【特集】 バイオリファイナリー最前線

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乳酸菌を利用するBDF製造廃グリセリンからのL-乳酸生産
Production of L-Lactate from BDF Waste Fluid in BDF Process by a Lactic Acid Bacteria

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滝澤昇(岡山理科大学　工学部　バイオ・応用化学科　教授)
村上翔(岡山理科大学　大学院工学研究科　応用化学専攻)
綱川亜弓(岡山理科大学　大学院工学研究科　応用化学専攻)

　近年カーボンニュートラルな燃料としてバイオディーゼル燃料(BDF)の生産・消費が拡大している。BDF製造廃液である廃グリセリンは,低純度のため焼却廃棄されているが,筆者らは新規に分離した乳酸菌を利用し,廃グリセリン20g/Lからポリ乳酸の原料となるL-乳酸を6.9g/L生産させることに成功し,再資源化の道を拓いた。

【目次】
1.はじめに
2.グリセリン発酵性乳酸菌の分離
3. Enterococcus faecalis W11株の乳酸生成特性
4. W11 株によるグリセリンからのL-乳酸生成
5. BDF 製造廃グリセリンからのL-乳酸生成
6. ミニジャーファーメンターを用いての廃グリセリンからのL-乳酸生産
7.おわりに


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トルラ酵母Candida utilisによる非可食系バイオマスからのバイオ燃料,バイオ乳酸の生産
Efficient Production of Ethanol and Lactic Acid from Lignocellulosic Biomass by using Genetically Engineered Candida utilis

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玉川英幸(キリンホールディングス　フロンティア技術研究所　研究員)

　バイオエタノール,ポリ乳酸は環境循環型素材であることから近年注目を集めているが,食料と競合する素材から生産されることが問題視されている。本稿では,リグノセルロースなどの非可食性バイオマスに多分に含まれるキシロースから効率的にエタノール,L-乳酸を生産することが可能な組換えトルラ酵母Candida utilis株の構築に関する研究成果について紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.バイオエタノール生産
2.1　酵母によるバイオ燃料生産プロセス
2.2　キシロース発酵性酵母の育種
2.3　 トルラ酵母Candida utilisによるキシロースからのエタノール生産
3.ポリ乳酸モノマー生産
3.1　 ポリ乳酸とその既存のバイオプロセスの課題
3.2　酵母による乳酸生産
3.3　キシロースからの乳酸生産
4.おわりに


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代謝工学による化成品生産技術の進展と実用化への展望
Progress and Prospect of Bio-process by Metabolic Engineering

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加藤尚樹((株)三菱化学科学技術研究センター　バイオ技術研究所　所長)

　バイオ合成法で製造される化成品は,これまで限定された用途に向け生産されてきたが,新しい代謝工学の手法により,品質面コスト面でも化学合成法に対抗,また凌駕する道が開かれつつある。三菱ケミカルホールディングスグループの取り組みと今後の展望についてご紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.酵素法アクリルアミド
3.代謝工学によるバイオコハク酸,1,4-ブタンジオール製造
3.2　バイオコハク酸の製造(@:OR(登録商標))
3.3　バイオ1,4-ブタンジオールの製造
4. 代謝工学による新たな挑戦〜サステナブルMMA〜
5.藻類を用いた化成品の生産
6.おわりに


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セルロース糖化技術および糖の高効率転換技術の確立
Cellulosic Biomass Saccharification and Saccharide Conversion by Heterogeneous Acid Catalysts

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原亨和(東京工業大学　応用セラミックス研究所　教授)

　セルロースバイオマスや非可食デンプンといったこれまで有効に活用されてこなかった植物資源から糖を取り出し,この糖から得た原料で実用ポリマーを大量生産できれば,社会を支える化学資源を持続的に生産できる。本稿では,新たな概念に基づく触媒によるセルロースバイオマスの有用資源化を解説する。

【目次】
1.はじめに
2. カーボン系固体酸によるセルロースバイオマスの糖化
2.1　セルロース糖化
2.2　カ-ボン系固体酸の合成
2.3　カーボン系固体酸の構造と機能
2.4　カーボン系固体酸によるセルロースの加水分解
3. 含水ニオブ酸触媒によるグルコースからの5-ヒドロキシメチルフルフラール合成
3.1　単糖からのフルフラール類の合成
3.2　酸触媒によるグルコースからのHMF生成
4.おわりに


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ソフトセルロース由来バイオエタノール燃料の製造技術開発
Development of Bio?Ethanol Production Process from Cellulosic Biomass

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源田　稔(三菱重工業　機械・鉄構事業本部　交通・先端機器事業部　先端機器部　開発グループ　主席技師)

