JP2003009848A

JP2003009848A - 微生物組成物および該組成物を用いた有機廃棄物の分解方法

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Publication number: JP2003009848A
Application number: JP2001197851A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Suzuki; 光雄鈴木; Makoto Yamashiro; 眞山城
Original assignee: KIYOMOTO BIO CO Ltd
Current assignee: KIYOMOTO BIO CO Ltd
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2003-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】効率的な有機廃棄物、特に生物系廃棄物を分
解する方法を提供すること。特に、分解中および分解後
に悪臭の発生が少なく、極めて短時間に有機廃棄物、特
に生物系廃棄物を分解する方法を提供すること。【解決手段】以下の微生物を含む微生物組成物：（１）バチルス・サブチリス（２）バチルス sp. KB-02 (FERM P-18364) （３）バチルス・バリスモルティス（４）バチルス・リケニフォルミス（５）バチルス・プミルスまた、以下の工程を含むことを特徴とする、有機廃棄
物、特に生物系廃棄物を分解する方法：（ｉ）有機廃棄物、微生物のための追加の栄養源および
上記の微生物組成物を混合する工程（ii）(i)で得られた混合物の温度を約40℃〜約65℃ま
で加温する工程（iii）平均約40℃〜約65℃の温度を維持する工程。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は微生物を利用した有
機廃棄物の分解処理方法に関する。特に本発明は、微生
物を利用して、野菜くず、魚のあら、おから等を含む生
物系廃棄物を分解する方法に関する。また、本発明は、
そのような分解方法に適した微生物組成物に関する。さ
らに、本発明は、そのような分解方法によって得られる
分解産物に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機廃棄物、特に野菜くずや魚のあらな
どを含む厨芥類（いわゆる生ごみ）、農業・畜産業ある
いは食品加工製造業における廃棄物等の動植物性残渣を
含む生物系廃棄物は、そのまま焼却・埋立て等の方法で
処分されるか、あるいは生ゴミ処理機と一般に呼ばれる
種々の装置によって処理されている。しかしながら、焼
却や埋立て等の方法は資源の有効利用が強く望まれる現
状では望ましい方法ではなく、さらに焼却の場合には多
大なエネルギーを必要とし、この点でも不利である。一
方、一般に生ごみ処理機と称される装置は大きく分け
て、コンポスト型／消滅型、乾燥型、炭化型がある。コ
ンポスト型／消滅型は、微生物による発酵を利用した方
法であり、乾燥型および炭化型は乾燥炉または炭化炉を
用いる方法である。このうち乾燥型および炭化型はかな
り高温の炉を必要とするため、エネルキーコストの点で
不利である一方、処理時間が短いという利点を有してい
る。これに対して、資源の再利用およびコストの点でコ
ンポスト型／消滅型が有利と考えられているが、一般に
は微生物による発酵が急速に進まないため、分解処理速
度が比較的遅いという問題が指摘されていた。ここで、
コンポスト型も消滅型も微生物を用いて有機廃棄物を分
解する方法であり、排出頻度の違い、分解物の品質の違
いから両者が区別されて論じられる場合もあるが、両者
は必ずしも厳格に区別できるものでもない。更に、コン
ポスト型／消滅型においては、発酵によって有機廃棄物
を分解するため、発酵中の臭気の発生が特に問題とな
る。発酵中の臭気を抑制すべく、種々の加熱方法および
時間、撹拌方法および時間、水分調節が検討され、これ
らを制御できる装置が多数開発され販売もされている。
しかしながら、従来、このような微生物を利用した有機
廃棄物の分解においては主として有機化合物の炭素骨格
の分解に重点が置かれ、一般に有機廃棄物に多量に含ま
れる窒素および硫黄含有化合物中のＮ（窒素）およびＳ
（硫黄）の挙動についてあまり考慮されていなかった。
そのため、温度、水分量、エアレーション等をいかに制
御しても、窒素および硫黄含有有機化合物の分解に由来
するアンモニア、アミン、および硫化水素、二酸化イオ
ウ等の硫化物の発生を抑えることが困難であり、分解産
物の利用という点でも障害になっていた。このような問
題のため、脱臭装置を付加した装置も開発・販売されて
いるが充分に目的を達しているとは言い難い。また、分
解産物を含む使用済みの菌床に関しても、再利用のため
には多数の二次処理が必要であったり、そのまま焼却処
分されているという問題が指摘されている。従って、更
に短時間に効率的に有機廃棄物を分解でき、かつ分解産
物のリサイクルが容易で、分解処理中の臭気の発生およ
び分解産物の臭気の少ない有機廃棄物分解処理方法が望
まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、効率的な有
機廃棄物、特に生物系廃棄物を分解する方法を提供する
ことを目的とする。特に、本発明は分解中および分解後
に悪臭の発生が少なく、極めて短時間に有機廃棄物、特
に生物系廃棄物を分解する方法を提供することを目的と
する。更に、本発明は、その分解産物が有効に利用可能
となるような有機廃棄物の分解方法およびその分解産物
を提供することを目的とする。また、本発明は、前述の
方法に適した微生物組成物を提供することを目的とす
る。

