JPH0527473B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、安定な微生物混合群集
（microbialmixed biocenosis）の組成を制御す
る方法に関する。

自然界のほとんど全ての微生物による変換は、
微生物混合群集によつて起こされる（混合群集と
は、種々の微生物の共生である）。また、例えば
廃水またはパン種の生物学的浄化などの多くの生
物工学的変換は、微生物混合群集の代謝に基づい
ている。混合群集は、個々の微生物の種に関する
発生時間と比較して非常に長い期間をかけて、例
えば生産性に対するバイオマスの比などで表され
る生物体水準が高い非常に安定な（成熟した、保
護的な）群集を発揮させることが知られている。
定温動物（温血動物）の腸内の場合のように、環
境条件が比較的一定に保たれる群集に関しては特
にそうである。

安定な群集は、通常、外部条件の変化を緩衝化
する複数の制御機構を示す。群集の種スペクトル
と個々の種の数は、極盛相では最適点に関して振
動する。例えば栄養素の量が増加する場合には、
実際には普遍的な異地性の微生物のみが一時的に
増加し、高度に特異化された原地性の微生物はほ
とんど一定のままである。

これらの原地性の微生物はしばしば非常に特異
化されるので、生存するためにサプライン
（suppline）を必要とする。サプラインは、細胞
の基本的な要素に属し、個々の生物が単純な構成
単位から合成することができない物質である。そ
れらは、アミノ酸、プリン塩基、ピリミジン塩
基、有機酸、糖、およびビタミンである。サプラ
インはその機能と濃度の点で栄養素とは明確に異
なつている。これは動物やヒトの栄養におけるビ
タミンに相当する。しばしば、微生物混合群集の
一つの種の代謝の最終生成物または中間生成物
が、他の種に対するサプラインとして働き、その
ために制御機構が生じることがある（Schlegel，
“Allgemeine Microbiologie”、第５版、1981、
Stuttgart、VerlagThieme.page 169を参照）。他
の制御機構では、微生物群集の個々の成員は、微
生物群集の他の成員、または宿主植物などのより
高度な共生相手のいずれかに由来する抑制物質に
対して、異なる感受性で反応する。

群集内では、個々の機能は、一定の生態学的地
位（ecological niche）を占めるこの群集の一定
の成員によつて行われる。概して、同一の生態学
的地位が幾つかの種によつて占められることが多
い。安定な微生物混合群集の多くの原地性の細菌
種が、サプラインおよび／または生物に関する抑
制物質に対して異なる感受性を示す事実を利用す
れば、微生物混合群集中で、正の性質を有する
個々の細菌種を目的に合わせて促進させる、およ
び／または一定の負の性質を有する個々の成員を
目的に合わせて抑制することができることが見出
された。

しばしば、一つの種のサプラインが、一定の濃
度では他の種に対して抑制作用を有することがあ
る。同一のサプラインが同一の種に対して抑制と
促進の両方を行うこともある。

従つて、本発明は、安定な微生物混合群集にお
いて、一つまたは幾つかの望ましくない細菌種で
占められている一つまたは幾つかの生態学的地位
を、生態学的能力が望ましくない細菌種の生態学
的能力と完全にまたはほとんど対応する一つまた
は幾つかの望ましい細菌種で占めることを課題と
する。

この課題を解決するために、まず次の型の方法
があげられる。つまり、この混合群集の一つまた
は幾つかの生態学的地位における一つまたは幾つ
かの望ましくない微生物の種を、望ましい種に対
するサプラインおよび／または望ましくない種に
対する抑制物質を加えることによつて、一つまた
は幾つかの望ましい微生物の種で置換える。

群集の安定性は上記の方法によつて変化しない
か、または変化しても単なる非本質的な変化であ
る。これは、プロビオテイクス（probiotics）、
人為的に培養した望ましい微生物の添加と比較し
て本発明の方法の重要な利点である。

サプラインおよび／または抑制物質の添加と同
時に、または別の時間に、一定の適当な栄養素を
添加することによつて、原地性の微生物の増加が
可能となる。サプラインおよび／または抑制物質
はこの増殖増加の要因である。これによつて、望
ましい微生物を用いて生態学的地位を占めること
が可能となる。下水スラツジ中およびヒトや動物
の食物中など栄養素が既に存在している場合に
は、微生物に対して別に栄養素を添加する必要は
ない。

従つて、例えば、サプラインおよび／または抑
制物質を、本発明の方法によつて下水処理施設の
活性化スラツジに加えることによつて、バルクス
ラツジ（bulking sludge）の発生または増加を抑
制することができる。

