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ポリイオンコンプレックスによるリグニンからの機能性物質の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17H03842
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 木質科学
研究機関名古屋大学

研究代表者

松下 泰幸  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (60335015)

研究分担者 福島 和彦  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (80222256)
青木 弾  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (80595702)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2017年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワードリグニン / 機能性物質 / 成長促進剤 / イネ / ニンニク / 根 / 成長促進 / 水熱処理 / カチオン性ポリマー / アニオン性ポリマー / バイオマス / 農林水産物
研究成果の概要

カチオン基やアニオン基をリグニンに導入し、それらを用いて機能性物質に変換することを試みた。リグニンには、最も反応性が低いと思われる酸加水分解リグニン(SAL)を選択した。このSALをアルカリ水熱処理に供することにより、水溶化することを見いだし、その化学構造を解析したところ、酸性基であるフェノール性水酸基やカルボキシル基が導入されていることが分かった。
この水溶化したHSLをカチオン化したところ、染料廃液の凝集処理剤への適用が可能であった。また、カルボキシル基を導入したところ、石こうの分散剤に応用可能であった。
水溶化したHSALの生理活性性を調べたところ、植物の根の成長促進作用が確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大気中の二酸化炭素増加が明らかとなり、化石資源依存の脱却および再生可能資源への転換が早急の課題となっている。再生可能資源の中でも特に木質バイオマスは豊富な賦存量を誇り、かつ、食料と競合しないことから、その有効活用技術の開発は最優先課題だといえる。本研究では、これまで有効活用されていなかったリグニンに着目し、見事、カチオン性吸着凝集剤、石こう分散剤、植物成長促進剤に変換することができ、石油由来でなくバイオマスから創製できたことは社会的に非常にインパクトがある。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Industrial utilizations of water-soluble sulfuric acid lignin prepared by hydrothermal treatment as flocculant and dispersant2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Qiang、Matsushita Yasuyuki、Aoki Dan、Fukushima Kazuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Wood Science

      巻: 65 号: 1 ページ: 18-18

    • DOI

      10.1186/s10086-019-1797-1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of hydrothermal reaction of sulfuric acid lignin from Cryptomeria japonica for industrial utilization2018

    • 著者名/発表者名
      Q. Liu, Y. Matsushita, D. Aoki, S. Yagami, K. Fukushima
    • 雑誌名

      BioResources

      巻: 13 ページ: 7805-7823

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Conversion of byproduct lignin generated during bioethanol generation from woody biomass into plant growth promotor2019

    • 著者名/発表者名
      Q. Liu, T. Kawai, Y. Matsushita, Y. Inukai, D.Aoki, K. Fukushima
    • 学会等名
      1st International Lignin Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Industrial utilization of water-soluble sulfuric acid lignin prepared by hydrothermal treatment as flocculant and dispersant2019

    • 著者名/発表者名
      Qiang Liu,Yasuyuki Matsushita,Dan Aoki,Kazuhiko Fukushima
    • 学会等名
      第69回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of water-soluble polymers from surfuric acid lignin by hydrothermal treatment2018

    • 著者名/発表者名
      Qiang Liu, Yasuyuki Matsushita, Dan Aoki, Kazuhiko Fukushima
    • 学会等名
      2018 Joint Convention Society of Wood Science and Technology (SWST) and The Japan Wood Research Society (JWRS)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on the characterization of water-soluble lignin from sulfuric acid lignin by hydrothermal treatment2018

    • 著者名/発表者名
      Qiang Liu, Yasuyuki Matsushita, Dan Aoki, Kazuhiko Fukushima
    • 学会等名
      nternational Conference on Pulping, Papermaking and Biotechnology 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of hydrothermal reaction on sulfuric acid lignin from Cryptomeria japonica2018

    • 著者名/発表者名
      Qiang Liu, Yasuyuki Matsushita, Dan Aoki, Kazuhiko Fukushima
    • 学会等名
      第68回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] リグニン由来新規カチオン性界面活性剤の創製2017

    • 著者名/発表者名
      梶原勝,青木弾,松下泰幸,福島和彦
    • 学会等名
      2017年度木材学会中部支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 植物成長促進剤2019

    • 発明者名
      松下泰幸、劉強、福島和彦、青木弾、犬飼義明、河合翼
    • 権利者名
      松下泰幸、劉強、福島和彦、青木弾、犬飼義明、河合翼
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-018404
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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