| 【発明の名称】 |
藻類の増殖抑制剤および増殖抑制方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】大方 勝男
【氏名】平賀 良知
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| 【要約】 |
【課題】藻類、とくに渦鞭毛類の増殖抑制効果が高く、環境負荷の小さな、藻類の増殖抑制方法を提供する。
【解決手段】藻類の増殖を抑制する抑制剤であって、少なくともキチンまたは活性炭のいずれかを有効成分として含有することを特徴とする藻類の増殖抑制剤とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 藻類の増殖を抑制する抑制剤であって、少なくともキチンまたは活性炭のいずれかを有効成分として含有することを特徴とする藻類の増殖抑制剤。
【請求項２】 藻類の増殖を抑制する抑制剤であって、キチンおよび活性炭を有効成分として含有する請求項１の藻類の増殖抑制剤。
【請求項３】 藻類が渦鞭毛藻類である請求項１または２の藻類の増殖抑制剤。
【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかの藻類の増殖抑制剤を藻類の発生を抑制したい水域の水中に浸漬・滞留させる藻類の増殖抑制方法。
【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかの藻類の増殖抑制剤を透水性の容器に入れ、藻類の発生を抑制したい水域の水中に浸漬・滞留させる請求項４の藻類の増殖抑制方法。
【請求項６】 請求項１ないし３のいずれかの藻類の増殖抑制剤を漁具に導入することにより、藻類の発生を抑制したい水域の水中に浸漬・滞留させる請求項４の藻類の増殖抑制方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、藻類の増殖抑制剤と増殖抑制方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、藻類の増殖を抑制し、赤潮原因プランクトンなどの有害藻類の異常発生による養殖業への被害を防止する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】赤潮は、植物プランクトンが爆発的に増殖することにより発生し、日本の養殖漁業に甚大な被害を与えることから大きな社会問題となっている。赤潮の主な原因プランクトンとしては、渦鞭毛藻類が知られている。とくに、近年広島湾や英虞湾で大量発生した渦鞭毛藻ヘテロカプサ・サーキュラリスカーマ（Heterocapsa circularisquma：以下H.circularisqumaという）による赤潮は、これまで赤潮に強いといわれていたカキやアコヤガイ等の二枚貝を生物群特異的に斃死させ、養殖漁業に大きな損害をもたらした。
【０００３】このH.circularisqumaは、平成１年に高知県浦ノ内湾で初めて発生が確認されて以来、九州西岸域や三重県沿岸域で頻繁に発生していたものである。平成７年には広島湾でも発生し、マガキやアサリを中心に養殖漁業に被害が及んでおり、その増殖抑制方法の解明が切望されている。しかし、現在のところH.circularisqumaの毒性物質や毒性発現機構等については、ほとんど明らかにされていないのが実情である。
【０００４】これまで、H.circularisqumaによる赤潮被害を防止する方法として、カキ筏の周囲にミクロの空気泡を発生させる方法やH.circularisqumaに特異的に感染するウィルスを用いてH.circularisqumaを壊滅させる方法が実用化にむけて検討されている。また、吸着効果を用いた環境浄化手段として様々な分野で活用されている活性炭を赤潮原因プランクトンと接触・吸着させて沈降させる方法が報告されている（特公昭５９−３３４３６）。
【０００５】しかしながら、いずれの方法もH.circularisqumaの増殖抑制効果が小さい、養殖魚介類への悪影響等、環境負荷が大きい、H.circularisqumaに対する効果が確認されないなどの問題があり、未だに有効な藻類の増殖抑制方法は確立されていない。したがって、カキ筏の赤潮海域からの移動に例示されるような対処療法的処置がなされているのが現状である。