【課題を解決するための手段】本発明は、微生物の混合
物を用いて有機廃棄物、特に生物系廃棄物を分解する方
法、分解産物、およびその方法に使用する、一定の組成
を有する微生物組成物である。本発明者らは、窒素固定
菌を含む複数の特定の微生物を組み合わせ、一定の発酵
条件を維持することにより、分解中および分解後に悪臭
の発生が少なく、極めて短時間に有機廃棄物、特に生物
系廃棄物を分解することができ、かつ、その分解産物が
有効に利用可能であることを見出し、本発明を完成させ
るに至った。すなわち、本発明の微生物組成物は以下の
微生物を含む微生物組成物である：（１）バチルス・サブチリス（２）バチルス sp. KB-02 (FERM P-18364) （３）バチルス・バリスモルティス（４）バチルス・リケニフォルミス（５）バチルス・プミルスより具体的には、本発明の微生物組成物は（１）〜
（５）の微生物を全て含み、（１）〜（５）の各微生物
を組成物中の前記（１）〜（５）の微生物の総量に対し
て各々５％以上の割合で含む微生物組成物である。ま
た、本発明の微生物組成物は上記（１）〜（５）の微生
物を約等量含む混合物を含む、微生物組成物でもある。
また本発明は上述した（１）〜（５）の微生物を含み、
さらに、（６）パエニバチルスsp. KB-06(FERM P-1836
8)を含む微生物組成物である。ここで微生物の量および
割合は菌体数または菌体質量によるものである。また、
本発明は、以下の工程を含むことを特徴とする、有機廃
棄物、特に生物系廃棄物を分解する方法である。（ｉ）有機廃棄物、微生物のための追加の栄養源および
上記の微生物組成物を混合する工程（ii）(i)で得られた混合物の温度を約40℃〜約65℃ま
で加温する工程（iii）平均約40℃〜約65℃の温度を維持する工程。特に、本発明は、以下の工程を含むことを特徴とする、
有機廃棄物、特に生物系廃棄物を分解する方法である。（ｉ）有機廃棄物、微生物のための追加の栄養源、およ
び上記の微生物組成物を混合する工程（ii）(i)で得られた混合物の温度を約40℃〜約65℃ま
で加温する工程（iii）平均40℃〜65℃の温度を維持したまま連続的に
または一定間隔で撹拌する工程。

【０００４】また、本発明は、上述した本発明の微生物
組成物の有機廃棄物、特に生物系廃棄物の分解のための
使用である。

【発明の実施の形態】本発明の微生物組成物に含まれる
微生物は、バチルス・サブチリス（Bacillussubtili
s）、バチルス・バリスモルティス（Bacillus vallismo
rtis）、バチルス sp.KB-02（Bacillus sp.）(FERM P-1
8364)、バチルス・リケニフォルミス（Bacillus lichen
iformis）、バチルス・プミルス（Bacillus pumilus）
および、パエニバチルス sp.(Paenibacillus sp.)KB-06
(FERM P-18368)である。

【０００５】これらは全て高温耐性菌である。これらの
微生物は0℃から少なくとも65℃までは生存が可能であ
る。また、Bacillus subtitisはプロテアーゼ、αアミ
ラーゼ、セルラーゼ、アンモニアを同化するグルタミン
合成酵素、バチトラシン様抗生物質を産生することが知
られている。Bacillus vallismortisおよびBacillussp.
KB-02(FERM P-18364)はBacillus subtilisと類似してお
り、特に高温で生存可能である。Bacillus licheniform
isはBacillus subtitisと同様にプロテアーゼ、αアミ
ラーゼ、セルラーゼ、アンモニアを同化するグルタミン
合成酵素、バチトラシン様抗生物質を産生することが知
られている。Bacillus pumilusはルーメンに存在するバ
クテリアであり、キシラナーゼ、β−キシロシダーゼ等
のキシラン分解酵素およびリグニン分解酵素を産生する
ことが知られている。また、Paenibacillus KB-06 (FER
M P-18368)は高温耐性の窒素固定菌である。本発明の微
生物組成物は、これらの微生物と同等な微生物の組み合
わせであってもよい。また、本発明の微生物組成物はこ
れらの微生物以外に、一般に微生物による有機廃棄物の
分解に使用される他の微生物および他の材料を含んでい
てもよい。特に、有機廃棄物の分解速度および、アンモ
ニアやアミンあるいは硫化物の発生などの点で分解産物
の品質に著しい悪影響を与えない限り、本発明の組成物
に含まれるべき上述の微生物の他に多くの微生物または
その他の材料を更に含んでいてもよい。本発明の微生物
組成物に含まれてもよい他の材料としては、例えば増量
剤、保存剤等、より具体的には、例えば、アミノ酸、
糖、ビタミン、微量元素を含むミネラル水、例えばボタ
ニクス（日本総合ミネラル応用研究所）が含まれる。本
発明の微生物組成物に更に含まれてもよい微生物には、
放線菌、酵母その他が含まれる。また、一般には本発明
の微生物組成物はそれらの微生物の増殖に適した培地成
分および微生物の代謝物を含んでいる。

