JPH09252791A - Polybutylene succinate-based resin decomposing bacterium, biological decomposition of polybutylene succinate-based resin and production of 4-hydroxy-n-butyric acid - Google Patents

Polybutylene succinate-based resin decomposing bacterium, biological decomposition of polybutylene succinate-based resin and production of 4-hydroxy-n-butyric acid

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JPH09252791A
JPH09252791A JP9053096A JP9053096A JPH09252791A JP H09252791 A JPH09252791 A JP H09252791A JP 9053096 A JP9053096 A JP 9053096A JP 9053096 A JP9053096 A JP 9053096A JP H09252791 A JPH09252791 A JP H09252791A
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JP
Japan
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polybutylene succinate
based resin
hydroxy
butyric acid
resin
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JP9053096A
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Japanese (ja)
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Yutaka Tokiwa
豊 常盤
Hideo Tanaka
秀夫 田中
Puranamuda Harudanin
プラナムダ ハルダニン
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Showa Denko KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide both a method for biologically and directly decomposing a polybutylene succinate-based resin and a plastic containing the resin and a method for biologically producing 4-hydroxy-butyric acid from a polybutylene succinate-based resin and to obtain a bacterium useful for these methods. SOLUTION: This Amycolatopsis mediterranei HT-6 (FERM P-15,023) is capable of decomposing a polybutylene succinate-based resin. An actinomycetes is brought into contact with a polybutylene succinate-based resin to decompose the resin. The actinomycetes is brought into contact with the polybutylene succinate-based resin to produce 4-hydroxy-n-butyric acid.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリブチレンサク
シネート系樹脂を分解する微生物、ポリブチレンサクシ
ネート系樹脂の生物学的分解方法、およびポリブチレン
サクシネート系樹脂を原料とする4−ヒドロキシ−n−
酪酸の微生物学的生産方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a microorganism that decomposes a polybutylene succinate resin, a method for biologically degrading a polybutylene succinate resin, and a 4-hydroxy-based resin containing the polybutylene succinate resin as a raw material. n-
It relates to a microbiological production method of butyric acid.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、プラスチック廃棄物の処理が問題
になっている。廃棄物の処理方法としては、従来、主に
焼却や埋め立てが実施されているが、焼却は地球温暖化
を促進し、埋め立ては埋立地の減少等の問題を抱えてい
る。そこでかかるプラスチック廃棄物処理の問題を解決
する手段として、近年生物学的処理法が注目され、微生
物の作用により分解されるいわゆる生分解性プラスチッ
クの開発が進められている。ポリブチレンサクシネート
系樹脂は、自然環境下で分解が困難である汎用プラスチ
ックに代わる生分解性プラスチックの素材として注目さ
れており、次世代のプラスチックとして種々の用途開発
が進められているが、使用量の増加に伴い近い将来現在
使用されているプラスチックと同様に廃棄物処理問題が
クローズアップされることが十分予想される。
2. Description of the Related Art Recently, the treatment of plastic waste has become a problem. As a method of treating waste, incineration and landfill have been mainly performed so far, but incineration promotes global warming, and landfill has problems such as reduction of landfill sites. Therefore, as a means for solving the problem of such plastic waste treatment, a biological treatment method has recently attracted attention, and so-called biodegradable plastics that are decomposed by the action of microorganisms have been developed. Polybutylene succinate-based resins are drawing attention as a material for biodegradable plastics that replace general-purpose plastics that are difficult to decompose in natural environments, and are being developed for various uses as next-generation plastics. It is fully expected that with the increase in the amount, the problem of waste treatment will be highlighted as well as the plastics currently used in the near future.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ポリブチレンサクシネ
ート系樹脂は、一般に高融点のためにエステル分解酵素
によっては分解されにくいことが知られている。また、
これまでポリブチレンサクシネー卜系樹脂およびその廃
棄物を直接生物学的に分解処理する技術は皆無であつ
た。また、ポリブチレンサクシネート系樹脂を回収し再
利用する技術も知られていない。
It is known that polybutylene succinate resins are generally not easily decomposed by ester degrading enzymes because of their high melting points. Also,
Until now, there has been no technique for directly biologically degrading polybutylene succine resin and its waste. Further, there is no known technique for recovering and reusing the polybutylene succinate resin.

【0004】そこで、本発明の課題は、ポリブチレンサ
クシネート系樹脂およびそれらを含むプラスチックを生
物学的に直接分解処理する方法、ポリブチレンサクシネ
ート系樹脂から4−ヒドロキシ−n−酪酸を生物学的に
生産する方法及びそれらの方法に有用な微生物を提供す
ることにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for biologically directly decomposing polybutylene succinate resins and plastics containing them, and to obtain 4-hydroxy-n-butyric acid from polybutylene succinate resins. To provide a method for producing the same and microorganisms useful for those methods.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段および作用】本発明者ら
は、前記課題を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、ポ
リブチレンサクシネート系樹脂を分解する活性を有する
放線菌を見いだし、本発明を完成するに至った。
Means and Actions for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found actinomycetes having an activity of degrading polybutylene succinate resin, and It came to completion.

