セルロース結晶領域の加水分解によるアルコール発酵用セロオリゴ糖の合成

• 研究課題/領域番号: 20550116
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子化学
• 研究機関: 高知工科大学
• 研究代表者: 瓜生 敏之 高知工科大学, 工学部, 副学長 (80011005)
• 研究分担者: 吉田 孝 北見工業大学, 工学部, 副学長 (40166955) ; 小廣 和哉 高知工科大学, 工学部, 教授 (60170370)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2008年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: セルロース / 結晶領域セルロース / 高温高圧処理 / 水蒸気爆砕 / エタノール / 酸加水分解 / 結晶構造変化 / 酵素分解 / 結晶セルロース / オートクレーブ加水分解 / エタノール化 / グルコース / セロオリゴ糖 / 構造変化セルロース / ミクロクリスタリンセルロース / 加水分解 / 高温高圧水 / 遺伝子組換酵母 / 糖化 / アモルファスセルロース / 水素結合 / 木材含有糖鎖分子

研究概要

結晶セルロースを加水分解する方法を見出した。結晶セルロースの水懸濁液を、水素結合が弱くなる260℃±10℃の高温高圧に加熱し、直ちに水蒸気爆砕した。表面のみが加水分解されただけであった。カセイソーダ溶液によってマーセル化したセルロースも同様であった。結晶構造を変化させたセルロースを酸性条件下、高温高圧で水蒸気爆砕した時、内部にも主鎖切断が起った。この処理セルロースは酵素分解を容易に受けた。