【０００６】本発明に適したこれらの微生物の例とし
て、平成１３年６月４日付で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寄託された各菌株を使用
することができる。それぞれの菌株について発明者らが
付したフライベート名と受託番号の関係を表１に示し
た。これらのプライベート名は本明細書においても使用
される。本発明の微生物組成物を構成する菌のうち、バ
チルス(Bacillus)sp.KB-02およびパエニバチルス sp. K
B-06以外の菌は他の種々の機関あるいは研究施設からも
入手可能であり、更に商業的にも入手可能である。ある
いは、自然界からも単離可能であり、単離した菌の同定
は生育温度、糖の異化、染色性、16S rRNA等を基準とし
て種々の文献に従って行なえばよい。従って、バチルス
KB-02およびパエニバチルスsp. KB-06以外の菌について
は、本明細書で「（1）の微生物」のように言及する場
合であっても、その微生物は寄託された対応する菌株に
限られないものとする。

【表１】表１．寄託された微生物のプライベート名称と
受託番号の関係

【０００７】特に、バチルス・サブチリスKB-01（自然
界に一般に見られるバチルス・サブチリスである）とバ
チルス sp. KB-02は以下の菌学的性質を有する。

【０００８】

【表２】表２．バチルス・サブチリスKB-01とバチルス
sp. KB-02の以下の菌学的性質

【０００９】

【表３】表２．続き

【００１０】上記以外に、KB-01のコロニーは花形であ
るのに対し、KB-02のコロニーは円形であり、KB-02はKB
-01よりもプロテアーゼ活性が強い。

【００１１】本発明の微生物組成物は、（１）バチルス・サブチリス（２）バチルス・バリスモルティス（３）バチルス sp. KB-02 （４）バチルス・リケニフォルミス（５）バチルス・プミルスを含む、または、更に（６）パエニバチルス sp. KB-06 を含む微生物組成物である。

【００１２】本発明の微生物組成物の組成はかなり自由
に変化させることができる。一般には、上記（１）〜
（５）の微生物の全てを含み、組成物中の（１）〜
（５）の微生物の全量に対して、（１）〜（５）の微生
物を各々約5％以上、より好ましくは組成物中の（１）
〜（５）の微生物の全量に対して（１）〜（５）の微生
物を各々約10％以上含むことが好ましい。最も好ましく
は、本発明の微生物組成物は、組成物中のこれらの微生
物の全量に対して（１）〜（５）全ての微生物を各々約
20％の割合（全量を100％とする）で含む、ほぼ当量混
合物である。更に本発明の微生物組成物は、（１）〜
（５）の微生物を含み、更に窒素固定菌である上述の
（６）の微生物を含んでもよい。本発明の微生物組成物
が（６）パエニバチルスsp. KB-06(FERM P-18368)を含
む場合、（１）〜（６）の微生物の全てを含み、組成物
中の（１）〜（６）の微生物の全量に対して、（１）〜
（６）の微生物を各々約5％以上含むことが好ましく、
組成物中の（１）〜（６）の微生物の全量に対して
（１）〜（６）の微生物を各々約10％以上含むことがよ
り好ましい。最も好ましくは、本発明の微生物組成物
は、（１）〜（６）の微生物のほぼ当量混合物である。

【００１３】本発明の微生物組成物は、各微生物の属ま
たは種に一般的に使用される培地および培養条件で各微
生物を増殖させ、それらを培地ごと、あるいは遠心等に
より集菌した後混合して作成すればよい。例えば、１リ
ットルあたり酵母エキス2.5g、ペプトン5.0g、グルコー
ス1.0g（pH7.0）を含む培地を利用することができる。
しかしながら、パエニバチルスsp. KB-06については、
より栄養豊富な培地、例えば１リットルあたり酵母エキ
ス1.0g、ペプトン2.0g、肉エキス1.0g、グルコース10.0
g(pH7.4)を含む培地が特に好ましい。混合する際に菌体
数の制御や時間の短縮等のため、各微生物は対数増殖期
にあることが好ましいが、定常期にあるものも使用する
ことができる。各微生物種の菌体数の調整は、あらかじ
め増殖曲線を作成しておくこと等により容易に行なうこ
とができる。場合により、一度に大量に調製せずに、微
生物組成物を調製し、必要に応じて大量調製のための
「種」とする微生物組成物（種培養物）を予め調製して
もよい。有機廃棄物の処理に用いるために、このように
調製した各微生物を含む種培養物を混合し、更に培養し
て有機廃棄物処理に充分な量の微生物混合物を大量調製
することができる。このような種培養物からの大量調製
物を調製するための培地および培養条件を予め定めてお
くことにより、種培養物とそこから調整した大量調製物
の組成との関係を一定に保つことができる。例えば、上
述の（１）〜（５）および（１）〜（６）の微生物を含
むいずれの微生物組成物についても、35℃〜37℃におい
て、汎用の微生物培養培地、例えば、１リットルあたり
酵母エキス2.5g、ペプトン5.0g、グルコース1.0g（pH7.
0）を含む培地を用いて培養することができる。このよ
うな培地で培養した場合、少なくとも上述の（１）〜
（５）の微生物の増殖速度は同等である。必要であれ
ば、適切な培地および条件下で各微生物の菌体数または
濃度を個別に測定することにより種培養物からの大量調
製物の組成を確認することができる。

