Enhancement of Lactic Acid Produation from Kitchen Refuse by Rhizopus oryzae KPS 106 Immobilized on Loofa Sponge

食品ゴミなどの廃棄物系バイオマスから, 糖化→乳酸発酵→乳酸精製→重合の工程を経て.生分解性フラスチックであるボリ乳酸を製造する研究を行っている.ボリ乳酸の品質には.乳酸の光学純度が大きく影響する.Rhizopus oryzaeは, 選択的に高いL (+) -乳酸生産能を示すことが期られている.前報で, 食品ゴミを基質として.Rhizopus oryzae KPS106株を用いて, 高濃度ならびに高純度のL (+) -乳酸を生産出来ることを報告した.本研究では.Rhizopus oryzae KPS106株を用いる食品ゴミを基質としたL (+) -乳酸発酵において、固定化による生産性向上について検討した.固定化担体として.廉価に入手かつ再生可能なバイオマスであるヘチマに着目した.まず, ボリビニルアルコール (PVA) やポリウレタン (PU) 製の担体との比較を行った、また, ヘチマ固定化担体について, 形状やサイズの影響, さらに, 繰り返し利用時の安定性についても検討した.さらに.フラスコ培養と1Lのリアクターを用いた培養時の基質と代謝産物に関する速度論的解析を行った.PVAやPU製のスポンジへの固定化と比較して, 高い乳酸収率を示した.これは, ヘチマ担体において、良好に酸素および基質が供給されたためと考える.また, 菌毒代の遊離もみられないことから, ヘチマスポンジは, R.oryzaeの固定化に適した担体であることが示唆された.固定化担体としてのヘチマの形状やサイズについて検討したところ.表面積の大きい1cm角の立方体状としたものが.最も高い乳酸収率を示した, フラスコによる回分振とう培養の結果.固定化を行わない場合には.63.7±3.8% (w/w) の乳酸収率であるのに対して, 72.6±2.5% (w/w) とより高い乳酸双率が得られた.さらに.ヘチマ固定化菌体を3回の回分培養で繰り返し利用できることを確認した.3回の回分培養における乳酸収率は, 平均73.3±1.9%, (w/w) であり, 繰り返しにより乳酸取率が大きく損なわれることはなかった.1cm角のヘチマ固定化担体を用いて, 1Lのジャーファーメンターによる培養 (攪拌速度100rpm, 通気速度100vvm.温度35℃) を行ったところ, 乳酸収率は, 69.2% (w/w) であり, 72時間後の到達乳酸濃度は.70.5g/Lであった。以上のとおめ本研究の結果から.ヘチマ担体へのR.oryzaeの固定化が, 食品ゴミを基質としたL (+) -乳酸発酵の生産性向上に有効であることが明らかとなった.