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浸透圧調整による炭化水素生産性微細藻の培養と回収プロセスに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 13J07091
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 農業環境工学
研究機関東京大学

研究代表者

古橋 賢一  東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード透過型電子顕微鏡 / エネルギー収支 / EPR / 微細藻類 / Botryococcus braunii / 固液分離 / 濾過 / 炭化水素 / 抽出 / 培養 / ミルキング
研究実績の概要

本年度は,炭化水素回収性が希釈海水培地下で培養すると向上するメカニズムを調べ,また培養から収穫・濃縮・脱水そして溶媒抽出までを考慮した希釈海水培養を用いた炭化水素生産システムと,淡水培養した藻体を溶媒抽出する前に加熱もしくは乾燥する既存の炭化水素生産システムを比較して,希釈海水培養が炭化水素生産システムのエネルギー収支に与える影響を評価した.
炭化水素回収性が希釈海水培地下で培養すると向上するメカニズムに関して,急速凍結および凍結置換法を用いた電子顕微鏡観察を行うことで,コロニー表面の繊維状物質の変化を高倍率で撮影することに成功し,炭化水素回収性が向上している藻体ではコロニー表面の繊維状物質が消失もしくは繊維密度が低下していることが確認された.また同様に炭化水素回収性が向上する,溶媒抽出前に90℃で加熱処理した藻体に関しても,電子顕微鏡観察を行ったところ,繊維状物質がコロニー表面から消失しており,熱水中に繊維状物質が溶出したことが強く示唆された.本研究の結果からB.brauniiが炭化水素を細胞内ではなく細胞外マトリクスに蓄積するにも関わらず,容易に有機溶媒抽出できない理由は,コロニー全体を覆っている主に糖類からなるColony sheathと呼ばれている繊維層が親水的な層として働き,コロニー内部への有機溶媒の侵入を妨げているためであることが考えられた.
また,炭化水素生産システムのエネルギー収支に関して,溶媒抽出前に加熱・乾燥処理する既存のB. brauniiからの炭化水素生産システムのEPRは,それぞれ1.9,1.3であった.一方で希釈海水培養を用いた炭化水素生産システムの場合,EPRは2.2となり,希釈海水培養によりB. brauniiからの炭化水素生産システムのエネルギー収支は向上することが確認された.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] The surface structure of Botryococcus braunii colony prevents the entry of extraction solvents into the colony interior2016

    • 著者名/発表者名
      Furuhashi K., Noguchi T., Okada S., Hasegawa F., Kaizu Y., Imou K.
    • 雑誌名

      Algal Research

      巻: 16 ページ: 160-166

    • DOI

      10.1016/j.algal.2016.02.021

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Seawater-cultured Botryococcus braunii for efficient hydrocarbon extraction2013

    • 著者名/発表者名
      K Fruhashi, K Saga, S Okada, K Imou
    • 雑誌名

      PloS ONE

      巻: 8(6) 号: 6 ページ: e66483-e66483

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0066483

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 微細藻からのオイル生産プロセスの評価2015

    • 著者名/発表者名
      古橋賢一,長谷川文生,岡田茂,海津裕,芋生憲司
    • 学会等名
      農業環境工学関連5学会2015年合同大会
    • 発表場所
      盛岡
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Changes of hydrocarbon extractability and extracellular polysaccharides covering Botryococcus braunii cultured in salinity medium.2015

    • 著者名/発表者名
      Furuhashi K., Hasegawa F., Okada S., Kaizu Y., Imou K.
    • 学会等名
      23rd European Biomass Conference & Exhibition
    • 発表場所
      VIENNA
    • 年月日
      2015-06-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of salinity in culture media on matrix composition of Botryococcus braunii2015

    • 著者名/発表者名
      K Furuhashi, F Hasegawa, K Saga, S Okada, Y Kaizu, K Imou
    • 学会等名
      2nd Asian Conference on Biomass Science
    • 発表場所
      筑波
    • 年月日
      2015-01-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Hydrocarbon extraction from concentrated slurry of green microalga Botryococcus braunii cultured in diluted seawater2014

    • 著者名/発表者名
      K Furuhashi, K Saga, S Okada, F Hasegawa, Y Kaizu, K Imou
    • 学会等名
      Grand Renewable Energy
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-07-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 効率炭化水素回収に向けた微細藻類の培養法2014

    • 著者名/発表者名
      古橋賢一, 工藤創, 佐賀清崇, 長谷川文生, 岡田茂, 海津裕, 芋生憲司
    • 学会等名
      第73回農業食料工学会年次大会
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2014-05-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 培地塩濃度がBotryococcus brauniiの形態および炭化水素回収性に与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      古橋賢一, 佐賀清崇, 長谷川文生, 岡田茂, 海津裕, 芋生憲司
    • 学会等名
      第9回バイオマス科学会議
    • 発表場所
      県立県民文化ホール(高知)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 培地塩濃度がBotryococcus brauniiからの炭化水素回収に与える影響2013

    • 著者名/発表者名
      古橋賢一, 佐賀清崇, 岡田茂, 海津裕, 芋生憲司
    • 学会等名
      第65回日本生物工学会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Seawater-cultured Botryococcus braunii for efficient hydrocarbon extraction2013

    • 著者名/発表者名
      K Furuhashi, K Saga, S Okada, Y Kaizu, K Imou
    • 学会等名
      3rd International Conference on Algal Biomass
    • 発表場所
      Toronto, Canada
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 藻類バイオ燃料を簡単に抽出できる培養法を発見 -ボツリオコッカスからのジェット燃料生産に一歩前進-

    • URL

      http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2013/20130726-3.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 藻類バイオ燃料を簡単に抽出できる培養法を発見

    • URL

      http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/discovery-of-culture-method-for-efficient-biofuel-extraction-from-microalgae/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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