残留農薬迅速分解のための固定化リグニン分解酵素バイオリアクターシステムの開発

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リグニン分解酵素を用いた残留農薬の迅速分解を行うためのバイオリアクターシステムの開発を目的として、その基礎となる研究を行った。まず、酵素の生産条件を検討した。リグニン分解酵素生産菌としては4種類の担子菌(Corilus versicolor ,Pleurotus osteatus,Phanerochaete chrysosporium,Bjerkandera adusta)を用いた。固体培養と液体培養とでリグニン分解酵素(リグニンペルオキシダーゼ、マンガンペルオキシダーゼ、ラッカーゼ)の培養体積当たりの生産量を比較したところ、固体培養の酵素生産量が液体培養の場合と比較して10から100倍程度高かった。次に、固体培養の菌体外酵素液を用いて農薬の一種ペンタクロロフェノールの分解実験を行った。酵素としては主としてC.versicolorの菌体外酵素を用いた。0.1-1.0mMのペンタクロロフェノール溶液(10%メタノール含有)に酵素液を添加したところ、7日間で80%分解された。各種農薬の水への溶解度を検討したところ、極めて低かった。そこで河川底質に残留する農薬の酵素分解を検討した。汚染底質のモデル系として海砂にアルキルフェノールを吸着させたものを用いた。アルキルフェノールは多くの農薬と同じく疎水性であり、近年、一部の農薬と同様に内分泌撹乱化学物質として環境中での毒性が懸念されている。C.versicolorの菌体外酵素液でアルキルフェノールは分解された。また、酵素分解の至適pHは5であった。また、C.versicolorの菌体外酵素液から精製したラッカーゼでも海砂に吸着したアルキルフェノールが分解できた。ラッカーゼは反応に酸素を要求することから、汚染底質を撹拌しながら分解反応を行うバイオリアクターについて考察した。