パンくずが日用品の化石燃料フリー生産を可能に(Breadcrumbs lead to fossil free production of everyday goods)

2026-02-23 エディンバラ大学

University of Edinburghの研究チームは、食品廃棄物として捨てられがちな「パンくず」を活用し、化学工業で広く使われる水素化反応を化石燃料由来の水素なしで行う新しい方法を開発した。この方法では、廃棄パンに含まれる糖分を微生物に食べさせることで、反応に必要な水素を微生物発酵により生成する。従来の水素化は主に化石燃料由来の水素を高圧で用いるため、製造過程で多くの温室効果ガスを排出する課題があったが、廃パン由来の水素を用いることで化石燃料依存を排除し、環境負荷を大幅に低減できる可能性が示された。研究では一般的な大腸菌株を用いて単一の「ワンポット」プロセスで水素化を行い、食品、医薬品、プラスチックなどの日常的な製品の製造に応用できる持続可能な代替技術として期待される。このアプローチは食料廃棄物の削減にも寄与し、カーボンニュートラルな化学製造の実現に一石を投じる成果である。

<関連情報>

天然のH 2経路は細菌における代謝アルケンの生体適合性水素化を可能にする Native H2 pathways enable biocompatible hydrogenation of metabolic alkenes in bacteria

Mirren F. M. White,Connor L. Trotter,John F. C. Steele,Elizabeth C. H. T. Lau,Jhuma Sadhukhan,Yuta Era,Samantha Law,James Gilman,Jonathan A. Dennis,Nick W. Johnson,Rory Gordon & Stephen Wallace
Nature Chemistry  Published:23 February 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41557-025-02052-y

パンくずが日用品の化石燃料フリー生産を可能に(Breadcrumbs lead to fossil free production of everyday goods)

Abstract

Hydrogen gas is naturally produced by microorganisms from renewable feedstocks, yet industrial hydrogenation relies almost entirely on fossil fuel-derived H2. Despite advances in engineering biology and increasing demand for greener manufacturing, microbial H2 has seen limited application in chemical synthesis. Here we demonstrate that genetically unmodified microorganisms can generate H2 in situ to drive biocompatible alkene hydrogenation at the cell membrane using membrane-bound Pd catalysts. When combined with de novo alkene biosynthesis in engineered Escherichia coli, this system enables the simultaneous in vivo production of both substrate (alkene) and reagent (H2), followed by membrane-associated biohydrogenation to yield new metabolic end products. Quantitative life cycle assessment reveals that hybrid chemo-microbial systems utilizing waste feedstocks can outperform electrolytic hydrogenation and achieve carbon-negative outcomes. Together, this work demonstrates how microbial metabolites can be generated, intercepted and metabolically multiplexed to support biocompatible transition metal catalysis and sustainable chemical synthesis in living cells.

0500化学一般
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