【０００６】そこで、この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点を解消し、藻類、とくに渦鞭毛類の増殖抑制効果が高く、環境負荷の小さな、藻類の増殖抑制方法を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、まず第１には、藻類の増殖を抑制する抑制剤であって、少なくともキチンまたは活性炭のいずれかを有効成分として含有することを特徴とする藻類の増殖抑制剤を提供する。
【０００８】第２には、この出願の発明は、藻類の増殖を抑制する抑制剤であって、キチンおよび活性炭を有効成分として含有する藻類の増殖抑制剤を提供する。この出願の発明は、第３には、前記のいずれかの藻類の増殖抑制剤において、藻類が渦鞭毛藻類である藻類の増殖抑制剤を提供する。
【０００９】また、この出願の発明は、第４には、前記のいずれかの藻類の増殖抑制剤を藻類の発生を抑制したい水域の水中に浸漬・滞留させる藻類の増殖抑制方法を提供する。
【００１０】さらに、この出願の発明は、第５には、前記第１ないし３いずれかの藻類の増殖抑制剤を透水性の容器に入れ、藻類の発生を抑制したい水域の水中に浸漬・滞留させる藻類の増殖抑制方法を提供する。
【００１１】そして、第６には、この出願の発明は、前記第１ないし３のいずれかの藻類の増殖抑制剤を漁具に導入することにより、藻類の発生を抑制したい水域の水中に浸漬・滞留させる藻類の増殖抑制方法をも提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】この出願の発明は、発明者らの鋭意研究によってキチンおよび活性炭が藻類、とくに渦鞭毛藻類の増殖を抑制する上で高い効果を示すことが見出されたことによりなされたものである。
【００１３】キチンは自然界に多量に存在する未利用資源の一つで、Ｎ−アセチルグルコサミンがβ−１，４−グリコシド結合した多糖類である。近年、キチンの高い抗菌作用が注目され、繊維に添加して細菌感染の予防などに用いられている。しかし、キチンの水中における藻類増殖への作用についてはこれまで全く知られていない。
【００１４】また、活性炭は、その吸着効果から様々な環境浄化手段に用いられている。また、赤潮原因プランクトンと接触・吸着させることにより赤潮原因プランクトンを沈降できることが報告されている（特公昭59-33436）が、藻類の増殖抑制に関する効果は知られていない。
【００１５】この出願の発明の藻類の増殖抑制剤は、少なくともキチン、または活性炭を有効成分として含有することを特徴とするものであるが、後の実施例によっても示されるように、従来のキチンによる抗菌作用や活性炭によるプランクトン自身の吸着とは明らかに異なる機構によって藻類、とくに渦鞭毛藻類の増殖を抑制するものである。
【００１６】この出願の発明の藻類の増殖抑制剤において、キチンは、どのような方法で入手されるものであってもよく、市販のもの、全合成されたもの、甲殻類の殻から抽出されたもの等が考慮される。入手の容易さなどから、カニやエビなどの甲殻類の殻から抽出されるものを利用することが好ましい。キチンは、一般的には甲殻類の殻などを乾燥、粉砕した後、希塩酸などを用いて脱灰し、さらに希水酸化ナトリウムなどでタンパク質を除去することによって得られるものである。この出願の発明の増殖抑制剤では、これに代表される種々の公知または新規の方法で作成されたキチンを有効成分として含有するものであればよい。このとき、用いられるキチンの形状、大きさ等はとくに限定されず、繊維状、フレーク状、粉末状、微粒子状等の各種のものから適宜選択される。
【００１７】また、活性炭は、どのようなものであってもよく、木材、褐炭、泥炭などを塩化亜鉛やリン酸などの活性化剤を用いて処理し、乾留して得られるもの、木炭などを水蒸気で活性化して得られるもの等が例示される。もちろん、活性炭についても、その形状や大きさはとくに限定されず、塊状、チップ状、粉末状、粒子状等の各種のものから用途や対象領域の広さ等を考慮して選択できる。
