リグニンはその生成時の力学的環境にどのように化学構造を対応させるか

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17208015
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 林産科学・木質工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 松本 雄二 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (30183619)
• 研究分担者: 松本 雄二 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (30183619) ; 竹村 彰夫 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (50183455) ; 飯塚 尭介 東京大学, 名誉教授 (30012074) ; 横山 朝哉 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 講師 (10359573) ; 吉田 正人 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 准教授 (30242845) ; 今井 貴規 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 准教授 (20252281) ; 山本 浩之 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 准教授 (50210555)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2008
• キーワード: リグニン / アテ材 / 木化 / 木本 / 草本 / ボールミル / 進化 / 細胞壁

研究概要

多くの樹種のアテ材のリグニン構造精査した結果、アテ材のタイプに関わらず、圧縮環境ではリグニン含有量が高く、芳香核構造S/V比が低く、β-O-4構造が少なく同構造の立体異性対比)(エリトロ/トレオ比)が低いこと、引張環境ではその全てが逆になることを、統一的な法則性として見出した。さらに多くの樹種についての分析の結果、S/V比を中心に記しえるこれら特徴は、植物進化がもたらしたリグニン構造の変化であることが強く示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] The Relationship between Lignin and Morphological Characteristics of the Tracheary Elements from Cacao (Theobroma cacao L.) Hulls (2008)
  • 著者名/発表者名: Byung Yeoup Chung, Jae-Young Cho, Seung Sik Lee, Yoshiharu Nishiyama, Yuji Matsumoto, Kenji Iiyama
  • 雑誌名: Journal of Plant Biology 51(2) ページ: 139-144
• [雑誌論文] Reexamination of the mechanism of β-O-4 bond cleavage during acidolysis of lignin part 1 (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Yokoyama, Yuji Matsumoto
  • 雑誌名: Kinetic of the exclusive formation of enol ether from non-phenolic C6-C2 type model compounds. Holzforschung 62(2) ページ: 164
• [雑誌論文] Significant Lability of Guaiacylglycerol-β-Phenacyl Ether under Alkaline Conditions (2007)
  • 著者名/発表者名: Aiko Imai, Tomoya Yokoyama, Yuji Matsumoto, and Gyosuke Meshitsuka
  • 雑誌名: J. Agric. Food Chem 55(22) ページ: 9043-9046
• [雑誌論文] Structural characteristics of lignin in primitive pteridophytes : Selaginella species (2007)
  • 著者名/発表者名: Zhenfu Jin, Yuji Matsumoto, Takeshi Tange, Kenji Iiyama
  • 雑誌名: J. Wood Science 53(5) ページ: 412
• [雑誌論文] Determination of the accessible hydroxyl groups in heat-treated Styrax tonkinensis (Pierre) Craib ex Hartwich wood by hydrogen-deuterium exchange and 2H NMR spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Le Xuan Phuong, Masato Takayama, Satoshi Shida, Yuji Matsumoto, Tetsuo Aoyagi
  • 雑誌名: Holzforschung 61 ページ: 488-491
• [雑誌論文] Structural difference between leaf blade and petiole of original and mulched leaf litter of Ginkgo biloba (2006)
  • 著者名/発表者名: Zhenfu Jin, Yuji Matsumoto, Shunliu Shao, Takuya Akiyama, Kenji Iiyama
  • 雑誌名: Bull. Tokyo Univ. For 115 ページ: 51-64
• [雑誌論文] Leaf litter decomposition of selected urban tree species during mulching (2006)
  • 著者名/発表者名: Zhenfu Jin, Yuji Matsumoto, Shunliu Shao, Takuya Akiyama, Kenji Iiyama
  • 雑誌名: Bull. Tokyo Univ. For 115 ページ: 37-50
• [雑誌論文] Elucidation of the structure of cellulolytic enzyme lignin (2006)
  • 著者名/発表者名: Zhoujian Hu, Ting-Feng Yeh, Hou-min Chang, Yuji Matsumoto, John F. Kadla
  • 雑誌名: Holzforschung 60 ページ: 389-397
• [雑誌論文] Interference of Carbohydrates in the Determination of the Methoxyl Content of Lignin in Woody Samples (2006)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Goto, Keiichi Koda, Goulin Tong, Yuji Matsumoto, Gyosuke Meshitsuka
  • 雑誌名: J. Wood Chem and Technol 26(1) ページ: 81-93
• [雑誌論文] Proof of the presence of guaiacyl-syringyl lignin in Selaginella tamariscina (2005)
  • 著者名/発表者名: Zhenfu Jin, Yuji Matsumoto, Takeshi Tange, Takuya Akiyama, Masanobu Higuchi, Tadashi Ishii, Kenji Iiyama
  • 雑誌名: J. Wood Science 51(4) ページ: 424-426
