大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法
【課題】大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制し、食品分野、医療分野、健康分野、化粧品分野、洗浄分野等において多大な貢献がなされる技術を提供する。
【解決手段】マイクロバブルを大腸菌又はウィルスに接触ないし近接させることにより、大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する。マイクロバブルが、発生後に収縮する気泡で、かつ発生時に直径１０〜３０μｍで−１００〜−４０ｍｖの負電位のピークをもち、収縮にともなって電位が増加することを特徴とすることが好ましい。
【解決手段】マイクロバブルを大腸菌又はウィルスに接触ないし近接させることにより、大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する。マイクロバブルが、発生後に収縮する気泡で、かつ発生時に直径１０〜３０μｍで−１００〜−４０ｍｖの負電位のピークをもち、収縮にともなって電位が増加することを特徴とすることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロバブルを使用して微生物を死滅又は増殖抑制する方法に関し、特に大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、微細気泡（マイクロバブル）の製造技術及びその利用技術の開発が大いに進展してきて、重要な産業技術分野を形成するに至っている。
直径が数１０μｍ以下、特に５０μｍ以下の微細な気泡はマイクロバブルといわれ、その作用メカニズム、物理化学的性質、機能等は、未だ十分に解明されていない。
本発明者は、水産養殖及びバイオリアクターに適用可能なガス気泡供給器の開発に取組み、気泡の微細化を追求する過程において、種々の微細気泡発生装置を開発してきた。また、開発した発生装置を池や湖沼等の閉鎖水域の水質改善に用いるため、実証実験を重ね、種々の成果を挙げてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許公開２００２−１４３８８５号公報
【特許文献２】特許公開２００８−４３９０６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、マイクロバブル（ＭＢ）の微生物に対する作用を研究してきた結果、マイクロバブルが微生物を死滅又は増殖抑制する作用を発揮することを知見し、特に大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する作用を発揮することを知見し、本願発明を提供するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明は、下記構成の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法である。
[１] 大腸菌又はウィルスを含む液体中でマイクロバブルを発生させることにより、大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制することを特徴とする大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[２] 液体中で発生したマイクロバブルが時間の経過にともなって収縮する過程で発生する光熱エネルギにより、大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制することを特徴とする前記[１]に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[３] マイクロバブルが、発生時にその直径が１０〜３０μｍ、負電位のピークが−１００〜−４０ｍｖであり、収縮にともなって負電位が増加するものであることを特徴とする前記[２]に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[４] マイクロバブルが、収縮にともなって気圧が３００気圧以上、温度が５００℃以上の光熱エネルギを発し、そのエネルギで発光するものであることを特徴とする前記[２]又は[３]に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[５] マイクロバブルが、空気、窒素ガス、酸素ガス、二酸化炭素ガス又はオゾンガスから選択されるいずれか１つであることを特徴とする前記[１]〜[４]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【０００６】
