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2020 年度 実績報告書

深海底にセルロースはどれほど存在するか

研究課題

研究課題/領域番号 18K18188
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

磯部 紀之  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学プログラム), 研究員 (10802986)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードセルロース / 多糖 / 堆積物 / 抽出 / 有機物
研究実績の概要

本研究の目的は、深海堆積物中にどのくらいセルロースが含まれているかを正確に定量することにある。そのためには、堆積物中からセルロースのみを選択的に抽出する必要があるが、種々の実験や前年度・前々年度の結果から、2020年度は以下2点を検討する必要性が生じた。
1点目は、前年度までの手法で実際の堆積物を処理したところ、どのセルロース溶剤を使用しても夾雑物の存在によりセルロースを完全に溶解できないことが判明したことである。そこで、セルロースを溶かし出すだけでなく、比重によってセルロースを浮かし出すことを試みた。セルロースの比重は1.5~1.6であるので、セルロースに親和性があり、かつ比重が1.6以上あるものとして飽和臭化リチウム水溶液(比重1.7)を選択した。しかし、飽和臭化リチウム水溶液ではセルロースを浮かし出すことはできなかった。この原因は、セルロースが有する水酸基の高い溶媒和によるものであることを突き止め、国際学術誌に1報は投稿準備中、もう1報は投稿・受理された。
2点目は、上述の問題を踏まえて、抽出方法を再考しなければならなくなったことにある。そこで、比重2.0の重液を用いて有機物を多く含む成分を分離し、セルラーゼによって酵素糖化することで、セルロース量を決定する方法の開発を目指した。この方法によって、セルロースをほぼ完全に浮かし出し、酵素糖化によって遊離したグルコース量からセルロースを定量することができた。また、相模湾の堆積物をモデルとして同様の抽出試験を行ったところ、極めて良好な結果を得た。今後は検出精度を高めることで、より微量のセルロースの検出を目指す。
コロナウィルスの感染拡大に伴う出勤制限のため、実験期間が縮小されたが、論文執筆や実験計画の変更により効率的に研究を遂行することで、当初の目標である堆積物中のセルロースの定量法の確立を達成することができた。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] York University(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      York University
  • [雑誌論文] Salt-induced LCST-type thermal gelation of methylcellulose: quantifying non-specific interactions via fluctuation theory2020

    • 著者名/発表者名
      Isobe Noriyuki、Shimizu Seishi
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 22 ページ: 15999~16006

    • DOI

      10.1039/d0cp01687j

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Primary structure of gum arabic and its dynamics at oil/water interface2020

    • 著者名/発表者名
      Isobe Noriyuki、Sagawa Naoya、Ono Yuko、Fujisawa Shuji、Kimura Satoshi、Kinoshita Keigo、Miuchi Takeshi、Iwata Tadahisa、Isogai Akira、Nishino Masayuki、Deguchi Shigeru
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers

      巻: 249 ページ: 116843~116843

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2020.116843

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cellulose dissolution and regeneration using a non-aqueous, non-stoichiometric protic ionic liquid system2020

    • 著者名/発表者名
      Berga Laura、Bruce Isobel、Nicol Thomas W. J.、Holding Ashley J.、Isobe Noriyuki、Shimizu Seishi、Walker Adam J.、Reid Joshua E. S. J.
    • 雑誌名

      Cellulose

      巻: 27 ページ: 9593~9603

    • DOI

      10.1007/s10570-020-03444-8

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 再生セルロースゲルが示す多孔質弾性2021

    • 著者名/発表者名
      磯部紀之
    • 学会等名
      日本木材学会第71回年次大会

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公開日: 2022-12-28  

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