【0006】すなわち、本発明によれば、 1)ポリブチレンサクシネート系樹脂分解能を有するア
ミコラトプシス・メディテラーネイ(Amycolatopsis me
diterranei)HT−6(FERM P-15023)、 2)ポリブチレンサクシネート系樹脂に放線菌を接触さ
せ、分解することを特徴とするポリブチレンサクシネー
ト系樹脂の分解方法、 3)放線菌がアミコラトプシス(Amycolatopsis)属に
属する菌である前記2記載のポリブチレンサクシネート
系樹脂の分解方法、 4)放線菌がアミコラトプシス・メディテラーネイ(Am
ycolatopsis mediterranei)である前記2記載のポリブ
チレンサクシネート系樹脂の分解方法、 5)放線菌がアミコラトプシス・メディテラーネイ(Am
ycolatopsis mediterranei)HT−6(FERM P-15023)
である前記2記載のポリブチレンサクシネート系樹脂の
分解方法、 6)ポリブチレンサクシネート系樹脂に放線菌を接触さ
せることを特徴とする4−ヒドロキシ−n−酪酸の生産
方法、 7)放線菌がアミコラトプシス(Amycolatopsis)属に
属する菌である前記6記載の4−ヒドロキシ−n−酪酸
の生産方法、 8)放線菌がアミコラトプシス・メディテラーネイ(Am
ycolatopsis mediterranei)である前記6記載の4−ヒ
ドロキシ−n−酪酸の生産方法。および 9)放線菌がアミコラトプシス・メディテラーネイ(Am
ycolatopsis mediterranei)HT−6(FERM P-15023)
である前記6記載の4−ヒドロキシ−n−酪酸の生産方
法が提供される。
That is, according to the present invention: 1) Amycolatopsis mediteranei ( Amycolatopsis me ) having a polybutylene succinate resin decomposing ability
diterranei ) HT-6 (FERM P-15023), 2) Polybutylene succinate-based resin is contacted with actinomycetes and decomposed. Topushisu (Amycolatopsis) method degradation of polybutylene succinate-based resin of the 2, wherein the bacteria belonging to the genus, 4) actinomycetes Amycolatopsis media Teller Nei (Am
ycolatopsis mediterranei ) The method for degrading the polybutylene succinate-based resin according to 2 above, 5) The actinomycete is Amycolatopsis mediterranei ( Am
ycolatopsis mediterranei ) HT-6 (FERM P-15023)
The method for decomposing a polybutylene succinate resin according to the above item 2, wherein 6) a method for producing 4-hydroxy-n-butyric acid, which comprises contacting the polybutylene succinate resin with an actinomycete, 7) an actinomycete Is a bacterium belonging to the genus Amycolatopsis (8), and the method for producing 4-hydroxy-n-butyric acid according to the above 6, 8) The actinomycetes is Amycolatopsis mediterranei ( Am
ycolatopsis mediterranei ) and the method for producing 4-hydroxy-n-butyric acid as described in 6 above. And 9) the actinomycete is Amycolatopsis mediterranei ( Am
ycolatopsis mediterranei ) HT-6 (FERM P-15023)
The method for producing 4-hydroxy-n-butyric acid according to 6 above is provided.

【0007】ポリブチレンサクシネート系樹脂は、脂肪
族グリコールと脂肪族ジカルボン酸からなる脂肪族ポリ
エステル樹脂であり、脂肪族グリコール部分が1,4−
ブタンジオール、脂肪族ジカルボン酸部分がコハク酸で
あるポリブチレンサクシネートホモポリマーの他、ポリ
ブチレンサクシネートホモポリマーの1,4−ブタンジ
オール部分の一部をエチレングリコール等の他の脂肪族
グリコールに置き換え、コハク酸部分の一部をアジピン
酸等の他の脂肪族ジカルボン酸に置き換えた共重合体が
ポリブチレンサクシネート系樹脂に含まれる。また、そ
れらの樹脂をジイソシアネート等により鎖長延長したも
のもポリブチレンサクシネート系樹脂に含まれる。ま
た、実際に用いる形態としては、純品であっても他の樹
脂とのブレンド体であってもよい。また、可塑剤、顔
料、澱粉やセルロース等の有機物フィラー、またはタル
ク等の無機物フィラーを含有したものであってもよい。
The polybutylene succinate resin is an aliphatic polyester resin composed of an aliphatic glycol and an aliphatic dicarboxylic acid, and the aliphatic glycol moiety is 1,4-
Butanediol, other than polybutylene succinate homopolymer in which the aliphatic dicarboxylic acid moiety is succinic acid, part of the 1,4-butanediol moiety in polybutylene succinate homopolymer can be converted to other aliphatic glycol such as ethylene glycol. The polybutylene succinate-based resin includes a copolymer in which a part of the succinic acid moiety is replaced with another aliphatic dicarboxylic acid such as adipic acid. Further, those obtained by extending the chain length of these resins with diisocyanate or the like are also included in the polybutylene succinate resin. In addition, the form to be actually used may be a pure product or a blend with another resin. Further, it may contain a plasticizer, a pigment, an organic filler such as starch or cellulose, or an inorganic filler such as talc.

