地球温暖化や原発事故により、自然再生エネルギーに大きな期待がかけられている。本研究は、海洋の未利用バイオマスである海藻を原料としたバイオエタノール生産を行うことを目的としている。ここでは、緑藻（アオサ）、褐藻（アカモク、スジメ）、紅藻（オゴノリ）を使用した。特にスジメに関しては、北海道水試にてアルギン酸を抽出した残渣を用いたバイオエタノール生産を行った。さらにバイオエタノール生産残渣は広島大へ送付し、メタン生産へと供することで、褐藻類のカスケード利用を試みた。
海藻の糖化により生成したグルコースは、海藻重量当たりアオサ（8.5%）、アカモク(5.5%)、スジメアルギン酸抽出残渣(20.4%)であり、カスケード利用の有効性が実証された。事前の研究で高発酵であることが実証されている各酵母株を使用したところ、海洋由来Saccharomyces cerevisiae C19株の発酵効率が最大で、原料重量当たりアオサ(5.7%)、アカモク(5.5%)、スジメアルギン酸抽出残渣(9.0%)であった。
発酵液の蒸留により、精製エタノール(約90%)をえることができた。以上、本研究により海藻原料からのバイオエタノール生産の基礎技術を確立することができた。今後は残存する糖分をより効率的に発酵する技術を開発して行く予定である。

水圏植物を原料とするバイオエタノールの製造-VII～海藻を原料としたエタノール生産～

日本では、農業系廃棄物を中心にバイオエタノール生産が実用段階にあるが、コスト高である。そこで都市型バイオマスをバイオエタノール生産原料に利用することが考えられる。本研究では、オフィスでの大量廃棄物であるシュレッダー裁断紙と茶殻を原料とし、糖化条件と、水圏由来発酵酵母での効率的な発酵条件の検討を行う。

高発酵酵母中でも、海洋由来酵母Saccharomyces cerevisiae C-19株はエタノール発酵収率が平均的に最も高かった。茶殻（12 g）からは788 mgのエタノール量、裁断紙（12 g）からは2.69 gのエタノール量が生成され、後者の発酵収率は80％にも及んだ。茶殻糖化に原料凍結酵素真空含浸法、裁断紙糖化に非硫酸法を開発したことにより、安全かつ環境負荷の少ないエタノール発酵を可能とした。

海洋由来発酵酵母による都市型廃棄物を原料とした効率的バイオエタノール生産

【目的】　本研究ではホタテガイ加工廃棄物を弱酸水溶液で洗浄する際に、生じた弱酸洗浄合液に含まれるCdをキレート繊維で除去する方法を検討した。
【方法】 (1)確立した条件でホタテガイ軟体廃棄物を2％酢酸水溶液で洗浄し、生じた洗浄合液を試料とした。(2)洗浄合液にキレート繊維を0.5～4％加え、2又は5時間攪拌し、Cdを取り除くためのキレート繊維添加量および処理時間を検討した。(3)使用済キレート繊維の再生にはまず20倍2MHClで処理し、続いて40倍水で3回処理し、再生済キレート繊維として使用した。
【結果】 (1)洗浄合液の窒素量は0.48％であったが、キレート繊維で処理したところ、ほとんど損失しなかった。(2)洗浄合液に含まれるCd濃度は1.77mg/kgであったが、0.5～4％キレート繊維で5時間処理した場合、Cdが93％以上除去され、Cd ppm/Ｎ1％が0.27ppm以下であった。2時間処理した場合、Cdが90％以上除去され、0.5％キレート繊維の場合を除き、Cd ppm/Ｎ1％が0.35ppm以下であった。(3)キレート繊維の使用回数を検討したところ、1％キレート繊維および2時間の処理条件で、約18回使用できることがわかった。今後高濃度Cdを含む最終廃液からCdの分離方法を合わせて、ホタテガイ加工廃棄物の全体の処理コストを抑える条件を更に追究する予定である。

酢酸洗浄合液に含まれるCd除去方法の検討

コンブやワカメなどの褐藻類を原料として、固液分離（懸濁汚水の浄化）に用いる凝集剤を調製する工程、原理、凝集剤の性能について紹介します。
調製工程の特徴は、抽出（成分分離）を行わない点にあり、このため海藻凝集剤は原料海藻の成分をほぼそのまま含んでいます。したがって、製造工程は極めてシンプルであり、特殊な装置や試薬を必要としません。
また、海藻に含まれる成分のうち、凝集作用を持つものはアルギン酸ですが、市販の精製アルギン酸よりも高い凝集性能を示します。最も広範にしようされるPACと比較すると、凝集効果は同等で、かつ、事前のpH調製が不要、処理後のpHを変化させないという利点があります。

