可溶不溶可逆セルラ-ゼを用いた沈降分離型反応器によるセルロ-スの連続同時糖化醗酵

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本研究では可溶・不溶可逆セルラ-ゼと凝集酵母を組み合わせた繰り返し同時糖化醗酵によるエタノ-ルの生産、連続同時糖化醗酵を行うための沈降分離型バイオリアクタ-の開発およびセルロ-ス資源の連続同時糖化醗酵によるエタノ-ルの効率的生産について検討した。また、キシランに効率よく作用する可溶・不溶可逆キシラナ-ゼの調製とその繰り返し利用について検討した。研究成果の概要は次のようにまとめられる。(1) 沈降分離型バイオリアクタ-を用いることにより、可溶・不溶可逆メイセラ-ゼと凝集酵母を組み合わせた同時糖化醗酵によってセルロ-ス資源から繰り返しエタノ-ルを生産できた。さらにエタノ-ルの生産性を向上させるために、連続同時糖化醗酵のための沈降分離型バイオリアクタ-を新規に開発した。この混合槽と沈降槽を備えた沈降分離型バイオリアクタ-を用いることにより、セルロ-ス資源から連続的にエタノ-ルを生産することができた。連続同時糖化醗酵におけるエタノ-ルの生産性は繰り返し同時糖化醗酵の場合に比べて2倍以上高くなった。(2) 温度またはpHに応答する可溶・不溶可逆キシラナ-ゼを調製した。両固定化キシラナ-ゼは水に溶けている状態で効率よくキシランを加水分解し、反応終了後に温度またはpHを変えることによって不溶化し、反応生成物である糖液と分離できた。また、可溶・不溶可逆キシラナ-ゼは水不溶性担体に固定化した酵素に比べてキシランに対する活性が著しく向上した。さらに、これらの可溶・不溶可逆キシラナ-ゼを繰り返し用いてキシランを加水分解できた。