【００１４】あるいは、増殖させた各菌株をそれぞれ遠
心等により集菌し、生理食塩水または適切な緩衝液に懸
濁した後、適切な吸着剤、例えば滅菌米糠や生分解性多
孔質材料に吸着させて、それらを混合してなる微生物組
成物を大量調製用の種培養物（いわゆるシードカルチャ
ー）としてもよい。特に生分解性材料、例えば松下電工
から入手可能な「バイオボール」のような生分解性多孔
質ボールは吸着剤として優れており、取り扱いも簡便で
あり保存性もある一方、自然界でほぼ完全に分解される
ため特に好ましい。本発明の微生物組成物は、このよう
な生分解性多孔質材料に吸着された状態であってもよ
い。本組成物は、本発明の組成物中の各微生物種を別個
に吸着させた生分解性多孔質材料を含んでいてもよく、
本発明の組成物中の１以上の微生物種が吸着された生分
解性多孔質材料を含んでいてもよい。このような素培養
物を培養して得られる元菌はそのまま使用してもよい
が、40℃〜50℃程度で約２日間程度乾燥させて粉末状に
することもできる。粉末状にしたものは保存することも
でき、取り扱い上便利である。

【００１５】これらの微生物培養用の培地、培養条件、
菌体数および菌体質量の測定技術は当業者によく知られ
たものである。また、本発明において、特に断らない限
り、組成についての割合は質量比に基づくものである。
必要であれば、各菌について予め菌体数とその質量との
関係を測定しておくこともできる。一般には、本発明の
微生物組成物は、組成物を基準として１gあたり、微生
物総数が約１ｘ10⁸〜１ｘ10⁹程度になるように調整され
る。有機廃棄物の内容および状態に対応した最適条件
は、組成を変化させた本発明の微生物を用い、後述する
条件に準じた条件で有機廃棄物の分解試験をすることに
より決定することができる。常に一定の内容および状態
の有機廃棄物を処理する場合、例えば、特定の食品加工
業から生じる廃棄物を恒常的に処理する場合、そのよう
な方法で最適条件を予め決定しておくことが好ましい。
なお、この組成は処理開始時の値であって、処理条件お
よび対象分解産物の内容に従って処理開始後時間と共に
変化し得るものであることは言うまでもない。

【００１６】本発明の分解方法の対象は有機廃棄物であ
り、中でも野菜くずなどを含むいわゆる生ごみ、農業・
畜産業あるいは食品加工製造業における糞尿、野菜く
ず、魚のあら等を含む動植物性残渣を主として含む生物
系廃棄物であることが好ましい。ここで、「有機廃棄
物」とは主として有機化合物を含む廃棄物をいい、「生
物系廃棄物」とは、前述の例のように、動植物、微生物
等の生物自体、生物の一部、その排泄物、または生物に
由来する分解物を主として含む有機廃棄物を言う。微生
物に対して特に有害な物質を含まない限り、本発明は有
機廃棄物、特に生物系廃棄物分解処理全般に使用するこ
とができる。本発明の微生物組成物および生物系廃棄物
の分解方法は例えば、野菜くず、果実の果皮、魚のあ
ら、食品残渣、おから、酒および焼酎粕、家畜あるいは
小動物の糞尿、死鶏、実験用動物等の動物の死骸、魚介
類等およびこれらの混合物の分解処理に使用することが
できる。

【００１７】本発明の有機廃棄物の分解方法は、前述の
微生物を有機廃棄物を混合し、一定温度にて、一定時間
維持することを特徴とする。本発明の方法において、ま
ず、分解対象となる有機廃棄物と本発明の微生物組成物
を混合し、含水率を調整し、一般には更に副資材を添加
する。この副資材は、微生物のための追加の栄養源およ
び処理対象の有機廃棄物の含水量の調節剤としても機能
する。有機廃棄物と本発明の微生物組成物の混合比は有
機廃棄物に対して、微生物の総量が約0.3質量％〜約10
質量％であることが好ましく、より好ましくは約２質量
％〜約8質量％、特に好ましくは約３質量％〜約7質量％
となるようにする。

【００１８】本発明の方法において、廃棄物処理開始時
の含水率は約40％〜約70％の範囲でよいが、約40％〜約
60％が好ましく、特に約40％〜約50％が好ましい。但
し、含水率が高いほど後述する乾燥工程に時間がかかる
ため、乾燥に必要な燃費をも同時に考慮して調節するこ
とが好ましい。含水率は、例えば処理対象物に単に水を
加えること等によって調節してもよく、水質は微生物の
増殖を著しく阻害しない限り特に限定されない。また、
処理対象物の水分が多い場合は、副資材を加えることで
含水率の調整を行なってもよい。本発明の方法におい
て、処理対象の有機廃棄物のみでは微生物の増殖に必要
な栄養素が不足する場合があるので、栄養を補充するた
めに種々の副資材を添加することが好ましい。副資材と
して具体的には米糠、脱脂米糠、おから、特に乾燥おか
ら、ダイズミール、脱脂ダイズミール等が利用でき、米
糠、脱脂米糠およびダイズミール、脱脂ダイズミールが
特に好ましい。副資材の添加量は、処理物に対して約20
質量％〜約80質量％が好ましく、より好ましくは、約30
質量％〜約70質量％、特に好ましくは約40質量％〜約60
質量％である。一般に処理対象の廃棄物の含水量が高い
ほど副資材の量は多く、処理対象の廃棄物の含水量が低
いほど副資材の量も少なくしてよい。

