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与那覇和雄研究代表
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論文（リポジトリ） |
論文（リポジトリ）
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当山, 清善 ; 石原, 昌信 ; 与那覇, 和雄 ; Toyama, Seizen ; Ishihara, Masanobu ; Yonaha, Kazuo
概要:
生甘藷組織の酵素による崩壊・液状化機構を明らかにする目的で, 各種糸状菌の麸麹から調製した酵素液について生甘藷崩壊活性を調べるとともに, 本酵素活性と生甘藷組織の液状化との関係について調べた。各種糸状菌の生甘藷崩壊活性が認められ, 中でもA
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sp. saitoi 3295及びAsp. niger 3280に高い活性がみられた。両菌株酵素による生甘藷及びペクチン分解性は酵素濃度と酵素反応時間に比例して増加した。Asp. saitoi酵素では生甘藷磨砕物の液状化はみられなかったが, Asp. niger酵素で液状化がみられた。Asp. saitoi酵素は, Asp. niger酵素よりも生甘藷崩壊及びペクチン分解性が高かったが, 濾紙及びCMC糖化活性は低かった。Asp. saitoi酵素とセルラーゼを同時に加えても生甘藷の崩壊は促進されなかった。しかし, セルラーゼ標品は生甘藷組織に作用し, 高分子ペクチンを可溶化した。生甘藷磨砕物にAsp. saitoi酵素及びセルラーゼを単独で添加しても液状化はみられなかったが, 両酵素を同時に加えると液状化することが明らかになった。
The enzymatic degradation of the raw sweet-potato tuber-tissues was examined. As the result of screening test, the crude enzymes of Asp. saitoi and Asp. niger were found to degrade the raw sweet-potato tuber-disks so strongly to cause maceration of these tissues. Among the strains used in this experiment, Asp. saitoi gave the highest macerating activity. The degree of degradation of the raw sweet-potato disks and pectin from citrus was dependent upon the enzyme concentration and incubation time. The minced, raw sweet-potato tuber-tissues was liquefied by an addition of the enzyme from Asp. niger and not by that of enzymes from Asp. saitoi. The enzymes from Asp. niger showed a higher activity against filter paper (FP) and carboxymethylcellulose than those of Asp. saitoi did. The combined action of Asp. saitoi enzyme and Meicelase could not accelerate the degradation of pectic substances in the tuber tissues. On the other hand, with this combination of enzymes, the minced tuber tissues were almost completely macerated and liquefied. 紀要論文 続きを見る |
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石原, 昌信 ; 当山, 清善 ; 与那覇, 和雄 ; Ishihara, Masanobu ; Toyama, Seizen ; Yonaha, Kazuo
概要:
各種前処理バガスの嫌気発酵を行ない, ガス発生量について調べるとともに, アルカリ処理バガスを基質とした発酵におけるメタンガス発生条件等について調べた。無処理, 熱水処理及びアルカリ処理バガスを基質としたメタン発酵を行なった結果, アルカリ
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処理バガスを基質とした発酵では, 無処理及び熱水処理バガスの約1.8倍のガス発生量を示した。ガス発生量からみた最適アルカリ処理濃度は0.5%(W/V)であり, 0.5%NaOH処理バガス1g当りのガス発生量は発酵10日間で540mlであり, メタン含量は63%であった。5%次亜塩素酸ナトリウム処理バガスを基質とした発酵では, 無処理バガスの約2.1倍のガス発生量がみられ, メタン含量は69%であった。バガスから調製したバガスホロセルロース, ヘミセルロース及びセルロースを基質とした発酵では, 基質1g当り560∿600mlのガス発生量がみられ, メタン含量は63∿67%であった。
Methane fermentation of sugarcane bagasse was carried out at 37℃ and 7.5 of pH in the 200-ml syringes containing the sludge which was previously acclimated to the same substrate. Alkaline pretreatment of the substrate improved the gas evolution from bagasse. The most favorable concentration of NaOH solution and loading of treated bagasse were 0.5 (w/v) and 0.5g (dry wet.), respectively. The gas production from the alkaline-treated bagasse was 1.8 times higher than that from the untreated bagasse. The total gas evolution from alkaline-treated bagasse was 540ml per g of dry substrate with a methane ratio of 63% in 10 days of fermentation. Acetic, propionic and butyric acids accumulated in the mash after 4 days of fermentation and the decreased gradually during further fermentation. The gas evolution from 5%-NaCIO_2-treated bagasse was 2.1 times higher than that from the untreated bagasse and methane content was 69%. The whole gas evolved from the bagasse components, bagasse holocellulose, -hemicellulose and -cellulose was 560-600ml per g of dry substrate with a methane ratio of 63-67% in 10 days of fermentation. 紀要論文 続きを見る |
