新規な微生物ＢＳ−ＴＡ１株、ゴムの微生物分解方法
【課題】ポリイソプレン系ゴムを分解できる新規な微生物を得ることが本発明の課題である。
【解決手段】本発明により、新規な微生物であるノカルディア属の放線菌ＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）が与えられた。放線菌ＢＳ−ＴＡ１株はポリイソプレン系ゴムを分解する活性を有するので、本発明により、ゴム組成物を微生物分解する新たな方法も与えられた。
【解決手段】本発明により、新規な微生物であるノカルディア属の放線菌ＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）が与えられた。放線菌ＢＳ−ＴＡ１株はポリイソプレン系ゴムを分解する活性を有するので、本発明により、ゴム組成物を微生物分解する新たな方法も与えられた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する、ノカルディア属に属する放線菌ＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）に関する。更に本発明は、ポリイソプレン系ゴムを含有するゴム組成物を、ノカルディア属に属する放線菌であるＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）で微生物分解する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム製品はプラスチック製品とともに再利用しにくい材料であり、セメント工場などを中心として燃料として利用されている場合が多い。しかしながら、近年環境問題の高まりとともに、ゴム製品を燃料として燃やすのではなく、コンポストのように低温で分解する省エネルギー型の方法や分解した材料を再利用するマテリアルリサイクルの方法の開発が求められている。
【０００３】
ゴム製品を分解する方法として、微生物による分解処理が考えられる。微生物分解は低温での処理なので、エネルギー消費は最も少ない処理法といえる。また、ゴム製品を微生物分解した後、分解物を再利用することも考えられる。例えば、分解されたモノマーやオリゴマーを再利用することが考えられる。例えば、分解されたモノマーやオリゴマーを再利用することや、粉ゴムの表面を微生物分解し、再度未加硫ゴムに混練り加硫することにより、新たな製品に利用することも考えられる。
【０００４】
ゴムの微生物分解については、従来様々な微生物がスクリーニングされ、検討されている。そのような微生物分解については、特開平９−１９４６２４号公報、特開平１１−６０７９３号公報等で報告されており、ノカルディア属に属する微生物によるゴムの分解が記載されている。しかし従来の技術ではゴムの分解効率が低いため、いまだに実用化には至っていない。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１９４６２４号公報
【特許文献２】特開平１１−６０７９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、効率よくゴムを分解することができる新規な微生物を得ることが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明者らが多くの土壌から天然ゴム分解菌の探索を行った結果、ゴム製品を分解できる微生物である放線菌ＢＳ−ＴＡ１株株を見いだした。それによって本発明により上記課題を解決することが可能となった。本発明の方法は、タイヤなどのゴム製品の廃棄及び再利用に有用である。
【０００８】
本発明は次の（１）〜（４）からなる。
（１）ポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する、ノカルディア属に属する放線菌ＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）。
（２）ポリイソプレン系ゴムを含有するゴム組成物をノカルディア属に属する放線菌であるＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）で微生物分解する方法。
（３）前記ゴム組成物のポリイソプレン系ゴム含有量が１０重量％以上であることを特徴とする（２）に記載の方法。
（４）前記ポリイソプレン系ゴムがシスポリイソプレンゴムである（２）に記載の方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、新規な微生物であるノカルディア属の放線菌ＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）が与えられた。放線菌ＢＳ−ＴＡ１株はポリイソプレン系ゴムを分解する活性を有する。よって本発明により、ゴム組成物を微生物分解する新たな方法も与えられた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を具体的に説明する。
本発明は新規微生物であるノカルディア属の放線菌であるＢＳ−ＴＡ１株である。また本発明はポリイソプレン系ゴムを含有するゴム製品を上記微生物で分解する方法である。ノカルディア属の放線菌は天然ゴムなどのポリイソプレン系ゴムを分解することが知られているが、発明者は多くの土壌から天然ゴム分解菌を鋭意スクリーニングした結果、非常に高効率でポリイソプレン系ゴムを分解できる、ＢＳ−ＴＡ１株を見出した。
【００１１】
ＢＳ−ＴＡ１株は独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センターにＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９株として２００３年６月５日に寄託されている。本発明においてＢＳ−ＴＡ１株は無機塩の液体培地中でゴムを資化しながら増殖する。無機塩としては窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどを含むものがあげられる。
