7398807 微生物吸着材およびこれを用いた微生物殺菌方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-07

(45)【発行日】2023-12-15

(54)【発明の名称】微生物吸着材およびこれを用いた微生物殺菌方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 20/08 20060101AFI20231208BHJP

   B01J 20/02 20060101ALI20231208BHJP

   B01J 20/10 20060101ALI20231208BHJP

   B01J 20/28 20060101ALI20231208BHJP

   B01J 20/30 20060101ALI20231208BHJP

   C02F 1/28 20230101ALI20231208BHJP

   C02F 11/143 20190101ALI20231208BHJP

   C01B 33/26 20060101ALI20231208BHJP

   A01P 3/00 20060101ALI20231208BHJP

   A01N 25/00 20060101ALI20231208BHJP

【ＦＩ】

B01J20/08 A

B01J20/02 C

B01J20/10 C

B01J20/28 Z

B01J20/30

C02F1/28 Z

C02F11/143

C01B33/26

A01P3/00

A01N25/00 101

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020539594

(86)(22)【出願日】2019-08-29

(86)【国際出願番号】 JP2019033956

(87)【国際公開番号】W WO2020045580

(87)【国際公開日】2020-03-05

【審査請求日】2022-08-18

(31)【優先権主張番号】P 2018160790

(32)【優先日】2018-08-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】504224153

【氏名又は名称】国立大学法人 宮崎大学

(74)【代理人】

【識別番号】100098729

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 和男

(74)【代理人】

【氏名又は名称】溝渕 良一

(74)【代理人】

【識別番号】100204467

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 好文

(74)【代理人】

【識別番号】100148161

【弁理士】

【氏名又は名称】秋庭 英樹

(74)【代理人】

【氏名又は名称】堅田 多恵子

(74)【代理人】

【識別番号】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(72)【発明者】

【氏名】三澤 尚明

(72)【発明者】

【氏名】木之下 広幸

(72)【発明者】

【氏名】安井 賢太郎

(72)【発明者】

【氏名】小林 太一

(72)【発明者】

【氏名】長▲濱▼ 秀樹

【審査官】河野 隆一朗

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－０３７７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１２８７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２０６６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０４２５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１０５９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２４７０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５６－０１３０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１１７０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３１４８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】浅岡 聡 他，赤玉土および各種無機系吸着剤混合赤玉土による海水の脱塩，日本土壌肥料学雑誌，2006年，第１号，P,33-39

【文献】藤原 誠 他，幸屋火砕流堆積物及びその給源近傍相のガラス組成と堆積様式，火山，2013年，第５８巻，第４号，P.489-498

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ ２０／００ － ２０／３４

Ｃ１２Ｎ １／００

Ａ６１Ｌ ９／００ － ９／２２

Ａ６１Ｌ ２／００ － ２／２８

Ｃ０１Ｂ ３３／２６

Ｃ０２Ｆ １／２８

Ｃ０２Ｆ １１／１４３

Ａ０１Ｎ ２５／００

Ａ０１Ｐ ３／００

Ｃ１２Ｍ １／１２

Ｂ０１Ｄ ３９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ａｌ_２Ｏ_３が３０ｗｔ％以上である火山灰土壌を用いたものであって、
前記火山灰土壌は、Ｆｅ_２Ｏ_３が３～８ｗｔ％である鬼界アカホヤ火山灰土壌であることを特徴とする微生物吸着材。

【請求項2】

Ａｌ _２ Ｏ _３ が３０ｗｔ％以上である火山灰土壌を用いたものであって、
前記火山灰土壌は、ＳｉＯ_２が３９～６５ｗｔ％、Ａｌ_２Ｏ_３が３１～４５ｗｔ％、Ｆｅ_２Ｏ_３が３～８ｗｔ％、その他が０～２２ｗｔ％からなることを特徴とする微生物吸着材。

【請求項3】

前記火山灰土壌は、焼成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の微生物吸着材。

【請求項4】

前記火山灰土壌は、少なくとも径１００ｎｍ以下の細孔を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の微生物吸着材。

