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麹触媒による蒟蒻芋多糖類の完全加水分解物の多様な用途開発と食料自給率向上への寄与

研究課題

研究課題/領域番号 21K05438
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38050:食品科学関連
研究機関山口大学

研究代表者

足立 収生  山口大学, その他部局等, 名誉教授 (20027189)

研究分担者 赤壁 善彦  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (20274186)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワードD-マンノース異性化酵素 / D-フルクトースの製造 / 蒟蒻芋麹 / 細胞膜結合型糖質異性化酵素 / 蒟蒻芋の高度食料化 / PCT出願完了 / 酢酸菌 / 食料化のための蒟蒻芋の高次利用 / 蒟蒻マンナンの完全加水分解 / 細胞膜結合型マンノース異性化酵素 / 蒟蒻芋から果糖・ブドウ糖・液糖の製造 / 食料自給率向上への寄与 / 蒟蒻芋の食料化 / 膜結合型マンノース異性化酵素 / 高濃度果糖液の製造 / 蒟蒻芋の高度化利用 / 蒟蒻芋 / 新食料資源開発 / 新規な異性加糖製造 / 食料自給率
研究開始時の研究の概要

蒟蒻芋に付加価値のある多様な用途開発を実証するとともに、グルコース・果糖・液糖の簡便で新規な異性化糖製造法を確立して、我が国の食料自給率の向上に寄与する。蒟蒻芋麹の製造や、酢酸菌での細胞膜結合型マンノース異性化酵素の発見など、誰も思いつかなかった独創的な技術の応用面は十分に期待される。蒟蒻芋から付加価値の高い食品の製造法によって、中山間地域の蒟蒻芋農家の経済にも潤いを与える社会的意義を有している。

研究実績の概要

これまでの研究成果をまとめて公表する方法として、「D-マンノース異性化酵素及びD-フルクトースの製造方法」の表題で特許申請した。JSTへ外国特許出願への経費支援を希望していたところ、R5年3月14日にJSTによる外国特許出願(PCT)審査を経てPCT出願許可を受けることができた。これに伴って、R5年度は米国、中国、フランス(仏)およびドイツ(独)へPCT出願することになった。米国と欧州(仏と独)への出願書類の骨格は研究代表者が作成することから始めた。中国への中国語による出願書類の作成は、本学知財センターから外部委託された。いずれの出願もR5年7月に出願完了の通知を受けた。今後のPCTの補正事項として、産業廃棄物として捨てられてきた蒟蒻芋マンナンを多量に含む外皮部分を蒟蒻芋麹に使用することで、加水分解効率を向上させるとともに産業廃棄物の有効利用に繋がることを実証する。
さらに本研究を加速するために、D-マンノース異性化酵素を生成する酢酸菌の増殖を促進する因子を種々な天然物の中に見出した。これを単離・精製して酢酸菌の培養に供することは、着色しない培養物を得ることができ、着色物質を除去する経費削減にも繋がって、製造価格の低廉化となって産業化上の大きな利点となる。そのために当該物質の単離・精製を行い、精製物の化学構造決定を学外の専門機関へR5年10月に委託した。分析結果の解析は研究分担者の専門領域であり、試験した精製試料に不純物の混在の指摘を受けた。そのために引き続き不純物の除去を鋭意遂行中である。R6年6月頃に再度化学構造決定の外部委託を目指している。
別途出願中であった2件の特許が、R5年に特許庁から特許として登録した旨を示す特許証書を受け取ることができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究代表者と研究分担者との相補的な研究推進の成果と言える。javascript:onTransientSave();

今後の研究の推進方策

PCT出願内容へのクレームを排除するために、蒟蒻芋麹の作成にあたり、蒟蒻マンナンを大量に含んだまま廃棄されている蒟蒻芋の外皮部分を使った蒟蒻芋麹を製造すること。この補正によって蒟蒻マンナンの加水分解力を向上させた麹触媒が実現できる。
酢酸菌の生育促進物質を単離・精製してその化学構造を明らかにするとともに、著しく着色する天然物を排除した酢酸菌の合成培地を実現する。D-マンノースの製造価格を低廉化するために重要であり、本技術の酷愛競争力を増強することに繋がる重要性を有している。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (4件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件) (うち外国 3件)

