廃棄物を水素へ変換する水素発酵システムに関与する水素生成菌

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07680614
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 田口 文章 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (40050455)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原 和矢 北里大学, 医療衛生学部, 助手 (60164993) ; 滝 龍雄 北里大学, 医療衛生学部, 助教授 (70049097)
• Keywords: 水素生成細菌 / 水素生産 / 廃棄物処理 / 連続水素発酵 / セルロース / キシラン / アビセル

Research Abstract

水素生成細菌を活用して植物性廃棄物処理を新規な水素醗酵法の一環に取り入れ、その過程で発生する水素エネルギーを再利用する全く新しい「水素エネルギー回収型廃棄物処理システム」の確立を最終目的に研究を展開した。
水素発酵の中心的な役割を担う新規な水素生成菌の探索から実験を開始し、シロアリから分離された細菌の水素生成能をスクリーニングし、より広い基質分解能を示す株の選定を行った。その結果、Clostridium属菌のAM21B株、No.2株とX53株等の新規な水素生成菌を分離した。これらの菌株は、グルコース等の6炭糖やキシロース等の5炭糖などから構成される難分解性のセルロース(アビセル)やヘミセルロース(キシラン)、デキストラン、スターチ、セロビオースやラクトース等のオリゴ糖、グルコースやカラクトース等の6炭糖、キシロースやアラビノース等の5炭糖等を、程度の差はあっても、培養液のpHを6.0付近、培養温度を36℃程度に保つと、バッチ培養でも連続培養においてもグルコースに換算して糖1モルから2モル超の水素に変換できることが確認された。
シロアリから世界的にも報告の無い新規な水素生成菌株を分離し、これらの成績を数編の論文にして報告した。これらの菌株の特性を有機的複合的に活用すると、都市廃棄物や家庭廃棄物を理想のクリーンエネルギー水素に変換する「水素エネルギー回収型廃棄物処理システム」を構築出来る可能性を示唆する基礎成績を得ることが出来た。今後の飛躍的な発展が大いに期待される。

Research Products

• [Publications] Fumiaki TAGUCHI: "Microbial conversion of arabinose and xylose to hydrogen by a newly isolated Clostridium sp.No.2." Can.J.Microbiol.50・5. 228-233 (1994)
• [Publications] Fumiaki TAGUCHI: "Effect of amylase accumulation on hydroge-production by Clostridium beijerincki,strain AM21B." Can.J.Microbiol.77・5. 565-567 (1994)
• [Publications] Fumiaki TAGUCHI: "Direct conversion of cellulosic materials to hydrogen by Clostridium sp.Strain No.2" Enzyme Microb.Technol.17・2. 147-152 (1995)
• [Publications] Fumiaki TAGUCHI: "Hydrogen production from continuous fermentation of xylose during growth of Clostridium sp.Strain" Can.J.Microbiol.51・6. 536-540 (1995)
• [Publications] Fumiaki TAGUCHI: "Simultaneous production of xylanase and hydrogen using xylan in batch culture of Clostridium sp.strain X53" J.Ferment.Bioeng.81・2. 178-180 (1996)
• [Publications] Fumiaki TAGUCHI: "Continuous hydrogen production by Clostridium sp.Strain No.2 from cellulose hydrolysate in an aqueous two-phase system" J.Ferment.Bioeng.82・1. 80-83 (1996)