
ような作用を有する微生物および／または酵素として
は、オレイン酸，リノール酸，リノレン酸，リシノール
酸，パルミトオレイン酸などシス型△９タイプの不飽和
脂肪酸および／またはそのグリセリドを、相当する１０
−ヒドロキシ脂肪酸および／または１０−ケト脂肪酸に
変換できるシュードモナス エスピー（Pseudomonas s
p. ）、例えばＮＲＲＬ Ｂ−３２６６，ＮＲＲＬ Ｂ
−２９９４（Ｌｉｐｉｄｓ、４巻、３５６〜３６２頁、
１９６９年；同誌、６巻、７４５〜７５０頁、１９７１
年など）、ノカルディア属微生物であるノカルディア
コレステロリカム（Nocardia cholesterolicum）、例え
ばＮＲＲＬ ５７６７，ＮＲＲＬ ５７６８、ノカルデ
ィアエスピー（Nocardia sp.）、例えばＮＲＲＬ ５６
３５，ＮＲＲＬ ５６３６、ノカルディア アウランテ
ィア（Nocardia aurantia ）、例えばＮＲＲＬ Ｂ３２
８７（Proceedings "World Conference on Biotechnolo
gy for the Fats andOils Industry 、２９８〜３００
頁、１９８８年）、またはロードコッカス ロードクラ
ウス（Rhodococcus rhodochrous ）、例えばＡＴＣＣ
１２６７４（ＵＳ Patent ４，５８２，８０４、１９８
６年）など、また反芻動物の胃中に生息する不飽和の脂
肪酸を、水素化すなわち飽和化する微生物（Biological
chemistry、２巻、２２９〜２４５頁、１９７８年な
ど）があり、さらに上記のような作用をもつ酵素として
は、オレイン酸やパルミトオレイン酸を各１０−ヒドロ
キシ脂肪酸に変換する作用のあるシュードモナス エス
ピー（Pseudomonas sp. ）、例えばＮＲＲＬ Ｂ−２９
９４の培養液から調製できる酵素系（The Journal ofBi
ological Chemistry、２４５巻、３７９０〜３７９７
頁、１９７０年）などが例示できるが、本発明に係わる
微生物はこれらに限定されるものではない。

【０００７】かかる微生物および／または酵素を用いて
廃油を処理する方法は、概ね次のようにする。すなわ
ち、使用する微生物や酵素の種類によって処理条件に差
はあるが、当該微生物が増殖する培地、例えばノカルデ
ィア エスピー（Nocardia sp.）ＮＲＲＬ ５６３５の
場合であれば、酵母エキス４ｇ／リットル培地（以下同
じ），麦芽エキス１０ｇ／リットル，グルコース４ｇ／
リットルを含む培地（１リットル）に菌体を接種し、２
０〜３０℃で１００〜５００rpm にて１０〜５０時間振
とうもしくは攪拌培養して、さらにオレイン酸０．１〜
１０ml／リットル培地を添加して、０．５〜５日間培養
後、遠心分離した菌体（湿菌体として１〜５０ｇ／リッ
トル）の一部を、廃油０．５〜５０重量％を含む前記培
地あるいは緩衝液あるいは水に添加して、２０〜３０℃
で１〜１０日間同様に培養すればよい。かかる処理によ
って、廃油中の不飽和脂肪酸は、酸化型飽和脂肪酸すな
わち１０−ヒドロキシ脂肪酸および／または１０−ケト
脂肪酸に変換され、この生成物のゲル化作用および固化
作用によって廃油は常温で半固形ないし固形状になる。

