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JP4097469B2 - 蛍光増白剤を分解する方法 - Google Patents
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JP4097469B2 - 蛍光増白剤を分解する方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は蛍光増白剤を分解する方法およびそのための組成物に関する。より詳細には、レドックスメディエーターを蛍光増白剤に作用させる工程、ラッカーゼ(ポリフェノールオキシダーゼ)を蛍光増白剤に作用させる工程、またはレドックスメディエーターおよびラッカーゼ(ポリフェノールオキシダーゼ)の両方を蛍光増白剤に作用させる工程を包含する方法に関する。さらに、本発明は、蛍光増白剤を分解するための、レドックスメディエーター、ラッカーゼ、またはその両方を含有する組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
パルプおよび繊維業界では製品の白さを強調することで製品自体の価値が高まることから、その白さを強調するため蛍光増白剤による過剰な蛍光染色が行われている。また、洗濯用洗剤にも洗いあがりの白い輝きを出すために蛍光増白剤が配合されているものがある。
【0003】
しかし、この蛍光増白剤は未だ安全性が証明されておらず、薬事法や食品衛生法で一部の製品への使用が制限されている。また、蛍光増白剤は下水処理では十分に分解除去されないまま放出されているのが現状である。そのため東京湾や琵琶湖の海底や相模湾の深さ1,400メートル以上の海底からも検出され(高田秀重ら、日本水環境学会年会公演集、VOL.33、294(1999))、環境への影響が心配されている。更に製紙業界においては古紙を利用して紙製品の製造を行う場合、蛍光増白剤を分解あるいは消去する必要が生じる。以上のように蛍光増白剤はその安全性、環境への影響、古紙リサイクル利用などの観点から多くの問題を含んだ物質と言える。
【0004】
ところで、従来の蛍光の消去方法として、例えば、特開昭62−97993号公報では解離された古紙を水酸化ナトリウム溶液にてpH10以上に調整し、ついで次亜塩素酸ナトリウムにて付着した蛍光を消去する方法が開示されている。しかしながらこの方法では蛍光消去は不十分である。
【0005】
また、特公昭48−1693号公報では4,4’−ジアミノスチルベンスルホン酸誘導体からなる蛍光増白剤を含有する古紙をジクロールイソシアヌール酸塩を主としてなる蛍光消去剤処理により蛍光を消去する技術が開示されている。しかし、ジクロールイソシアヌール酸塩は、有機塩素化合物のためにAOX(吸着性有機ハロゲン化合物)が排水中に多量に発生し、環境保全上問題となる。
【0006】
この様に開示された従来の蛍光増白剤の分解方法では、分解率が悪いことや環境保全上好ましくないこと等の点で問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来技術の問題を解決すべく、蛍光増白剤を効率よく消去あるいは/かつ分解できる蛍光増白剤処理方法および処理剤を提供することを目的とする。
【0008】
本発明者らは、上記の問題を解決すべく研究を重ねた結果、レドックスメディエーターを含有する組成物、ラッカーゼを含有する組成物、またはレドックスメディエーターおよびラッカーゼを含有する組成物を使用することにより蛍光増白剤が容易に分解され、その蛍光が消去されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、試料中の蛍光増白剤を分解する方法に関し、この方法は、レドックスメディエーターを蛍光増白剤に作用させる工程を包含する。
【0010】
好ましくは、上記レドックスメディエーターは、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、2,2’−アジノ−ビス(3−エチルベンゾチアゾリン−6−スルホン酸)、3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノン、アセトバニロン、フェルラ酸、ジメトキシベンジルアルコール、ジメチルアミノ安息香酸、カテキン、エピカテキン、−ヒドロキシフェニル酢酸、ケルセチン、クロロプロマジン、フェノチアジン、フェノチアジン−10−プロピオン酸、ナリンジン、プロマジン、ホモバニリン酸、ホモバニリルアルコール、4−アミノ−サリチル酸、シリンガ酸、4−ヒドロキシケイ皮酸、4−アミノ−3−ヒドロキシ安息香酸、バニリン酸、イソバニリン酸、カフェー酸、α−レゾルシル酸、β−レゾルシル酸、γ−レゾルシル酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、2,4,6−トリヒドロキシ安息香酸、安息香酸、ケイ皮酸、安息香酸ナトリウム、サリチル酸、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシベンジルアルコール、シンナバリン酸、3−ヒドロキシルアントラニル酸、シナピン、シナピン酸、フェノール、アニリン、4−アミノアンチピリン、オキシフェンブタゾン、ビオルル酸、N−ヒドロキシアセトアニリド、オイゲノール、イソオイゲノール、カビベトール、ジンゲロン、コニフェリルアルコール