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バイオリファイナリーのための植物細胞壁全可溶化・バイオミメティック分解系の構築

研究課題

研究課題/領域番号 23310061
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境技術・環境材料
研究機関京都大学

研究代表者

渡邊 隆司  京都大学, 生存圏研究所, 教授 (80201200)

研究分担者 片平 正人  京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (70211844)
連携研究者 渡邊 崇人  京都大学, 生存圏研究所, 助教 (30362403)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2011年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワードバイオマス / バイオリファイナリー / リグニン / バイオファイナリー / 木材 / バイオミメティック反応
研究概要

本研究では、木材を安価な電解質溶媒に可溶化して利用する方法を開発した。研究の結果、室温で微粉砕木粉が全可溶化する有機酸による溶解法を見出した。調製した木材溶液は、可溶化直後に高分子溶液としての性質を示した。可溶化液の異種溶媒混合により、セルロース性の多孔体が分離し、溶液画分からは溶媒留去により透明なフィルムが生成することを見出した。この可溶化機構をモデル化合物を用いた反応で提案した。溶解温度を110℃にすると、おが屑がセルロースの加水分解を伴い全可溶化することも見出した。さらに、ヘテロポリ酸による微粉砕木粉の可溶化条件や酵素糖化性も明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (31件) (うち招待講演 11件) 図書 (8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Dissolution of wood in α-keto acid and aldehydic carboxylic acids and fractionation at room temperature2014

    • 著者名/発表者名
      Yuri Nishiwaki-Akine and Takashi Watanabe
    • 雑誌名

      Green Chem.

      巻: (in press) 号: 7 ページ: 3569-3579

    • DOI

      10.1039/c4gc00504j

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 化学資源としてのバイオマス2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺隆司
    • 雑誌名

      化学工学

      巻: 76 ページ: 444-448

    • NAID

      10030928863

    • URL

      http://www.scej.org/kagakukogaku_shi/mokuji/76/7608.pdf

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイオマスが拓く持続的社会2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺隆司
    • 雑誌名

      生存圏研究

      巻: 7 ページ: 23-28

    • NAID

      120005398858

    • URL

      http://repository.kulib.kyoto-u.ac.jp/dspace/bitstream/2433/184841/1/rish%2000700_023.pdf

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 熱帯早生樹のバイオリファイナリー2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺隆司
    • 雑誌名

      生存圏研究

      巻: 7 ページ: 73-77

    • NAID

      120005398850

    • URL

      http://repository.kulib.kyoto-u.ac.jp/dspace/bitstream/2433/184833/1/rish%2000700_073.pdf

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ウッドバイオリファイナリー2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺隆司
    • 雑誌名

      材料

      巻: 61 ページ: 668-674

    • URL

      https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsms/61/7/61_668/_pdf

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A comparative study of matrix- and nano-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry of isolated and synthetic lignin, Phytochem.Anal., in press, DOI 10.1002/pca.1350 (2011)2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka, K., D.Ando, T.Watanabe
    • 雑誌名

      Phytochemical Analysis

      巻: 23 号: 3 ページ: 248-253

    • DOI

      10.1002/pca.1350

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 遠隔相関二次元NMR法によるリグニン-多糖結合構造の解析2014

    • 著者名/発表者名
      神谷明宏,西村裕志,片平正人,渡辺隆司
    • 学会等名
      第64回日本木材学会大会
    • 発表場所
      愛媛大学、松山市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] バイオマス高度利用のための新規リグニン・糖間結合分解酵素に関する国際共同研究2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Watanabe, Hiroshi Nishimura, Filip Nylander, Hampus Sunner, Masato Katahira, Lisbeth Olsson, Gunnar Westman
    • 学会等名
      第248回生存圏シンポジウム、生存圏ミッションシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学、宇治市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] リグノセルロース系バイオマスからのバイオ燃料・機能化学品生産のための成分分離のデザイン2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺隆司
    • 学会等名
      第65回日本生物工学会大会、生物工学シンポジウム、デザインドバイオマス学とスマート発酵工学 : 植物育種研究と発酵工学研究のコラボレーション
    • 発表場所
      広島市、広島国際会議場
    • 年月日
      2013-09-19
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 持続的社会の構築を目指したバイオマスのバイオ燃料・機能性物質への変換2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺隆司
    • 学会等名
      東京電機大学総合研究所-新分野開拓研究-第1回シンポジウム「地域に密着したスマートエネルギーへの取組」
    • 発表場所
      東京、東京電機大学
    • 年月日
      2013-06-29
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Microwave processing for the production of bioethanol and aromatic chemicals from woody biomass2013