海藻凝集剤

糖鎖は核酸およびタンパク質に次ぐ「第三の生命鎖」として近年医療への応用が期待されている。しかしながら，糖鎖構造の複雑さなどの理由から糖鎖に関する研究は遅れている。また，従来の糖鎖研究は陸上動物に焦点を当てたものがほとんどであり，水圏動物の糖鎖の機能性を調べた研究例は極わずかである．そこで，本研究では水圏動物の糖鎖を対象とし，その機能性の解明を行うこととした．ゼロエミッションの観点から試料には大部分が廃棄されている皮を用いることとし，皮由来糖鎖のヒアルロニダーゼ阻害活性および肥満細胞からのヒスタミン遊離抑制作用を調べたところ，皮由来糖ペプチドに抗アレルギー作用があることが明らかとなり，新たな抗アレルギー薬としての応用の可能性が期待されるところである．

水圏動物皮から抽出された糖ペプチドの抗アレルギー活性

日本沿岸には300種類を超える様々なヒトデ類が生息しているが，それらの大部分は埋め立てや焼却処分によって廃棄されている．これらのヒトデ類を有効利用するために，我々の研究グループはヒトデ類が有する生理活性成分の一種であるステロイドサポニンに着目し，その機能解明を行なっている．今回，日本沿岸に広く生息しているキヒトデおよびクモヒトデからサポニンをそれぞれ抽出し，抗菌活性およびストレス緩和作用を調べたところ，カビなどの真菌に対する抗菌活性は両者のヒトデで異なること，マウスに対する抗ストレス作用は両ヒトデでともに確認されることを明らかにした．このようなヒトデの機能をさらに詳細に解明することによって，近い将来ヒトデの新規有効利用法を確立し，ヒトデの廃棄問題に一石を投じたいと考えている．

日本沿岸に生息するヒトデ類の有効利用に関する研究

食糧との競合がない水圏植物であり、世界三大害草の一つであるホテイアオイ（Eichhornia crassipes）を原料として、高効率なエタノール生産工程の検討を行った。糖化条件について酵素添加量は400Uが最適であった。生じたエタノール量はホテイアオイ1g当り0.21gであった。ホテイアオイ糖化液の構成糖は、グルコース72%、キシロース16%、ラムノース7%、ガラクトース4%、マンノース1%であった。これらの構成糖のうちグルコース・ガラクトース・マンノースについては、天然酵母や菌株保存機関由来酵母の全株に発酵能があり、キシロースについてはPichia stipitis NBRC 1687のみ発酵能があった。ラムノースについてはどの株も発酵能を示さなかった。

水圏バイオマスを原料とするバイオエタノールの生産～有害外来草ホテイアオイの有効利用～

磯焼けの原因動物であるガンガゼの生殖腺を食用とするため，これの呈味の特徴を明らかにした。

また，周年で最も呈味性の優れる旬の時期を決定した。

ガンガゼ生殖腺の有効利用法の開発

未利用ホッコクアカエビを原料としたかまぼこの製造技術開発を本研究の目的とする。

ホッコクアカエビを原料としたかまぼこの開発

わが国における海洋深層水取水事業開始から20年目を迎え、海洋深層水利用活用のさらなる活性化に向けて新しい研究の展開が待望されている。一般に海洋深層水は微生物数が少ないことから、これまで微生物分野に関する研究への感心は極めて低かった。一昨年、㈱DHCが伊豆赤沢にわが国最深の取水施設を設立したことから、同社と海洋深層水中の微生物を主眼にとらえた共同研究を行っている。今回は深層水中の微生物群集組成を解析するとともに産業利用上有用な乳酸菌を分離したのでその性状について述べたい。

伊豆赤沢海洋深層水からの有用微生物の探索

能登半島沿岸では様々な海藻が繁茂し、とくにホンダワラ類は良質な藻場を形成する上で重要である。その一部は流れ藻となっても、小型動物に生育環境を提供しながら、浜に打ち上げられる。冬から夏に打ち上げられるツルアラメ、クロメ、アカモク等の褐藻類は食用として採取されるが、食用以外の海藻や食用に適さない季節の海藻（図１）は、一部が肥料として用いられるものの、大半はゴミとして地元住民によって処分されている。本研究では、そのほとんどが有効利用されていない秋季の打ち上げ海藻について、有効活用の可能性を検討するために、熱水抽出液中のイオン（ミネラル）、水溶性多糖類含量や抗酸化特性等について検討した。

打ち上げ海藻の有効利用　－熱水抽出物のミネラル、多糖類、抗酸化活性－