[６] マイクロバブルが、水素ガス、メタンガス、一酸化炭素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、青酸ガス又は硫化水素ガスから選択されるいずれか１つであることを特徴とする前記[１]〜[４]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[７] マイクロバブルが、気体と液体との混合液よりなる気液二相流体を、内側形状が円筒形又は円錐形の容器内で毎分２０，０００〜４０，０００回転（毎秒３３０〜６７０回転）させて、同容器の中心部に液体及び気体の二相旋回流を形成させ、その二相旋回流の回転軸に沿って気体の負圧空洞部を形成させて、旋回気体空洞部を形成させ、その旋回によって気体を千切り、かつ粉砕して製造され、その発生時に直径が１０〜３０μｍであることを特徴とする前記[１]〜[６]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[８] 液体中でマイクロバブルを発生させ、一定時間経過させた液を高濃度で他の液体に混合して大腸菌を死滅又は増殖抑制することを特徴とする前記[１]〜[８]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【０００７】
[９] 液体中でマイクロバブルを発生させ、一定時間経過させた液を低濃度で他の液体に混合して大腸菌を増殖又は死滅抑制することを特徴とする前記[１]〜[７]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを増殖又は死滅を抑制する方法。
[１０] 排水処理施設の放流前最終沈殿池でマイクロバブルを発生させることによって、大腸菌を死滅又は増殖抑制することを特徴とする前記[１]〜[７]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[１１] 液体が、水又は細胞培養液であることを特徴とする前記[１]〜[７]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[１２] 液体が、アルコール、石油、ベンジン、ケロシン等の有機溶媒であることを特徴とする前記[１]〜[７]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[１３] 液体が、医療用のものであることを特徴とする前記[１]〜[７]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[１４] 液体が、化粧品用のものであることを特徴とする前記[１]〜[７]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[１５] 液体が、洗浄液用のものであることを特徴とする前記[１]〜[７]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明によれば、
（１）マイクロバブルを大腸菌又はウィルスに接触ないし近接させることにより、大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制することができる。
（２）そして、マイクロバブルの電位又はマイクロバブルの収縮時に発生する発光エネルギー又は高温エネルギーによって大腸菌又はウィルスを増殖抑制することができる。
（３）さらに、マイクロバブルの液（水）中の濃度調整によって大腸菌の増殖を制御することができる。
（４）また、大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する作用を利用することで食品分野、医療分野、健康分野、化粧品分野、洗浄分野等において多大な貢献がなされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】培養液：マイクロバブル水＝１：１の混合液（マイクロバブル濃度が５０％）を本培養した場合、大腸菌の培養時における推移を示すグラフ図。
【図２】培養液：マイクロバブル水＝１：１の混合液（マイクロバブル濃度が５０％）を本培養した場合、大腸菌の培養時における死滅期（５日目）における推移を示すグラフ図。
【図３】培養液：マイクロバブル水＝１：９の混合液（マイクロバブル濃度が９０％）を本培養した場合、大腸菌の培養時における推移を示すグラフ図。
【図４】培養液：マイクロバブル水＝１：９の混合液（マイクロバブル濃度が９０％）を本培養した場合、大腸菌の培養時の増殖期における推移を示すグラフ図。
【図５】大腸菌の培養液を直接マイクロバブル発生装置に通したときの物理的影響（培養溶液に発生装置を直接漬けた実験）を観察した結果を示すグラフ図。
【図６】バクリオファージ（バクテリオファージ）溶液にマイクロバブル処理した培養液を塩化した場合の実験結果を示すグラフ図。
【図７】バクリオファージ（バクテリオファージ）溶液に直接マイクロバブルを発生・接触させた場合の実験結果を示すグラフ図。
【図８】下水処理浄化場における観測で、マイクロバブルを供給稼働した場合とマイクロバブルを供給しなかった場合の大腸菌数の推移のデータを示すグラフ図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係るマイクロバブル及びマイクロバブル水について説明する。
「マイクロバブル、マイクロバブル水について」
