JPH11155562A - Microorganism having low-density polyethylene decomposing ability - Google Patents

Microorganism having low-density polyethylene decomposing ability

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JPH11155562A
JPH11155562A JP9328068A JP32806897A JPH11155562A JP H11155562 A JPH11155562 A JP H11155562A JP 9328068 A JP9328068 A JP 9328068A JP 32806897 A JP32806897 A JP 32806897A JP H11155562 A JPH11155562 A JP H11155562A
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JP
Japan
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ldpe
bacillus
microorganism
density polyethylene
low
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Application number
JP9328068A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshito Otake
義人 大武
Koichi Shiragami
浩一 白神
Hitoshi Asabe
仁志 浅部
Fumio Koyama
文夫 小山
Hidenori Makino
英典 牧野
Hiroshi Omura
浩 大村
Fumiko Nagai
冨美子 長井
Nobunao Murakami
信直 村上
Akira Hirose
朗 廣瀬
Kiyoaki Okuda
清明 奥田
Shinji Takagawa
慎司 高川
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Itochu Corp
Hagiwara Industries Inc
Yakult Honsha Co Ltd
Takenaka Komuten Co Ltd
Original Assignee
Itochu Corp
Hagiwara Industries Inc
Yakult Honsha Co Ltd
Takenaka Komuten Co Ltd
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Publication date
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To decompose a low-density polyethylene(LDPE) as a scarcely decomposable polymer in a short period of several months, by treating the low density polyethylene with a bacterium belonging to the genus Bacillus, capable of specifically decomposing the low-density polyethylene(LDPE). SOLUTION: A LDPE waste buried in soil or a LDPE waste, etc., in a solution containing a nitrogen source or an inorganic salt necessary for growing a decomposing bacterium is treated with a bacterium belonging to the genus Bacillus, capable of specifically decomposing the low-density polyethylene(LDPE), preferably Bacillus circulans No. 14 strain (FERM P-16,400), Bacillus brevis No. 19 strain (FERM P-16,401) or Bacillus sphaericus No. 20 strain (FERM P-16,402).

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、難分解性のポリマ
ーである低密度ポリエチレン(以下「LDPE」とい
う)を分解する能力を有する微生物に関するものであ
る。
The present invention relates to a microorganism having the ability to degrade low-density polyethylene (hereinafter referred to as "LDPE"), which is a hardly decomposable polymer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、プラスチック廃棄物がごみ焼却や
環境に与える問題が深刻化するにつれて、その処理が問
題となっている。中でもポリエチレン等の難分解性ポリ
マーは自然界に放置された場合微生物による分解を受け
ないとされている。
2. Description of the Related Art In recent years, as the problem of plastic waste incineration of refuse and the environment has become more serious, its disposal has become a problem. In particular, it is said that hardly degradable polymers such as polyethylene are not decomposed by microorganisms when left in nature.

【0003】ポリエチレンは年間200万トンもの量が
消費されており、これらが全て廃棄物処理システムに乗
っているわけではない。例えば農業用LDPEフィルム
は回収される場合よりも野山に放置されることの方が多
い。これらの廃棄物は太陽光や雨、温度等の影響を受
け、劣化、分解するものの、その進行は極めて遅いもの
である。例えば、LDPEが完全に分解されるまでに
は、約300年という長期間を要する。
[0003] Polyethylene is consumed by as much as 2 million tons per year, and not all of them are in waste disposal systems. For example, agricultural LDPE films are more often left in the wild than when they are collected. These wastes are affected by sunlight, rain, temperature and the like, and are degraded and decomposed, but progress very slowly. For example, it takes about 300 years for LDPE to be completely decomposed.

【0004】廃棄物処理に関し、現状ではリサイクル及
び焼却がプラスチック処理の主流となっている。また、
生分解性プラスチックの開発や微生物の生分解性を利用
して生物学的に分解を行う試みもなされている。しかし
ながら、焼却を行うと環境汚染等の問題が発生し、リサ
イクルや焼却だけでは全ての廃棄物を回収、処理しきれ
ないのが現状である。また、産業廃棄物処理場も満杯の
状態であり、新たな処理場の確保も困難な状況である。
一方、生分解性プラスチックによる代替の例としては、
生分解性の高いLDPE、例えば、澱粉を添加したLD
PE(エコスターTM, Ecostar International)が市販
されている。また、本発明者らは、酸化オイルや有機酸
金属塩の添加、UV照射等によりLDPEの生分解性が
高まることを突き止めている(日化,1996, No.10, p85
3〜860)。しかしながら、これらの生分解性プラスチッ
クの分解速度も十分とはいえず、より合理的且つ安定に
処理を行えるシステム等の開発が望まれている。
[0004] Regarding waste treatment, at present, recycling and incineration are the mainstream of plastic treatment. Also,
Attempts have also been made to develop biodegradable plastics and to degrade biologically using the biodegradability of microorganisms. However, when incinerated, problems such as environmental pollution occur, and at present, it is not possible to collect and treat all waste by recycling or incineration alone. Also, the industrial waste treatment plant is full and it is difficult to secure a new treatment plant.
On the other hand, examples of alternatives with biodegradable plastics include:
LDPE with high biodegradability, for example, LD with added starch
PE (Ecostar , Ecostar International) is commercially available. In addition, the present inventors have found that the biodegradability of LDPE is enhanced by the addition of oxidized oil or metal salts of organic acids, UV irradiation, etc. ( Nikka, 1996, No. 10, p85).
3-860 ). However, the decomposition rate of these biodegradable plastics cannot be said to be sufficient, and the development of a system and the like that can perform more rational and stable treatment is desired.

