低細胞毒性のセルロース溶媒を用いたリグノセルロースリファイナリー基盤技術の構築

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22760603
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 仁宮 一章 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 助教 (10379125)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: リグノセルロース / イオン液体 / 超音波 / 糖化前処理

研究概要

リグノセルロースの糖化前処理能力が高く、かつ細胞毒性が低いイオン液体を探索した結果、コリン系イオン液体の中でも、酢酸イオンを陰イオンに持つコリン酢酸(ChlOAc)が、バイオマス前処理能力(2時間の前処理で約90%の糖化効率)と低細胞毒性(EC50約10%)を兼ね備えるイオン液体であることを発見した。また、イオン液体にリグノセルロースを溶解させた上で、加熱ではなく超音波を照射し続ける新規な糖化前処理法を検討した。その結果、約2時間の前処理を行うことで、その後の24時間の酵素反応により、リグノセルロース中のセルロースをほぼ100%糖化し、リグニンを残渣として分離回収できる優れた方法であることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Enhanced enzymatic saccharification of kenaf powder after ultrasonic pretreatment in ionic liquids at room temparature (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Ninomiya, Kazuki Kamide, Kenji Takahashi and Nobuaki Shimizu
  • 雑誌名: Bioresour. Technol. 巻: 103 ページ: 259-265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeted sonodynamic therapy using protein-modified TiO_2 nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Ninomiya, Chiaki Ogino, Shuhei Oshima, Shiro Sonoke, Shun' ichi Kuroda and Nobuaki Shimizu
  • 雑誌名: Ultrason. Sonochem 巻: 19 ページ: 607-614
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeted sonodynamic therapy using protein-modified TiO_2 nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Ninomiya, Shuhei Oshima, Shiro Sonoke, Chiaki Ogino, Shun' ichi Kuroda and Nobuaki Shimizu
  • 雑誌名: Proceedings of the 20th Annual Meeting of the Japan Society of Sonochemistry & The International Workshop on Advanced Sonochemistry ページ: 80-83
• [雑誌論文] Ultrasonic pretreatment in ionic liquids enhanced subsequent enzymatic saccharification of lignocellulosic materials (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Ninomiya, Kazuki Kamide, Kenji Takahashi, and Nobuaki Shimizu
  • 雑誌名: Proceedings of the 20th Annual Meeting of the Japan Society of Sonochemistry & The International Workshop on Advanced Sonochemistry ページ: 121-124
• [雑誌論文] Enhanced hydroxyl radical generation and cell injury by the combined use of TiO_2 particles and ultrasounds with dual frequencies (2011)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Noda, Kazuaki Ninomiya, and Nobuaki Shimizu
  • 雑誌名: Proceedings of the 20th Annual Meeting of the Japan Society of Sonochemistry & The International Workshop on Advanced Sonochemistry ページ: 145-148
• [雑誌論文] イオン液体と超音波を組み合わせたリグノセルロースの糖化前処理 (2011)
  • 著者名/発表者名: 仁宮一章, 高橋憲司, 清水宣明
  • 雑誌名: ケミカルエンジニヤリング 巻: 56(2) ページ: 19-23
• [学会発表] 重イオンビーム照射とFACSを繰り返すことによるセルラーゼ酵素高発現酵母の選抜育種 (2011)
  • 著者名/発表者名: 仁宮一章、曽田裕司、清水宣明、佐藤勝也、鳴海一成
  • 学会等名: 第6回高崎量子応用研究シンポジウム
  • 発表場所: 高崎シティギャラリー(群馬県)
  • 年月日: 20111013-14
• [学会発表] イオン液体と超音波照射を組み合わせたリグノセルロースの糖化前処理 (2011)
  • 著者名/発表者名: 曽田裕司、上出一輝、仁宮一章、高橋憲司、清水宣明
  • 学会等名: 日本生物工学会第63回大会
  • 発表場所: 東京農工大学小金井キャンパス(東京都)
  • 年月日: 20110926-28
• [学会発表] コリン系イオン液体を用いたリグノセルロースの糖化前処理 (2011)
  • 著者名/発表者名: 仁宮一章、曽田裕司、山内崇史、小林雅史、高橋憲司、清水宣明
  • 学会等名: 日本生物工学会第63回大会
  • 発表場所: 東京農工大学小金井キャンパス(東京都)
  • 年月日: 20110926-28
• [学会発表] 発光性ビフィズス菌の構築とその特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松本真実、山田龍治、仁宮一章、片山高嶺、清水宣明
  • 学会等名: 日本生物工学会第63回大会
  • 発表場所: 東京農工大学小金井キャンパス(東京都)
  • 年月日: 20110926-28
• [学会発表] Cell SELEX法により選抜したヒト肝臓由来がん細胞に対するDNAアプタマーの評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩倉和希、川嶋聡、仁宮一章、荻野千秋、清水宣明
  • 学会等名: 日本生物工学会第63回大会
  • 発表場所: 東京農工大学小金井キャンパス(東京都)
  • 年月日: 20110926-28
• [学会発表] 超音波、固体触媒、イオン液体を組み合わせたリグノセルロースの糖化前処理 (2011)
  • 著者名/発表者名: 仁宮一章
  • 学会等名: NPO法人近畿バイオインダストリー振興会議バイオマス研究会第14回研究会
  • 発表場所: 神戸大学(兵庫県)
  • 年月日: 2011-07-09