生物学的下水処理施設（活性化スラツジ系）で
は、下水の浄化は、活性化スラツジの綿状沈澱物
の形の微生物混合群集によつて達成される。糸状
の微生物（細菌および真菌）は比較的頻繁に出現
し、一定の相対数となつた後は沈澱が困難なバル
クスラツジを生じる。バルクスラツジの細菌およ
び真菌は、例えば、アミノ酸、プリン塩基、ピリ
ミジン塩基、およびビタミンなどの異なるサプラ
インを要求する点で、綿状沈澱物を形成する微生
物と区別できる。適当な添加を行うことによつ
て、糸を形成する細菌を綿状沈澱物を形成する微
生物と関連して抑制するように、種スペクトルを
変化させることができる。

本発明の方法の使用に対する他の例は、乳製品
の発酵、特にチーズの熟成およびソーセージ（サ
ラミ、セルベラート（cervelat））のサワーリン
グにおける発酵の制御である。

本発明の方法の使用に対する他の例は、家庭用
または工業用施設からの脂肪を含む廃水に対する
排水管の浄化であり、これによつて、排水管中の
栓形成が防止できる。または、そのような栓が既
に形成されている場合には、脂肪酸を分解するま
たは乳化する細菌に対するサプラインを加えるこ
とによつて、栓を崩壊させることができる。

酪酸菌および乳酸を形成する菌（乳酸菌科
（Lactobacteriaceae））に対するサプライン、抑
制物質、および栄養素が、完全にではないが知ら
れている。従つて、アミノ酸、プリン塩基、ピリ
ミジン塩基、ビタミンといつた物質が、酪酸菌属
の細菌および乳酸菌科の種に対するサプラインで
ある。

個々の種および亜種の感受性が非常に異なる、
酪酸菌と乳酸菌科の両方に対する一連の抑制物質
（抗生物質）がある。微生物混合群集中で一定の
役割を果たす多くの抑制物質は、まだ化学的に同
定されていない。

次の化合物は、乳酸菌科および酪酸菌の両方に
対する栄養素であることが知られている。これら
は、基本的にサプラインと異なつている。これら
は、アンモニウムイオン、硝酸イオン、リン酸イ
オン、グルコースなどである。多糖およびたんぱ
く質が酪酸菌に対する栄養素であり、糖が乳酸菌
科に対する栄養素であることを特に述べる。

次に、具体例を用いて本発明を更に詳しく説明
する。具体例は本発明に説明するもので、本発明
の範囲を制限するためのものではない。

例 １ 下水処理施設のバルクスラツジの減少 021N型の細菌種およびミクロトリツクスパラ
ビセラ（Microthrix paravicella）のために、下
水処理施設にバルクスラツジが極めて大量に形成
された。ビタミンB₁₂、チアミン、および２−ア
ミノ安息香酸の重量比１：１：２の混合物を、
0.5ｇ（混合物）／Kg BSB₅（５日間の生化学的
酸素要求量）の割合で加えることによつて、バル
クスラツジの形成が36時間停止した。バルクスラ
ツジは再び発生せず、その後サプラインの添加を
停止した。

例 ２ 排水管中の栓の分解 脂肪は、髪や他のごみと共に、家庭用および工
業用施設の排水管中にしばしば栓を形成する。こ
れらの栓は脂肪を溶解することによつて分解でき
る。これは、従来の技術では、例えばアルカリ液
（potash lye）または水酸化ナトリウム溶液を用
いて脂肪をけん化するか、または、洗浄剤を用い
て脂肪を乳化することによつて行われる。けん化
と乳化とを組合せることもできる。しかし、この
既知の管浄化法は重大な欠点を有している。けん
化のためにアルカリ液または水酸化ナトリウム溶
液を使用する場合には、アルカリ液に感受性のあ
る物質が攻撃され、その結果、完全にアルカリ耐
性でない場合には、排水ラインが損傷を受けるこ
とがある。大過剰のアルカリ液は、流路中のまた
は下水処理施設中の微小植物群を破壊し、このた
めに重大な問題が生じる可能性がある。

洗浄剤を用いる乳化の効果は非常に小さいの
で、非常に長い時間を必要とする。更に、この場
合には大量の化学物質が必要であり、流路と下水
処理施設に大きな負担となる。

本発明によれば、脂肪の生物学的分解が廃水中
に存在する細菌によつて達成される。脂肪を分解
（または乳化）する細菌を促進するためのサプラ
イン配合物を、単独でまたは洗浄剤と共に、排水
管中の栓上に置き、続いて水中に溶解させる。サ
プライン配合物により、望ましい細菌の迅速な増
殖が可能となり、これによつて処理が困難な脂肪
栓が溶解される。脂肪を分解または乳化する細菌
は、グラム陰性菌の広いスペクトルを包含し、通
常はシユードモナスである。これらは通常廃水自
身に含まれる。

サプラインの脂肪栓への浸透を助けるために、
洗浄剤を加えることができる。同じ目的は、例え
ば、約50重量％の炭酸水素ナトリウムと約50重量
％の酒石酸からなる発泡粉末などのCO₂を発生す
る粉末を、単独でまたは洗浄剤と共に加えること
によつても達成される。

