タイトル

ナンバリングコード  
授業科目名 科目区分 時間割 対象年次及び学科
バイオマス化学    
 
コース専門科目 後期 木2 2~4 農学部 
講義題目 水準・分野 DP・提供部局
対象学生・
特定プログラムとの対応
 
Biomass Chemistry
     
担当教員 授業形態 単位数 時間割コード
片山 健至, 鈴木 利貞[Katayama Takeshi, Suzuki Toshisada]   2 464400
DPコード  
bcxA
 
関連授業科目  
生物資源利用化学,生物資源機能化学実験I・II
 
履修推奨科目  
生物資源利用化学,基礎有機化学,有機化学,基礎生物化学,生物化学,生物資源機能化学実験I・II
 
学習時間  
講義90分 × 15回 + 自学自習
 
授業の概要  
 バイオマスは,バイオ(bio=生物)とマス(mass=量)からできている合成語で,ここではエネルギー源や工業原料に利用しうる現存の生物体およびそれに由来する物質をさす。化石資源は有限であり,やがて枯渇する。バイオマス資源は再生産可能で,枯渇しない。地球上で森林の一次生産力は最も高く,森林資源は豊かで,最大のバイオマスである。この生産の場である森林は,地域と地球の環境および人類の文明を支えている。バイオマスの主体である森林バイオマス(木質バイオマス)は,古来,生活・文化の必需品であり,また多くの有効化学成分を含む。森林を適正に管理して,その環境保全能力を維持しつつ,森林バイオマスを人類の生活に完全に活用することは非常に重要である。木材あるいは木質バイオマスは固定炭素資源そのものであり,リサイクル可能で,クリーン(燃焼しても有毒ガスを発生しない。生分解性がある)で,人に対して優しく温もりがある。このような森林バイオマス資源の科学と利用について,特に化学・生化学的に理解を深める。
 
授業の目的  
 バイオマス特にその量的主体である木質バイオマス,あるいは森林資源の生産・存在・利用が,地球温暖化を抑制する等の環境保全に,そして人類の生活・産業・文化に貢献していることを認識する。これらの観点から樹木・木材・木質バイオマスの科学と有効利用を,特に化学・生化学的に理解できるようにする。
 バイオマスの特徴,バイオマスの主体となる森林バイオマス(木質バイオマス)の特徴,これを産み出す樹木・木材の特徴,化学および利用について理解を深めることができる。特に主体となる木材について,セルロース,ヘミセルロースおよびリグニンの主成分と多種多様な抽出成分から成ることを知り,これらの化学,生化学,機能および利用を理解することができる。特に,リグニンの化学構造と機能の理解の重要性を認識することができる。
 
到達目標  
 受講学生は以下の項目について,知り,理解し,説明できるようになる。
1)バイオマス,特にその主体となる木質バイオマスあるいは森林資源の特徴
2)それを産み出す樹木・木材についての組織構造,細胞構造,細胞壁構造
3)木材の主成分であるセルロース,ヘミセルロース,およびリグニンの化学の基礎
4)木本植物や木質バイオマスを特徴付けるリグニンの機能,化学構造,および生合成
5)抽出成分の概略
6)木質バイオマスの化学的利用例としてのパルプ・紙,バイオマスエネルギー,セルロースナノファイバー
 
成績評価の方法と基準  
 定期試験での評価を主にして,出席状況とレポートなどを含めて総合的に評価する。
 
授業計画並びに授業及び学習の方法  
 教科書,プリントおよびスライドを用いて講義する。重要事項は板書する。予習と復習をしてほしい。教科書および参考書などの専門書に親しんでほしい。化学については,有機化学と同様に,紙と鉛筆を使って,構造式と反応式を正確に書いて理解することが大切である。生物資源機能化学実験IIにおいて,本授業に関連したバイオマス化学実験を行う。
1.バイオマスの定義と概念,バイオマス資源の存在と特徴(1回)
2.森林木質バイオマス資源の特徴,森林の多面的機能,木材利用と非木材林産物(1回)
3.樹木の組織,木材の細胞と細胞壁(1回)
4.木材の化学組成(1回)
5.主要な高分子成分(セルロース,ヘミセルロース,リグニン)(6回)
 1)高分子化学の基礎, 
 2)セルロース(化学構造と結晶構造,溶解性,化学反応と誘導体の合成,利用) 
 3)針葉樹ヘミセルロースと広葉樹ヘミセルロース, 
 4)リグニン(機能,化学構造とその特徴,生合成,化学反応)
6.抽出成分の化学構造,生合成,機能と利用(2回)
 1)リグナン・ネオリグナン,フラボノイドとタンニン,スチルベン 
2)脂質,テルペノイド,スベリン,トロポロン,その他
7.木材の化学的利用(2回)
 1)パルプと紙,2)バイオマスリファイナリー,3)木質バイオマスのエネルギ―利用
 4)セルロースナノファイバー
8.木材利用の化学(1回) 
 1)木材腐朽菌による木材成分の分解,2)耐朽性抽出成分
 
教科書・参考書等  
教科書:日本木材学会(編)「木質の化学」(文永堂出版)2010年,価格 4000円+税。農学部生協売店にて購入する。
参考書(図書館・研究室にて閲覧可能):樋口隆昌「木質生化学」(文永堂出版)1993年。樋口隆昌「木質分子生物学」(文永堂出版)1994年,4000円+税。日本木材学会(編)「すばらしい木の世界」(海青社)1995年,2500円+税。木質科学研究所木悠会(編)「木材なんでも小事典」(講談社)2001年,1140円+税。日本木材学会(編)「木のびっくり話100」(講談社)2005年,1400円+税。福島和彦ほか「木質の形成 バイオマス科学への招待(第2版)」(海青社)2011年,4000円+税。小宮山宏ほか「バイオマス・ニッポン」(日刊工業新聞社)2003年,1500円+税。城代 進・鮫島一彦(編)「木材科学講座4 化学」(海青社)1993年,1748円+税。
 
オフィスアワー  
片山 木曜日の午後 研究室BW205-02
鈴木 木曜日の午後 研究室BW205-01
 
履修上の注意・担当教員からのメッセージ  
各項目は,授業の進行状況によって多少変更することがある。
 
参照ホームページ  
 
メールアドレス  
片山 katayama@ag.kagawa-u.ac.jp 鈴木 t-suzuki@ag.kagawa-u.ac.jp
 
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