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石原, 昌信 ; 当山, 清善 ; 与那覇, 和雄 ; Ishihara, Masanobu ; Toyama, Seizen ; Yonaha, Kazuo
概要:
キャッサバ磨砕物の酵素による液状化, 液化及び糖化条件を設定するとともに糖化液の酵母によるアルコール発酵条件について検討した。磨砕物はペクチナーゼを添加して加温(40℃)することにより液状化された。液状化程度は酵素量と処理時間に依存した。液
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状化物にα-アミラーゼ及びグルコアミラーゼを加えて加温(40℃)しても還元糖量の増加はみられなかった。液状化物はα-アミラーゼ存在下で加温処理(80℃, 10分間)することにより液化された。液化物はグルコアミラーゼによって分解・糖化され, 還元糖量が増加した。液化の最適処理温度は80℃付近であった。キャッサバの酵素糖化物に酵母を加えてアルコール発酵を行なった結果, 発酵48時間でアルコール濃度16.5%の発酵液が得られた。キャッサバ500gから生成されるアルコール量は64.5gであった。
Energy-saving production of ethanol from raw cassava roots was performed by using commercial enzymes, and following results were obtained. The mashed cassava tubers were macerated with 0.2% pectinase by incubating at 40℃ for 6 hr. The degree of maceration was dependent on the enzyme concentration and incubation time. The reducing sugar did not increase even if the macerated mashes were incubated with α-amylase and glucoamylase at pH4.5 and 40℃. The macerated mashes were liquefied with α-amylase by heating at low temperature (80℃ for 10min). The most favorable temperature for the liquefaction of mashes with α-amylase was 75-80℃. The liquefied mashes were almost completely saccharified with glucoamylase at pH4.5 and 40℃ for 12 hr of incubation. Ethanol fermentation of saccharified mashes was carried out with baker's yeast at pH 5.5 and 30℃. The ethanol produced in 48hr fermentation was 16.0-16.5% (v/v), and 65.4g of ethanol was obtained from 500g of cassava tubers. 紀要論文 続きを見る |
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石原, 昌信 ; 大久保, 勉 ; 与那覇, 和雄 ; 当山, 清善 ; Ishihara, Masanobu ; Ohkubo, Tsutomu ; Yonaha, Kazuo ; Toyama, Seizen
概要:
0.6m^3容大型発酵槽にて馴養したスラッジに生甘藷アルコール蒸留廃液を混合しpH7.5,37℃でメタン発酵を行い, ガス生成経過, 発生ガス量及び発生ガス中のメタン含量等について調べた。蒸留廃液を7日間メタン発酵して得られる総発生ガス量は
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廃液の有機物kg当たり819ℓで, その90%は発酵5日間で発生した。発生ガス中のメタン含量は69.8%に達した。発酵1日目から有機酸(酢酸, プロピオン酸等)の蓄積がみられたが, 発酵3日目以後は減少した。廃液を5日毎, 半連続的に添加した発酵で発生するガス量は廃液の有機物kg当たり860ℓで, メタン含量は70.6%であった。廃液を連日添加する連続発酵における最大ガス発生量は有機物kg当たり889ℓであった。
Methane fermentation of the alcohol stillage derived from raw sweet potato tuber was carried out at 37℃, pH 7.5 in a pilot-scale fermentor (0.6m^3) containing the sludge which was previously acclimated to the same substrate, and following results were obtained. The total gas evolved was 819 L per kg of organic matter of the substrate and the methane ratio was 62%. About 90% of the total volume of gas evolved in 5 days. The volatile acids were mainly accumulated at the first day of fermentation and decreased gradually during the fermentation process. Gas production in the semicontinuous and continuous fermentation were 860 L (CH_4,70.6%) and 889 L (CH_4,62.3%) per kg of the organic matter of the stillage, respectively. 紀要論文 続きを見る |
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当山, 清善 ; 石原, 昌信 ; 松元, 靖 ; 与那覇, 和雄 ; Toyama, Seizen ; Ishihara, Masanobu ; Matsumoto, Yasushi ; Yonaha, Kazuo
概要:
酢酸含有培地を用い屋外培養池で培養された収穫直後の生クロレラ菌体及び噴霧乾燥粉末クロレラ菌体の抽出液中にパパインインヒビター活性が認められた。本インヒビターはクロレラ菌体を煮沸処理することによって抽出された。本インヒビターはpH2∿
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9の範囲で98℃, 20分間処理しても安定で, 非透析性の蛋白様物質であった。本インヒビターはパパインとともにキモパパイン及びフィシンに対して阻害効果を示したが, トリプシン及びα-キモトリプシンに対する阻害効果は認められなかった。