【0005】このため、生物学的処理、すなわちLDP
E等各種難分解性ポリマーを分解する微生物の単離が強
く要望されている。本発明者らは畑などで劣化したマル
チフィルムには生物劣化特有の白色化が生じるととも
に、ところどころ小さな空孔が生成することを明らかに
している。また、30年以上土壌に埋没していたLDP
Eを分析、調査した結果、尿素樹脂や塩化ビニルとは異
なり、土壌中での微生物関与による分子量の低下が生じ
ることも明らかにしている。すなわち、分解部位におい
ては、細菌と推測されるコロニーの存在が確認され、顕
微鏡FT−IR分析においても生分解の特徴である主鎖
中の−C=C−結合の存在とハイドロパーオキサイド、
アルコールに由来するOH基の吸収の著しい増加が確認さ
れているのである(LDPEの生分解性 第10報,p78
〜83,1995)。このことは、土壌中にLDPE分解菌が
存在していることを示唆するものである。
Therefore, biological treatment, ie, LDP
There is a strong demand for isolation of microorganisms that degrade various hardly degradable polymers such as E. The present inventors have clarified that a multi-film deteriorated in a field or the like undergoes whitening peculiar to biological deterioration and that small holes are generated in some places. LDP that has been buried in soil for more than 30 years
As a result of analyzing and investigating E, it has been clarified that, unlike urea resin and vinyl chloride, a decrease in the molecular weight occurs due to the involvement of microorganisms in soil. That is, the presence of colonies presumed to be bacteria was confirmed at the decomposition site, and the presence of -C = C- bonds in the main chain and hydroperoxide, which are characteristic of biodegradation by microscopic FT-IR analysis,
A remarkable increase in the absorption of OH groups derived from alcohol has been confirmed. ( Biodegradability of LDPE 10th report, p78
~ 83, 1995 ). This suggests that LDPE-degrading bacteria exist in the soil.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、LDP
Eを土壌中に埋没させ、土壌中の微生物により分解させ
る方法では、分解速度を向上させる効果は非常に小さ
い。また常温常圧での温和な条件でLDPEを分解する
方法は現在までのところ知られていない。
However, LDP
In the method in which E is buried in the soil and decomposed by microorganisms in the soil, the effect of improving the decomposition rate is very small. A method for decomposing LDPE under mild conditions at normal temperature and normal pressure has not been known so far.

【0007】従って、本発明は、LDPEを特異的に分
解する能力を有する微生物を提供することを目的とす
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a microorganism having the ability to specifically degrade LDPE.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成すべく鋭意研究した結果、LDPEの分解能力を有
する微生物の単離に成功し、本発明を完成させた。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, succeeded in isolating a microorganism having the ability to degrade LDPE and completed the present invention.

【0009】すなわち本発明は、バシラス属に属し、L
DPEを特異的に分解する能力を有する微生物を提供す
るものである。
That is, the present invention belongs to the genus Bacillus,
It is intended to provide a microorganism having an ability to specifically degrade DPE.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】LDPEとは、エチレンの重合体
であるポリエチレンの一種で、ポリエチレンの中で最も
結晶性の低いものであり、他の難分解性ポリマーと比べ
て、微生物分解を含めた酸化反応が比較的進行しやすい
ものである。一般には農業用のマルチフィルム、食品容
器のコーティング用ラミネートフィルム、ポリバケツ等
に使用されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION LDPE is a kind of polyethylene which is a polymer of ethylene and has the lowest crystallinity among polyethylenes. The oxidation reaction proceeds relatively easily. In general, it is used for agricultural multi-films, laminated films for coating food containers, polybuckets, and the like.

【0011】本発明の微生物は、バシラス属に属し、L
DPEを分解する能力を有する微生物であればどのよう
なものでもよいが、バシラス・サーキュランス、バシラ
ス・ブレーブス、又はバシラス・スフェリカスであるこ
とが好ましく、バシラス・サーキュランスNo. 14株
(FERM P−16400)、バシラス・ブレーブス
No. 19株(FERM P−16401)、又はバシ
ラス・スフェリカスNo. 20(FERM P−164
02)であることがLDPE分解能力が強いため特に好
ましい。
The microorganism of the present invention belongs to the genus Bacillus,
Any microorganism can be used as long as it has the ability to degrade DPE, but it is preferably Bacillus circulans, Bacillus braves, or Bacillus sphaericus, and Bacillus circulans No. 14 strain (FERM P- 16400), Bacillus Braves No. 19 strain (FERM P-16401), or Bacillus sphaericus No. 20 (FERM P-164)
02) is particularly preferable because of its strong LDPE decomposition ability.

