白色腐朽菌とキシロース発酵性組換え酵母によるリグノセルロースからのエタノール生産

白腐真菌和木糖发酵重组酵母从木质纤维素生产乙醇

基本信息

批准号：
07F07172
负责人：
渡邊隆司
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

再生可能な木質系バイオマスから高効率でバイオエタノールを生産するため、木材の効率的な前処理法を研究した。リグニン分解性担子菌である白色腐朽菌による木材前処理効果を高めるため、様々な条件で白色腐朽菌を培養し、培養後の木材の成分変化やマイクロ波照射後のセルラーゼによる酵素糖化率を測定した。白色腐朽菌としては、最も優れたバイオパルピング菌の一つであるCeriporiopsis subvermisporaと国内より分離した白色腐朽菌を用いた。培養実験の結果、前培養の条件や本培養の水分含量が、前処理効果に大きな影響を及ぼすことを明らかにし、培養条件を最適化した。この最適化には、統計的手法を利用した。マイクロ波照射前処理に関しては、有機溶媒を含む条件で触媒を加えたマイクロ波反応を木材に対して行い、照射が木材の成分変化や酵素糖化率に及ぼす影響を分析した。その結果、処理が難しいスギ材に対しても、原料木材の重量当たり50%以上の糖収率で酵素糖化できる反応系を開発した。また。触媒の性質と酵素糖化率の間に高い相関関係を見出した。また、反応後に有機溶媒を回収する方法についても検討した。キシロース発酵性組換え酵母は、プラスミドを保持型の栄養要求性株であり、キシロースの発酵能をもつが、エタノールの生産性は実用株に比べて低く、効率的なエタノール生産のためには、酵母の改良が必用であると結論された。このため、組換え細菌を用いた木材からのバイオエタノール生産の共同研究を実施した。スギ材のマイクロ波照射前処理法については、論文原稿としてまとめており、近日中に国際雑誌に投稿する予定にしている。また、白色腐朽菌処理に関しても、論文化を進めている。

为了利用可再生木质生物质高效生产生物乙醇，我们研究了一种高效的木材预处理方法。为了提高使用白腐真菌（木质素降解担子菌）对木材进行预处理的效果，我们在不同条件下培养白腐真菌，并测量培养后木材的成分变化以及微波后纤维素酶的酶糖化率辐射做到了。作为白腐真菌，我们使用了最好的生物制浆真菌之一的 Ceriporiopsis subvermispora，以及从日本分离的白腐真菌。培养实验结果表明，预培养条件和主培养物含水量对前处理效果影响较大，并对培养条件进行了优化。统计方法用于此优化。关于微波辐射预处理，我们在有机溶剂的条件下用催化剂对木材进行微波反应，并分析辐射对木材成分变化和酶糖化率的影响。因此，我们开发了一种反应系统，可以对难以加工的雪松木进行酶法糖化，其糖收率基于原料木材的重量超过 50%。还。发现催化剂的性质和酶促糖化率之间存在高度相关性。我们还研究了反应后回收有机溶剂的方法。木糖发酵重组酵母是一种营养缺陷型菌株，其携带质粒并具有发酵木糖的能力，但其乙醇生产率低于商业菌株，并且为了有效生产乙醇，得出结论，需要对酵母进行改进。为此，我们对利用重组细菌从木材生产生物乙醇进行了联合研究。我们已经编写了一篇关于雪松木微波辐射预处理方法的论文手稿，并计划在不久的将来提交给国际期刊。我们还致力于发表一篇关于白腐真菌治疗的论文。