【００１９】次に、得られた混合物を加温可能な容器中
に移し、一般には平均約40℃〜約65℃、好ましくは平均
45℃〜65℃、特に好ましくは平均約50℃〜約65℃に加温
する。上記の温度範囲は絶対的なものではなく、他の有
害な微生物の発生を抑えつつ本発明の微生物組成物が機
能するために好ましい温度範囲および特に本発明の方法
に適した温度範囲を例示したものである。本発明に使用
する微生物が生理活性を有する範囲にある限り、例え
ば、本発明の微生物組成物中の微生物は高温耐性菌であ
るため、分解処理中に一時的に本発明の微生物が完全に
死滅しない程度の温度まで温度が上昇することがあって
もよく、例えば１５分間程度の間、75℃程度まで温度が
上昇することがあってもよく、逆に分解処理中に一時的
に40℃を下回ることがあってもよい。本発明の方法に使
用する容器は少なくとも加温装置を備えていることが好
ましいが、撹拌装置を備えていることがより好ましい。
この加温装置の方式および構造は特に限定されないが、
蒸気による加温が好ましい。蒸気によって加温する場合
は、所定の温度に達するまでに通常約30分間〜約60分間
を要し、一般にはこの範囲の昇温時間が好ましいが、必
要に応じて変更することもできる。そのような処理に適
した装置は商業的にも入手可能であり、例えば、キヨモ
トバイオ株式会社からKBシリーズとして種々の容量の装
置が市販されている。そのような装置の一つを使用すれ
ば、4000kg/日程度（比重約0.6、含水率65％の場合）の
生物系廃棄物の処理も可能である。一方、本発明は、よ
り小型の装置を使用することにより、例えばスーパーマ
ーケット等から排出される400kg/日程度、あるいは一般
家庭や小規模店舗から排出される50〜100kg/日程度の生
物系廃棄物の処理にも適している。

【００２０】所定の温度に達したならば、そのまま静置
してもよいが、撹拌することが好ましい。撹拌する場合
は、連続撹拌してもよく、静置と撹拌を一定時間ごとに
繰り返してもよい。静置または静置・撹拌の時間は、分
解処理すべき有機廃棄物の量および使用する微生物組成
物の量に依存するが、上述の範囲の微生物組成物／有機
廃棄物の比で分解処理する場合は、一般には約１〜約24
時間、好ましくは約５〜約20時間、更に好ましくは約５
〜約15時間である。上述した条件下では通常約24時間以
内には分解処理が完了するためそれ以上の処理の必要は
ないが、24時間を越えて処理してもよい。長時間の処理
を行なわないのはコストを抑えることが主な理由だから
であり、従って、例えば装置の運転時間帯等の要求によ
り長時間処理してもよい。

【００２１】撹拌は本発明の微生物組成物中の微生物と
対象有機廃棄物をよく混合するため、および、好気性微
生物に対して酸素を供給するために行なうものである。
従って、撹拌速度、撹拌時間および静置時間は任意に選
択することができ、有機廃棄物の量および容器の形状等
を考慮して調節することができる。例えば、本組成物中
の各微生物の培養に際して使用し得る条件に準じて決定
すればよい。具体的には、標準的な条件として、例え
ば、約20分間〜約60分間、好ましくは約30分間〜約60分
間の静置および約１分間〜約５分間好ましくは約１分間
〜約３分間の撹拌時間を組み合わせることができる。更
に、撹拌の際には追加的にエアレーションを行なうこと
が好ましい。

【００２２】前述の期間の経過後、分解産物の乾燥工程
を追加してもよい。この乾燥工程は約80℃〜約100℃、
好ましくは約85℃〜約100℃にて残存する微生物を含む
分解産物を加熱し、含水率を約20％以下、好ましくは約
15％以下、特に好ましくは約12％以下に低下させる工程
である。加熱乾燥時間は適宜調節することができるが、
適切な装置を使用すれば約２〜約５時間程度で乾燥工程
を完了させることができる。このような加熱処理を行な
うことにより、分解処理中に増殖した可能性のある有害
なバクテリアおよび再利用の障害となり得る植物種子な
どを死滅させることができる。更に、本発明の分解処理
に続いて本発明の方法によっても分解されなかった異物
あるいは残存物をふるい等にかけることによって除去し
てもよい。例えば、骨や植物種子等は完全に分解されず
残存する場合があるため、分離して破砕処理するのが好
ましい。破砕処理は、本発明による分解処理前に行なう
ことも可能であるが、破砕機内の洗浄処理が簡便である
等の理由から、分解処理後に行なうことが好ましい。破
砕した骨等の生物系廃棄物を本発明の方法によって更に
別個または他の有機廃棄物と一緒に分解してもよい。

