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藻類由来バイオ燃料と有用物質    
Biofuels and Other Useful Materials Derived from Algae
[コードNo.2016T026]

※ 本書籍はご試読頂けません ※

■体裁/ B5判 235ページ
■発行/ 2016年10月27日 (株)シーエムシー出版
■定価/ 79,920円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-7813-1184-5

 
★バイオマス資源として有望な微細藻類の産業利用について研究開発動向を解説!
★大量培養、油脂抽出の効率化など藻類由来原料の実用化に向けた最新技術を紹介!
★多岐に亘る藻類由来有用物質について詳述!

キーワード

中鎖脂肪酸 / バイオプラスチック / 細胞外多糖類(EPS) / 油脂抽出 / バイオディーゼル / ホワイトバイオテクノロジー / ワックスエステル / アスタキサンチン / フィコシアニン / EPA / DHA / β-カロテン

刊行にあたって

 バイオマス資源として微細藻類は単位面積・単位時間あたりの収穫量が穀物に比べて遥かに多く、また工学的培養が可能でバイオ燃料、バイオプラスチックなど開発応用が活発である。
 一方で藻類はクロレラなど健康食品として利用されてきた。藻類由来原料は高付加価値素材の原料としても有用である。
 本書は藻類由来バイオ燃料と有用物質と題し、培養、分離、抽出、精製技術ならびに多岐に亘る応用を各分野の第一線でご活躍中の方々にご執筆いただいた。
 第1編・藻類の研究開発では、油脂蓄積のメカニズムや、高生産株のスクリーニング・作出など、生産性向上に向けた研究開発をまとめた。第2編・藻類の培養・分離・抽出・精製では、大量培養技術や分離・抽出技術、燃料への修飾技術など、産業実用化に向けた技術開発について、最新の事例を取り上げた。また第3編・藻類産生物質の応用では、中鎖脂肪酸のほか、アスタキサンチン、フィコシアニン、EPA、DHA、β-カロテンなどの藻類から採れる有用物質について、実用化の動向と今後の課題を具体的に掲載している。
 藻類由来のバイオ燃料や有用物質に興味をお持ちの方々に貴重な情報を提供できれば幸甚に存じます。

著者一覧

加藤美砂子お茶の水女子大学
今村壮輔東京工業大学;(国研)科学技術振興機構
田中寛東京工業大学;(国研)科学技術振興機構
宮下英明京都大学
井村綾子京都大学
荒谷彰吾京都大学
沈元京都大学
石井健一郎京都大学
神川龍馬京都大学
萩原浩花王(株)
岩井雅子東京工業大学
太田啓之東京工業大学
竹下毅東京大学
河野重行東京大学
松本光史電源開発(株)
野島大佑東京農工大学
田中剛東京農工大学
増田篤稔玉川大学
金裕史仙台市 まちづくり政策局
木谷径治マイクロ波化学(株)
石塚章斤マイクロ波化学(株)
岡田茂東京大学
神田英輝名古屋大学
福永哲也出光興産(株)
冨重圭一東北大学
中川善直東北大学
田村正純東北大学
星野孝仁(株)ちとせ研究所
岩田修(株)ユーグレナ
西尾幸郎四国大学
平野篤東京電力ホールディングス(株)
小山内崇明治大学
芝上基成(国研) 産業技術総合研究所
竹中裕行マイクロアルジェコーポレーション(株)
清水稔仁オリザ油化(株)
単少傑オリザ油化(株)
下田博司オリザ油化(株)
佐藤剛毅パナックアドバンス(株)
大木利哉パナックアドバンス(株)
林雅弘宮崎大学