　三菱重工業は,2006 年からNEDO とセルロース系バイオマスを原料とし,連続水熱分解と酵素法を組み合わせた糖化技術の共同開発を行った。同開発技術を用い2008 年から農林水産省ソフトセルロース利活用技術確立事業で,白鶴酒造,関西化学機械製作と共同で,兵庫県で原料の収集運搬からバイオ燃料製造までの技術実証を行った。

【目次】
1.はじめに
2.開発プロセス
3.NEDO との共同研究
3.1　共同研究の概要
3.2　成果
4.ソフトセルロース利活用技術確立事業
4.1　事業の概要
4.2　成果
5.おわりに


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イオン液体と超音波照射を組み合わせたリグノセルロース前処理によるバイオマス・リファイナリー
Biomass Refinery by Advanced Pretreatment using Ionic Liquids and Ultrasound Irradiation

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高橋憲司(金沢大学　理工研究域自然システム学系　准教授)
仁宮一章(金沢大学　環日本海域環境研究センター　助教)
荻野千秋(神戸大学　大学院工学研究科　応用化学専攻　准教授)
清水宣明(金沢大学　環日本海域環境研究センター　教授)


　木質系バイオマスからバイオエタノールを製造するために最も困難な課題は,バイオマスの前処理方法である。この前処理法として,イオン液体および超音波を組み合わせた方法について紹介する。また,プロセス全体のコストを低下させるため,既存の石油コンビナートを利用する方法について提案する。

【目次】
1.はじめに
2.イオン液体と超音波によるリグノセルロースの前処理
2.1　糖化前処理の方法
2.2　糖化前処理の評価方法
3.イオン液体と超音波照射によるシナジー効果
4.おわりに


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ラジカル反応を利用したリグニンの低分子化による有効利用
Utilization of Lignin by Depolymerization using Radical Reaction

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浅野真(金沢大学　大学院自然科学研究科　物質工学専攻)
植田典巳稚(金沢大学　大学院自然科学研究科　物質工学専攻)
仁宮一章(金沢大学　環日本海域環境研究センター　助教)
高橋憲司(金沢大学　理工研究域自然システム学系　准教授)

リグニンをラジカル反応により低分子化して,フェノールなどの有用な芳香族系化合物として回収する方法について述べる。また,プロセス全体のコストを低下させるために,石油コンビナートを利用した方法について提案する。

【目次】
1.はじめに
2.光化学反応を利用したリグニン低分子化
3.フェントン反応によるリグニン低分子化
4.おわりに


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BIO R&D

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微生物による高等植物アルカロイドの生産
Microbial Production of Plant Alkaloids

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南博道(石川県立大学　生物資源工学研究所　応用微生物工学研究室　助教)
佐藤文彦(京都大学　大学院生命科学研究科　教授)

　植物の産生するモルヒネ等のアルカロイドは,医薬品として広く利用されている。合成生物学の進歩により,微生物酵素とアルカロイド生合成酵素を組み合わせ,グルコースから植物アルカロイドを生産する微生物プラットフォームを開発した。このプラットフォームは,多様な植物二次代謝産物の発酵生産に適応できると考えられる。プラットフォーム構築の戦略とその展望について紹介する。

【目次】
1.はじめに
2.微生物におけるIQA生合成システムの構築
3.微生物発酵法によるIQA生産
3.1　チロシン生産大腸菌の作製
3.2　チロシンからドーパミンまでの人工生合成経路の作製
3.3　グルコースからのレチクリン生産
4.おわりに


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日本の国益に資する藻類燃料開発とは
Contribution of Algal Fuel Development to Japan National Interest

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藤田朋宏((株)ネオ・モルガン研究所　代表取締役社長)

藻類を利用した燃料生産に,世界中で期待と投資が集まっている。様々な立場の人がその実現可能性について論じているが,本稿では実際にプレイヤーの一人として戦っているベンチャー企業の経営者の立場で,藻類燃料事業の現状と課題,課題突破のための糸口のありかについて私見を大いに交えながら論じてみた。

【目次】
1.はじめに
2.藻はどの藻を使うべきか
3.培養リアクターはどういう形状にするべきか
4.水をどこから得るか
5.培養する場所はどこが良いのか
6.収穫をどうするか
7.抽出・精製をどうするか
8.おわりに


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BIO BUSINESS

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木質系原料活用の現状と展望
The Present Situation and Prospects of the Use of Woody Biomass

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【目次】
1.木質系原料活用の現状と課題
2.「 バイオマス・リファイナリー」による環境負荷の少ない持続的な社会の実現
3.期待される技術開発