JP4568865B2

JP4568865B2 - 油脂含有物質の処理方法

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Publication number: JP4568865B2
Application number: JP2010065260A
Authority: JP
Inventors: 大助杉森; 敏之櫻岡
Original assignee: Fukushima University NUC
Current assignee: Fukushima University NUC
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2026-12-12
Also published as: JP2010178749A

Description

本発明は、微生物を用いた油脂含有物質の処理方法に関する。

油脂分を含む廃水は、工業的には、加圧浮上装置，自然浮上装置（オイルピット）あるいは油分分離槽（グリーストラップ）などの処理設備で処理されている。

これらの処理設備では、油脂の蓄積により機能の低下や、排水管の閉塞、腐敗による悪臭の発生、蓄積油脂の除去、あるいは油脂分の流出などが問題となっていた。

そこで、油脂分解性を有する微生物を用いることにより油脂の蓄積を抑制することが検討されており、既に数種類の微生物が報告されている。例えば、特許文献１には、Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒｓｐ．ｓｔｒａｉｎＳＯＤ−１が記載されており、また、特許文献２には、バークホルデリアセパシアＴＰＩ２１が記載されている。

特開２００３−２４０５１号公報特開２００４−２４２５５３号公報

しかしながら、これらの微生物では、窒素あるいはリンを多く含む環境下でなければ高い油脂分解率を得ることができず、また、グリーストラップの平均水温である２０℃から２５℃という低温においては油脂分解率が低下してしまうなどの問題があり、更なる改善が求められていた。

本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、油脂分解効果の高い微生物を用いた油脂含有物質の処理方法を提供することを目的とする。

本発明の油脂含有物質の処理方法は、受託番号ＦＥＲＭＰ−２１１２２で表されるクリプトコッカスローレンティ（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓｌａｕｒｅｎｔｉｉ）により、油脂を分解させるものである。

本発明の油脂含有物質の処理方法によれば、受託番号ＦＥＲＭＰ−２１１２２で表されるクリプトコッカスローレンティ（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓｌａｕｒｅｎｔｉｉ）を用いるようにしたので、窒素およびリンの含有量が低くても、各種油脂について高い油脂分解率を得ることができると共に、３０℃以下の低い温度でも、高い油脂分解効果を得ることができる。よって、窒素あるいはリンなどを多量に添加しなくても、また、加熱しなくても各種油脂について高い油脂分解率を得ることができる。従って、処理に必要な費用を低減することができると共に、処理時の管理も簡素化することができる。

油脂分解時の温度と油脂分解率との関係を表す特性図である。油脂分解初期のｐＨと油脂分解率との関係を表す特性図である。油脂連続投与実験の結果を表す特性図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

本発明の一実施の形態に係る混合微生物は、担子菌系アナモルフ酵母のロドトルラパシフィカ（Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａｐａｃｉｆｉｃａ）と、担子菌系アナモルフ酵母のクリプトコッカスローレンティ（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓｌａｕｒｅｎｔｉｉ）とを含んでいる。これらは、各々油脂分解能力を有しているが、共に存在することにより、より高い油脂分解能力が発揮されるようになっている。なお、これらの他に他の微生物を含んでいてもよい。

ロドトルラパシフィカ（Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａｐａｃｉｆｉｃａ）のコロニーは周縁部が全縁であり、色調はピンクからオレンジ色を呈する。栄養細胞は長楕円形であり、増殖は多極出芽による。生理性状試験の結果は、例えば、表１に示した通りである。表１において「＋」は反応が陽性、「−」は反応が陰性、「Ｗ」は弱い陽性反応、「Ｓ」は試験開始後に２週間から３週間以上かけて徐々に陽性反応が認められたことを、「Ｌ」は試験開始２週間以降に急速に陽性反応が認められたことを示す。試験方法はＢａｒｎｅｔｔｅｔａｌ．（２０００）およびＫｕｒｔｚｍａｎａｎｄＦｅｌｌ（１９９８）に準拠した。

ロドトルラパシフィカ（Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａｐａｃｉｆｉｃａ）の菌株としては、例えば、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに平成１８年１２月１日に受領された受託番号ＦＥＲＭＰ−２１１２１（受領番号ＦＥＲＭＡＰ−２１１２１）で示されるものが挙げられる。受託番号ＦＥＲＭＰ−２１１２１（受領番号ＦＥＲＭＡＰ−２１１２１）菌株の２８ＳｒＤＮＡ−Ｄ１／Ｄ２領域における塩基配列は配列表の配列番号１に示した通りである。

