2019 Fiscal Year Annual Research Report
Efficient utilization of non-edible biomass using soild-state fermentation method
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17KT0151
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
堀田 光生 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, ユニット長 (10355729)
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| Project Period (FY) |
2017-07-18 – 2020-03-31
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| Keywords | バイオマス / 固体発酵 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
飼料イネ、トウモロコシ、ソルガム等飼料作物、イタリアンライグラス等牧草類、キャッサバ等の植物残さなど、各種植物バイオマスの乾燥粉末を調製し、これらにバイオマス分解酵素を加えて、分解・糖化試験を行った結果、セルラーゼ、グルコアミラーゼ、ペクチナーゼを添加することで分解が促進され、特にイタリアンライグラスでは、イネ、トウモロコシと同程度の糖が遊離・蓄積した。
次に、これらバイオマスに分解酵素および発酵微生物（酵母等）を加えて、糖化・発酵試験を行った。その結果、従来用いてきた飼料作物（飼料イネ等）に加え、イタリアンライグラスやキャッサバ等のバイオマスで、高濃度（66～149mg/g）のエタノールが生産され、しかも10日程度の期間で糖化、発酵が進んでおり、固体発酵用バイオマスとして有望であると考えられた。乳酸菌を用いて、上記とほぼ同様な条件で固体発酵試験を行った結果、エタノール固体発酵の場合と同様に、糖分を比較的多く蓄積するバイオマスで乳酸が生産される（最大15mg/g）傾向が認められた。一方、酢酸菌を用いて同様に試験した場合、低水分の嫌気条件下で酢酸はほとんど生産されなかった。
そこで、イタリアンライグラスおよびソルガムについて、屋外で栽培したバイオマスを収穫・細断したものに分解酵素および発酵微生物を加え、スケールアップして固体発酵試験を行った。各バイオマスの変換率（乾物重量比）で比較した結果、これまで固体発酵試験に用いてきた飼料イネでは、13%程度であったのに対し、イタリアンライグラスでは28%、ソルガムで17%程度と高く、素材として有望と考えられた。
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