【0012】上記3菌株は、本発明者らが日本国内の土
壌から新たに分離した菌株であり、以下の菌学的性質を
有する。
The above three strains are strains newly isolated from the soil in Japan by the present inventors and have the following mycological properties.

【0013】[0013]

【表1】 [Table 1]

【0014】[0014]

【表2】 [Table 2]

【0015】[0015]

【表3】 [Table 3]

【0016】以上の菌学的性質に基づき、バージーズ・
マニュアル・オブ・ディタミネイティブ・バクテリオロ
ジー(Bergey's Manual of Determinative Bacteriolog
y)第8版を参照し、比較検討した結果、バシラス属菌
であることが確認されたが、LDPE分解能を有する菌
はこれまで確認されていなかったので、これら3菌株を
新規な菌株として、平成9年9月3日付けで、工業技術
院生命工学工業技術研究所に寄託した(受託番号は、そ
れぞれFERM P−16400、FERMP−164
01及びFERM P−16402である。)。
Based on the above mycological properties,
Bergey's Manual of Determinative Bacteriolog
y) Referring to the eighth edition, as a result of comparative study, it was confirmed that the strain was Bacillus sp., but no bacteria having LDPE degradability have been confirmed so far. On September 3, 1997, they were deposited with the National Institute of Bioscience and Human Technology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (accession numbers are FERM P-16400 and FERMP-164, respectively).
01 and FERM P-16402. ).

【0017】次にLDPEを分解する能力を有する微生
物の単離方法について説明する。LDPEを特異的に分
解する微生物は、土壌中での存在が示唆されており、ま
たその他の場所にも存在していると考えられる。このた
め、土壌、海洋等をサンプリングし、これを公知の方法
で選別すれば、LDPEを特異的に分解する微生物が単
離できる。特にポリエチレンの劣化が確認されている畑
やゴミ箱等からサンプリングすることが好ましい。
Next, a method for isolating a microorganism having the ability to degrade LDPE will be described. Microorganisms that specifically degrade LDPE have been suggested to be present in soil, and may also be present elsewhere. Therefore, if the soil, the ocean, and the like are sampled and selected by a known method, a microorganism that specifically degrades LDPE can be isolated. In particular, it is preferable to sample from a field or a trash can where deterioration of polyethylene has been confirmed.

【0018】培地は、LDPEを唯一の炭素源として含
有するもの(以下「LDPE培地」という)を用いる。
特に熱劣化したLDPEの冷凍破砕微粉末を用いること
が好ましい。他の窒素源、ミネラル源等は、通常用いら
れている硫酸アンモニウム、塩化ナトリウム等から適宜
選択することができる。培養の方法には集積培養、振盪
培養、静置培養等が挙げられるが、微生物の混合系から
特定の微生物を単離するには集積培養が特に好ましい。
As the medium, a medium containing LDPE as a sole carbon source (hereinafter referred to as "LDPE medium") is used.
In particular, it is preferable to use a freeze-crushed fine powder of LDPE that has been thermally degraded. Other nitrogen sources, mineral sources, and the like can be appropriately selected from commonly used ammonium sulfate, sodium chloride, and the like. Culture methods include enrichment culture, shaking culture, and stationary culture. Enrichment culture is particularly preferable for isolating a specific microorganism from a mixed system of microorganisms.

【0019】土壌等からサンプリングしたサンプルを、
LDPE培地で培養し、所定期間毎に培地を添加して有
用細菌を集積させる。培養期間に特に制限はないが、例
えば1〜6ヶ月程度が好ましい。次いで集積培養液中の
LDPEを採取し、微生物のLDPE分解活性を評価す
る。評価方法としては特に制限はないが、例えばFT−
IR分析による−C=C−結合の存在やOH基の吸収を
確認する方法、走査型電子顕微鏡による観察等が簡便で
確実性も高いため好ましい。
A sample sampled from soil or the like is
The cells are cultured in an LDPE medium, and the medium is added at predetermined intervals to accumulate useful bacteria. The culture period is not particularly limited, but is preferably, for example, about 1 to 6 months. Next, LDPE in the enriched culture solution is collected, and the LDPE degrading activity of the microorganism is evaluated. Although there is no particular limitation on the evaluation method, for example, FT-
A method of confirming the presence of a -C = C- bond and absorption of an OH group by IR analysis, observation by a scanning electron microscope, and the like are preferable because they are simple and highly reliable.

【0020】上記LDPE分解能力を有するサンプルを
適宜希釈し、LDPE寒天培地(LDPE培地に寒天を
添加した培地)等に塗末し、コロニーを形成させる。さ
らにコロニーから釣菌して培養する操作を適宜繰り返
し、単離を行う。これらのLDPE分解活性を評価し
て、分解能力を有するコロニー(菌体)を選別する(一
次選別)。
The above-mentioned sample having the ability to degrade LDPE is appropriately diluted and applied to an LDPE agar medium (a medium obtained by adding agar to an LDPE medium) to form a colony. Further, the operation of culturing by culling from the colony is repeated as appropriate to perform isolation. These LDPE degrading activities are evaluated, and colonies (cells) having a degrading ability are selected (primary sorting).

