2015 Fiscal Year Annual Research Report
デンプン含有廃液のブースト効果を利用したバイオガス生産系の確立
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25450370
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
大槻 隆司 山梨大学, 総合研究部, 准教授 (70313781)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 水素生産 / クロストリディウム / 廃棄バイオマス / デンプン / 麦ワラ / 相乗生産促進効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、易利用性ではあるがまだ十分に活用されていない廃棄バイオマスを「促進剤」として添加することで、難利用性バイオマスからの有用物質生産性を向上させる手段に着目した。「促進剤」の役割を担う廃棄バイオマスをデンプン工場廃液、難利用性バイオマスを麦ワラとして想定し、定置型燃料電池による電力回収や燃料電池自動車の燃料として利用可能な水素の生産を検討した。
昨年度までの検討結果をもとに、Clostridium cellulovoransを対象菌株として、1.0%麦ワラを炭素源としたGS培地による培養を行い、デンプン添加なし、もしくは0.5、1.0、2.0%の可溶性デンプンを添加した条件にて水素生産を比較した。培養24時間で、生菌数は麦ワラ非存在下（デンプンのみ）に比べて麦ワラ存在下では20倍に増大した。。培養上清および麦ワラ吸着酵素の遊離回収液について、色素結合多糖を基質として測定した酵素活性から、アミラーゼはデンプンのみでの培養に比較して麦ワラの存在により総活性が2倍になり、かつ、麦ワラ存在下でデンプン添加濃度0.5および1.0%の場合にデンプン添加なしの140倍にまで活性が増大した。セルラーゼは麦ワラ存在下でデンプン添加により活性が20倍増大し、アミラーゼにより生じたマルトースによる発現誘導が示唆された。キシラナーゼはデンプン添加によりむしろ活性が減少した。
麦ワラ中のホロセルロース資化量はセルラーゼ活性増大に対応して増大したが、資化された多糖あたりの生成水素収率が劇的に増大しており、麦ワラ資化において少量のデンプン添加により、多糖分解酵素の増加による資化量増大だけでなくクロストリディウム細胞内での水素生成代謝が変化して水素生成量が増大していることが示された。
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