研究課題
セルロース系およびキチン系バイオマス（以下、不用バイオマス）は地球上で最も多く発生する生物系廃棄物であるが、普及を期待できるような資源化法が見出されていない。申請者はこれまで、不用バイオマスを糖化する微生物を本州、北海道、沖縄で探索し、複数の糖化酵素活性を併せ持つ微生物を分離した。そこで本課題では、これらの分解微生物と発酵微生物を併用し、不用バイオマスからバイオ燃料を生産する“Waste-to-Energy”プロセスを開発できるか検討した。今年度は特に、これまでに分離してきたセルロース分解微生物およびキチン分解微生物の酵素液を醸造酵母あるいは嫌気消化槽微生物に添加することで不用バイオマスからエタノールあるいは水素を生産できるか小ボトルスケールで発酵試験を行った。まずセルロース分解微生物G. japonicusの酵素液がどのような種類の海藻に対して糖化能を持つかを検討したところ、緑藻と紅藻に対して分解能を持っていた。そこで藻類糖化液を醸造酵母に与えて発酵させたところ、終濃度1%でエタノールが生産され、海藻の糖化を経てバイオエタノール生産ができる可能性が示された。また、キチン分解能を持つ微生物として分離した消化汚泥分解微生物6株を調べたところ、キチン分解酵素のみならずヘミセルロースおよびケラチン分解酵素の活性も検出された。これらの株の酵素液を嫌気消化菌に加えて培養したところ、基質1 gあたり0.05～0.2 mLの水素生産が認められた。他方発酵時のpHをアルカリ性にしてメタン生産を分析したところ、酵素を添加しない場合は基質1 gあたり2.5 mLのメタンが発生したのに対して、酵素を加えた場合は基質1 gあたり3～4.5 mLのメタンが発生した。
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International Biodeterioration and Biodegradation
巻: 120 ページ: 58-65
http://dx.doi.org/10.1016/j.ibiod.2017.02.009
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology
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10.1099/ijs.0.64130-0
