JP4175795B2

JP4175795B2 - 高機能油脂分解菌およびそれを用いたバイオレメディエーション方法

Info

Publication number: JP4175795B2
Application number: JP2001314829A
Authority: JP
Inventors: 英登志奥山; エム．ブリオネスカスリン
Original assignee: 高谷範子
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2021-10-12
Also published as: JP2003116526A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、高い油脂分解能力を有する高機能油脂分解菌とそれを用いた油脂含有廃液および油脂汚染土壌の浄化方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は従来公知の各種微生物よりも高い油脂分解活性を有し、油脂分解物である遊離脂肪酸をも資化できる高機能油脂分解菌と、それを用いた廃液および土壌の浄化処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術とその課題】
大規模病院、宿泊施設、あるいはレストラン等の業務用厨房廃液や食品加工場の排水には大量の植物性および動物性の油脂が含まれる。これらの油脂含有廃液は、そのまま放出されれば配水管の目詰まりを起こすだけでなく、水質汚染や土壌汚染等の大きな問題につながる。したがって、通常は、各事業所がグリーストラップと呼ばれる油脂阻集装置を設置し、その中に滞留した廃油脂を手作業により除去しているのが実情である。しかし、一般にこれら事業所から放出される排水量は非常に多く、グリーストラップは短時間でいっぱいになってしまうため、頻繁な清掃除去作業が必要となる。また、排水中に混入する有機物の腐敗により悪臭を発生するため、人力による処理には限界があったのが実情である。そのため、グリーストラップが閉塞し、油脂の阻集が不可能となり、油脂含有廃液が系外に流出してしまうという問題があった。
【０００３】
そこで、光や熱により油脂を分解する方法や、活性炭や薬剤を用いた物理化学的吸着等の方法を用いた浄化装置をグリーストラップの下流に設置し、阻集できなかった油脂を除去する方法が提案され、一部実用化されている。しかし、これらの方法は、光や熱、あるいは大量の試薬を用いる上、大規模な機械設備等を必要とするため、コストが高い、河川や海洋に流出してしまった油の処理には適用しにくい、広範に渡る汚染には対応できないなどの問題があった。
【０００４】
さらに、近年では、油脂分解能を有する微生物を前記グリーストラップ中に投与し、阻集された油脂を分解する方法が提案され、一部で実用化されている。このように微生物を用いて油脂を分解、資化する方法は、常温・常圧で行うためにエネルギーをほとんど必要としない。したがって、コストが低く押さえられるという利点がある。また、このように油脂分解能を有する微生物を用いれば、グリーストラップ中に滞留した油脂のみならず、原油事故等による海洋汚染の現場での直接処理や、広範囲に渡る汚染の浄化にも適用できる。
【０００５】
このような環境適応性の高い油脂含有廃液の浄化処理方法に用いられる微生物としては、各種のものが知られている。たとえば、油脂分解性のバチルス菌や酵母（Yarrowia lipolytica）、あるいはシュードモナス属菌（Pseudomonas aeruginosa）等が、知られている。
【０００６】
しかし、これら公知の油脂分解性微生物は、いずれも油脂分解能力が高くなく、前記のグリーストラップでは、油脂分解菌を投与しても手作業による廃油回収、清掃を頻繁に行っていたのが実情である。
【０００７】
したがって、この出願の発明は、以上のとおりの問題点を解決し、廃油処理に適した高い油脂分解能を示す新規な微生物とそれを用いた油脂含有廃液あるいは油脂汚染土壌の浄化処理方法を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、以上のとおりの課題を解決するものとして、まず、第１には、高い油脂分解能力を有し、１５℃〜５５℃の範囲で生育でき、動物性油脂、植物性油脂、および遊離脂肪酸に対する分解能力を有する高機能油脂分解菌であるシュードモナスエスピー（Pseudomonas sp.）toyotomi-1株（FERM P-18418）を提供する。
【００１０】
さらに、この出願の発明は、第２には、油脂を含有する廃液を浄化する方法であって、少なくとも、廃液に前記の高機能油脂分解菌を接触させる工程を有することを特徴とする油脂含有廃液処理方法を提供する。
【００１１】
そして、この出願の発明は、第３には、油脂によって汚染された土壌を浄化する方法であって、少なくとも、汚染土壌に前記の微生物を接触させる工程を有することを特徴とする油脂汚染土壌処理方法をも提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この出願の発明者らは、鋭意研究により、北海道豊富温泉の温泉水中から単離した微生物１２株の中に、高い油脂分解能を示し、かつ従来公知の微生物よりも高い温度での生育が可能で、遊離脂肪酸分解能をも有する微生物が存在することを見出し、本願発明に至ったものである。
