2017 Fiscal Year Annual Research Report
木質バイオマスからの次世代化学品の生産と環境負荷低減技術への応用
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16H02978
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
岩淵 範之 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (90328708)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片山 義博 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (10214339)
松藤 寛 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (70287605)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | Pseudomonas sp. ITH-SA-1 / 非ベンゼン系有機蛍光物質 / リグニン / シリングアルデヒド / バイオプロセス / 非バイオプロセス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らは、これまでに、Pseudomonas sp. ITH-SA-1株が、低分子リグニン類の一種であるシリングアルデヒド(SYAL)を変換・重合し、結果として、ベンゼン環構造を含まない新規有機蛍光物質を生産することを明らかにしている。本研究では、その利用技術が限られている木質バイオマスからリグニン画分を抽出し、Pseudomonas sp. ITH-SA-1株を用いて蛍光物質を効果的に生産するための基礎的基盤を明らかにすることを目指している。平成28年度の研究では、実際の木粉から酵素カクテルとビーズを用いた方法で低変性リグニンを抽出し、また、Pseudomonas sp. ITH-SA-1株以外の有用な蛍光物質生産株を取得した。これらの結果を受け、平成29年度は以下の項目について検討した。
1、木質バイオマスからの低変性リグニン画分の抽出
昨年度得られた約200 gの低変性リグニンを乾燥させた後、ニトロベンゼン酸化を行った。この時に反応効率を高めるため、ニトロベンゼンを含む反応液を予め超音波処理によりo/wのエマルションを形成させてからの反応を試みた。その結果、従来法に比べ、約2倍の効率でSYALが抽出された。続いて、このサンプルをPseudomonas sp. ITH-SA-1株を用いたバイオプロセスによって、有機蛍光物質の生産を試みた。現在、生成されたサンプルの詳細な化学的性質を検討している。
2、非バイオプロセスによる有機蛍光物質の生産
昨年度までの研究で、非バイオのプロセスが明らかになったことから、本年度はその詳細を検討した。非バイオプロセスは、SYALの中間代謝産物である3-O-メチルガリック酸(3-MGA)と培地中の有機物を反応することで有機蛍光物質が生産されることが明らかとなった。現在、その絞り込みを行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
木質バイオマスから抽出された低変性リグニン画分を分解し、順調にSYALを含む画分を取得できる方法が確立できたことから、今後、安定した実験が可能となった。一方で、非バイオのプロセスでは、低分子リグニン側の対象物質に加え、有機物側の絞り込みが進展した。以上のことから、本年度はおおむね順調に進展していると考えられた。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度では、実際の木質バイオマスを使って生産された有機蛍光物質の化学的な詳細を検討し、生産効率を検討していく。また、SA-1株とは性質の違う蛍光物質を生産できる菌株として単離された株については、微生物分類学的検討をするとともに、その代謝系、生産効率等を検討した後、これらの菌株を使った、まだ未使用の画分について検討を加える。
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