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J-GLOBAL ID：201702270616273661   整理番号：17A0814174

メタン生成のためのウシルーメン液によるリグノセルロース系バイオマスの前処理:細菌叢及び酵素活性分析

Pretreatment of lignocellulosic biomass by cattle rumen fluid for methane production: Bacterial flora and enzyme activity analysis

著者 (10件)： Baba Yasunori (Laboratory of Sustainable Animal Environmental Science, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, Yomogida 232-3, Naruko-onsen, Osaki, Miyagi 989-6711, Japan) ,  Baba Yasunori (Research Fellow of the Japan Society for the Promotion of Science, Japan Society for the Promotion of Science, 5-3-1 Kojimachi, Chiyoda-ku, Tokyo 102-0083, Japan) ,  Baba Yasunori (Research Institute for Bioresources and Biotechnology, Ishikawa Prefectural University, Suematsu1-308, Nonoichi, Ishikawa 921-8836, Japan) ,  Matsuki Yu (Laboratory of Forest Ecology, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, Yomogida 232-3, Naruko-onsen, Osaki, Miyagi 989-6711, Japan) ,  Mori Yumi (Laboratory of Sustainable Animal Environmental Science, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, Yomogida 232-3, Naruko-onsen, Osaki, Miyagi 989-6711, Japan) ,  Suyama Yoshihisa (Laboratory of Forest Ecology, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, Yomogida 232-3, Naruko-onsen, Osaki, Miyagi 989-6711, Japan) ,  Tada Chika (Laboratory of Sustainable Animal Environmental Science, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, Yomogida 232-3, Naruko-onsen, Osaki, Miyagi 989-6711, Japan) ,  Fukuda Yasuhiro (Laboratory of Sustainable Animal Environmental Science, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, Yomogida 232-3, Naruko-onsen, Osaki, Miyagi 989-6711, Japan) ,  Saito Masanori (Laboratory of Environmental Crop Science, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, Yomogida 232-3, Naruko-onsen, Osaki, Miyagi 989-6711, Japan) ,  Nakai Yutaka (Laboratory of Sustainable Animal Environmental Science, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, Yomogida 232-3, Naruko-onsen, Osaki, Miyagi 989-6711, Japan)
資料名： Journal of Bioscience and Bioengineering  (Journal of Bioscience and Bioengineering)
巻： 123  号： 4  ページ： 489-496  発行年： 2017年04月 
JST資料番号： G0535B  ISSN： 1389-1723  CODEN： JBBIF6  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 著者らは屠殺場廃棄物として処理されたウシルーメン液を用いたリグノセルロース系バイオマスのメタン発酵のための前処理法の開発を試みた。ルーメン液に溶解後に菜種(Brassica napus L.)をメタン発酵に添加すると未処理の菜種と比較してメタンが1.5倍多く生成した。MiSeq次世代シークエンサーを用いたルーメン液処理中の細菌叢の分析は,優勢な門が澱粉分解性Prevotella属からなるBacteroidetesからセルロース分解性及びキシラン分解性のRuminococcus属からなるFirmicutesにわずか6時間で移行したことを示した。検出した分類群のもっとも豊富な配列を調べたところ合計7種のセルロース分解性菌,25種のセロオリゴ糖分解性菌及び11種のキシラン分解性菌を検出した。セルロース分解性菌,セロオリゴ糖分解性菌及びキシラン分解性菌として知られる2種のRuminococcus属(Ruminococcus albusとR.flavefaciens)の相対存在量はセルロース及びヘミセルロース分解速度の増加とともに上昇し,最終的にはすべての操作的分類単位の48%を占めた。酵素活性の変化を経時的に観察したところ,セルロース溶解活性及びキシラン分解活性は6時間後に増加し,オリゴ糖溶解活性は24時間後に増加した。本研究ではルーメン液中ではほとんど報告されていないリグニン由来の芳香族化合物の分解に関与する6種の細菌を検出した。検出した細菌の構成は,芳香族化合物が安息香酸塩を経て酢酸塩へと変換されたことを示唆している。すべてのリグノセルロース分解候補をカバーする微生物リストはルーメン微生物に焦点をあてたこれからの研究のための基礎的知識を提供するものである。Copyright 2018 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： ウシ ,  胃液 ,  *畜産廃棄物 ,  廃物利用 ,  *メタン発酵 ,  バイオマス ,  アブラナ属 ,  自動分析計 ,  加水分解 ,  セルロース ,  少糖類 ,  経時変化 ,  リグニン ,  リグノセルロース ,  マイクロバイオーム ,  酵素活性度 ,  ルーメン液 ,  リグノセルロース系バイオマス ,  Brassica napus ,  次世代シーケンサー ,  澱粉分解 ,  セルロース分解 ,  セロオリゴ糖 ,  ルーメン細菌 ,  Ruminococcus albus ,  Ruminococcus flavefaciens ,  細菌叢 ,  ペプトコッカス科 ,  プレボテラ属 ,  ルミノコッカス属 ,  ファーミキューテス門 ,  バクテロイデス門 ,  家畜 ,  微生物 ,  細菌 ,  バクテロイデス科 ,  アルカン
準シソーラス用語： Peptococcaceae ,  Prevotella ,  Ruminococcus ,  Firmicutes ,  Bacteroidetes

著者キーワード (6件)： Key words Lignocellulosic biomass ,  Methane fermentation ,  Pretreatment ,  Rumen bacterial flora ,  Next-generation sequencer ,  Enzyme activity

分類 (1件)： 生物燃料及び廃棄物燃料  (LB02020Y)

物質索引 (1件)： メタン

引用文献 (62件)：

• Flint, H. I., Bayer, E. A., Rincon, M. T., Lamed, R., and White, B. A.: Polysaccharide utilization by gut bacteria: potential for new insights from genomic analysis, Nat. Rev. Microbiol., 6, 121-131 (2008).
• Lynd, L R., Weimer, P. J., van Zyl, W. H., and Pretorius, I. S.: Microbial cellulose utilization: fundamentals and biotechnology, Microbiol. Mol. Biol. Rev., 66, 506-577 (2002).
• Baba, Y., Tada, C., Fukuda, Y., and Nakai, Y.: Improvement of methane production from waste paper by pretreatment with rumen fluid, Bioresour. Technol., 128, 94-99 (2013).
• Kreuger, E., Sipos, B., Zacchi, G., Svensson, S., and Björnsson, L: Bioconversion of industrial hemp to ethanol and methane: the benefits of steam pretreatment and co-production, Bioresour. Technol., 102, 3457-3465 (2011).
• Lakaniemi, A., Koskinen, P. E. P., Nevatalo, L M., Kaksonen, A. H., and Puhakka, J. A.: Biogenic hydrogen and methane production from reed canary grass, Biomass Bioenergy, 35, 773-780 (2011).

タイトルに関連する用語 (7件)： メタン生成 ,  ウシ ,  ルーメン液 ,  リグノセルロース系バイオマス ,  細菌叢 ,  酵素活性 ,  分析