【0021】かかる一次選別された菌株から、さらにL
DPE資化能の高い菌株を選別する(二次選別)。すな
わち上記菌体を対数増殖期まで増殖させ、集菌した大量
の菌体をLDPE培地中に植菌する等の方法で培養した
後、これらのLDPE資化能を確認することにより、L
DPE分解能力を有する菌株を得ることができる。
From the primary selected strain, L
A strain having a high DPE utilization ability is selected (secondary selection). That is, the above cells are grown to a logarithmic growth phase, and a large amount of the collected cells is cultured by a method such as inoculation into an LDPE medium, and then the LDPE assimilation ability is confirmed.
A strain having DPE-degrading ability can be obtained.

【0022】LDPE分解能を有する菌株を単独もしく
は組み合わせて用いれば、LDPEを安全かつ安価に分
解することが可能になる。分解方法としては、例えばL
DPE廃棄物を土壌に埋没させ、分解菌を作用させる方
法、分解菌の生育に必要な窒素源や無機塩類を適宜添加
した溶液中にLDPEの廃棄物を炭素源として含有さ
せ、分解菌を作用させる方法等が挙げられる。このよう
な方法により、自然界においては300年程度かかって
いたLDPEの分解を3ケ月程度の短期間で行うことが
できる。
The use of strains having LDPE resolution alone or in combination makes it possible to decompose LDPE safely and at low cost. As a decomposition method, for example, L
A method of burying DPE waste in soil to cause degrading bacteria to act, a method in which LDPE waste is contained as a carbon source in a solution to which nitrogen sources and inorganic salts necessary for the growth of degrading bacteria are appropriately added to act on the degrading bacteria And the like. By such a method, the decomposition of LDPE, which took about 300 years in nature, can be performed in a short period of about 3 months.

【0023】次に実施例を示して本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0024】試験例1 LDPE分解能を有する微生物の探索 表4に示す分離源より得られたサンプルを、表5に示す
LDPE培地にて以下の方法により集積培養した。なお
表5中の微粉末LDPEとは、70℃で3日間熱劣化さ
せたLDPEの冷凍破砕微粉末である。
Test Example 1 Searching for Microorganisms Having LDPE Degradability Samples obtained from the separation sources shown in Table 4 were accumulated and cultured in the LDPE medium shown in Table 5 by the following method. Note that the fine powder LDPE in Table 5 is a freeze-crushed fine powder of LDPE that has been thermally degraded at 70 ° C. for 3 days.

【0025】[0025]

【表4】 [Table 4]

【0026】[0026]

【表5】 LDPE培地組成 硫酸アンモニウム 1.0g リン酸2水素カリウム 0.2g リン酸水素2カリウム 1.6g 硫酸マグネシウム7水和物 0.2g 塩化ナトリウム 0.1g 塩化カルシウム2水和物 0.02g 硫酸鉄7水和物 0.01g モリブデン酸ナトリウム2水和物 0.5mg タングステン酸ナトリウム2水和物 0.5mg 硫酸マンガン 0.5mg パントテン酸カルシウム 0.4mg イノシトール 2.0mg ナイアシン 0.4mg p−アミノ安息香酸 0.2mg ピリドキシン塩酸塩 0.4mg サイアミン 0.4mg リボフラビン 0.4mg ビオチン 2.0μg ビタミンB12 0.5μg 微粉末LDPE 1g pH7.5 精製水 1000mlTable 5 LDPE medium composition Ammonium sulfate 1.0 g Potassium dihydrogen phosphate 0.2 g Dipotassium hydrogen phosphate 1.6 g Magnesium sulfate heptahydrate 0.2 g Sodium chloride 0.1 g Calcium chloride dihydrate 0.02 g Iron sulfate heptahydrate 0.01 g Sodium molybdate dihydrate 0.5 mg Sodium tungstate dihydrate 0.5 mg Manganese sulfate 0.5 mg Calcium pantothenate 0.4 mg Inositol 2.0 mg Niacin 0.4 mg p- Aminobenzoic acid 0.2 mg Pyridoxine hydrochloride 0.4 mg Thiamine 0.4 mg Riboflavin 0.4 mg Biotin 2.0 μg Vitamin B12 0.5 μg Fine powder LDPE 1 g pH 7.5 Purified water 1000 ml

【0027】LDPE培地の調製 高圧滅菌した500mL容坂口フラスコに、濾過滅菌した
基本培地を無菌的に100mlした後、唯一の炭素源とし
て熱劣化LDPE冷凍破砕微粉末を0. 1g投入し培地
を調製した。
Preparation of LDPE culture medium Into a high-pressure sterilized 500 mL Sakaguchi flask, 100 ml of the sterilized basic medium is aseptically filtered, and then 0.1 g of heat-degraded LDPE frozen and crushed fine powder is added as the sole carbon source to prepare the culture medium. did.

【0028】分離源 分離用試料A、B、Cについては培養液を各々10mlず
つ植菌した。分離用試料D、E、Fについては土壌を3
gずつ植菌した。分離用試料G、Hは微生物が付着して
いると思われるLDPEシートを1片(2〜3cm角)投
入した。
Separation Sources For the separation samples A, B and C, 10 ml of each culture was inoculated. For samples D, E and F for separation, 3
Each g was inoculated. For separation samples G and H, one piece (2 to 3 cm square) of an LDPE sheet to which microorganisms are considered to be attached was put.