本願発明に係る「マイクロバブル」は、既知のマイクロバブル生成技術によって製造されるが、例えば気体と液体との混合液よりなる気液二相流体を、内側形状が円筒形又は円錐形の容器内で毎分２０，０００〜４０，０００回転あるいは毎秒約３３０〜６７０回転させて、同容器の中心部に液体及び気体の２相旋回流を形成させ、その２相旋回流の回転軸に沿って気体の負圧空洞部を形成させて、旋回気体空洞部を形成させ、その旋回によって気体を千切り、かつ粉砕して製造され、発生時に直径が１０〜３０μｍで、電位が−１００〜−４０ｍＶの微細気泡となっているものであってもよい。
そして、発生後は所定の寿命をもって徐々に微細化し、消滅し溶解するものである。
ここで、所定の寿命とは、大気圧が作用する水面近くの常圧の場合は数秒から数十秒前後であり、高圧になるに従いその寿命がより短くなる。
すなわち、高圧下において発生時に好ましくは３０μｍ以下の気泡径を有し、発生後は前記微細気泡に比べ、より短い寿命を持って徐々に微細化し、水中での上昇過程において消滅・溶解する微細気泡で、高圧下とは１気圧以上の深い水面下をいう。
本願発明のマイクロバブルは、その初期発生時の大きさが略１０μｍ〜略３０μｍの直径のものである。
このようなマイクロバブルの物理的特性として、発生時に直径が１０〜３０μｍで、電位が−１００〜−４０ｍＶの微細気泡で、その後、収縮にともなって負電位が増加するものである。
また、数百ミクロン〜数ミリメートル、あるいはそれ以上の気泡径の気泡（以下、通常気泡という）と比較して、表面張力が極端に大きく、内圧が高い。マイクロバブルが消滅する際の内圧は、数百気圧にも達するといわれている。
また、そのマイクロバブルの消滅・溶解時には、暗闇で自発光が確認できる程の高エネルギーを有するものであり、これを観測している。
【００１１】
上述のようなマイクロバブルは、発生後比較的短時間で収縮する過程において、強大な熱及び光のエネルギーを放出する。そのエネルギーによって、微生物やウィルスを破壊し、又はそれらの増殖を抑制するものである。
マイクロバブルは水中に長時間滞留する。マイクロバブルは、比較的短時間で消滅するが、同時にマイクロバブル発生装置からは大量のマイクロバブルが連続的に発生し続けることから、見掛け上マイクロバブル全体として滞留することとなる。
本発明における「マイクロバブル水」 とは、上記のようにして、水中で多量のマイクロバブルが発生して得られた、マイクロバブルを含有する水を言い、特に発生時に直径が１０〜３０μｍで、電位が−１００〜−４０ｍＶの微細気泡を多量に含有する水を意味する。
【００１２】
次に、マイクロバブルの大腸菌又はウィルスに対する死滅、増殖の抑制効果を知見した実験結果について説明する。
実験例１：
前培養（3時間）を行った大腸菌培養液に、マイクロバブル処理を施した培養液を５０ｖｏｌ％及び９０ｖｏｌ％加えて混合（それぞれ，前培養液：マイクロバブル水＝１：１及び１：９で混合）した。なお、前培養（３時間）を行った大腸菌培養液とは、冷凍されている大腸菌を３時間かけて解凍し、菌の活動を安定させた大腸菌培養液である。
次いで、その混合液を本培養（１〜６日間）した後、クロモカルトコリフォーム寒天によって大腸菌を識別し、混釈法によって菌数（CFU／ml）をカウントした。
なお、マイクロバブル発生装置はナノプラネット研究所社製の「Ｍ２−ＭＳ／ＳＵＳＵ」（商品名）を使用した。また、使用気体は空気（マイクロバブル）を用いた。
そして、インキュベーションタイムにおける（１）誘導期（第１日目頃）と（２）対数増殖期（第２日目頃）と（３）定常期（第３〜４日目頃）と（４）死滅期（第５日目頃）に、どのように大腸菌数が変化したかを測定した。
その結果は、図１及び図２並びに図３及び図４に示す通りであった。
【００１３】
図１及び図２から見て、培養液：マイクロバブル水＝１：１の混合液（マイクロバブル濃度が５０％）を本培養した場合、大腸菌の培養時における死滅期（第５日目頃）には，マイクロバブル水を加えた場合の大腸菌死滅の程度が加えていない場合よりも低いことが理解される。
他方、図３及び図４から見て、培養液：マイクロバブル水＝１：９の混合液（マイクロバブル濃度が９０％）を本培養した場合、大腸菌の培養時における誘導期（第１日目頃）及び対数増殖期（第２日目頃）には、マイクロバブル水を高濃度に加えた場合の大腸菌数が加えていない場合よりも極端に低く、高濃度のマイクロバブル水は大腸菌の増殖に対して抑制作用を示すことが理解される。なお、以上の結果を数値データで示したものが、表１である。
【００１４】
【表１】
以上総括すると、培養を行った後の大腸菌数は、５０ｖｏｌ％のマイクロバブル存在下では死滅期において、マイクロバブル培養液を加えた場合の大腸菌死滅の程度が加えていない場合よりも低く、逆に９０ｖｏｌ％のマイクロバブル存在下では誘導期及び対数増殖期において大腸菌の増殖に対し抑制作用を示すことが解った。
マイクロバブル処理以外での通常のエアレーションでの影響調査を行った結果，マイクロバブル存在下で確認された効果は確認されなかった。
よって、DO増加以外のマイクロバブルによる何らかの因子が、今回確認された大腸菌の相反する増殖挙動に関わっているものと考えられる。
【００１５】
次に、大腸菌の培養液を直接マイクロバブル発生装置に通したときの物理的影響（培養溶液に発生装置を直接漬けた実験）を観察した結果を図５に示す。
データは発生装置を通していない培養液をリファレンスとし、そのリファレンスからの減少数をプロットしている。
