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月刊バイオインダストリー 2019年1月号
￥4,950
≪著者一覧≫
小坂彦二 豊田通商(株)
金高武志 トタルコービオンPLA b.v. 日本連絡事務所
宮保 淳 アルケマ(株)
山崎 聡 三井化学(株)
藤木哲也 (株)カネカ
宮内啓行 住友ベークライト(株)
乾 将行 (公財)地球環境産業技術研究機構
野村紘史 琉球大学
清水雄介 琉球大学
友利 新 琉球大学
角南 寛 琉球大学
河野広朗 京都大学
長谷川光一 京都大学
山田圭一 群馬大学
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【特集】バイオプラスチックの最新動向
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植物由来ポリエチレンの現状と今後の展望
bPE Current Situation and Future in Japan
植物由来ポリエチレン, 所謂バイオポリエチレンは石化由来の通常のポリエチレンと構造・性能とも同一。当社は2010年の商業生産開始当時から日本市場での販売を行ったパイオニアである。そのコストの高さ故, 日本での採用は限定的であったがここにきて大きく流れが変わろうとしている。
【目次】
1 はじめに
2 生産概要と用途
3 植物由来ポリエチレンの製造工程
4 温室効果ガス排出量の削減効果
5 食糧との競合・熱帯雨林への影響
6 今後の展望
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ポリ乳酸（PLA）
Poly Lactic Acid（PLA）
ポリ乳酸（PLA）はバイオマス由来かつ生分解性を有するバイオプラスチックである。近年では耐熱性, 機械的強度, 成形性に改善が見られ従来の石油由来プラスチックからの代替候補として大いに注目を集めている。本稿では当該樹脂の物性, 市場, バイオプラスチックとしてのポジションなどについて概論を述べた。
【目次】
1 ポリ乳酸概略
2 現在の市場
3 光学純度と物性
4 圧電高分子
5 ステレオコンプレックスポリ乳酸
6 抗菌性
7 耐衝撃性
8 バイオマスプラスチックとしてのポリ乳酸
9 バイオマスプラスチックを使用する意義
10 生分解性プラスチックとしてのポリ乳酸
11 生分解性樹脂を使用する意義
12 まとめ
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バイオポリアミド
Bio-Polyamide
バイオポリマーは天然物系, 化学合成系, 微生物合成系に大別できるが, 本稿で取り上げるバイオポリアミドは化学合成系に位置づけられる。詳細については後述するが, バイオポリアミドの特長は以下の通りである。
・商業化されて既に50 年以上が経過しているポリアミド11の功績により, エンジニアリングプラスチックとしての地位を築いており, 機能性部品に使用が可能である
・現在市販されているバイオポリアミドは全て非可食油脂であるヒマシ油を化学変換することによって得られるモノマーを使用している
・モノマーにジカルボン酸とジアミンを使用するため, 石油由来のモノマーと組み合わせることにより多彩な製品群が得られる
本稿では環境意識が高まった2000年以降に急速に多様化が進んでいるバイオポリアミドの現状および将来について解説する。
【目次】
1 ポリアミドとは
2 バイオポリアミドの基礎原料─ヒマシ油
3 ポリアミドの歴史と現在
4 バイオポリアミドの物性
5 バイオポリアミドの現状と課題
6 バイオポリアミドの将来─さらなる発展のためのキーポイント
6.1 バイオポリアミド間の製品特性の明確化
6.2 バイオポリアミド特有の製品開発アプローチ
6.3 石油由来成分のバイオソース化
6.4 ESG経営に基づくエンドユーザーによる調達先選別
7 おわりに
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バイオイソシアネートを用いた新規なポリウレタン
Novel Polyurethanes Based on Bio−Based Isocyanate
ポリイソシアネートは, ポリウレタンの物性を左右する重要な化学品である。これまでもいくつかのバイオイソシアネートが検討されてきたが, その実用的な物性を十分に満足することができなかった。本稿では, 市場ニーズに対応して, 当社が開発したバイオイソシアネート（STABiO(R)（スタビオ(R)）PDI(R)）およびそれを用いたポリウレタンへの展開について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 開発の背景およびコンセプト
3 STABiO(R)（スタビオ(R)）PDI(R)および硬化剤の特徴
4 スタビオ(R)PDI(R)ウレタンシステムの用途
4.1 メガネレンズへの展開
4.2 ゲルへの展開
5 おわりに
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ポリヒドロキシアルカン酸（PHA）
