Lignocellulose refinery using biocompatible ionic liquids

• Project/Area Number: 22760603
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biofunction/Bioprocess
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: NINOMIYA Kazuaki 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 助教 (10379125)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2011: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2010: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: リグノセルロース / イオン液体 / 超音波 / 糖化前処理 / 低細胞毒性 / 固体酸触媒 / 酵母 / 糖化

Research Abstract

This study demonstrates that the enzymatic hydrolysis of cellulose is drastically enhanced following ultrasonic pretreatment of lignocellulosic material in ionic liquids when compared to conventional thermal pretreatment. Moreover, chorine acetate was most effective among the ionic liquid tested.

Research Products

• [Journal Article] Enhanced enzymatic saccharification of kenaf powder after ultrasonic pretreatment in ionic liquids at room temparature (2011)
  • Author(s): Kazuaki Ninomiya, Kazuki Kamide, Kenji Takahashi and Nobuaki Shimizu
  • Journal Title: Bioresour. Technol. Volume: 103 Pages: 259-265
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Targeted sonodynamic therapy using protein-modified TiO_2 nanoparticles (2011)
  • Author(s): Kazuaki Ninomiya, Chiaki Ogino, Shuhei Oshima, Shiro Sonoke, Shun' ichi Kuroda and Nobuaki Shimizu
  • Journal Title: Ultrason. Sonochem Volume: 19 Pages: 607-614
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Targeted sonodynamic therapy using protein-modified TiO_2 nanoparticles (2011)
  • Author(s): Kazuaki Ninomiya, Shuhei Oshima, Shiro Sonoke, Chiaki Ogino, Shun' ichi Kuroda and Nobuaki Shimizu
  • Journal Title: Proceedings of the 20th Annual Meeting of the Japan Society of Sonochemistry & The International Workshop on Advanced Sonochemistry Pages: 80-83
• [Journal Article] Ultrasonic pretreatment in ionic liquids enhanced subsequent enzymatic saccharification of lignocellulosic materials (2011)
  • Author(s): Kazuaki Ninomiya, Kazuki Kamide, Kenji Takahashi, and Nobuaki Shimizu
  • Journal Title: Proceedings of the 20th Annual Meeting of the Japan Society of Sonochemistry & The International Workshop on Advanced Sonochemistry Pages: 121-124
• [Journal Article] Enhanced hydroxyl radical generation and cell injury by the combined use of TiO_2 particles and ultrasounds with dual frequencies (2011)
  • Author(s): Kyohei Noda, Kazuaki Ninomiya, and Nobuaki Shimizu
  • Journal Title: Proceedings of the 20th Annual Meeting of the Japan Society of Sonochemistry & The International Workshop on Advanced Sonochemistry Pages: 145-148
• [Journal Article] イオン液体と超音波を組み合わせたリグノセルロースの糖化前処理 (2011)
  • Author(s): 仁宮一章, 高橋憲司, 清水宣明
  • Journal Title: ケミカルエンジニヤリング Volume: 56(2) Pages: 19-23
• [Journal Article] Enhanced enzymatic saccharification of kenaf powder after ultrasonic pretreatment in ionic liquids at room temparature (2011)
  • Author(s): K.Ninomiya
  • Journal Title: Bioresour.Technol. Volume: 103 Pages: 259-265
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Targeted sonodynamic therapy using protein-modified TiO_2 nanoparticles (2011)
  • Author(s): K.Ninomiya
  • Journal Title: Ultrason.Sonochem Volume: 19 Pages: 607-614