【0008】本発明はポリブチレンサクシネート系樹脂
に、好気条件下で放線菌を接触させてポリブチレンサク
シネート系樹脂を分解処理することを可能にしたもので
あり、かつポリマー原料等として有用な4−ヒドロキシ
−n−酪酸の回収を可能としたものである。本発明に使
用される微生物の例としてアミコラトプシス・メディテ
ラーネイ(Amycolatopsis mediterranei)HT−6(FE
RM P-15023)が挙げられる。以下この微生物について説
明する。
The present invention makes it possible to decompose polybutylene succinate resin by contacting it with actinomycetes under aerobic conditions and is useful as a polymer raw material or the like. It is possible to recover 4-hydroxy-n-butyric acid. As an example of the microorganism used in the present invention, Amycolatopsis mediterranei HT-6 (FE
RM P-15023). The microorganism will be described below.

【0009】本発明者らは茨城県つくば市の土壌、河川
および湖沼水を採取し、以下に詳述する操作を経てこれ
らのサンプルよりポリブチレンサクシネート系樹脂を分
解する好気性微生物を分離獲得した。
The present inventors collected soil, river and lake water from Tsukuba City, Ibaraki Prefecture, and separated and obtained aerobic microorganisms that decompose polybutylene succinate resin from these samples through the operations described in detail below. did.

【0010】表1に示す基本培地1リットル(pH7)
に1000mgのポリブチレンサクシネー卜系樹脂を乳化さ
せ、 1.5%の寒天を含む寒天平板培地を調製した。各サ
ンプル1gを5mlの滅菌水に懸濁させ、103 〜10
5 倍に希釈した後 0.2mlを分取し上記方法により調製
した寒天平板培地に塗布し、30℃の孵卵器中で培養し
た。培地上に生育したコロニーのなかでコロニーの周囲
に透明域を形成したものをポリブチレンサクシネート系
樹脂の分解菌とし、白金耳でコロニーを釣り上げること
により分解菌の単離操作を行った。
1 liter of basic medium shown in Table 1 (pH 7)
1000 mg of polybutylene succine-based resin was emulsified in to prepare an agar plate medium containing 1.5% agar. 1 g of each sample was suspended in 5 ml of sterilized water, and 10 3 to 10 3
After diluting 5 times, 0.2 ml was taken out, applied on the agar plate medium prepared by the above method, and cultured in an incubator at 30 ° C. Among the colonies grown on the medium, those having a transparent region around the colonies were used as the degrading bacteria of the polybutylene succinate resin, and the degrading bacteria were isolated by catching the colonies with a platinum loop.

【0011】[0011]

【表1】 基本培地組成表(蒸留水1リットル中) 成 分 配合量 Νa2 MoO4 ・2H2 O 0.5mg Na2 WΟ4 ・2H2 O 0.5mg MnSO4 0.5mg FeSO4 ・7Η2 O 10mg NaCl 10mg CaCl2 ・2Η2 O 20mg (NΗ4 2 SO4 1000mg MgSΟ4 ・7Η2 O 200mg K2 HPO4 1600mg KH2 PO4 200mg 界面活性剤 100mg 酵母エキス 100mg TABLE 1 Basic medium composition table (distilled water 1 liter) Ingredient amount Νa 2 MoO 4 · 2H 2 O 0.5mg Na 2 WΟ 4 · 2H 2 O 0.5mg MnSO 4 0.5mg FeSO 4 · 7Η 2 O 10mg NaCl 10 mg CaCl 2 .2Η 2 O 20 mg (N 4 ) 2 SO 4 1000 mg MgS Ο 4 .7 Η 2 O 200 mg K 2 HPO 4 1600 mg KH 2 PO 4 200 mg Surfactant 100 mg Yeast extract 100 mg

【0012】43個のサンプル中から培地上に生育した
コロニーの周囲に透明域を確認したサンプルが数個あっ
た。そのコロニーを白金耳で釣り上げ、同様の培地を用
いて純粋分離し、ポリブチレンサクシネート系樹脂分解
能の強い菌株(FERM P-15023)を得ることが出来た。
Among the 43 samples, there were several samples in which clear areas were confirmed around the colonies grown on the medium. The colony was picked up with a platinum loop and purely separated using the same medium to obtain a strain (FERM P-15023) having a high polybutylene succinate resin decomposing ability.

【0013】分離菌株をYM寒天培地に接種しコロニー
を形成させ、得られた菌体の性状について顕微鏡で観察
し、また生化学的性質を調べた。結果を以下の表2に示
す。
The isolated strain was inoculated on a YM agar medium to form a colony, and the properties of the obtained bacterial cell were observed with a microscope and the biochemical properties were examined. The results are shown in Table 2 below.