クリプトコッカスローレンティ（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓｌａｕｒｅｎｔｉｉ）のコロニーは周縁部が全縁であり、色調はクリーム色から白色を呈する。栄養細胞は球形であり、増殖は多極出芽による。生理性状試験の結果は、例えば、表２に示した通りである。表２における「＋」、「−」、「Ｗ」、「Ｓ」、「Ｌ」の表記、および試験方法は表１と同様である。

クリプトコッカスローレンティ（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓｌａｕｒｅｎｔｉｉ）の菌株としては、例えば、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに平成１８年１２月１日に受領された受託番号ＦＥＲＭＰ−２１１２２（受領番号ＦＥＲＭＡＰ−２１１２２）で示されるものが挙げられる。受託番号ＦＥＲＭＰ−２１１２２（受領番号ＦＥＲＭＡＰ−２１１２２）菌株の２８ＳｒＤＮＡ−Ｄ１／Ｄ２領域における塩基配列は配列表の配列番号２に示したとおりである。

本発明の一実施の形態に係る製剤は、上述した混合微生物を例えば担体に固定化して含んでいる。製剤化する方法としては、具体的には、１９９３年培風館発行、村尾澤夫氏他１名編「応用微生物学改訂版」、１９９５年丸善発行、上島孝之著、「産業用酵素」または１９９３年講談社発行、微生物研究法懇談会編、「微生物学実験法」などに記載されている方法を用いることができる。

例えば、液状製剤とする場合であれば下記の方法が挙げられる。
（１）肉汁培地などの一般栄養培地で上述した混合微生物を１２時間から３６時間程度培養し、必要に応じてこれにｐＨ調整剤などを加えて製剤とする。
（２）上記（１）の培養物から菌体を遠心分離などで回収し、生理食塩水などの媒体に適当な濃度となるように懸濁し、必要に応じてこれにｐＨ調整剤などを加えて製剤とする。
（３）上記（１）の培養物を凍結乾燥などにより適度に濃縮し、必要に応じてこれにｐＨ調整剤などを加えて製剤とする。
（４）上記（１）の培養物から菌体を遠心分離などで回収し、新鮮な肉汁培地などの培地に懸濁し、必要に応じてこれにｐＨ調整剤などを加えて製剤とする。
（５）上記（４）をさらに凍結乾燥などにより適度に濃縮して製剤とする。

粉末製剤とする場合であれば下記の方法が挙げられる。
（ａ）肉汁培地などの一般栄養培地で上述した混合微生物を１２時間から３６時間程度培養し、必要に応じてこれにｐＨ調整剤などを加え、凍結乾燥などにより乾燥し製剤とする。
（ｂ）上記（ａ）の培養物から菌体を遠心分離などで回収し、生理食塩水あるいはスキムミルクとグルタミン酸ナトリウムなどからなる溶液などの媒体に適当な濃度なるように懸濁し、必要に応じてこれにｐＨ調整剤などを加え、凍結乾燥などにより乾燥し製剤とする。
（ｃ）上記（ａ）の培養物から菌体を遠心分離などで回収し、新鮮な肉汁培地などの培地に懸濁し、必要に応じてこれにｐＨ調整剤などを加え、凍結乾燥などにより乾燥し製剤とする。
（ｄ）上記（ａ）から（ｃ）のものに、繊維くず、おがくずなどの微粉体を適度に加えて製剤とする。
（ｅ）上記（ａ）から（ｄ）と同様にして調製した菌体懸濁液をプリム顆粒、マルム顆粒、フィルムコーティングしたマルム顆粒、セルロース繊維配合のＴ顆粒などの顆粒状とし製剤とする。

また、上述した方法以外にも、担体結合法、架橋法、包括法、複合法などの公知技術により、混合微生物を種々の固定化用材料を用いて固定化してもよい。さらに、他の公知の錠剤化技術により錠剤化するようにしてもよい。

本発明の一実施の形態に係る油脂含有物質の処理方法は、上述した混合微生物により油脂を分解させるものである。具体的には、工場あるいは外食店などから排出される廃水などの油脂含有物質に上述した混合微生物を含む製剤を添加して、混合微生物により油脂を分解させる。なお、油脂というのは、主として動植物由来のものであるが、必ずしもそれに限定するものではなく、合成法により得られた油脂類やその誘導体およびその他の種々の炭化水素等を含むものである。

