JPH0231672A - 凝集性を有する新規なミクロコッカス様ｎｍ‐２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し、
更に凝集性を有する新規なミクロコツカス様ＮＭ−２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〕

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、アシネトバクタ−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ずしも再
現できていない。ｍ１Ｒ１これまでに分離された上述の
細菌は生物脱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か、高濃度のポリリ
ン酸を蓄積する能力及び凝集性を有し、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、分離用寒天平板上にコロニ数を必要
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％という極めて高い濃度の
ポリリン酸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
。

また、本菌株は強い凝集性をも有していた。

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、２０ＫＨｚ、
　１００Ｗ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細菌し、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 グルコース ペプトン 酵母エキス グルタミン酸ソーダ リン酸−カリウム 硫酸アンモニウム 硫酸マグネシウム 活性汚泥抽出液＊ 蒸留水 ０．５０ｇ 　５０ｇ 　５０ｇ ０．５０ｇ ０．４４ｇ ０．１０ｇ ０．１０ｇ ９００　ｍ１１１ 本５０００■／Ｑの活性汚泥をオートクレーブ処理後、
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 トルイジンブルー メチルグリーン 酢酸 アルコール（９５％） 蒸留水 ０．１５ｇ ０．２０ｇ １、ＯＯｍＱ ２．００＋ｎＱ １００．００或 〔構　　成〕 本菌株は菌体乾燥重量当り５〜１０％程度のポリリン酸
態リンを蓄積するのみならず、リン除去特性ン放出と好
気条件下におけるリン取り込みを示す上１強い凝集性を
有することから、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１．６〜２．４μｍの球菌（２）胞
子形成能：無 （３）ダラム染色性：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連もしくは塊状 （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、堅い。

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（生育が認められるとし
ても極めて弱い） （４）無酸素、硝う♂−存在下の成育８十−シュ （５）最大増殖速度：　０．９／ｄａｙ（６）凝集性　
空気存在下：有 硝酸存在下：有 （ｃ）生理学的性質等 （１）カタラーゼ：十 （２）オキシターゼ二一 （３）硝酸塩還元（Ｎｏ３−→Ｎｏ２’−）　：　＋（
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−１０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　Ｍａ
ｎｕａｌｏｆ　Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ　Ｂａｃｔｅｒｉ
ｏｌｏｇｙ＋　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
球菌は１５属に分類されている。この中で生育に対すや
５ｕ　Ｋｌの要求性からＩＯ属にしぼられ、更に、カタ
ラーゼを有するかどうかにより５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
コッヵス属は放射線耐性を有する特殊な菌属であること
、プラノコッカス屑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１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−１０（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ることがわ
かった。前述のパージェイスマニュアルオブシス４イッ
クバクテ１世ロジーとマイクロバイオロジカルレビュー
、ボリューム４５．３１６−３５４頁（Ｍｉｃｒｏｂｉ
ｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｒｅｖｉｅｗｓ、Ｖｏｌｕｍｅ４５
、Ｐ、３１６〜３５４．１９８１）に徴し、検討したと
ころ、キノンとしてＭＫ−１０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食散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、あるいは逆にミ
クロコツカス属細菌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　　Ｍ
ｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ。

Ｖｏｌｕ＋ｎｅ　２，３１７−３２２頁（１９７９）及
びＶｏｌｕｍｅ　５，１９７−２０２頁（１９８１）、
ＦＥＭＳ　Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ、Ｌｅｔｔｅｒｓ
、Ｖｏｌｕｍｅ９．２２３〜２２６頁（１９８１））。

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−２ト名命シタ。本菌株＋ｉＦＥＲＭ　Ｐ
−１０１１５，！Ｉ１．　Ｌチエ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、廃水中の有機物を取
込むことが出来る。また、嫌気的な条件で飯１蕉込まれ
た有機物は、好気的な条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、本菌株は強
い凝集性を有していることから、生物学的リン除去プロ
セスに組み込む際に有利であると共に新しいリン処理リ
アクターあるいはリン回収りアクタ−の構築にも利用で
きるものと考えられる。

〔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たものを
液体培地として使用し、ミクロコツカス様ＮＭ−２株（
ＦＥＲＭ　Ｐ−１０１１５）を振どう培養した後、遠心
分離により集菌ｔ］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、ｓ、ｏｏｏ■／Ｑとなるよう２０
０ｉのシリンダーに取り、約０．５２／ｗｉｎ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
Ｍｇ５ｏ４’　７Ｈ２０を加え、ＮａＯＨ水溶液でｐＨ
を６．８に調整したものを使泪した。

第１図に示すように、添加した正リン酸は速やかに取込
まれ、１４時間で合計３５０■／Ｑの正リンを取り込ん
だ。従って取り込んだリン酸態リンは、ＮＭ−２株の乾
燥菌体重量当り、７．０％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１０％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−２株に
、窒素ガス通気（０，５Ｑ／ｍ１ｎ）により嫌気的な条
件としながら、グルコースをＴＯＣとして２５０■／Ｑ
となるよう添加した。添加したグルコースの取り込みを
ＴＯＣの減少により測定しベガ藻とリン放出を第２図に
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。

また、本菌株の３０分間自然沈降後の汚泥容積指標（Ｓ
ｌｕｄｇｅ　Ｖｏｌｕｍｅ　Ｉｎｄｅｘ：５ＶＩ）は３
０と極めて低い値を示し、凝集により沈降性が極めて良
好であることが明らかとなった。

〔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】

第１図は、好気条件下での本菌株によるリン酸態リンの
取り込みを示すグラフである。 第２図は、嫌気条件下での本菌株によるリン酸態リンの
放出とグルコースの取り込みを示すグラフである。 リン酸態リン（■／ρ）

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し、更に凝集性を有する新規なミク
   ロコッカス様ＮＭ−２株。