【００１３】
具体的には、本願発明の高機能油脂分解菌は、シュードモナス属に属する菌体であって、１５℃〜５５℃の範囲で生育でき、動物性油脂、植物性油脂、および遊離脂肪酸を分解資化できるものである。
【００１４】
本発明者らは、この菌体についてさらに研究を進め、16SrDNAの塩基配列による系統解析からこの菌体がPseudomonas aeruginosa PA01と99%の相同性を示すことを明らかにした。また、この出願の発明者らは、前記菌体が、Pseudomonas aeruginosaの形態学的および生化学的性質において多くの点で相違することを明らかにしている。
【００１５】
例えば、この出願の発明の微生物は、従来報告されているPseudomonasu aeruginosaには見られない次のような特徴を有するものである。
【００１６】
（ａ）目立った色素を生産しない
（ｂ）一般培地で、５０℃以上の高い温度範囲でも増殖する
（ｃ）アルギニンを加水分解しない
また、他にも、後述の実施例において示されるとおりの特異な性質が確認された。
【００１７】
そこで、本願の発明者らは、以上のとおりの特性を有するシュードモナス属に属する菌体を新規微生物として特許寄託している（受託番号：FERM P-18418）。
【００１８】
したがって、この出願の発明の高機能油脂分解菌を、油脂を含有する廃液や油脂の流出した河川、湖沼、海洋あるいは土壌と接触させれば、迅速かつ高効率で、油脂成分が分解され、浄化処理が行える。このとき、この出願の発明の高機能油脂分解菌によって分解資化される油脂の種類は限定されず、動物性油脂、植物性油脂、あるいはそれらの分解物である遊離脂肪酸もが分解資化される。
【００１９】
この出願の発明の廃液および汚染土壌の浄化方法では、高機能油脂分解菌と廃液または土壌の接触方法はとくに限定されず、浄化対象の水域や地域に前記高機能油脂分解菌を散布する方法や、排水や汚泥を、高機能油脂分解菌を含有する浄化槽に導入する方法等のさまざまな方法が適用できる。もちろん、これらの浄化方法では、廃液または土壌を高機能油脂分解菌と接触させる工程以外に、洗浄、沈降、ろ過、攪拌、培養等の様々な工程を有していてもよい。
【００２０】
そして、この出願の発明の高機能油脂分解菌は、従来公知の微生物よりも高い油脂分解能を有し、５０℃以上の高温でも生息できることから、これを用いた油脂含有廃液や油脂汚染土壌の浄化処理方法は従来の方法に比べ有効性が高いものとなる。
【００２１】
以下、実施例を示してこの出願の発明についてさらに詳細に説明する。もちろん、この出願の発明は、以下の実施例に限定されるものではないことはいうまでもない。
【００２２】
【実施例】
＜実施例１＞
（１）toyotomi-1株の単離
北海道豊富温泉の温泉水を、0.4% ＮＨ₄ＮＯ₃、0.47% ＮＨ₂ＰＯ₄、0.03% Ｎａ₂ＨＰＯ₄、0.0015% ＦｅＳＯ₄、0.001% ＣａＣｌ₂、0.1% ＭｇＳＯ₄、0.001% ＭｎＳＯ₄、0.01% 酵母抽出物、1.0% サラダオイルからなる培地（以下、「サラダオイル培地」と呼ぶ）に加え、２５℃で振とうした。
【００２３】
培養液が白濁し、菌の生育が認められた。
【００２４】
その一部を同組成の新たな培地に接種し、同じ条件で培養し、この処理を３回繰り返した。得られた培養液の一部を白金耳でとり、上記のサラダオイル培地に1.5%の寒天を加えた培地（以下「サラダオイル寒天培地」と呼ぶ）に塗抹し、接種した。これを２５℃で培養して、ハロの形成の顕著なものを単離した。菌株の単離を確実なものにするために、新しいサラダオイル寒天培地への接種を３回繰り返してtoyotomi-1株（Ferm P-18418）を得た。
（２）toyotomi-1株の性質
16SrRNAの塩基配列を既知の細菌のものとインターネット上のデータベースにより比較したところ、Pseudomonas aeruginosa PA01と９９％の相同性を示した。
【００２５】
これより、toyotomi-1株は、Pseudomonas aeruginosaそのもの、またはその類縁菌であることが示唆された。
【００２６】
さらに、toyotomi-1株の形態学的性質と生化学的性質をPseudomonas aeruginosaと比較し、表１〜３に示した。
【００２７】
表１〜３より、両者は、非常によく似ているものの、toyotomi-1株は目立った色素を生産しない点、５０℃にて生育し、５５℃でも僅かに生育する点、アルギニンを加水分解しない点等でPseudomonas aeruginosaとは異なるものであることが示された。
【００２８】
また、toyotomi-1株とPseudomonas aeruginosa（JCM5962（タイプストレイン））のＤＮＡ−ＤＮＡ交雑実験を行ったところ、その類似性は、約４３％であった。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【表２】

