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主要成果 21

バイオエタノール生産に用いるバイオマス原料および発酵条件の簡便な評価方法

[要約]
様々なバイオマスについて、バイオエタノール生産原料としての評価、原料の糖化・エタノール発酵に最適な酵素の種類と発酵微生物の選定、および実証規模の発酵条件の検討を簡便かつ効率的に行うことができる方法です。
[背景と目的]
石油資源の枯渇が心配される中、各種セルロース系バイオマスを用いたバイオエタノール生産が注目されています。バイオマスはその組成や構造などが異なり、原料としての適、不適があるうえ、エタノール生産のための最適な条件を決めるために、大量かつ均質な材料の調達が必要でした。そのため我々は、バイオマスの原料としての有効性を判定するとともに、最適なエタノール生産条件を簡便に調べられる評価法を開発しました。
[成果の内容]
  1. 第一段階として、乾燥、粉砕、殺菌したバイオマス0.5gを用いて、バイオエタノール生産用原料としての有効性、最適なバイオマス糖化酵素や発酵微生物の種類とその添加量の選定、および効率的な培養条件(水分、温度、培養日数)等を検討・評価する、「モデル試験系」を作りました(図1)。バイオマスを電子線照射などで非加熱殺菌して、その変性と発酵阻害物質の発生を防ぎ、生材料に近い条件で糖化・発酵を再現できます。また、試料の調製と保管が容易なため、多くの条件を一度に比較、検討できます。
  2. 第二段階として、未殺菌の生材料(250g)を用いて実験室規模でエタノール変換効率を評価する試験系を作りました(図2)。二酸化炭素(CO2)吸収剤を投入し、吸引密封(嫌気条件に)してエタノール発酵させることで、再現性が高い結果が得られます。
  3. モデル試験系(第一段階)と生材料を用いた試験系(第二段階)で、エタノール変換量にほとんど差がみられないことから(図3)、これらの試験系による評価は、実証規模の発酵条件決定の基盤的な情報になると考えられます。
本研究の一部は農林水産省委託プロジェクト「地域活性化のためのバイオマス利用技術の開発」による成果です。
リサーチプロジェクト名:環境資源分類リサーチプロジェクト
研究担当者:生物生態機能研究領域 堀田光生、北本宏子
発表論文等:1) 北本、堀田、特開2009-213440(2009)
2) 北本、堀田、農業環境技術研究所プレスリリース(平成21年3月25日発表)

図表

図表

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