WO2008075678A1

WO2008075678A1 - 酵母を用いた油脂含有廃水の処理方法及び新規酵母

Info

Publication number: WO2008075678A1
Application number: PCT/JP2007/074308
Authority: WO
Inventors: Masahiro Yamamoto
Original assignee: Biogenkoji Research Institute
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2007-12-18
Publication date: 2008-06-26
Also published as: JPWO2008075678A1; JP5238513B2

Abstract

　グリストラップ又は汚水分解処理槽において微生物の流出を少なくし、かつ微生物の増殖を促進し、さらに微生物による油脂分解を効率よく行うための方法及び微生物担持担体を提供する。具体的には、グリストラップ又は汚水分解処理槽内の廃水に、水に対して比重１以下の多孔質担体を浮かせ、高い油脂分解能を有する酵母を用いてグリストラップ又は汚水分解処理槽内の油脂を分解することを含む方法、及び、高い油脂分解能を有する酵母を用いてグリストラップ又は汚水分解処理槽内の油脂を分解するための酵母担持担体であって、水に対して比重１以下で、多孔質である担体を提供する。また、新規な酵母を提供する。

Description

明細書

酵母を用いた油脂含有廃水の処理方法及び新規酵母

技術分野

[0001] 本発明は、グリストラップ又は汚水分解処理槽内の油脂を処理するための方法及び酵母担持担体に関する。

さらに、本発明は、新規な酵母及び当該酵母を用いた油脂の処理方法に関する。背景技術

[0002] グリストラップ又は汚水分解処理槽における曝気処理等の通常の分解処理では、油分を多く含む汚泥は分解が進まず浮上汚泥として分取投棄されている。レストランのキッチン等に配備されているグリストラップにおいても、油分を多く含む汚泥は浮上し蓄積され悪臭を放つので、定期的に分取投棄されている。

[0003] また、グリストラップにおいて油脂分解を微生物によって促進させることも提案されている（特許文献 1)。し力もながら、グリストラップのような特殊な環境下で微生物を十分に働かせることは困難であり、また、油脂分解性の微生物を投入しても、その大半は流されてしまレ、効果を十分には発揮できな!/、などの問題があった。

特許文献 1：特開 2004— 188405号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] そこで、本発明は、グリストラップ又は汚水分解処理槽において微生物の流出を少なくし、かつ微生物の増殖を促進し、さらに微生物による油脂分解を効率よく行うための方法及び微生物担持担体を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、高い油脂分解能を有する新規酵母を提供することを目的とするまた、本発明は、高い油脂分解能を有する新規酵母を用いて、油脂を分解すること及びグリストラップ又は汚水分解処理槽内の油脂を処理することを目的とする。課題を解決するための手段

[0005] 従って、本発明は、グリストラップ又は汚水分解処理槽内の廃水に、水に対して比重 1以下の多孔質担体と高い油脂分解能を有する酵母を投入し、酵母によってダリストラップ又は汚水分解処理槽内の油脂を分解する方法を提供する。本方法にお!/ヽて使用される酵母は、ピチア ·ファリノサ（Pichia farinosa)である。

さらに、本発明は、グリストラップ又は汚水分解処理槽内の油脂を分解するための多孔質担体を提供する。本発明に係る多孔質担体は、水に対して比重 1以下である担体本体に高い油脂分解能を有する酵母を担持させた担体である。

[0006] 本発明において、担体は水面付近に浮いた状態になる。好ましくは、担体の半分以上が水面下にあり、より好ましくは 9割以上が水面下にある。油脂は水面上部に集まり易いので、このような担体では、酵母を油脂と効率よく接触させることが可能となる。さらに、酵母が酸素を得やすい状態となる。さらに、グリストラップの廃水流出口は容器下部にあるため、水面付近に浮いた状態とすることで担体の流出が防がれ、担体の回収も容易となる。

本発明において、好適には、排水中の油脂は好気的に分解される。

酵母を添加した槽内ではエアレーシヨンを行ってもよい。さらに、槽内に酵母由来酵素を添加して槽内の油脂含有汚水をェマルジヨン化してもよい。

本発明に係る酵母による油脂分解方法では、悪臭が発生しなレ、と!/、う利点がある。

[0007] 多孔質担体本体としては、例えば、ゼォライト、スポンジ、紙及び綿布が挙げられる。本発明では、好ましくは油脂吸収性のスポンジ、より好ましくは合成スポンジ、特に本発明で使用される多孔質担体は、油脂含有汚水中で汚水、特に油脂を担体表面に吸着、好ましくは担体内部に吸収し、従って、油脂を資化する微生物の担持体、あるいは培養体としての役割を果たす。