  • [国際共同研究] 国立ラプラタ大学発酵工学研究所(アルゼンチン)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Facile Synthesis of Both Enantiomers of (Z)-1,5-Octadien-3-ol (Oyster Alcohol) and Its Identification from the Pacific Oyster <i>Crassostrea gigas</i>2023

    • 著者名/発表者名
      Kenji Ueda, Koki Yahiro, Yoshihiko Akakabe
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: 72 号: 7 ページ: 725-732

    • DOI

      10.5650/jos.ess23032

    • ISSN
      1345-8957, 1347-3352
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of Aroma Compounds in Moso Bamboo (<i>Phyllostachys edulis</i> Mazel ex Houz. De ehaie) Stem Powders Using Solid Phase Microextraction2023

    • 著者名/発表者名
      Akiho Urate,Mao Uematsu, Etsuko Tazawa, Yoshihiko Akakabe
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: 72 号: 11 ページ: 1049-1054

    • DOI

      10.5650/jos.ess23046

    • ISSN
      1345-8957, 1347-3352
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Membrane-bound D-mannose isomerase of acetic acid bacteria: finding, characterization, and application.2022

    • 著者名/発表者名
      Osao Adachi, Naoya Kataoka, Kazunobu Matsushita, Yoshihiko Akakabe, Toshihiro Harada, Toshiharu Yakushi.
    • 雑誌名

      Bioscience. Biotechnology. Biochem.

      巻: 86 号: 7 ページ: 938-948

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac049

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Histamine elimination by a coupling reaction of fungal amine oxidase and bacterial aldehyde oxidase2022

    • 著者名/発表者名
      Masakatsu Usui, Hikari Kubota, Mizuki Ishihara, Haruka Matsuki, Shinya Kawabe, Yoshimasa Sugiura, Naoya Kataoka,Kazunobu Matsushita, Yoshitaka Ano, Yoshihiko Akakabe, Roque A. Hours, Toshiharu Yakushi, Osao Adachi
    • 雑誌名

      Bioscience. Biotechnology. Biochem

      巻: 86 号: 10 ページ: 1438-1447

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac121

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A New Approach to Prepare Chiral Aroma: Asymmetric Oxidation of Ionols with a Heme Acquisition System A Derived from Symbiotic Fluorescent Bacteria2022

    • 著者名/発表者名
      Shiro Ezoe, Kenji Ueda, Hirotake Matsuo, Hiroyuki Nagaoka, Yoshihiko Akakabe
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: 71 号: 12 ページ: 1769-1775

    • DOI

      10.5650/jos.ess22277

    • ISSN
      1345-8957, 1347-3352
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Aroma Components of Absolute Oil from Natsudaidai (<i>Citrus natsudaidai</i> Hayata) Flowers2022

    • 著者名/発表者名
      Mami Hayasaki, Minami Iwakiri, Akane Shikata, Machi Oyama, Noe Souda, Yoshihiko Akakabe
    • 雑誌名

      Journal of Oleo Science

      巻: 71 号: 11 ページ: 1663-1668

    • DOI

      10.5650/jos.ess22226

    • ISSN
      1345-8957, 1347-3352
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 青竹の香気について2023

    • 著者名/発表者名
      浦手秋穂、植松真央、赤壁善彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部・第65回講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] オイスターアルコールの単離・同定2023

    • 著者名/発表者名
      江副史朗、上田健司、赤壁善彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部・第65回講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] マガキ中のoyster alcoholの同定2023

    • 著者名/発表者名
      江副史朗、上田健司、赤壁善彦
    • 学会等名
      第67回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 芳香化合物の形成における加熱処理の影響2023

    • 著者名/発表者名
      浦手秋穂 、上川智弘、川崎佳朗、赤壁善彦
    • 学会等名
      第67回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] Roque A. Hoursで検索する

    • URL

      http://cindefi.quimica.unlp.edu.ar/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [産業財産権] D-マンノース異性化酵素及びD-フルクトースの製造方法2023

    • 発明者名
      足立収生、薬師寿治、片岡尚也、松下一信
    • 権利者名
      山口大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] D-マンノース異性化酵素及びD-フルクトースの製造方法2021

    • 発明者名
      足立収生、薬師寿治、片岡尚也、松下一信
    • 権利者名
      山口大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 国際特許(PCT)PCT/JP2021/0487912021

    • 発明者名
      足立収生、薬師寿治、片岡尚也、松下一信
    • 権利者名
      山口大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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