| 研究課題/領域番号 |
09450306
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
白井 義人 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (50175395)
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| 研究分担者 |
山本 修一 山口大学, 工学部, 教授 (80144921)
酒井 謙二 大分大学, 工学部, 助教授 (50205704)
岡本 正宏 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (40211122)
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| キーワード | 生ゴミ / 乳酸 / 生分解性プラスチック / 開放系 / シュミレーション / ポリヒドロキシアルカノエイト / Lactobacillus plantarun / Lactobacillus brevis |
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| 研究概要 |
本研究では生ゴミ処理と生分解性プラスチック生産の一石二鳥を達成することを目指し、生分解性プラスチックの原料になる乳酸を自然な乳酸菌を用いて生ゴミから生成することを試みた。その結果、pHを12時間毎に調整することにより系内のpHは周期的に7から4まで変化させることで、乳酸菌が優先種となり、乳酸が高い選択率と濃度で生成されることがわかった。この現象には優先種となった乳酸菌以外の微生物もデンプンの糖化やビタミン成分の生成で乳酸菌の生育を助けていることが示唆された。一方、周期的にpHが低下することで、クロストリジウム等、乳酸発酵を阻害する微生物の増殖を効果的に抑えることができた。本系では乳酸菌として常にLactobacillus plantarumとLactobacillus brevisが優先種として確認された。一方、多次元非線形数値最適化手法による生ゴミ乳酸発酵系のシミュレーションを遺伝的アルゴリズムと構造最適化の手法を用いて試みたが、L.plantarumが幅広いpH範囲にも良好に生育すること、L.brevisはpHを振幅させている制御法がその生育にプラスの影響を及ぼしていること、また、L.brevisはL.plantarumの生育を抑えることによって優先種になることが示唆された。さらに実験結果を増やすことによって、本シミュレーション技法が生ゴミの開放系での発酵という複雑な系を解明していく上で有効であることがわかった。本研究により生ゴミから乳酸を生成し生分解性プラスチックであるポリ乳酸やPHAを生成する基礎が固まり、問題点を明らかにすることができた。
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