2022 Fiscal Year Annual Research Report
Production of biofibers in liquid marbles containing microorganisms as gas-phase microreactors
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18K04830
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| Research Institution | Nara National College of Technology |
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Principal Investigator |
直江 一光 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (00259912)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今井 正直 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (80193655)
澤井 淳 神奈川工科大学, 応用バイオ科学部, 教授 (80288216)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | リキッドマーブル / バクテリアナノファイバー / マイクロリアクター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、微小なリキッドマーブル集合体を好気性微生物用のマイクロリアクターとして利用した新規のバクテリアナノファイバー生産システムの構築を目指している。2022年度は以下の項目について研究を実施した。
前年度に引き続きステアリン酸塩リキッドマーブル(LM)系においてモデル菌酢酸菌を培養し、バクテリアナノファイバー(BF)の産生を行い、BF産生について検討した。また、本LM群を利用したBFの量産体制の確立を目指し、LM 群の調製システムについても検討した。
1) LMの調製条件として、LMのコア液量に着目し、コア液量がBF産生並びにBF構造に及ぼす影響について調べた。LM一個当たりのBF産生量はコア液量に比例して直線的に増加した。コア液量が大きく異なるLM(20-500 μL)で生産したBCゲル表面をSEM観察したところ、コア液量が大きく増加すると平均ファイバー幅は減少する傾向が見られた。また、粒径分布の異なるステアリン酸塩マイクロ粒子を用いて調製したLMにおいてBFゲルを産生し、その表面をSEM観察したところ、LM界面に存在するマイクロ粒子の影響を大きく受けることが明らかになった。
2) 培養後LMからのBF回収条件の探索を行なった。LM内で培養された酢酸菌は、BFを産生し、産生されたBFはある程度の濃度になると、BFのハイドロゲルを形成する。ある培養期間後はLMコア液全体がハイドロゲルとなり、容易に回収できることがわかり、最適な回収時期が存在することを明らかにした。
3) LM 群を用いたBFの量産体制の確立を目指し、LM 群の調製システムを構築した。粉体を散布した斜面に液滴を滴下し、転がすことでLMを調製する装置を試作した。斜面角度、回転移動距離を変えることにより、LM粉体層厚さの制御に成功した。さらに実際に培養産生を行い、粉体層厚さによるBF産生量制御の可能性を示した。
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