• [雑誌論文] Erythro/threo ratio of β-O-4 structures as an important structural characteristic of lignin. Part 4 (2005)
  • 著者名/発表者名: Takuya Akiyama, Hitoshi Goto, Deded S. Nawawi, Wasrin Syafii, Yuji Matsumoto, Gyosuke Meshitsuka
  • 雑誌名: Variation in the erythro/threo ratio in soft- and hardwood lignins and its relation to syringyl and guaiacyl composition. Holzforschung 59(3) ページ: 276-281
• [雑誌論文] Characterization of active oxygen species under oxygen-alkali bleaching conditions (2005)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Yokoyama, Yuji Matsumoto and Gyosuke Meshitsuka
  • 雑誌名: Holzforschung 59(3) ページ: 269-275
• [雑誌論文] Formation of methyl iodide from methoxyl-group-free compounds by hydriodic acid treatment (2005)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Goto, Keiichi Koda, Goulin Tong, Yuji Matsumoto, Gyosuke Meshitsuka
  • 雑誌名: J. Wood Science 51(3) ページ: 312-315
• [雑誌論文] Lignin fragments rich in detached side-chain structures found in water-soluble LCC (2005)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Aimi, Yuji Matsumoto, Gyosuke Meshitsuka
  • 雑誌名: J. Wood Science 51(3) ページ: 252-255
• [雑誌論文] Structure of small lignin fragments retained in water soluble polysaccharides extracted from Birch MWL isolation residue (2005)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Aimi, Yuji Matsumoto, Gyosuke Meshitsuka
  • 雑誌名: J. Wood Science 51(3) ページ: 303-308
• [雑誌論文] Semi-quantitative Method to Evaluate the -Carbonyl Content in Lignin (2005)
  • 著者名/発表者名: Iori Tomoda, Yuji Matsumoto and Gyosuke Meshitsuka
  • 雑誌名: J. Wood Science 51(2) ページ: 172-175
• [雑誌論文] Quantitative Evaluation of Milling Effect on Lignin Structure during the Isolation Process of Milled Wood Lignin (2005)
  • 著者名/発表者名: Aya Fujimoto, Yuji Matsumoto, Hou-min Chang, Gyosuke Meshitsuka
  • 雑誌名: J Wood Science 51(1) ページ: 89-91
• [学会発表] Quantitative relationships between structure of lignin and its reactivity (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsumoto, Deded Sarip Nawawi, Wasrin Syafii, Iori Tomoda, Yosuke Uchida, Zhiguo Wang, Takuya Akiyama, Tomoya Yokoyama
  • 学会等名: 2009 ACS American Chemical Society
  • 発表場所: Salt Lake Ccity
  • 年月日: 20090300
• [学会発表] Variation in the Chemical Structure of Lignin in Tropical Wood Species (2008)
  • 著者名/発表者名: Deded Sarip Nawawi, Wasrin Syafii, Iori Tomoda, Yosuke Uchida, Tomoya Yokoyama, Yuji Matsumoto
  • 学会等名: 2008 ICPPB International Conference on Pulping, Papermaking and Biotechnology
  • 発表場所: Nanjing, China
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] Variety of Lignin Structure in Angiosperms and Their Reaction Woods (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsumoto, Deded Sarip Nawawi, Wasrin Syafii, Hirotaka Nakamura, Takuya Akiyama, Tomoya Yokoyama, Gyosuke Meshitsuka
  • 学会等名: 2007 IUFRO International Union of Forest Research Organization, All Division 5 meeting
  • 発表場所: Taipei
  • 年月日: 20071200
• [学会発表] How lignin Changes Its Chemical Structure Depending on the Mechanical Circumstances (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuji Matsumoto, Deded Sarip Nawawi, Wasrin Syafii, Takuya Akiyama, Gyosuke Meshitsuka
  • 学会等名: 2007 ISWFPC International Symposium on Wood, Fiber and Pulping Chemistry
  • 発表場所: Durban, South Africa
  • 年月日: 20070600
• [学会発表] Absolute Amount of b-O-4 Structure in Wood and Non-wood Cell Wall (2007)
  • 著者名/発表者名: Hirotaka Nakamura, Deded S. Nawawi, Kenya Kondo, Zhenfu Jin, Takuya Akiyama, Tomoya Yokoyama, Yuji Matsumoto
  • 学会等名: 2007 ISWFPC International Symposium on Wood, Fiber and Pulping Chemistry
  • 発表場所: Durban, South Africa
  • 年月日: 20070600
• [産業財産権] 木粉を溶解するための溶媒 (2008)
  • 発明者名: 松本雄二、横山朝哉、王志国
  • 権利者名: 松本雄二、横山朝哉、王志国
  • 産業財産権番号: 特許権,特願2008-211334
  • 出願年月日: 2008-08-20