【0029】培養条件 25℃、120spm(ストローク/分)にて振盪培養を
行った。3〜4週間後に培養液10mlを採取し、新鮮培
地に継代した。以後、同様の操作を繰り返し、LDPE
を分解する有用細菌を4代目まで集積した。
Culture conditions Shaking culture was performed at 25 ° C. and 120 spm (stroke / minute). Three to four weeks later, 10 ml of the culture was collected and subcultured to a fresh medium. Thereafter, the same operation is repeated, and the LDPE
Useful bacteria that degrade E. coli were accumulated up to the fourth generation.

【0030】LDPE分解能の評価 培養液中からLDPEを濾紙で分取した。次いでLPD
Eの周辺に付着しているタンパク質を除去するため、細
菌溶解酵素類で処理を行った。酵素反応は、N−アセチ
ルムラミダーゼ、アクロモペプチダーゼ、リゾチームを
十分量添加して37℃で3時間行い、さらに、LDPE
を濾紙で分取し、プロナーゼを十分量添加し、37℃で
16時間反応させた。これを精製水にて洗浄後、0.5
%SDSで100℃、10分間反応させた後、濾過洗浄
を行った。得られたものについて、顕微鏡FT−IR分
析による−C=C−結合の存在、OH基の吸収の確認、
及び走査電子顕微鏡による観察により、LDPE分解能
の評価を行った。
Evaluation of LDPE resolution LDPE was separated from the culture solution with a filter paper. Then LPD
In order to remove proteins adhering around E, the cells were treated with bacterial lytic enzymes. The enzymatic reaction was performed at 37 ° C. for 3 hours after adding a sufficient amount of N-acetylmuramidase, achromopeptidase and lysozyme, and
Was collected by a filter paper, pronase was added in a sufficient amount, and reacted at 37 ° C. for 16 hours. After washing with purified water,
After reaction at 100 ° C. for 10 minutes with% SDS, filtration and washing were performed. For the obtained product, the presence of a -C = C- bond, the absorption of an OH group was confirmed by microscopic FT-IR analysis,
The LDPE resolution was evaluated by observation with a scanning electron microscope.

【0031】その結果、サンプルC、E、HにおいてO
H基の吸収が見られたため、C、E、Hのサンプルに
は、LDPE分解能を有する微生物の存在が確認され
た。
As a result, in samples C, E and H, O
Since the absorption of the H group was observed, the presence of a microorganism having LDPE resolution was confirmed in the C, E, and H samples.

【0032】試験例2 LDPE分解能を有する微生物の一次選別 試験例1においてLDPE分解能の確認されたサンプル
C、E、Hについて、微生物の純粋分離を行った。サン
プルは4代目の集積培養液を用いた。
Test Example 2 Primary Selection of Microorganisms Having LDPE Degradation Pure microorganisms were isolated from samples C, E, and H in which the LDPE resolution was confirmed in Test Example 1. The sample used was the fourth generation of the enriched culture solution.

【0033】培地 試験例1で用いたLDPE培地に寒天を15g添加し、
LDPE寒天培地を調製した。また、集積培養後でもカ
ビの混入がありうることを考慮して、ナイスタチンを1
00U/ml添加したLDPE−N寒天培地も並列して調
製した。
Medium 15 g of agar was added to the LDPE medium used in Test Example 1,
LDPE agar medium was prepared. Considering that mold may be contaminated even after the enrichment culture, nystatin is added
LDPE-N agar medium supplemented with 00 U / ml was also prepared in parallel.

【0034】植菌 分離用サンプルC、E、Hを103〜107倍まで5段階
希釈し、LDPE寒天培地及びLDPE−N寒天培地に
塗抹した。
Inoculation Samples C, E and H for separation were diluted in 5 steps from 10 3 to 10 7 times and spread on LDPE agar medium and LDPE-N agar medium.

【0035】培養条件 植菌後28℃で2週間培養を行い、形成されたコロニー
から釣菌して、再度LDPE寒天培地及びLDPE−N
寒天培地で培養する操作を繰り返して分離を行った。
Culture conditions After inoculation, cultivation was performed at 28 ° C. for 2 weeks, the colonies formed were picked, and again LDPE agar medium and LDPE-N
Isolation was performed by repeating the operation of culturing on an agar medium.

【0036】LDPE分解能の評価 試験例1と同様にLDPE分解能を評価した。その結
果、分離用サンプルCからはLDPE寒天培地分離株2
6株及びLDPE−N寒天培地分離株29株が、分離用
サンプルEからはLDPE寒天培地分離株11株及びL
DPE−N寒天培地分離株45株が、分離用サンプルH
からはLDPE寒天培地分離株27株及びLDPE−N寒
天培地分離株37株が一次分離株として選別された。
Evaluation of LDPE Resolution The LDPE resolution was evaluated in the same manner as in Test Example 1. As a result, LDPE agar medium isolate 2 was obtained from sample C for isolation.
6 strains and 29 strains of LDPE-N agar medium, 11 strains of LDPE agar medium and 11 strains of LPE
Forty-five DPE-N agar medium isolates were used for the sample H for isolation.
, 27 LDPE agar medium isolates and 37 LDPE-N agar medium isolates were selected as primary isolates.

