2017 Fiscal Year Research-status Report
Development of Membrane-Based Advanced Wastewater Treatment Process Effectively Utlizing Foods, Fungi and Enzymes
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17K06889
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
片桐 誠之 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (00345919)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
入谷 英司 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60144119)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | メンブレンリアクター / 難分解性廃水 / 白色腐朽菌 / 酵素 / 食品廃棄物 / メラノイジン / 精密濾過 / 沈降 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、難分解性の環境汚染有毒物を分解可能な酵素を、廃糖蜜などの食品廃棄物を有効活用した白色腐朽菌の培養により効率よく産生する手法を確立するとともに、産生酵素を精製することなく、培養液をそのままメンブレンリアクターに投入し、膜の分離機能により酵素をリアクター内に動的に固定して、難分解性廃水の連続的な処理を可能とするシステムを構築する。また、増殖し、処分が必要となる菌体から生理活性物質を抽出する手法を確立し、単なる水処理に留まらず、食品・菌・酵素の全ての有効活用を可能とする、これまでに類を見ない全く新しい膜利用型高度処理プロセスを開発することを目的とする。今年度は、食品廃棄物を培地に用い、白色腐朽菌による有用な分解酵素の産生が可能であるか検討を行った。代表的な食品廃棄物である廃糖蜜は栄養源となる糖類を多量に含有しており、培地の有機炭素量を適切に調整することにより酵素の効率的な産生が可能となることが明らかとなった。廃糖蜜には、難生分解性のメラノイジンも含まれることから、その影響を明らかにするために合成メラノイジンによる培養も行い、メラノイジンの存在により酵素の産生が促進されるが、高濃度のメラノイジンは菌体増殖を阻害することも確認された。適切な濃度の廃糖蜜培地を用いると、酵素産生後に酵素を含む培養液と新しい廃糖蜜培地とを入れ換えることで、数日毎に高濃度の酵素が得られることがわかった。なお、静置・振とうの両培養方式において、効率的な酵素産生条件が確立できた。また、培養懸濁液の分離性を検討し、菌と酵素を含む培養液との分離は、精密濾過で容易にでき、膜面上に形成される菌ケークの抵抗が小さく、酵素等の培養液成分による膜閉塞がほとんど生じないこと、菌体がペレットを形成する場合には、重力沈降による分離も可能であることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究成果により、食品廃棄物の廃糖蜜が培地として利用できることが明らかとなり、白色腐朽菌による分解酵素の効率的産生条件を確立することができた。また、白色腐朽菌の培養懸濁液の分離特性も明らかとなり、「研究実施計画」からの遅れはほとんどなく順調に成果が得られつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
順調に成果が得られているので、当初の計画に従って、次年度は「環境汚染物質の無毒化」、「白色腐朽菌からの生理活性物質の抽出」、「処理システムの構築」を進める。
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| Causes of Carryover |
（理由）本年度は、研究室で保管していた試料や試薬なども利用して研究を進めたため、当初の計画より低予算で成果を得ることができた。
（使用計画）次年度は、当初の計画内容に加えて、メンブレンリアクター構築のために最適な分離膜の選定も行うこととし、未使用分をこの費用にあてる。また、研究成果を広く公表するため、様々な学会等での研究発表を積極的に計画する。
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