Polyhydroxyalkanoates（PHA）
ポリヒドロキシアルカン酸(Polyhydroxyalkanoates, 以下PHA）は, 多種類の微生物が炭素, およびエネルギー貯蔵物質としてその菌体内に蓄積する, R−3−ヒドロキシアルカン酸(R−3−hydroxyalkanoate) をモノマー成分とする単重合体, あるいは共重合体のポリエステルである。本稿では(株)カネカが事業化検討を進めているカネカ生分解性ポリマーPHBHTM, （以下, PHBH）を例としてPHAの製造方法, 特性等について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 PHAの生合成
3 PHBH生産菌株の育種
3.1 軟質PHBH生産系の開発
3.2 培養生産性の向上
3.3 更なる3HHxモル分率の向上
3.4 その他の生物による生産方法
4 PHAの精製
4.1 溶剤抽出法
4.2 水系精製法
5 PHAの特性
5.1 PHBHの生分解性
5.2 PHBHの一般物性
6 加工性・用途開発
7 今後の課題
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バイオマス由来フェノール樹脂の生産技術開発
Development of Production Technology for Biomass Derived Phenolic Resin
近年, 低炭素社会実現のためバイオマスからのプラスチックの生産に大きな注目が集まっている。フェノール樹脂は最も古い歴史を持つ実用化されたプラスチックであり, 今もなお発展を続けているが, 現在の工業生産品は石油由来原料から得られているもののみである。本稿では, 世界初のバイオマス由来フェノールの生産技術開発について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 フェノール樹脂について
2.1 フェノール樹脂の歴史
2.2 フェノール樹脂とは
2.3 フェノール樹脂の市場動向
3 フェノール樹脂の用途と技術動向
3.1 工業用フェノール樹脂
3.1.1 摩擦材用
3.1.2 断熱材用
3.2 成形材料
3.2.1 自動車部品用途
3.2.2 電子・電気機器用途
4 バイオマス由来フェノールの生産技術開発
4.1 フェノールのバイオマス由来化の重要性
4.2 バイオプロセスの生産性向上
4.2.1 高生産性RITEバイオプロセス
4.2.2 2段工程法
4.3 バイオマス由来フェノール樹脂の特性
5 おわりに
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BIO R&D
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脂肪組織由来幹細胞培養上清のスキンケア製品への応用
Skin Care Product using the Culture Supernatant of Adipose−derived Stem Cell
脂肪組織由来幹細胞は, 成長因子を豊富に分泌する体性幹細胞の一種である。その培養上清には成長因子が複数含まれ, ヒト由来細胞を用いた場合には生体が元来有するシグナル伝達経路を利用するため, スキンケアの原料成分として有望である。製造に際しては倫理的な取り扱いや関連法規の遵守, 厳密な細胞品質管理が重要となる。
【目次】
1 はじめに
2 脂肪組織由来幹細胞
3 培養上清と成長因子
4 培養上清の産業利用
5 終わりに
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多能性幹細胞を安価で安定供給を実現可能とする合成培地の開発
Development of Defined Culture Medium for Stable and Cost−Effective Human Pluripotent Stem Cell Supply
1981年のマウス胚性幹細胞樹立から26年, ヒトiPS細胞が樹立された。これを発端に, 多能性幹細胞を用いた再生医療・移植医療への取り組みが急加速した。同時に安全で安価な培養条件で培養された大量の多能性幹細胞供給が急務となった。本稿では, 筆者らが世界に先駆けて開発した成長因子と異種成分を完全に除去した合成培地について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 多能性幹細胞培養培地の歴史と課題
3 成長因子を含まない幹細胞培養用合成培地開発の試み
3.1 多能性幹細胞における成長因子非依存の自己複製シグナル経路
3.2 Wntタンパク質を代替可能な化合物の探索
3.3 増殖促進効果を持つ化合物の探索と新規合成培地
4 おわりに
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放射性ペプチド薬剤の標識合成と診断・治療への展開：現状と課題
Development of Radio−labeled Peptides for Diagnosis and Therapy：Present and Future
