Development of bases on next-generation fermentation technology using atmospheric nitrogen and construction of sustainable society

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22928
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Hashimoto Wataru 京都大学, 農学研究科, 教授 (30273519)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: アルギン酸 / 大気窒素 / 窒素固定細菌 / バイオディーゼル / 廃グリセロール / ポリヒドロキシ酪酸

Outline of Final Research Achievements

Biodiesel is an important eco-friendly fuel, although crude glycerol, a byproduct of the fuel production process, is expected to be more and more utilized. This study aimed to develop a next-generation fermentation technology using an atmospheric nitrogen-fixing bacterium to utilize crude glycerol. Azotobacter vinelandii exhibited a significant growth on tap water-diluted crude glycerol without any pretreatment, and produced useful polymers such as polyhydroxybutyrate and alginate in crude glycerol minimal medium supplemented with some faint minerals. This study indicates that it is possible to develop a technology to produce industrially useful polymers from crude glycerol by energy-saving and -efficient microbial fermentation using atmospheric nitrogen.

Free Research Field

応用微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、窒素固定細菌を用いて、「大気窒素」を窒素源として、「廃グリセロール」から生体適合医療素材と生分解性プラスチック素材を生産する新たな「大気窒素」活用型発酵技術の基盤を開発することができた。「大気窒素」活用型微生物発酵モデルの確立は、「化学的窒素固定」から「生物学的窒素固定」へシフトする端緒に繋がり、循環型社会や脱炭素社会の形成［持続可能な開発目標（SDGs）の達成］に貢献し、各種発酵産業（アミノ酸、有機酸など）とも連携することにより、窒素循環型社会を構築する新たな産業分野の開拓に展開できる。