【００１２】
菌株の固定は近年主流となっている１６ＳｒＲＮＡの比較に基づいて行った。以下方法を詳細に述べる。菌株をＹＭ寒天培地（Ｂｅｃｔｏｎ Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ＮＪ，ＵＳＡ）に植菌し、３０℃で５日間培養した。その後、この菌体からＰｒｅｐＭａｎ Ｍｅｔｈｏｄ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｊｏｓｙｓｔｅｍｓ、ＣＡ，ＵＳＡ ）により、ゲノムＤＮＡの抽出を行った。抽出したゲノムＤＮＡを鋳型として、ＰＣＲにより、１６Ｓ Ｒｉｂｏｓｏｍａｌ ＲＮＡのうち、５末端側役５００ｂｐの領域を増幅した。その後、増幅した塩基配列をシーケンスし、検体の１６Ｓ ｒＤＮＡ部分塩基配列を得た。得られた１６Ｓ ｒＤＮＡの塩基鑑列から検体を近縁と考えられる種の相同性検索を行い、下記の上位１０株を決定した。
相同性 菌株
９７．８％ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｔｒａｎｓｖａｌｅｎｓｉｓ
９６．８％ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｎｏｖａ
９６．６％ Ｎｕｃａｒｄｉａ ｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ
９６．６％ Ｎｏｃａｒｄｉａ ａｓｔｅｒｏｉｄｅｓ
９６．４％ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｆａｒｃｉｎｉａ
９５．８％ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｐｓｅｕｄｏｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ
９５．６％ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｏｔｉｔｉｄｉｓｃａｖｉａｕｍ
９５．６％ Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ Ｇｌｏｂｅｒｕｌｕｓ
９５．４％ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｂｒｅｖｉｃａｔｅｎａ
９５．４％ Ｔｓｕｋａｍｕｒｅｌｌａ ｗｒａｔｉｓｌａｖｉｅｎｓｉｓ
この結果から、ＢＳ−ＨＡｌ株はＮｏｃａｒｄｉａ ｓｐ．に属する菌株と同定した。
【００１３】
本発明を適用する対象となるポリイソプレン系ゴムとしては、主鎖がシスポリイソプレン及びトランスポリイソプレンであるゴムまたはエラストマーを挙げることができる。本発明においてシスポリイソプレンであるゴムが最も好ましいが、イソプレンと他のモノマーとの共重合体を主鎖とするゴムまたはエラストマーにも本発明を適応することが可能である。具体的なシスポリイソプレンとしては、それに限定されるものではないが、天然ゴムやＮａｔｓｙｎなどの合成シスポリイソプレンが例示され、トランスポリイソプレンとしてはガッタパーチャなどの天然系ゴムが例示される。
【００１４】
ゴムを構成するゴムエラストマー中のポリイソプレン系ゴムの含有量が１０重量％以上であれば本方法の適応が可能である。ゴムエラストマー中のポリイソプレンは５０重量％以上が好ましく、さらに好ましくは８０重量％以上であるが、その範囲に限定されるものではない。
【００１５】
本発明で分解の対象となるゴムは、イソプレン系ゴムであれば、ゴム工業で通常使用されているシランカップリング剤、硫黄、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、老化防止剤、プロセス油、亜鉛華（ＺｎＯ）、ステアリン酸、過酸化物等の通常の配合剤が配合されたものでよい。ただし、ゴム配合剤の中にＢＳ−ＴＡ１株の増殖を阻害する配合剤が配合されている場合は、ゴムを溶剤抽出し、これを除去する必要がある。以下実施例で本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【実施例】
【００１６】
（実施例）
シリコーン栓付きのガラス容器に準備した表１の組成の培地に、アセトン抽出済みの天然ゴムラテックス手袋の短冊状に切ったゴム片５ｇ／Ｌを入れ９０℃で、オートクレープ中で滅菌処理した。これに同様の手袋ゴムを唯一の炭素源として前培養したＢＳ−ＴＡ１株の菌液を加え、４０日間３０℃、５０ｒｐｍで振とう培養し、１２１℃でオートクレープ滅菌し、手袋ゴム片を取り出した。取り出した手袋ゴム片をアセトンで数回洗浄後、純水で洗浄し、十分に乾燥したことを確認後、重量測定を行った。
【００１７】
【表１】
【００１８】
（比較例）
実施例と同様の実験を、ＢＳ−ＴＡ１株の代わりに土壌から分離した放線菌を用いて行った。
【００１９】
実施例のＢＳ−ＴＡ１株では重量減少は３０％であったが、比較例では重量減少は０％であった。よってＢＳ−ＴＡ１株が天然ゴムに対して大きな分解性を持つことが確認された。
【００２０】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の新規の微生物であるノカルディア属の放線菌ＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）はポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する。よって本発明の微生物を用いた微生物分解方法は、タイヤなどのゴム製品の廃棄及び再利用に有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する、ノカルディア属に属する放線菌ＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）に関する。更に本発明は、ポリイソプレン系ゴムを含有するゴム組成物を、ノカルディア属に属する放線菌であるＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）で微生物分解する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム製品はプラスチック製品とともに再利用しにくい材料であり、セメント工場などを中心として燃料として利用されている場合が多い。しかしながら、近年環境問題の高まりとともに、ゴム製品を燃料として燃やすのではなく、コンポストのように低温で分解する省エネルギー型の方法や分解した材料を再利用するマテリアルリサイクルの方法の開発が求められている。