油脂含有物質を処理する際には、必要に応じて温度、ｐＨ、または混合微生物の添加量などを調節することが好ましい。例えば、温度は１５℃から３５℃、さらには２０℃から３０℃においてより高い分解率を得ることができるので好ましい。ｐＨは６．５から８．５、さらには７．５から８においてより高い分解率を得ることができるので好ましい。また、微生物の高い活性を維持するためにエアレーションなどを用いて油脂含有物質に空気を吹き込むようにしてもよい。

さらに、実施例に基づいて具体的に説明する。

（実施例１）
微生物の混合による効果を調べた。まず、表３に示した無機酵母エキス培地に混合油脂（サラダ油／ラード／牛脂＝１：１：１）を４００００質量ｐｐｍ添加したものを試験管に５ｍｌ採取した。次いで、これにロドトルラパシフィカＦＥＲＭＡＰ−２１１２１菌株を１体積％接種し、２０℃、１７０ストークス／分で４８時間にわたって往復振とう培養を行い、ロドトルラパシフィカ前培養液とした。また、同様の無機酵母エキス培地に混合油脂を添加したものを試験管に５ｍｌ採取し、これにクリプトコッカスローレンティＦＥＲＭＡＰ−２１１２２菌株を１体積％接種し、２０℃、１７０ストークス／分で４８時間にわたって往復振とう培養を行い、クリプトコッカスローレンティ前培養液とした。

続いて、表３に示した無機酵母エキス培地に混合油脂（サラダ油／ラード／牛脂＝１：１：１）を３０００質量ｐｐｍ添加したものをフラスコに１００ｍｌ採取した。そののち、これにロドトルラパシフィカ前培養液と、クリプトコッカスローレンティ前培養液とを各０．５体積％ずつ接種し、２０℃、１３０回転／分で２４時間にわたって旋回振とう培養を行い、油脂を分解させた。次いで、オートクレーブ処理をした後、ＪＩＳ公定法（ＪＩＳＫ０１０２）に基づき油脂分解率を求めた。なお、油脂分解率は微生物を接種しない対照実験に基づき算出した。その結果を表４に示す。

また、実施例１に対する実施例１−１または実施例１−２として、ロドトルラパシフィカ前培養液のみ、または、クリプトコッカスローレンティ前培養液のみを１体積％接種したことを除き、他は実施例１と同様にして油脂分解率を求めた。さらに、比較例１−３として土壌より採取した未分析の微生物を培養して前培養液を調製し、この前培養液を１体積％接種したことを除き、他は実施例１と同様にして油脂分解率を求めた。加えて、実施例１−４または実施例１−５として、比較例１−３で調製した未分析微生物の前培養液と、ロドトルラパシフィカ前培養液またはクリプトコッカスローレンティ前培養液とを各０．５体積％ずつ接種したことを除き、他は実施例１と同様にして油脂分解率を求めた。

また、比較例１−６，１−７として、特許文献１に記載されているＡｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒｓｐ．ｓｔｒａｉｎＳＯＤ−１菌株、または、Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒｓｐ．ｓｔｒａｉｎＣＬ３菌株をそれぞれ培養して前培養液を調製し、この前培養液を１体積％接種したことを除き、他は実施例１と同様にして油脂分解率を求めた。これらの結果も表４に合わせて示す。

表４に示したように、ロドトルラパシフィカＦＥＲＭＡＰ−２１１２１菌株とクリプトコッカスローレンティＦＥＲＭＡＰ−２１１２２菌株とを共に含む実施例１によれば、いずれか一方のみを用いた実施例１−１または実施例１−２よりも油脂分解率が大幅に向上した。これに対して、ロドトルラパシフィカＦＥＲＭＡＰ−２１１２１菌株またはクリプトコッカスローレンティＦＥＲＭＡＰ−２１１２２菌株と、他の微生物とを混合した実施例１−４または実施例１−５では、混合しても油脂分解率の大幅な向上は見られなかった。また、実施例１によれば、従来の微生物を用いた比較例１−６，１−７に比べて約７倍もの油脂分解率が得られた。

