浦木 康光 (ウラキ ヤスミツ)

農学研究院 基盤研究部門 森林科学分野教授
Last Updated :2026/03/05

■研究者基本情報

学位

  • 理学博士, 北海道大学
  • 理学修士, 北海道大学

Researchmap個人ページ

研究キーワード

  • 木材化学
  • 多糖類化学
  • 高分子化学
  • Polysaccharide Chemistry
  • Polymer Chemistry
  • Wood Chemistry

研究分野

  • ライフサイエンス, 木質科学
  • ナノテク・材料, 生体化学
  • ナノテク・材料, 高分子化学

担当教育組織

■経歴

経歴

  • 2008年 - 現在
    北海道大学, 大学院農学研究院, 教授
  • 2006年 - 2008年
    - 北海道大学大学院農学研究院 准教授
  • 1999年 - 2006年
    Associate Professor,Graduate School of Agriculture, Hokkaido University
  • 2006年
    - Associate Professor,Research Faculty of Agriculture, Hokkaido University
  • 1994年 - 1999年
    北海道大学農学部 助教授, Faculty of Agriculture
  • 1994年 - 1999年
    Associate Professor,Faculty of Agriculture, Hokkaido University
  • 1989年 - 1994年
    北海道大学農学部林産学科木材化学講座 助手, Faculty of Agriculture
  • 1989年 - 1994年
    Research Associate,Faculty of Agriculture, Hokkaido University
  • 1987年 - 1989年
    北海道大学理学部高分子学科 教務職員, School of Science
  • 1987年 - 1989年
    Research Associate,Faculty of Science, Hokkaido University

学歴

  • 1987年, 北海道大学, 理学研究科, 高分子学専攻博士課程中退, 日本国
  • 1987年, 北海道大学, Graduate School, Division of Natural Science
  • 1986年, 北海道大学, 理学研究科, 高分子学専攻, 日本国
  • 1986年, 北海道大学, Graduate School, Division of Natural Science
  • 1984年, 北海道大学, 理学部, 日本国
  • 1984年, 北海道大学, Faculty of Science

委員歴

  • 2019年10月 - 現在
    リグニン学会, 理事, 学協会
  • 2018年04月 - 現在
    高分子学会北海道支部, 監事
  • 2016年07月 - 現在
    日本木材学会, 理事, 学協会
  • 2010年04月 - 現在
    セルロース学会, 理事, 学協会
  • 2009年
    高分子学会, 理事および北海道支部長, 学協会

■研究活動情報

受賞

  • 2024年06月, 高分子学会, 高分子学会功績賞               
    木質バイオマス高分子成分の機能解明と利活用
    浦木康光
  • 2020年09月, セルロース学会, セルロース学会賞               
    浦木康光
  • 2007年02月, 日本木材学会, 日本木材学会賞               
    リグニンを活用した機能性材料の開発
    浦木康光
  • 2007年, 第5回北の木材科学賞               
    日本国
  • 2006年, 日本木材学会賞               
    日本国
  • 2005年, 第3回北の木材科学賞               
    日本国
  • 2004年07月, セルロース学会, セルロース学会林治助賞               
    酢酸パルプ化リグノセルロースの特性と応用
    浦木康光

論文

  • 5,5’-type coniferyl alcohol dimer as a potential lignin precursor: an investigation of reactivity in dehydrogenative polymerization
    Kengo Shigetomi, Yasumitsu Uraki
    Journal of Wood Science, 71, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2025年07月07日
    研究論文(学術雑誌), Abstract

    The 5–5’-type substructure in lignin is an important structure in that it can contribute to molecular branching as well as being condensed structure. To validate the involvement of the 5–5’-type dimer in lignin formation, 5,5’-dehydrodiconiferyl alcohol (bisCA) was synthesized, and its dehydrogenative polymerization was performed in mixed systems with coniferyl alcohol or deuterated ferulic acid (FA-d 5) using horseradish peroxidase–H2O2. Interestingly, bisCA formed not only copolymers with coniferyl alcohol but also dehydrogenative polymers independently. The resulting products exhibited interunit linkages characteristic of lignin, such as β-β’ or dibenzodioxocin-type linkages. The dehydrogenative polymerization conducted with FA-d 5 demonstrated chain growth from both side chains, which is essential for the formation of the internal 5–5’ substructure. These findings suggest that this dimeric substance is capable of contributing to the lignin formation in terms of reactivity., 45252819
  • Development of softwood kraft lignin-based conductive carbon for sustainable supercapacitor
    Nutthira Pakkang, Masanori Hori, Shiori Suzuki, Yasumitsu Uraki
    Holzforschung, Walter de Gruyter GmbH, 2025年02月04日
    研究論文(学術雑誌), Abstract

