通性嫌気性微生物を用いた高収率水素生産菌の育種と効率的培養プロセスに関する研究

兼性厌氧微生物高产产氢菌选育及高效培养工艺研究

• 批准号: 10750578
• 负责人: 中島田 豊
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750578/
• 关键词: 通性嫌気性細菌; Enterobacter aerogenes; 高速水素生産; 乳酸脱水素酵素; アルコール脱水素酵素; 破壊株; 酸化還元電位; Neocallim astix frontalis; NADH; NAD+比; 自己凝集性; 流動床型リアクター; pH

本研究では、取扱が容易であり、水素による水素生産阻害が無いという利点を持っている通性嫌気性殺菌E.aerogenesを用いた生物的水素生産技術に関して、育種および培養工学的見地から検討を行った。アリルアルコール法およびプロトンスイサイド法を用いた混合有機酸発酵変異株の再所得を試みたが、前回以上の変異株をスクリーニングすることはできなかった。さらに、E.aerogenesの乳酸脱水素酵素(LDH)およびアルコール脱水素酵素遺伝子(ADH)破壊株を作製するために、E.aerogenesからのLDH遺伝子等を保存配列をプライマーとしたPCR法により取得したが、現時点で破壊株の作製には至っておらず、今後の課題として残っている。また、培養工学的な観点から、様々な炭素源に対するE.aerogenesの水素生産性を検討したところ、グリセロール、セロビオース、マンニトールなどにおいて高い水素収率が得られ、炭素一つ当たりの還元度と水素収率には正の相関があることが見いだされた。さらに、E.aerogenesによる水素生産基質として本来は本菌が利用できない固体バイオマスを利用するために、高分子多糖類分解能を有している偏性嫌気性糸状菌Neocallimastix frontalisとE.aerogenesの二種混合培養を行ったところ、セルロース、キシランなどの多糖類がN.frontalisにより蟻酸などに分解・資化されるとともにE.aerogenesによる蟻酸の水素への変換の結果、非常に高収率で水素を生産できることも見いだされた。

This study is based on the understanding of biological water element production technology, breeding and culture engineering. The method of fermentation with mixed organic acids is used to produce heterotrophic plants. In addition, E.aerogenes lactate dehydratase (LDH) gene and E.aerogenes LDH gene are preserved and mapped in the production of E.aerogenes LDH gene, and the production of E.aerogenes LDH gene is now in progress. The water productivity of E.aerogenes is discussed in detail. The water productivity of E.aerogenes is discussed in detail. The water productivity of E. aerogenes is discussed in detail. A mixed culture of Neocallimastix frontalis and E. aerogenes, which were originally used as substrates for the production of water, was developed. The results of the conversion of formic acid to water in N.frontalis, E.aerogenes, and N. frontalis are very high in yield and water production.

项目成果

Y.Nakashimada: "Direct conversion of cellulose to methane by anaerobic fungus Neocallimastix frontalis and defined methanogens."Biotechnology Letters. 22・3. 223-227 (2000)

Y. Nakashimada：“厌氧真菌 Neocallimastix frontalis 和定义的产甲烷菌将纤维素直接转化为甲烷。”生物技术快报 22・3 (2000)。

M.A.Rachman: "Hydrogen production with high yield and high evolution rate by self-flocculated cells of Enterobacter aerogenes in a packed-bed reactor." Applied Microbiology and Biotechnology. 49・4. 450-454 (1998)

M.A.Rachman：“在填充床反应器中产气肠杆菌的自絮凝细胞产生高产率和高进化率的氢气。”49・4（1998）。