目 次

【第1編 藻類の研究開発】
第1章微細藻類の脂質代謝メカニズム
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
2.2TAGの生合成
3トリテルペノイドの代謝
3.1トレボキシア藻Botryococcus brauniiに含まれる脂質
3.2ボトリオコッセンの生合成
第2章藻類オイル生合成のチェックポイントキナーゼTOR
1はじめに
2単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeにおける窒素代謝制御
3栄養源を感知するTORキナーゼ
4TOR不活性化による油滴・トリアシルグリセロールの蓄積
5TAG生合成制御におけるTORの作用点
6微細藻類のTAG蓄積におけるTOR機能の保存性
7TAG生合成のON/OFFを決定するチェックポイントキナーゼTOR
8油脂生合成において枢要な機能を発揮するTOR発見の意義
第3章寒天培地上での生育速度を指標とした油脂蓄積微細藻類の探索
1はじめに
2微細藻類バイオマス生産におけるコスト削減の課題
3表面塗布培養
4寒天平板上での生育速度を指標とした微細藻類株の選抜
5選抜された藻類の同定と多様性
6選抜された藻類の油脂蓄積
7選抜株の生育およびバイオマス生産性の評価
8おわりに
第4章藻類を利用した持続可能な油脂原料の開発
1はじめに
2ラウリン酸生産藻類の探索
3培地・培養条件の改良によるラウリン酸の生産性向上
4藻類由来の中鎖脂肪酸特異的Acyl‐ACP thioesterase(TE)の発見
5藻類由来の中鎖脂肪酸特異的β‐Ketoacyl ACP synthase(KAS)の発見
6最後に
第5章リン欠乏応答性プロモーターを利用したナンノクロロプシス油脂合成の改変
1植物における油脂代謝改変研究
2藻類における油脂代謝研究
3クラミドモナスを用いた油脂蓄積
4ナンノクロロプシスを用いた油脂蓄積の応用
5今後の展望
第6章微細藻類のデンプン・オイル蓄積と重イオンビーム照射による増産株作出
1はじめに
2クロレラ6種8株の強光条件下の培養
3クロレラのデンプン・オイル蓄積
4強光で加速されるデンプン・オイル蓄積
5デンプンとオイルのトレードオフ
6重イオンビーム照射とハイスループットスクリーニング
7重イオンビーム照射後に単離したクロレラ株の表現型
8栄養塩飢餓による選抜株のデンプンとオイルの蓄積誘導
9重イオンビーム育種と微細藻類のオイル生産性
10おわりに
【第2編 藻類の培養・分離・抽出・精製】
第7章海洋微細藻類によるグリーンオイル生産における屋外大量培養技術開発
1はじめに
2CO2削減効果を有するグリーンオイル生産に必要な培養技術
2.1既存の培養方法
2.2低エネルギー型培養装置
2.3グリーンオイル生産に必要な微細藻類の能力
3グリーンオイル年間生産に向けた屋外培養技術
3.1年間生産のハードル
3.2ソラリス株およびルナリス株
3.3ソラリス株、ルナリス株による年間を通じた屋外培養
3.4培養規模の大型化と天然海水利用
4社会実証に向けてのまとめ
第8章微細藻類の大量培養システムの開発
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
3.2.1光透過測定装置と結果
3.2.2解析
3.2.3考察
3.3培養内におけるガス挙動
3.3.1培養槽内における溶存酸素濃度動態について
3.3.2培養槽を用いた溶存酸素動態の検討事例
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
第9章生活排水を用いた藻類バイオマス培養への取り組み
1はじめに
1.1東日本大震災の経験と教訓から
1.2プロジェクトの経緯
1.3プロジェクトの体制
2本プロジェクトが目指すシステムとその特徴
2.1研究対象としている2つの藻類
2.2目指すオイル生産システム
3プロジェクトの状況
3.1研究開発の進捗状況
3.2LCAの実施
4最後に
第10章マイクロ波を用いた藻類からの油分抽出技術の開発
1はじめに
2マイクロ波による藻類からの油分抽出の利点
3マイクロ波抽出の特徴
4藻類溶液へのマイクロ波照射の効果
5サセプターの開発
6マイクロ波抽出条件の開発
7マイクロ波と超音波複合系の開発
8マイクロ波抽出装置の大型化
9おわりに
第11章微細藻類からの効率的な炭化水素抽出
1はじめに
2B. brauniiにおける炭化水素蓄積の特殊性
3様々な溶媒による抽出
4加熱処理による炭化水素の回収
5藻体の改質による炭化水素回収性の向上
第12章低沸点溶媒による高含水微細藻類からの油脂抽出技術
1微細藻類からバイオ燃料への変換の問題点
2液化ジメチルエーテルによる油脂抽出手法