、コニフェリルアルデヒド、ヘスペリチン、ヘスペレチン、ヘスペリジン、2,6−ジメトキシ−1,4−ジヒドロキシベンゼン、N−ヒドロキシフタルイミド、1−ヒドロキシ−5−メチルベンゾトリアゾール、バニリン、エチルバニリン、アセトエチルバニロン、フェノキサジン、フェノキサジン−10−プロピオン酸、7−ヒドロキシクマリン、ハイドロキノン、ベラトリルアルコール、ヘプタモリブドペンタバナドリン酸、2−ニトロソ−1−ナフトール−4−スルホン酸、1−ニトロソ−2−ナフトール−3,6−ジスルホン酸、2,6−ジ−−ブチル−−クレゾール、ベンゾトリアゾール、クルクミン、シリンガルダジン、−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ(TEMPO)、−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、および2,4,6−トリ−−ブチルフェノールからなる群から選択される。
【0011】
好ましくは、上記蛍光増白剤は、スチルベン基またはアミノ基またはスルホン基またはジアゾ基を有し、かつ紫外線波長200〜400nmを吸収し、420nmを中心とする、青色ないしは紫色の蛍光を発することを特徴とする。
【0012】
好ましくは、上記試料は、製紙工場の廃水、繊維工場の廃水、化学工場の廃水、一般家庭の廃水、海水、水環境中で採取された液体、および水環境中に沈殿したスラリーからなる群から選択される。
【0013】
好ましくは、上記レドックスメディエーターを蛍光増白剤に作用させる工程は、約0.01mmol/Lよりも大きく約100mmol/Lまでの濃度のレドックスメディエーターの存在下で、2〜12の範囲のpH、および常温から70℃の範囲の温度で行われる。
【0014】
好ましくは、上記の方法は、ラッカーゼを蛍光増白剤に作用させる工程をさらに包含する。
【0015】
好ましくは、上記ラッカーゼを蛍光増白剤に作用させる工程は、上記レドックスメディエーターを蛍光増白剤に作用させる工程の後に行われる。
【0016】
好ましくは、上記ラッカーゼを蛍光増白剤に作用させる工程は、上記レドックスメディエーターを蛍光増白剤に作用させる工程と同時に行われる。
【0017】
好ましくは、上記ラッカーゼを蛍光増白剤に作用させる工程は、上記レドックスメディエーターを蛍光増白剤に作用させる工程の前に行われる。
【0018】
好ましくは、上記ラッカーゼは、トラメテス ヴィローサ(Trametes villosa)、カワラタケ(Coriolus versicolor)、スエヒロタケ(Schizophyllum commune)、ヒイロタケ(Pycnoporus coccineus)、ヒラタケ(Pleurotus ostreatus)、ベッコウタケ(Fomitella fraxinea)、アラゲカワラタケ(Coriolus hirsutus)、ヒトヨタケ(Coprinus cinereus)、ミロセシウム ヴェルキャリア(Myrothecium verrucaria)、リゾクトニア ソラニ(Rhizoctonia solani)、シタリディウム サーモフィルム(Scytalidium thermophilum)、ミセリオフトーラ サーモフィラ(Myceliophthora thermophila)、ピリキュラリア オリゼー(Pyricularia oryzae)、ボトリチス シネレア(Botrytis cinerea)、エビタケ(Trachyderma tsunodae)、リギドポラス ゾナリス(Rigidoporus zonalis)、アスペルギルス オリゼー(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス ニガー(Aspergillus niger)、およびアスペルギルス ニデュランス(Aspergillus nidulans)からなる群から選択される微生物由来である。
【0019】
本発明はまた、試料中の蛍光増白剤を分解するための組成物に関し、この組成物は、レドックスメディエーターおよびpH緩衝剤を含有する。
【0020】
好ましくは、上記組成物はラッカーゼをさらに含有する。
【0021】
好ましくは、上記レドックスメディエーターは、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、2,2’−アジノ−ビス(3−エチルベンゾチアゾリン−6−スルホン酸)、3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノン、アセトバニロン、フェルラ酸、ジメトキシベンジルアルコール、ジメチルアミノ安息香酸、カテキン、エピカテキン、−ヒドロキシフェニル酢酸、ケルセチン、クロロプロマジン、フェノチアジン、フェノチアジン−10−プロピオン酸、ナリンジン、プロマジン、ホモバニリン酸、ホモバニリルアルコール、4−アミノ−サリチル酸、シリンガ酸、4−ヒドロキシケイ皮酸、4−アミノ−3−ヒドロキシ安息香酸、バニリン酸、イソバニリン酸、カフェー酸、α−レゾルシル酸、β−レゾルシル酸、γ−レゾルシル酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、2,4,6−トリヒドロキシ安息香酸、安息香酸、ケイ皮酸、安息香酸ナトリウム、サリチル酸、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシベンジルアルコール、シンナバリン酸、3−ヒドロキシルアントラニル酸、シナピン、シナピン酸、フェノール、アニリン、4−アミノアンチピリン、オキシフェンブタゾン、ビオルル酸、N−ヒドロキシアセトアニリド、オイゲノール、イソオイゲノール、カビベトール、ジンゲロン、コニフェリルアルコール、コニフェリルアルデヒド、ヘスペリチン、ヘスペレチン、ヘスペリジン、2,6−ジメトキシ−1,4−ジヒドロキシベンゼン、N−ヒドロキシフタルイミド、1−ヒドロキシ−5−メチルベンゾトリアゾール、バニリン、エチルバニリン、アセトエチルバニロン、フェノキサジン、フェノキサジン−10−プロピオン酸、7−ヒドロキシクマリン、ハイドロキノン、ベラトリルアルコール、ヘプタモリブドペンタバナドリン酸、2−ニトロソ−1−ナフトール−4−スルホン酸、1−ニトロソ−2−ナフトール−3,6−ジスルホン酸、2,6−ジ−−ブチル−−クレゾール、ベンゾトリアゾール、クルクミン、シリンガルダジン、−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ(TEMPO)、−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、および2,4,6−トリ−−ブチルフェノールからなる群から選択される。
【0022】
好ましくは、上記ラッカーゼは、トラメテス ヴィローサ(Trametes villosa)、カワラタケ(Coriolus versicolor)、スエヒロタケ(Schizophyllum commune)、ヒイロタケ(Pycnoporus coccineus)、ヒラタケ(Pleurotus ostreatus)、ベッコウタケ(Fomitella fraxinea)、アラゲカワラタケ(Coriolus hirsutus)、ヒトヨタケ(Coprinus cinereus)、ミロセシウム ヴェルキャリア(Myrothecium verrucaria)、リゾクトニア ソラニ(Rhizoctonia solani)、シタリディウム サーモフィルム(Scytalidium thermophilum)、ミセリオフトーラ サーモフィラ(Myceliophthora thermophila)、ピリキュラリア オリゼー(Pyricularia oryzae)、ボトリチス シネレア(Botrytis cinerea)、エビタケ(Trachyderma tsunodae)、リギドポラス ゾナリス(Rigidoporus zonalis)、アスペルギルス オリゼー(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス ニガー(Aspergillus niger)、およびアスペルギルス ニデュランス(Aspergillus nidulans)からなる群から選択される微生物由来である。
【0023】
好ましくは、上記蛍光増白剤は、スチルベン基またはアミノ基またはスルホン基またはジアゾ基を有し、かつ紫外線波長200〜400nmを吸収し、420nmを中心とする、青色ないしは紫色の蛍光を発することを特徴とする。
【0024】
本発明はまた、試料中の蛍光増白剤を分解する方法に関し、この方法は、ラッカーゼが作用し得る条件下で、ラッカーゼを蛍光増白剤に作用させる工程を包含する。
【0025】
本発明はまた、試料中の蛍光増白剤を分解するための組成物に関し、この組成物はラッカーゼおよびpH緩衝剤を含有する。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明は、試料中の蛍光増白剤を分解する方法に関し、この方法は、レドックスメディエーターを蛍光増白剤に作用させる工程を包含する。
【0027】
レドックスメディエーターは、適度な酸化還元ポテンシャルや電子移動性を有し、ラジカルを形成する化合物である。本発明に用い得るレドックスメディエーターの例として、具体的には、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、2,2’−アジノ−ビス(3−エチルベンゾチアゾリン−6−スルホン酸)、3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノン、アセトバニロン、フェルラ酸、ジメトキシベンジルアルコール、ジメチルアミノ安息香酸、カテキン、エピカテキン、−ヒドロキシフェニル酢酸、ケルセチン、クロロプロマジン、フェノチアジン、フェノチアジン−10−プロピオン酸、ナリンジン、プロマジン、ホモバニリン酸、ホモバニリルアルコール、4−アミノ−サリチル酸、シリンガ酸、4−ヒドロキシケイ皮酸、4−アミノ−3−ヒドロキシ安息香酸、バニリン酸、イソバニリン酸、カフェー酸、α−レゾルシル酸、β−レゾルシル酸、γ−レゾルシル酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、2,4,6−トリヒドロキシ安息香酸、安息香酸、ケイ皮酸、安息香酸ナトリウム、サリチル酸、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシベンジルアルコール、シンナバリン酸、3−ヒドロキシルアントラニル酸、シナピン、シナピン酸、フェノール、アニリン、4−アミノアンチピリン、オキシフェンブタゾン、ビオルル酸、N−ヒドロキシアセトアニリド、オイゲノール、イソオイゲノール、カビベトール、ジンゲロン、コニフェリルアルコール、コニフェリルアルデヒド、ヘスペリチン、ヘスペレチン、ヘスペリジン、2,6−ジメトキシ−1,4−ジヒドロキシベンゼン、N−ヒドロキシフタルイミド、1−ヒドロキシ−5−メチルベンゾトリアゾール、バニリン、エチルバニリン、アセトエチルバニロン、フェノキサジン、フェノキサジン−10−プロピオン酸、7−ヒドロキシクマリン、ハイドロキノン、ベラトリルアルコール、ヘプタモリブドペンタバナドリン酸、2−ニトロソ−1−ナフトール−4−スルホン酸、1−ニトロソ−2−ナフトール−3,6−ジスルホン酸、2,6−ジ−−ブチル−−クレゾール、ベンゾトリアゾール、クルクミン、シリンガルダジン、−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ(TEMPO)、−ヒドロキシベンゼンスルホン酸、および2,4,6−トリ−−ブチルフェノールなどをが挙げられるがこれらに限定されるものではない。蛍光増白剤を分解する限り、任意のレドックスメディエーターを用い得る。好ましくは1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、2,2’−アジノ−ビス(3−エチルベンズチアゾリン−6−スルホン酸)、3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノン、フェノチアジン−10−プロピオン酸、アセトバニロンが好適に用いられる。これらのレドックスメディエーターは単独であるいは併用で使用しても良い。
【0028】
本発明者らは、これらのレドックスメディエーターが単独で蛍光増白剤の分解を促進することを新たに見出した。また、レドックスメディエーターを、ラッカーゼのような酵素と組み合わせて使用した場合でも、さらに良好な結果が得られることを見出した。
【0029】
本発明で用いられるラッカーゼは、E.C.1.10.3.2に分類される酵素である。ラッカーゼは芳香族化合物の酸化反応を触媒する酵素であり、それが由来する起源は問わないが、主に真菌類から、特に接合菌亜門、子嚢菌亜門、担子菌亜門、または不完全菌亜門に属するものが好適に用いられる。代表的な起源の例として、ムコール属(Mucor)、ニューロスポラ属(Neurospora)、ポドスポラ属(Podospora)、コリビア属(Collybia)、フォメス属(Fomes)、レンチナス属(Lentinus)、シゾフィルム属(Schizophyllum)、トラメテス属(Trametes)、コリオラス属(Coliolus)、サナテフォラス属(Thanatephorus)、リゾクトニア属(Rhizoctonia)、コプリヌス属(Coprinus)、プサチレア属(Psatyrella)、ポリポラス属(Polyporus)、ピクノポラス属(Pycnoporus)、フレビア属(Phlebia)、ヒグロホロプシス属(Hygrophoropsis)、アガリクス属(Agaricus)、バスセルム属(Vascellum)、クルシブルム属(Crucibulum)、スポロルミエラ属(Sporormiella)、プレウロータス属(Pleurotus)、グリフォラ属(Grifora)、ガノデルマ属(Ganoderma)、レンジテス属(Lenzites)、ファネロケーテ属(Phanerochaete)、セリポリオプシス属(Ceriporiopsis)、リギドポラス属(Rigidoporus)、フォミテラ属(Fomitella)、トラキデルマ属(Trachyderma)、アスペルギルス属(Aspergillus)、アルテルナリア属(Alternaria)、ボトリチス属(Botrytis)、ネクトリア属(Nectria)、ミロセシウム属(Myrothecium)、セラトスファエリア属(Ceratosphaeria)、ピリキュラリア属(Pyricularia)、ミセリオフトラ属(Myceliophthora)、シタリジウム属(Schytalidium)などが挙げられ、具体的には、トラメテス ヴィローサ(Trametes villosa)、カワラタケ(Coriolus versicolor)、スエヒロタケ(Schizophyllum commune)、ヒイロタケ(Pycnoporus coccineus)、ヒラタケ(Pleurotus ostreatus)、ベッコウタケ(Fomitella fraxinea)、アラゲカワラタケ(Coriolus irsutus)、ヒトヨタケ(Coprinus cinereus)、ミロセシウム ヴェルキャリア(Myrothecium verrucaria)、リゾクトニア ソラニ(Rhizoctonia solani)、シタリディウム サーモフィルム(Scytalidium thermophilum)、ミセリオフトーラ サーモフィラ(Myceliophthora thermophila)、ピリキュラリア オリゼー(Pyricularia oryzae)、ボトリチス シネレア(Botrytis cinerea)、エビタケ(Trachyderma tsunodae)、リギドポラス ゾナリス(Rigidoporus zonalis)、アスペルギルス オリゼー(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス ニガー(Aspergillus niger)、およびアスペルギルス ニデュランス(Aspergillus nidulans)が挙げられる。これらの微生物由来のラッカーゼは単独であるいは併用して用いても良い。
