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理研・カネカ、微生物活用し樹木成分からバイオプラ生産

日刊工業新聞より。
理研・カネカ、微生物活用し樹木成分からバイオプラ生産

理化学研究所環境資源科学研究センターの沼田圭司酵素研究チームリーダー、
富澤哲特別研究員らはカネカと共同で、樹木の構成成分であるリグニンを原料として、
微生物からバイオプラスチックを生産することに成功したと発表しています。

樹木に多く含まれるリグニンは分解性が低いことから、バイオプラスチックとしての利用は困難でしたが
リグニンは食物と競合しないため、未利用バイオマス資源としてバイオプラスチックへの応用が期待できるとの事。
背景として食料系バイオマスを原料としてバイオプラスチックを生産することによる食料問題の悪化が
バイオプラスチックの課題のひとつであることが挙げられます。

riken_Ralstonia eutropha_image
図1 リグニン誘導体を炭素源とし、PHAを蓄積したRalstonia eutrophaの顕微鏡写真。
左:ナイルレッド染色により蓄積したPHAが赤く観察される。
中:形状像。
右:重ね合わせ像。微生物内にPHAが蓄積されていることが確認できる。

今回の開発では、リグニンを構成する芳香族化合物などを微生物に与え、PHAの生合成を試みており、
その結果、PHAの生産株として有名な細菌の1種ラルストニア・ユートロファH16
(学名はCupriavidus necator H16)が、リグニンの構成成分である4-ヒドロキシ安息香酸(4-HBA)を
はじめとする複数の芳香族化合物から、PHAを合成することを確認との事です。
4-HBAを用いた場合、微生物の乾燥菌体質量の63質量%程度までPHAを微生物内に蓄積できる。
精製後に得られたPHAは、糖や植物油を原料として合成したPHAに比べて分子量がやや低いが、
樹脂フィルムなどとして利用可能との事。

riken_PHA_composit_image.jpg
図2 リグニンからリグニン誘導体を経てポリヒドロキシアルカン酸(PHA)が合成される際に予想される代謝経路

R. eutropha H16では、リグニン誘導体をPHAへと変換させる際、リグニン誘導体から芳香族カルボン酸に
変換する経路(赤点線矢印)がボトルネックであることが示唆された。

食料系バイオマスの問題としてはコーンから生産されるバイオエタノールの問題がありますね。

理化学研究所プレスリリース
リグニン構成成分を原料としたバイオプラスチックの微生物生産
-未利用で非食料系の植物資源から作られるプラスチック-


関連記事
日経テクノロジーOnline:カネカと理化学研究所、非食料系植物を原料にしてバイオ樹脂を合成
化学工業日報:カネカ/理研 PHA リグニンから合成


理化学研究所環境資源科学研究センターの沼田圭司酵素研究チームリーダー、富澤哲特別研究員らはカネカと共同で、樹木の構成成分であるリグニンを原料として、微生物からバイオプラスチックを生産することに成功した。樹木に多く含まれるリグニンは分解性が低いことから、バイオプラスチックとしての利用は困難だった。リグニンは食物と競合しないため、未利用バイオマス資源としてバイオプラスチックへの応用が期待できる。
 研究グループは、リグニンの構成成分からもポリヒドロキシアルカン酸(PHA)を生産することを確認した。この微生物を用いて合成したPHAは、糖や植物油を原料とするPHAより分子量が少ないものの、フィルムなどプラスチック製品としては利用できる物性を示した。



バイオプラスチック材料のすべてバイオプラスチック材料のすべて
(2008/10/31)
日本バイオプラスチック協会

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