海藻といえば、食品やフコイダンなどの健康素材のイメージがありますよね。
しかし近年は、海藻を「再生可能な資源」として活用し、バイオ燃料を生み出そうとする研究も進んでいるようです。
そこで今回は、海藻からバイオエタノールを生産する研究についてまとめてみました。
海藻がエネルギー資源として期待される理由
バイオエタノールは、植物などの生物資源（バイオマス）からつくられる燃料です。
現在はトウモロコシやサトウキビなどを原料としたバイオエタノールが利用されていますが、近年では海藻を原料としてバイオエタノールを生産する研究も進められています。
海藻は陸上植物と同じように、光合成によって大気中のCO₂を取り込みながら成長します。
そのため、海洋生態系に取り込まれる炭素「ブルーカーボン」を担う生物としても注目されています。
トウモロコシなどの栽培には広い農地が必要ですが、日本は四方を海に囲まれ、海岸線も長く、多くの海藻が生育しています。
このような環境は海藻資源を活用しやすく、バイオエタノールの新たな原料として期待される理由の一つとなっています。
農地を必要としない海藻は、食料生産との競合を避けながら利用できる資源としても期待されています。
バイオエタノールの原料となるアルギン酸
海藻には、フコイダンやアルギン酸など、さまざまな多糖類が含まれています。
このうち、バイオエタノールの原料として特に注目されているのがアルギン酸です。
アルギン酸は褐藻類の細胞壁を構成する多糖の一つで、コンブやワカメ、モズクなどに多く含まれています。
海藻中でも含有量が多いことから、有効利用できれば海藻を資源としてより効率よく活用できると考えられています。
バイオエタノールは、糖を微生物が発酵することでつくられる燃料です。
アルギン酸も糖が多数つながった「多糖」の一種であるため、利用しやすい形に分解できれば、バイオエタノールの原料として活用することができます。
しかし、アルギン酸は分子が大きく、そのままでは一般的な微生物が利用できません。
この課題を解決するため、アルギン酸を細かく分解する技術や、分解した成分を利用できる微生物の研究が進められてきました。
アルギン酸からバイオエタノールを生産する技術
アルギン酸からバイオエタノールを生産するには、まずアルギン酸を小さく分解する酵素が必要です。
さらに、分解してできた成分を利用してエタノールをつくる微生物も欠かせません。
しかし、アルギン酸は一般的な微生物では利用できず、効率よく分解する酵素も限られていたため、海藻からバイオエタノールを生産することは長年の課題でした。
その後、アルギン酸を高効率で分解する酵素や、分解した成分を利用できる微生物の研究が進み、海藻を原料としたバイオエタノールの生産技術が大きく発展しました。
こうした技術を用いて、褐藻の一種であるクロメ粉末からバイオエタノールの生産に成功した事例も報告されています。
このように、近年の技術開発によって、海藻を再生可能なエネルギー資源として活用する可能性が広がっています。
まとめ
- ・海藻は光合成によってCO₂を取り込みながら成長するため、再生可能な資源として注目されている。
- ・海藻に多く含まれるアルギン酸は、バイオエタノールの原料として期待されている。
- ・アルギン酸はそのままでは一般的な微生物が利用できないが、分解酵素や微生物の研究が進み、バイオエタノール生産技術が発展している。
- ・実際に、褐藻類を原料としたバイオエタノール生産の成功例も報告されている。
- ・海藻は食品や健康素材だけでなく、エネルギー資源としても新たな可能性が広がっている。
海藻は食べるものというイメージが強かったので、エネルギー源としても活用できるという発想は、とても新鮮に感じました。
エネルギー用として利用する海藻は、食用ではない海藻を活用したり、天然藻場はそのまま残し、養殖によって原料となる海藻を育てることが想定されています。
そのため、食料生産への影響を抑えながら利用できる点も特徴の一つです。
フコイダンなどの機能性成分は健康食品に利用して、アルギン酸はエネルギー源になって、海藻に含まれている成分を無駄なく使うところが魅力的だと感じました。
地球にやさしい海藻エネルギー。今後の研究に期待したいですね。
今回の内容が少しでも参考になればうれしいです。
柴田敏行, 大型藻類の利活用技術の開発とバイオリファイナリーへの展開 CO2の資源への転換を目指して, 化学と生物 Vol. 61, No. 12, 2023.