【0030】
例えば、上記ラッカーゼの例として、工業的に大量生産され、市販されている、Trametes(トラメテス)属由来ラッカーゼ(商品名:ラッカーゼダイワ、大和化成株式会社)などが好適かつ簡便に用いられ得る。また、上記ラッカーゼとして、組換え遺伝子工学技術を用いて生産されたラッカーゼを用いても良い。
【0031】
あるいは、上記ラッカーゼは、以下に示す指針に従って、上記ラッカーゼの起源となる微生物を培養して調製され得る。
【0032】
ラッカーゼ生産菌の生育範囲は、ポテトグルコース寒天培地(ポテトエキス末4g、ブドウ糖20gおよび寒天20gを、1リットルの蒸留水中に溶解する)において、約4〜40℃、pHは約2〜12であり、生育好適温度は25〜35℃、生育好適pHは4.0〜8.0である。
【0033】
次に、ラッカーゼ生産菌由来のラッカーゼは液体培養または固体培養のいずれでも培養し得る。本菌を生育させる培地としては、特に限定されず、通常の液体培地または固体培地が用いられる。炭素源としては、本菌が同化し得るものならなんでもよく、グルコース、ショ糖、糖蜜等の糖類、澱粉、木粉などが用いられ得る。窒素源としては、ペプトン、酵母エキス、麦芽エキス、肉エキス、大豆分解物、尿素などの有機窒素源の他、硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム等の無機窒素源も使用し得る。必要に応じてリン酸塩、硫酸マグネシウム、カリウム、カルシウム、銅、ナトリウム、マンガン、亜鉛等の無機塩類、ビタミン類等が添加され得る。これら培地成分は、本菌の生育を阻害しない濃度であればよく、炭素源は0.1〜20重量%、好ましくは5〜10重量%、窒素源は0.01〜5重量%、好ましくは0.1〜2重量%である。
【0034】
ラッカーゼはさらに、ラッカーゼをコードするポリヌクレオチド、およびラッカーゼの発現を可能にする因子をコードするポリヌクレオチドを含む組換えベクターを用いて形質転換された宿主細胞を適切な条件で培養する工程、および発現されたラッカーゼを当該分野で周知の方法によって回収する工程を包含する方法によって得られ得る。
【0035】
以下に、本発明における蛍光増白剤の分解条件について説明する。
【0036】
本発明における蛍光増白剤は、一般に、スチルベン基、アミノ基、スルホン基、またはジアゾ基のいずれか、またはそれらの組み合わせを有し、かつ紫外波長200〜400nmから420nmを中心とする、青色ないしは紫色の蛍光を発する物質である。蛍光増白剤の具体例として、ビス(トリアジニルアミノ)スチルベンジスルホン酸誘導体、クマリン誘導体、ピラゾリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、ビスベンゾオキサゾリル誘導体、ビススチリルビフェニール誘導体などが挙げられる。
【0037】
レドックスメディエーターは、好ましくは、約0.01mmol/Lよりも大きく約100mmol/Lまでの濃度範囲で用いられ得る。
【0038】
レドックスメディエーターを含有する組成物と、ラッカーゼ活性を含有する組成物とを併用する場合、それぞれの組成物は、蛍光増白剤を含有する試料液に対し、同時または順次添加され、そして混合されて蛍光増白剤の分解を行い得る。
【0039】
ラッカーゼの添加量は、試料液中の蛍光増白剤含有量、レドックスメディエーター添加量によって変動し得る。例えば、1ppmの蛍光増白剤を1mmol/Lの1−ヒドロキシベンゾトリアゾール存在下で分解する場合、ラッカーゼは0.01〜12U/mLの濃度範囲で用いられ得る。また、レドックスメディエーターは、各々単独で用いられか、または2種類以上併用しても良く、各々約100mmol/Lまでの濃度で、好ましくは、0.01mmol/Lから10mmol/Lの濃度範囲で用いられ、それによって蛍光増白剤の分解を促進し得る。通常、蛍光増白剤の分解は、約pH2〜12の範囲、好ましくは、pH4〜9の範囲で行われ得る。また、通常、蛍光増白剤の分解は、常温から70℃、好ましくは、40℃〜60℃の温度範囲で行われ得る。
【0040】
なお、ラッカーゼは、4−アミノアンチピリンおよびフェノールとの酸化縮合による呈色反応系において、生成されるキノンイミン色素の505nmにおける吸光度を1分間に0.1増加させる酵素活性を1Uとする指標を基に添加され得る。
【0041】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例は、本発明の例示であって、本発明を何ら限定するものではない。
【0042】
(実施例1)
50mmol/Lのリン酸緩衝液(pH7.0)に、ビス(トリアジニルアミノ)スチルベンジスルホン酸誘導体からなる蛍光増白剤を100ppmとなるように加えた。この溶液にレドックスメディエーターである3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノンまたはアセトバニロンを1mmol/Lとなるように加えた。得られた混合液を40℃で1分間静置した後、500mmol/Lアジ化ナトリウム(反応系終濃度50mmol/L)を加え、酵素反応を停止した。このときの実験条件を表1に示す。
【0043】
