JPH01265883A - 新規なミクロコッカス様ｎｍ−１株 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、高濃度のポリリン酸を蓄積する能力を有する
新規なミクロコツカス様ＮＭ−１株に関するものである
。

本菌株は、現在稼動中の脱リンプロセスの能力アップや
安定性の確保に、またスタートアップの期間短縮等に利
用可能と考えられる。更に本菌株を利用した新規な脱リ
ンリアクターやリン回収りアクタ−の開発にも利用可能
である。

〔従来技術〕

生物学的なリン除去プロセスにおいては、嫌気的な処理
条件と好気的な処理条件をうまく組み合わせ汚泥中のリ
ン含有率を増加させ、この高濃度リン含有汚泥を水処理
系から引き抜くことにより、排水中からリン除去を可能
ならしめている。このような汚泥中のリン含有率の増加
は、活性汚泥に存在するポリリン酸蓄積細菌が他の細菌
に比較して優先的に増殖するために起こると考えられて
いるが、ポリリン酸蓄積細菌を優先化させるための処理
条件についてはまだ明確にされていないところが多い。

従って、現在稼動中の生物学的脱リンプロセスは、かな
らずしも、満足のゆく運転ができているとは言いがたい
。

活性汚泥に生息するポリリン酸高濃度蓄積細菌としては
、これまでに、アシネ１−バクター属、シュードモナス
属などの細菌が報告されている。しかし、これらの分離
細菌では、リン除去活性の高い活性汚泥に特徴的な嫌気
条件下における有機物の取り込みを伴ったリン放出や、
好気条件下での急速なリン取り込みなどをかならすしも
再現できていない。従って、これまでに分離された」二
連の細菌は生物説リンプロセスでのリン除去に中心的に
かかわっているとは言いがたく、たとえこれ等の細菌を
培養し活性汚泥に添加したとしても活性汚泥のリン除去
活性を大幅に改善できる可能性は低い。また、これらの
細菌を利用した新しいリン除去リアクターを構築するこ
とも難しいものと考えられる。事実、これ等の菌株を添
加して成功したという例も、新しいりアクタ−を構築し
たという例もみあたらない。

〔目　　的〕

そこで、本発明者等は、生物学的リン除去プロセス、あ
るいはリン回収プロセスに利用可能な、高濃度のポリリ
ン酸を蓄積する能力を有し、しかも、リン除去活性の高
い活性汚泥に認められるような嫌気条件下でのリン放出
と好気条件下での急速なリン取り込みを示すような細菌
を分離すべく研究を行ったところ、活性汚泥を構成する
細菌には、増殖速度の速い細菌のみならず最大増殖速度
が遅く、分離用寒天平板」二にコロニーを形成するに至
るまで、１週間から１０日程度の日数を必要とする細菌
が多数存在していることが判明したため、特に増殖速度
の遅い細菌に着目し、ポリリン酸高濃度蓄積細菌の分離
を進めた。その結果、コロニー形成速度が極めて遅く、
最大増殖速度１／ｄａｙ程度の菌群の中から、菌体乾燥
重量当り５〜１０％という極めて高い感度のポリリン醜
態リンを蓄積する能力を有し、しかも嫌気条件下でのリ
ン（正リン酸）放出と好気条件下での急速なリン（正リ
ン酸）取り込みを示す菌株の分離に成功した。

なお、分離源としては、嫌気・好気法で運転を行ってい
る室内生物脱リン実験装置の活性汚泥を用い、この汚泥
を１　、０００■／Ｑ程度に希釈した後、２０　Ｋ　Ｈ
ｚ、１００すで２０秒間超音波処理を行い、汚泥をよく
分散させた。次にこの菌液を適宜希釈し、寒天板上に塗
抹した。また分離用平板には表１に示した組成のものを
用いた。出現するコロニーから釣菌し、表２に示したポ
リリン酸顆粒の染色試薬による染色性を参考にしながら
分離を進めた。

表−１（培地組成） グルコース　　　　　　　　　　　　０．５０ｇペプト
ン　　　　　　　　　　　０．５０ｇ酵母エキス　　　
　　　　　　　　０．５０ｇグルタミン酸ソーダ　　　
　　　　０．５０ｇリン酸−カリウム　　　　　　　　
０　、４４　Ｆ。

