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木材の腐朽過程をミミックした機能性リグニン分解化合物の高効率生成と高機能化

研究課題

研究課題/領域番号 17K08166
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 環境農学(含ランドスケープ科学)
研究機関新潟大学

研究代表者

三亀 啓吾  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (70571701)

研究分担者 佐藤 伸  青森県立保健大学, 健康科学部, 教授 (40310099)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードリグニン / 酸化分解 / 木材腐朽菌 / 生理活性 / UV吸収 / キノコ廃菌床 / アルドール縮合 / アリドール縮合 / バイオマス / 廃棄物再資源化
研究成果の概要

木材腐朽菌処理後に化学的酸化分解することで自然界のリグニン分解をmimicし、生理活性を有する機能性リグニン分解物の高効率生成手法を構築し、リグニンの高付加価値利用を確立することを目的として行ってきた。
シイタケ腐朽処理木粉のアルカリ酸化銅分解を行った結果、腐朽処理前と比べ長波長UV吸収リグニンオリゴマーの生成量が約4倍増加した。
高脂肪食マウスと動物培養細胞を用いて長波長UV吸収リグニンオリゴマーの生理活性試験を行った結果、それぞれ腎障害と酸化ストレスの軽減効果が確認された。この長波長UV吸収リグニン分解物は、機能性食品、医薬品、化粧品原料、電子デバイス材料などへの利用が期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

自然界のリグニン分解をmimicした木材腐朽菌前処理後のアルカリ酸化銅分解を行うことにより、生理活性を有する長波長UV吸収リグニン分解物の高効率生成手法を構築した。
リグニンの高付加価値利用は、木質多糖類からの糖化・発酵やリグニンからのフェノール誘導体生産など、技術としては確立されているが、コスト面で進展していないリグノセルロースの利活用も可能となる。これにより炭水化物から石油代替脂肪族化学原料生産、リグニンから芳香族化学原料生産への流れを作ることも可能である。これらの流れは森林資源の新たな利用分野を作り、荒廃が進む日本の森林を蘇らせることにつながることが期待でき、地球温暖化対策へ寄与できる。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 2018

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 (13件)

  • [雑誌論文] Facilitation of aldol condensation for lignin alkaline cupric (II) oxidation products having long-wavelength UV absorption2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuchida Teppei、Watanabe Takashi、Mikame Keigo
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 46 号: 1 ページ: 25-28

    • DOI

      10.14723/tmrsj.46.25

    • NAID

      130007993806

    • ISSN
      1382-3469, 2188-1650
    • 年月日
      2021-03-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lignin-derived low-molecular-weight oxidized lignophenol stimulates AMP-activated protein kinase and suppresses renal inflammation and interstitial fibrosis in high fat diet-fed mice2020

    • 著者名/発表者名
      Sato Shin、Norikura Toshio、Mukai Yuuka、Yamaoka Shin、Mikame Keigo
    • 雑誌名

      Chemico-Biological Interactions

      巻: 318 ページ: 108977-108977

    • DOI

      10.1016/j.cbi.2020.108977

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ソルボリシス反応におけるリグニン分解挙動に及ぼす反応条件と酸触媒の影響2020

    • 著者名/発表者名
      橋詰みずき, 小松博幸, 三亀啓吾, 多島 秀男, 山際和明
    • 学会等名
      第22回化学工学会学生発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高脂肪食を摂取したマウスの腎障害に及ぼす天然リグニン由来低分子リグノフェノールの影響2020

    • 著者名/発表者名
      杉澤春奈, 乗鞍敏夫, 三亀啓吾, 山口満里奈, 鹿野綾乃, 高橋なごみ, 山岡伸, 向井友花, 佐藤伸
    • 学会等名
      第74回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Efficiently production of lignin alkaline cupric (Ⅱ) oxidative degradation products with long-wavelength UV absorption capacity by acceleration of aldol condensation reaction2020

    • 著者名/発表者名
      T. TSUCHIDA, T.WATANABE K. MIKAME
    • 学会等名
      30th Annual Meeting of MRS-J
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アルドール縮合反応促進による長波長UV吸収リグニン酸化銅分解物の効率生産2020

    • 著者名/発表者名
      土田哲平、渡辺隆司、三亀啓吾
    • 学会等名
      第70回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 生理活性発現を目指したリグニンの分子設計と分解物の機能2020

    • 著者名/発表者名
      渡辺くるみ、渡辺隆司、舩岡正光、三亀啓吾
    • 学会等名
      第70回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The facilitation of aldol condensation for lignin alkaline cupric (II) oxidation products having long-wavelength UV absorption2019

    • 著者名/発表者名
      T. Tsutida, T.Watanabe K. Mikame
    • 学会等名
      29th Annual Meeting of MRS-J
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular design for physiologically active compounds from lignin by oxidative degradation2019

    • 著者名/発表者名
      K. Watanabe, Y. Kuboi, T.Watanabe, S. Sato, M. Funaoka, K. Mikame
    • 学会等名
      29th Annual Meeting of MRS-J
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 高脂肪食を摂取したマウスの腎障害に及ぼす天然リグニン由来低分子リグノフェノールの影響2019

    • 著者名/発表者名
      杉澤春奈, 乗鞍敏夫, 三亀啓吾, 山口満里奈, 鹿野綾乃, 高橋なごみ, 山岡伸, 向井友花, 佐藤伸
    • 学会等名
      第66回日本栄養改善学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化銅分解による長波長UV吸収リグリンオリゴマーの選択的生産2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤賢矢、三亀啓吾、渡辺隆司
    • 学会等名
      第68回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] The effect of alkaline cupric (II) oxidation conditions for lignin oligomers having long-wavelength UV absorption2018

    • 著者名/発表者名
      K. Mikame, K. Sato, T.Watanabe
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Derivative of physiologically active compounds from uniformized lignin by oxidative degradation2018

    • 著者名/発表者名
      K. Mikame, S Kiuchi Y. Kuboi, T.Watanabe, M. Funaoka
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 構造均一化リグニンの酸化分解とその分解物の抗酸化活性2018

    • 著者名/発表者名
      三亀啓吾, 木内咲来, 久保井友夏梨, 渡辺隆司, 舩岡正光
    • 学会等名
      第69回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化銅分解による長波長UV 吸収リグニンオリゴマーの選択的生産2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤賢矢、三亀啓吾、渡辺隆司
    • 学会等名
      第68回 日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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