各試料の蛍光スペクトルを、分光蛍光光度計(株式会社 日立製作所製Fluorescence Spectrophotometer F−3000)を用いて、励起波長を340nmに固定して得た。そして、レドックスメディエーター含有組成物を添加する前の蛍光強度に対する試料の蛍光強度の割合を算出して蛍光増白剤の分解率とした。その結果を表2に示した。蛍光増白剤の分解率は、3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノンを用いた場合96.1%、そしてアセトバニロンを用いた場合、98.2%であった。
【0044】
【表1】
Figure 0004097469
【0045】
【表2】
Figure 0004097469
(実施例2)
50mmol/Lの酢酸緩衝液(pH5.0)にビス(トリアジニルアミノ)スチルベンジスルホン酸誘導体からなる蛍光増白剤を100ppmとなるように加えた。この溶液にレドックスメディエーターであるフェノチアジン−10−プロピオン酸または3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノンまたは2,2’−アジノ−ビス(3−エチルベンゾチアゾリン−6−スルホン酸)を1mmol/Lとなるように加えた後、トラメテス属由来のラッカーゼを1,000U/mLとなるように加えた。各試料を40℃で1分間静置した後、500mmol/Lアジ化ナトリウム(反応系終濃度50mmol/L)を加え、酵素反応を停止した。このときの実験条件を表3に示した。各試料の蛍光スペクトルを、分光蛍光光度計(株式会社 日立製作所製 Fluorescence Spectrophotometer F−3000)を用いて、励起波長を340nmに固定して得た。ラッカーゼ含有組成物もしくはレドックスメディエーター含有組成物を添加する前の蛍光強度に対する試料の蛍光強度の割合を算出して蛍光増白剤の分解率とした。その結果を表4に示した。蛍光増白剤の分解率は、フェノチアジン−10−プロピオン酸、3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノン、2,2’−アジノ−ビス(3−エチルベンゾチアゾリン−6−スルホン酸)を用いたときそれぞれ100%、97.0%、97.3%であった。
【0046】
【表3】
Figure 0004097469
【0047】
【表4】
Figure 0004097469
(実施例3)
50mmol/Lの酢酸緩衝液(pH5.0)にビス(トリアジニルアミノ)スチルベンジスルホン酸誘導体からなる蛍光増白剤を100ppmとなるように加えた。この溶液にレドックスメディエーターである1−ヒドロキシベンゾトリアゾールを1mmol/Lとなるように加えた後、トラメテス属由来のラッカーゼを0、100、500、1,000U/mLとなるように加えた。各試料を常温で10秒間攪拌した後、500mmol/Lアジ化ナトリウム(反応系終濃度50mmol/L)を加え、酵素反応を停止した。このときの実験条件を表5に示す。各試料の蛍光スペクトルを分光蛍光光度計によって測定し、実施例2と同様に蛍光増白剤の分解率を算出した。その結果を図1に示した。蛍光増白剤の分解率はラッカーゼを100、500、1,000U/mL添加したときそれぞれ24.1%、64.1%、93.2%であった。
【0048】
【表5】
Figure 0004097469
(実施例4)
50mmol/Lの酢酸緩衝液(pH5.0)にビス(トリアジニルアミノ)スチルベンジスルホン酸誘導体からなる蛍光増白剤を100ppmとなるように加えた。この溶液にレドックスメディエーターを加えずに、トラメテス属由来のラッカーゼを1,000U/mLとなるように加えた。各試料を常温で10秒間攪拌した後、500mmol/Lアジ化ナトリウム(反応系終濃度50mmol/L)を加え、酵素反応を停止した。このときの実験条件を表6に示す。各試料の蛍光スペクトルを分光蛍光光度計によって測定し、実施例2と同様に蛍光増白剤の分解率を算出した。その結果を表7に示した。蛍光増白剤の分解率は44.3%であった。
【0049】
【表6】
Figure 0004097469
【0050】
【表7】
Figure 0004097469
(実施例5)
50mmol/Lのリン酸緩衝液(pH7.0)にビス(トリアジニルアミノ)スチルベンジスルホン酸誘導体からなる蛍光増白剤を100ppmとなるように加えた。この溶液にレドックスメディエーターである3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノンを1mmol/Lとなるように加えた。その後、ミロセシウム属由来のアルカリラッカーゼを0.2U/mLとなるように加えた場合と加えない場合で実験を行った。各試料を40℃で1分間静置した後、500mmol/Lアジ化ナトリウム(反応系終濃度50mmol/L)を加え、酵素反応を停止した。このときの実験条件を表8に示す。各試料の蛍光スペクトルを分光蛍光光度計によって測定し、実施例2と同様に蛍光増白剤の分解率を算出した。その結果を表9に示した。蛍光増白剤の分解率はラッカーゼを加えない場合、96.1%、ラッカーゼを加えた場合、99.7%であった。
【0051】
【表8】
Figure 0004097469
【0052】
【表9】
Figure 0004097469
(実施例6)