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Targeted sonodynamic therapy using protein-modified TiO_2 nanoparticles (2011)
  • Author(s): K.Ninomiya
  • Journal Title: Proceedings of the 20th Annual Meeting of the Japan Society of Sonochemistry & The International Workshop on Advanced Sonochemistry Pages: 80-83
• [Journal Article] Ultrasonic pretreatment in ionic liquids enhanced subsequent enzymatic saccharification of lignocellulosic materials (2011)
  • Author(s): Kazuaki Ninomiya
  • Journal Title: Proceedings of the 20th Annual Meeting of the Japan Society of Sonochemistry & The Intemational Workshop on Advanced Sonochemistry Pages: 121-124
• [Journal Article] Enhanced hydroxyl radical generation and cell injury by the combined use of TiO_2 particles and ultrasounds with dual frequencies (2011)
  • Author(s): Kyohei Noda
  • Journal Title: Proceedings of the 20th Annual Meeting of the Japan Society of Sonochemistry & The International Workshop on Advanced Sonochemistry Pages: 145-148
• [Journal Article] FACS-based Screening of Yeast Strain Highly Expressing Cell ulase (2011)
  • Author(s): K.Ninomiya, H.Soda, K.Satoh, I.Narumi, N.Shimizu.
  • Journal Title: JAEA Takasaki Annual Report 2009 Pages: 78-78
• [Journal Article] Ethanol production from biomass by repetitive solid-state fed-batch fermentation with continuous recovery of ethanol (2010)
  • Author(s): C Moukamnerd, Masahiro Kino-oka, M Sugiyama, Y Kaneko, C Boonchird, S Harashima, H Noda, Kazukai Ninomiya, Suteaki Shioya, Yoshio Katakura
  • Journal Title: Appl.Microbiol.Biotechnol. Volume: 88(1) Pages: 87-94
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Construction of protein-modified TiO_2 nanoparticles for use with ultrasound irradiation in a novel cell injuring method. (2010)
  • Author(s): Chiaki Ogino, N Shibata, R Sasai, K Takaki, Y Miyachi, Sun'ichi Kuroda, Kazuaki Ninomiya, Nobuaki Shimizu.
  • Journal Title: Bioorg Med Chem Lett Volume: 20(17) Pages: 5320-5325
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultrasound-induced cell damage and membrane lipid peroxidation of Escherichia coli in the presence of non-woven TiO_2 fabrics. (2010)
  • Author(s): Mohamad Mizanur Rahman, Kazuaki Ninomiya, Chiaki Ogino, Nobuaki Shimizu
  • Journal Title: Ultrason.Sonochem Volume: 17(4) Pages: 738-43
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lactic acid bacteria display on the cell surface cytosolic proteins that recognize yeast mannan (2010)
  • Author(s): Yoshio Katakura, Ryosuke Sano, Takashi Hashimoto, Kazuaki Ninomiya, Suteaki Shioya
  • Journal Title: Appl.Microbiol.Biotechnol Volume: 86(1) Pages: 319-26
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Potential uses of titanium dioxide in conjunction with ultrasound for improved bacterial disinfection (2010)
  • Author(s): Nobuaki Shimizu, Kazuaki Ninomiya, Chiaki Ogino, Mohamad Mizanur Rahman.
  • Journal Title: Biochem.Eng.J. Volume: 48(3) Pages: 416-423
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 二酸化チタン/超音波触媒法を応用した有害生物殺菌システム (2010)
  • Author(s): 仁宮一章, Mohamad Mizanur Rahman, 清水宣明、荻野千秋
  • Journal Title: 超音波テクノ Volume: 22(4) Pages: 1-5
• [Presentation] 超音波、固体触媒、イオン液体を組み合わせたリグノセルロースの糖化前処理 (2011)
  • Author(s): 仁宮一章
  • Organizer: NPO法人近畿バイオインダストリー振興会議バイオマス研究会第14回研究会
  • Place of Presentation: 神戸大学(兵庫県)
  • Year and Date: 2011-07-09