従って、担体材料は、孔数が多ぐ非撥油性ないしは油脂吸収性（油脂をはじかず多孔質の空隙中に油脂を吸収する性質をここではこう表現する）を有するが、水や油脂を吸収しても比重 1を超えず沈まないないものが好ましい。特に、グリストラップ又は汚水分解処理槽内で長期に渡って浮レ、た状態が保たれる必要がある。このような多孔質担体では孔が油を吸収し、担体に集まった酵母によって油が分解される。また、グリストラップ又は汚水分解処理槽内の曝気が行われる場合には、担体はその表面に気体を付着させるため、好気性微生物の増殖及び活性を向上させるという効果も有する。さらに多孔質担体は水吸収性も有していることが好ましい。毛細管現象により微生物が吸着され易くなるためである。

[0008] 一方、発泡スチロールのような比重の小さい軽い担体は水面より上に担体の体積のほとんどが浮き出てしまい、また、セルロースのような担体は沈んでしまうため、本発明の好ましレ、使用態様ではな!/、。海洋流出油の吸着などに使用される綿などの材料は繊維がほどけてばらばらになってしまうため、槽内から流出し易いなどの問題がある。さらに、油脂吸収性でない担体では、油脂分解能を有する酵母が担体内で増殖できないという問題もある。

本発明の多孔質担体は、排水流入時の温度や酸度等の急激な変化を緩和して酵母及び他の共生油脂分解菌を保持させる。従って、多孔質担体は担体外部の環境力、ら酵母を守ることができ、かつ、担体内の酵母に油脂が届くのに適当な大きさを有し、例えば、 1cm以上で 5cm未満の辺又は直径を有する角柱又は球状である。酵母の死滅を防ぐためには酵母生育環境を 60°C未満に維持することが必要である。従つて、槽サイズが小さく非常に高温になるグリストラップ又は汚水分解処理槽の場合には、酵母増殖に適した環境の外部槽 (迂回槽)を設け、そこで酵母による油脂分解処理を fiつてもよい。

また、本発明の多孔質担体は、その表面付近に油脂の被膜を形成させて、温度上昇等の変化をさらに緩和させる効果も有する。

[0009] 本発明に係る方法では、多孔質担体に酵母を植えてから添加しても、担体本体と酵母を別々に槽内に添加してもよいが、酵母はその後担体で増殖する。好ましくは、油を含浸させた多孔質材料を高温殺菌し、酵母を植えることによって得られた酵母担持担体を使用する。油を含浸させた多孔質材料に、さらに酵母抽出物 (たとえば、焼酎廃液)を含浸させてもよレ、。高レ、油脂分解能を有する酵母が付着増殖した多孔質担体を、長期間グリストラップ又は汚水分解処理槽に浮かせていると、他の油脂資化性の微生物も多孔質担体の内部又は表面に増殖するため、油脂分解は酵母と他の油脂分解性微生物によって相乗的に促進される。

本発明の方法では、増殖した酵母及び微生物が、排水管にも流入、付着し汚泥分解を行うため、下流の排水管の付着汚れを解消するとレ、う利点もある。本方法では、さらに好ましくは、酵母担持担体とともに酵母培養液をグリストラップ又は汚水分解処理槽に添加する。酵母培養液は、酵母由来酵素によって瞬時の悪臭除去に役立つ。

[0010] また、本発明は、高い油脂分解能を有する新規な酵母を提供する。

本発明に係る酵母は、特に NITE特許微生物寄託センターに寄託番号 NITE BP 287で 2006年 11月 30日に寄託された酵母である。この酵母は、ピチア属に属し、特にピチア 'ファリノサ（Pichia farinosa)の種であると推定され、高い油脂資化能を有し、油脂以外の炭素源なしで、即ち油脂のみを炭素源とする培地でも生育可能である。

本発明で提供される新規な酵母は、特に好気的に油脂を分解する能力を有し、さらに、この酵母は動物性油脂も分解資化できる。また、ピチア 'ファリノサの他の菌株と比較して油脂分解速度が非常に速いという優れた能力を有する。本酵母をグリストラップ又は汚水分解処理槽内の油脂分解に使用すると、汚水分解に有用な他の微生物の増殖を促進する一方、塊を発生させるような有害微生物の増殖を防ぐことができる。

[0011] グリストラップ又は汚水分解処理槽に流れ込む廃水の温度、内容成分及び流量等の観点から、そこで使用される分解処理用微生物もこの環境に対する適応性及び耐性を有していなくてはならない。また、処理において悪臭を発生しない微生物であることが好ましい。本発明によって提供される新規な酵母は、グリストラップ又は汚水分解処理槽での処理に適しており、高い油脂分解能を有するのみならず、特殊な環境