The presence and partial characterization of a papain inhibitor of the extracts of Chlorella cells has been investigated. The inhibitory activity was detected in the boiled extracts of freshly harvested Chlorella cells and spraydried powder Chlorella cells which were cultured in the acetic acid-containing medium by using large-scale pond culture plant. The inhibitor was non-dialyzable and seemed to be protein-like substance. The inhibitor was found to be heat-stable (98℃, 20min) at pHs ranging from pH 2 to 9. The inhibitor also inhibited chymopapain and ficin, but it did not have inhibitory activity against trypsin and α-chymotrypsin. 紀要論文 続きを見る |
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当山, 清善 ; 石原, 昌信 ; 大久保, 勉 ; 与那覇, 和雄 ; Toyama, Seizen ; Ishihara, Masanobu ; Ohkubo, Tsutomu ; Yonaha, Kazuo
概要:
生甘藷を原料としたアルコール蒸留廃液を馴養したスラッジと混合しpH7.5,37℃でメタン発酵を200ml容注射筒を用いて行ない, ガス生成過程, 発生ガス量及び発生ガス中のメタン含量等について調べた。発酵液(20%スラッジ, 湿重)中の蒸留
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廃液濃度は有機物として1.3∿1.5%が最適で, 60%のメタンを含むガスが発生した。ガス発生量は, スラッジ濃度が20%までは廃液量とスラッジ濃度との間に直線関係が得られた。最適発酵温度は37℃で, 最適発酵pHは7∿9付近であった。蒸留廃液を10日間メタン発酵して得られる総発生ガス量は蒸留廃液中の有機物g当り698mlで, メタン含量は62%であった。発酵3日目に有機酸の蓄積量が最高値に達し, その組成は酢酸 : プロピオン酸 : 酪酸(71 : 15 : 14)であった。また, 蒸留廃液を10日毎および5日毎, 半連的に添加した発酵で発生したガス量は有機物g当り792mlで, メタン含量は58%であった。
The alcohol stillage derived from raw sweet potato tubers which were fermented by using enzymes without cooking was subjected to methane fermentation. The methane fermentation was carried out at 37℃ and 7.5 of pH in a 200-ml syringe containing the sludge which was previously acclimated to the stillage, and the evolutions and composition of the gas produced, volatile acids and pH were followed. High yield of gas generation with a methane ratio of 60% was obtained in the fermentation at 37℃ for 10 days with 1.3-1.5% organic matter of the stillage. The amount of gas evolved in the fermentation with 20% of sludge increased with an increased in the amount of the stillage. The most favorable temperature and pH for the fermentation were 37℃ and 7.0 to 9.0,respectively. The total gas evolved from the stillage in 10 days fermentation was 698ml per g of organic matter, and the methane content was 62%. Acetic, propionic and butyric acids acumulated in the mash after 3 days of fermentation and decreaced gradually as the fermentation progressed. When fermentation was carried out by the addition of the stillage at 5-day intervals, the total gas evolved was 792ml per g of organic matter with a methane content of 58%. 紀要論文 続きを見る |
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石原, 昌信 ; 当山, 清善 ; 与那覇, 和雄 ; Ishihara, Masanobu ; Toyama, Seizen ; Yonaha, Kazuo
概要:
各種微生物起源酵素剤(セルラーゼ標品)による無処理, アルカリ処理バガスおよびバガス構成成分の分解性について調べた。各種酵素剤による無処理バガスの分解性は極めて低く, アルカリ処理することによって分解性が高められた。セルラーゼオノズカR-1
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0やメイセラーゼは, アルカリ処理バガス, バガスホロセルロース, バガスセルロースおよびバガスヘミセルロースを比較的良好に分解した。とりわけセルラーゼオノズカR-10はバガスホロセルロースに強く作用し, メイセラーゼはバガスセルロースの分解活性が最も高いことがわかった。また, Sporotrichum酵素も両基質に対して高い分解活性がみられた。一方, Aspergillus属酵素であるセルロシンAC40やアキュセラーゼは, 相対的にバガスヘミセルロースを効率良く分解した。
A study was conducted on the enzymatic degradation of sugar cane bagasse and its components (holocellulose, hemicellulose and cellulose) using commercial cellulase preparations, Trichoderma cellulase (Cellulase onozuka R-10 and Meicelase), Aspergillus cellulase (Cellulosin AC-40 and Acucelase) and Sporotrichum cellulase. Native or untreated bagasse was hardly degraded by the enzyme preparations, whereas the pretreatment of bagasse with sodium hydroxide solution significantly increased the degradation. Alkali-treated bagasse, holocellulose, hemicellulose and cellulose were degraded by the enzyme preparations. Holocellulose and cellulose were most strongly degraded by Cellulase onozuka R-10 and Meicelase, respectively. The both components were also appreciably degraded by Sporotrichum cellulase. Hemicellulose was effectively degraded by Cellulosin AC-40 and Acucelase. 紀要論文 続きを見る |