【0037】試験例3 LDPE分解能を有する微生物の2次選別 一次選別された分離株の、コロニーの性状による区分け 試験例2で得られた一次分離株合計175株は、LDP
E寒天培地上に生育した全てのコロニーを釣菌したもの
であり、それらコロニーの特徴をLDPE寒天培地上に
て観察したところ、非常に類似しているものがあった。
そこで、LDPE寒天培地が貧栄養培地であり、コロニ
ーの特徴が明確に発現されない可能性があることを考慮
して、コロニーの特徴が発現しやすい、表6に示す普通
寒天培地上に生育させて、コロニーの特徴ごとに区分す
ることとした。培養は28℃で72時間行い、出現した
コロニーをコロニーの特徴により区分すると共に、顕微
鏡にて観察した。両方の結果から175株について同一
と考えられる菌株を集約し、二次分離株として21株を
得た。
Test Example 3 Secondary Selection of Microorganisms Having LDPE Degradability Sorting of Primary Selected Isolates Based on Colony Properties A total of 175 primary isolates obtained in Test Example 2 were LDP
All the colonies grown on the E agar medium were picked, and the characteristics of those colonies were observed on the LDPE agar medium, and found to be very similar.
Therefore, considering that the LDPE agar medium is an oligotrophic medium and the characteristics of the colonies may not be clearly expressed, the LDPE agar medium is grown on a normal agar medium shown in Table 6 where the characteristics of the colonies are easily expressed. , And colony characteristics. The culture was performed at 28 ° C. for 72 hours, and the emerged colonies were classified according to the characteristics of the colonies and observed with a microscope. From both results, 175 strains considered to be the same were aggregated to obtain 21 strains as secondary isolates.

【0038】[0038]

【表6】 普通寒天培地組成 肉エキス 5g ペプトン 10g 塩化ナトリウム 5g 寒天 15g 精製水 1000mlTable 6 Composition of ordinary agar medium Meat extract 5 g Peptone 10 g Sodium chloride 5 g Agar 15 g Purified water 1000 ml

【0039】試験例4 バージェーマニュアルにしたがって、上記21株の菌学
的性質を確認した(表7〜表20参照)。その結果、ボ
ルデテラ属(Bordetella)細菌1株、ナイセリア属(Ne
isseria)細菌2株、モラキセラ属(Moraxella)細菌3
株、フラボバクテリウム(Flavobacterium)属細菌2
株、アシネートバクター(Acinetobacter)1株及びバ
シラス属(Bacillus)属細菌3株を同定した。
Test Example 4 The bacteriological properties of the 21 strains were confirmed in accordance with the Burger manual (see Tables 7 to 20). As a result, one strain of Bordetella bacterium and one species of Neisseria (Ne
isseria) 2 bacteria, Moraxella bacteria 3
Strain, Flavobacterium genus bacteria 2
A strain, one strain of Acinetobacter and three strains of bacteria belonging to the genus Bacillus were identified.

【0040】[0040]

【表7】 [Table 7]

【0041】[0041]

【表8】 [Table 8]

【0042】[0042]

【表9】 [Table 9]

【0043】[0043]

【表10】 [Table 10]

【0044】[0044]

【表11】 [Table 11]

【0045】[0045]

【表12】 [Table 12]

【0046】[0046]

【表13】 [Table 13]

【0047】[0047]

【表14】 [Table 14]

【0048】[0048]

【表15】 [Table 15]

【0049】[0049]

【表16】 [Table 16]

【0050】[0050]

【表17】 [Table 17]

【0051】[0051]

【表18】 [Table 18]

【0052】[0052]

【表19】 [Table 19]

【0053】[0053]

【表20】 [Table 20]

【0054】試験例5 LDPE資化能を有する微生物の取得 試験例3で得た21株について、以下の2方法で植菌
し、資化試験を行った。また表21に示す菌株を組合せ
たものについても同様に資化試験を行った。
Test Example 5 Obtaining microorganisms capable of assimilating LDPE The 21 strains obtained in Test Example 3 were inoculated by the following two methods and subjected to an assimilation test. In addition, assimilation tests were similarly performed on the combinations of the strains shown in Table 21.

【0055】[0055]

【表21】 [Table 21]

【0056】植菌方法 平板培地上に生育している1コロニーを釣菌し、L
DPE液体培地に植菌する。 普通液体培地で対数増殖期まで増殖させた菌体を無
菌的に遠心洗浄し、集菌した大量の菌体をLDPE液体
培地に植菌する。
Inoculation method One colony growing on a plate medium was picked, and
Inoculate the DPE liquid medium. The cells grown to a logarithmic growth phase in an ordinary liquid medium are aseptically washed by centrifugation, and a large amount of the collected cells is inoculated into an LDPE liquid medium.

【0057】上記で植菌したものを28℃で激しく振盪
し、4週間菌体とLDPEとを反応させた。その後試験
例1と同様に分解活性の評価を行ったところ、分解活性
の高い3株(菌株No.14、19、及び20)が選別
された。
The inoculated cells were vigorously shaken at 28 ° C., and the cells were allowed to react with LDPE for 4 weeks. Thereafter, when the degradation activity was evaluated in the same manner as in Test Example 1, three strains having high degradation activity (strains Nos. 14, 19, and 20) were selected.

