耐低温性水素発酵菌による有機性廃棄物からの省エネルギー型水素生産

2003 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 14550773
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物・生体工学
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 横井 春比古 宮崎大学, 工学部, 教授 (00253815)
• 研究分担者: 廣瀬 遵 宮崎大学, 工学部, 助教授 (60264363)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• キーワード: 水素発酵 / 水素発酵菌 / 水素生産 / Clostridium / 耐低温性

研究概要

耐低温性水素発酵菌を用いて、有機性廃棄物を原料にして水素を生産できる省エネルギー型水素生産プロセスを開発するために、耐低温性水素発酵菌の分離を行ったところ、Clostridium sp. E-73が得られた。本菌株は15℃の低温下において培養pHを5.5に制御すると、グルコース及び澱粉から各々2.1及び2.5mol-H_2/mol-glucoseの高い水素生産収率で水素を生産できることが分かった。
また、本菌株の生成するα-アミラーゼ生産のための最適な培養条件は、pH5.5、温度35℃であった。α-アミラーゼの分子量は約73kDa、至適pHは4.5、至適温度は45℃であり、0℃の低温でも最大活性時の約5%の活性を示した。本酵素はpH4.5から5.5の酸性域および40℃以下で安定であった。
さらに、澱粉粕に窒素源としてコーンスティープリカーを添加すると、Clostridium sp. E-73が良好に水素を生産できることが分かった。また、本菌株とEnterobacter aerogenes HO-39の混合培養下での反復回分培養による連続水素生産を行うと、培地中に還元剤を入れなくても水素を生産でき、12℃から15℃の低温条件下でも1.0から1.2mol-H2/mol-glucoseの収率で水素を生産できることを明らかにした。