(例えば、高温又は低温の水温、及び高い又は低い pH値）に対する適応性及び耐性があり、分解処理に際して悪臭を発生せず、人に対して安全である。

本発明に係る酵母は、グリストラップのような流れのある環境でも多孔質担体内にとどまることができ、長期間に渡っての処理が可能であるという利点も有する。

さらに、本酵母の添加は、消臭の効果もあり、グリストラップ又は汚水分解処理槽の悪臭を除去するとレ、う効果がある。

[0012] 本発明は、高い油脂分解能を有する酵母を含む含油廃水処理剤、及び当該酵母を担体に担持させた含油廃水処理用担体を提供する。

さらに、本発明は、高い油脂分解能を有する酵母を用いて油脂を分解する方法、及び当該酵母をグリストラップ又は汚水分解処理槽に添加し当該酵母により油脂を処理する方法を提供する。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]図 1は、汚水分解処理槽を図示したものである。

[図 2]図 2は、本発明の方法における汚水分解処理槽を図示したものである。

[図 3]図 3は、本発明に係る酵母を培養した写真を示す。

[図 4]図 4は、本発明に係る酵母の走査型電子顕微鏡写真を示す。

[図 5]図 5は、本発明に係る酵母と近縁とされる菌株とその同一性を示す。

[図 6]図 6は、本発明に係る酵母と近縁株との近隣結合法による系統樹を示す。

[図 7]図 7は、本発明に係る酵母の 30°C培養における油分分解性を示す。

[図 8]図 8は、本発明に係る酵母の 37°C培養における油分分解性を示す。

[図 9]図 9は、実施例 1で使用した汚水分解処理槽を図示したものである。

[図 10]図 10は、本発明に係る酵母の投入前 (A)と投入して 24時間後（B)のグリストラップの写真である。

[図 11]図 11は、実施例 3の結果を示す写真である。

[図 12]図 12は、実施例 6の結果をグラフに表わしたものである。

[図 13]図 13は、実施例 7の結果をグラフに表したものである。

[図 14]図 14は、実施例 8の結果をグラフに表したものである。

発明の実施の形態

[0014] 以下に本発明の好適な実施の形態を説明する。

通常、レストラン等のグリストラップにおいて、油分を多量に含む汚泥は水よりも軽く、浮き上がる性質を持つので、図 1のように排出経路に下部から流れ出るような障壁を入れ、汚泥を浮揚させて分離除去する。

本発明の好ましい実施態様では、スポンジ等の多孔性かつ水よりも小さい比重の物質中に酵母を固定化し、図 2のようにグリストラップ又は汚水分解処理槽に投入すまた、グリストラップ又は汚水分解処理槽において、エアレーシヨンを行ってもよい。

[0015] 本発明に係る新規な酵母は、 NITE特許微生物寄託センター（NPMD)に寄託番号 NITE BP— 287として寄託されている。この酵母は、ピチア ·ファリノサ（Pichia fari nosa)に属する新菌株であると考えられる。さらに本発明により提供される酵母は、高い油脂分解能を有している。

[0016] 本発明に係る新規な酵母、 NITE BP— 287は、以下の分類学的性質を有していた。

1.培養的 ·形態的性質

本酵母を MY培地で 30°C2日間静置培養した写真を、図 3に示す。

MY培地（40ml)：

バクトイースト抽出物 0· 12g

麦芽抽出物 0. 12g

卜ジプ卜ンぺプ卜ン 0. 2g

グルコース 0· 4g

寒天 0. 6g

また、走査型電子顕微鏡による本酵母の形態の写真を、図 4に示す。

[0017] 2.生理学的 ·化学分類学的性質

本酵母の 18SrDNA全長塩基配列は、配列番号： 1の通りであった。

本酵母と近縁とされる菌株とその同一性を図 5に示す。

本酵母と近縁株との近隣結合法による系統樹を図 6に示す。この結果、本酵母はピチア ·ファリノサ（Pichia farinosa)であると推定される。

[0018] 3.本酵母の油分解性

本酵母を、 MY培地にサラダ油溶液 10%を加えて 30°C20時間通気培養したものと、 37°C20時間通気培養したものを、各々遠心分離し、上清を薄層クロマトグラフィ一にかけて、その油分分解性をみた結果を、図 7及び図 8に示す。この結果から、本酵母は、 30°C培養において大部分、 37°C培養においてほぼ完璧にサラダ油由来の油分を分解することが分かる。