    Electric double-layer capacitors (EDLCs) are promising devices for sustainable energy storage. However, EDLC components, such as separators and electrodes composed of activated carbon and conductive additives, are derived from fossil resources. To reduce this dependency, an EDLC was assembled using a separator and electrodes derived from hardwood kraft lignin, while still relying on fossil-based carbon black (CB) as the conductive additive. To achieve more sustainable EDLCs, this study developed all the conductive carbon, separator, and electrodes from softwood kraft lignin (SKL). When SKL was carbonized at 900 °C, it showed poor electrical conductivity and was unsuitable as a conductive additive. The carbon structures became more ordered with higher temperatures, and SKL-carbons prepared at 1,300–2,000 °C showed comparable conductivity to CB. The EDLCs with 1 wt % of these SKL-carbons exhibited higher capacitance and energy density than reference EDLCs with 1 and 5 wt % CB. Furthermore, a turbostratic (T) structure formed at 2,500 °C, enhancing conductivity and EDLC performance. SKL-carbon prepared at 2,800 °C exhibited a graphite structure in addition to the T structure, achieving the highest conductivity (0.54 S cm⁻1), but the resulting EDLC showed low power density. Thus, SKL-carbon prepared at 2,500 °C was the best conductive additive for EDLCs.
  • UV irradiation during fluorescence measurements affects the structures and fluorescence properties of isolated lignins in solution
    Keiichiro Takeuchi, Shiori Suzuki, Kengo Shigetomi, Yasumitsu Uraki
    Journal of Wood Chemistry and Technology, 1, 11, Informa UK Limited, 2024年09月12日
    研究論文(学術雑誌)
  • A quartz crystal microbalance with dissipation monitoring of dehydrogenative copolymerization of coniferyl alcohol and sinapyl alcohol
    Shoichi Sato, Shiori Suzuki, Kengo Shigetomi, Yasumitsu Uraki
    Journal of Wood Chemistry and Technology, 44, 3, 192, 199, Informa UK Limited, 2024年04月18日, [査読有り]
    研究論文(学術雑誌), 45252819
  • Facile Preparation of Optically Transparent Film of Acetylated Cellulose Nanofiber-Reinforced Poly(Methyl Methacrylate) Utilizing Cosolvency in Aqueous Ethanol
    Shogo Taira, Ikuto Tanouchi, Shiori Suzuki, Tadahisa Iwata, Yasumitsu Uraki
    Cellulose, 31, 3, 1559, 1568, 2024年02月, [査読有り]
  • Swelling of lignin-based gel in salt-containing organic solvents and its application as gel electrolyte
    Fumiya Honda, Shogo Taira, Shiori Suzuki, Kazuhiro Shikinaka, Kengo Shigetomi, Yasumitsu Uraki
    Holzforschung, Walter de Gruyter GmbH, 2023年08月31日, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Abstract

    A lignin-based gel prepared by the chemical crosslinking of hardwood acetic acid lignin (AL) with poly(ethylene glycol) diglycidyl ether has been reported to shrink in water and organic solvents but swell specifically in aqueous binary solutions. In this study, the AL-based gel was also found to swell in lithium-salt-containing organic solvents, namely, liquid electrolytes. The uptake of salt solutions reached five times the dry weight of the gel. The ionic conductivity of the gel swollen with 1 M LiBF4 in propylene carbonate or a mixed solution (1:1, v/v) of ethylene carbonate and dimethyl carbonate exceeded 1 mS cm−1 at room temperature (25 °C), suggesting that this gel can be applied as a gel electrolyte for lithium-ion batteries (LIBs). A prototype LIB was assembled with the AL-based gel electrolyte and LiCoO2/graphite-based electrodes and exhibited low bulk and charge transfer resistances of 4.1 and 9.7 Ω, respectively. Moreover, its initial specific capacity reached 104 mAh g−1 at a current density of 28 mA g−1, which is comparable to that of a reference LIB assembled using a commercial polyethylene separator. These results indicate the significant potential of this lignin-based gel for application in energy storage devices.
  • Pseudomonas bohemica strain ins3 eliminates antibacterial hinokitiol from its culture broth.
    Ken Machino, Yoshimichi Sakakibara, Kota Osada, Takahiro Ochiai, Yasumitsu Uraki, Kengo Shigetomi
    Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 87, 2, 236, 239, 2023年01月24日, [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), A bacterial strain, Pseudomonas bohemica strain ins3 was newly isolated as a resistant strain against high concentrations of hinokitiol. This strain was revealed not only to show resistance but also completely remove this compound from its culture broth. In addition, its mechanism was revealed to be independent of conventional aromatic dioxygenases, ie catechol-1,2- or 2,3-dioxygenases.
  • Assembly of electric double-layer capacitors with hardwood kraft lignin-based electrodes and separator together with ionic liquid electrolyte
    Nutthira Pakkang, Shiori Suzuki, Kengo Shigetomi, Yasumitsu Uraki
    HOLZFORSCHUNG, 2022年12月
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Synthesis of highly deuterated coniferyl alcohol for silencing of NMR signals in the resulting dehydrogenative polymer
    Kengo Shigetomi, Mana Tokizawa, Yasumitsu Uraki
    Journal of Wood Science, 68, 1, Springer Science and Business Media LLC, 2022年12月
    研究論文(学術雑誌), Abstract

