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エタノール
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スクアレン

アルコール





エタノール
廃木材
  • 廃木材・古紙から
    「○○○は廃木材や古紙・植物から燃料などに利用できるエタノールを合成するプラントを開発した。木材などの主成分であるセルロースを濃硫酸で糖鎖に分解し、微生物で発酵させてエタノールを得る仕組み。濃硫酸で処理しきれない成分をプラントの燃料として使用するため、廃棄物がほとんど発生しない。

  • 廃木材・古紙・稲ワラなど植物性繊維質のものを４０℃、濃度７０％の硫酸で処理。セルロースを多糖類のグルカンとキシランに分解する。さらに９０℃・濃度３０％の硫酸で加水分解、グルカンとキシランを単糖類のグルコースとキシロースにして、リグニンなどの不純物を除く。
    米バイオベンチャーのアルケノール(カリフォルニア州)が濃硫酸分解法を開発、日揮はアジア地域の技術販売権を得た。既存方法ではセルロースが別の多糖類に変化するなど、安定しなかったという。
    グルコースとキシリロールの混合液は、米国立再生エネルギー研究所が開発した微生物で発酵させ、エタノールにする。微生物はポリエチレン樹脂と混ぜて直径3mm程度に固める。グルコースとキシロースを発酵させる微生物は同研究所が初めて実用化した
    「産業技術総合研究所と環境機器ベンチャーの○○は、2006年4月から、廃木材などからガソリンの代替燃料であるエタノールを製造する技術を研究する。
    エタノールは木材に含まれているセルロースを糖化したグルコースを発酵させて製造する

もみ殻 東京大学とベトナムのホーチミン大市工科大学はイネの籾殻からエタノールを製造する技術を開発した。
水素 東京農工大学の亀山秀雄教授らは、エタノールから二酸化炭素(CO2)を発生させずに燃料電池向けの水素を製造する装置を開発した。





藻類からバイオ燃料
酵母の育種技術
  • バイオベンチャーの○○は、バイオエタノール燃料を効率的に製造できる新しい酵母の育種技術を開発した。新しい酵母を使うと、茎などの非可食部分からのエタノールが生産できる。
    バイオエタノール燃料の生成使われる酵母はブドウ糖(グルコース)など炭素原子を６個持つ『六炭糖』を分解し、エタノールをつくる。しかし、六炭糖はサトウキビやトウモロコシの可食部に集中して存在する。
  • 茎や葉など非可食部いは炭素原子が５個の『五炭糖』が多く含まれるが、今まで実用化レベルで分解できる酵素が無かった。
    同社は遺伝子操作で自然に近い形で微生物の進化を速める技術を持ち、短期間で酵母などの品質や脳旅行を飛躍的に改良できる。
    五炭糖を栄養に育つ酵母の開発はすんでおり、今後更に効率よくエタノールを作る機能を持たせるための実証実験を急ぐ。


スフィンゴモナス属細菌
  • 2011年、京都大学の村田幸作教授らのチームは、藻類の主成分である「アルギン酸」からエタノールを作る菌を遺伝子組み換え技術で作製した。
    1種類の菌でエタノールまで生産できるのは珍しい。
    田畑などに生息する「スフィンゴモナス属細菌」の一種を改良した。
    この細菌は一般にアルギン酸を取り込む能力は高いが、体内ではエタノールを作ることがほとんど出来ない。
    新技術は藻類を乾燥、加熱処理などをしてエタノール発酵する工程に使う。
    研究チームは細菌のＤＮＡにエタノールを作るために必要な2種類の遺伝子を入れるとともんい、阻害する遺伝子1種類を抑えた。
    2～3日培養すればアルギン酸1㌔㌘から約250㌘のエタノールが出来る。
    アルギン酸はマコンブやアカモクなど褐藻類の主成分。