腫瘍に高発現するペプチド受容体を標的とした放射性薬剤は非侵襲的画像診断だけでなくRI内用療法（標的アイソトープ治療）においても有用な化合物群である。本稿では, 放射性ペプチド薬剤の分子設計に関する最新の知見を概説するとともに筆者らが進めている放射性ハロゲンを用いた標識合成について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 放射性ペプチド薬剤の分子設計
2.1 診断・治療に用いられる放射性核種
2.2 分子改変による動態制御
2.2.1 体内動態改善を志向した分子設計
2.2.2 受容体親和性の向上を志向した分子設計
2.3 ペプチド本来の薬物動態を反映した分子設計：放射性ハロゲンを用いた直接標識
3 まとめと展望
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《BIO PRODUCTS》
l−アルギニン（l−Arginine） -
月刊バイオインダストリー 2019年3月号
￥4,950
＜著者一覧＞
竹下 毅 (株)アルガルバイオ
河野重行 東京大学
小椋康裕 アスタリール(株)
高萩英邦 アスタリール(株)
吉田和敬 カゴメ(株)
下田博司 オリザ油化(株)
海貝尚史 理研ビタミン(株)
河合博成 アークレイグループ からだサポート研究所
松井英則 北里大学
岸野重信 京都大学
小川 順 京都大学
大社奈摘 同志社大学
剣持貴弘 同志社大学
吉川研一 同志社大学
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【特集】カロテノイドの最新動向
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カロテノイド市場の形成と展開
Formation and Development of Carotenoid Market
カロテノイドの世界市場の動向については, 昨年2018年10月に本誌でカロテノイド世界市場の動向を紹介したが, 今回は特集「カロテノイドの最新動向」が組まれるにあたって, 「カロテノイド市場の形成と展開」と題して, カロテノイド市場の地域, 種別, 用途, 製法, 販路などに加え, 代表的な世界企業についても異なる視点から紹介しよう。
【目次】
1 はじめに
2 カロテノイド市場
2.1 地域と年平均成長率
2.2 カロテノイドの用途の拡大
2.2.1 飼料
2.2.2 家禽
2.2.3 水産養殖
2.3 サプリメントと食品
2.3.1 食品
2.3.2 化粧品
2.3.3 医薬品
3 カロテノイド製造
3.1 化学合成
3.2 植物由来の抽出
3.3 発酵
3.4 微細藻類
4 おわりに
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アスタキサンチン
Natural Astaxanthin
アスタキサンチンは天然のカロテノイドの一種で, ヒトが古くから食生活の中で摂取してきた植物由来の微量栄養素である。自然界においては鮭が急流を遡上する際に必要な持久力を可能にするため, 食物連鎖を通じアスタキサンチンを摂取し自らの筋肉に蓄えていることが知られている。
アスタキサンチンはキサントフィル類に属するカロテノイドで, カロテノイドの中では最も多い13の共役二重結合と両末端環にケト基と水酸基を持っている。この独特の分子構造が赤血球や筋肉, ミトコンドリアなどの細胞膜を貫通する形で取り込まれ, ユニークな抗酸化・抗炎症機能を発揮すると考えられている。近年の研究によれば, それは骨格筋の機能やそれに関わる代謝の恒常性を維持・改善すると共に, 血流改善効果を示すことが明らかにされている。
【目次】
1 骨格筋機能の維持・改善
2 血流改善
3 作用機序
4 さらなる活用可能性
5 結論
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リコピンの機能～リコピンの基礎と応用研究～
The Function of Lycopene −Basic and Practical Research of Lycopene−
リコピンは, 主にトマトやトマト加工品に含まれる赤色のカロテノイドであり, 抗酸化作用をはじめとした多くの生理作用を有することが知られている。ここでは, リコピンの研究の最近の動向を紹介するとともに, そのエビデンスに基づいた機能性表示食品の展開について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 リコピンの基本情報（構造・摂取源）
3 リコピンの体内動態
3.1 リコピンの吸収
3.2 リコピンの代謝
4 リコピンの抗酸化作用
5 リコピンが疾病の予防, QOLの改善に与える影響
5.1 循環器系疾患に対する影響
5.1.1 血中脂質に対する影響
5.1.2 血圧に対する影響
5.2 循環器系疾患以外への影響
5.2.1 リコピンと男性不妊
5.2.2 リコピンと肌の健康
5.2.3 リコピンと骨の健康