【０００８】次に本発明では、前述のような処理方法に
加えて、グリセリドを分解する作用のある微生物および
／または酵素を用いて、事前にまたは同時に廃油を処理
することを特徴とする。すなわち、前述の不飽和脂肪酸
および／またはそのグリセリドを、飽和および／または
酸化型飽和脂肪酸に変換する作用のある微生物および／
まはた酵素を用いた廃油を処理するに際し、その処理の
事前に、または同時にグリセリドを分解する作用のある
微生物および／または酵素を用いて廃油を処理するもの
である。かかるグリセリドを分解する作用のある微生物
および／または酵素としては、リパーゼ産生能のある微
生物および／またはリパーゼであり、これらの例として
は、ジオトリカム キャンディダム（Geotrichum candi
dum ），例えばＡＴＣＣ ３４６１４またはその培養物
から得られるリパーゼ（天野製薬（株）製「リパーゼＧ
Ｃ」など）、リゾプス アルリザス（Rhizopus arrhizu
s），例えばＡＴＣＣ １２３０、リゾプス デレマー
（Rhizopus delemar），例えばＡＴＣＣ ３４６１２ま
たはそのリパーゼ（田辺製薬（株）製「タリパーゼ」，
天野製薬（株）製「リパーゼＤ」，生化学工業（株）製
「リパーゼ」など）、キャンディダ シリンドラセ（Ca
ndida cylindracea），例えばＡＴＣＣ １４８３０ま
たはそのリパーゼ（名糖産業（株）製「リパーゼＯ
Ｆ」，同「リパーゼＭＹ」など）、アスペルギルス ニ
ガー（Aspergillus niger ），例えばＮＲＲＬ ２２７
０またはそのリパーゼ（天野製薬（株）製「リパーゼＡ
Ｐ」など）、ペニシリウム シクロピウム（Penicilliu
m cyclopium ），例えばＡＴＣＣ３４６１３またはその
リパーゼ（天野製薬（株）製「リパーゼＧＴ」など）の
ほか、ムコール属のムコール マイヘイ（Mucor miehe
i），ムコール ジャバニカス（Mucor javanicus ），
ムコール プシルス（Mucor pusillus）などの微生物ま
たはそれから得られるリパーゼ（例えばＮｏｖｏ社製
「ＬＩＰＯＺＹＭＥ」、天野製薬（株）製「リパーゼＭ
−ＡＰ」など）や動物膵臓，米ヌカ，麦芽，ヒマシ種子
等から得られるリパーゼが挙げられるが、本発明はこれ
ら例示した微生物およびリパーゼに限定されるものでは
なく、その起源を問わずリパーゼ，エステラーゼを産生
する微生物、およびグリセリドを加水分解する作用を有
する酵素ならば本発明に適用できる。

【０００９】かかるグリセリドを分解する作用のある微
生物および／または酵素で廃油を処理するには、前述の
不飽和脂肪酸および／またはそのグリセリドを、飽和お
よび／または酸化型飽和脂肪酸に変換する作用のある微
生物および／または酵素を用いて廃油を処理する以前
に、または同時に実施する。すなわち、廃油を含む培地
に前記のリパーゼあるいはエステラーゼを産生する微生
物を接種して、適当な条件下で培養せしめ、もしくは廃
油を含む緩衝液にグリセリド分解酵素を添加して、ある
いはこの両者を用いて、いずれも２０〜７０℃で１００
〜５００rpm にて１〜５０時間振とうもしくは攪拌し、
廃油中のグリセリドを遊離脂肪酸ないし、その塩の状態
に加水分解する。この際の加水分解率は高いほど後述の
処理が容易となるが、原料とする廃油に対して必ずしも
完全であることを要さない。かくして得られる廃油分解
物は、必要に応じて加熱，ｐＨ調整などの適切な方法で
微生物および／または酵素を失活せしめ、次いで前述の
ごとく、不飽和脂肪酸および／またはそのグリセリド
を、飽和および／または酸化型飽和脂肪酸に変換する作
用のある微生物および／または酵素を用いる処理をすれ
ば、この処理物は常温にて半固形ないし固形状となり、
廃油の取扱が容易になる。なお、本法はグリセリドを分
解する作用のある微生物および／または酵素を用いる処
理と、不飽和脂肪酸および／またはそのグリセリドを、
飽和および／または酸化型飽和脂肪酸に変換する作用の
ある微生物および／または酵素を用いる処理とを同時に
実施しても構わない。

