藍染工程で起こるインジゴ還元メカニズムの解明と微生物燃料電池への応用

靛蓝染色过程中发生的靛蓝还原机制的阐明及其在微生物燃料电池中的应用

• 批准号: 19J14020
• 负责人: 中川 香澄
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J14020/
• 关键词: インジゴ還元; ロイコインジゴ定量; 電気化学; 菌叢解析; 触媒反応

本研究では、藍染液から電子伝達可能な微生物を単離し、既存の微生物燃料電池よりも高出力のアルカリ型微生物燃料電池を構築することを目的としている。染液中では非水溶性のインジゴは微生物によって、ロイコインジゴへと還元される。ロイコインジゴ量を知ることが出来れば、染液中の微生物の活性を知ることができるため、染液中のロイコインジゴ量をin-vivoで測定することを試みた。染液中に直接電極を設置し，サイクリックボルタンメトリー(CV)測定を行った結果、一対の酸化還元ピークを得ることに成功した。酸化ピークの電位は化学的に還元したインジゴのCV結果と一致しており、酸化ピーク電流値はロイコインジゴ量を示していることが明らかになった。作製した染液の経時的なモニタリングによって，インジゴが還元されるために必要な日数や以前作製した古い染液の残渣を活用することの有効性を示した。また，インジゴ還元活性が低下した染液を回復させるためには炭素源だけでなく，窒素源を添加することが重要であることも見い出した。さらに，上記方法を応用することにより，使用済みの染液やすくも抽出物中に含まれるインジゴ量を測定することも可能であることを提案した。染液中のインジゴ還元を効率よく行うための条件を明らかにすることを目的とし，染液の菌叢解析を行った。生産者（生産地）が異なるすくもを利用して調製したどの藍染液にもインジゴ還元菌が含まれており、菌叢に大きな違いは観察されなかった。また，栄養源を加えたときの菌叢解析の結果、栄養源を加えた後に菌叢が大きく変化したことが明らかになった。このとき、染色強度は増加したが，インジゴ還元菌は減少もしていた。以上の結果から，インジゴ還元活性を高めるために，インジゴ還元菌だけでなく，他の菌とのバランスが重要であることが考察された。

This study aims to construct a high-power microbial fuel cell based on the existing microbial fuel cell and the blue dye solution. The dye solution is not water soluble, but it can be used to treat microorganisms. The activity of microorganisms in the dye solution is known. The activity of microorganisms in the dye solution is determined in vivo. The direct electrode in the dye solution was set up, and the results of the determination were successful. Acidification of the chemical potential of the CV results and consistency, acidification of the current value of the CV. The number of days necessary for the preparation of the dye solution and the use of the residue of the dye solution are shown. In addition, the dyeing solution has been restored to its low reducing activity, but it is important to add a carbon source to the dyeing solution. The above method is used to determine the amount of water contained in the solution. In the dye solution, the rate of return is determined by the number of cells. The producer (place of production) is different from each other. The blue dye solution is prepared by using different methods. The original bacteria are contained in the blue dye solution. The bacteria are detected by different methods. The results of the analysis of the flora of the cultivated source and the flora of the cultivated source are as follows: The intensity of staining increased, and the number of bacteria decreased. The above results show that the activity of the enzyme is high, and the activity of the enzyme is important.

项目成果

藍染液中で起こるインジゴの酸化還元に関わる電子伝達メカニズムの解明

阐明靛蓝染料溶液中发生的靛蓝氧化还原涉及的电子转移机制

• 发表时间: 2020
• 作者: 中川 香澄;竹内 道樹;菊池 真由;阪本 鷹行;小川 順;加納 健司;櫻谷 英治
• 通讯作者: 櫻谷 英治

海洋生物共生菌によるアルキルグリセロール生産

海洋共生细菌生产烷基甘油

• 发表时间: 2019
• 作者: 坂口 悠香;中川 香澄;髙野 仁美;服部 結衣;阪本 鷹行;櫻谷 英治
• 通讯作者: 櫻谷 英治

藍染液中の電子伝達に関わる微生物・反応促進物質の探索

寻找靛蓝染料溶液中参与电子转移的微生物和反应促进剂

• 发表时间: 2019
• 作者: 中川 香澄;多田 真奈巳;西林 菜華;阪本 鷹行;清藤 鈴奈;竹内 道樹;加納 健司;小川 順;櫻谷 英治
• 通讯作者: 櫻谷 英治

藍染液中のインジゴ還元メカニズムの解明

靛蓝染料溶液中靛蓝还原机理的阐明

• 发表时间: 2020
• 作者: 中川香澄;竹内道樹;菊地真由;阪本鷹行;小川順;加納健司;櫻谷英治
• 通讯作者: 櫻谷英治

Voltammetric in-situ monitoring of leuco-indigo in indigo-fermenting suspensions

伏安法原位监测靛蓝发酵悬浮液中的无色靛蓝

• DOI: 10.1016/j.jbiosc.2021.01.005
• 发表时间: 2021
• 期刊: J Biosci Bioeng
• 影响因子: 2.8
• 作者: Nakagawa;K.;M. Takeuchi;M. Kikuchi;M. Tada;T. Sakamoto;K. Kano;J. Ogawa;E. Sakuradani
• 通讯作者: E. Sakuradani