生体触媒を用いた内分泌撹乱化学物質分解システムの開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750698
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 田中 孝明 新潟大学, 工学部, 助教授 (00217043)
• Keywords: 内分泌撹乱化学物質 / ノニルフェノール / オクチルフェノール / ビスフェノールA / 合成女性ホルモン / フタル酸エステル / テッカーゼ / リパーゼ

Research Abstract

内分泌撹乱化学物質を生体触媒により分解するシステムの開発を行った。分解対象としてはノニルフェノール、オクチルフェノール、ビスフェノールA、エチニルエストラジオール(合成女性ホルモン)及びフタル酸ジブチルを用いた。分子構造にフェノールを有する化学物質の分解には酸化酵素ラッカーゼ、フタル酸エステルの分解は加水分解酵素リパーゼを用いた。内分泌撹乱化学物質の多くは環境調査において水質よりも底質から多く検出されていることに着目し、内分泌撹乱化学物質を海砂に付着させたモデル汚染底質を用いた。試験管スケールの反応ではモデル汚染底質に酵素液に添加して30℃にて振盪しながら酵素処理反応を行った。種々のラッカーゼについてノニルフェノール、ビスフェノールAなどに対する反応性を検討したところ、Trametes sp.由来のラッカーゼが酵素処理反応に適していた。ラッカーゼ反応によりノニルフェノールなどはフェノキシラジカルを経由して重合物に変換されたと考えられた。酵素処理反応の至適pHは5付近であった。次にフタル酸ジブチルの加水分解処理を検討したところ、Candida cylindracea由来のリパーゼによりフタル酸ジブチルが加水分解されてフタル酸ブチルとブタノールに変換され、海砂から脱着することが示された。さらに、反応のスケールアップを行った。底質を構成する砂質などは比重が2-3と高いため、反応槽を回転させる回転型リアクターを用いた。回転を行わない場合、ラッカーゼによるノニルフェノールの処理速度は試験管スケールの反応と比較して10分の1に低下した。10rpmにて回転を行うと試験管スケールの反応の場合と同程度の処理速度が得られた。オクチルフェノール、ビスフェノールA及びエチニルエストラジオールを付着させたモデル汚染底質も回転型リアクターを用いることによりラッカーゼにより酵素処理が可能であった。

Research Products

• [Publications] T.Tanaka, et al.: "Enzymatic degradation of alkylphenols,bisphenol A, synthetic estrogen, and phthalic ester."Water Science & Technology. 42・(7-8). 89-95 (2000)