2018 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入谷 英司 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60144119) [Withdrawn]
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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 / 生理活性物質 / 限外濾過膜 / 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、昨年度に確立した食品廃棄物を用いる有用酵素の調製システムと環境汚染有毒物の処理システムとのハイブリッド化を行うとともに、増殖した余剰菌の減量化および生理活性物質の抽出を試みた。代表的な食品廃棄物である廃糖蜜を栄養源して用いる白色腐朽菌カワラタケの培養によりアントラキノン系染料の脱色酵素が効率よく得られることが明らかとなったため、重力沈降により菌と酵素を含む液との分離を行い、この酵素液を用いるメンブレンリアクターの構築を行った。分画分子量10000の限外濾過膜を設置することで、酵素をリアクター内に保持することができ、着色廃水の連続的な脱色処理が可能となった。必要となる酵素量が極わずかであるため、膜ファウリングはほとんど観察されず、長期間に亘って安定した処理を持続できた。また、余剰菌の利用について検討し、高圧圧搾脱水により含水率を20％程度まで下げることができ、高度な減量化が可能なことと、搾液から血圧降下作用および抗酸化作用物質を、脱水ケークからは抗腫瘍活性物質を検出し、余剰菌の有効活用が可能なことを示すができた。
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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、環境汚染物質の連続的な処理が可能となるとともに、余剰菌の高度脱水による減量化および生理活性物質の回収が可能となり、「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、次年度は処理システムの最適化を進める。
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| Causes of Carryover |
（理由）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、これまでに構築した各要素技術を融合して、処理システムの最適化を行い、様々な難分解性廃水への適用を試みる予定であり、より多くの廃水を用いた検討が必要となるため、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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Research Products
(25 results)