【0014】[0014]

【表2】 コロニーの形態: 球状、クリーム、白気菌糸 グラム染色性: + 胞子形成能: − 移動性: − 気菌糸: + 細胞壁組成: メソDAP + ミコール酸 − カタラーゼ生産: + オキシダーゼ生産: + OFテスト: −(酸化型) 酸の生成: グルコース + マルトース + セロビオース + ラフィノース + ラムノース − フルクトース + キシロース + 白糖 + イヌリン + アドニトール − イノシトール − マンニトール + アジ化ナトリウム0.01%存在下の生育: − 塩化ナトリウム7%存在下の生育: − フェノール 0.1%存在下の生育: − リファンピシン存在下の生育: + ネオマイシン存在下の生育: + アルブチン存在下の生育: − キサンチン存在下の生育: − アラントイン存在下の生育: − [Table 2]  Colony morphology: Spherical, cream, white aerial hypha Gram stainability: + Sporulation ability: -Mobility: -Aerial mycelium: + Cell wall composition: MesoDAP + mycolic acid-Catalase production: + OF test: + OF test:- (Oxidized form) Acid production: Glucose + Maltose + Cellobiose + Raffinose + Rhamnose-Fructose + Xylose + Sucrose + Inulin + Adonitol-Inositol-Mannitol + Sodium azide 0.01% Growth: -In the presence of sodium chloride 7% Growth: -Growth in the presence of 0.1% phenol: -Growth in the presence of rifampicin: + Growth in the presence of neomycin: + Growth in the presence of arbutin: -Growth in the presence of xanthine:-Growth in the presence of allantoin:-

【0015】表2に示す結果をBergey's Manual of Det
erminative Bacteriology 9版等を参照したところ、上
記の菌株はアミコラトプシス・メディテラーネイ(Amyc
olatopsis mediterranei)に属する菌と性状が類似して
いるが、高分子量ポリブチレンサクシネート系樹脂に対
して強い分解活性を有している点において他の公知の菌
株とは相違する。例えば、上記の菌株は高分子量ポリブ
チレンサクシネート樹脂(平均分子量5.74×104 )を
培養6日後に90%以上分解し、非常に強力なポリブチ
レンサクシネート樹脂分解能を有している。従って、本
菌株はアミコラトプシス・メディテラーネイ(Amycolat
opsis mediterranei)に属する新菌株と認め、HT−6
と命名して、工業技術院生命工学工業技術研究所に、第
15023号(FERM P-15023)として寄託されている。
The results shown in Table 2 are shown in Bergey's Manual of Det.
When referring to erminative Bacteriology 9th edition, etc., the above strains were identified as Amyctopsis mediterranei ( Amyc
olatopsis mediterranei ) is similar in properties to the bacteria belonging to olatopsis mediterranei ), but differs from other known strains in that it has strong degrading activity for high molecular weight polybutylene succinate resin. For example, the above-mentioned strain decomposes a high molecular weight polybutylene succinate resin (average molecular weight 5.74 × 10 4 ) by 90% or more after 6 days of culturing, and has a very strong polybutylene succinate resin decomposing ability. Therefore, this strain is Amycolatopsis mediterranei ( Amycolat
HT-6 was recognized as a new strain belonging to opsis mediterranei ).
It has been deposited with the Institute of Biotechnology and Industrial Technology, Institute of Industrial Technology as No. 15023 (FERM P-15023).

【0016】次に本発明におけるポリブチレンサクシネ
ート系樹脂の処理方法について詳しく述べる。本発明の
方法において、ポリブチレンサクシネート系樹脂を処理
するために用いられる微生物はポリブチレンサクシネー
ト系樹脂分解能を有する放線菌であり、好ましくはアミ
コラトプシス(Amycolatopsis)属に含まれる放線菌で
あり、さらに好ましくはアミコラトプシス・メディテラ
ーネイ(Amycolatopsis mediterranei)であり、さらに
好ましくはアミコラトプシス・メディテラーネイ(Amyc
olatopsis mediterranei)(FERM P-15023)株である。
さらに上記FERMP-15023株を元菌株として自然または誘
発突然変異により、上記FERM P-15023株が有するポリブ
チレンサクシネート系樹脂を分解する性質の強化された
変異株を得て、本発明に用いることが出来る。これらの
変異株を調製する方法としては、従来知られている慣用
の方法、例えば元菌株を紫外線照射あるいはN−メチル
−N′−ニトロ−N−ニトロソグアニジン(NTG)等
の薬剤による人工突然変異処理を施して、スキムミルク
等を含む寒天培地に広げ、生育してくる菌株の中からコ
ロニーのまわりに形成されるクリアゾーンが、より大き
いコロニーを選抜し、ポリブチレンサクシネート系樹脂
分解能に優れた菌株を選別する方法を用いることが出来
る。また本発明に利用できる性質を有する遺伝子を適当
な自己複製するDNAと連結し、これを用いて適当な宿
主細胞を形質転換し、遺伝子増幅効果によってポリブチ
レンサクシネート系樹脂分解能を向上させることもでき
る。ポリブチレンサクシネート系樹脂の処理にあたって
は、これらの微生物を単独で用いてもよく、またこれら
該微生物を含んだ微生物群として使用してもよい。
Next, the method for treating the polybutylene succinate resin in the present invention will be described in detail. In the method of the present invention, the microorganism used to treat the polybutylene succinate resin is an actinomycete having a polybutylene succinate resin decomposing ability, preferably an actinomycete contained in the genus Amycolatopsis. Yes , more preferably Amycolatopsis mediterranei , more preferably Amycolatopsis mediterranei.
olatopsis mediterranei ) (FERM P-15023) strain.
Further, by using the FERMP-15023 strain as the original strain by natural or induced mutation, a mutant strain having an enhanced property of degrading the polybutylene succinate resin possessed by the FERM P-15023 strain is obtained and used in the present invention. Can be done. As a method for preparing these mutant strains, a conventionally known conventional method, for example, artificial mutation by irradiating the original strain with ultraviolet rays or a drug such as N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG) is used. Treated and spread on an agar medium containing skim milk etc., the clear zone formed around the colony from the growing strains, selected larger colonies, excellent in polybutylene succinate resin decomposing ability A method of selecting a strain can be used. It is also possible to ligate a gene having the properties applicable to the present invention with an appropriate self-replicating DNA, transform an appropriate host cell using this, and improve the polybutylene succinate resin decomposing ability by the gene amplification effect. it can. In treating the polybutylene succinate-based resin, these microorganisms may be used alone, or may be used as a group of microorganisms containing these microorganisms.