【請求項5】

前記火山灰土壌は、比表面積が３．９ｍ^２ｇ^－１以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の微生物吸着材。

【請求項6】

前記火山灰土壌は、粒径１ｍｍ以下の粉末であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の微生物吸着材。

【請求項7】

前記火山灰土壌は、土粒子密度２．６～２．７ｇ／ｃｍ^３の粉末であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の微生物吸着材。

【請求項8】

前記請求項１ないし７のいずれかに記載の微生物吸着材を用いた微生物殺菌方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、糞尿等に含まれる大腸菌等の細菌、鳥インフルエンザウイルス等のウイルス等の微生物を吸着する微生物吸着材およびこれを用いた微生物殺菌方法に関する。

【背景技術】

【0002】

人や家畜にとって有害な細菌やウイルスに対しては種々の対策がなされている。例えば、家畜の糞尿の処理方法は、形状や畜種によって異なっているが、「野積み」、「素掘り」での処理は、水質汚濁、悪臭の発生源となっており改善が求められている。また、畜産農家から発生した処理水を河川や湖沼等の公共用水域に排出する場合、「水質汚濁防止法」に基づき排水基準（生活環境項目および健康項目）が適用される。このように、処理水の排出には、排水基準が設けられているものの、処理水に含まれる大腸菌群数は、限りなくゼロにすることが望ましいのは言うまでもない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

ここで、処理水に含まれる大腸菌群の除去方法として、塩素またはオゾン注入、紫外線照射等が一般的であるが、塩素注入は、安価であるものの鋼製配管等の設備を腐食させるという問題がある。また、オゾン注入や紫外線照射は、処理コストが高くなるため、特に小規模の畜産農家では設備導入が難しいという問題がある。

【0004】

また、鳥インフルエンザウイルスは、変異によって高病原性鳥インフルエンザウイルスに変化することがある。野鳥の腸管内に高病原性鳥インフルエンザウイルスが保有されると、養鶏農場周囲にウイルスを含む糞便を落下させ、それらが鶏の感染源となっていると考えられている。ここで、高病原性鳥インフルエンザウイルスの鶏舎内への侵入を防ぐためには、鶏舎周囲への石灰等の薬剤散布が重要となるが、化学薬品の大量使用による環境負荷とコスト面が課題となっていた。

【0005】

発明者らは、特定の火山灰土壌、特に特定の鬼界アカホヤ火山灰土壌が腸管出血性大腸菌や鳥インフルエンザウイルスの吸着性能に優れるのみならず、驚くことに殺菌効果もあることを見出した。

【0006】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、安価にかつ環境への負担の少ない細菌やウイルス等の微生物を吸着・殺菌できる微生物吸着材およびこれを用いた微生物殺菌方法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】

【0007】

前記課題を解決するために、本発明の微生物吸着材は、
Ａｌ_２Ｏ_３が３０ｗｔ％以上である火山灰土壌を用いたことを特徴としている。
この特徴によれば、細菌、ウイルス等の微生物を含む水分を吸着しやすく、吸着・殺菌能力が高い。

【0008】

前記火山灰土壌は、Ｆｅ_２Ｏ_３が３～８ｗｔ％である鬼界アカホヤ火山灰土壌であることを特徴としている。
この特徴によれば、Ａｌ_２Ｏ_３の割合がＦｅ_２Ｏ_３に比べ３倍以上と多く、アルミニウムイオンとリン酸イオンで錯体を形成しやすいため、リン酸を含む微生物等の吸着・殺菌能力に優れる。

【0009】

前記火山灰土壌は、ＳｉＯ_２が３９～６５ｗｔ％、Ａｌ_２Ｏ_３が３１～４５ｗｔ％、Ｆｅ_２Ｏ_３が３～８ｗｔ％、その他が０～２２ｗｔ％からなることを特徴としている。
この特徴によれば、天然の鬼界アカホヤ火山灰土壌への加工処理が少ない。

【0010】

前記火山灰土壌は、焼成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、天然の鬼界アカホヤ火山灰土壌中に含まれている雑菌を消滅させることができる。