【００２３】乾燥処理後、処理物を冷却し、分解産物の
用途に応じてそのまま、あるいは更に加工したのち使用
あるいは廃棄することができる。例えば、焼却、埋め立
て等の一般的な廃棄物処理工程にかけることもできる
が、本発明の方法によって得られる分解産物はそのま
ま、あるいは必要に応じて加工、成型した後、肥料、土
壌改良剤、および飼料として利用することもできる。例
えば肥料または土壌改良剤として使用する場合は、通常
の堆肥または土壌改良剤と同様に使用することができ
る。処理対象の内容および分解処理条件に依存するが、
本発明の一つの実施態様によればスーパーマーケット等
から１日あたり排出される約400kgの生ごみを本発明の
微生物組成物および処理方法により、肥料又は土壌改良
剤として使用し得る約240kg程度の乾燥分解産物が生じ
る。また、本発明の方法による分解産物中にでは本発明
の組成物に含まれる微生物の少なくとも一部がなお生存
しており、家畜糞尿等の堆肥発酵に使用することもでき
る。特に、パエニバチルスsp. KB-06は耐熱菌であると
同時に窒素固定菌であって、有機廃棄物の分解に寄与す
るだけでなく分解処理中および処理後において窒素固定
を行ない得るため、分解処理産物を飼料または肥料とし
て利用する際には、パエニバチルスsp. KB-06を含む微
生物組成物を分解処理に使用することが特に好ましい。
このような二次的利用を行なう場合は、分解産物を100
℃以上に加熱して有害な微生物、例えば大腸菌、サルモ
ネラ等を死滅させてから使用することが特に好ましい。
本発明の微生物組成物は高温耐性菌を有用微生物として
含み、その少なくとも一部は分解産物にも残存している
ため、そのような高温処理をしてもかなりの数の有用微
生物が生き残る。

【００２４】

【実施例】実施例１．微生物組成物の製造（１）バイオボール素菌の製造凍結保存された菌株（80％グリセロール水溶液750μlお
よび菌体培養液250μlを含む）１０μlを200ml三角フラ
スコ中の100mlの液体培地（酵母エキストラクト2.5g/
l、ペプトン5.0g/l、グルコース1.0g/l、ｐＨ7.0）に接
種した。45℃にて48時間、150rpmにて振盪培養を行なっ
た後、遠心分離（4000rpm、30分間）して菌体を回収し
た。得られた菌体量は以下の通りである。

【表４】表３．

【００２５】各菌体をそれぞれ100ml三角フラスコ内
で、0.89％NaCl水溶液10mlに懸濁し、更に５ｇのバイオ
ボール（松下電工、約0.4mg/個）を添加して、ミクロス
パーテルで水分がなくなるまで約５分間よく撹拌した。
この操作によって、各微生物種について、バイオボール
あたりほぼ同数の微生物が吸着する。このようにして調
製した、微生物吸着バイオボールを「バイオボール素
菌」と呼ぶことにした。

【００２６】（２）有機物処理用元菌の製造（１）で調製したバイオボール25g（各微生物につき５
g）、米糠5.5kg、糖蜜50〜60ｇ、ボタニクス（ミネラル
水）、蒸留水３lを小型増殖装置に投入し、35〜37℃で
約６時間培養した。培養物を45℃にて二日間乾燥させて
粉末状とした。得られた粉末の含水量は約10％であっ
た。このようにして調製した微生物組成物を「元菌」と
呼ぶことにした。この元菌は、1gあたり全体として1.5x
10¹⁰個の微生物を含んでいた。

【００２７】実施例２．魚のアラ処理実施例１と同様にして得られた微生物組成物（元菌）を
用いて魚のアラを処理した。マグロの頭などを含む魚の
アラ100.0kg（含水率65.0％）、米糠50.0kg（含水率12.
0％）、元菌5kgを混合し、総量155.0kg（含水率46.1
％）とし、グリーンガイア300リットル蒸気式発酵機
（キヨモトバイオ）に投入した。処理プロセスは以下の
通りである。

【表５】表４．各工程における温度および時間

【００２８】この工程において、約4.5時間後には魚の
頭はほとんど分解しており、骨の一部が残存していた。
乾燥工程終了後には、残存していた骨を含めてほとんど
が分解され、黄褐色の粉末状の産物83.0kg（含水率４
％）得られた。分解産物にはほとんど悪臭がなかった。

【００２９】実施例３．分解産物の窒素化合物組成実施例２で得られた分解産物中の窒素化合物の分析を行
なったその結果を図１に示した。図１から分かるよう
に、分解産物において遊離アミノ酸含量が増加し、一
方、悪臭の原因となり得る分解産物中のアンモニアおよ
びアミンは処理の前後でほとんど変化しなかった。

【００３０】実施例４．分解産物の肥料および土壌改良
剤としての利用実施例１と同様にして、更にパエニバチルス sp. KB-06
(FERM P-18368)を含む微生物組成物2tを調製した。魚の
あら４t、この微生物組成物2t、ダイズミール2tを混合
し、蒸気ボイラーを用いて約60℃に加温し、そのまま約
１７時間処理した。分解産物を更に約90℃〜100℃で２
〜３時間かけて乾燥させた。乾燥後の分解産物を冷却し
て、土壌改良剤および肥料として通常の方法に従って使
用した。その結果、キュウリにおいてネコブ線虫の被害
が抑えられ、鉢植えマンゴにおいて糖度の上昇（最大約
20度）が見られた。

【００３１】参考例１．バチルス・リケニフォルミスKB
-04が分泌するタンパク質分解酵素の解析（１）コラゲナーゼ活性測定（ｉ）コラゲナーゼ生産菌の検索コラーゲンを唯一の炭素源、窒素源とする寒天培地を用
いて、コラゲナーゼ生産菌の検索を行なった。以下の寒
天培地上で各菌株をプレーティングし、30℃にて５日間
培養し、ハローの形成の有無をコラーゲン生産菌の指標
とした。使用した培地は表５に示した。結果を表６に示
す。表６中、ハローの相対的大きさを「＋」の数として
表した。