50mmol/Lのリン酸緩衝液(pH7.0)にビス(トリアジニルアミノ)スチルベンジスルホン酸誘導体からなる蛍光増白剤を100ppmとなるように加えた。この溶液にレドックスメディエーターであるアセトバニロンを1mmol/Lとなるように加えた。その後、ミロセシウム属由来のアルカリラッカーゼを0.2U/mLとなるように加えた場合と加えない場合で実験を行った。各試料を40℃で1分間静置した後、500mmol/Lアジ化ナトリウム(反応系終濃度50mmol/L)を加え、酵素反応を停止した。このときの実験条件を表10に示す。各試料の蛍光スペクトルを分光蛍光光度計によって測定し、実施例2と同様に蛍光増白剤の分解率を算出した。その結果を表11に示した。蛍光増白剤の分解率はラッカーゼを加えない場合、98.2%、ラッカーゼを加えた場合、99.3%となった。
【0053】
【表10】
Figure 0004097469
【0054】
【表11】
Figure 0004097469
(実施例7)
50mmol/Lのリン酸緩衝液(pH7.0)にビス(トリアジニルアミノ)スチルベンジスルホン酸誘導体からなる蛍光増白剤を100ppmとなるように加えた。この溶液にレドックスメディエーターを入れずにミロセシウム属由来のアルカリラッカーゼを0.2U/mLとなるように加えた場合と、レドックスメディエーターであるホモバニリルアルコール1mmol/Lとなるように添加後、ミロセシウム属由来のアルカリラッカーゼを0.2U/mLとなるように加えた場合で実験を行った。各試料を40℃で1分間静置後、500mmol/Lアジ化ナトリウム(反応系終濃度50mmol/L)を加え、酵素反応を停止した。このときの実験条件を表12に示した。各試料の蛍光スペクトルを分光蛍光光度計によって測定し、実施例2と同様に蛍光増白剤の分解率を算出した。その結果を表13に示した。蛍光増白剤の分解率はレドックスメディエーターを加えない場合、84.7%、レドックスメディエーターを加えた場合、93.2%であった。
【0055】
【表12】
Figure 0004097469
【0056】
【表13】
Figure 0004097469
(実施例8)
100mmol/Lの酢酸緩衝液(pH5.0)に、ビス(トリアジニルアミノ)スチルベンジスルホン酸誘導体からなる蛍光増白剤を100ppmとなるように加えた。この溶液に、レドックスメディエーターである1−ヒドロキシベンゾトリアゾールを0.5mmol/Lとなるよう加えた後、トラメテス属由来のラッカーゼを80U/mLとなるように加えた。得られた混合液を常温で10秒間攪拌した後、氷水中で冷却し酵素反応を停止した。このときの実験条件を表14に示す。試料液の蛍光スペクトルを分光蛍光光度計によって測定し、実施例2と同様に蛍光増白剤の分解率を算出した。あるいは、試料液をHPLCで分析し、ラッカーゼ含有組成物とレドックスメディエーター含有組成物を添加する前の蛍光強度に対する試料の蛍光強度割合を算出して蛍光増白剤の分解率とした。このときの分析条件を表15に示す。分光蛍光光度計分析およびHPLC分析の実験結果を表16に示した。
【0057】
【表14】
Figure 0004097469
【0058】
【表15】
Figure 0004097469
【0059】
【表16】
Figure 0004097469
表16に示されるように、分光蛍光光度計による蛍光スペクトルの測定により得られた分解率と、HPLC分析から得られた分解率とは良く一致した。
【0060】
(実施例9)
100mmol/Lの酢酸緩衝液(pH5.0)にクマリン誘導体からなる蛍光増白剤を90ppmとなるように加えた。この溶液にレドックスメディエーターである1−ヒドロキシベンゾトリアゾールを1.0mmol/Lとなるように加えた後、トラメテス属由来のラッカーゼを100U/mLとなるように加えた。得られた試料液を50℃で30分間インキュベートすることにより反応を行い、その後氷水中で冷却し酵素反応を停止した。このときの実験条件を表17に示す。試料液の蛍光スペクトルを分光蛍光光度計によって測定し、実施例2と同様に蛍光増白剤の分解率を算出した。その結果、蛍光増白剤の分解率は94.2%であった。
【0061】
【表17】
Figure 0004097469
【0062】
【発明の効果】
環境への悪影響が懸念される蛍光増白剤の分解を促進する方法が提供される。本発明の方法は、レドックスメディエーターを含有する組成物を用いて、蛍光増白剤の効率的な分解を可能にし、これによって環境の浄化が進展することが期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、レドックスメディエーターとして1−ヒドロキシベンゾトリアゾールを用いた蛍光増白剤分解反応のラッカーゼ添加量依存性を示すグラフである。

Claims (13)

  1. 試料中の蛍光増白剤を分解する方法であって、3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノンまたはアセトバニロンを蛍光増白剤に作用させる工程、を包含する方法。
  2. 前記蛍光増白剤が、スチルベン基またはアミノ基またはスルホン基またはジアゾ基を有し、かつ紫外線を吸収し、420nmを中心とする、青色ないしは紫色の蛍光を発することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 前記試料が、製紙工場の廃水、繊維工場の廃水、化学工場の廃水、一般家庭の廃水、海水、水環境中で採取された液体、および水環境中に沈殿したスラリーからなる群から選択される、請求項1〜2のいずれか1項に記載の方法。