5.2.4 リコピンと運動時の酸化ストレス
6 リコピン研究の機能性表示食品への活用
6.1 リコピンを機能性関与成分とした機能性表示食品
6.2 リコピンによる血中HDL−C増加作用に基づく機能性表示食品
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フコキサンチンの機能（抗肥満作用, 美容作用）と最近の動向
Anti−obesity and Beautifying Effects of Fucoxanthin and its Current Trend
フコキサンチンは, 昆布やワカメの褐藻類のみならず近年では微細藻類からも製造される。またフコキサンチンの生理活性に関する研究の報告数はここ10年で飛躍的に増えている。本稿ではその中から抗肥満作用と美容作用について, 最近の動向とともに概説する。
【目次】
1 はじめに
2 フコキサンチンの抗肥満作用
3 美容原料としてのフコキサンチン
4 微細藻類由来のフコキサンチン
5 おわりに
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クロセチン
Crocetin
カロテノイドは, 黄色, 橙色, 赤色を呈することから古くから食品の着色料として用いられてきた。その一方, 近年の研究によりカロテノイドの様々な生理作用が明らかとなり, 健康の維持増進を目的とした利用も進んでいる。クチナシ黄色素の主色素であるクロセチンも健康分野へと用途を広げてきたカロテノイドである。本稿ではクロセチンの健康機能について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 クロセチンの構造と性質
3 クロセチンの吸収
4 クロセチンの機能性
4.1 睡眠に対する作用
4.2 肌に対する作用
5 クロセチンの安全性
6 おわりに
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β－クリプトキサンチン
β−Cryptoxanthin
我々はうんしゅうみかん（Citrus unshiu Marc.）を原料として, β－クリプトキサンチンを高濃度に含む健康食品素材（商品名：クリプトベータ）を開発した。ペースト品は飲料やゼリーなどの嗜好品として, 乾燥品はカプセルなどのサプリメントとして広く応用されることが期待される。
これまでの研究からカロテノイドは体内に貯蔵されやすく, とりわけヒトにはβ－クリプトキサンチンが顕著であり, その健康効果が数多く報告されている。
【目次】
1 β−クリプトキサンチン（β−CRP）
1.1 うんしゅうみかんと疫学調査
1.2 機能性表示食品
1.3 介入試験
2 「うんしゅうみかんパルプ」（商品名：クリプトベータ）
2.1 クリプトベータ摂取によるβ−CRPの血中濃度
2.2 クリプトベータのヒト試験
2.3 クリプトベータD（乾燥タイプ）
3 おわりに
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BIO R&D
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腸内細菌が産生する機能性脂肪酸の抗ヘリコバクター属活性
Anti−Helicobacter Activity of a Functional Lipid Produced by Gut Microorganisms
食事脂質の腸内細菌代謝物に様々な生理機能が見いだされてきている。リノール酸の腸内細菌代謝物である10−ヒドロキシ−cis−12−オクタデセン酸（HYA）に, Helicobacter属が有する特殊なメナキノン生合成経路の特異的阻害剤としての活性が見いだされた。HYAの狭域スペクトルピロリ菌抗菌剤としてのポテンシャルを紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 ピロリ菌の感染と除菌
3 フタロシン経路
4 脂肪酸のHelicobacter属特異的な抗菌活性
5 おわりに
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BIO ENGINEERING
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組織切片の張力伸展応答：がんの病理診断手法の創出
Nobel Method for Cancer Diagnosis: Characteristic Cracking Pattern on Tissue Slices Caused by External Extension
がんの病理診断では摘出した組織切片をスライドガラスに貼り付け, 光学顕微鏡で観察し診断することが一般的である。しかしながら, 顕微鏡像だけでは差異が少なく病理医間で診断が異なるといった問題がある。本研究では, 組織切片に張力を印加し生成する“ひび割れパターン”を定量的に解析することで, 正確な病理診断が可能となる。
【目次】
1 はじめに
2 組織切片伸展実験結果
3 定量的診断方法の提案（ひび割れパターン解析）
4 おわりに