30mg フエニルアラニン、 30mg アルギニン、 30mg アスパラギン酸、 30mg シユウ酸、 30mg リンゴ酸、 30mg マロン酸、および、 30mg プロピオン酸 のサプライン配合物に、３ｇのドデシル硫酸ナト
リウムを洗浄剤として、５ｇの炭酸水素ナトリウ
ムと５ｇの酒石酸の発泡粉末をCO₂発生剤として
加える。これは、全量が13.21ｇの混合物からな
り、茶さじ１杯の容積に相当する。これを、900
mlの水および100mlの土壌懸濁液（細菌源として）
と混合し、ビーカー中の円筒形試料（直径32mm、
長さ29mm、重量17ｇ）に加える。この円筒形試料
は、 27重量％ 水、 ３重量％ 髪、 10重量％ パルミン（ココナツトバター）、 17重量％ ラード、 20重量％ コーヒーかす、および、 ５重量％ 茶葉 を含有する。

洗浄剤と発泡粉末とを含有するサプライン配合
物を15℃でビーカー中の円筒形試料（脂肪栓）へ
加えた。30ないし45分後、試料は非常に強く作用
されたので、強い撹拌または水すすぎ（廃水排水
管中の流れ衝撃のシユミレーシヨン）により崩壊
した。

比較例 １ 例２に従つて、人為的に作成した脂肪栓を、ビ
ーカーの中で、洗浄剤としての３ｇのドデシル硫
酸ナトリウムと、CO₂発生粉末としての５ｇの炭
酸水素ナトリウムのリンゴ酸（＝10ｇの発泡粉
末）の混合物に混合した。サプライン配合物なし
では、脂肪栓はわずかに攻撃されるだけなので、
２時間後に強く撹拌または水ですすいでも崩壊し
ない。

比較例 ２ 例２に従つて、ビーカー中で脂肪栓を処理す
る。ただし、土壌懸濁（細菌源として）は加えな
い。例２で使用したサプライン配合物に、洗浄剤
として３ｇのドデジル硫酸ナトリウムと、CO₂発
生剤として10ｇの発泡粉末を混合する。これは、
脂肪栓に対してわずかの作用を示すのみである。
従つて、２時間後に強く撹拌しまたは水ですすい
でも栓は崩壊しない。

例 ３ 0.5mg チロシン、 0.5mg フエニルアラニン、 0.5mg トリプトフアン、 0.5mg グルタミン酸、 0.5mg アルギニン、 0.5mg プロリン、 0.5mg シユウ酸、 0.5mg リンゴ酸、 0.5mg コハク酸、 0.5mg マロン酸、 0.5mg プロピオン酸、 0.5mg フマル酸、 0.5mg ケトゲルタル酸、 0.5mg ニコチン酸、および、 0.5mg グルタル酸、 のサプライン配合物を900mlの水に溶解し、更に
100mlの土壌懸濁と混合する。この混合物をビー
カー中で、例２に示した組成と大きさの円筒形試
料に加える。洗浄剤およびCO₂発生剤は加えない
にもかかわらず、約90分後混合物を強く撹拌する
と脂肪栓は崩壊する。

例 ４ 15mg フエニルアラニン、 15mg アルギニン、 15mg シユウ酸、 15mg リンゴ酸、 15mg マロン酸、 15mg プロピオン酸、 １mg ラコビオス（LACOBIOS^X、） ２mg フオノライト（phonolite）ストーン ダ
スト、 1.5mg マグネシウムヘプタドラート、および、 １ｇ ビオゾル（Biosol^RXX） の混合物、並びに、 洗浄剤として３ｇのドデシル硫酸ナトリウム、 発泡粉末として、 ５ｇの炭酸水素ナトリウムと、 ５ｇの酒石酸と をビーカー中で900mlの水に溶解し、100mlの土壌
懸濁液（脂肪を分解または乳化する微生物の源と
して）と混合する。例２と同様に15℃で試料（脂
肪栓）への添加を行う。試料は非常に強く攻撃さ
れるので、強く撹拌すると崩壊する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 脂肪を分解及び／又は乳化する廃水中に含ま
   れる細菌の成長を向上する成長因子を廃水中に添
   加することを包含する家庭用又は工業施設の脂肪
   を含む廃水の排水管の浄化方法。 ２ 成長因子として１以上のアミノ酸及び１以上
   のカルボン酸を添加する特許請求の範囲第１項に
   記載の方法。 ３ 成長因子としてフエニルアラニン、アルギニ
   ン、アスパラギン酸、シユウ酸、リンゴ酸、マロ
   ン酸、及びプロピオン酸の混合物を添加する特許
   請求の範囲第２項に記載の方法。 ４ 洗浄剤又はCO₂発生剤を更に添加する特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ５ 洗浄剤及びCO₂発生剤を更に添加する特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。