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MICROBIAL PREPARATION FOR ORGANIC SOLVENT TREATMENT, METHOD FOR PRODUCING MICROBIAL PREPARATION FOR ORGANIC SOLVENT TREATMENT, AND METHOD FOR TREATING ORGANIC SOLVENT

Patent code P160013380
File No. 12026
Posted date Oct 21, 2016
Application number P2016-097159
Publication number P2017-201962A
Patent number P6695612
Date of filing May 13, 2016
Date of publication of application Nov 16, 2017
Date of registration Apr 24, 2020
Inventor
  • (In Japanese)岩淵 範之
  • (In Japanese)砂入 道夫
  • (In Japanese)牧 紘平
Applicant
  • Nihon University
Title MICROBIAL PREPARATION FOR ORGANIC SOLVENT TREATMENT, METHOD FOR PRODUCING MICROBIAL PREPARATION FOR ORGANIC SOLVENT TREATMENT, AND METHOD FOR TREATING ORGANIC SOLVENT
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel microbial preparation for organic solvent treatment having high organic solvent decomposing ability, which can be stored at room temperature and prepared by an emulsification technique having less environmental burden.
SOLUTION: According to the present invention, there is provided a microbial preparation for organic solvent treatment, the preparation comprising an organic solvent-degrading bacterium encapsulated in micelle with an organic solvent. According to the present invention, there is also provided a method for producing a microbial preparation for organic solvent treatment, the method comprising a micelle encapsulation step in which an organic solvent-degrading bacterium, an organic solvent, and a culture medium are mixed and the mixture is then subjected to an ultrasonic treatment under the conditions that the organic solvent-degrading bacterium can grow to obtain the organic solvent-decomposing bacterium encapsulated in the micelle with the organic solvent.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

有機溶媒分解菌であるロドコッカス(Rhodococcus)属細菌は、土壌や海洋などにありふれて存在するグラム陽性細菌、高G+C含量のコリネ型細菌の一種である。ロドコッカス属細菌には、石油系炭化水素やポリ塩化ビフェニール類(PCB)などをはじめとした数多くの難分解性化合物に対して分解及び資化能力をもつことに加え、アクリルアミドや有用酵素群、又は細胞外多糖をはじめとした機能性バイオポリマーなどの生産菌が多く存在することが知られている。
そのため、産業的に重要な菌群として位置づけられており、低エネルギー化や環境負荷を削減できるバイオプロセスによる環境浄化又は物質生産への応用などが期待されている。

特に、バイオプロセスを考える場合、応用が期待される微生物には、有機溶媒を含む特殊な環境下での良好な成育や活発な代謝活動などの性質が求められる。また、石油流出事故などによる石油汚染環境の浄化に必要な微生物にも、高濃度難揮発性化合物存在下でこれらの分解を行いながら良好な成育を示すために、これらに対する分解能だけでなく、共存する難揮発性化合物の毒性に対する耐性能が高いことが求められる。
これらの性質を解析するためには、まず、その切り口として微生物の有機溶媒耐性が必要であり、特にバイオプロセスにおいては、高濃度有機溶媒存在下での成育が求められる。

本発明者らは、ロドコッカス・ロドクラウス(Rhodococcus rhodochrous)S-2株が高濃度石油耐性石油分解菌であることを見出し(例えば、非特許文献1参照。)、その石油耐性に検討を加えた結果、同菌の生産する細胞外多糖(以下、「EPS」という)が長鎖アルカンなどの難揮発性有機溶媒の耐性に深く関与していることを明らかにした。
さらに、ロドコッカス属細菌のコロニー形態と溶媒耐性について検討したところ、EPS生産量の少ないラフ型菌は溶媒に親和性が高く結果的に溶媒感受性であり、一方で、EPS生産量の多いムコイド型菌は耐性を示したことから、同属細菌においては、コロニー形態と有機溶媒耐性に高い相関があることを明らかにした。
また、EPSは溶媒に感受性のラフ型菌にも溶媒耐性を与えることが示されており、これらのことから、ムコイド型コロニーの形成が同属細菌の溶媒耐性を考える上での一つの指標であることが見出された。

ロドコッカス・エリスロポリス(Rhodococcus erythropolis)PR4株(以下、「PR4株」と称することがある。)は、分岐鎖状のアルカンの一種であるプリスタン(2,6,10,14-tetramethyl-pentadecane)分解菌として単離された株であり(例えば、非特許文献2参照。)、培養の経過と共にEPSの生産に基づいた自身のコロニー形態をラフ型→ムコイド型→ラフ型へと変化させる株である。また、同株は難揮発性有機溶媒に耐性を示すことが知られている。

一般に、有機溶媒を細菌で処理する場合、有機溶媒と培地成分を含む水性溶媒との二層培養系で行う。しかしながら、水性溶媒中に添加された細菌は、有機溶媒-水性溶媒界面でしか反応できないため、バイオプロセスによる環境浄化又は物質生産への応用には、菌体の親油性を改善し、菌体がアルカンに転移するようにしての処理効率を向上させる必要がある。

PR4株は培地/アルカンの二層培養系において、添加するアルカンの炭素数によって、アルカン粒子表面へ吸着する「吸着型」とアルカン粒子内へ転移する「転移型」の二つの異なる局在性を示す株であり(例えば、非特許文献3参照。)、バイオリメディエーションやバイオプロセスの宿主として期待されている。

本発明者らは、PR4株が前記炭素数14以上のテトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、プリスタン、スクワラン等に転移して、これらのアルカンを代謝及び分解できることを明らかにした。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、有機溶媒処理用微生物製剤、有機溶媒処理用微生物製剤の製造方法及び有機溶媒の処理方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ロドコッカス・エリスロポリスPR4株と、炭素数13以上のアルカンと、培地とを混合し、前記ロドコッカス・エリスロポリスPR4株が成育可能な条件で超音波処理を行い、ロドコッカス・エリスロポリスPR4株が転移された前記アルカンの油滴が前記培地中に分散した有機溶媒処理用微生物製剤を得る程を備える有機溶媒処理用微生物製剤の製造方法。

【請求項2】
 
前記アルカンの炭素数が13以上19以下である、請求項1に記載の有機溶媒処理用微生物製剤の製造方法。

【請求項3】
 
前記油滴の平均粒径が1μm以上100μm以下である、請求項1又は2に記載の有機溶媒処理用微生物製剤の製造方法

【請求項4】
 
請求項1~3のいずれか一項に記載の有機溶媒処理用微生物製剤の製造方法で得られた有機溶媒処理用微生物製剤を用いる有機溶媒の処理方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) NIHON UNIVERSITY's Researcher Information
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