【表６】表５．コラゲナーゼ生産菌検索用寒天培地

【００３２】

【表７】表６．ハロー形成

【００３３】（ii）コラゲナーゼ生成用培地おけるコラ
ゲナーゼ活性の測定コラゲナーゼ生成用培地、すなわち、コムギ胚芽0.2
％、コラーゲン1.0％、キチン1.0％、pH7.0を含む培地
で、30℃にて５日間KB-04を振盪培養して培養上清を調
製した。基質（１％コラーゲン、4mM CaCl2、50mM トリ
スバッファー pH7.0）５mlに培養上清0.2ml、50mM トリ
スバッファー(pH7.0) 0.8mlを加え、30℃で２時間反応
させた。反応液を濾過し、その濾液1mlに0.2Mクエン酸
バッファー(pH5.0)0.5ml、ニンヒドリン試薬^*1.2mlを加
えた。混合液を15分間煮沸させ、冷却した。更に60％エ
タノール5mlを加え、570nmにおける吸光度(OD₅₇₀)を測
定した。陰性対照として酵素を含むが基質を添加しない
「酵素ブランク」、比較対照として基質を含むが酵素を
添加しない「基質ブランク」を作製した。測定結果を表
７に示す＊ニンヒドリン試薬Ａ液：0.01M KCM溶液5mlメチルセルソルブを加え、全量
を250mlにするＢ液：ニンヒドリン2.5gをメチルセルソルブ50mlに溶か
す使用直前にＡ液：Ｂ液＝５：１の割合で混合する。

【００３４】

【表８】表７バチルス・リケニフォルミスKB-04培養上
清のコラゲナーゼ活性

【００３５】（２）プロテアーゼ活性測定コムギ胚芽0.2％、コラーゲン1.0％、キチン1.0％(pH7.
0)を含む液体培地で30℃にて５日間、150rpmにて振盪培
養を行なった後、遠心分離（4000rpm、30分間）して培
養上清を調製した。この培養上清を用いてプロテアーゼ
活性を測定した。培養上清0.1mlに50mMトリスバッファ
ー(pH7.0)0.9mlを加え、30℃で５分間、予備加温してお
いた。予め30℃に予備加温しておいた基質（カゼイン0.
6％、0.05M Na₂HPO₄、pH7.0）を５ml加え、30℃で10分
間反応させた。0.44Mのトリクロロ酢酸５mlを加え、30
分間30℃で静置した。次に反応液を濾過し、得られた濾
液の275nmにおける吸光度(OD₂₇₅)を測定した。その結果
を表８に示す。

【００３６】

【表９】表８．バチルス・リケニフォルミスKB-04培養
上清のプロテアーゼ活性

【００３７】この結果から、KB-04の培養上清には、強
いプロテアーゼ活性およびコラゲナーゼ活性が存在する
ことが明らかである。

【００３８】（３）豚肉、豚皮崩壊実験コラーゲン液体培地で得られた粗酵素溶液を用いて(１)
と同様な方法で豚肉・豚皮の崩壊実験を行なった。市販
の豚肉と豚皮を1cm角に切断し、豚肉、豚皮ともに煮沸
した。豚肉、豚皮をそれぞれ試験管に入れ、液体培養で
得られた上澄液(粗酵素液)を5ml加え、その上にトルエ
ンを数滴加えゴム栓で蓋をし、45℃で24時間反応させ
て、崩壊の度合いを肉眼で観察した。対照としては、培
養上清を添加しない物を使用した。その結果を以下の表
９に示す。

【表１０】表９．豚肉、豚皮の崩壊程度コラーゲン液体培地を用いることで豚肉の崩壊度合いも
上昇した。

【００３９】参考例２．バチルス・サブチリスKB-01が
分泌するタンパク質分解酵素の解析（１）コラゲナーゼ活性測定バチルス・サブチリスKB-01をコラゲナーゼ生成用培地
である、コラーゲン1.0％、キチン1.0％、HEART INFUSI
ON粉末0.2％(pH7.0)を含む液体培地で30℃にて５日間、
150rpmにて振盪培養を行なった後、遠心分離（4000rp
m、30分間）して培養上清を調製した。この培養上清を
用いて、参考例１．（１）と同様にしてコラーゲン活性
を測定した。結果を表１０に示す。

【表１１】表１０．バチルス・サブチリスKB-01の培養
上清のコラゲナーゼ活性

【００４０】（２）プロテアーゼ活性（１）と同様にして培養上清を調製し、参考例１．
（２）と同様にしてプロテアーゼ活性を測定した。その
結果を表１１に示す。

【表１２】表１１．バチルス・サブチリスKB-01の培養
上清のプロテアーゼ活性

【００４１】（３）豚肉・豚皮崩壊実験（１）と同様にして培養上清を調製し、参考例１．
（３）と同様な方法で豚肉・豚皮の崩壊実験を行なっ
た。対照には培養上清を添加しなかった。結果を表１２
に示す。