【0011】

前記焼成は、１０００℃以下で行われることを特徴としている。
この特徴によれば、火山灰土壌が有する細孔の径が小さいものが存在しやすく、微生物を吸着しやすい。

【0012】

前記火山灰土壌は、少なくとも径１００ｎｍ以下の細孔を有することを特徴としている。
この特徴によれば、細孔の径が小さいものが存在しやすく、微生物を吸着しやすい。

【0013】

前記火山灰土壌は、比表面積が３．９ｍ^２ｇ^－１以上であることを特徴としている。
この特徴によれば、表面積が広く、微生物を吸着しやすい。

【0014】

前記火山灰土壌は、粒径１ｍｍ以下の粉末であることを特徴としている。
この特徴によれば、粉末状であるので散布して使用することが簡便である。

【0015】

前記火山灰土壌は、土粒子密度２．６～２．７ｇ／ｃｍ^３の粉末であることを特徴としている。
この特徴によれば、土粒子密度が低いため、攪拌やばっ気を行うことで水に浮かせた状態で使用することができる。

【0016】

前記課題を解決するために、本発明の微生物吸着材を用いた微生物殺菌方法は、前記微生物吸着材を用いたことを特徴としている。
この特徴によれば、細菌やウイルス等の微生物を安価にかつ環境への負担の少なく殺菌することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施例における微生物吸着材を構成するアカホヤの焼成温度と細孔径分布の関係を示すグラフである。

【図2】実施例における微生物吸着材を構成するアカホヤの大腸菌に対する吸着能力を調べた実験結果を示す図である。

【図3】本発明の実施例１における微生物吸着材の大腸菌に対する殺菌能力を調べた実験結果を示す図である。

【図4】本発明の実施例２における微生物吸着材の鳥インフルエンザウイルスに対する吸着能力を調べた実験結果を示す図である。

【図5】本発明の実施例５における微生物吸着材に吸着された大腸菌の生存試験の結果を示すグラフである。

【図6】本発明の実施例６における微生物吸着材に吸着されたＯ－１５７の生存試験の結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

発明者らは、家畜の糞尿等に含まれる腸管出血性大腸菌（以下、単に「大腸菌」と表記することもある。）等の細菌、鳥インフルエンザウイルス等のウイルス等の微生物を吸着ないし殺菌する素材として、火山灰土壌、特に天然の鬼界アカホヤ火山灰土壌（以下、単に「アカホヤ」と表記する。）が優れるとの知見を得た。研究の結果から、成分および構造に着目することが有意であったことから、先ずこの事項について説明する。

【0019】

微生物吸着材による微生物の吸着ないし殺菌のメカニズムについて説明する。微生物吸着材は、径１００ｎｍ以下の無数の細孔を有し、その比表面積が大きいため、ファンデルワールス力や水素結合による微生物に対する物理的な吸着性に優れているとともに、吸水性にも優れている。さらに、微生物吸着材は、Ａｌ_２Ｏ_３（酸化アルミニウム）およびＦｅ_２Ｏ_３（酸化鉄）の組成比が高く、親水性を示すため、吸水後では、イオン化したＡｌ^３＋（アルミニウムイオン）およびＦｅ^３＋（鉄イオン）が微生物の細胞膜の表面（リン脂質の親水基）を構成するＰＯ_４ ^３－（リン酸イオン）と高い化学結合性（化学反応性）を示し、不溶性のＡｌＰＯ_４（リン酸アルミニウム）およびＦｅＰＯ_４（リン酸鉄）が生成される。イオン化したＡｌ^３＋およびＦｅ^３＋とＰＯ_４ ^３－との化学結合の化学式を下記の化１に示す。

【0020】

【化1】

【0021】

尚、微生物の細胞膜は、リン脂質の自己組織化により脂質二重層を構成しているが、細胞膜の表面（リン脂質の親水基）を構成するＰＯ_４ ^３－が微生物吸着材のＡｌ^３＋およびＦｅ^３＋と化学結合してＡｌＰＯ_４およびＦｅＰＯ_４を生成することにより、リン脂質が分解する。特に、大腸菌については、このリン脂質の分解を原因として細胞膜の分解が起こり死滅するものと考えられる。尚、微生物吸着材に吸着されず処理水中を浮遊している大腸菌についても、処理水中に溶け出したＡｌ^３＋およびＦｅ^３＋と化学結合することにより同様に死滅する。