【００３１】
【表３】

【００３２】
以上より、toyotomi-1は、Pseudomonas属に属する新規微生物であることが示された。
＜実施例２＞
5mlのサラダオイル培地に１白金耳のtoyotomi-1株を接種し、２５℃で２日間、185rpmで振とう培養した後、培養液全体の脂質を定法により抽出した。
【００３３】
この脂質の一部を定量的にシリカゲルプレートを用いた薄層クロマトグラフィに供した。展開溶媒はヘキサン／ジエチルエーテル／酢酸（80/30/1 v/v/v）を用いた。
【００３４】
図１に結果を示した。
【００３５】
図１より、toyotomi-1株を用いた場合には、サラダオイル中の主成分であるトリアシルグリセロールも、その分解物である遊離脂肪酸もほとんど検出されなかったことから、本菌株がサラダオイルを分解するだけでなく、遊離脂肪酸をも資化する能力があることが確認された。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明により、新規な油脂分解性微生物と、それを用いた油脂含有廃液の浄化方法が提供される。この微生物は、従来公知の微生物に比べて高い油脂分解能を有し、油脂のみならず遊離脂肪酸をも分解できる点で有利である。したがって、業務用厨房や食品加工場から排出される油脂含有廃液やこれら事業所周辺の油脂汚染土壌の浄化処理に適用できる微生物として有用性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明の実施例において、本願発明の微生物をサラダオイル存在下、２５℃で２日間培養した後の抽出脂質の薄層クロマトグラムを示した図である。（１：toyotomi-1、２：Y. lipolytica、３：Bacillus sp.、４：サラダオイル；TG：トリアシルグリセロール、FFA：遊離脂肪酸、DG：ジアシルグリセロール、MG：モノアシルグリセロール）

Claims

高い油脂分解能力を有し、１５℃〜５５℃の範囲で生育でき、動物性油脂、植物性油脂、および遊離脂肪酸に対する分解能力を有する高機能油脂分解菌であるシュードモナスエスピー（Pseudomonas sp.）toyotomi-1株（FERM P-18418）。
油脂を含有する廃液を浄化する方法であって、少なくとも、廃液に請求項１の高機能油脂分解菌を接触させる工程を有することを特徴とする油脂含有廃液処理方法。
油脂によって汚染された土壌を浄化する方法であって、少なくとも、汚染土壌に請求項１の微生物を接触させる工程を有することを特徴とする油脂汚染土壌処理方法。