【表１３】表１２．豚肉・豚皮崩壊の程度これらの結果から、KB-01の培養上清には、強いプロテ
アーゼ活性およびコラゲナーゼ活性が存在することが明
らかである。

【００４２】

【発明の効果】本発明の微生物組成物、および有機廃棄
物分解方法を用いることにより、極めて短時間に有機廃
棄物、特に生物系廃棄物の分解を行なうことができ、か
つ分解中の悪臭の発生を抑えることができる。さらに、
得られた分解産物は、肥料、土壌改良剤、魚類の飼料、
家畜糞尿等の堆肥発酵の種菌としても利用することがで
き、これらを安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】分解処理物中の、アミノ酸を含む窒素化合物の
組成。アミノ酸は通常の表記法に従って３文字で示し
た。P-Ser:ホスホセリン、Tau：タウリン、PEA：ホスホ
エタノールアミン、Sar：サルコシン、a-AAA：α-アミ
ノアジピン酸、Cysthi：シスタチオニン、b-Ala：β-ア
ラニン、b-AiBA：3-アミノイソ酪酸、g-ABA：γ-アミノ
酪酸、EOHNH2：エタノールアミン、Orn：オルニチン、3
Mehis：3-メチルヒスチジン、Car：カルノシン、Hypr
o：ヒドロキシプロリン

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） //(Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:10 Ｃ１２Ｒ 1:07） 1:125 (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:01 Ｃ１２Ｒ 1:10）Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＤ (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:125） (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:01）Ｆターム(参考） 4B065 AA15X AA19X AC01 AC14 AC20 BB22 BC42 CA55 4D004 AA03 AA04 BA04 CA18 CA22 CC07 CC08 DA02 DA03 DA06 DA09 4H061 AA02 CC47 CC55 EE61 EE66 FF06 GG18 GG41 GG48 LL02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】以下の（１）〜（５）の微生物を含む微
生物組成物：（１）バチルス・サブチリス（２）バチルスsp. KB-02(FERM P-18364) （３）バチルス・バリスモルティス（４）バチルス・リケニフォルミス（５）バチルス・プミルス
【請求項２】（１）バチルス・サブチリスが受託番号
FERM P-18363で特定され、（３）バチルス・バリスモル
ティスが受託番号FERM P-18365で特定され、（４）バチ
ルス・リケニフォルミスが受託番号FERM P-18366で特定
され、（５）バチルス・プミルスが受託番号FERM P-183
67で特定される微生物である、請求項１に記載の微生物
組成物。
【請求項３】更に、（６）パエニバチルス sp. KB-06
(FERM P-18368)を含む、請求項１または２に記載の微
生物組成物。
【請求項４】各微生物をほぼ等量含む、請求項１〜３
のいずれか１項に記載の微生物組成物。
【請求項５】組成物に含まれる微生物が生分解性多孔
質材料に吸着されている、請求項１〜４に記載の微生物
組成物。
【請求項６】（１）〜（６）の各微生物が各々別個の
生分解性多孔質材料に吸着されている、請求項５に記載
の微生物組成物。
【請求項７】（１）〜（６）の各微生物のうちの２種
以上の微生物が同一の生分解性多孔質材料に吸着されて
いる、請求項５に記載の微生物組成物。
【請求項８】（ｉ）有機廃棄物、微生物のための追加
の栄養源および前記有機廃棄物の含水量調節剤、および
請求項１〜７のいずれか1項に記載の微生物組成物を混
合する工程（ii）(i)で得られた混合物の温度を40℃〜65℃まで加
温する工程（iii）平均40℃〜65℃の温度を維持する工程、を含む
ことを特徴とする、有機廃棄物の分解方法。
【請求項９】（ｉ）有機廃棄物、微生物のための追加
の栄養源および前記有機廃棄物の含水量調節剤、および
請求項１〜７のいずれか1項に記載の微生物組成物を混
合する工程（ii）(i)で得られた混合物の温度を40℃〜65℃まで加
温する工程、（iii）平均40℃〜65℃の温度を維持したまま連続的に
または一定間隔で撹拌する工程、を含むことを特徴とす
る、有機廃棄物の分解方法。
【請求項１０】工程（ｉ）が含水率40質量％〜65質量
％で行なわれる、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】微生物のための追加の栄養源および前
記有機廃棄物の含水量調節剤が米糠、脱脂米糠、おか
ら、乾燥おから、ダイズミール、脱脂ダイズミールから
選ばれる、請求項８〜１０に記載の方法。
【請求項１２】有機廃棄物が生物系廃棄物である、請
求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】請求項８〜１２のいずれか１項に記載
の方法によって生じる有機廃棄物の分解産物。
【請求項１４】以下の（１）〜（５）の微生物を含む
微生物組成物の有機廃棄物分解のための使用。（１）バチルス・サブチリス（２）バチルス sp. KB-02(FERM P-18364) （３）バチルス・バリスモルティス（４）バチルス・リケニフォルミス（５）バチルス・プミルス
【請求項１５】（１）バチルス・サブチリスが受託番
号FERM P-18363で特定され、（３）バチルス・バリスモ
ルティスが受託番号FERM P-18365 で特定され、（４）
バチルス・リケニフォルミスが受託番号FERM P-18366で
特定され、（５）バチルス・プミルスが受託番号FERM P
-18367で特定される微生物である、請求項１４に記載の
使用。
【請求項１６】更に、（６）パエニバチルス sp. KB-
06(FERM P-18368)を使用する、請求項１４または１５に
記載の使用。