２時間以内は大腸菌の誘導期のためかデータにバラツキが多く、2時間以降のデータである。また、マイクロバブルを直接発生させると、大腸菌数は減少傾向を示す。
【００１６】
次に、バクリオファージ（バクテリオファージ）溶液に直接マイクロバブルを発生・接触させた場合の実験結果について図６、図７及び表２に基づいて説明する。
【００１７】
【表２】
図６から見て、マイクロバブル処理した培養液を加えただけの場合、菌数に変化はなかった。
また、ファージ溶液に直接マイクロバブルを発生させた場合、１時間の処理でウイルスの数が半減し、３時間の供給で更に減少することが解る。
さらに、下水処理浄化場における観測で、マイクロバブルを供給稼働した場合とマイクロバブルを供給しなかった場合の大腸菌数の推移のデータを図８に示す。
図８から見て、２年目の１２月にマイクロバブルを供給開始し稼働してから１ヶ月足らずで下水処理浄化場の大腸菌数は検出不可の状態まで激減し、その後も検出不可状態を維持していることが解る。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロバブルを使用して微生物を死滅又は増殖抑制する方法に関し、特に大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、微細気泡（マイクロバブル）の製造技術及びその利用技術の開発が大いに進展してきて、重要な産業技術分野を形成するに至っている。
直径が数１０μｍ以下、特に５０μｍ以下の微細な気泡はマイクロバブルといわれ、その作用メカニズム、物理化学的性質、機能等は、未だ十分に解明されていない。
本発明者は、水産養殖及びバイオリアクターに適用可能なガス気泡供給器の開発に取組み、気泡の微細化を追求する過程において、種々の微細気泡発生装置を開発してきた。また、開発した発生装置を池や湖沼等の閉鎖水域の水質改善に用いるため、実証実験を重ね、種々の成果を挙げてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許公開２００２−１４３８８５号公報
【特許文献２】特許公開２００８−４３９０６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、マイクロバブル（ＭＢ）の微生物に対する作用を研究してきた結果、マイクロバブルが微生物を死滅又は増殖抑制する作用を発揮することを知見し、特に大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する作用を発揮することを知見し、本願発明を提供するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明は、下記構成の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法である。
[１] 大腸菌又はウィルスを含む液体中でマイクロバブルを発生させることにより、大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制することを特徴とする大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[２] 液体中で発生したマイクロバブルが時間の経過にともなって収縮する過程で発生する光熱エネルギにより、大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制することを特徴とする前記[１]に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[３] マイクロバブルが、発生時にその直径が１０〜３０μｍ、負電位のピークが−１００〜−４０ｍｖであり、収縮にともなって負電位が増加するものであることを特徴とする前記[２]に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[４] マイクロバブルが、収縮にともなって気圧が３００気圧以上、温度が５００℃以上の光熱エネルギを発し、そのエネルギで発光するものであることを特徴とする前記[２]又は[３]に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[５] マイクロバブルが、空気、窒素ガス、酸素ガス、二酸化炭素ガス又はオゾンガスから選択されるいずれか１つであることを特徴とする前記[１]〜[４]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【０００６】
[６] マイクロバブルが、水素ガス、メタンガス、一酸化炭素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、青酸ガス又は硫化水素ガスから選択されるいずれか１つであることを特徴とする前記[１]〜[４]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[７] マイクロバブルが、気体と液体との混合液よりなる気液二相流体を、内側形状が円筒形又は円錐形の容器内で毎分２０，０００〜４０，０００回転（毎秒３３０〜６７０回転）させて、同容器の中心部に液体及び気体の二相旋回流を形成させ、その二相旋回流の回転軸に沿って気体の負圧空洞部を形成させて、旋回気体空洞部を形成させ、その旋回によって気体を千切り、かつ粉砕して製造され、その発生時に直径が１０〜３０μｍであることを特徴とする前記[１]〜[６]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[８] 液体中でマイクロバブルを発生させ、一定時間経過させた液を高濃度で他の液体に混合して大腸菌を死滅又は増殖抑制することを特徴とする前記[１]〜[８]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【０００７】