    To establish a facile methodology for the elucidation of the lignin chain-growth mechanism, the preparation of monolignol that does not show NMR signals in the dehydrogenative polymer (DHP) was attempted. As a monolignol of which aliphatic moieties were deuterated, coniferyl alcohol-d7 was successfully synthesized from protocatechualdehyde and malonic acid via the modified Knoevenagel–Doebner reaction and the Luche reduction. The process achieved high to excellent deuteration efficiencies at the aimed positions (i.e., methoxy: > 99%D, α: > 99%D, β: 92%D, and γ: 98%D). DHP was prepared solely from coniferyl alcohol-d7, and its NMR spectra were compared with those from coniferyl alcohol. The results indicated that: (1) the deuterium atoms at methoxy group, α- and β-positions were highly retained even in the DHP, and their signals were effectively suppressed; (2) a part of the deuterium at γ-position was replaced with H through the reaction; (3) meanwhile, the formation of γ-CH2 was negligible. This study demonstrated that coniferyl alcohol-d7 could “silence” the majority of the signals even when converted to DHP. Highly deuterated monolignols can be a unique molecular tool that can differentiate the signals of interest from those derived from monolignols.
  • Effects of hemicelluloses on dehydrogenative polymerization of monolignols with cationic cell wall-bound peroxidase
    Yan Lyu, Shiori Suzuki, Hiroki Nagano, Kengo Shigetomi, Yutaka Tamai, Yuji Tsutsumi, Yasumitsu Uraki
    Carbohydrate Polymers, 301, 120305, 120305, Elsevier {BV}, 2022年11月07日, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Stretched lignin/polyacrylonitrile blended carbon nanofiber as high conductive electrode in electric double layer capacitor
    Manish Kumar, Shogo Taira, Nutthira Pakkang, Kengo Shigetomi, Yasumitsu Uraki
    Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, 13, 2, 2022年06月
    研究論文(学術雑誌)
  • A NEW TEMPLATE OF MITSUNOBU ACYLATE CLEAVABLE IN NON-ALKALINE CONDITIONS
    Yoshimichi Sakakibara, Yusuke Sai, Yasumitsu Uraki, Makoto Ubukata, Kengo Shigetomi
    HETEROCYCLES, 104, 1, 140, 158, 2022年
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Influences of polysaccharides in wood cell walls on lignification in vitro
    Yan Lyu, Tatsuya Matsumoto, Shogo Taira, Kazumasa Ijiri, Arata Yoshinaga, Kengo Shigetomi, Yasumitsu Uraki
    Cellulose, 28, 15, 9907, 9917, Springer Science and Business Media LLC, 2021年10月, [査読有り], [最終著者, 責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Characterization of a lignin-based gel responsive to aqueous binary solvents and pH
    Shogo Taira, Yuriko Usukura, Mitsukuni Nishida, Kengo Shigetomi, Yasumitsu Uraki
    Holzforschung, 75, 8, 765, 772, Walter de Gruyter GmbH, 2021年08月26日, [最終著者, 責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Direct deuteration of hinokitiol and its mechanistic study
    Yoshimichi Sakakibara, Kota Osada, Yasumitsu Uraki, Makoto Ubukata, Kengo Shigetomi
    Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 85, 2, 215, 222, Oxford University Press (OUP), 2021年02月18日, [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), ABSTRACT
    Hinokitiol has a broad antibacterial activity against bacteria and fungi. While its biosynthetic pathway has been intensively studied, its dynamics in natural environments, such as biodegradation pathway, remain unclear. In this study, the authors report a direct deuterium labeling of hinokitiol as a traceable molecular probe to serve those studies. Hinokitiol was subjected to the H2-Pd/C-D2O conditions and deuterated hinokitiol was obtained with excellent deuteration efficiencies and in moderate yield. The 1H and 2H NMR spectra indicated that all ring- and aliphatic hydrogens except that on C-6 were substituted by deuterium. According to the substrate scope and computational chemistry, deuteration on tropolone ring was suggested to proceed via D+-mediated process, and which was supported by the results of the experiment with trifluoroacetic acid and Pd(TPP)4. On the other hand, the deuteration on aliphatic group was predicted to be catalyzed by Pd(II) species.
  • Effect of ozone treatment on softwood soda lignin-based water reducer performance for concrete
    Shiho Takahashi, Yasumitsu Uraki, Tatsuhiko Yamada