硫酸アンモニウム　　　　　　　　０．１０ｇ硫酸マグ
ネシウム　　　　　　　　０，１０ｇ活性汚泥抽出液＊
　　　　　　　　　１００ｍＱ遠心分離により沈澱を除
去した上澄木 表−２（ポリリン酸顆粒染色液組成） メチルグリーン　　　　　　　　　０．２０ｇ酢酸　　
　　　　　　　　　　　　１．００赫アルコール（９５
％）　　　　　　　　　　２．００ｍＱ〔構　　成〕 本菌株は菌体乾燥重量当り５〜１０％程度のポリリン醜
態リンを蓄積するのみならず、リン除去特性の優れた活
性汚泥と同様に、嫌気条件におけるリン放出と好気条件
下におけるリン取り込みを示すことから、実用上、極め
て有望な菌株であると推定される。

本菌株の菌学的性質は以下に示すとおりである。

（ａ）形態等 （１）細胞形態：径０．８−１．０μｍの球菌（２）胞
子形成能：無 （３）プラム染色性：陽性 （４）運動性：無 （５）莢膜形成：無 （６）細胞のならび：単独もしくは２連（ｂ）生育状態
等 （１）寒天平板でのコロニー形態： クリーム色、先山形、光沢有 （２）空気存在下での生育：＋ （３）嫌気条件下での生育ニー（生育が認められ□−；
ｉ二１、電、１、ｉ ＨＫ　、と・しても極めて弱い） （４）無酸素、硝酸存在下での成育：＋（５）最大増殖
速度：　］、、１／ｄａｙ（６）凝集性　空気存在下：
無 硝酸存在下：有 （ｃ）生理学的性質等 （１）カタラーゼ二十 （２）オキシターゼ二一 （３）硝酸塩還元（ＮＯ３−→ＮＯ，，−）　：　＋（
４）脱窒素反応ニー （５）ＯＦテスト：明確でない （６）グルコースからの酸の生成：＋ （７）フラジリドン寒天での生育：＋ （８）ポリリン酸蓄積能：＋ （９）キノンタイプ：メナキノン、ＭＫ−１，０以上（
ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）の菌学的性質から、パー
ジエイズマニュアルオブシステマテイツクバクテリオロ
ジー、ボリューム２．１９８６　（Ｂｅｒｇｅｙ’ｓ　
Ｍａｎｕａｌｏｆ　Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　Ｂａｃｔｅ
ｒｉｏｌｏｇｙ、　Ｖｏｌｕｍｅ　２．１９８６）に徴
して検討を行ったところ、胞子形成能を持たないグラム
陽性ｉｉ菌は１５属に分類されている。この中で生育に
対する酸素の要求性から１０属にしぼられ、更に、カタ
ラーゼを有するかどうかにより、ミクロコツカス属、ス
タフィロコッカス属、プラノコツカス属、ディノコッカ
ス属、ストマドコツカス属にしぼられる。次に、ディノ
コッカス属は放射線耐性を有する特殊な菌属であること
、プラノコツカス属は運動性を有すること、ストマドコ
ツカス属は莢膜を有することから、本菌株はミクロコツ
カス属かスタフィロコッカス属に属するものと考えられ
る。前記２属の中では、嫌気条件下で生育ができないか
もしくは生育しても極めて微弱であること、フラジリド
ン寒天で生育することから、本菌株は、ミクロコツカス
属に最も近い菌株と言える。しかし、近年、微生物の分
類に広く用いられるようになってきた化学分類法の−っ
であるキノンタイプを測定した結果、本菌株はキノンの
主成分としてメナキノン、ＭＫ−１，０（メナキノンの
側鎖のイソプレンユニットが１０ユニツトつながってい
るもの）を有し、ＭＫ−７をわずかに含んでい一７＝ アルオブシステマティックバクテリオロジーとマイクロ
バイオロジカルレビュー、ボリューム４５．３１６−３
５４頁（Ｍｉｃｒｏｂｉｏ］、ｏｇｉｃａｌ　Ｒｅｖｉ
ｅｗｓ、Ｖｏｌｕｍｅ４５、Ｐ、３１６〜３５４．１９
８１）に徴し、検討したところ、キノンとしてＭＫ−１
，０を主成分として含有する菌種は、ミクロコツカス属
にはなく、コリネフォームバクテリアの中のアルスロバ
クタ−属、およびコリネバクテリューム属に認められる
のみである。キノンタイプあるいは核酸中のＧ−Ｃ含量
といった化学分類指標は、近年、微生物の分類に極めて
重要な指標とされつつあることから、キノンタイプの分
析結果からは本菌株をミクロコツカス属細菌と決定する
には未だ問題が残っている。また、アルスロバクタ−属
細菌はダラム陽性の不規則な形をした桿菌の中に分類さ
れており、菌の増殖のサイクルによって球菌にも桿菌に
もなることがその特徴とされている。このようなアルス
ロバクタ−属の細菌の中には菌の形態変化がわずかとな
り、はとんどミクロコツカス属細菌の一部の種と判別困
難なものや、あるいは逆ｊｒ＃Ｉ　：”’−クロコツカ
ス属細菌に分類されているものでも、アルスロバクタ−
属の一部の細菌と極めて近い性質を有するものなどが報
告されている（Ｃｕｒｒｅｎｔ　　Ｍｊ、ｃｒｏｂｉｏ
ｌ、ｏｇｙ。