【0017】上記微生物または微生物を含む微生物群
は、必要に応じて、培地中で生育培養させた培養液、培
養液より遠心分離等の方法で分離した菌体、菌体を凍結
乾燥等の方法により乾燥させて得た粉末、その粉末に各
種ビタミンやミネラルと必要な栄養源を配合した粉末、
その粉末を粒剤化したもの、あるいは打錠した錠剤等の
形でポリブチレンサクシネート系樹脂の処理に供され
る。
The above-mentioned microorganism or a group of microorganisms including the microorganism is, if necessary, a culture solution grown and cultured in a medium, cells separated from the culture solution by a method such as centrifugation, or a method such as freeze-drying the cells. Powder obtained by drying with, powder containing various vitamins and minerals and necessary nutritional sources,
The powder is made into granules, or tablets or the like are used for treatment of the polybutylene succinate resin.

【0018】本発明の方法において使用される微生物の
培養において用いられる培地は、窒素源として、例え
ば、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、炭酸アン
モニウム等が使用され、その他無機塩としてリン酸一カ
リウム、リン酸二カリウム、硫酸マグネシウム、塩化ナ
トリウム、硫酸第一鉄、モリブデン酸ナトリウム、タン
グステン酸ナトリウム、および硫酸マンガン等が使用さ
れ、有機栄養源として酵母エキス、ペプトン等の通常微
生物の培養に利用される培養源が使用される。培養時の
pΗは 4.0〜10.0であり、好ましくは 5.0〜8.0 であ
る。また、培養温度は10〜36℃であり好ましくは2
0〜35℃である。
The medium used for culturing the microorganism used in the method of the present invention uses, for example, ammonium sulfate, ammonium phosphate, ammonium carbonate as a nitrogen source, and other inorganic salts such as monopotassium phosphate and phosphoric acid. A culture source that uses dipotassium, magnesium sulfate, sodium chloride, ferrous sulfate, sodium molybdate, sodium tungstate, manganese sulfate, etc. and is used for culturing ordinary microorganisms such as yeast extract and peptone as an organic nutrient source. Is used. The pΗ during the culture is 4.0 to 10.0, preferably 5.0 to 8.0. The culture temperature is 10 to 36 ° C, preferably 2
It is 0 to 35 ° C.

【0019】本発明によるポリブチレンサクシネート系
樹脂の生物学的分解処理は、培養槽に、先に示した培
地、処理されるべきポリブチレンサクシネート系樹脂、
上記微生物またはその微生物を含む微生物群を配合した
粉末、錠剤、培養液等を添加して行なうことが望ましい
が、処理方法はこれに限定されるものではない。例え
ば、上記微生物または微生物群を排水処理等に使用され
ている活性汚泥槽に投入する方法、廃棄物のコンポスト
化(堆肥化)処理装置内に投入することによって行なっ
てもよい。なお、基本培地に対するポリブチレンサクシ
ネート系樹脂の投入量は、0.01重量%〜10重量%が望
ましい。添加する微生物量は極少量であっても構わない
が、投入量が処理時間に影響を及ぼさないためにポリブ
チレンサクシネート系樹脂に対して0.01%以上が好まし
い。本発明の方法におけるポリブチレンサクシネート系
樹脂の生物学的分解処理条件はpΗ 4.0〜10.0、温度1
0〜75℃である。
The biodegradation treatment of the polybutylene succinate resin according to the present invention is carried out by adding a culture medium, the polybutylene succinate resin to be treated,
It is desirable to add powders, tablets, culture solutions and the like containing the above microorganisms or a group of microorganisms containing the microorganisms, but the treatment method is not limited to this. For example, it may be carried out by a method of introducing the above-mentioned microorganism or microorganisms into an activated sludge tank used for wastewater treatment or the like, or by introducing it into a waste composting (composting) treatment apparatus. The amount of polybutylene succinate resin added to the basic medium is preferably 0.01% by weight to 10% by weight. The amount of microorganisms to be added may be extremely small, but is preferably 0.01% or more with respect to the polybutylene succinate resin because the amount of the added microorganisms does not affect the processing time. The conditions for the biological decomposition treatment of the polybutylene succinate-based resin in the method of the present invention are: p Η 4.0 to 10.0, temperature 1
It is 0 to 75 ° C.

