JPH06319532A - 新規微生物及びそれを用いた廃棄物の分解処理方法 - Google Patents

新規微生物及びそれを用いた廃棄物の分解処理方法

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JPH06319532A
JPH06319532A JP5113070A JP11307093A JPH06319532A JP H06319532 A JPH06319532 A JP H06319532A JP 5113070 A JP5113070 A JP 5113070A JP 11307093 A JP11307093 A JP 11307093A JP H06319532 A JPH06319532 A JP H06319532A
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JP
Japan
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polycaprolactone
strain
pcl
pseudomonas
medium
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Withdrawn
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JP5113070A
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English (en)
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Koji Okuma
孝治 大隈
Kazuhito Kurachi
和仁 倉地
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリカプロラクトンを資化分解する能力を有
するシュードモナス・エスピー・2665株を用いて、ポリ
カプロラクトンを含む廃棄物を分解処理する。 【効果】 ポリカプロラクトンを含む廃棄物の埋め立て
またはコンポスト化において効率的に分解処理できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は生分解性プラスチックを
資化分解しうる新規な微生物、具体的には、ポリカプロ
ラクトン (以下、PCLと称する) を資化分解する能力
を示すシュードモナス (Pseudomonas)属に属する新規な
微生物、およびこの微生物を用いるPCLを含む廃棄物
の分解処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】軽くて強いプラスチックは、近年ますま
す需要が伸び、その生産量は日本だけでも年間1000万t
を超えるほどにまで増加してきている。それに伴い、廃
棄されるプラスチックも急激な増加となり、新しい社会
問題の1つとして注目を集めてきている。
【0003】プラスチックの廃棄処理方法として現在行
われている主な方法は、埋め立ておよび焼却である。埋
め立て処理については、プラスチックは安定で微生物に
より分解されないため、蓄積による環境の悪化を招く。
また、重量に比較してかさ高くしかも埋めても腐らない
ため、埋立てには広い場所を必要とし、埋立地の不足が
問題となっている。
【0004】また、プラスチックは重量当たりの燃焼熱
が高く、焼却に際して炉を傷める。さらに、家庭で多用
されている塩化ビニルや塩化ビニリデン等の塩素系のプ
ラスチックについては燃焼時に発ガン性の高いダイオキ
シンが生成することが指摘されており、プラスチックの
焼却には種々の問題がある。
【0005】そこで、プラスチックのリサイクルが望ま
れるが、比較的排出源の明確な工場内の廃プラスチック
については近年盛んに行われてきているものの、一旦市
場に出回ったプラスチック製品については、回収・運搬
・分別・洗浄等に多大の労力とコストがかかり、ほとん
どがリサイクルされていないのが現状である。また、リ
サイクルをうまく回していくには社会システム作りが重
要であるが、それを受入れるのに十分なほど社会は成熟
していない。
【0006】この対策の1つとして近年注目されてきて
いるのが生分解性プラスチックである。生分解性プラス
チックは、微生物によって分解される素材であり、適当
な分解環境において速やかに分解する「地球に優しい」
素材である。中でも、微生物が自らのエネルギー源とし
てその体内に蓄積する脂肪族ポリエステルであるポリ−
3−ヒドロキシ酪酸や化学合成で得られるPCLは、そ
の熱可塑性と優れた生分解性により、汎用プラスチック
の代替素材として注目を集めてきている。特にPCL
は、新しい生分解性素材として盛んにその用途開発が進
められている。
【0007】しかし、PCLはε−カプロラクトンの開
環重合により化学的に合成されるポリマーであり、微生
物によって産生されるP3HBとは異なり分解速度が遅