• [Presentation] 超音波、固体触媒、イオン液体を組み合わせたリグノセルロースの糖化前処理 (2011)
  • Author(s): 仁宮一章
  • Organizer: NPO法人近畿バイオインダストリー振興会議バイオマス研究会第14回研究会
  • Place of Presentation: 兵庫,神戸大学(招待)
  • Year and Date: 2011-07-09
• [Presentation] 重イオンビーム照射とFACSを繰り返すことによるセルラーゼ酵素高発現酵母の選抜育種 (2011)
  • Author(s): 仁宮一章、曽田裕司、清水宣明、佐藤勝也、鳴海一成
  • Organizer: 第6回高崎量子応用研究シンポジウム
  • Place of Presentation: 高崎シティギャラリー(群馬県)
• [Presentation] イオン液体と超音波照射を組み合わせたリグノセルロースの糖化前処理 (2011)
  • Author(s): 曽田裕司、上出一輝、仁宮一章、高橋憲司、清水宣明
  • Organizer: 日本生物工学会第63回大会
  • Place of Presentation: 東京農工大学小金井キャンパス(東京都)
• [Presentation] コリン系イオン液体を用いたリグノセルロースの糖化前処理 (2011)
  • Author(s): 仁宮一章、曽田裕司、山内崇史、小林雅史、高橋憲司、清水宣明
  • Organizer: 日本生物工学会第63回大会
  • Place of Presentation: 東京農工大学小金井キャンパス(東京都)
• [Presentation] 発光性ビフィズス菌の構築とその特性評価 (2011)
  • Author(s): 松本真実、山田龍治、仁宮一章、片山高嶺、清水宣明
  • Organizer: 日本生物工学会第63回大会
  • Place of Presentation: 東京農工大学小金井キャンパス(東京都)
• [Presentation] Cell SELEX法により選抜したヒト肝臓由来がん細胞に対するDNAアプタマーの評価 (2011)
  • Author(s): 岩倉和希、川嶋聡、仁宮一章、荻野千秋、清水宣明
  • Organizer: 日本生物工学会第63回大会
  • Place of Presentation: 東京農工大学小金井キャンパス(東京都)
• [Presentation] 重イオンビーム照射とFACSを繰り返すことによるセルラーゼ酵素高発現酵母の選抜育種 (2011)
  • Author(s): 仁宮一章
  • Organizer: 第6回高崎量子応用研究シンポジウム
  • Place of Presentation: 群馬,高崎シティギャラリー
• [Presentation] イオン液体と超音波照射を組み合わせたリグノセルロースの糖化前処理 (2011)
  • Author(s): 曽田裕司
  • Organizer: 日本生物工学会第63回大会
  • Place of Presentation: 東京,東京農工大学小金井キャンパス
• [Presentation] コリン系イオン液体を用いたリグノセルロースの糖化前処理 (2011)
  • Author(s): 仁宮一章
  • Organizer: 日本生物工学会第63回大会
  • Place of Presentation: 東京,東京農工大学小金井キャンパス
• [Presentation] 発光性ビフィズス菌の構築とその特性評価 (2011)
  • Author(s): 松本真実
  • Organizer: 日本生物工学会第63回大会
  • Place of Presentation: 東京,東京農工大学小金井キャンパス
• [Presentation] Cell SELEX法により選抜したヒト肝臓由来がん細胞に対するDNAアプタマーの評価 (2011)
  • Author(s): 岩倉和希
  • Organizer: 日本生物工学会第63回大会
  • Place of Presentation: 東京,東京農工大学小金井キャンパス
• [Presentation] イオン液体と超音波照射を組み合わせたリグノセルロースの糖化前処理 (2011)
  • Author(s): 仁宮一章、上出一輝、山内崇史、小林雅史、高橋憲司、清水宣明
  • Organizer: 化学工学会 第76年回
  • Place of Presentation: 東京,東京農工大学,(東京都)
• [Presentation] イオン液体・超音波によるバイオマス糖化前処理法 (2011)
  • Author(s): 仁宮一章、高橋憲司、清水宣明
  • Organizer: 第1回イオン液体研究会
  • Place of Presentation: 鳥取,鳥取県民文化会館(鳥取県)
• [Presentation] イオン液体・超音波によるバイオマス糖化前処理法 (2010)
  • Author(s): 仁宮一章、高橋憲司、清水宣明
  • Organizer: 第1回化学工学会関西支部シーズフォーラムーバイオ・分離-
  • Place of Presentation: 大阪,大阪ガーデンパレス,(大阪府)
  • Year and Date: 2010-11-18
• [Presentation] 超音波、固体触媒、イオン液体を組み合わせたリグノセルロースの糖化前処理 (2010)
  • Author(s): 仁宮一章
  • Organizer: NPO法人近畿バイオインダストリー振興会議 バイオマス研究会 第14回 研究会
  • Place of Presentation: 神戸,神戸大学、(兵庫県)(招待講演)
  • Year and Date: 2010-07-09
• [Presentation] 二酸化チタン・超音波触媒法を用いたリグノセルロースの糖化前処理 (2010)
  • Author(s): 高松裕美、仁宮一章、清水宣明
  • Organizer: 日本ソノケミストリー学会 第19回討論会
  • Place of Presentation: 横浜,東京工業大学すずかげキャンパス,(神奈川県)
• [Presentation] イオン液体と超音波照射を組み合わせたリグノセルロースの糖化前処理 (2010)
  • Author(s): 上出一輝、仁宮一章、清水宣明
  • Organizer: 日本ソノケミストリー学会 第19回討論会
  • Place of Presentation: 横浜,東京工業大学すずかげキャンパス,(神奈川県)
• [Presentation] 重イオンビーム照射とFACSを用いたセルラーゼ酵素高発現酵母の選抜育種 (2010)
  • Author(s): 仁宮一章、曽田裕司、清水宣明、佐藤勝也、鳴海一成
  • Organizer: 第5回高崎量子応用研究シンポジウム
  • Place of Presentation: 高崎,高崎シティギャラリー,(群馬県)
• [Patent(Industrial Property Rights)] バイオマスの前処理法 (2010)
  • Inventor(s): 仁宮一章, 高橋憲司, 清水宣明
  • Industrial Property Rights Holder: 金沢大学
  • Industrial Property Number: 2010-235045
  • Filing Date: 2010-10-20