【0058】試験例6 LDPE分解菌の同定 試験例5で得られたNo.14株、No.19株、及び
No.20株の生化学的性状を、2つのバシラス生化学
性状研究用キット(アピ50CHB及びアピ20、日本
ビオメリュー・バイテック社製)を用いて確認した。す
なわち、まず各菌を寒天培地上で純粋培養した後、コロ
ニーをかき取り、滅菌生理食塩液1mlに浮遊させ、濃厚
な菌浮遊液を調製した。これをさらに滅菌生理食塩液で
希釈し、アピ50CHB培地及びアピ20培地に分注し
た。その後30℃で培養し、24時間及び48時間経過
後、各穴中の培地(指示薬)の色の変化から判定を行っ
た。その結果、No.14株はバシラス・サーキュラン
ス、No.19株はバシラス・ブレーブス、No.20
株はバシラス・スフェリカスと同定された。これら3株
は、平成9年9月3日付けで工業技術院生命工学工業技
術研究所に寄託した。
Test Example 6 Identification of LDPE Degrading Bacteria No. obtained in Test Example 5 14 strains, no. 19 strains and The biochemical properties of the 20 strains were confirmed using two Bacillus biochemical property research kits (API50CHB and API20, manufactured by BioMerieux Biotech Japan). That is, each bacterium was first pure-cultured on an agar medium, and then a colony was scraped off and suspended in 1 ml of sterile physiological saline to prepare a concentrated bacterial suspension. This was further diluted with a sterilized physiological saline solution and dispensed into an API 50CHB medium and an API 20 medium. Thereafter, the cells were cultured at 30 ° C., and after 24 hours and 48 hours, judgment was made based on a change in the color of the medium (indicator) in each well. As a result, no. 14 strains are Bacillus Circulance, No. 19 strains are Bacillus Braves, No. 20
The strain was identified as Bacillus sphaericus. These three strains were deposited on September 3, 1997 with the Institute of Biotechnology and Industrial Technology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.

【0059】試験例7 LDPE分解能の確認 試験例5で選別した3株について、表22に示す3種類
のLDPEに対する資化試験を行った。併せて3株混合
菌についても資化試験を行った。
Test Example 7 Confirmation of LDPE Resolution The three strains selected in Test Example 5 were subjected to assimilation tests for three types of LDPE shown in Table 22. In addition, assimilation tests were also performed on the mixed strains of the three strains.

【0060】[0060]

【表22】 [Table 22]

【0061】普通液体培地で対数増殖期まで増殖させた
菌体を無菌的に遠心、洗浄し、集菌した大量の菌体を、
上記3種のLDPEを各々単独で添加したLDPE液体
培地に植菌した。これを28℃で激しく振盪し、菌体と
LDPEとを反応させた。なお、2週間ごとに培地の半
量を交換し、無機塩等の不足による分解反応の低下を防
止した。
Normally, the cells grown to a logarithmic growth phase in a liquid medium are aseptically centrifuged, washed, and collected.
The three types of LDPE were individually inoculated into an LDPE liquid medium to which LDPE was independently added. This was shaken vigorously at 28 ° C. to react the cells with LDPE. In addition, half of the medium was replaced every two weeks to prevent degradation of the decomposition reaction due to lack of inorganic salts and the like.

【0062】培養液からLDPEを表23に示す日に採
取し、試験例1と同様に各々の分解活性を評価した。評
価までの培養期間は以下に示すとおりである。
LDPE was collected from the culture on the days shown in Table 23, and the degradation activity of each was evaluated in the same manner as in Test Example 1. The culture period up to the evaluation is as shown below.

【0063】[0063]

【表23】 [Table 23]

【0064】その結果、全てのLDPEから菌のボディ
マークが確認され、特にNo.14 の菌株で顕著であった。
また培養4ヶ月後には培養液の白濁も確認された。バシ
ラス・サーキュランスNo.14の菌株により分解され
たLDPEの走査電子顕微鏡写真を図1に示す。白色の
バシラス・サーキュランスNo.14株の周囲のLDP
Eが分解されているのが確認される。
As a result, the body mark of the bacterium was confirmed from all LDPEs, and was particularly remarkable in the No. 14 strain.
In addition, cloudiness of the culture solution was confirmed 4 months after the culture. Bacillus circulance No. A scanning electron micrograph of LDPE degraded by the 14 strains is shown in FIG. White Bacillus circulans No. LDP around 14 strains
It is confirmed that E is decomposed.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明のLDPE分解能を有する微生物
を用いれば、安全且つ安価で比較的速やかに、これまで
困難であった生物難分解性合成高分子であるLDPEを
温和な条件で分解することができる。
The microorganism of the present invention having the ability to degrade LDPE can be used to decompose LDPE, which is a difficult-to-degrade biopolymer, under mild conditions safely, inexpensively and relatively quickly. Can be.