[0019] 本発明に係る新規酵母による油脂処理方法は、被処理体、例えばグリストラップ又は汚水分解処理槽内の廃水中に上記酵母を添加することによってなされる。好ましくは、酵母とともに多孔質の担体が投入される。酵母が担体に担持され添加の頻度を減らすことができ、また、担体に油脂が吸着することにより酵母による油脂分解が促進される。

本発明に係る含油廃水処理剤は、上記の新規酵母と、場合によっては担体を含む本発明に係る含油廃水処理用担体は、上記の新規酵母を担持させた担体であり、好ましくは多孔体、例えばスポンジ、ゼォライト、紙が使用される。

実施例 1

[0020] グリストラップもしくは汚水分解処理槽における浮上汚泥の分解 1

多孔性かつ比重が水よりも軽い lcm角のスポンジに酵母（NITE特許微生物寄託センター（NPMD)に 2006年 11月 30日に寄託された寄託番号 NITE BP— 287の酵母）を固定化し、図 9のように投入した。その結果この処理槽では長期にわたり汚泥が浮揚することなく分解が継続された。

図 10の写真 Aは固定化菌体投入前のグリストラップである。油性の汚泥が浮上している。このグリストラップに、スポンジに固定化した菌体を投入して 24時間曝気したのが写真 Bである。見事に汚泥が分解されて!/、るのが確認出来る。

処理中、 60°C以上の熱水が流入し、洗剤も流入したが担体表面に付着した空気層によりスポンジ内の微生物が保護されていた。

実施例 2

[0021] グリストラップもしくは汚水分解処理槽における浮上汚泥の分解 2

2cm角のポリウレタンスポンジに NITE BP— 287株の酵母を固定化し、図 9のように投入した。ノルマルへキサン値が減少し、雑菌の塊が発生せず、汚水分解に有用な他の微生物が増殖したことが確認された。

実施例 3

[0022] 油を含む水を入れた瓶を用意し、チューブを用いて空気を送り込んだ (A)。他方、同様に油を含む水とスポンジを入れた瓶を用意し、チューブを用いて空気を送り込んだ (B)。その結果、瓶 (A)は上部に油が分離した状態となったが（図 11A)、瓶 (B)はスポンジが油を吸着した（図 11B)。

従って、油脂分解性微生物が多量に存在するスポンジに油分を集約させることが可能であることが確認され、本発明の方法では効率よく油分が分解できることが分か実施例 4

[0023] スポンジ材質の比較

一般に手に入るスポンジの材質は、ポリウレタン、ポリエチレン、メラミンである。 Pichi a farinosaのグリーストラップ処理における担体として最も適したスポンジの材質を検討した。

[0024] 実験結果

水とサラダ油の入った容器にポリエチレン、メラミン及びポリウレタンを入れてスポンジの材質によるサラダ油の吸着の状態を観察した。結果は以下の通りであった。

1.ポリエチレン

部分的に油を吸着している力全て吸収しきれずに表面に浮かんでいる。

2.メラミン：

油を吸着せず表面に浮かんでいる。

3.ポリウレタン：

スポンジ全体で油を吸収し、表面に油滴は見られない。

[0025] サラダ油を浮かべた水においてポリウレタンが最もサラダ油を吸着することが分かつた。従って、グリーストラップ処理における Pichia farinosaの担体としてポリウレタンが最適であると考えられる。

実施例 5

[0026] グリストラップにおけるノルマルへキサン値の測定 1

グリストラップにおけるノルマルへキサン値は、 3万 ppm力もスポンジ投入によって 2 万 4千 ppmとなり、酵母菌の投入によって 1万 ppm以下に低下した。

実施例 6

[0027] グリストラップにおけるノルマルへキサン値の測定 2 グリストラップ内にて下記の条件で 1ヶ月間処理を続け、毎朝の槽内のノルマルへキサン値を測定した。なお、無処理のグリストラップのノルマルへキサン値は平均で 900 Oppm程度である。

1. Pichia farinosaを植えたスポンジを加えてのエアレーシヨン

2.スポンジを加えてのエアレーシヨン

3.エアレーシヨンのみ

測定されたノルマルへキサン値の 1ヶ月間の平均値を図 12に示す。本発明に係る方法では、非常に効率よく油脂が処理されることが分かる。

実施例 7

[0028] 油脂と無機塩のみの培地における起源の異なる Pichia farinosaの生育の比較

実験方法

油脂と無機塩からなる培地にスラントから Pichia farinosaを接種し、 37°C3日間振とうロ^:した。

希釈し MY培地に接種して酵母数を測定した。

[0029] 表 1. Pichia farinosaの起源による酵母数の比較

酵母数 (cib/g)

NITE BP-287株 2.01 X 10^?