オーランチオキトリウム
  • 2010年、筑波大学の渡辺信教授らは、10倍以上の効率で油を作る藻類を発見した。
  • 体内に油を溜め込み、増殖が速い。
  • 1㍑当たり50円程度で石油の代替燃料を作れる見通し。
  • 見つけた藻類はオーランチオキトリウムという名前で、沖縄地方で見つけた。
  • 従来から研究している藻類（ポトリオコッカス）と比べて、作る油の量は1/3程度だが、繁殖するスピードが36倍速い。このため油の生産効率はポトリオコッカスの12倍に達する。
  • 石油とほぼ同じ成分の油を光合成で作るポトリオコッカスは、次世代のバイオ燃料の担い手として期待されている。ただ、現行技術では油の回収や処理などで生産コストが1㍑当たり800円程度かかる。

  • オーランチオキトリウムが作る油には、健康食品や化粧品に利用されている「スクアレン」という成分が豊富。燃料以外でも利用が見込める。
  • 日本が産油国になれる。


ブラウニー
  • 2011年、東京大学の岡田茂准教授と米ケンタッキー大学などのチームは、特殊な藻類が高熱量のバイオ燃料を合成する際に使う遺伝子を特定した。
    バイオ燃料の主成分であるエタノールの1.7倍のエネルギーを作り出すことができる。
    調べたのは    ブラウニーという単細胞の緑藻。
    この緑藻は光合成で「ボツリオコッセン」という液状炭化水素を大量に作る。
    ボツリオコッセンを作る仕組みはナゾだった。
    岡田准教授らは、ブラウニーがスクアレンという油脂を合成する際に使う酵素に注目。この酵素に似たアミノ酸配列を持つ2種類の酵素を新たに発見した。
    さらに、これらの酵素を作れるように遺伝子組み換えあ酵母を使って実験した。
    酵母は元来、体内にファルネシル二リン酸という有機物を蓄えている。
    遺伝子組み換えた酵母の体内で作られた2種類の酵素の働きで、この有機物がボツリオコッセンに変化することが分かった。
    遺伝子を組み換えた酵母はグルコースを食べ、体内でボツリオコッセンを生産する。この酵母を大量に作ると、麦わらや廃木などからバイオ燃料を生産できる。
    バイオ燃料はトウモロコシやサトウキビなどを原料とするエタノールの普及が進んでいるが、1㍑当たりの熱量が23ﾒｶﾞｼﾞｭｰﾙと低いため、ガソリンにわずかに混ぜる程度に留まっている。これに対してボツリオコッセンは1㍑当たり40ﾒｶﾞｼﾞｭｰﾙと高い。


ボトリオコッカス
  • 2011年、ＤＩＣ（旧：大日本インキ化学工業）と筑波大学は共同で、藻の大量生産技術を開発する。
  • 共同研究するのは「ボトリオコッカス」というバイオ燃料向けの藻を屋外で大量培養する方法。
  • ＤＩＣの米子会社アースライズ・ニュートリショナルズ（カリフォルニア州）に筑波大学が研究者を派遣。
  • 筑波大は藻から油を抽出、精製してバイオ燃料化する技術を確立している。
  • ＤＩＣは1974年に藻の一種「スピルリナ」の生産を米国で開始。






ヘマトコッカス
  • 2013年、河野重行・東京大学教授と大田修平特任助教は、脂をつくり出す単細胞の藻類が脂を溜め込む仕組みを解明した。
  • 淡水に生息する「ヘマトコッカス藻」で実験した、
  • 直径30ﾏｲｸﾛ㍍で、化粧品などに使う抗酸化物質を含む油を生産し蓄える性質を持っている。
  • 研究チームは細胞を1枚が80ﾅﾉ㍍の薄い切片に分けて1枚づつ電子顕微鏡で撮影。断面を特殊なソフトで重ね、立体画像を作った。
  • 強い光を当てると、葉緑体などの構造が変化し、油の体積が増えた。
  • 通常は0.2％ぐらいだが、強い光を当てると油の入った袋が細胞質全体に広がり、細胞全体の約52％を油が占めるようになった。

榎本藻
  • 油分が多いのが特徴。溶剤を使って藻を分離すると5割が燃料に形を変える。
  • 全体で1万種はあるとされる藻は一般的に、大量生産・大規模培養が難しい。
  • ＩＨＩが量産化を目指す。





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