[９] 液体中でマイクロバブルを発生させ、一定時間経過させた液を低濃度で他の液体に混合して大腸菌を増殖又は死滅抑制することを特徴とする前記[１]〜[７]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを増殖又は死滅を抑制する方法。
[１０] 排水処理施設の放流前最終沈殿池でマイクロバブルを発生させることによって、大腸菌を死滅又は増殖抑制することを特徴とする前記[１]〜[７]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[１１] 液体が、水又は細胞培養液であることを特徴とする前記[１]〜[７]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[１２] 液体が、アルコール、石油、ベンジン、ケロシン等の有機溶媒であることを特徴とする前記[１]〜[７]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[１３] 液体が、医療用のものであることを特徴とする前記[１]〜[７]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[１４] 液体が、化粧品用のものであることを特徴とする前記[１]〜[７]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
[１５] 液体が、洗浄液用のものであることを特徴とする前記[１]〜[７]のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明によれば、
（１）マイクロバブルを大腸菌又はウィルスに接触ないし近接させることにより、大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制することができる。
（２）そして、マイクロバブルの電位又はマイクロバブルの収縮時に発生する発光エネルギー又は高温エネルギーによって大腸菌又はウィルスを増殖抑制することができる。
（３）さらに、マイクロバブルの液（水）中の濃度調整によって大腸菌の増殖を制御することができる。
（４）また、大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する作用を利用することで食品分野、医療分野、健康分野、化粧品分野、洗浄分野等において多大な貢献がなされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】培養液：マイクロバブル水＝１：１の混合液（マイクロバブル濃度が５０％）を本培養した場合、大腸菌の培養時における推移を示すグラフ図。
【図２】培養液：マイクロバブル水＝１：１の混合液（マイクロバブル濃度が５０％）を本培養した場合、大腸菌の培養時における死滅期（５日目）における推移を示すグラフ図。
【図３】培養液：マイクロバブル水＝１：９の混合液（マイクロバブル濃度が９０％）を本培養した場合、大腸菌の培養時における推移を示すグラフ図。
【図４】培養液：マイクロバブル水＝１：９の混合液（マイクロバブル濃度が９０％）を本培養した場合、大腸菌の培養時の増殖期における推移を示すグラフ図。
【図５】大腸菌の培養液を直接マイクロバブル発生装置に通したときの物理的影響（培養溶液に発生装置を直接漬けた実験）を観察した結果を示すグラフ図。
【図６】バクリオファージ（バクテリオファージ）溶液にマイクロバブル処理した培養液を塩化した場合の実験結果を示すグラフ図。
【図７】バクリオファージ（バクテリオファージ）溶液に直接マイクロバブルを発生・接触させた場合の実験結果を示すグラフ図。
【図８】下水処理浄化場における観測で、マイクロバブルを供給稼働した場合とマイクロバブルを供給しなかった場合の大腸菌数の推移のデータを示すグラフ図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係るマイクロバブル及びマイクロバブル水について説明する。
「マイクロバブル、マイクロバブル水について」
本願発明に係る「マイクロバブル」は、既知のマイクロバブル生成技術によって製造されるが、例えば気体と液体との混合液よりなる気液二相流体を、内側形状が円筒形又は円錐形の容器内で毎分２０，０００〜４０，０００回転あるいは毎秒約３３０〜６７０回転させて、同容器の中心部に液体及び気体の２相旋回流を形成させ、その２相旋回流の回転軸に沿って気体の負圧空洞部を形成させて、旋回気体空洞部を形成させ、その旋回によって気体を千切り、かつ粉砕して製造され、発生時に直径が１０〜３０μｍで、電位が−１００〜−４０ｍＶの微細気泡となっているものであってもよい。