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BIO BUSINESS
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機能性食品の市場動向
Market Trend of Functional Food
【目次】
1 はじめに
2 健康食品と機能性食品
3 トクホ市場動向
4 機能性表示食品市場動向
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月刊バイオインダストリー 2019年8月号
￥4,950
加藤美砂子 お茶の水女子大学
今村壮輔 東京工業大学
田中 寛 東京工業大学
宮下英明 京都大学
齋藤 猛 花王(株)
瀧村 靖 花王(株)
松本光史 電源開発(株)
前田義昌 東京農工大学
田中 剛 東京農工大学
増田篤稔 玉川大学
神田英輝 名古屋大学
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【特集】藻類由来バイオ燃料
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微細藻類におけるトリアシルグリセロール生合成
Triacylglycerol Biosynthesis in Microalgae
微細藻類の生産するトリアシルグリセロール（TAG）はバイオディーゼルの原料となる。TAG はグリセロ脂質であり，グリセロール骨格に3 分子の脂肪酸が結合している。本稿では微細藻類におけるTAG の生合成系や細胞内でのTAG の集積場所である油滴について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 トリアシルグリセロールの代謝
2.1 脂肪酸の生合成
2.2 TAGの生合成
2.3 TAGの蓄積条件
2.4 油滴の発達
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オイル生産性が飛躍的に向上した藻類株の作出：オイル生合成のチェックポイントキナーゼTOR の発見とその応用
Improvement of Oil Productivity in Microalgae
微細藻類を用いたオイル生産系の確立には，藻類のオイル生産能の向上が不可欠である。そのためには，オイル生合成制御の基本的な仕組みを理解し，遺伝子工学的手法にて藻類の形質を改変することが必須となる。本稿では，TOR キナーゼによる藻類オイル生産の制御機構と，その知見を活かして作出した，オイル生産性が飛躍的に向上した藻類株について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeにおける窒素代謝制御
3 TAG生産のON/OFFを決定づけるTORキナーゼ
4 TOR不活性化によるトリアシルグリセロールの蓄積
5 TAG生合成制御におけるTORの作用点
6 考察
7 今後の展望
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油脂蓄積微細藻類の分離・選抜戦略─好酸性緑藻株の分離を例に─
Strategies for the Isolation and Selection of Oil-accumulating Microalgae─ an Example of the Finding of a New Acidophilic Green Alga ─
野外開放型の微細藻類バイオマス生産に適した藻類の分離・選抜事例として，好酸性緑藻の分離・選抜について述べる。藻類バイオ燃料生産におけるコスト削減には，大量の藻類バイオマスを安価に安定供給可能な藻類バイオマス生産システムの構築が不可欠であり，天然からの油脂生産藻類の分離・選抜は，安定的なバイオマス生産や油脂生産性の向上に貢献することができる。
【目次】
1 はじめに
2 藻類燃料生産に用いる藻類選抜の重要性
3 藻類の分離戦略
4 好酸性単細胞緑藻の分離と選抜の実際
4.1 選抜条件の設定
4.2 採取場所の選定
4.3 微細類の採取と集積培養
4.4 分離
4.5 増殖速度による選抜
4.6 油脂蓄積の確認
4.7 増殖特性と油脂蓄積の詳細な評価
5 おわりに
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微細藻類による持続可能な油脂原料開発の取り組み
Deveploment of the Sustainable Algal Oil Production
主にパーム油・ヤシ油など植物系の油脂を原料に製品を生み出す油脂化学（オレオケミカル）分野において，持続可能な事業活動のために，社会課題に配慮した責任ある原料調達を目指すことは重要な取り組みとなる。本稿では，オレオケミカル原料としての藻類油脂開発において進めてきた，主に実装を見据えた藻類株の改変と培養検討の取り組みについて報告する。
【目次】
1 背景
2 オーストラリアにおける実規模培養の検証例
2.1 評価試験実施場所
2.2 培養株の選定およびオーストラリア国外株の利用