【0022】

このように、微生物吸着材は、径１００ｎｍ以下の無数の細孔により微生物を物理的に吸着するとともに、イオン化したＡｌ^３＋およびＦｅ^３＋が微生物の細胞膜を構成するＰＯ_４ ^３－と高い化学結合性を示してＡｌＰＯ_４およびＦｅＰＯ_４を生成することにより、微生物を効率よく吸着ないし殺菌することができる。

【0023】

本発明に係る微生物吸着材を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。尚、本実施例において成分組成比等の各試験結果はサンプル数３以上の平均値である。

【0024】

微生物吸着材は、宮崎県東諸県郡地区産出のアカホヤを粉砕してふるいにかけた後、次の条件で焼成することにより土壌由来の細菌を死滅させるとともに、構成化合物を安定させ、一定の形状と強度を確保する。
温度 ８００℃
保持時間 ６０分（昇温１００℃／１時間）
焼成装置（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製電気マッフル炉ＦＵＷ２２０ＰＡ）

【0025】

焼成前のアカホヤの成分組成比は以下のとおりであった。尚、成分組成比は、島津製作所社製エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置ＥＤＸ－７２０を用いてＪＩＳ Ｋ０１１９：２００８により分析した。
５１．０ｗｔ％ ＳｉＯ_２
３９．７ｗｔ％ Ａｌ_２Ｏ_３
４．７１ｗｔ％ Ｆｅ_２Ｏ_３
１．４９ｗｔ％ Ｋ_２Ｏ
１．４０ｗｔ％ ＣａＯ
０．５１ｗｔ％ ＭｇＯ
０．５３ｗｔ％ ＴｉＯ_２
０．６６ｗｔ％ その他

【0026】

焼成後のアカホヤの成分組成比は以下の表１のとおりであった。

【0027】

【表1】

【0028】

焼成後のアカホヤは、Ａｌ_２Ｏ_３の成分組成比が３８．３ｗｔ％、Ｆｅ_２Ｏ_３の成分組成比が３．９６ｗｔ％であり、ＳｉＯ_２に対してＡｌ_２Ｏ_３およびＦｅ_２Ｏ_３の比率が高い。

【0029】

ここで、焼成温度によって細孔径分布、比表面積が変化しているので以下説明する。尚、細孔径分布は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製ＡｕｔｏＰｏｒｅＶ９６２０を用いて水銀圧入法（ＪＩＳ Ｒ１６５５）により分析した。

【0030】

図１のグラフに示されるように、アカホヤの細孔は、径０．０１～１０μｍ（１００～１００００ｎｍ）に分布しており、焼成温度８００～１０００℃では、径１００ｎｍ以下の細孔は１体積％以上であり細孔の分布があるが、焼成温度１１００℃、１１５０℃では、径１００ｎｍ以下の細孔は１体積％未満であり細孔の分布がなくなっている。すなわち、焼成温度が高くなるにつれて細孔が閉塞し、細孔径分布が変化することが確認された。

【0031】

また、比表面積は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製ＦｌｏｗＳｏｒｂ３ ２３１０を用いてＢＥＴ法（ＪＩＳ Ｚ８８３０）により求めた。

【0032】

表２に示されるように、アカホヤの比表面積は、焼成無しで６８．７ｍ^２ｇ^－１であったものが、焼成温度８００℃で３６．０ｍ^２ｇ^－１、焼成温度９００℃で９．５４ｍ^２ｇ^－１、焼成温度１０００℃で３．９ｍ^２ｇ^－１、焼成温度１１００℃で１．３５ｍ^２ｇ^－１、焼成温度１１５０℃で０．７９ｍ^２ｇ^－１と低下している。すなわち、焼成温度が高くなるにつれて細孔の閉塞に伴い比表面積が低下する。