いという問題点があり、埋め立てやコンポスト化におい
て分解速度の促進が望まれている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、PCLを含む廃棄物の分解を効率的に行う方法を提
供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、PCLを
含む廃棄物の効果的処理方法として、PCLを効率的に
分解資化する微生物を用いる方法を検討し、そのような
性質を有する微生物を自然界より検索した結果、シュー
ドモナス属に属する細菌菌種にこのような能力をもつも
のがあること、およびこの微生物を用いてPCLの分解
速度を促進させることができ実際の廃棄物処理に有効で
あることを見いだし、本発明を完成させた。
【0010】本発明は、FERM P−13407とし
て寄託されたシュードモナス・エスピー・2665株または
この菌株が体外に分泌する酵素を用いて、ポリカプロラ
クトンを含む廃棄物を分解処理することを特徴とする、
ポリカプロラクトンを含む廃棄物の分解処理方法を要旨
とする。
【0011】また本発明は、シュードモナス属に属する
細菌菌株であって、ポリカプロラクトンを資化分解する
能力を有する、FERM P−13407として寄託さ
れたシュードモナス・エスピー・2665株 (Pseudomonas
sp. 2665) に関する。
【0012】この菌株は茨城県鹿島郡の土壌より分離さ
れた。本発明者らが分離した新規菌株シュードモナス・
エスピー・2665株の菌学的性質を次に記載する。
【0013】シュードモナス・エスピー・2665株の菌学的性質 (a) 形態 (1) 細胞の形と大きさ : 桿菌、 1× (2〜3)(μm) (2) 運動性の有無と鞭毛の着生状況 : 有り、極単毛 (3) 細胞の多形性および胞子の有無 : 無 (4) グラム染色性 : 陰性 (b) 各種糖からの酸生成テスト (1) グルコース : − (2) フルクトース : − (3) ガラクトース : − (4) マンノース : − (5) ラムノース : − (6) キシロース : − (7) ラクトース : − (8) シュクロース : − (9) マルノース : − (10) マンニット : − (c) 各種糖および有機酸同化テスト (1) グルコース : − (2) L−アラビノース : − (3) D−マンノース : − (4) D−マンニット : − (5) N−アセチル−D−グルコサミン : − (6) マルトース : − (7) グルコン酸カリウム : − (8) n−カプリン酸 : − (9) アジピン酸 : − (10) dl−リンゴ酸 : + (11) クエン酸ナトリウム : − (12) 酢酸フェニル : − (d) o−ニトロフェニル−β−D− ガラクトピラシド: − (e) 硝酸塩還元 : − (f) N2 ガス生成 : − (g) オキシダーゼ : + (h) アルギニンディハイドロラーゼ: − (i) リジンデカルボキシラーゼ : − (k) オルニチンデカルボキシラーゼ: − (l) 加水分解テスト (1) 尿素 : − (2) エスクリン : − (3) Tween 80 : + (4) スターチ : − (5) ゼラチン : − (6) アセトアミド : − (m) 各種培地での生育 (1) SS培地 : − (2) マッコンキー培地 : + (3) 6.5 % NaCl : − (4) セトリミド培地 : − (n) クエン酸利用 : − (o) PHでの生育 pH 3.6 : − (p) ポリ−β−ヒドロキシブチレート(P3HB)の蓄積 + 本発明者らは、PCLを分解資化する能力を有する上記
細菌菌株について、上述の菌学的性質に基づいて、Manu
al of Clinical Microbiology 4th edition (1985)およ
び Bergey's Manual of Systematic Bacteriology Vol.
1 (1984)に記載の基準に従って検索した結果、この菌株
はシュードモナス属に属する新規な細菌菌株であること
が判明し、シュードモナス・エスピー・2665株と命名し
た。この菌株はFERM P−13407として工業技
術院生命工学工業技術研究所に寄託、保管されている。
【0014】類似な性質を持つ既知の菌種としてシュー
ドモナス・ディミヌタ (Pseudomonas diminuta) および
シュードモナス・アルカリゲネス (Pseudomonas alcali
genes)があるが、本菌株はP3HBの蓄積能が認められるの
で少なくともシュードモナス・アルカリゲネスではな
い。
【0015】本発明菌株の分離は、次のようにして行
う。まず、炭素源としてPCLを含有し、無機窒素化合
物およびその他の無機塩類を含有する培地、好ましくは
基本培地にPCLを添加した培地での集積培養を繰り返
すことより、PCL分解菌株の濃化を行う。この場合の
集積培養は振盪培養法が適している。次いで分離用の培