【0020】次にポリブチレンサクシネート系樹脂か
ら、4−ヒドロキシ−n−酪酸を得る方法について述べ
る。4−ヒドロキシ−n−酪酸は、上記微生物あるいは
その培養液を活用し、上で述べた方法によりポリブチレ
ンサクシネート系樹脂を分解処理することにより生産さ
れる。4−ヒドロキシ−n−酪酸を生産するための生物
学的処理条件はpΗ4.0〜10.0であり、好ましくは 5.0
〜8.0 である。また、温度は10〜50℃であり、好ま
しくは20〜35℃である。
Next, a method for obtaining 4-hydroxy-n-butyric acid from a polybutylene succinate resin will be described. 4-Hydroxy-n-butyric acid is produced by utilizing the above microorganism or its culture solution and decomposing the polybutylene succinate resin by the method described above. The biological processing conditions for producing 4-hydroxy-n-butyric acid are pΗ 4.0 to 10.0, preferably 5.0.
~ 8.0. The temperature is 10 to 50 ° C, preferably 20 to 35 ° C.

【0021】なお、上記菌株がポリブチレンサクシネー
ト系樹脂を分解する生産物として得られるモノマーを回
収して、再びポリマーの合成に利用することも可能であ
る。
It is also possible to recover the monomer obtained as a product of the above-mentioned strain decomposing the polybutylene succinate resin and utilize it again in the synthesis of the polymer.

【0022】[0022]

【実施例】次に実施例を挙げて説明するが、本発明は下
記の実施例に限定されるものではない。 実施例1:平均分子量5.74×104 のポリブチレンサク
シネート(PBS)100mgを100ml基本培地に
懸濁させ、それにHT−6株(FERM P-15023菌株)を植
菌して培養した。未分解ポリブチレンサクシネートの
量、菌体量、水溶性の全有機炭素(TOC)の量、4−
ヒドロキシ−n−酪酸の量、pHなどを経時的に測定し
た。その結果を図1、図2および図3に示す。培養4日
後、ポリブチレンサクシネートは80%分解され、培養
12日目にはポリブチレンサクシネートの分解率は95
%に達した。また培養期間中1,4−ブタンジオール、
コハク酸、4−ヒドロキシ−n−酪酸が生産された。4
−ヒドロキシ−n−酪酸の生成量は培養4日後で17m
gであった。
EXAMPLES Next, examples will be described, but the present invention is not limited to the following examples. Example 1 100 mg of polybutylene succinate (PBS) having an average molecular weight of 5.74 × 10 4 was suspended in 100 ml of a basic medium, and HT-6 strain (FERM P-15023 strain) was inoculated into the suspension and cultured. Amount of undegraded polybutylene succinate, amount of cells, amount of water-soluble total organic carbon (TOC), 4-
The amount of hydroxy-n-butyric acid, pH, etc. were measured over time. The results are shown in FIGS. 1, 2 and 3. After 4 days of culture, polybutylene succinate was decomposed by 80%, and on the 12th day of culture, the decomposition rate of polybutylene succinate was 95%.
% Has been reached. During the culture period, 1,4-butanediol,
Succinic acid, 4-hydroxy-n-butyric acid was produced. Four
The amount of hydroxy-n-butyric acid produced was 17 m after 4 days of culture.
g.

【0023】実施例2:ポリブチレンサクシネートをヒ
ートプレス法で処理しフィルム(厚さ30〜40μm)
を作成し、それを基質として用いHT−6株(FERM P-1
5023菌株)を培養した。培養前および培養後のフィルム
の表面を電子顕微鏡で観察した。その結果を図4(a)
〜4(d)に示す。培養2日目では、フィルムの表面に
小さな亀裂が見られ(4(b))、培養4日目では亀裂
が大きくなり、それによってフィルムの崩壊がもたらさ
れた(4(c))。培養6日目ではフィルム断片の表面
に直径16〜20μmの半球状の穴が形成され分解が進
行していることが確認された(4(d))。
Example 2 Polybutylene succinate was treated by a heat press method to form a film (thickness: 30 to 40 μm).
HT-6 strain (FERM P-1
5023 strain) was cultured. The surface of the film before and after the culture was observed with an electron microscope. The result is shown in FIG.
~ 4 (d). On day 2 of culture, small cracks were seen on the surface of the film (4 (b)), and on day 4 of culture the cracks were larger, which led to the collapse of the film (4 (c)). On the 6th day of culture, it was confirmed that a hemispherical hole having a diameter of 16 to 20 μm was formed on the surface of the film fragment and the decomposition proceeded (4 (d)).