【0033】

【表2】

【0034】

また、図２の写真に示されるように、焼成温度８００℃で焼成したアカホヤに大腸菌の浮遊液をろ過した後の通過液を培養すると、生菌が検出されなかった（図２の中段参照）。また、大腸菌の浮遊液をろ過した後のアカホヤに再びバッファ液を通して洗浄した洗浄液を培養しても、同様の結果が得られた（図２の下段参照）。すなわち、アカホヤの焼成は、径１００ｎｍ以下の細孔の分布があり、その比表面積が３．９ｍ^２ｇ^－１以上（好ましくは３６．０～６９．０ｍ^２ｇ^－１）となる焼成温度１０００℃以下（好ましくは８００℃以下）で行われることにより、アカホヤの細孔による微生物の物理的な吸着能力を維持することができる。また、焼成温度が１００℃未満では、土壌由来の細菌が十分に死滅しない可能性があることから、焼成温度は、好ましくは１００～１０００℃、さらに好ましくは１８０～８００℃であることが判明した。さらに、火山灰土壌中の有機物は無い方が好ましく、この場合、焼成温度は８００℃以上であることが望ましい。

【0035】

次に、上述したアカホヤと同様の加工処理を行った栃木県鹿沼地区産出の赤玉土について説明する。

【0036】

焼成前の赤玉土の成分組成比は以下のとおりであった。
４６．５ｗｔ％ ＳｉＯ_２
３４．９ｗｔ％ Ａｌ_２Ｏ_３
１３．２ｗｔ％ Ｆｅ_２Ｏ_３
１．３７ｗｔ％ Ｋ_２Ｏ
０．５８ｗｔ％ ＣａＯ
１．３１ｗｔ％ ＭｇＯ
１．３５ｗｔ％ ＴｉＯ_２
０．７９ｗｔ％ その他

【0037】

焼成後の赤玉土の成分組成比は以下の表３のとおりであった。

【0038】

【表3】

【0039】

焼成後の赤玉土は、Ａｌ_２Ｏ_３の成分組成比が３３．０ｗｔ％、Ｆｅ_２Ｏ_３の成分組成比が１２．５ｗｔ％であり、ＳｉＯ_２に対してＡｌ_２Ｏ_３およびＦｅ_２Ｏ_３の比率が高い。また、アカホヤと比べてＡｌ_２Ｏ_３の成分組成比が低く、Ｆｅ_２Ｏ_３の成分組成比が高い。

【0040】

次に、上述したアカホヤおよび赤玉土と同様の加工処理を行った宮崎県新富地区産出の粘土について説明する。

【0041】

焼成前の成分組成比は以下のとおりであった。
６５．２ｗｔ％ ＳｉＯ_２
２３．０ｗｔ％ Ａｌ_２Ｏ_３
５．１８ｗｔ％ Ｆｅ_２Ｏ_３
３．７１ｗｔ％ Ｋ_２Ｏ
０．２４ｗｔ％ ＣａＯ
１．６５ｗｔ％ ＭｇＯ
０．８１ｗｔ％ ＴｉＯ_２
０．２１ｗｔ％ その他

【0042】

焼成後の粘土の成分組成比は以下の表４のとおりであった。

【0043】

【表4】

【0044】

焼成後の粘土は、Ａｌ_２Ｏ_３の成分組成比が２２．７ｗｔ％、Ｆｅ_２Ｏ_３の成分組成比が４．７６ｗｔ％であり、ＳｉＯ_２に対してＡｌ_２Ｏ_３およびＦｅ_２Ｏ_３の比率が低い。また、アカホヤと比べてＡｌ_２Ｏ_３の成分組成比が低く、Ｆｅ_２Ｏ_３の成分組成比が略同じである。

【0045】

尚、上述したアカホヤ、赤玉土および粘土と同様の加工処理を行った宮崎県都城地区産出のシラスについて、焼成後のシラスは、一般的な成分の特徴として、ＳｉＯ_２に対してＡｌ_２Ｏ_３およびＦｅ_２Ｏ_３の比率が低い。また、アカホヤと比べてＡｌ_２Ｏ_３およびＦｅ_２Ｏ_３の成分組成比が低い。

