2009 Fiscal Year Annual Research Report
機能性バイオ素材を用いたセルラーゼの分離回収およびリサイクル利用
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20710059
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
野中 寛 Mie University, 大学院・生物資源学研究科, 准教授 (90422881)
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| Keywords | Cellulase / Recovery / Reuse / Lignophenol / Lignin / Adsorption / Saccharification / Bioethanol |
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| Research Abstract |
セルロース系バイオマスの糖化に用いられるセルロース加水分解酵素・セルラーゼは、回収されることなく使い捨てられている。ここ数年の酵素の低価格化が進んでいるが,バイオリファイナリー技術の導入促進につれ,セルラーゼの供給が逼迫することが予想され、セルラーゼのリサイクル技術の早期確立が重要である。本研究では、構造や官能基が制御できるリグニン由来の機能性バイオ素材「リグノフェノール」を吸着素材として用いて、セルラーゼの分離回収およびリサイクル利用するプロセスの開発を目的としている。本年度は、セルラーゼ吸着量に大きな影響を与えると考えられるリグノフェノールの水中での分散性や凝集構造に着目して研究を行った。リグノフェノールとして,針葉樹であるヒノキ心材部木粉から、p-クレゾールと72%濃硫酸を用いて、リグノクレゾールを合成した。水中において分散性のよい画分,沈降しやすい画分を遠心分離により分けて,それぞれについてモデルタンパク質BSAを用いて吸着を測定したところ,吸着量に差が認められなかった。粒径分布測定により分散画分の粒径は凝集画分より小さいことが確認され,両者で吸着量に差がないことは,タンパク質の吸着が,リグノフェノール凝集粒子表面への吸着ではなく,凝集構造の内部に内包される形式であることを示唆する。そこで,一度リグノフェノールをアセトンに溶解し,エーテル,ヘキサン,クロロホルム等の貧溶媒を用いて再沈殿させ,異なる凝集構造を有するリグノフェノールを調製したところ,吸着量に大きな差が認められた。以上より,リグノフェノールによるタンパク質吸着には凝集構造の制御も重要であることを明らかにすることに成功し,最終年度では分子構造と凝集構造双方の制御によるセルラーゼ吸着量最大化を目指す。
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