【００１０】さらに、本発明では、前述の処理方法に用
いる微生物および／または酵素を組み合わせて、あるい
はそれから得られる酸化型飽和脂肪酸を有効成分として
廃油処理剤とすることも含まれる。ここでいう廃油処理
剤とは２種類あり、その一つは不飽和脂肪酸および／ま
たはそのグリセリドを、飽和および／または酸化型飽和
脂肪酸に変換する作用のある微生物および／または酵素
を前述の方法のごとく生産し、これを遠心分離，減圧蒸
留，無溶剤または溶剤分別，高分子膜濾過，吸着剤分
離，充填剤カラム分画，凍結乾燥などの常法により、濃
縮液ないし乾燥固体（微粉，粒状，ペレット状など）と
して単独で、またはこれと、グリセリドを分解する作用
のある微生物および／または酵素を前述のごとく生産
し、同様に濃縮液ないし乾燥固体（微粉，粒状，ペレッ
ト状など）となったものとから成る廃油処理剤（以下、
微生物・酵素製剤という）であり、他の一つは不飽和脂
肪酸および／またはそのグリセリドを、飽和および／ま
たは酸化型飽和脂肪酸に変換する作用のある微生物およ
び／または酵素を用いて、不飽和脂肪酸を含む脂質類
（遊離脂肪酸，その塩，エステル，グリセリド等）を処
理して得られる生成物について、そのままで、もしくは
これから酸化型飽和脂肪酸を濃縮，分離，精製し、これ
を有効成分として成る廃油処理剤（以下、酸化型飽和脂
肪酸製剤という）である。

【００１１】該微生物・酵素製剤は、廃油０．５〜５０
重量％を含む培地あるいは緩衝液あるいは水に添加し、
常温もしくは加温し、必要に応じて通気，攪拌や振とう
をしながら０．５〜１０日間処理すればよい。一方、酸
化型飽和脂肪酸製剤の場合は、本剤の有効成分がヒドロ
キシおよび／またはケト脂肪酸であるため、廃油に直接
添加し攪拌し、必要に応じて加温して溶解させ、冷却す
れば固化する。

【００１２】

【実施例】

実施例１ ノカルディア エスピー（Nocardia sp.）ＮＲＲＬ ５
６３５を、酵母エキス４ｇ／リットル培地（以下、同
じ），麦芽エキス１０ｇ／リットル，グルコース４ｇ／
リットルを含む培地（５リットル）で、２５℃，２５０
rpm 振とう、３６時間の条件下に種培養し、この培養液
にオレイン酸５ml／リットルを添加して、同条件で２日
間培養後、遠心分離して湿菌体２５ｇを得た。この湿菌
体をトリ肉の唐揚げに使用した大豆調合油の廃油（酸価
＝５．０，過酸化物価＝３５）１５重量％を含む０．１
モルリン酸緩衝液（pH６．５）３リットルに加え、同様
の条件で３日間振とうしたところ、培養液面に黄白色の
塊状物（４９０ｇ）が生じ、液状油が消失していた。本
法により、液状の廃油を固形化できることがわかった。

【００１３】実施例２ シュードモナス エスピー（Pseudomonas sp. ）ＮＲＲ
ＬＢ−２９９４を「The Journal of Biological Chemis
try 」（２４５巻，３７９０〜３７９７頁，１９７０
年）記載の方法に準じて培養し、培養菌体から酵素調製
物を得た。すなわち、リン酸水素一カリウム０．５ｇ／
リットル，塩化アンモニウム０．２ｇ／リットル，グル
コース０．３ｇ／リットル，オレイン酸カリウム０．１
５ｇ／リットルおよび無機塩類として硫酸マグネシウム
１２mg／リットル，モリブデン酸ナトリウム０．３mg／
リットル，塩化ナトリウム０．０８mg／リットル，塩化
マンガン５．３mg／リットル，塩化カルシウム０．２７
mg／リットル，硫酸第一鉄０．７５mg／リットルを含む
培地（pH８．０）１０リットルに該菌体を植菌して、２
５℃，１５０rpm で４８時間振とう培養し、遠心分離で
集菌した。この湿菌体５０ｇをメルカプトエタノール２
ミリモルを含む２０ミリモル トリス塩酸緩衝液（pH
８．０）１００mlに分散させ、４℃で菌体破砕し、遠心
分離（２０，０００×ｇ，２０分および１００，０００
×ｇ，９０分）して、酵素調製液を作成した。これに実
施例１で使用した廃油３重量％を添加し、２５℃，２５
０rpm で５日間振とうし、液面上部に黄白色の塊状物を
認め、液状廃油が固化できることがわかった。本黄色塊
状物の脂肪酸組成を常法によりＧＬＣ分析したところ、
主成分として１０−ヒドロキシステアリン酸および１０
−ケトステアリン酸が検出された。