【００１８】以上のとおりのキチンおよび活性炭は、いずれも天然由来の物質であり、環境負荷が小さいため、藻類の増殖抑制剤の有効成分として好ましいものである。この出願の発明の藻類の増殖抑制剤は、キチンまたは活性炭のいずれかを有効成分として含有していればよいが、キチンおよび活性炭を有効成分として併用してもよい。また、キチンおよび／または活性炭のみで十分に藻類の増殖抑制効果を発揮するものであるが、これら以外にも、防腐剤、抗菌剤、安定化剤、活性化剤、充填材等を含有していてもよい。ただし、これらを用いる場合には、環境負荷の小さなものを選択することが望ましい。
【００１９】この出願の発明の藻類の増殖抑制剤において、その増殖抑制作用が発現される具体的な機構については現在のところ定かではない。しかし、後述の実施例からも、従来報告されている藻類自体を吸着させることによって沈降・死滅させる方法とは全く異なる機構によるものであることが明らかである。発明者らは、藻類の成長促進に関連する何らかの因子をキチンおよび活性炭が吸着あるいは変性し、それによって藻類の増殖抑制作用が発揮されているものであると考えている。このことは、キチンと類似の化合物であるが置換基の違いにより疎水・親水性環境の異なるキトサンでは増殖抑制効果が見られず、キチンでは見られることからも考察される。
【００２０】この出願の発明では、以上のとおりの藻類の増殖抑制剤は、藻類の中でもとくに赤潮の原因プランクトンとして知られるH.circularisquma等の渦鞭毛藻類に対して高い増殖抑制効果を示すものである。したがって、養殖場等の水中にこの藻類の増殖抑制剤を浸漬・滞留させることにより、渦鞭毛藻類の異常増殖を予め防止でき、付近での赤潮の発生を防止できるものである。
【００２１】この出願の発明の藻類の増殖抑制方法において、前記のとおりにキチンおよび／または活性炭を有効成分として含有する藻類の増殖抑制剤を藻類の増殖を抑制したい水域の水中に浸漬・滞留させる方法としては、種々の方法が適用できる。例えば、養殖池、湖等の比較的閉鎖された水域に前記の増殖抑制剤を散布してもよいし、布（綿、不織布など）製の袋や微細孔を有する樹脂性の箱等の透水性の容器に該増殖抑制剤を入れ、対象の水域で水中に浸漬させてもよい。増殖抑制剤を透水性の容器に入れて水中に浸漬する場合には、藻類の発生状況や環境に応じて、容器の上下に浮きと重りを付け、容器とそれらの間の距離を縄、ロープ、糸等の長さで調節できる。また、配置する容器の数量や位置は対象水域の流れの状態や水深を考慮して適宜選択できる。さらに、対象水域において波による容器の移動が生じる場合には、浮きおよび／または重りの間をロープ等で接続し、さらに、岸や固定物、あるいは水底に置いたアンカー等に接続すればよい。このように、浮きと重りで増殖抑制剤を含有する透水性の容器を固定する藻類の増殖防止方法は、流れや波のある水域に増殖抑制剤を滞留させることができるため、好ましい。
【００２２】この出願の発明の藻類の増殖防止方法では、さらに、増殖抑制剤を対象水域の水中に浸漬・滞留させる方法として、網、縄（ロープ）、重り、浮き等の漁具に前記の藻類の増殖抑制剤を導入する方法が挙げられる。増殖抑制剤を漁具に導入する方法としては、増殖抑制剤含有の繊維を網や縄の材料として用いる方法、増殖抑制剤を樹脂等の材料に含有させ、浮きや重りを成形する方法、前記の増殖抑制剤を網や縄に含浸させる方法、増殖抑制剤を漁具の表面に被覆させる方法等、種々の方法が考慮される。このように予め漁具に藻類の増殖抑制剤を導入することにより、養殖場等の藻類の増殖を防止させたい水域の水中に増殖抑制剤が浸漬・滞留していることになり、藻類の異常増殖を予防することが可能となるため、好ましい。もちろん、この出願の発明の藻類の増殖抑制方法では、前記の藻類の増殖抑制剤を対象水域の水中に浸漬・滞留すればこれら以外の方法を適用してもよい。
【００２３】以下、添付した図面に沿って実施例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、この発明は以下の例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。
【００２４】