そして、発生後は所定の寿命をもって徐々に微細化し、消滅し溶解するものである。
ここで、所定の寿命とは、大気圧が作用する水面近くの常圧の場合は数秒から数十秒前後であり、高圧になるに従いその寿命がより短くなる。
すなわち、高圧下において発生時に好ましくは３０μｍ以下の気泡径を有し、発生後は前記微細気泡に比べ、より短い寿命を持って徐々に微細化し、水中での上昇過程において消滅・溶解する微細気泡で、高圧下とは１気圧以上の深い水面下をいう。
本願発明のマイクロバブルは、その初期発生時の大きさが略１０μｍ〜略３０μｍの直径のものである。
このようなマイクロバブルの物理的特性として、発生時に直径が１０〜３０μｍで、電位が−１００〜−４０ｍＶの微細気泡で、その後、収縮にともなって負電位が増加するものである。
また、数百ミクロン〜数ミリメートル、あるいはそれ以上の気泡径の気泡（以下、通常気泡という）と比較して、表面張力が極端に大きく、内圧が高い。マイクロバブルが消滅する際の内圧は、数百気圧にも達するといわれている。
また、そのマイクロバブルの消滅・溶解時には、暗闇で自発光が確認できる程の高エネルギーを有するものであり、これを観測している。
【００１１】
上述のようなマイクロバブルは、発生後比較的短時間で収縮する過程において、強大な熱及び光のエネルギーを放出する。そのエネルギーによって、微生物やウィルスを破壊し、又はそれらの増殖を抑制するものである。
マイクロバブルは水中に長時間滞留する。マイクロバブルは、比較的短時間で消滅するが、同時にマイクロバブル発生装置からは大量のマイクロバブルが連続的に発生し続けることから、見掛け上マイクロバブル全体として滞留することとなる。
本発明における「マイクロバブル水」 とは、上記のようにして、水中で多量のマイクロバブルが発生して得られた、マイクロバブルを含有する水を言い、特に発生時に直径が１０〜３０μｍで、電位が−１００〜−４０ｍＶの微細気泡を多量に含有する水を意味する。
【００１２】
次に、マイクロバブルの大腸菌又はウィルスに対する死滅、増殖の抑制効果を知見した実験結果について説明する。
実験例１：
前培養（3時間）を行った大腸菌培養液に、マイクロバブル処理を施した培養液を５０ｖｏｌ％及び９０ｖｏｌ％加えて混合（それぞれ，前培養液：マイクロバブル水＝１：１及び１：９で混合）した。なお、前培養（３時間）を行った大腸菌培養液とは、冷凍されている大腸菌を３時間かけて解凍し、菌の活動を安定させた大腸菌培養液である。
次いで、その混合液を本培養（１〜６日間）した後、クロモカルトコリフォーム寒天によって大腸菌を識別し、混釈法によって菌数（CFU／ml）をカウントした。
なお、マイクロバブル発生装置はナノプラネット研究所社製の「Ｍ２−ＭＳ／ＳＵＳＵ」（商品名）を使用した。また、使用気体は空気（マイクロバブル）を用いた。
そして、インキュベーションタイムにおける（１）誘導期（第１日目頃）と（２）対数増殖期（第２日目頃）と（３）定常期（第３〜４日目頃）と（４）死滅期（第５日目頃）に、どのように大腸菌数が変化したかを測定した。
その結果は、図１及び図２並びに図３及び図４に示す通りであった。
【００１３】
図１及び図２から見て、培養液：マイクロバブル水＝１：１の混合液（マイクロバブル濃度が５０％）を本培養した場合、大腸菌の培養時における死滅期（第５日目頃）には，マイクロバブル水を加えた場合の大腸菌死滅の程度が加えていない場合よりも低いことが理解される。
他方、図３及び図４から見て、培養液：マイクロバブル水＝１：９の混合液（マイクロバブル濃度が９０％）を本培養した場合、大腸菌の培養時における誘導期（第１日目頃）及び対数増殖期（第２日目頃）には、マイクロバブル水を高濃度に加えた場合の大腸菌数が加えていない場合よりも極端に低く、高濃度のマイクロバブル水は大腸菌の増殖に対して抑制作用を示すことが理解される。なお、以上の結果を数値データで示したものが、表１である。
【００１４】
【表１】
以上総括すると、培養を行った後の大腸菌数は、５０ｖｏｌ％のマイクロバブル存在下では死滅期において、マイクロバブル培養液を加えた場合の大腸菌死滅の程度が加えていない場合よりも低く、逆に９０ｖｏｌ％のマイクロバブル存在下では誘導期及び対数増殖期において大腸菌の増殖に対し抑制作用を示すことが解った。
マイクロバブル処理以外での通常のエアレーションでの影響調査を行った結果，マイクロバブル存在下で確認された効果は確認されなかった。
よって、DO増加以外のマイクロバブルによる何らかの因子が、今回確認された大腸菌の相反する増殖挙動に関わっているものと考えられる。
【００１５】
次に、大腸菌の培養液を直接マイクロバブル発生装置に通したときの物理的影響（培養溶液に発生装置を直接漬けた実験）を観察した結果を図５に示す。
データは発生装置を通していない培養液をリファレンスとし、そのリファレンスからの減少数をプロットしている。
２時間以内は大腸菌の誘導期のためかデータにバラツキが多く、2時間以降のデータである。また、マイクロバブルを直接発生させると、大腸菌数は減少傾向を示す。
【００１６】
次に、バクリオファージ（バクテリオファージ）溶液に直接マイクロバブルを発生・接触させた場合の実験結果について図６、図７及び表２に基づいて説明する。
