【特集】第二世代バイオエタノール製造の技術開発

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特集にあたって
Foreword for the Special Issue of 2nd Generation Bioethanol
横山伸也　(公立鳥取環境大学)

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第二世代バイオエタノール製造の技術概要
Overview of the 2nd Generation Bioethanol Production Technology
徳田憲昭　((一財)エネルギー総合工学研究所)

　本稿は新エネルギー・産業技術総合開発機構主導のもと, 2008～2012年度の期間において実施された「バイオマスエネルギー等高効率転換技術開発事業/加速的先導技術開発」の事業概要について述べる。当該事業は「バイオ燃料技術革新計画」で掲げられた第二世代バイオエタノール製造技術の開発ベンチマークの達成を目指して行われた。
【目次】
1. はじめに
2. バイオ燃料技術革新計画のベンチマーク
3. 第二世代バイオエタノール製造の技術概要
4. バイオマスエネルギー等高効率転換技術開発事業の実施内容

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高速発酵細菌の利用による木質バイオマスの高効率同時糖化並行発酵
Development of Bioethanol Production Process from Woody Biomass based on Highly Efficient Microwave Solvolysis and Ethanologenic Bacteria
簗瀬英司　(鳥取大学)
渡辺隆司　(京都大学)

　セルロース系バイオエタノールのグローバルな商業展開を目指し, 熱帯早生樹であるユーカリ材を原料として超低コストなマイクロ波照射前処理工程と機能強化したC5・C6糖高速発酵細菌を用いる同時糖化並行発酵工程を組み合わせた木質系バイオエタノール一貫製造プロセスを開発し, ベンチプラントにて実証した。
【目次】
1. はじめに
2. 同時糖化並行発酵に最適な発酵細菌の代謝工学的育種
2.1　Zymomonas mobilisの発酵特性
2.2　C5・C6糖並行発酵細菌
2.2.1　キシロース並行発酵性の賦与
2.2.2　マンノース並行発酵性の賦与
2.3　実用的C5・C6同時並行発酵細菌の育種
2.4　セルロース糖化発酵性の賦与
3. 高速発酵細菌とマイクロ波を用いた木質バイオマスからのバイオエタノール実証生産
3.1　マイクロ波照射前処理工程
3.2　SSCF工程
3.3　ベンチプラント実証試験
4. 今後の課題

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セルロース系バイオマスの糖化酵素の技術開発
Development of Saccharifying Enzyme for Cellulosic Biomass
森川康　(長岡技術科学大学 ; (一財)バイオインダストリー協会)

　NEDO PJ「酵素糖化・効率的発酵に資する基盤研究」の成果を, 糖化酵素およびそれに密接に関連する高効率糖化に関してまとめた。界面活性剤の効果, グルコース阻害の重要性および各前処理バイオマスに応じた成分酵素の重要性を明らかにし, T. reesei PC-3-7株からBGLおよびXYNの二重強化株を構築し, その糖化酵素JN24Hで酵素使用量を1.8mg/g-バイオマスまで低減させた。
【目次】
1. はじめに
1.1　糖化酵素(セルラーゼとヘミセルラーゼ)
1.2　酵素使用量低減の課題
1.2.1　高効率糖化
1.2.2　高機能糖化酵素
2. 酵素糖化の解析
2.1　界面活性剤による糖化酵素使用量の低減
2.2　糖化時の生成物阻害
2.3　前処理バイオマスに応じた糖化酵素
3. 高機能糖化酵素の構築
3.1　BGLの強化
3.2　XYN IIIの強化
4. まとめと今後の展望

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CBPによるバイオエタノール生産技術の開発
Development of the Production Process of Bioethanol using CBP
猪熊健太郎　(神戸大学)
蓮沼誠久　(神戸大学)
近藤昭彦　(神戸大学)

　リグノセルロース系バイオマスから液体燃料や化学品を効率的に生産するために鍵となる統合型バイオプロセス (Consolidated bioprocessing : CBP) の構築と, CBPに資するアーミング酵母の開発や酵母の発酵阻害物耐性の強化など, 最先端の技術動向を概説する。
【目次】
1. はじめに
2. リグノセルロース系バイオマス利用の課題
3. セルロース・ヘミセルロース分解能の付与とその強化
4. キシロース(C5糖)資化能の付与
5. 発酵阻害物耐性
6. マーカーリサイクルシステムを用いた多機能酵母の構築
7. 今後の展望