3液化ジメチルエーテルによる油脂抽出の例
4結言
第13章藻類由来オイルの燃料用途への転換技術の開発
1はじめに
2バイオマス燃料関連の政策・規制
3水素化バイオ燃料
3.1水素化バイオ燃料とは
3.2水素化バイオ燃料の製造方法
4微細藻類からの水素化バイオ燃料の製造
4.1微細藻類の特徴
4.2微細藻燃料のプレイヤー
4.3微細藻油からの水素化バイオ燃料の製造工程
4.3.1油の分子構造と水素化工程の違い
4.3.2脂肪酸トリグリセリドの水素化処理
4.3.3炭化水素系原料の水素化処理
4.4出光興産における水素化バイオ燃料の取組み
4.4.1脂肪酸トリグリセリド系藻類油の燃料化
4.4.2炭化水素系藻類油の燃料化
5まとめ
6今後の展望
第14章金属触媒を用いた藻類オイルの軽質化
1はじめに
2触媒の活性金属スクリーニング
3Ru/CeO2触媒を用いたスクワランの水素化分解反応試験結果と従来触媒系との比較
4Ru/CeO2触媒上の水素化分解反応を用いたスクワランの軽質化
5Ru/CeO2触媒の構造的特徴
6まとめ
【第3編 藻類産生物質の応用】
第15章藻類バイオ燃料の商業生産実現に向けた日本での研究開発における課題
1主旨
2背景
2.1藻類バイオ燃料生産研究開発に見られる日米間の大きな差
3米国での藻類バイオ燃料研究開発の推移
3.1藻類バイオ燃料商業生産に関する目標の設定
3.2現状の把握、目標に至る「叩き台」としての道筋の提示
3.3TEA、LCA、RAによる現状の評価、課題の整理
3.4研究開発環境の整備およびモデルケースの実証試験
3.5ロードマップの改訂および更なる研究開発
4総括
第16章ユーグレナオイルの利用について
1ユーグレナについて
2ユーグレナの貯蔵多糖と油脂について
3ユーグレナの育種による油脂高含有株の取得
4油脂を含む細胞内コンポーネントのイメージング
5ユーグレナ燃料の実用化に向けた取り組み
6総括と展望
第17章イカダモのバイオ燃料への応用
1はじめに
2バイオディーゼル原料としてのイカダモDesmodesmus pleiomorphus SUHL0708株
3SUHL0708藻体からのソックスレー法による油分抽出
4メタノール亜臨界抽出(Buchi高速高圧抽出装置E-916での抽出実験)
5マイクロウエーブ抽出とGC/MSによる油分定性
5.1マイクロウエーブ抽出法
5.2GS/MSによる脂肪酸組成分析
6メタノール超臨界抽出
7まとめ
第18章ラン藻由来原料によるバイオプラスチック生産
1はじめに
2単細胞性ラン藻シネコシスティス
3ラン藻の代謝
4ラン藻が生み出すバイオプラスチック原料
5新しいラン藻の創出方法とPHB生産
6ラン藻の嫌気発酵とコハク酸生産
7まとめ
第19章ミドリムシ由来多糖を主原料とする有機材料の開発
1ミドリムシ
2パラミロン
3パラミロンドーナツ
4熱可塑性樹脂(ミドリムシプラスチック)
5透明フィルム
6ナノファイバー
7まとめ
第20章藻類由来バイオマスプラスチックの実用化への課題と考察
1はじめに
2藻類バイオマスプラスチックの研究・開発
2.1シネコシスチス(Synecocystis sp.)
2.2ユーグレナ(Euglena sp.)
2.3ファエオシスチス(Phaeocystis sp.)
2.4ポルフィリディウム(Porphyridium sp.)
2.5ファエオダクチラム(Phaeodactylum sp.)
3藻類バイオマスプラスチック実用化への課題と考察
3.1藻類バイオマスプラスチックに要求される品質特性
3.2バイオマスプラスチック製造法の確立が先か微細藻類大量培養法の確立が先か
3.3バイオマスプラスチックに関わる認定マーク
3.4微細藻類の大量培養技術の確立
3.5微細藻類の培養生産コスト
3.6遺伝子導入微細藻類の大量培養
4微細藻類利用の多角化とカスケード利用
5おわりに
第21章ヘマトコッカス藻から得られるアスタキサンチンの食品への展開
1はじめに
2アスタキサンチン
3アスタキサンチンの安定性
4アスタキサンチンの安全性
5アスタキサンチンの機能性
6おわりに
第22章微細藻類の細胞外多糖類(EPS)の実用化を目指して
1はじめに
2微細藻類のホワイトバイオテクノロジー産業への活用へ向けた最近の動き
3微細藻類に由来するEPSの生物学的・化学的特徴
4将来的な実用化に際しての課題
第23章DHA含有クロレラの特性と機能性
1はじめに
2DHA含有クロレラの調製と脂質特性
2.1クロレラ細胞による脂肪酸の取り込みと蓄積
2.2DHA含有クロレラの脂質特性
3DHAクロレラのワムシ餌料としての利用
4DHA含有クロレラの血中コレステロール上昇抑制作用
5おわりに



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