【００１７】
【表２】
図６から見て、マイクロバブル処理した培養液を加えただけの場合、菌数に変化はなかった。
また、ファージ溶液に直接マイクロバブルを発生させた場合、１時間の処理でウイルスの数が半減し、３時間の供給で更に減少することが解る。
さらに、下水処理浄化場における観測で、マイクロバブルを供給稼働した場合とマイクロバブルを供給しなかった場合の大腸菌数の推移のデータを図８に示す。
図８から見て、２年目の１２月にマイクロバブルを供給開始し稼働してから１ヶ月足らずで下水処理浄化場の大腸菌数は検出不可の状態まで激減し、その後も検出不可状態を維持していることが解る。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大腸菌又はウィルスを含む液体中でマイクロバブルを発生させることにより、大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制することを特徴とする大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項２】
液体中で発生したマイクロバブルが時間の経過にともなって収縮する過程で発生する光熱エネルギにより、大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制することを特徴とする請求項１記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項３】
マイクロバブルが、発生時にその直径が１０〜３０μｍ、負電位のピークが−１００〜−４０ｍｖであり、収縮にともなって負電位が増加するものであることを特徴とする請求項２記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項４】
マイクロバブルが、収縮にともなって気圧が３００気圧以上、温度が５００℃以上の光熱エネルギを発し、そのエネルギで発光するものであることを特徴とする請求項２又は３に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項５】
マイクロバブルが、空気、窒素ガス、酸素ガス、二酸化炭素ガス又はオゾンガスから選択されるいずれか１つであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項６】
マイクロバブルが、水素ガス、メタンガス、一酸化炭素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、青酸ガス又は硫化水素ガスから選択されるいずれか１つであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項７】
マイクロバブルが、気体と液体との混合液よりなる気液二相流体を、内側形状が円筒形又は円錐形の容器内で毎分２０，０００〜４０，０００回転（毎秒３３０〜６７０回転）させて、同容器の中心部に液体及び気体の二相旋回流を形成させ、その二相旋回流の回転軸に沿って気体の負圧空洞部を形成させて、旋回気体空洞部を形成させ、その旋回によって気体を千切り、かつ粉砕して製造され、その発生時に直径が１０〜３０μｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項８】
液体中でマイクロバブルを発生させ、一定時間経過させた液を高濃度で他の液体に混合して大腸菌を死滅又は増殖抑制することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項９】
液体中でマイクロバブルを発生させ、一定時間経過させた液を低濃度で他の液体に混合して大腸菌を増殖又は死滅抑制することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを増殖又は死滅を抑制する方法。
【請求項１０】
排水処理施設の放流前最終沈殿池でマイクロバブルを発生させることによって、大腸菌を死滅又は増殖抑制することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項１１】
液体が、水又は細胞培養液であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項１２】
液体が、アルコール、石油、ベンジン、ケロシン等の有機溶媒であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項１３】
液体が、食品用のものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項１４】
液体が、医療用のものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項１５】
液体が、化粧品用のものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項１６】
液体が、洗浄液用のものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項１】
