酵母の窒素取り込み機構の解析および排水処理酵母の窒素蓄積量の強化とその利用

酵母吸氮机理分析及废水处理酵母增氮积累及其利用

• 批准号: 11J10107
• 负责人: 渡部 貴志
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: National Institute for Agro-Environmental Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J10107/
• 关键词: 窒素除去; 排水処理酵母; 高濃度有機性排水; Jar-fermenter; 半回分式連続処理試験; S.cerevisiae; DNAマイクロアレイ; 廃水処理酵母; S. cerevisiae

○具体的内容本研究では、「窒素を高蓄積する排水処理酵母の育種」により、「高濃度有機性排水からの効率的な窒素除去方法の開発」を目的としている。・三角フラスコ培養での窒素除去・蓄積成分の解析前年度には排水処理酵母や飼料用酵母に応用して、窒素蓄積能強化株を作成し、焼酎粕排水での能力評価を行った。本年度はその成果を日本醸造協会誌に誌上発表した。焼酎粕排水を用いたフラスコ培養での予備試験の結果、pHを弱酸性域に維持することにより、有機物除去量が増加することを見出した。そこで、酵母の窒素蓄積成分の解析は、もう一つの課題であるリアクターを利用した半回分連続処理試験で行った。・Jar-fermenterなどリアクターを利用した半回分式連続処理試験焼酎粕排水の処理において、酸を添加することにより酵母の至適pHである5付近に維持することによって、有機物及び窒素除去量の増加を期待し、リアクターを用いた半回分式連続試験によって、実際にその効果を確認した。記検討によって、大量の酵母が生産されるため、飼料一般成分および、アミノ酸組成について解析した。その結果、pH調整の有無による飼料一般成分に与える影響はなかったが、硫酸添加によるpHを調整した酵母は、含硫アミノ酸であるメチオニン含量がpH無調整の3倍に増加していた。以上の成果について、SpringerPlusに誌上発表し、JSPS-PDの研究計画の課題は、全て当初以上の成果としてまとめることが出来た。○意義・重要性バイオエタノール生産の本格化に伴い、その蒸留排水の排出量が飛躍的に増加することが予測される。このような高濃度有機性排水は、下水処理などの活性汚泥法では処理が出来ず、またメタン発酵等の嫌気的処理では、窒素が除去できない。本研究が完成することによって、これらの問題解決につながる。

○具体内容 本研究的目的是通过“培育积累大量氮的废水处理酵母”，“开发一种从高浓度有机废水中去除氮的有效方法”。・锥形瓶培养中的氮去除和积累成分分析去年，我们将其应用于废水处理酵母和饲料酵母，创建了具有增强氮积累能力的菌株，并评估了其在烧酒糟废水中的能力。今年，研究结果发表在日本酿酒协会的杂志上。通过使用烧酒糟废水进行烧瓶培养进行初步试验，我们发现，通过将 pH 值保持在微酸性范围内，可以增加有机物的去除量。因此，使用反应器进行半间歇连续处理试验来分析酵母中的氮积累成分，这是另一个问题。・使用发酵罐等反应器进行的半间歇式连续处理试验在烧酒糟废水处理中，通过添加酸来增加有机物和氮的去除量，以将酵母的最佳pH值维持在5左右。我们预计这种情况发生了，并且通过使用反应器的半间歇连续测试实际上证实了其有效性。由于本研究中产生了大量酵母，因此对一般饲料成分和氨基酸组成进行了分析。结果，根据是否进行pH调节，对一般饲料成分没有影响，但通过添加硫酸调节pH的酵母的蛋氨酸含量（一种含硫氨基酸）比酵母高出三倍。无需调节 pH 值。上述结果发表在SpringerPlus上，JSPS-PD研究计划中的所有问题都被总结为超出最初结果的结果。 ○意义/重要性随着生物乙醇的全面生产，预计蒸馏废水的排放量将急剧增加。此类高浓度有机废水无法通过污水处理等活性污泥法处理，也无法通过甲烷发酵等厌氧处理脱氮。这项研究的完成将导致这些问题的解决。

项目成果

焼酎蒸留粕排水を用いた飼料酵母の培養における酸添加と流加培養の影響

加酸和补料分批培养对利用烧酒蒸馏酒糟废水培养饲料酵母的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: 渡部貴志;枇榔誠;小正芳嗣;家藤治幸;北本宏子
• 通讯作者: 北本宏子