Development of strong alkaline microbial fuel cell utilizing indigo fermentation suspensions

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藍染めは微生物によって非水溶性のインジゴが還元されることによって生成したロイコインジゴを利用して布を染める染色技法である。布に付着したロイコインジゴは空気により速やかにインジゴへと再酸化される。本研究では、藍染液より高アルカリ条件下でインジゴを還元する微生物をいくつか単離することに成功した。同定の結果、これまでにインジゴ還元活性を有すると報告のあるアルカリバクテリウム属だけでなく、新たにエンテロコッカス属やアルスロバクター属のバクテリアもインジゴ還元活性を有することがわかった。藍染液中におけるインジゴの還元は、複数種の微生物集団によって行われていることが示唆された。サイクリックボルタンメトリー（CV）による酸化還元電位測定：作製した藍染液の上清をCV測定したところ、インジゴ/ロイコインジゴの酸化還元ピークを得ることに成功した。この技術を活用することで、これまで定量が困難であったロイコインジゴの測定に応用できることがわかった。また、藍染液中に存在する化合物の添加効果をCV測定によって評価したところ、染液中の微生物はアセトアルデヒドをエレクトロンドナーとしてインジゴの還元に関与していることが示唆された。さらに、藍染液に微生物の栄養源を適切に添加することで還元力の低下した藍染液を回復できることがわかった。単離した微生物がもつインジゴ還元酵素を探索するために数種のインジゴ還元活性を有する微生物を超音波で破砕し、セルフリーでのインジゴ還元活性評価を行った。不溶性画分においてインジゴ還元活性が確認されたため種々の界面活性剤による可溶化を試みたところ特定の界面活性剤でのみ可溶性画分でインジゴ還元活性を確認することができた。