研究成果

• [雑誌論文] Two-Step Cellulose Hydrolysis Using Modest Amount of Concentrated Sulfuric Acid or Autoclave and Fermentation of the Hydrolyzates into Ethanol Utilizing Recombinant Yeast (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Uryu, K. Katsuraya, K. Okuyama, H. Kato, C. Uchiyama, A. Oka, N. Kubo, M. Takahashi, M. Kudo, M. Kawabe, T. Kobayashi, S. Ohnishi, M. Aida, K. Shishikura, H. Iefuji, K. Kobiro, Y. Tsutsui, T. Yoshida
  • 雑誌名: Bulletin of Kochi University of Technology 7 ページ: 101-108
  • NAID: 120002439581
• [雑誌論文] Sulfated Oligosaccharide Cluster with Polylysine Core Scaffold as a New Anti-HIV Dendrimer (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Han, D. Yoshida, T. Kanamoto, H. Nakashima, T. Uryu, T. Yoshida
  • 雑誌名: Carbohydr.Polym. 80 ページ: 1111-1115
• [雑誌論文] Novel Application of Electrooxidative Method for the Cyclization of N-Benzyl-2-(hydroxyl-methyl)-and N-benzyl-2-(2-hydroxylethyl)-piperidines (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Okimoto, T. Yoshida, M. Hoshi, K. Ohashi
  • 雑誌名: Heterocycles 81 ページ: 2471-2478
• [雑誌論文] Effects of Lacquer Polysaccharides, Glycoproteins and Isoenzymes on the Activity of Free and Immobilized Laccase fromRhus vernicifera (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Wan, R. Lu, K. Akiyama, K. Okamoto, T. Honda, Y. Du, T. Yoshida, T. Miyakoshi, C. J. Knill, J. F. Kennedy
  • 雑誌名: Intern.J.Biol.Macromol. 47 ページ: 76-81
• [雑誌論文] Two-Step Cellulose Hydrolysis Using Modest Amount of Concentrated Sulfuric Acid or Autoclave and Fermentation of the Hydrolyzates into Ethanol Utilyzing Recombinant Yeast (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Uryu, K.Katsuraya, T.Yoshida, 他15名
  • 雑誌名: 高知工科大学紀要 巻: 7 ページ: 101-108
• [雑誌論文] Sulfated Oligosaccharide Cluster with Polystyrene Core Scaffold as a New Anti-HIV Dendrimer (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Han, D.Yoshida, T.Kanamoto, H.Nakashima, T.Uryu, T.Yoshida
  • 雑誌名: Carbohydrate Polymer 巻: 80 ページ: 1111-1115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Lacquer Polysaccharides, Glycoproteins and Isoenzymes on the Activity of Flee and Immobilized Laccase from Rhus vernicifera (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Wan, T.Yoshida, T.Miyakoshi, 他7名
  • 雑誌名: Intern.J.Biol.Macromol. 巻: 47 ページ: 76-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-Step Cellulose Hydrolysis Using Modest Amount of Concentrated Sulfuric Acid or Autoclave and Fermentation of the Hydrolyzates into Ethanol Utilizing Recombinana Yeast (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Uryu, T.Yoshida, et al.
  • 雑誌名: 高知工科大学紀要 6巻(印刷中(6月出版))
• [雑誌論文] Sulfated Oligosaccharide Cluster with Polylysine Core Scaffold as a New Anti-HIV Dendrimer (2010)
  • 著者名/発表者名: Han, Yoshida, Kanamoto, Nakashima, Uryu, Yoshida
  • 雑誌名: Carbohydr.Polym. 80 ページ: 1111-1115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Oligosaccharide-Branched Ribofuranan by Ring-Opening Polymerization of a New Anhydro Ribo-trisaccharide Monomer (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, Han, Narita, Hattori, Yoshida
  • 雑誌名: Macromol.Biosci. 9 ページ: 687-693
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ring-opening polymerization of benzylated 1, 6-anhydro-β-D-lactose and specific biological activities of sulfated (1→6)-α-D-lactopyranans (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Han, Y. Kanematsu, K. Hattori, H. Nakashima, T. Yoshida
  • 雑誌名: J. Polym. Sci. Part A : Polym. Chem. 47 ページ: 913-924
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elucidation of high ring-opening polymerizability of methylated1, 6-anhydro-glucose (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Yoshida, T. Yoshida
  • 雑誌名: J. Polym. Sci. Part A : Polym. Chem. 47 ページ: 1013-1022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Specific Influenza A Virus-Adsorptive Functionality of Alkyl Curdlan Sulfate-Coated Membrane Filter
  • 著者名/発表者名: M. Tegshi, S. Han, T. Kanamoto, H. Nakashima, T. Yoshida
  • 雑誌名: J.Polym.Sci.Part A : Polym.Chem., submitted
• [学会発表] 形質転換酵母によるセロオリゴ糖からのバイオエタノール合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 梁鮮香、吉田孝、瓜生敏之
  • 学会等名: 第45回高分子学会北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 札幌(ポスター)
  • 年月日: 2011-01-31
• [学会発表] セルロースの前処理と糖化、発酵 (2011)
  • 著者名/発表者名: 梅田篤、森文香、沖本光宏、石澤真也、吉田孝、瓜生敏之
  • 学会等名: 第45回高分子学会北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 札幌(ポスター)
  • 年月日: 2011-01-31
• [学会発表] Direct Ethanol Fermentation of Cello-oligosaccharides by Recombinant Yeast pYBGA1 (2010)
  • 著者名/発表者名: 梁鮮香, 吉田孝, 瓜生敏之
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Honolulu(ポスター)
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] Direct Ethanol Fermentation of Cello-Oligosaccharides by Recombinant Yeast pYBGA1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Xianxiang Liang, T.Yoshida, T.Uryu
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, U.S.A.
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] 形質転換酵母によるセロオリゴ糖のエタノール発酵条件の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 梁鮮香、吉田孝、瓜生敏之
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 札幌(ポスター)
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] セルロースのセロオリゴ糖への前処理法の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 梅田篤、吉田孝、瓜生敏之
  • 学会等名: 第59回高分子討論会
  • 発表場所: 札幌(ポスター)
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] セロオリゴ糖の直接発酵によるバイオエタノールの合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 梁鮮香、吉田孝
  • 学会等名: 2010年度日本化学会北海道支部夏季研究発表会
  • 発表場所: 函館(口頭発表)
  • 年月日: 2010-07-24
• [学会発表] 遺伝子組換酵母によるセルロース系バイオエタノールの合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 梅田篤、森文香、沖本光宏、石澤真也、吉田孝、瓜生敏之
  • 学会等名: 日本化学会北海道支部夏季研究発表会
  • 発表場所: 函館(口頭発表)
  • 年月日: 2010-07-24
• [学会発表] セロオリゴ糖の直接発酵によるバイオエタノールの合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 梁鮮香、吉田孝、瓜生敏之
  • 学会等名: 第59回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜(ポスター)
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] 遺伝子組換酵母によるセルロース系バイオエタノールの合成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 梅田、森、石澤、沖本、吉田、瓜生
  • 学会等名: 日本化学会北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 苫小牧
  • 年月日: 2009-07-11
• [学会発表] セルロースを原料としたバイオエタノールの合成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 梁鮮香, 梅田篤, 吉田孝, 瓜生敏之
  • 学会等名: 第17回繊維連合研究発表会
  • 発表場所: 奈良女子大学
  • 年月日: 2008-08-27
• [学会発表] 長鎖アルキル鎖を導入した新しい糖鎖デンドリマーの合成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 韓淑琴, 服部和幸, 吉田孝, 瓜生敏之
  • 学会等名: 第57回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフイコ横浜
  • 年月日: 2008-05-28