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe
    • 学会等名
      4th International Conference on Biorefinery―towards Bioenergy, ICBB2013
    • 発表場所
      Xiemen, China
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Microwave processing for the production of bioethanol and aromatic chemicals from woody biomass2013

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe
    • 学会等名
      Annual Meeting of International Academy of Wood Science 2013
    • 発表場所
      Nanjin, China
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リグノセルロース系バイオマスからのバイオ燃料・機能化学品生産のための成分分離のデザイン2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺隆司
    • 学会等名
      第65回日本生物工学会大会、生物工学シンポジウム、デザインドバイオマス学とスマート発酵工学:植物育種研究と発酵工学研究のコラボレーション
    • 発表場所
      広島国際会議場、広島市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 持続的社会の構築を目指したバイオマスのバイオ燃料・機能性物質への変換2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺隆司
    • 学会等名
      東京電機大学総合研究所─新分野開拓研究─ 第1回シンポジウム 「地域に密着したスマートエネルギーへの取組」
    • 発表場所
      東京電機大学、東京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural analysis of lignin by ultra-high sensitivity NMR for biorefinery2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Watanabe, Hiroshi Nishimura, Hideyasu Okamura, Akihiro Kamiya, Hideaki Tagashira, Yoshitoshi Nakamura, Masaharu Nakamura, Hikaru Takaya, Masato Katahira
    • 学会等名
      The 4th International Symposium of Advanced Energy Science ~Principle of Zero-Emission Energy~
    • 発表場所
      京都大学、宇治市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] リグノセルロース包括構造解析とマイクロ波を利用したバイオ燃料・機能性物質への変換2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺 隆司
    • 学会等名
      分析化学会近畿支部セミナー平成24年度分析化学会近畿支部セミナー
    • 発表場所
      けいはんなプラザ(京都府相楽郡)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リグノセルロース包括利用を目指した植物細胞壁の精密構造解析とバイオ燃料、機能性物質への変換2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺隆司
    • 学会等名
      日本バイオプラスチック協会講演会
    • 発表場所
      宇治
    • 年月日
      2012-11-16
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] リグノバイオリファイナリーに向けたバイオマスの包括構造解析と変換戦略2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺隆司
    • 学会等名
      エコマテリアル研究会バイオマス資源からの高度物質生産技術の開発動向
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-10-19
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Disintegration of lignocellulosic biomass for 2nd generation, biofuels & biorefineries. The International Symposium on Human Development and Sustainable Utilization of Natural Resources in Asia Countries2012

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe
    • 学会等名
      The 6th Thailand-Korea-Indonesia Joint Symposium on Biomass Utilization and Renewable energy
    • 発表場所
      バリクパパン
    • 年月日
      2012-07-09
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] リグノセルロース包括利用を目指した植物細胞壁の精密構造解析と担子菌、電磁波反応による変換2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺隆司
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会シンポジウム
    • 発表場所
      宇治
    • 年月日
      2012-06-26
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] リグノバイオリファイナリー構築に向けての取り組み2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺隆司
    • 学会等名
      第62回日本木材学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] リグノセルロース包括構造解析とマイクロ波を利用したバイオ燃料・機能性物質への変換2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺隆司
    • 学会等名
      分析化学会近畿支部セミナー : 分析化学とマイクロ波化学 No.9
    • 発表場所
      京都府相楽郡精華町
    • 年月日
      2012-02-14
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロ波を利用した木質バイオマスの燃料・機能性物質への変換2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺隆司
    • 学会等名
      京都産学公連携機構バイオリソースを活用した京都発リファイナリー構築フォーラム
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-01-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Biorefinery study to utilize whole cell wall components for 2nd generation biofuels, chemicals and functional materials, SABH20122012

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe
    • 学会等名
      International symposium on sustainable development and human security in Southeast Asia through biorefinery and low cost house
    • 発表場所
      宇治
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Analysis and conversion of woody biomass for lignocellulosic biorefinery2012