すなわち、ロドトルラパシフィカとクリプトコッカスローレンティとを共に含む混合微生物を用いるようにすれば、窒素およびリンの含有量が低くても、高い油脂分解率を得ることができることがわかった。

(実施例２−１〜２−５)
油脂の種類と油脂分解率との関係を調べた。分解させる油脂には、実施例２−１ではサラダ油と牛脂とラードとの混合油脂を用い、実施例２−２ではサラダ油を用い、実施例２−３ではラードを用い、実施例２−４では牛脂を用い、実施例２−５では下水オイルボールを用いた。他は実施例１と同様にして混合微生物を用い油脂分解率を求めた。それらの結果を表５に示す。

表５に示したように、いずれの油脂についても良好な油脂分解率が得られた。すなわち、本実施例の混合微生物は、種々の油脂含有物質について広く用いることができることがわかった。

(実施例３−１〜３−７)
油脂分解時の温度と油脂分解率との関係を調べた。油脂分解時の温度は、実施例３−１から実施例３−７で１０℃から４０℃まで５℃ずつ変化させた。他は実施例１と同様にして混合微生物を用い油脂分解率を求めた。それらの結果を表６および図１に示す。なお、表６および図１に示した油脂分解率は、２０℃における油脂分解率を１００とした場合の相対値で表している。

表６および図１に示したように、１５℃から３５℃の範囲、さらには２０℃から３０℃の範囲においてより高い油脂分解率が得られた。廃水の温度は通常この範囲であることが多いので、温度調節をしなくても油脂含有物質を処理することができ、好ましいことがわかった。

(実施例４−１〜４−７)
油脂分解初期のｐＨと油脂分解率との関係を調べた。油脂分解初期のｐＨは、実施例４−１から実施例４−７でｐＨ４．０からｐＨ１０の範囲で変化させた。他は実施例１と同様にして混合微生物を用い油脂分解率を求めた。それらの結果を表７および図２に示す。なお、表７および図２に示した油脂分解率は、ｐＨ８．０における油脂分解率を１００とした場合の相対値で表している。

表７および図２に示したように、ｐＨは６．５から８．５、さらには７．５から８においてより高い油脂分解率を得ることができ、好ましいことがわかった。

(実施例５)
油脂を連続的に添加した場合の油脂分解率を調べた。まず、１０Ｌ水槽に、表３に示した無機酵母エキス培地にサラダ油を１０００質量ｐｐｍ添加したものを８Ｌ入れ、実施例１と同様にして調製したロドトルラパシフィカとクリプトコッカスローレンティとの混合培養液を１００ｍｌ接種し油脂を分解させた。油脂分解時の温度は２０℃、初期ｐＨ７とし、エアレーションにより約５Ｌ／分の空気を吹き込みながら行った。処理開始後に処理液を１００ｍｌ採取し、オートクレーブ処理を行った後、ＪＩＳ公定法（ＪＩＳＫ０１０２）に基づき油脂量を求めた。次いで、２４時間後に処理液を１００ｍｌ採取し、同様にして油脂量を求めると共に、サラダ油を１０００質量ｐｐｍ添加し、同様にして油脂量を求めた。以降、２４時間または４８時間ごとに油脂量の測定とサラダ油の添加を繰り返した。得られた結果を図３に示す。

図３に示したように、油脂を添加した直後は油脂量が多くなるものの、混合微生物の働きにより時間の経過と共に油脂量は十分に低下し、油脂を何回添加しても同様の結果が得られた。すなわち、油脂を連続して添加しても良好な油脂分解能力を得られることがわかった。

以上、実施例の結果より、ロドトルラパシフィカ（Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａｐａｃｉｆｉｃａ）と、クリプトコッカスローレンティ（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓｌａｕｒｅｎｔｉｉ）とを含む混合微生物を用いるようにすれば、窒素およびリンの含有量が低くても、各種油脂について高い油脂分解率を得ることができると共に、グリーストラップの平均水温である２０℃から２５℃という低い温度でも、高い油脂分解率を得ることができ、好ましいことがわかった。

工場あるいは外食店などから排出される廃水などの油脂含有物質の処理に用いることができる。

Claims

受託番号ＦＥＲＭＰ−２１１２２で表されるクリプトコッカスローレンティ（Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓｌａｕｒｅｎｔｉｉ）により、油脂を分解させることを特徴とする油脂含有物質の処理方法。