【0046】

同じく、栃木県鹿沼地区産出の鹿沼土について、焼成後の鹿沼土は、一般的な成分の特徴として、ＳｉＯ_２に対してＡｌ_２Ｏ_３およびＦｅ_２Ｏ_３の比率が低い。また、アカホヤと比べてＡｌ_２Ｏ_３およびＦｅ_２Ｏ_３の比率が低い。

【0047】

すなわち、アカホヤは、赤玉土、粘土、シラスおよび鹿沼土と比べて、安定度定数の高いＡｌ^３＋を生じるＡｌ_２Ｏ_３の成分組成比が高く、かつ赤玉土と比べてＦｅ_２Ｏ_３の成分組成比が低いため、例えばＡｌ^３＋（アルミニウムイオン）と糞尿中のＰＯ_４ ^３－（リン酸イオン）で錯体を形成しやすく、当該錯体と微生物の細胞膜を構成するＰＯ_４ ^３－との逐次反応が起こり、微生物をより効率よく吸着することができる。

【0048】

このように、微生物吸着材は、九州南部において地下の比較的浅い場所に無尽蔵に存在する自然素材であるアカホヤから構成されることにより、細菌やウイルス等の微生物に対する高い吸着能力を有しながら、安価にかつ環境への負担の少なくすることができる。尚、微生物吸着材として用いるアカホヤは、九州南部において産出されたものであれば、宮崎県東諸県郡地区産出のものに限らない。

【0049】

尚、以下の各実施例におけるアカホヤ等の火山灰土壌は、上述した成分のものを用いている。

【実施例1】

【0050】

実施例１に係る微生物吸着材について説明する。実施例１の微生物吸着材は、粉砕し次の条件で乾熱滅菌した後、粒径０．５ｍｍ以下に調整したアカホヤ１０ｇを径１５ｍｍの円筒形状のカラム内に充填することにより構成されている。
温度 １８０℃
時間 ４０分
乾熱滅菌器（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製ＳＴＡ６２０ＤＡ）

【0051】

微生物吸着材に大腸菌（１０^５ｃｆｕ／ｍｌ）１０ｍｌを通過させた後、カラム内のアカホヤ１０ｍｇを４℃で保存し、吸着した大腸菌の生存性を培養法により確認すると、図３の写真に示されるように、アカホヤに吸着された大腸菌は時間の経過と共に死滅していき、６日以降は生菌が検出されなかった（図３の左シャーレ参照）。尚、対照実験として、同一のカラムに宮崎県都城地区産出のシラス１０ｇを充填して同様の実験を行った場合には、１７日後まで生菌が検出された（図３の右シャーレ参照）。すなわち、アカホヤを素材とする微生物吸着材は、大腸菌の吸着・殺菌能力を有する。

【0052】

尚、本実施例では、１８０℃で４０分乾熱滅菌したアカホヤを使用する例について説明したが、焼成温度８００℃で焼成されたアカホヤについても、同様の結果が得られた。

【実施例2】

【0053】

実施例２に係る微生物吸着材について説明する。実施例２の微生物吸着材は、粉砕し乾熱滅菌したアカホヤ０．２ｇを０．６ｍｌのカラム（マイクロチューブ）に入れることにより構成されている。

【0054】

微生物吸着材に鳥インフルエンザウイルス（Ｈ３Ｎ２亜型）０．４ｍｌ（ＨＡ価１６倍、図４の上から２段目参照）を接種し、アカホヤを通過した後の通過液を２～２５６倍に希釈して血球凝集価（ＨＡ価）を測定すると、図４の写真に示されるように、鳥インフルエンザウイルスがアカホヤに吸着され、血球と凝集しなかった（ＨＡ価陰性、図４の下から２段目参照）。尚、対照実験として、０．６ｍｌのカラムに宮崎県都城地区産出のシラス０．２ｇを入れて同様の実験を行った場合には、鳥インフルエンザウイルスがシラスにほとんど吸着されず血球と凝集した（ＨＡ価８倍，図４の最下段参照）。すなわち、アカホヤを素材とする微生物吸着材は、鳥インフルエンザウイルスの吸着能力を有する。