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe
    • 学会等名
      WWSC国際会議
    • 発表場所
      ストックホルム
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Lignin as a key molecule in biorefineries: Free radical-mediated degradation and interaction with hydrolases2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Watanabe
    • 学会等名
      Biocat 2012: The 6th international conference on biocatalysis
    • 発表場所
      ハンブルク,ドイツ
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Wood biorefinery by microwave processing and ethanologenic bacteria2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Watanabe
    • 学会等名
      Lignobiotech II
    • 発表場所
      ACROS Fukuoka(福岡市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Biorefinery study to utilize whole cell wall components for 2nd generation biofuels, chemicals and functional materials2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Watanabe
    • 学会等名
      International Symposium on Sustainable Development and Human Security in Southeast Asia through Biorefinery and Low Cost House, SABH2012
    • 発表場所
      京都大学(宇治市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] リグノバイオリファイナリーに向けたバイオマスの包括構造解析と変換戦略2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺 隆司
    • 学会等名
      エコマテリアル研究会 バイオマス資源からの高度物質生産技術の開発動向
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Disintegration of lignocellulosic biomass for 2nd generation biofuels & biorefineries2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Watanabe
    • 学会等名
      The International Symposium on Human Development and Sustainable Utilization of Natural Resources in Asia Countries
    • 発表場所
      バリクパパン、インドネシア
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リグノセルロース包括利用を目指した植物細胞壁の精密構造解析と担子菌、電磁波反応による変換2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺 隆司
    • 学会等名
      環境バイオテクノロジー学会シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学(宇治市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis and conversion of woody biomass for lignocellulosic biorefinery2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Watanabe
    • 学会等名
      WWSC 国際会議
    • 発表場所
      Stockholm、スウェーデン
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオリファイナリーのためのセルラーゼおよびリグニンの質量分析2011

    • 著者名/発表者名
      吉岡康一、高田理江、大代正和、渡邊崇人、本田与一、渡辺隆司
    • 学会等名
      第25回セルラーゼ研究会
    • 発表場所
      花王(株)霞ヶ浦研修所(茨城県)
    • 年月日
      2011-10-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] バイオリファイナリーのためのリグニンのMALDI-FT-ICR MS2011

    • 著者名/発表者名
      吉岡康一, 渡邊崇人, 本田与二, 渡辺隆司
    • 学会等名
      第56回リグニン討論会
    • 発表場所
      山形大学(山形県)
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 木質バイオマスの定量・微細構造解析のためのHSQC/HMBC NMR法の開発2011

    • 著者名/発表者名
      西村裕志、小澤佑、岡村英保、佐々木碧、片平正人、渡辺隆司
    • 学会等名
      第56回リグニン討論会
    • 発表場所
      山形大学(山形県)
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Structural characterization and conversion technologies of lignocellulosic biomass2011

    • 著者名/発表者名
      T.Watanabe
    • 学会等名
      APEC-ATCWG Biofuels Network Annual Symposium and Biotrade/Technical Training Workshop
    • 発表場所
      チェンマイ(タイ)(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Disintegration of lignocellulosic biomass for 2nd generation biofuels & biorefineries2011

    • 著者名/発表者名
      T.Watanabe
    • 学会等名
      APEC-ATCWG Biofuels Network Annual Symposium and Biotrade/Technical Training Workshop
    • 発表場所
      チェンマイ(タイ)(招待講演)
    • 年月日
      2011-05-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] "Introduction: Potential of Cellulosic Ethanol", In Lignocellulose Conversion, Enzymatic and Microbial Tools for Bioethanol Production, Chapter 1(Vincenza Faraco Ed.)2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Watanabe
    • 出版者
      Springer: New York(DOI:10.1007/978-3-642-37861-4_1)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] バイオマス分解・燃料化、マイクロ波プロセス技術II2013

    • 著者名/発表者名
      三谷友彦、渡辺隆司
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] 超高分解能質量分析法FT-ICR MSによるリグニンの構造解析、リグニン利用の最新動向2013

    • 著者名/発表者名
      吉岡康一、渡辺隆司
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] Lignocellulose Conversion, Enzymatic and Microbial Tools for Bioethanol Production2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Watanabe
    • 総ページ数
      199
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] マイクロ波プロセス技術II2013

    • 著者名/発表者名
      三谷友彦、渡辺隆司
    • 総ページ数
      300
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実績報告書
  • [図書] Microwave technology for lignocellulosic biorefinery, The Role of Green Chemistry in Biomass Processing and Conversion(eds. by H. Xie, N. Gathergood)2012

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, T. and T. Mitani
    • 出版者
      John Wiley & Sons
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] The Role of Green Chemistry in Biomass Processing and Conversion2012

    • 著者名/発表者名
      T.Watanabe, and T. Mitani
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      John Wiley & Sons
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] バイオマス分解酵素研究の最前線-セルラーゼ・ヘミセルラーゼを中心として-2012

    • 著者名/発表者名
      高田理江、渡辺隆司
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] セルロース系バイオマスからバイオエタノール・化学品を生産する基礎および応用研究

    • URL

      http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/W/LBC/

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [備考] セルロース系バイオマスからバイオエタノール・化学品を生産する基礎および応用研究

    • URL

      http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/W/LBC/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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