2.3 スケールアップ培養と実規模培養の実際
3 セルフクローニング技術による藻体株の開発
3.1 カルタヘナ法批准国における遺伝子改変株の位置づけ
3.2 ナンノクロロプシスの相同組換え技術
3.3 セルフクローニング株の開発の具体例：中鎖脂肪酸生産
3.4 屋外開放培養を想定したセルフクローニング株の生物多様性影響にかかる情報収集
4 今後の展望
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海洋微細藻類によるグリーンオイルの効率的生産技術の開発
Improved Production of Green-clean Oil with Marine Microalgae
本稿では，海洋から見出された珪藻を用いたバイオ燃料（グリーンオイル）生産技術について概説する。筆者らは，脂質高蓄積珪藻のソラリス株と，耐冷性脂質高蓄積珪藻ルナリス株を獲得し，両株の屋外における大量培養技術を確立した。これにより，春季から冬季に渡り通年のグリーンオイル生産が可能であることを実証した。また，遺伝子組み換え技術を用いて，グリーンオイル生産性の向上が可能であることを示した。これらの技術を駆使することにより，グリーンオイル生産の社会実装化を目指している。
【目次】
1 はじめに
2 微細藻類を用いたグリーンオイル生産一貫プロセス設計
2.1 脂質高蓄積微細藻類のスクリーニング
2.2 通年グリーンオイル生産に向けた耐冷性脂質蓄積珪藻の獲得
2.3 低エネルギーで駆動する大型培養装置によるグリーンオイルの通年生産
3 遺伝子組み換え微細藻類の創生による生産性の向上戦略
3.1 グリセロール資化能の付与
3.2 脂質合成に必要なNADPH生産能の強化
3.3 効率的な細胞回収に向けた細胞凝集性の付与
3.4 屋外培養における遺伝子組み換え生物の利用・制御
4 おわりに
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微細藻類の大量培養システム開発における受光量の解析方法
Analysis of Received Light Quantity in Mass Culture System of Microalgae
微細藻類は，培養条件により他の植物には無い光合成能力を持っている。このため，基礎研究からバイオマスエネルギー利用研究まで行われている。また，食品添加剤や化粧品などにも産業利用がなされている。産業化を行うためには，低コストで安定的な生産技術が求めらる。低コスト生産における，大量培養システム開発と受光量解析などの解説と留意点を述べる。
【目次】
1 はじめに
2 微細藻類培養装置開発に関する基礎的知見
2.1 培養槽における環境制御項目
2.2 光環境
2.3 溶存ガス環境
3 設計における環境因子の定量方法
3.1 培養槽外郭周辺の光環境設計計算
3.2 培養槽内の光環境計測と培養器形状
3.3 培養内におけるガス挙動
4 実用プラントにおける餌料用微細藻類培養システム開発
4.1 培養槽条件と設計と性能
4.2 実用プラントシステム
5 屋外培養についての留意点
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液化ジメチルエーテルによる湿潤微細藻類からの油脂の直接抽出
Direct Extraction of Lipid from Wet Microalgae by Using Liquefied Dimethylether
近年，光合成による油脂生産能力が高等植物の数十倍とも数百倍とも言われる微細藻類が，新たなバイオ燃料源として注目されている。しかし，微細藻類は水生植物であるので収穫時の水分が多く，油脂を抽出する前に，膨大なエネルギーを消費する乾燥処理が避けられない問題がある。本稿では，筆者が世界に先駆けて研究を進めてきた，乾燥処理が不要な油脂抽出技術について解説する。
【目次】
1 微細藻類からバイオ燃料への変換の問題点
2 微細藻類からの油脂抽出
3 液化DMEを用いた油脂抽出プロセス
4 液化DMEによる油脂抽出の例
5 ダーバン工科大学との共同研究による取り組み
6 さいごに
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BIO BUSINESS
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ジェネリック医薬品市場
Generic Drug Market
【目次】
1 市場概要
2 国内の市場および研究開発の動向
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再生医療産業
Industry of Regenerative Medicine
【目次】
1 はじめに
2 関連制度と体制
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《BIO PRODUCTS》
L-カルニチン(L-Carnitine)
オレイン酸アミド(Oleic amide)
2-メチルテトラヒドロフラン(2-Methyltetrahydrofuran)