【実施例3】

【0055】

実施例３に係る微生物吸着材について説明する。実施例３の微生物吸着材は、天然または焼成されたアカホヤであり、大型の容器に家畜の糞尿等の処理対象と一緒に投入した後、攪拌ことにより、処理対象物に含まれる大腸菌等の微生物との接触を促進しながら吸着ないし殺菌する。尚、これらの処理において発生する汚泥（使用後の微生物吸着材）は、大地還元が可能であることから処理コストが安く、汚泥の処理設備も不要となる。

【実施例4】

【0056】

実施例４に係る微生物吸着材について説明する。実施例４の微生物吸着材は、粒径０．５ｍｍ以下の粉末状に加工処理された天然または焼成されたアカホヤであり、散布しやすくなっている。粉末状の微生物吸着材は、例えば畜舎周囲に散布されることにより、畜舎周囲に存在する微生物を吸着ないし殺菌し、微生物の畜舎内への侵入を防ぐことができる。また、微生物吸着材として自然素材であるアカホヤを使用することにより、大量散布してもコストが安く、環境負荷も少ない。

【0057】

これらのことから、粒径は１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１ｍｍ以下である。

【0058】

さらに、微生物吸着材の素材としてのアカホヤを攪拌またはばっ気させることにより、水中に浮遊させた状態で使用できるようにしてもよい。また、例えば畜舎の出入口等に設置したトレー等に水を張り、水面に微生物吸着材を散布し、水面に浮かせた状態とすることにより、微生物吸着材を靴や家畜の脚等に確実に付着させ、靴や家畜の脚等に存在する微生物を確実に吸着ないし殺菌し、微生物の畜舎内への侵入を防ぐことができる。

【0059】

これらのことから、土粒子密度は２．６～２．７ｇ／ｃｍ^３が好ましく、さらにできる限り密度が低いことが好ましい。尚、土粒子密度は、ＪＩＳ Ａ１２０２：２００９により求めた。

【実施例5】

【0060】

実施例５では大腸菌の生存試験について説明する。実施例５の微生物吸着材は、粉砕し次の条件で乾熱滅菌した後、粒径０．５ｍｍ以下に調整したアカホヤ、赤玉土、鹿沼土、シラス各１０ｇを径１５ｍｍの円筒形状のカラム内にそれぞれ充填することにより構成されている。
温度 １８０℃
時間 ４０分
乾熱滅菌器（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製ＳＴＡ６２０ＤＡ）

【0061】

微生物吸着材に定量の大腸菌を通過させた後、カラム内のアカホヤ、赤玉土、鹿沼土、シラス各１０ｍｇをそれぞれ４℃で保存し、吸着した大腸菌の生存性を培養法により確認すると、図５のグラフに示されるように、アカホヤ、赤玉土、鹿沼土、シラスに吸着された大腸菌は時間の経過と共にその菌数が減少していくことが確認された。このように、アカホヤ、赤玉土、鹿沼土、シラスを素材とする微生物吸着材は、大腸菌の吸着・殺菌能力を有する。

【0062】

ここで、菌数が１００分の１まで減少、すなわち９９％の菌が死滅することで、有意な殺菌効果と言えるので、この値を評価基準とした。菌数が１００分の１未満となる日数、すなわち大腸菌が死滅する日数は、アカホヤ、赤玉土に吸着された大腸菌は３日後、鹿沼土に吸着された大腸菌は９日後、シラスに吸着された大腸菌は１７日後であり、それぞれ殺菌効果が確認された。このように、アカホヤ、赤玉土を素材とする微生物吸着材は、短期間で殺菌効果が得られることが確認された。尚、アカホヤ、赤玉土、鹿沼土に吸着された大腸菌は、その菌数が１７日後には約１ｌｏｇ ｃｆｕ／ｇまで減少しており、長期間かけて略全ての菌が殺菌されることが確認された。

