難分解性プラスチック分解菌の探索とその機能を利用した加工・リサイクル技術の開発

• 研究課題/領域番号: 18H03857
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分27:化学工学およびその関連分野
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 宮本 憲二 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (60360111)
• 研究分担者: 寺本 真紀 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 准教授 (60545234)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 44,070千円 (直接経費: 33,900千円、間接経費: 10,170千円); 2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2021年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円); 2020年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円); 2019年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円); 2018年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
• キーワード: プラスチック / 微生物 / 分解 / バイオリサイクル / 難分解性プラスチック

研究成果の概要

PET分解活性を有する酵素は、固体で疎水性のプラスチックに接触しなければ分解反応は起こらない。そこで、酵素の表面電荷とは逆の電荷を持つ界面活性剤を添加することで、プラスチック表面の親水化と酵素との親和性の改善を行うことで分解活性の劇的な改善を達成した。
低分子化したPEやPPの分解菌の探索を行った。その結果、海洋を含む多くの環境から分解菌の単離に成功し、そのタイプを明らかにした。さらに、様々な条件検討を行うことで効率の良いPP分解系の構築に成功した。また、直鎖アルカンを原料に、有用物質を生産できる菌株を見いだした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現代社会は、プラスチックに強く依存しており、2050年の生産量は現在の3倍に達すると予測されている。そして、環境に流出したプラスチックは、分解されることなく蓄積して大きな社会問題となっている。そこで、使用済プラを確実回収して、環境に優しい条件で処理する技術の開発が求められている。しかし、現在用いられている方法は、廃液の処理や二酸化炭素の排出など問題点が多いプロセスである。そこで、環境負荷の少ない微生物や酵素を用いた新たな手法の開発を目的とした。本課題では、PEＴ分解酵素の劇的な活性向上法や新規なポリアルカン系プラスチックの分解菌の発見など、問題の解決に向けた多くの成果が得られた。