地、例えばSCD寒天培地での培養により得られたコロ
ニーより、PCL分解能を確認して本発明菌株を得る。
【0016】本発明菌株の菌体増殖用には、この菌株が
良好に生育するものであれば特に限定されない。培地成
分としては適当な炭素源、窒素源および無機塩類等を含
有する。炭素源としてはPCLに限らず、リンゴ酸など
の有機酸およびその塩などのような、本発明の菌株が利
用できる1種または2種以上の炭素化合物を任意に炭素
源として利用できる。窒素源としては、特に限定されな
いが、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウムなどの無機
窒素化合物、およびペプトンなど有機窒素源が利用でき
る。有機窒素化合物を用いる場合、これには炭素も含ま
れているので、菌体増殖用培地にあっては別の炭素源は
必ずしも必要でない。無機塩類としては、各種のリン酸
塩、硫酸マグネシウムなどが使用できる。さらに、微量
の重金属塩 (例、鉄塩、マンガン塩など)を培地に含有
させてもよい。菌体増殖用の培地として好ましいのはS
CD寒天培地である。培養温度は25〜40℃、培地のPHは
中性付近が好ましく、培養日数は分解の進行に応じて決
めることができるが、通常は5〜7日が適当である。
【0017】本発明では、上記菌株あるいはこの菌株が
体外に分泌する酵素を、PCLの成型体等を含む廃棄物
の埋め立てやコンポスト化に際して散布することにより
PCLの分解速度を向上させて廃棄処理を効率よく行う
ことができる。散布する菌体あるいは酵素の形態は特に
限定されず、凍結乾燥菌体、培養液、酵素、酵素溶液等
のいずれでもよいが、液状で散布する方法が分散性がよ
く最も効果的である。
【0018】菌体を培養液として散布する場合、適宜炭
素源、窒素源および無機塩等を含有する培地で本発明菌
株を培養して得られた培養液をそのままあるいは適宜希
釈して用いればよい。この培養では、炭素源としてPC
Lを単独で利用できる。また、PCL以外に、本発明の
菌株が利用できる任意の炭素源を追加併用しうる。この
追加しうる炭素源には、上述のような、リンゴ酸などの
有機酸およびその塩が挙げられる。窒素源としては特に
限定されないが、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム
などの無機窒素化合物、ペプトン等の有機窒素源が利用
でき、無機塩類としては各種のリン酸塩、硫酸マグネシ
ウムなどが使用できる。さらに、微量の重金属塩 (例、
鉄塩、マンガン塩など)を培地に含有させてもよい。培
養方法としては、振盪培養法、静置培養法、通気攪拌培
養法等が利用できる。培養温度は25〜40℃、培地のPHは
中性付近が好ましく、培養日数は分解の進行に応じて決
めることができるが、通常は5〜7日が適当である。炭
素源として添加するPCLについてはフィルム、ペレッ
ト、粉末、塊等どんな形でもよいが、比較的表面積の大
きい粉末状やフィルム状が適している。
【0019】凍結乾燥菌体は、上記のようにして得た培
養液を常法により凍結乾燥させたものを使用すればよ
い。酵素として散布するには、上記の培養液を遠心分離
した液をそのまま用いる方法、遠心分離の上清液に硫安
を添加して塩析させた酵素を用いる方法、この酵素を適
当な濃度に溶解させた溶液を用いる方法等が利用でき
る。また、場合によっては P(3HB-3HV) をカプセルない
しはマイクロカプセル化して、その中に酵素を含有させ
たもの、あるいは酵素を含有したマイクロカプセル [P
(3HB-3HV)とは限らない] を P(3HB-3HV) に分散させた
ものを散布する。
【0020】これらの菌体あるいは酵素を散布する方法
としては、PCL成型体の上から直接かける方法、成型
体の間にサンドイッチ状に散布する方法、埋め立て後の
土の上からかける方法等が挙げられる。その際、散布
量、散布の頻度、微生物菌体濃度は、成型体の種類や散
布の条件等に応じて、分解促進に最適な範囲を決定すれ
ばよい。
【0021】PCLの分解菌の単離は、P(3HB-3HV)を含
む廃棄物の効率的な処理に有用である。また、PCLの
生分解機構の検討においても有用である。新しい生分解
性素材については、単にその機械的性質だけではなく、
どの程度まで分解し、その結果どのような生成物が生じ
るかを検討することも重要である。以下、実施例により
本発明をさらに具体的に説明する。
【0022】
【実施例】
(実施例1)茨城県鹿島郡の波崎研究センター構内で採取
した土壌を10cm3 の滅菌水に懸濁させ、十分に攪拌した
後、静置した。得られた土壌懸濁液上清1滴 (約0.05cm
3)を、PCL (寸法: 10w ×10L ×0.06t 、重量7〜8
mg) のフィルムを入れた下記組成の培地 (基本培地) か
らなる分離用培地 (6cm3)に加え、30℃で5〜7日間培
養した (集積培養) 。基本培地は、PH調節後に濾過およ
び滅菌してから使用した。