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当山, 清善 ; 大久保, 勉 ; 石原, 昌信 ; 与那覇, 和雄 ; Toyama, Seizen ; Ohkubo, Tsutomu ; Ishihara, Masanobu ; Yonaha, Kazuo
概要:
大型発酵槽(0.6m^3)を用い, 乾燥した甘藷茎葉を馴養スラッジに加えてpH7.5,37℃でメタン発酵を行ないガス発生経過, 発生ガス量及び発生ガス中のメタン含量等について調べた。乾燥茎葉を10日間メタン発酵して得られる総発生ガス量は茎葉
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kg当たり290lで, その80%は発酵6日間で発生した。発生ガス中のメタン含量は70%であった。発酵3日目に酢酸及びプロピオン酸が発酵液中に蓄積したが発酵4日目以後は減少した。茎葉を5日毎, 半連続的に添加した発酵で発生するガス量は茎葉kg当たり330lで, メタン含量は69%であった。茎葉を水に浸漬したのち発酵に供すると発生ガス量は減少した。本研究を実施するに当たりメタンスラッジを恵与下さった松下電器産業(株)電化研究所, 発酵槽の運転管理等について御指導下さった大阪市立大学理学部山本武彦教授及び大井進教授に感謝します。なお, 本研究の費用の一部は昭和56年度, 57年度及び58年度文部省科学研究費補助金, エネルギー特別研究によったもので謝意を表します。
Methane fermentation of dried stalks and leaves of sweet potato was carried out at 37℃, pH 7.5 in a pilot scale fermentor (0.6m^3) containing the sludge which was previously acclimated to the same substrate, and following results were obtained. The total gas evolved from dried stalks and leaves in 10 days fermentation was 290 L per kg of the substrate with a methane ratio of 70%. About 80% of the total volume of gas evolved in 6 days. Acetic and propionic acids acumulated in the mash after 3 days of fermentation and decreased gradually during the fermentation process. When fermentation was carried out by the addition of dried stalks and leaves at 5-day intervals, the total gas evolved was 330 L per kg of the substrate with a methane ratio of 69.5%. Soaking of stalks and leaves in water caused a decrease in total gas yield. 紀要論文 続きを見る |
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当山, 清善 ; 石原, 昌信 ; 与那覇, 和雄 ; 大久保, 勉 ; Toyama, Seizen ; Ishihara, Masanobu ; Yonaha, Kazuo ; Ohkubo, Tsutomu
概要:
甘藷芋(100kg)を酵素剤で処理し, 150l容発酵槽を用いて発酵を行ないエタノール生産について検討した。芋の磨砕物にペクチナーゼ(100g)を加えて処理(pH4.5,25℃, 18時間)することにより液状化を図った。澱粉の糊化と液化を図
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るために, 液状化物にα-アミラーゼ(50g)を加えて加熱処理(pH5.5,80℃, 10分間)を行った。加熱処理することにより澱粉の糖化が容易となり, 液状化物の粘度も低下した。加熱処理して得た液化物はグルコアミラーゼ(100g)で処理(pH45,40℃, 4時間)することにより糖化された。糖化物に栄養源と乾燥パン酵母(400g)を加えてpH4.5,30℃でエタノール発酵を行った。発酵30時間でエタノール濃度16.5%の発酵液が得られ, 発酵歩合は82%であった。発酵過程で6.6m^3の炭酸ガスが発生した。発酵液を単式蒸留装置で蒸留することにより, 50%エタノール溶液30lが得られた。
The batch production of ethanol from sweet potato tubers (100kg) by applying commercial enzyme preparations in a 150-L fermentor was investigated. The minced tubers were macerated with pectinase (0.1%, w/w) for 17hr at 25℃ and pH4.5. The macerated mash (pH5.5) was heated to dextrinize and liquefy starch with α-amylase (0.05%, w/w) for 10min at 80℃. The heat-treatment of the mash was useful to facilitate saccharification of starch and to reduce the viscosity. For saccharification, the heat-treated mash (pH4.5) was treated with glucoamylase (0.1%, w/w) for 4hr at 40℃. The saccharified mash was supplemented with nutrients and inoculated with dried baker's yeast (0.4%, w/w) for ethanol fermentation at 30℃. After 30hr fermentation, the ethanol yield of 16.5% (v/v) was achieved and the fermentation efficiency was 82%. During the fermentation, the total carbon dioxide evolved was 6.6m^3. The fermented mash was distilled to produce 50% ethanol (30L) and stillage by using a distillation apparatus. 紀要論文 続きを見る |