  4. 前記3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノンまたはアセトバニロンを蛍光増白剤に作用させる工程が、約0.01mmol/Lよりも大きく約100mmol/Lまでの濃度の3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノンまたはアセトバニロンの存在下で、2〜12の範囲のpH、および常温から70℃の範囲の温度で行われる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. ラッカーゼを蛍光増白剤に作用させる工程をさらに包含する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記ラッカーゼを蛍光増白剤に作用させる工程が、前記3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノンまたはアセトバニロンを蛍光増白剤に作用させる工程の後に行われる、請求項5に記載の方法。
  7. 前記ラッカーゼを蛍光増白剤に作用させる工程が、前記3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノンまたはアセトバニロンを蛍光増白剤に作用させる工程と同時に行われる、請求項5に記載の方法。
  8. 前記ラッカーゼを蛍光増白剤に作用させる工程が、前記3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノンまたはアセトバニロンを蛍光増白剤に作用させる工程の前に行われる、請求項5に記載の方法。
  9. 前記ラッカーゼが、トラメテス ヴィローサ(Trametes villosa)、カワラタケ(Coriolus versicolor)、スエヒロタケ(Schizophyllum commune)、ヒイロタケ(Pycnoporus coccineus)、ヒラタケ(Pleurotus ostreatus)、ベッコウタケ(Fomitella fraxinea)、アラゲカワラタケ(Coriolus hirsutus)、ヒトヨタケ(Coprinus cinereus)、ミロセシウム ヴェルキャリア(Myrothecium verrucaria)、リゾクトニア ソラニ(Rhizoctonia solani)、シタリディウム サーモフィルム(Scytalidium thermophilum)、ミセリオフトーラ サーモフィラ(Myceliophthora thermophila)、ピリキュラリア オリゼー(Pyricularia oryzae)、ボトリチス シネレア(Botrytis cinerea)、エビタケ(Trachyderma tsunodae)、リギドポラス ゾナリス(Rigidoporus zonalis)、アスペルギルス オリゼー(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス ニガー(Aspergillus niger)、およびアスペルギルス ニデュランス(Aspergillus nidulans)からなる群から選択される微生物由来である、請求項5〜8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 試料中の蛍光増白剤を分解するための組成物であって、3’,5’−ジメトキシ−4’−ヒドロキシアセトフェノンまたはアセトバニロン、およびpH緩衝剤を含有する、組成物。
  11. ラッカーゼをさらに含有する、請求項10に記載の組成物。
  12. 前記ラッカーゼが、トラメテス ヴィローサ(Trametes villosa)、カワラタケ(Coriolus versicolor)、スエヒロタケ(Schizophyllum commune)、ヒイロタケ(Pycnoporus coccineus)、ヒラタケ(Pleurotus ostreatus)、ベッコウタケ(Fomitella fraxinea)、アラゲカワラタケ(Coriolus hirsutus)、ヒトヨタケ(Coprinus cinereus)、ミロセシウム ヴェルキャリア(Myrothecium verrucaria)、リゾクトニア ソラニ(Rhizoctonia solani)、シタリディウム サーモフィルム(Scytalidium thermophilum)、ミセリオフトーラ サーモフィラ(Myceliophthora thermophila)、ピリキュラリア オリゼー(Pyricularia oryzae)、ボトリチス シネレア(Botrytis cinerea)、エビタケ(Trachyderma tsunodae)、リギドポラス ゾナリス(Rigidoporus zonalis)、アスペルギルス オリゼー(Aspergillus oryzae)、アスペルギルス ニガー(Aspergillus niger)、およびアスペルギルス ニデュランス(Aspergillus nidulans)からなる群から選択される微生物由来である、請求項11に記載の組成物。
  13. 前記蛍光増白剤が、スチルベン基またはアミノ基またはスルホン基またはジアゾ基を有し、かつ紫外線を吸収し、420nmを中心とする、青色ないしは紫色の蛍光を発することを特徴とする、請求項10〜12のいずれか1項に記載の組成物。
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