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明による微生物学的ポリブチレンサ
クシネート系樹脂の分解方法は、既存の焼却法のような
排ガスを生じず、埋立処理する場合の様な処分地問題も
生じない効率的な技術であり、ポリブチレンサクシネー
ト系樹脂廃棄物処理上で極めて価値の高い方法である。
コンポスト化施設で本発明の処理方法を用いることによ
り、ポリブチレンサクシネート系樹脂を有機酸等の有用
物質や堆肥に転換することも可能である。また、本発明
により生産される4−ヒドロキシ−n−酪酸は再びポリ
マーの合成に利用できる。
The method for degrading a microbiological polybutylene succinate resin according to the present invention does not generate an exhaust gas as in the existing incineration method and does not cause a disposal site problem such as a case of landfill treatment. It is a technology and an extremely valuable method for treating polybutylene succinate resin waste.
By using the treatment method of the present invention in a composting facility, it is possible to convert the polybutylene succinate resin into a useful substance such as an organic acid or compost. Also, 4-hydroxy-n-butyric acid produced according to the present invention can be used again for polymer synthesis.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明によるポリブチレンサクシネート(P
BS)分解法の実施例における、菌体重量および回収P
BS量の経日変化を示すグラフである。
FIG. 1 shows polybutylene succinate (P
(BS) Degradation Method Example, Cell Weight and Recovered P
It is a graph which shows the daily change of the amount of BS.

【図2】 同じく水溶性の全有機炭素(TOC)、1,
4−ブタンジオール、コハク酸および4−ヒドロキシ−
n−酪酸量の経日変化を示すグラフである。
FIG. 2 is a water-soluble total organic carbon (TOC), 1,
4-butanediol, succinic acid and 4-hydroxy-
It is a graph which shows the daily change of the amount of n-butyric acid.

【図3】 同じくpHの経日変化を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the change of pH with time.

【図4】 図4aは本発明の方法による処理前のポリブ
チレンサクシネートフィルムの電子顕微鏡写真である。
FIG. 4a is an electron micrograph of a polybutylene succinate film before treatment according to the method of the present invention.

【図5】 図4bは本発明の方法による処理後2日目の
ポリブチレンサクシネートフィルムの電子顕微鏡写真で
ある。
FIG. 4b is an electron micrograph of a polybutylene succinate film 2 days after treatment by the method of the present invention.

【図6】 図4cは本発明の方法による処理後4日目の
ポリブチレンサクシネートフィルムの電子顕微鏡写真で
ある。
FIG. 4c is an electron micrograph of a polybutylene succinate film 4 days after treatment by the method of the present invention.

【図7】 図4dは本発明の方法による処理後6日目の
ポリブチレンサクシネートフィルムの電子顕微鏡写真で
ある。
FIG. 4d is an electron micrograph of a polybutylene succinate film 6 days after treatment by the method of the present invention.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年10月1日[Submission date] October 1, 1996

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0023[Correction target item name] 0023

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0023】実施例2:ポリブチレンサクシネートをヒ
ートプレス法で処理しフィルム(厚さ30〜40μm)
を作成し、それを基質として用いHT−6株(FERM
P−15023菌株)を培養した。培養前および培養
後のフィルムの表面を電子顕微鏡で観察した。その結果
を図4〜図7に示す。培養2日目では、フィルムの表面
に小さな亀裂が見られ(図5)、培養4日目では亀裂が
大きくなり、それによってフィルムの崩壊がもたらされ
た(図6)。培養6日目ではフィルム断片の表面に直径
16〜20μmの半球状の穴が形成され分解が進行して
いることが確認された(図7)。 ─────────────────────────────────────────────────────
Example 2 Polybutylene succinate was treated by a heat press method to form a film (thickness: 30 to 40 μm).
And using it as a substrate, the HT-6 strain (FERM
P-15023 strain) was cultured. The surface of the film before and after the culture was observed with an electron microscope. as a result
Is shown in FIGS . On day 2 of culture, small cracks were seen on the surface of the film ( Fig. 5 ), and on day 4 of culture the cracks were larger, which led to the collapse of the film ( Fig. 6 ). On the 6th day of culture, it was confirmed that hemispherical holes having a diameter of 16 to 20 μm were formed on the surface of the film fragment and the decomposition proceeded ( FIG. 7 ). ─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年10月1日[Submission date] October 1, 1996

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Correction target item name] Brief description of drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明によるポリブチレンサクシネート(P
BS)分解法の実施例における、菌体重量および回収P
BS量の経日変化を示すグラフである。
FIG. 1 shows polybutylene succinate (P
(BS) Degradation Method Example, Cell Weight and Recovered P
It is a graph which shows the daily change of the amount of BS.

【図2】 同じく水溶性の全有機炭素(TOC)、1,
4−ブタンジオール、コハク酸および4−ヒドロキシ−
n−酪酸量の経日変化を示すグラフである。
FIG. 2 is a water-soluble total organic carbon (TOC), 1,
4-butanediol, succinic acid and 4-hydroxy-
It is a graph which shows the daily change of the amount of n-butyric acid.

【図3】 同じくpHの経日変化を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the change of pH with time.

【図4】 本発明の方法による処理前のポリブチレンサ
クシネートフィルムの電子顕微鏡写真である。
FIG. 4 is an electron micrograph of a polybutylene succinate film before treatment by the method of the present invention.

