谷村あゆみ 農学研究科研究員、小川順 同教授、島純 龍谷大学法学部教授らの研究グループは、JST戦略的創造研究推進事業において、新規な酵母株を見い出し、食品廃棄物などに多量に含まれるデンプンから、多糖分解酵素などを使用しない一気通貫プロセスによりバイオエタノールを生産できる可能性を明らかにしました。
本研究成果は、2015年3月30日（英国時間）に英国科学誌「Scientific Reports」のオンライン速報版で公開されました。
研究者からのコメント
今回の结果は、低コスト?バイオエタノールの実用化につながる重要な成果です。闯颁惭18690株を用いることにより、従来の酵素の添加を必要とするプロセスや、遗伝子组み换え株を用いたプロセスに比べ、酵素のコスト削减だけでなく、生产プロセスの简易化も期待できます。さらに、闯颁惭18690株には、キシロースからの高い発酵能力、および高温耐性があることが既に分かっており、デンプンだけでなく、さまざまな未利用バイオマスからのバイオエタノール生产に寄与すると考えられます。本株のゲノムシークエンスも进んでおり、遗伝资源としての活用も视野に入れています。これらはバイオ燃料生产を介して化石燃料を代替し、温室効果ガス排出の抑制が期待されます。
また、食品廃弃物などに含まれるデンプン质バイオマスを用いることができれば、环境负荷の軽减に寄与し、循环型社会の実现へ大きく贡献できます。今后は、より実用的なプロセスにするために、培养日数の短缩化を目指すと同时に、不溶性デンプンや実际の食品廃弃物を原料にして研究を进めていく予定です。
概要
低炭素?循环型社会の构筑に向けて、さまざまな视点からの取り组みが进められ、国内外では、温室効果ガスの削减のため化石燃料を代替可能なバイオエタノールやバイオディーゼルなどのバイオ燃料生产の试みがなされています。
従来は、デンプンなどの多糖类からバイオエタノール生产を行う场合には、アミラーゼなどの多糖分解酵素で処理した后、酵母株 Saccaromyces cerevisiae によりバイオエタノールを生产することが一般的でした。多糖分解酵素処理は、高コストの要因となり得ることから、多糖分解処理を必要としない一気通贯プロセスの开発が望まれていました。また、遗伝子组み换え株を用いる技术は开発されていましたが、遗伝子组み换え株を用いた场合には物理的な封じ込めが必要になるため、生产プロセスが烦雑になるという问题がありました。
そこで本研究グループは、酵母の自然分离株を対象にして、デンプンからのバイオエタノールの一気通贯生产能を持つ探索研究を行いました。その结果、本学构内の土壌より単离した Scheffersomyces shehatae 闯颁惭18690株を用いることにより、デンプンからバイオエタノールを一贯生产できる可能性を示しました。さらに、 S.shehatae 闯颁惭18690株は、植物バイオマスに含まれるキシロースの発酵性や高温耐性も持っていることから、食品廃弃物も含めたさまざまなバイオマス资源からエタノール生产に适していると考えられます。
これらの研究成果は、バイオマスの有効利用やバイオ燃料生产を介して、化石燃料を代替し、温室効果ガス排出の大幅な抑制や环境保全が期待されます。
図：デンプンからのバイオエタノール生产の概略
従来の方法では、酵素のコストや工程の烦雑さがネックとなっていた。遗伝子组み换え酵母を用いることで1ステップ生产は可能だが、遗伝子组み换え株を封じ込める设备や工程が必要となり、コスト高につながる。
详しい研究内容について
书誌情报
[DOI]
Ayumi Tanimura, Minako Kikukawa, Shino Yamaguchi, Shigenobu Kishino, Jun Ogawa & Jun Shima
"Direct ethanol production from starch using a natural isolate, Scheffersomyces shehatae: Toward consolidated bioprocessing"
Scientific Reports 5, Article number: 9593 Published 22 April 2015