【実施例】以下の実施例および比較例において、渦鞭毛藻類H.circularisqumaは、平成９年に広島湾で採取、分離、培養された株を継体培養したものを用いた。
【００２５】H.circularisqumaの培養は、以下の表１に示した組成の培養海水を用いて行った。
【００２６】
【表１】
【００２７】培養海水は、天然海水に栄養分等を添加した後、高圧滅菌器で１２１℃、２０分間加熱殺菌して用いた。また、H.circularisqumaの培養は、（株）サンキ精機製ミニジャーファーメンターMAT-10を用いて行った。培養は、２２℃で行い、白色蛍光燈（２０Ｗ×４本；約５０００〜６０００ｌｕｘ）を用いて１８時間明、６時間暗の光条件下、空気を１００ｍＬ／ｍｉｎ、さらに二酸化炭素を３時間ごとに２００ｍＬ混合し、通気しながら攪拌培養を行った。
【００２８】H.circularisqumaの前培養には３００ｍＬの三角フラスコを用い、培養海水のｐＨが、滅菌後８．０〜８．２となるように、滅菌前にＨＣｌ水溶液を用いて調製した。表１に示した組成の培養海水からTrisを除いたものを培養液とし、１０Ｌ型バイオファーメンターおよび１０Ｌ瓶を用いて大量培養を行った。
【００２９】大量培養液中のH.circularisqumaの個体数は，血球計算板（Thoma）による５回計測の平均値で求めた。さらに、以下の実施例において、渦鞭毛藻類の増殖抑制剤としては、微粉末キチン（フナコシ株式会社製ＫＦ−００１−０２；粒径＜１００μｍ）、または微粉末活性炭（和光純薬工業株式会社製０３７−０２１１５；粒径＜５０μｍ）を用いた。
【００３０】一方、比較例では、キチンや活性炭同様に環境負荷が小さく天然から容易に得られるキトサンとセルロースを添加し、渦鞭毛藻類の増殖抑制剤としての効果を試験した。キトサンは、微粉末キトサン（フナコシ株式会社製ＫＢ−００４キトサン１０Ｂ（脱アセチル化度１００％）；粒径＜１００μｍ）を、セルロースは微粉末セルロース（Whatman Biosystems Ltd製ＣＦ−１１；粒径＜１００μｍ）を用いた。
＜実施例１＞表１に示した組成の培養海水からTrisを除いたものを培養液とし、１００ｍＬの三角フラスコで培養を行った。
【００３１】まず、５０ｍｇのβ−ポリ−Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン（キチン）を４０ｍＬの培養液に添加し、高圧滅菌した。次に前培養後のH.circularisquma培養液（約７．５×１０4個／ｍＬ）を１０ｍＬ加え、２２℃で白色蛍光灯（２０ｗ×４本：約５０００〜６０００ｌｕｘ）の連続光条件下、振盪培養した。
＜実施例２＞実施例１と同様の条件で、キチンの代わりに活性炭を用いてH.circularisqumaの大量培養を行った。
【００３２】また、実施例１と同様の条件で、キチン等の材料を添加せずに（約７５×１０4個／５０ｍＬ）のH.circularisqumaを培養し、コントロールとした。
＜比較例１＞実施例１と同様の条件で、β-ポリ-D-グルコサミン（キトサン）を用いてH.circularisqumaの大量培養を行った。
＜比較例２＞実施例１と同様の条件で、セルロースを用いてH.circularisqumaの大量培養を行った。
【００３３】実施例１〜２および比較例１〜２で得られたH.circularisqumaの経過時間ごとの増殖率を図１に示した。さらに、実施例１〜２および比較例１〜２において培養液を顕微鏡で観察し、各材料に対するH.circularisqumaの吸着を観察した。
【００３４】図１より、キチンを５０ｍｇ加えた培養液においては、H.circularisqumaの増殖率は、培養開始から約６８０時間経過後、コントロールの約８％となり、高いH.circularisqumaの抑制効果が確認された。
【００３５】また、活性炭を５０ｍｇ加えた培地においてはH.circularisqumaの個体数が０となり、H.circularisqumaの増殖が完全に抑制されるだけでなく、H.circularisqumaが死滅することが示された。
【００３６】一方、キトサン（比較例１）およびセルロース（比較例２）を添加した培養液では、コントロールとほぼ同じ割合で増殖が見られ、これらの材料には、H.circularisqumaの増殖抑制効果がないことが確認された。