Ｖｏｌ、ｕｍｅ　２，３１７〜３２２頁（１９７９）及
びＶｏｌｕｍｅ　５，１９７〜２０２頁（１９８１）、
ＦＥＭＳ　Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ、Ｌｅｔｔｅｒｓ
、Ｖｏｌｕｍｅ９．２２３〜２２６頁（１，９８１））
。

以上のように、本菌株は形態的にはミクロコツカスに極
めて近いが、キノンタイプを重要視するとアルスロバク
タ−に近い性質をも有しており、いずれに分類すべきか
、また、全く新しい属を提唱すべきか判然としない。こ
れを明確にするためには、更にあらゆる角度から検討す
る必要があることから、とりあえず、本菌株をミクロコ
ツカス様ＮＭ−］と名命した。本菌株はＦＥＲＭ　Ｐ−
９９７１として工業技術院微生物工業技術研究所に寄託
されている。

本菌株は、嫌気的な条件で有機物を含む廃水が添加され
ると、ポリリン酸を加水分解し、リン酸を放出する時の
生化学的なエネルギーを利用して、件ではその一部が酸
化され、この時に生成する生物学的なエネルギーが、本
菌株の増殖に利用されるのみならず、リン酸の取り込み
とポリリン酸の合成に利用される。従って、本菌株は、
嫌気的な条件で廃水が添加され、その後好気的な条件設
定がなされる生物学的リン除去プロセスにおいて、他の
細菌に比較し優先となり得る特性を有している。また、
本菌株を各種の方法で固定化し、カラム等に充填し、好
気的な条件でリンを取り込ませた後、嫌気的な条件でリ
ンを放出させることが可能と考えられるが、このような
特性を利用すれば、新しいリン処理リアクターあるいは
リン回収りアクタ−を構築することも可能であると考え
られる。

〔実施例〕

以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。

実施例１（リン取込み実験） 前記表１に示す組成の培地から寒天のみを除い様ＮＭ−
１株（ＦＥＲＭＰ−９９７１）を振どう培養した後、遠
心分離により集菌した。この菌体を蒸留水で洗浄した後
、以下の実験を行った。

洗浄菌体を菌体濃度、５，０００■／Ｑとなるよう２０
０ｍ１のシリンダーに取り、約０．Ｊ／耐ｎの速度で通
気しながら正リン酸を添加し、リンの取り込みを測定し
た。添加した正リン酸の溶液はＫＨ２ＰＯ４の溶液にカ
リウムとマグネシウムのモル比で３＝１となるようにＭ
ｇ５０４−７８２０を加え、ＮａＯＨ水溶液でｐｏを６
．８に調整したものを使用した。

図１に示すように、添加した正リン酸は速やかに取込ま
れ、１０時間で合計２３０ｍｇ／Ωの正リンを取り込ん
だ。従って取り込んだリン醜態リンは、闇−１株の’Ａ
燥菌体重量当り、４．６ｚと極めて高い値となった。ま
た、本菌株の最終的なリン含量は８ｚであった。

実施例２（リン放出実験） 次に、実施例１によりリンを取り込ませたＮＭ−１株に
、窒素ガス通気（０，４Ｊ／ｍ１ｎ）により嫌気的な条
みをＴＯＣの減少により測定した結果とリン放出を図２
に示した。添加したグリコースは速やかに取り込まれ、
これに伴ったリン放出が観察された。

〔発明の効果〕

本菌株を利用した新規な脱リンリアクターの開発及びリ
ン回収りアクタ−の開発への利用が可能となり産業上の
利用が期待される。

【図面の簡単な説明】

図−１は、好気条件下での本菌株によるリン醜態リンの
取り込みを示す。 図−２は、嫌気条件下での本菌株によるリン醜態リンの
放出とグルコースの取り込みを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）菌体中に高濃度ポリリン酸態リン蓄積能を有し、
   且つ嫌気条件下で、正リン酸を放出し、好気条件下で正
   リン酸取込み能を有する新規なミクロコッカス様ＮＭ−
   １株。