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生分解性ポリマー生産プロセスの計算機制御

研究課題

研究課題/領域番号 03453125
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 化学工学
研究機関大阪大学

研究代表者

菅 健一  大阪大学, 工学部, 教授 (20029250)

研究分担者 大政 健史  大阪大学, 工学部, 助手 (00252586)
清水 浩  大阪大学, 工学部, 助手 (00226250)
塩谷 捨明  大阪大学, 工学部, 教授 (50026259)
研究期間 (年度) 1991 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1993年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1992年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード生分解性ポリマー / PHB / P(HB-co-HV)共重合物 / 分子量分布 / 共重合分率 / NMR / 基質濃度制御 / P(HB-HV)共重合物 / 一次マルコフ鎖過程 / 生分解性ポリマ- / ポリヒドロキシ酪酸 / 残存生物量 / 高分子重合度 / GPC
研究概要

本研究ではAlcaligenes eutrophusを用いたホモポリマーPHB、コポリマーP(3HB-co-3HV)生産のための計算機制御システムの開発を目的とした。
本年度は分子量分布制御、共重合分率制御について以下の結果を得た。
(1)培養槽内の炭素源濃度、pH、流加培地の(C/N)がPHBの分子量に与える影響を調べたところ、酪酸濃度3g/L、pH8.0、(C/N)40の条件で重量平均重合度Mwは7.5×10^5と最小の値を示した。酪酸濃度0.3g/L、pH8.0、(C/N)200の条件では3.3×10^6と最大の値を示し、培養条件を変えることによりこの範囲でPHB分子量の制御ができることが明らかとなった。
(2)一端、菌体内に蓄積したPHBを窒素源を加えることで菌体内で分解させPHB分子量を変化させる実験を行ったところ、高分子量のPHBよりも低分子量のPHBの方が分解速度が速いため、結果として平均分子量は上昇し、最大、7.4×10^6まで上昇した。従って、生産されたPHBを減少させることも許せば、培養条件を変えることで得られていた分子量よりもさらに広い範囲の分子量を持つPHBを生産することができた。
(3)P(3HB-co-3HV)の3HVユニットの共重合モル分率は消費される酪酸と吉草酸の消費速度の比に依存して変化していることが明らかとなった。消費速度の比は流加培地中の濃度比を制御することにより達成でき、結果として3HV共重合モル分率は0〜40%の範囲で制御できた。
(4)酪酸と吉草酸の混合基質から生産された共重合物は、1次マルコフ鎖過程の解析により、ランダム性の高い共重合物であることが確認された。

報告書

(4件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (11件)

  • [文献書誌] H.Shimizu,S.Sonoo,S.Shioya,K.Suga: "Production of poly-3-hydroxy butyric acid(PHB) by Alcaligenes eutrophus H16 in a fed-batch culture" Proc.of Asia-Pacific Biochemical Engineering Conference 1992,Yokohama. 195-197 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shimizu,S.Tamura,S.Shioya,K.Suga: "Kinetic study of poly-D(-)-3-hydroxy butyric acid(PHB) production and its molecular weight control in a fed-batch culture of Alcaligenes eutrophus." Journal of Fermentation and Bioengineering. 76. 465-469 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shimizu,S.Tamura,Y.Ishihara,S.Shioya,K.Suga: "Control of molecular weight and molefradion in poly(-D(-)-3-hydroxyalkanoate(PHA) production by Alcaligenes eutrophus" Proc.of 3rd International Scientific Workshop on Biodegradable Plastics and Polymers,Osaka. (予定).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi SHIMIZU, Shinji SONOO, Suteaki SHIOYA and Ken-ichi SUGA: "Production of poly-3-hydroxy butyric acid (PHB) by Alcaligenes eutrophus H16 in a fedbatch culture" Proceeding of Asia-Pacific Biochemical Engineering Conference 1992, Yokohama. 195-197 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi SHIMIZU, Shinji TAMURA, Suteaki SHIOYA and Ken-ichi SUGA: "Kinetic study of poly-D(-)-3-hydroxybutyric acid (PHB) production and its molecular weight distribution control in a fed-batch culture of Alcaligenes eutrophus" Journal of Fermentation and Bioengineering. 76. 465-469 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi SHIMIZU, Shinji TAMURA, Yoshiyuki ISHIHARA, Suteaki SHIOYA and Ken-ichi SUGA: "Control of Molecular Weight Distribution and Mole Fraction in Poly(-D(-)-3-hydroxy-alkanoate)(PHA) Production by Alcaligenes eutrophus" Proceeding of 3rd International Scientific Workshop on Biodegradable Plastics and Polymers, Osaka.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shimizu,S.Sonoo,S.Shioya,K.Suga: "Production of poly-3-hydroxy butyric acid (PHB) by Alcaligenes eutrophus H16 in a fed-batch culture" Proc.of Asia-Pacific Biochemical Engineering Conference 1992,Yokohama. 195-197 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimizu,S.Tamura,Y.Ishihara,S.Shioya,K.Suga: "Control of molecular weight and mole fraction in poly (-P(-)-3-hydroxy alkanoate)(PHA) production by Alcaligenes eutrophus" Proceeding of 3rd International Scientific Workshop on Biodeg radable Plastics and Polymers,osaka. 予定. (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimizu,S.Tamura,S.Shioya,K.Suga: "Kinetic study of poly-D(-)-3-hydroxy butyric acid(PHB) production and its molecular weight distribution control" Journal of Fermentation and Bioengineering. 76. 465-469 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimizu,S.Sonoo,S.Shioya,K.Suga: "Production of poly-3-hydroxy butyric acid(PHB) by Alcaligenes eutrophus H16 in a fed-batch culture." Proc.of Asia-Pacific Biochemical Engineering Conference 1992,Yokohama. 195-197 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimizu,S.Sonoo,S.Shioya,K.Suga: "Production of Polyー3ーhydroxybutyric Acid(PHB) by Alcaligenes leutrophus H16 in a Fedーbatch Culture" Proceeding of AsiaーPacific Biochemical Engineering Conference 1992,Yokohama. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2021-08-23  

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