2015 Fiscal Year Research-status Report
粘弾性と細胞壁成分の多様性にもとづく新たな材質指標の確立
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26450244
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| Research Institution | Forestry and Forest Products Research Institute |
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Principal Investigator |
山下 香菜 国立研究開発法人 森林総合研究所, 木材特性研究領域, 主任研究員 (60353900)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片山 義博 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (10214339)
久保島 吉貴 国立研究開発法人 森林総合研究所, 木材特性研究領域, 主任研究員 (40353669)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 粘弾性 / ヘミセルロース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
木材の粘弾性は熱処理によって変化するとされているが、熱処理によって細胞壁構造にどのような変化が生じて粘弾性が変化するのかは明らかではない。熱処理が細胞壁主成分であるセルロース、ヘミセルロース、リグニンの集積状態に及ぼす影響を考察するため、スギ辺材の天然乾燥材、95℃、120℃および160℃熱処理材を用意して、18%NaOHによるヘミセルロースの溶出とWise法による脱リグニン処理を繰り返し、段階的に得られた溶出画分と残渣を分析することによって主要成分の集積状態を評価した。溶出画分に含まれるセルロース由来のグルコース量は、天然乾燥材より熱処理材で多く、また処理温度が高いほど多かったことから、処理温度が高いほどセルロースの集積状態の崩壊が進行している事が示唆された。次に、溶出画分に含まれるグルコマンナン（GM/GGM）とアラビノグルクロノキシラン(AGX)は、脱リグニン処理前は天然乾燥材より熱処理材で多く、また処理温度が高いほど多かったことから、熱処理によってヘミセルロースの崩壊が生じていることが示唆された。一方、脱リグニン処理1回後の溶出量は天然乾燥材と160℃熱処理材で多く、95℃と120℃熱処理材で少なかったことから、後者の加熱条件ではヘミセルロースの集積状態が強固になる凝集現象が起こっている可能性が考えられた。また、残渣に含まれるヘミセルロースを分析した結果、天然乾燥材と熱処理材のAGX量は類似していたが、GM/GGMは天然乾燥材に比べて熱処理材で少なかったことから、熱処理材ではセルロースミクロフィブリル表層に会合しているGM/GGMがセルロース表面から剥離している可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
熱処理による細胞壁構造の集積状態の変化については、昨年開発した手法を用いることによって新たな知見が得られており、さらに繰り返し実験を行うことによって確証を高めている。一方で、熱処理による物性の変化については手法をさらに検討してデータを収集する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに開発した手法を用いて、同じ熱処理試料を対象として化学分析と物性試験を行って、様々な熱処理条件におけるデータを収集し、細胞壁の集積状態と粘弾性との関係を考察する。本研究は木材の材質評価のための手法の確立を目的としているので、化学分析手法および物性評価手法についてはさらに検討を進めて、科学的に裏付けがある最適な評価手法を開発する。
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| Causes of Carryover |
今年度までに開発した分子レベルの化学分析手法とそれによって得られる結果に適したミクロなレベルで物性を評価する手法を、次年度に開発するため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物性評価手法を開発するための物品購入に用いる計画である。
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