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

【図1】バシラス・サーキュランスNo.14株により
分解されたLDPEの走査電子顕微鏡写真である。
FIG. It is a scanning electron micrograph of LDPE decomposed | disassembled by 14 stocks.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C12R 1:09) (C12N 1/20 C12R 1:07) (C12N 1/20 C12R 1:08) (71)出願人 000006884 株式会社ヤクルト本社 東京都港区東新橋1丁目1番19号 (72)発明者 大武 義人 栃木県下都賀郡野木町友沼5878番地11号 (72)発明者 白神 浩一 岡山県倉敷市水島中通1丁目4番地 萩原 工業株式会社本社内 (72)発明者 浅部 仁志 岡山県倉敷市水島中通1丁目4番地 萩原 工業株式会社本社内 (72)発明者 小山 文夫 大阪府大阪市中央区久太郎町四丁目1番3 号 伊藤忠商事株式会社内 (72)発明者 牧野 英典 大阪府大阪市中央区久太郎町四丁目1番3 号 伊藤忠商事株式会社内 (72)発明者 大村 浩 東京都港区東新橋1丁目1番19号 株式会 社ヤクルト本社内 (72)発明者 長井 冨美子 東京都港区東新橋1丁目1番19号 株式会 社ヤクルト本社内 (72)発明者 村上 信直 千葉県印西市大塚一丁目5番地1 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 廣瀬 朗 千葉県印西市大塚一丁目5番地1 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 奥田 清明 東京都中央区銀座八丁目21番1号 株式会 社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 高川 慎司 大阪府大阪市中央区本町四丁目1番13号 株式会社竹中工務店大阪本店内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI C12R 1:09) (C12N 1/20 C12R 1:07) (C12N 1/20 C12R 1:08) (71) Applicant 000006884 shares Yakult Honsha Co., Ltd. 1-11-1 Higashi-Shimbashi, Minato-ku, Tokyo (72) Inventor Yoshito Ohtake 5878-11 Tonuma, Nogi-cho, Shimotsuga-gun, Tochigi Prefecture Address: Hagiwara Kogyo Co., Ltd. (72) Inventor Hitoshi Asabe 1-4, Mizushima Nakadori, Kurashiki-shi, Okayama Prefecture Hagiwara Kogyo Co., Ltd. No. 3 within ITOCHU Corporation (72) Inventor Hidenori Makino 4-3-1 Kutaro-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka-shi Within ITOCHU Corporation (72) Inventor Hiroto Omura 1-1-19 Higashi-Shimbashi, Minato-ku, Tokyo Yakult Honsha (72) Inventor Tomiko Nagai 1-11-1 Higashi-Shimbashi, Minato-ku, Tokyo Yakult Honsha (72) Inventor Nobuo Murakami 1-5-1, Otsuka, Inzai City, Chiba Prefecture, Japan Takenaka Corporation Technical Research Institute (72) Inventor Akira Hirose 1-5-1, Otsuka, Inzai City, Chiba Prefecture, Japan Takenaka Corporation Technical Research Institute (72) Inventor Kiyoaki Okuda 8-11-1, Ginza, Chuo-ku, Tokyo Inside the Tokyo head office of Takenaka Corporation (72) Inventor Shinji Takakawa 4-1-1-13 Honcho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Inside the Osaka head office of Takenaka Corporation

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 バシラス属に属し、低密度ポリエチレン
を特異的に分解する能力を有する微生物。
1. A microorganism belonging to the genus Bacillus and capable of specifically degrading low-density polyethylene.
【請求項2】 バシラス属細菌が、バシラス・サーキュ
ランス(Bacillus circulans)である請求項1記載の微
生物。
2. The microorganism according to claim 1, wherein the bacterium belonging to the genus Bacillus is Bacillus circulans .
【請求項3】 バシラス属細菌が、バシラス・ブレーブ
ス(Bacillus brevis)である請求項1記載の微生物。
3. The microorganism according to claim 1, wherein the bacterium belonging to the genus Bacillus is Bacillus brevis .
【請求項4】 バシラス属細菌が、バシラス・スフェリ
カス(Bacillus sphaericus)ある請求項1記載の微生
物。
4. The microorganism according to claim 1, wherein the Bacillus bacterium is Bacillus sphaericus .
【請求項5】 バシラス属細菌が、バシラス・サーキュ
ランスNo. 14株と命名され、FERM P−164
00として寄託されたものである請求項1又は2記載の
微生物。
5. The bacterium belonging to the genus Bacillus is designated as Bacillus circulans strain No. 14, and is referred to as FERM P-164.
3. The microorganism according to claim 1, which has been deposited as No. 00.
【請求項6】 バシラス属細菌が、バシラス・ブレーブ
スNo.19株と命名され、FERM P−16401
として寄託されたものである請求項1又は3記載の微生
物。
6. The bacterium of the genus Bacillus is Bacillus braves No. 19 strains and FERM P-16401
The microorganism according to claim 1, wherein the microorganism is deposited as a microorganism.
【請求項7】 バシラス属細菌が、バシラス・スフェリ
カスNo.20株と命名され、FERM P−1640
2として寄託されたものである請求項1又は4記載の微
生物。
7. The bacterium belonging to the genus Bacillus sp. 20 strains and FERM P-1640
5. The microorganism according to claim 1, which has been deposited as No. 2.
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