【００１４】実施例３ フライなどの惣菜類に使用した廃油（酸価＝７．０，過
酸化物価＝６５）を３０重量％含む水溶液（pH６．５）
１リットルに、リパーゼ（アスペルギルスニガー（Aspe
rgillus niger ）由来：天野製薬（株）製「リパーゼ
Ａ」）１重量％を添加し、３５〜４０℃で１時間攪拌し
て該廃油を加水分解した。このものの酸価は１４３であ
った。この加水分解した廃油に、実施例１の方法で調製
したノカルディア エスピー（Nocardia sp.）ＮＲＲＬ
５６３５の湿菌体５０ｇを添加し、２５℃，１５０rpm
の条件で５日間通気（０．３VVM ）しながら攪拌したと
ころ、液面上部は黄色の固化物で覆われ、液状油が消失
していた。

【００１５】実施例４ ノカルディア コレステロリカム（Nocardia cholester
olicum）ＮＲＲＬ５７６７を実施例１記載の方法で培養
し、遠心分離して得た菌体を、常法により凍結乾燥して
乾燥菌体１０ｇを得た。この乾燥菌体とリパーゼ（天野
製薬（株）製，「リパーゼＯＦ」とを混合し（乾燥菌体
／リパーゼ＝２／１重量比）、常法により打錠成型して
ペレット状（１cmφ）にした。簡易型攪拌機つき容器
（２リットル）に０．１モルリン酸緩衝液（pH６．５）
５００mlおよび混合廃油５００mlを入れ、本ペレットを
投入して、室温にて攪拌（５０rpm ）した。０．５日後
から液状廃油の固化が始まり、１０日後には完全に固化
した。

【００１６】実施例５ 実施例１で調製したノカルディア エスピー（Nocardia
sp.）ＮＲＲＬ５６３５の菌体を用い、廃油のかわりに
オレイン酸（東京化成（株）製，試薬）を使い同様に処
理して固形の塊状物（４５０ｇ）を得た。この固形物を
ｎ−ヘキサン５倍重量に加温溶解し、さらに５℃に冷却
して、脂質の抽出および分別処理を行い、白色の結晶５
０ｇを得た。このものは融点７５℃で、ＧＬＣによる脂
肪酸組成分析では１０−ヒドロキシステアリン酸：６５
％，１０−ケトステアリン酸：３０％，オレイン酸：５
％であった。実施例１記載の廃油に対して本結晶を５重
量％加え、かきまぜながら加温溶解し、室温まで放置冷
却したところ、完全にゲル状に固化した。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、各種産業分野で排出さ
れる液状ないし半固形状の廃油を、微生物および／また
は酵素を利用する技術で簡易に固形化でき、また該微生
物により産生される物質そのものも廃油を固化でき、そ
の取扱いを容易にする。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ //(Ｃ１２Ｐ 7/64 Ｃ１２Ｒ 1:38） (Ｃ１２Ｐ 7/64 Ｃ１２Ｒ 1:365） (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09K 3/32 C09K 3/00 103 C11B 15/00 C12P 7/64 C12S 3/18 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不飽和脂肪酸および／またはそのグリセ
   リドを、１０−ヒドロキシステアリン酸および／または
   １０−ケトステアリン酸に変換する作用のある微生物お
   よび／または酵素を用いることを特徴とする廃油処理方
   法。
2. 【請求項２】 グリセリドを分解する作用のある微生物
   および／または酵素で、事前にまたは同時に廃油を処理
   することを特徴とする請求項１記載の廃油処理方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の微生物および／または酵
   素からなる廃油処理剤。
4. 【請求項４】 請求項１記載の微生物および／または酵
   素と、請求項２記載の微生物および／または酵素とから
   なる廃油処理剤。
5. 【請求項５】 請求項１記載の微生物および／または酵
   素によって得られる１０−ヒドロキシステアリン酸およ
   び／または１０−ケトステアリン酸を有効成分として含
   有する廃油処理剤。