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環境低負荷バイオ凝集剤生産細菌のスクリーニングと凝集剤生産機構の解明 株式会社兵庫分析センター、兵庫県立大学、株式会社日本食品薬化、大阪大学

兵庫県COEプログラム推進事業

本研究プロジェクトでは、処理の難しい化学性汚泥を発生する化学系凝集剤に代わり、環境負荷の少ない安全なバイオ凝集剤を大量生産することを目的に、キチン・キトサン系バイオ凝集剤の高生産菌を主にCitrobacter属細菌を中心にスクリーニングし、得られた生産菌のゲノム解析に基づいて、凝集剤生産関連遺伝子を同定し、その生産機構を解明します。さらに、安価な基質からバイオ凝集剤の生産を試み、工業化につなげます。

本研究は、平成22年度兵庫県COEプログラム推進事業に採択されました。

兵庫県COEプログラム推進事業認定式(平成22年8月3日兵庫県公館)井戸敏三兵庫県知事より認定書の授与。

Citrobacter属細菌の凝集剤生産能を広くスクリーニング→高生産株の取得 凝集剤生産能をゲノムレベルで解析→代謝工学的手法で高生産化 安価な基質(廃酢酸、廃糖)から発酵→生産コスト削減

本研究プロジェクトの概要

(1)キチン・キトサン系バイオ凝集剤高生産株の取得

国内外の菌株保存機関から多くのCitrobacter属とその近縁種の微生物菌株を収集し、右に示すカオリン凝集試験により培養液に高い凝集活性を示す菌株をスクリーニングします。

カオリン凝集試験

(2)遺伝子工学的・代謝工学的手法によるバイオ凝集剤の高生産化

キチン・キトサン系のバイオ凝集剤の生合成経路を右図の通り予想しています。ゲノム解析技術を用いてこれらの生合成経路に関連する遺伝子を同定し、それらを用いてバイオ凝集剤高生産株の育種を試みます。

キチン・キトサン系バイオ凝集剤推定合成経路

(3)バイオ凝集剤発酵生産の基礎検討

○ジャーファーメンターを用いてバイオ凝集剤生産に最適な培養条件を検討します。また、酢酸系工場廃液及び廃シロップ等、安価な基質の利用も検討します。さらに、代謝工学的に改良された菌株に対する発酵条件の精密化も行います。

NBS社製ジャーファーメンター

本バイオ凝集剤の用途

(1)災害時、緊急時の浄水システムへの適用

当社は逆浸透膜浄水システム「ROTEC ENERGY」シリーズの製造、販売を行っております。このシリーズの数アイテムは小型、可搬性の特徴から災害時、緊急時の浄水システムとして活躍が期待されております。万が一、自然水の濁り水(泥水等)を原水として使用せざるを得ない場合、逆浸透膜を守るために凝集剤を使用した前処理(懸濁質の処理)が不可欠となります。バイオ凝集剤はこのような安全・安心な水を造るプロセスで使用する予定です。

(2) 海外水不足・水汚染地域への適用

現在、全世界的に水不足が叫ばれており、東南アジアや、南米では人為的あるいは天然の水汚染により飲料水の確保が問題となっています。汚染された湖や河川より飲用の水を取水し、水に含まれる化学物質や病原菌により命を落すケースも数多く報告されております。そのような汚染水を少しでも簡単に浄化できる装置の開発が切望されています。このような装置向けにも、安全・安心なバイオ凝集剤の適用を考えております。

(3) 環境改善への適用

公園やお城等のパブリックスペースやゴルフ場に存在する池や人工水路では、特に夏場に大量の藻類の発生が見られ、景観を崩すだけでなく悪臭の問題も発生しております。このような水環境の改善のために、回収する必要がない生分解性の高いバイオ凝集剤の投入が安全で効果を発揮します。

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