東京農大保有株 2.11 X 10⁵

JCM2986 4.68 X 10⁶

JCM8895 2.41 X 10⁵

JCM10734 1.61 X 10⁵

[0030] 結果をグラフ（図 13)に示した。

NITE BP— 287株は油脂と無機塩のみの培地において良好に生育した。

このこと力、この菌株が油脂を分解し、エネルギー源として利用できることが示唆され。

実施例 8

[0031] Pichia farinosaの NITE BP— 287株と東京農大所有株における耐熱性の比較

レストラン厨房のグリーストラップに流れ込む排水の温度は一定ではなぐ時には熱湯に近い水も流入する場合がある。このグリーストラップを微生物で処理する際、微生物が高温に耐えうるかどうかが重要なポイントとなる。そこで本発明の新規酵母と東京農大の菌株で耐熱性を試験し、比較した。

[0032] 実験方法

Pichia farinosaを焼酎柏培地を用いて 2日間 37°Cで振とう培養した。この培養液を試験管に分注し、それぞれ 60°C、 70°C、 80°Cの恒温槽に 30分置き、加熱前の酵母数との比較を行った。酵母数測定は 0. 9%塩化ナトリウム溶液で段階希釈した後、 M Y培地で培養して求めた。

実験結果

酵母の生存率を次の表とグラフ（図 14)に示した。

[0033] 表 2.加熱処理による Pichia farinosaの生存率

東京農大菌株 NITE BP— 287菌株

加熱前 100.000 100.000

60°C30分 0.009 0.027

70°C30分 0.000 0.000

80°C30分 0.000 0.000

60°C30分において NITE BP— 287株の方が生存率が高くなつた。本発明の酵母は、グリーストラップ内において他の菌株より優勢に生育することが出来る可能性があ

下記の表示は発明の詳細な説明中に記載

された微生物又は生物材料に関連している

-1 段落番号 0010

-3 寄託の表示

-3-1 寄託機関の名称 NPMD (独)製品評価技術基盤機構特許微生物寄託センター (NP D)

-3-2 寄託機関のあて名曰本国〒292-0818千葉県木更津市かずさ鎌足 2- 5- 8 -3-3 寄託の日付 2006年 11月 30日 (30. 11. 2006)

-3-4 受託番号 NPMD NITE BP - 287

-5 この表示を行うための指定国

すべての指定国受理官庁記入欄

-4 この用紙は国際出顏とともに受理した

(はい/いいえ）

-4-1 権限のある職員国際事務局記入欄

-5 この用紙が国際事務局に受理された日

-5-1 権限のある職員

¾替え用 (m )

Claims

請求の範囲

[I] グリストラップ又は汚水分解処理槽内の廃水に、水に対して比重 1以下の多孔質担体と高レ、油脂分解能を有する酵母を投入し、酵母によってグリストラップ又は汚水分解処理槽内の油脂を分解する方法であって、酵母がピチア ·プアリノサ (Pichia farinos a)である方法。

[2] 多孔質担体の水に対する比重が 1未満である、請求項 1に記載の方法。

[3] 多孔質担体が、ゼォライト、スポンジ、紙及び綿布から選択される、請求項 1又は 2 に記載の方法。

[4] 酵母が、炭素源として油脂のみを含有する培地での生育が可能である、請求項 1なレ、し 3の何れかに記載の方法。

[5] 酵母力 NITE BP— 287株である、請求項 4に記載の方法。

[6] グリストラップ又は汚水分解処理槽内の油脂を分解するための多孔質担体であって

、水に対して比重 1以下である担体本体に高い油脂分解能を有する酵母を担持させた担体。

[7] 多孔質担体の水に対する比重が 1未満である、請求項 6に記載の担体。

[8] 多孔質担体が、ゼォライト、スポンジ、紙及び綿布力選択される、請求項 6又は 7 に記載の担体。

[9] 酵母が、炭素源として油脂のみを含有する培地での生育が可能である、請求項 6な

V、し 8の何れかに記載の担体。

[10] 酵母力 MTE BP— 287株である、請求項 9に記載の担体。

[II] ピチア 'ファリノサ（Pichia farinosa) NITE BP— 287株の酵母。

[12] 請求項 11に記載の酵母を用いて油脂を分解する方法。

[13] 請求項 11に記載の酵母をグリストラップ又は汚水分解処理槽に添加し、当該酵母により油脂を処理する方法。

[14] 請求項 11に記載の酵母を含む含油廃水処理剤。

[15] 請求項 11に記載の酵母を担体に担持させた含油廃水処理用担体。

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