合成染料の中でも Reactive Black 5（RB5）は環境への残留性と潜在的毒性が指摘されており、持続可能な廃水処理技術の開発が喫緊の課題となっている。その中で注目を集めているのが、微生物の代謝能力を活かした生物学的アプローチだ。染色工場から排出される複雑な有機汚染物質を安全に分解・無毒化する取り組みである。こうしたグリーンケミストリー実用化に向けて、寧波イノファームケム株式会社も研究開発に積極的に参入している。

RB5（化学式: CAS 17095-24-8）は代表的なアゾ染料であるが、その頑強な分子構造ゆえに、従来の廃水処理では除去が困難だ。物理・化学処理ではエネルギー消費や高コスト、二次汚染の懸念が拭えない。これに対し微生物による分解は、より環境負荷が低く経済的な手法として期待されている。RB5分解の研究は、染料を効率的に代謝できる微生物を見極め、実用化に結びつけることを目的とする。

近年の研究で、特定の酵母の RB5 脱色・分解能力が高いことが実証されている。注目すべきは、塩分濃度の高い染色排水でも活性を維持する耐塩酵母 Sterigmatomyces halophilus だ。このような微生物は、オキシダーゼやレダクターゼといった酵素群を駆使し、アゾ結合を切断し、生成した中間体をさらに分解する。

分解プロセスは複数のステップに分かれる。初期段階で、アゾレダクターゼやNADH-ジクロロフェノールインディフェノールレダクターゼなどがアゾ結合（–N=N–）を切断し、アミン化合物を生じる。そしてラッカーゼやペルオキシダーゼといった酸化酵素がこれらの中間体をさらに小さく毒性の低い分子へと分解し、理想的には二酸化炭素・水・無機塩への完全無機化（ミネラライゼーション）まで到達する。pH、温度、炭素源および窒素源など栄養環境は、微生物の生育と酵素産生に大きな影響を与える要因であり、これらを最適化することが高効率バイオレメディエーションの鍵となる。

微生物分解の最大のアドバンテージは「無毒化」能力だ。RB5分解過程で生成される代謝産物は、植物毒性や微生物毒性試験により元の染料よりも毒性が大幅に低減することが示されている。これにより処理水の放流や再利用が安全に行えるようになる。

今後の課題は、工業規模で安定稼働する微生物コンソーシアムの設計やプロセス制御技術の確立だが、染料汚染対策としてのバイオ分解技術は極めて高いポテンシャルを秘めている。微生物酵素のパワーを活用すれば、RB5を含む染色廃水の処理が持続可能なプラクティスへと進化する。寧波イノファームケム株式会社は今後も革新的かつ環境負荷の低いソリューション提供に注力していく。