【００３７】さらに、顕微鏡観察から、キチンおよび活性炭を添加した系においてH.circularisqumaの遊泳やH.circularisqumaの吸着による沈降は観察されなかった。
＜実施例３＞実施例１と同様の条件で、キチンの量を１００ｍｇとしてH.circularisqumaを大量培養した。
＜実施例４＞実施例２と同様の条件で、活性炭の量を１００ｍｇとしてH.circularisqumaを大量培養した。
【００３８】また、比較例１と同様に、H.circularisqumaのみ（約７５×１０4個／１００ｍＬ）をコントロールとして大量培養した。
＜比較例３＞比較例１と同様に、キトサンの量を１００ｍｇとしてH.circularisqumaの大量培養を行った。
＜比較例４＞比較例２と同様に、セルロースの量を１００ｍｇとしてH.circularisqumaの大量培養を行った。
【００３９】実施例３〜４および比較例３〜４で得られたH.circularisqumaの増殖率を図２に示した。さらに、実施例３〜４、比較例３〜４の培養液を顕微鏡で観察し、各材料に対するH.circularisqumaの吸着を観察した。
【００４０】図２より、キチンを１００ｍｇ加えた培養液においては、H.circularisqumaの培養個体数は、大幅に減少し、高いH.circularisqumaの増殖抑制効果が確認された。このH.circularisqumaの増殖抑制効果は、キチンを５０ｍｇ添加した系よりもさらに高かった。
【００４１】また、活性炭を１００ｍｇ加えた培地においてはH.circularisqumaの個体数が０となり、H.circularisqumaの増殖が完全に抑制されるだけでなく、H.circularisqumaが増殖されずに死滅することが示された。
【００４２】一方、キトサン（比較例３）およびセルロース（比較例４）を添加した培養液では、培養開始から約６８０時間経過後、コントロールと同程度の増殖が見られ、添加量を倍増させてもこれらの材料にはH.circularisqumaの増殖抑制効果がないことが確認された。
【００４３】さらに、顕微鏡観察から、キチンおよび活性炭を添加した系においてH.circularisqumaの遊泳やH.circularisqumaの吸着による沈降は観察されなかった。したがって、この出願の発明の藻類の増殖抑制剤は、従来報告されている藻類自体を吸着させることによって沈降・死滅させる方法とは全く異なり、何らかの藻類の成長促進関連因子を吸着あるいは変性させることにより藻類の増殖抑制作用を発揮するものであると考えられる。
【００４４】
【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この発明によって、生物環境への負荷が小さく、効果的に有害藻類の増殖を抑制できる藻類の増殖抑制剤とそれを用いた藻類の増殖抑制方法が提供される。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９６０２０８００
【氏名又は名称】科学技術振興事業団
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| 【出願日】 |
平成１３年１月１９日（２００１．１．１９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９３２３０
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 利夫
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| 【公開番号】 |
特開２００２−２１２０１５（Ｐ２００２−２１２０１５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年７月３１日（２００２．７．３１） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１２１４２（Ｐ２００１−１２１４２） |
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