リグニン分解性担子菌-高圧熱圧複合処理による木材からの生分解性成形材料の創製に関する研究

木质素降解担子菌-高压热压复合处理制备木材可生物降解成型材料的研究

• 批准号: 11878100
• 负责人: 渡邊 隆司
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11878100/
• 关键词: 木材腐朽菌; 生分解性材料; リグニン; Plastic; Biodegradable; Molding; Wood; wood lot fungi; lignin

環境負荷の大きい石油化学工業から脱却するため、再生可能な植物資源から生分解性のある高機能成形材料をつくることは、地球環境問題を解決する上で必須な課題である。本研究ではリグニン分解性担子菌と高圧・熱圧複合処理による100%植物材料のみからなる成形材料の開発を目的とした。初めに、木粉の熱可塑化に有効な菌をスクリーニングする目的で、上記の腐朽型を代表する代表的な菌株を選び、ウダイカンバ及びスプルースのプレーナー削片に菌処理を行った。菌処理後熱圧締して成型物を製造した結果、白色腐朽菌C.hirsutusにおいてMOR、白色腐朽菌C.subvermipora及び褐色腐朽菌T.palustrisにおいてMOEの顕著な増加を認めた。これらの菌による木材の熱可塑性の変化を動的粘弾性の変化から検討したところ、成型物の強度向上が見られた腐朽菌処理ではリグニン軟化温度の低温側へのシフトが起きていることが明らかとなった。また、従来リグニン分解力が弱いとされていた、褐色腐朽菌T.palustrisにおいてもリグニンの部分的分解により熱軟化温度が大きく低温側ヘシフトしている現象を見出した。これらの結果に基づき、製材工場から廃棄される微粉末木粉の利用を考慮してラジャータパインの木粉から成型物を作成した。その結果、未処理で160℃、30Mpaの熱圧条件で得られるMOR、MOEがC.subvermiporaやC.hirsutusで処理すると130℃、30Mpaの条件で得られることが示された。また、成型物の強度は、外部可塑剤である水の添加によって向上するが、水の影響はそれぞれの菌の腐朽特性に依存することが示された。C.subvermiporaは、これまでに知られている最も優秀なバイオパルビング菌であり、酵素から離れた場所のリグニンをin situラジカル反応で選択的に分解する特異な能力を有する。今回得られた結果は、こうしたそれぞれの菌の腐朽特性が木材の物理特性に大きな影響を及ぼすことを示す。

Environmental load of petrochemical industry is a major problem, which is necessary to solve the environmental problems of the earth The purpose of this research is to develop a molding material that can make 100% plant materials more sensitive to decomposing basidiomycetes and high-pressure and heat-pressure combined processing. For the first time, wood powder thermoplasticity has been carried out by selecting the representative strains of the above-mentioned decay type, and by cutting them into pieces. After heat treatment, the molded product was produced. The white rot fungus C.hirsutus was identified as MOR, the white rot fungus C.subvermipora and the brown rot fungus T.palustris were identified as MOE. The temperature of the wood is different from the temperature of the wood. The decomposition of the brown rot fungus T.palustris is weak. The decomposition of the brown rot fungus T.palustris is weak. The temperature of the heat softening is high. The temperature of the heat softening is low. As a result, the use of micro-powder wood powder is considered in the production of wood powder molded articles. The results are as follows: MOR, MOE, C.subvermipora and C.hirsutus are obtained under the conditions of 160 ℃ and 30Mpa without treatment. The strength and external plasticity of molded materials depend on the addition of water. C.Subvermipora is the most excellent enzyme in the world. The results show that the decay characteristics of the fungi affect the physical characteristics of the wood.

项目成果

T.Yamanaka,H.Yana,T.Watanibe 他2名: "Application of wood-rot fung ; treatment in the production of auto-bonding wood floor moulding"Wood Research. 87. 25-27 (2000)

T.Yamanaka、H.Yana、T.Watanibe 等 2 人：“木腐真菌的应用；自动粘合木地板模制件生产中的处理”《Wood Research》87. 25-27 (2000)。

Makiko Enoki: "A novel fluorescent dicarboxlic acid (Z)-1.7-Nonadecadiene-2.3-dicarboxylic acid, produced by White-rot fungus Ceriporiopsis subvermispora"Chem.Lett.. -. 54-55 (2000)

Makiko Enoki：“一种新型荧光二羧酸 (Z)-1.7-十九碳二烯-2.3-二羧酸，由白腐真菌 Ceriporiopsis subvermispora 产生”Chem.Lett.. -。

T.Watanabe. 他4名: "Formation of acyl radical in lipid peroxidation of linoleic acid by manganese-dependent peroxidase from C.subvermispora"Eur.J.Biochem.. 13. 4222-4231 (2000)

T.Watanabe. 和其他 4 人：“来自 C.subvermispora 的锰依赖性过氧化物酶在亚油酸的脂质过氧化中形成酰基自由基”Eur.J.Biochem.. 13. 4222-4231 (2000)

Takashi Watanabe: "The first evidence indicating formation of saperoxide by manganese peroxiduse in the presence of exess H_2O_2"Chem.Lett.. (印刷中). (2000)

Takashi Watanabe：“第一个证据表明在存在过量 H_2O_2 的情况下通过过氧化锰形成超氧化物”Chem.Lett..（出版中）。

矢野浩之: "木材利用の新分野:極限状態の木材"日本木材学会第6期研究分科会報告書. 2-12 (1999)

Hiroyuki Yano：“木材利用的新领域：极端条件下的木材”日本木材学会第六届研究小组委员会报告2-12（1999）。