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細胞間多糖の高付加価値化を実現する革新的触媒変換手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K18852
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分27:化学工学およびその関連分野
研究機関高知大学

研究代表者

恩田 歩武  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 (80335918)

研究分担者 平岡 雅規  高知大学, 教育研究部総合科学系黒潮圏科学部門, 教授 (30380306)
今村 和也  高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 助教 (30750624)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード細胞間多糖 / 海藻 / 固体触媒 / ヘミセルロース / 海藻多糖 / 固体酸触媒 / オリゴ糖 / 硫酸化多糖 / 多糖 / 酸触媒
研究開始時の研究の概要

次世代の有機物資源の1つと期待される海藻は,食料や淡水資源と競合しない,成長速度が速くて太陽光利用効率が高い等,資源作物として利点が多い。海藻の構成成分の約半分は「細胞間粘質多糖」である。本研究では,独自技術で構成成分の再現性が極めて高い海藻を製造し,独自の多糖変換技術や触媒調製技術を用いて,高付加価値な低分子量多糖および糖カルボン酸を生産する。特に,光触媒作用と熱触媒作用を組み合わせることにより,温和な温度及び塩共存下で機能する実現性の高い新規な触媒変換プロセスを提示する。

研究成果の概要

海藻は資源作物として利点が多く,次世代の有機資源の1つとして期待される。海藻の主成分は「細胞間粘質多糖」であり,酸性官能基や金属カチオンを含有するヘテロ多糖である。本研究では,1日に2倍以上生長する緑藻類ミナミアオノリに着目した.タンク養殖法でクローン的に約2 kg(乾燥重量)を培養生産し, 水熱法でウルバン多糖を高収率で抽出した。物性評価し分子量は約800,000であった。固体触媒を用いた水熱ーソルボサーマル分解により、ウルバンの分子量および硫酸化度を制御した。また、構造解析することにより、基本の4糖単位が[硫酸化キシロース-ラムノース-グルクロン酸-硫酸化ラムノース]であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞間多糖の低分子量多糖やオリゴ糖の生産増による生理活性機能(抗ウイルス作用など)に関する研究開発加速。陸上植物のヘミセルロースに適用し、セルロース以外の様々な未利用バイオマスから有用な有機化合物への選択的な低分子化プロセスの構築。光触媒と熱触媒の新たなハイブリッド型固体酸触媒系の開拓。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Soil extract induces excystment and inhibits encystment in the terrestrial ciliate <i>Colpoda cucullus</i>2023

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Y, Shimada Y, Nakamura R, Matsuoka T, Onda A, Arikawa M
    • 雑誌名

      The Journal of Protozoology Research

      巻: 33 号: Vol.1-2 ページ: 18-31

    • DOI

      10.32268/jprotozoolres.33.Vol.1-2_18

    • ISSN
      0917-4427, 2434-7027
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Restoration of mitochondrial function by Spirulina polysaccharide via upregulated SOD2 in aging fibroblasts2023

    • 著者名/発表者名
      Kayo Machihara, Shoma Oki, Yuka Maejima, Sou Kageyama, Ayumu Onda, Yurino Koseki, Yasuyuki Imai, Takushi Namba
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 号: 7 ページ: 107113-107113

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.107113

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic hydrogenation of nitrobenzene to aniline over titanium(<scp>iv</scp>) oxide using various saccharides instead of hydrogen gas2021

    • 著者名/発表者名
      Imamura Kazuya、Ikeuchi Kazuma、Sakamoto Yuki、Aono Yushiro、Oto Takahiro、Onda Ayumu
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 11 号: 51 ページ: 32300-32304

    • DOI

      10.1039/d1ra05953j

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Hydrogenation of nitrobenzene to aniline using various saccharides over titanium(IV) oxide photocatalyst2023

    • 著者名/発表者名
      Oto, T., Ikeuchi, K., Sakamoto, Y., Aono, Y. Onda, A., Imamura, K.
    • 学会等名
      European Congress on Catalysis
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] セルロースからフルフラール類への触媒変換2023

    • 著者名/発表者名
      恩田歩武
    • 学会等名
      第14回触媒科学研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゼオライト触媒を用いたセルロースからフルフラール類への直接合成2023

    • 著者名/発表者名
      恩田歩武,澁谷信司,萩原礼奈,篠田瞬,恩田さゆり,今村和也
    • 学会等名
      第132回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ミナミアオノリ由来のウルバン多糖のオリゴ糖化2023

    • 著者名/発表者名
      冨田舞, 伊藤綾也佳, 中田ひかる, 恩田さゆり, 今村和也, 恩田歩武
    • 学会等名
      高知化学シンポジウム2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 糖類を水素源として使用したパラジウム担持酸化チタン(IV)によるカルボニル化合物の光触媒的水素化反応2023

    • 著者名/発表者名
      大音貴裕, 池内一真, 坂本友樹, 青野悠士郎, 恩田歩武, 今村和也
    • 学会等名
      第14回触媒科学研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Effect of water on photocatalytic reduction of carbonyl compounds over titanium(IV) oxide2021

    • 著者名/発表者名
      Ami Ide, Ayumu Onda, Kazuya Imamura
    • 学会等名
      18th Japan-Korea Symposium on Catalysis
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photocatalytic hydrogenation of nitrobenzene to aniline over titanium(IV) oxide using various saccharides as hydrogen sources2021

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Oto, Kazuma Ikeuchi, Yuki Sakamaoto, Yushiro Aono, Ayumu Onda, Kazuya Imamura
    • 学会等名
      18th Japan-Korea Symposium on Catalysis
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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