【０００３】
ゴム製品を分解する方法として、微生物による分解処理が考えられる。微生物分解は低温での処理なので、エネルギー消費は最も少ない処理法といえる。また、ゴム製品を微生物分解した後、分解物を再利用することも考えられる。例えば、分解されたモノマーやオリゴマーを再利用することが考えられる。例えば、分解されたモノマーやオリゴマーを再利用することや、粉ゴムの表面を微生物分解し、再度未加硫ゴムに混練り加硫することにより、新たな製品に利用することも考えられる。
【０００４】
ゴムの微生物分解については、従来様々な微生物がスクリーニングされ、検討されている。そのような微生物分解については、特開平９−１９４６２４号公報、特開平１１−６０７９３号公報等で報告されており、ノカルディア属に属する微生物によるゴムの分解が記載されている。しかし従来の技術ではゴムの分解効率が低いため、いまだに実用化には至っていない。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１９４６２４号公報
【特許文献２】特開平１１−６０７９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、効率よくゴムを分解することができる新規な微生物を得ることが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明者らが多くの土壌から天然ゴム分解菌の探索を行った結果、ゴム製品を分解できる微生物である放線菌ＢＳ−ＴＡ１株株を見いだした。それによって本発明により上記課題を解決することが可能となった。本発明の方法は、タイヤなどのゴム製品の廃棄及び再利用に有用である。
【０００８】
本発明は次の（１）〜（４）からなる。
（１）ポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する、ノカルディア属に属する放線菌ＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）。
（２）ポリイソプレン系ゴムを含有するゴム組成物をノカルディア属に属する放線菌であるＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）で微生物分解する方法。
（３）前記ゴム組成物のポリイソプレン系ゴム含有量が１０重量％以上であることを特徴とする（２）に記載の方法。
（４）前記ポリイソプレン系ゴムがシスポリイソプレンゴムである（２）に記載の方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、新規な微生物であるノカルディア属の放線菌ＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）が与えられた。放線菌ＢＳ−ＴＡ１株はポリイソプレン系ゴムを分解する活性を有する。よって本発明により、ゴム組成物を微生物分解する新たな方法も与えられた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を具体的に説明する。
本発明は新規微生物であるノカルディア属の放線菌であるＢＳ−ＴＡ１株である。また本発明はポリイソプレン系ゴムを含有するゴム製品を上記微生物で分解する方法である。ノカルディア属の放線菌は天然ゴムなどのポリイソプレン系ゴムを分解することが知られているが、発明者は多くの土壌から天然ゴム分解菌を鋭意スクリーニングした結果、非常に高効率でポリイソプレン系ゴムを分解できる、ＢＳ−ＴＡ１株を見出した。
【００１１】
ＢＳ−ＴＡ１株は独立行政法人 産業技術総合研究所 特許生物寄託センターにＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９株として２００３年６月５日に寄託されている。本発明においてＢＳ−ＴＡ１株は無機塩の液体培地中でゴムを資化しながら増殖する。無機塩としては窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどを含むものがあげられる。
【００１２】
菌株の固定は近年主流となっている１６ＳｒＲＮＡの比較に基づいて行った。以下方法を詳細に述べる。菌株をＹＭ寒天培地（Ｂｅｃｔｏｎ Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ＮＪ，ＵＳＡ）に植菌し、３０℃で５日間培養した。その後、この菌体からＰｒｅｐＭａｎ Ｍｅｔｈｏｄ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｊｏｓｙｓｔｅｍｓ、ＣＡ，ＵＳＡ ）により、ゲノムＤＮＡの抽出を行った。抽出したゲノムＤＮＡを鋳型として、ＰＣＲにより、１６Ｓ Ｒｉｂｏｓｏｍａｌ ＲＮＡのうち、５末端側役５００ｂｐの領域を増幅した。その後、増幅した塩基配列をシーケンスし、検体の１６Ｓ ｒＤＮＡ部分塩基配列を得た。得られた１６Ｓ ｒＤＮＡの塩基鑑列から検体を近縁と考えられる種の相同性検索を行い、下記の上位１０株を決定した。
相同性 菌株
９７．８％ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｔｒａｎｓｖａｌｅｎｓｉｓ
９６．８％ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｎｏｖａ
９６．６％ Ｎｕｃａｒｄｉａ ｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ
９６．６％ Ｎｏｃａｒｄｉａ ａｓｔｅｒｏｉｄｅｓ
９６．４％ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｆａｒｃｉｎｉａ
９５．８％ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｐｓｅｕｄｏｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ
９５．６％ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｏｔｉｔｉｄｉｓｃａｖｉａｕｍ
９５．６％ Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ Ｇｌｏｂｅｒｕｌｕｓ
９５．４％ Ｎｏｃａｒｄｉａ ｂｒｅｖｉｃａｔｅｎａ
９５．４％ Ｔｓｕｋａｍｕｒｅｌｌａ ｗｒａｔｉｓｌａｖｉｅｎｓｉｓ
この結果から、ＢＳ−ＨＡｌ株はＮｏｃａｒｄｉａ ｓｐ．に属する菌株と同定した。
【００１３】
本発明を適用する対象となるポリイソプレン系ゴムとしては、主鎖がシスポリイソプレン及びトランスポリイソプレンであるゴムまたはエラストマーを挙げることができる。本発明においてシスポリイソプレンであるゴムが最も好ましいが、イソプレンと他のモノマーとの共重合体を主鎖とするゴムまたはエラストマーにも本発明を適応することが可能である。具体的なシスポリイソプレンとしては、それに限定されるものではないが、天然ゴムやＮａｔｓｙｎなどの合成シスポリイソプレンが例示され、トランスポリイソプレンとしてはガッタパーチャなどの天然系ゴムが例示される。
【００１４】
ゴムを構成するゴムエラストマー中のポリイソプレン系ゴムの含有量が１０重量％以上であれば本方法の適応が可能である。ゴムエラストマー中のポリイソプレンは５０重量％以上が好ましく、さらに好ましくは８０重量％以上であるが、その範囲に限定されるものではない。
【００１５】
本発明で分解の対象となるゴムは、イソプレン系ゴムであれば、ゴム工業で通常使用されているシランカップリング剤、硫黄、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、老化防止剤、プロセス油、亜鉛華（ＺｎＯ）、ステアリン酸、過酸化物等の通常の配合剤が配合されたものでよい。ただし、ゴム配合剤の中にＢＳ−ＴＡ１株の増殖を阻害する配合剤が配合されている場合は、ゴムを溶剤抽出し、これを除去する必要がある。以下実施例で本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【実施例】
【００１６】
（実施例）
シリコーン栓付きのガラス容器に準備した表１の組成の培地に、アセトン抽出済みの天然ゴムラテックス手袋の短冊状に切ったゴム片５ｇ／Ｌを入れ９０℃で、オートクレープ中で滅菌処理した。これに同様の手袋ゴムを唯一の炭素源として前培養したＢＳ−ＴＡ１株の菌液を加え、４０日間３０℃、５０ｒｐｍで振とう培養し、１２１℃でオートクレープ滅菌し、手袋ゴム片を取り出した。取り出した手袋ゴム片をアセトンで数回洗浄後、純水で洗浄し、十分に乾燥したことを確認後、重量測定を行った。
【００１７】
【表１】
【００１８】
（比較例）
実施例と同様の実験を、ＢＳ−ＴＡ１株の代わりに土壌から分離した放線菌を用いて行った。
【００１９】
実施例のＢＳ−ＴＡ１株では重量減少は３０％であったが、比較例では重量減少は０％であった。よってＢＳ−ＴＡ１株が天然ゴムに対して大きな分解性を持つことが確認された。
【００２０】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の新規の微生物であるノカルディア属の放線菌ＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）はポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する。よって本発明の微生物を用いた微生物分解方法は、タイヤなどのゴム製品の廃棄及び再利用に有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する、ノカルディア属に属する放線菌ＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）。
【請求項２】
ポリイソプレン系ゴムを含有するゴム組成物をノカルディア属に属する放線菌であるＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）で微生物分解する方法。
【請求項３】
前記ゴム組成物のポリイソプレン系ゴム含有量が１０重量％以上であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリイソプレン系ゴムがシスポリイソプレンゴムである請求項２に記載の方法。
【請求項１】
ポリイソプレン系ゴムを分解する作用を有する、ノカルディア属に属する放線菌ＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）。
【請求項２】
ポリイソプレン系ゴムを含有するゴム組成物をノカルディア属に属する放線菌であるＢＳ−ＴＡ１株（ＦＥＲＭ Ｐ−１９３７９）で微生物分解する方法。
【請求項３】
前記ゴム組成物のポリイソプレン系ゴム含有量が１０重量％以上であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリイソプレン系ゴムがシスポリイソプレンゴムである請求項２に記載の方法。
【公開番号】特開２００６−１８０７９４（Ｐ２００６−１８０７９４Ａ）
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７８６９１（Ｐ２００４−３７８６９１）
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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