【0023】 基本培地の組成 硝酸アンモニウム 1.0 g リン酸水素2カリウム 1.0 g リン酸2水素ナトリウム 1.0 g 硫酸マグネシウム・7水塩 0.2 g 硫酸第一鉄・7水塩 0.01 g 硫酸マンガン・7水塩 0.01 g 硫酸亜鉛・7水塩 0.01 g 塩化カルシウム・2水塩 0.01 g イオン交換水 1 L ───────────────────────── PH 7.1 集積培養で得られた培養液の上清1滴を、上記フィルム
を入れた基本培地に加え、上記と同じ条件で培養するこ
とを5回繰り返し、PCL分解菌株の濃化を行った。こ
の集積培養で得られた培養液の1白金耳を滅菌水で希釈
した後、SCD寒天培地 (ダイゴ製) 上に展開し、30℃
で5日間培養した。生じたコロニーの形状・色合い等の
外観を目視により識別し、13種類の菌株を得た。この菌
株をそれぞれ集積培養と同様の培地に植菌し、30℃での
培養を続けPCLに対する分解性を検討し、PCLを分
解資化する能力を有するシュードモナス・エスピー・26
65株を得た。
【0024】この菌株の1白金耳を上記の基本培地 (6
cm3)およびPCLフィルム(6.6〜7.6mg)を入れた試験管
に添加し、温度30℃、振盪培養におけるフィルムの分解
状況を調べ、結果を表1と図1に示した。なお、分解状
況は、フィルム重量および培養液中のTOC (全有機炭
素) にて追跡した。表1および図1に示す重量減少率と
TOCの関係から、明らかに本発明のシュードモナス・
エスピー・2665株によってPCLが分解資化されること
が分かる。
【0025】
【表1】
【0026】(実施例2)PCLを小型のダイ (ダイス温
度70℃、エクストルーダー温度71〜74℃) を用いて、厚
さ50μm、幅80mmのフィルムに作製し、これを50mm×50
mmの大きさに切断して試料とした。このフィルム数枚
に、以下のようにして調製した培養液を散布し、これを
兵庫県尼崎市総合総研究開発センター構内の花壇に深さ
100mm の位置に埋設した。定期的に試料を取り出して重
量を測定した。その結果を重量減少率として表2に示
す。
【0027】散布した培養液の調製 シュードモナス・エスピー・2665株の培養液の上清液1
滴(約0.05cm3)を、PCL (寸法:10w ×10L ×0.06t
、重量7〜8mg)のフィルムを入れた前述の基本培地
6cm3 に加え、30℃で5〜7日間振盪培養して得た液を
10倍希釈して使用した。
【0028】(比較例)培養液を散布しないフィルムを、
実施例2と同様の条件で埋設し、定期的に取り出して重
量を測定した。その結果を重量減少率として表2に示
す。
【0029】
【表2】
【0030】表2から明らかなように、本発明菌株を散
布したPCL成型体は埋め立てにおいて分解が促進され
短期間での分解が可能となり、実際の廃棄物処理に十分
な効果を有することが分かる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、PCLを分解資化する
ことができるシュードモナス・エスピー、2665株を単離
して提供しうる。この微生物をPCLを含むプラスチッ
ク廃棄物の処理に用いれば、PCLの生分解が促進さ
れ、非常に効率よく廃棄物の処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明微生物によるPCLフィルムの分解状況
を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 FERM P−13407として寄託さ
    れたシュードモナス・エスピー・2665株またはこの菌株
    が体外に分泌する酵素を用いて、ポリカプロラクトンを
    含む廃棄物を分解処理することを特徴とする、ポリカプ
    ロラクトンを含む廃棄物の分解処理方法。
  2. 【請求項2】 シュードモナス属に属する細菌菌株であ
    って、ポリカプロラクトンを資化分解する能力を有す
    る、FERM P−13407として寄託されたシュー
    ドモナス・エスピー・2665株。
JP5113070A 1993-05-14 1993-05-14 新規微生物及びそれを用いた廃棄物の分解処理方法 Withdrawn JPH06319532A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006008780A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Mitsubishi Chemicals Corp ポリエステル系樹脂の分解処理方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006008780A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Mitsubishi Chemicals Corp ポリエステル系樹脂の分解処理方法

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