大腸菌又はウィルスを含む液体中でマイクロバブルを発生させることにより、大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制することを特徴とする大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項２】
液体中で発生したマイクロバブルが時間の経過にともなって収縮する過程で発生する光熱エネルギにより、大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制することを特徴とする請求項１記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項３】
マイクロバブルが、発生時にその直径が１０〜３０μｍ、負電位のピークが−１００〜−４０ｍｖであり、収縮にともなって負電位が増加するものであることを特徴とする請求項２記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項４】
マイクロバブルが、収縮にともなって気圧が３００気圧以上、温度が５００℃以上の光熱エネルギを発し、そのエネルギで発光するものであることを特徴とする請求項２又は３に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項５】
マイクロバブルが、空気、窒素ガス、酸素ガス、二酸化炭素ガス又はオゾンガスから選択されるいずれか１つであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項６】
マイクロバブルが、水素ガス、メタンガス、一酸化炭素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、青酸ガス又は硫化水素ガスから選択されるいずれか１つであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項７】
マイクロバブルが、気体と液体との混合液よりなる気液二相流体を、内側形状が円筒形又は円錐形の容器内で毎分２０，０００〜４０，０００回転（毎秒３３０〜６７０回転）させて、同容器の中心部に液体及び気体の二相旋回流を形成させ、その二相旋回流の回転軸に沿って気体の負圧空洞部を形成させて、旋回気体空洞部を形成させ、その旋回によって気体を千切り、かつ粉砕して製造され、その発生時に直径が１０〜３０μｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項８】
液体中でマイクロバブルを発生させ、一定時間経過させた液を高濃度で他の液体に混合して大腸菌を死滅又は増殖抑制することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項９】
液体中でマイクロバブルを発生させ、一定時間経過させた液を低濃度で他の液体に混合して大腸菌を増殖又は死滅抑制することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを増殖又は死滅を抑制する方法。
【請求項１０】
排水処理施設の放流前最終沈殿池でマイクロバブルを発生させることによって、大腸菌を死滅又は増殖抑制することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項１１】
液体が、水又は細胞培養液であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項１２】
液体が、アルコール、石油、ベンジン、ケロシン等の有機溶媒であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項１３】
液体が、食品用のものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項１４】
液体が、医療用のものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項１５】
液体が、化粧品用のものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【請求項１６】
液体が、洗浄液用のものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の大腸菌又はウィルスを死滅又は増殖抑制する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１１５３２６（Ｐ２０１１−１１５３２６Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７４６８９（Ｐ２００９−２７４６８９）
【出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【出願人】（５０４３６１８７２）株式会社 ナノプラネット研究所 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【出願人】（５０４３６１８７２）株式会社 ナノプラネット研究所 (6)
【Ｆターム（参考）】
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