【図5】 本発明の方法による処理後2日目のポリブチ
レンサクシネートフィルムの電子顕微鏡写真である。
FIG. 5 is an electron micrograph of a polybutylene succinate film 2 days after treatment by the method of the present invention.

【図6】 本発明の方法による処理後4日目のポリブチ
レンサクシネートフィルムの電子顕微鏡写真である。
FIG. 6 is an electron micrograph of a polybutylene succinate film 4 days after treatment by the method of the present invention.

【図7】 本発明の方法による処理後6日目のポリブチ
レンサクシネートフィルムの電子顕微鏡写真である。
FIG. 7 is an electron micrograph of a polybutylene succinate film 6 days after treatment by the method of the present invention.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図4[Correction target item name] Fig. 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図4】 FIG. 4

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図5[Correction target item name] Fig. 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図5】 [Figure 5]

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図6[Correction target item name] Fig. 6

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図6】 FIG. 6

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図7[Name of item to be corrected] Figure 7

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図7】 FIG. 7

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:01) (C12N 1/20 C12R 1:01) (72)発明者 田中 秀夫 茨城県つくば市天王台1丁目1番1号 筑 波大学応用生物化学系内 (72)発明者 ハルダニン プラナムダ 茨城県つくば市天王台1丁目1番1号 筑 波大学応用生物化学系内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical display location C12R 1:01) (C12N 1/20 C12R 1:01) (72) Inventor Hideo Tanaka Tsukuba, Ibaraki Prefecture 1-1-1, Tennodai, Ichi, University of Applied Biochemistry, University of Tsukuba (72) Inventor Haldanin Pranamda 1-1-1, Tennodai, Tsukuba, Ibaraki Prefecture, Department of Applied Biochemistry, University of Tsukuba

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリブチレンサクシネート系樹脂分解能
を有するアミコラトプシス・メディテラーネイ(Amycol
atopsis mediterranei)HT−6(FERM P-15023)。
1. A poly-butylene succinate-based resin capable of degrading Amycolatopsis mediterranei ( Amycol)
atopsis mediterranei ) HT-6 (FERM P-15023).
【請求項2】 ポリブチレンサクシネート系樹脂に放線
菌を接触させ、分解することを特徴とするポリブチレン
サクシネート系樹脂の分解方法。
2. A method for decomposing a polybutylene succinate resin, which comprises contacting an actinomycete with the polybutylene succinate resin and decomposing it.
【請求項3】 放線菌がアミコラトプシス(Amycolatop
sis)属に属する菌である請求項2記載のポリブチレン
サクシネート系樹脂の分解方法。
3. The actinomycete is Amycolatopsis ( Amycolatop).
The method for degrading a polybutylene succinate resin according to claim 2, which is a bacterium belonging to the genus sis ).
【請求項4】 放線菌がアミコラトプシス・メディテラ
ーネイ(Amycolatopsis mediterranei)である請求項2
記載のポリブチレンサクシネート系樹脂の分解方法。
4. The actinomycete is Amycolatopsis mediterranei.
A method for decomposing a polybutylene succinate-based resin as described.
【請求項5】 放線菌がアミコラトプシス・メディテラ
ーネイ(Amycolatopsis mediterranei)HT−6(FERM
P-15023)である請求項2記載のポリブチレンサクシネ
ート系樹脂の分解方法。
5. The actinomycete is Amycolatopsis mediterranei ( Amycolatopsis mediterranei ) HT-6 (FERM
P-15023), The method for decomposing a polybutylene succinate resin according to claim 2.
【請求項6】 ポリブチレンサクシネート系樹脂に放線
菌を接触させることを特徴とする4−ヒドロキシ−n−
酪酸の生産方法。
6. A 4-hydroxy-n-characterized by contacting actinomycetes with a polybutylene succinate resin.
Butyric acid production method.
【請求項7】 放線菌がアミコラトプシス(Amycolatop
sis)属に属する菌である請求項6記載の4−ヒドロキ
シ−n−酪酸の生産方法。
7. The actinomycete is Amycolatopsis ( Amycolatop).
The method for producing 4-hydroxy-n-butyric acid according to claim 6, which is a bacterium belonging to the genus sis ).
【請求項8】 放線菌がアミコラトプシス・メディテラ
ーネイ(Amycolatopsis mediterranei)である請求項6
記載の4−ヒドロキシ−n−酪酸の生産方法。
8. The actinomycete is Amycolatopsis mediterranei ( Amycolatopsis mediterranei ).
The method for producing 4-hydroxy-n-butyric acid described.
【請求項9】 放線菌がアミコラトプシス・メディテラ
ーネイ(Amycolatopsis mediterranei)HT−6(FERM
P-15023)である請求項6記載の4−ヒドロキシ−n−
酪酸の生産方法。
9. The actinomycete is Amycolatopsis mediterranei ( Amycolatopsis mediterranei ) HT-6 (FERM
P-15023), which is 4-hydroxy-n-.
Butyric acid production method.
JP9053096A 1996-03-19 1996-03-19 Polybutylene succinate-based resin decomposing bacterium, biological decomposition of polybutylene succinate-based resin and production of 4-hydroxy-n-butyric acid Pending JPH09252791A (en)

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