2017 Fiscal Year Annual Research Report
Realization of high ethanol production from lignocellulosic biomass
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16K16228
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
神名 麻智 広島大学, 工学研究科, 助教 (10619365)
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2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | バイオマス / 発酵 / エタノール耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
国内の主なバイオマスである木質系バイオマスから、バイオ燃料であるエタノールを生産するためにはアルコール発酵を行わなければならない。この工程は主に酵母が行うが、様々な要因により発酵の進行が阻害される。阻害要因の一つである発酵阻害物質は、木を糖にまで分解しやすくするために必要な前処理工程で生成する。現在までの研究において各種発酵阻害物質が酵母の増殖および発酵に阻害的な影響を及ぼすことを明らかにした。上記に加え、酵母に阻害影響を及ぼすのが、発酵で生成するエタノール及び熱である。酵母は自身が生成したエタノールに対し低濃度では耐性機構を持つが、高濃度エタノール存在下では阻害を受け発酵効率が低下する。より高濃度のエタノール耐性を持つことができれば、高効率燃料生産が可能となる。そこで本研究では、高濃度エタノール生産が可能な酵母を作出するための酵母の高濃度エタノールにたいする反応特性を解析した。
まず、酵母の発酵効率に対し高濃度エタノール及び各種発酵阻害物質、発酵によって生じる発酵熱の阻害影響を確認した。酵母の増殖に対するエタノールの阻害影響を解析したところ、エタノール濃度10%で強く阻害影響が表れた。またこれらのエタノール及び熱の酵母増殖、発酵それぞれに及ぼす影響をモノー式に当てはめてVmaxおよびKsのパラメータを決定した。その結果、高濃度エタノールは酵母の増殖期に強く影響を及ぼすことが明らかになった。さらに、酵母の生存率に加え、生体内ATP量に高濃度エタノールが及ぼす影響を解析したところ、12.5％のエタノール存在下でもATP量が変わらないことが明らかになった。
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