2013 Fiscal Year Annual Research Report
バイオマス高度利用による乳酸ポリマー生産のための次世代微生物工場の創成
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23310059
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
田口 精一 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70216828)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 敏文 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80291235)
松本 謙一郎 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80360642)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 新規モノマー / 基質特異性 / モノマー組成 / ポリマー物性 / 乳酸ポリマー / 微生物工場 / CoA転移酵素 / 重合酵素 |
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| Research Abstract |
枯渇が懸念されている石油の代替として再生可能資源であるバイオマスの高度利用は世界的な重要課題である。特に市販の純粋糖質や脂肪酸から微生物によるバイオベース化学品素材を発酵生産するプロセスから実バイオマスから本格的に生産できる技術体系の構築が求められている。本研究プロジェクトでは、独自に開発した乳酸重合酵素を駆使して乳酸ベースポリマーの微生物生産系を構築している。高分子材料を設計合成する際、二元コポリマー中の乳酸分率と分子量がポリマー物性を規定する主要因である。これまで、乳酸分率の制御に影響を与える要因として、培養の通気度が重要であることを見出し、最終年度はジャーファーメンターを使用して精密制御培養を試み、試験管レベルでの知見を再現することができた。その結果、大腸菌を使用した系では、乳酸分率を0～50%の範囲で、新たにコリネ型細菌を利用した場合は、逆に100%に迫る高分率組成のコポリマーの合成が可能となった。分子量と生産性は、乳酸分率の向上と逆相関の関係にあり、今後解決すべき課題となった。しかしながら、30%乳酸ポリマーの場合、昨年度の生産性5g/Lから11g/Lまで増大することがわかった。ポリマー物性に関しては、乳酸分率の向上とともにガラス転移温度が向上した。また、機械的特性として顕著なのは、ポリ乳酸あるいはPHBなどのホモポリマーと比べて、乳酸の分率に応じて柔軟性が増大する結果を得た。さらに、市販グルコースから脱リグニン処理した稲わらバイオマス原料をセルラーゼ入り酵素製剤によって得た酵素糖化液を利用して、微生物ポリマーの合成が可能であることを実証することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(9 results)