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Well to Tank での事業モデル構築の検討概要
Building Bioethanol Production Business Model and Its Well to Tank Evaluation
森山亮　((一財)エネルギー総合工学研究所)
玄地裕　(国立研究開発法人 産業技術総合研究所)

　本検討では原料生産, 輸送, エタノール転換, 日本までの製品輸送といったWell to Tankでの各工程を想定した実用化事業モデルを構築した。また, バイオ燃料事業実施者が「技術革新ケース」の開発ベンチマーク達成度を評価できる温室効果ガス(GHG)排出量計算ツールや事業モデル簡易評価ツールを整備した。
【目次】
1. 総合調査研究の概要
2. 実用化事業モデルの構築
2.1　前提条件
2.2　原料生産作業工程の設定,原料コストおよびGHG排出量の試算
2.3　エタノール転換
2.4　製品輸送手段の設定,輸送コストおよびGHG排出量の試算
3. GHG排出量計算ツール
3.1　評価範囲と機能単位
3.2　入力方法
3.2.1　地域
3.2.2　原料および原料栽培
3.2.3　原料輸送
3.2.4　原料変換
3.2.5　製品輸送
4. 事業モデル簡易評価ツール
5. 成果の活用

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≪BIO R&D≫
アルツハイマー病の治療薬としてのメチレンブルーの有効性: アルツハイマー病の病態モデルマウスを用いた検討
Methylene Blue Modulates β-Secretase, Reverses Cerebral Amyloidosis, and Improves Cognition in Transgenic Mice
森隆　(埼玉医科大学)

　塩基性染料の一種であるメチレンブルーを, アルツハイマー病の病態モデルマウス(PSAPP マウス)に15ヵ月齢から3ヵ月間経口投与(3 mg/kg/day)すると, アルツハイマー病様の病態が軽減した。本稿では, メチレンブルーの行動・認知機能障害の改善効果, 続いてアミロイド-βタンパク質の産生・蓄積の抑制効果を紹介する。さらに, メチレンブルーの病態を軽減する効果のメカニズムについても記載する。メチレンブルーの新たな病態改善薬としての可能性が期待される。
【目次】
1. はじめに
2. メチレンブルーの概要
3. 行動・認知機能障害の改善効果
4. アミロイド-βタンパク質の産生・蓄積の抑制効果
5. 将来展望

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乳酸菌だけじゃない !
酢酸菌でアレルギー症状の改善に挑む !
Anti-pollen Disease, Anti-allergy Ingredient Containing Acetic Acid Bacterial LPS as an Active Ingredient
平松直人　((株)東洋発酵)

　日本における全人口の約半数がアトピー性皮膚炎や花粉症などのアレルギー疾患に苦しんでいるといわれており, それに伴う労働損失額も数千億円にのぼると試算されている。本稿では, 自然免疫応答を誘導するLPS(リポポリサッカライド)を食品素材へと応用した「酢酸菌由来LPS」によるアレルギー症状の抑制効果について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 酢酸菌由来LPS
2.1　LPS
2.2　酢酸菌
3. 酢酸菌由来LPSの機能性
3.1　マクロファージ様細胞を用いた貪食活性およびNO産生能についての評価
3.2　花粉症抑制効果についての評価
3.3　皮膚アレルギーに対する抑制効果の評価
4. 本素材の応用例
5. おわりに

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BIO BUSINESS
生薬の流通の現状と今後の課題
Current Situation of Crude Drugs and Future Subjects
浅間宏志　(日本漢方生薬製剤協会 ; (株)ウチダ和漢薬)

【目次】
1. 生薬流通の現状
1.1　はじめに
1.2　使用量調査の経緯
1.3　使用量等実態
1.3.1　使用生薬の種類,使用量および生産国
1.3.2　使用量の多い生薬
1.3.3　生産国による分類
2. 今後の課題
2.1　国内での薬用作物栽培の産地化推進
2.2　中国との交流