Production of medium chain fatty acids (MCFA) using food waste

チーズ製造企業工房において生産過程ででるチーズホエーの有効活用は長年の課題である。そのため、チーズホエーを再利用し高付加価値化することができれば廃液処理コストの削減だけではなく、大手企業との価額競争力を高めることができる。このような中で我々は、13種類の嫌気微生物を集積し、中鎖脂肪酸（カプリル酸）の大量生産を試みた。しかし、生産量の向上はなかなか難しいことが分かった。一方、合成または実質廃棄物を用いた中鎖脂肪酸（MCFA）の製造については多く報告が存在するが、MCFA生成細菌を得るための集積手順について記載された報告はほとんどなかった。 したがって、本実験の目的は、嫌気性発酵によって合成される有効なMCFAを産生する潜在的な細菌叢を効果的に集積する方法の研究提案であった。 酢酸は嫌気性消化の主な中間生成物であるため、我々はフィジビリティスタディに用いる合成廃棄物の基質として酢酸を使用した。その結果、短鎖脂肪酸および中鎖脂肪酸を産生することができる細菌混合培養物が集積された。 集積された混合菌を用いて、酢酸およびエタノールから短鎖脂肪酸およびMCFAを製造した。また、 基質、電子供与体およびメタン阻害がMCFA生成に及ぼす影響について検討した。 その結果、様々な培養条件の中で、メタン生産阻害の条件で、酪酸塩、カプロン酸塩、およびカプリル酸塩の生産濃度が高くなることが分かった。一方、 CO2およびH2は、バイオガス組成成分の中で最も高い割合を示した。 DGGE分析によると、混合培養液中にはクロストリジウム、ルーメンバクテリウム、放線菌群に関連する細菌が優勢であったことが分かった。

チーズ製造企業工房において生産過程ででるチーズホエーの有効活用は長年の課題である。そのため、チーズホエーを再利用し高付加価値化することができれば廃液処理コストの削減だけではなく、大手企業との価額競争力を高めることができる。このような中で我々は、13種類の嫌気微生物を集積し、中鎖脂肪酸（カプリル酸）の大量生産を試みた。しかし、生産量の向上はなかなか難しいことが分かった。一方、合成または実質廃棄物を用いた中鎖脂肪酸（MCFA）の製造については多く報告が存在するが、MCFA生成細菌を得るための集積手順について記載された報告はほとんどなかった。 したがって、本実験の目的は、嫌気性発酵によって合成される有効なMCFAを産生する潜在的な細菌叢を効果的に集積する方法の研究提案であった。 酢酸は嫌気性消化の主な中間生成物であるため、我々はフィジビリティスタディに用いる合成廃棄物の基質として酢酸を使用した。その結果、短鎖脂肪酸および中鎖脂肪酸を産生することができる細菌混合培養物が集積された。 集積された混合菌を用いて、酢酸およびエタノールから短鎖脂肪酸およびMCFAを製造した。また、 基質、電子供与体およびメタン阻害がMCFA生成に及ぼす影響について検討した。 その結果、様々な培養条件の中で、メタン生産阻害の条件で、酪酸塩、カプロン酸塩、およびカプリル酸塩の生産濃度が高くなることが分かった。一方、 CO2およびH2は、バイオガス組成成分の中で最も高い割合を示した。 DGGE分析によると、混合培養液中にはクロストリジウム、ルーメンバクテリウム、放線菌群に関連する細菌が優勢であったことが分かった。