| 研究課題/領域番号 |
08455385
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
西尾 尚道 広島大学, 大学院先端物質科学研究所, 教授 (30034383)
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| 研究分担者 |
中島田 豊 広島大学, 工学部, 助手 (10281164)
柿薗 俊英 広島大学, 大学院先端物質科学研究所, 助教授 (00214255)
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| キーワード | 二酸化炭素 / Acetobacterium / Methanosaeta concilii / ビタミンB12 / メタン発酵 / ホモ酢酸発酵 / 混合培養 / メタノール |
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| 研究概要 |
本研究は、二酸化炭素の有効な再生利用に向けて、偏性嫌気性細菌が有する二酸化炭素の資化能力に着目し、これを菌体内有用物質生産(ビタミンB_<12>)を伴いながら、化学原料としての酢酸またはエネルギー物質としてメタンへと変換させるインテリジェント嫌気発酵プロセスを開発することを目的とする。本嫌気発酵システムにおいては、ビタミンB_<12>生産能を有するホモ酢酸生成菌(Acetobacterium sp.)の増殖・ビタミンB_<12>生産特性を解析し、新規な嫌気発酵プロセスを構築するアプローチをとる。今までの研究成果を以下に概略する。第一に、Acetobacterium sp.は高いビタミンB_<12>含量(5mg/g菌体)を有し、二酸化炭素・メタノールからホモ酢酸発酵を行った。二酸化炭素は補基質として利用する事からメタノール・二酸化炭素を炭素源としたケモスタット連続培養を行い、速度論的および化学量論的解析を行った。その結果、メタノール・二酸化炭素の消費モル比は2:1である事およびビタミンB_<12>、酢酸の比生成速度は比増殖速度に比例して増加する事を見出した。この知見に基づき、セラミック担体を充てんした固定床リアクターによる高希釈率下での連続培養により高速酢酸およびビタミンB_<12>生産が可能となった。
第二に、本菌は酢酸生成により顕著な増殖阻害を受ける。そこで、酢酸資化糸状性メタン生成細菌Methanosaeta conciliiとの共生培養を試みた。すなわち、Acetobacteriumの二酸化炭素・メタノールケモスタット連続培養系を、M.conciliiをポリプロピレン・セラミック混合担体に付着固定した固定床リアクターに液循環し酢酸をメタンに変換した。この新規な混合培養エコシステムの構築によりAcetobacteriumの最大比増殖速度以上の希釈率で連続運動が可能となり、高速メタン生成およびビタミンB_<12>生産が可能となった。
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