熱帯生物資源から生分解性プラスチックを生産する発酵システムの開発

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06044173
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 石崎 文彬 九州大学, 農学部, 教授 (20183163)
• 研究分担者: STANBURY Pet University of Hertfordshire,UK,, Microbio, 教授 ; 田中 賢二 九州大学, 農学部, 助手 (20236582) ; 園元 謙二 九州大学, 農学部, 助教授 (10154717)
• キーワード: キシロース / PHB / 乳酸発酵 / 二段発酵 / Lactococcus lactis / Alcaligenes eutrophus

研究概要

本研究は熱帯農産物資源(特にオイルパーム廃繊維)から得られるヘミセルロースを酵素糖化してキシロースとし、これから発酵法でL-乳酸を得て、生分解性ポリエステルであるポリヒドロキシ酪酸またはポリ乳酸を発酵または合成法で製造する技術を日英共同で開発しようとするものである。本年度は、乳酸発酵では、1にキシロース糖源のL-乳酸連続発酵法の開発、2にL-乳酸発酵に代表される嫌気生発酵における連続基質フィード法の基礎理論の確立、またL-乳酸から生分解性ポリエステル生産では、L-乳酸基質連続フィード法の基礎理論の確立、またL-乳酸からの生分解性ポリエステル生産では、L-乳酸基質連続フィード法によるPHB生産条件の検討を行った。キシロース糖源のL-乳酸連続発酵法の開発のために、キシロース糖L-乳酸発酵の乳酸と酢酸の阻害レベルを明らかにして、増殖、基質消費、乳酸生成の全ての速度パラメータを決定した(Bio-technol.Letterなど3報に発表)。また効率高い乳酸発酵を目指して乳酸の阻害を低減するシ-ド培養法、電気透析培養法における最適化を行った(J.Ferment.Bioeng.など2報に発表)。また、L-乳酸からPHBを発酵生産する場合の連続基質フィードについて検討し、ラクチドが発酵を顕著に阻害することを明らかにし、また倍地中乳酸濃度の制御が発酵生産性を左右することを明らかにし国際会議で発表した(Biotechnol.Letters,に発表、International Symposium on Bacterial PHB)。英国側では、キシロース糖源のL-乳酸連続発酵法としてのケモスタット法を検討した。日英共同実験の結果、同一菌を用いた培養で、同じ速度パラメータが得られることを確認した。

研究成果

• [文献書誌] Ayaaki Ishizaki: "L-Lactate production from xylose employing Lactococcus lactis IO-1." Biotechnology Letters,. 14(7). 599-604 (1992)
• [文献書誌] Ayaaki Ishizaki: "Reduction in the length of the lag phase of L-Lactate fermentation by the use of inocula from electrodialysis seed cultures." J.Ferment.Bioeng.,. 76(2). 151-152 (1993)
• [文献書誌] Ayaaki Ishizaki: "The Kinetics of end-product inhibition of L-Lactate production from xylose and glucose by Lactococcus lactis IO-1." Biotechnology Letters,. 15(5). 489-494 (1993)
• [文献書誌] Ayaaki Ishizaki: "Fermentative production of poly-β hydroxybutyric and from xylose by a two stage culture method employing Lactococcus lactis IO-1 and Alcaligenes eutrophus." Biotechnology Letters,. 15(12). 1217-1222 (1993)
• [文献書誌] Ayaaki Ishizaki: "Stimulation of the rate of L-Lactate fermentation using Lactococcus lactis IO-1 by periodic electrodialysis." J.Ferment.Bioeng.,. 77(5). 508-512 (1994)
• [文献書誌] Ayaaki Ishizaki: "Fermentative production of P(3HB)from xylose via L-Lactate by a two stage culture method employing Lactococcus lactis IO-1 and Alcaligenes eutrophus." Can.J.Microbiol.,. (in press). 14-18 (1994)