【実施例6】

【0063】

実施例６では腸管出血性大腸菌Ｏ－１５７の生存試験について説明する。尚、微生物吸着材は実施例５と同様に製作したものを用いた。

【0064】

微生物吸着材に定量の腸管出血性大腸菌Ｏ－１５７（以下、単に「Ｏ－１５７」と表記する。）を通過させた後、カラム内のアカホヤ、赤玉土、鹿沼土、シラス各１０ｍｇをそれぞれ４℃で保存し、吸着したＯ－１５７の生存性を培養法により確認すると、図６のグラフに示されるように、アカホヤ、赤玉土、鹿沼土に吸着されたＯ－１５７は時間の経過と共にその菌数が減少していくことが確認された。このように、アカホヤ、赤玉土、鹿沼土を素材とする微生物吸着材は、Ｏ－１５７の吸着・殺菌能力を有する。

【0065】

ここで、菌数が１００分の１まで減少、すなわち９９％の菌が死滅することで、有意な殺菌効果と言えるので、この値を評価基準とした。菌数が１００分の１未満となる日数、すなわちＯ－１５７が死滅する日数は、アカホヤ、赤玉土に吸着されたＯ－１５７は７日後、鹿沼土に吸着されたＯ－１５７は１４日以上後であり、それぞれ殺菌効果が確認された。このように、アカホヤ、赤玉土を素材とする微生物吸着材は、短期間で殺菌効果が得られることが確認された。尚、アカホヤ、赤玉土に吸着されたＯ－１５７は、その菌数が１ヶ月後には約１ｌｏｇ ｃｆｕ／ｇまで減少しており、長期間かけて略全ての菌が殺菌されることが確認された。

【0066】

これら実施例５，６から、表５に示されるように、アカホヤ、赤玉土を素材とする微生物吸着材は、鹿沼土、シラスを素材とする微生物吸着材と比べて大腸菌およびＯ－１５７に対する有意な殺菌能力を有する。尚、表５中の「○」は有意な殺菌能力があることを示し、「△」は長い期間を要するものの殺菌能力があること示し、「×」は殺菌能力が不十分であったものを示している。

【0067】

また、図５を参照し大腸菌に対する短期間（３日間以内）での殺菌能力、すなわち０日から３日後までの菌数の減少率は、アカホヤが赤玉土よりも優位である。同様に、図６を参照しＯ－１５７に対する短期間（７日間以内）での殺菌能力、すなわち０日から７日後までの菌数の減少率は、赤玉土がアカホヤよりも優位である。

【0068】

【表5】

【0069】

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

【0070】

例えば、前記実施例１～４では、微生物吸着材に天然または焼成等の加工処理が行われたアカホヤが用いられる例について説明したが、これに限らず、Ａｌ_２Ｏ_３を３０ｗｔ％以上含有している火山灰土壌であれば、例えば天然の赤玉土、あるいは焼成された赤玉土であってもよく、鹿沼土や粘土やシラス等の火山灰土壌にＡｌ_２Ｏ_３を３０ｗｔ％以上含有させるように加工処理したものであってもよい。

【0071】

また、微生物吸着材は、大腸菌以外の細菌（例えば、黄色ブドウ球菌、サルモネラ属菌、カンピロバクター、枯草菌芽胞、炭疽菌芽胞等）、鳥インフルエンザウイルス以外のウイルス等の微生物に対しても吸着効果を奏する。

【0072】

また、微生物吸着材は、焼成に限らず、例えば紫外線等により殺菌処理されてもよい。

【産業上の利用分野】

【0073】

１．家畜飼育環境の浄化システムの吸着材としての利用。
２．空気の浄化システム、例えば大気中の微生物を吸着する吸着材としての利用。
３．水の浄化システム、例えば閉鎖性水域（湖沼）における富栄養塩（リン）除去および大腸菌または大腸菌群等の微生物の吸着材としての利用。
４．バイオテロ対策システムにおける炭疽菌芽胞等の細菌やウイルスの吸着材としての利用。
５．病原体吸着物質含有飼料としての利用。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】