    BioResources, 16, 1, 1787, 1797, BioResources, 2021年01月22日, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌), A lignin-based water reducer for concrete was prepared from softwood soda lignin. The soda lignin and the lignin-polyethylene glycol (PEG) derivative were modified with ozone to improve their performance as water reducers. The performance of ozone-treated soda lignin was superior than untreated soda lignin and commercial lignosulfonate-type water reducers in the mortar flow test. The soda lignin treated with a high ozone charge showed better performance than lignin treated with a low ozone charge. The ozone treatment improved the performance of the lignin-PEG derivative water reducer as well. The lignin-PEG derivative water reducer with a longer PEG chain length showed better performance than that of the shorter PEG chain. The zeta potential of cement suspension with the ozone-treated soda lignin showed a higher negative value than the untreated soda lignin. The data of zeta potential analysis suggested that the electrostatic repulsion force of cement particles with the ozone-treated lignin would be larger than the untreated lignin.
  • Preparation of kraft lignin-based activated carbon fiber electrodes for electric double layer capacitors using an ionic liquid electrolyte
    Nutthira Pakkang, Manish Kumar, Shogo Taira, Keiichi Koda, Kengo Shigetomi, Yasumitsu Uraki
    Holzforschung, 74, 6, 577, 588, Walter de Gruyter GmbH, 2020年06月25日, [査読有り], [最終著者, 責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Abstract
    This article demonstrates the development of activated carbon fiber electrodes produced from hardwood kraft lignin (HKL) to fabricate electric double layer capacitors (EDLCs) with high energy and power densities using an ionic liquid (IL) electrolyte. A mixture solution of HKL, polyethylene glycol as a sacrificial polymer, and hexamethylenetetramine as a crosslinker in dimethylformamide/acetic acid (6/4) was electrospun, and the obtained fibers were easily thermostabilized, followed by carbonization and steam activation to yield activated carbon fibers (ACFs). The electrochemical performance of EDLCs assembled with the ACFs, 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (EMIBF4) as an IL electrolyte and a cellulosic separator was insufficient due to the low conductivity of the electrode. The conductivity of the electrode was improved successfully by spraying conductive carbon black (CB) onto the fibers mat during electrospinning. The CB containing electrodes with improved conductivity gave the resulting EDLCs a higher electrochemical performance, with an energy density of 91.5 Wh kg−1 and a power density of 76.2 kW kg−1.
  • A branched structure provides kraft lignins a denser morphology and a high molar mass for a given hydrodynamic radius
    Linping Wang, Kengo Shigetomi, Keiichi Koda, Aori Gele, Yasumitsu Uraki
    Holzforschung, 74, 6, 551, 558, 2020年06月25日, [査読有り], [最終著者, 責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Cellulose acetate with CTA I polymorph can be defibrated into nanofibers to produce a highly transparent nanopaper
    Shogo Taira, Masataka Tsuruhara, Ryo Saito, Keiichi Koda, Yasumitsu Uraki, Haruo Konno, Shu Shimamoto
    Cellulose, 27, 9, 4991, 5001, Springer Science and Business Media LLC, 2020年06月, [査読有り], [責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Comparison of Dehydrogenation Polymers by Commercial Enzymes, Laccase from Rhus vernicifera and Horseradish Peroxidase               
    Tatsuya Matsumoto, Keiichi Koda, Kengo Shigetomi, Manish Kumar, Yasumitsu Uraki
    Lignin, 1, 20, 28, 2020年04月, [査読有り], [最終著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Effect of Vapor-Phase Surface Acetylation of Japanese Cedar Wood on Fungal Degradation and Dimensional Stability
    Yuu Hasegawa, Mitsunori Mori, Keiichi Koda, Yasumitsu Uraki
    Journal of Wood Chemistry and Technology, 40, 1, 1, 14, 2020年01月02日
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Direct Electrospinning of Cellulose Acetate onto Polyurethane Sheet and Effect of Its Saponification on Mechanical Properties
    Md. Momotaz Ali, Nutthira Pakkang, Shogo Taira, Keiichi Koda, Koki Itoyama, Yasumitsu Uraki
    Journal of Wood Chemistry and Technology, 39, 4, 282, 295, Informa UK Limited, 2019年07月04日, [最終著者, 責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Development of Lignin-Based Terpolyester Film and Its Application to Separator Material for Electric Double-Layer Capacitor
    Keiichi Koda, Shogo Taira, Atsushi Kubota, Tomofumi Isozaki, Xiangyu You, Yasumitsu Uraki, Kazuki Sugimura, Yoshiyuki Nishio
    Journal of Wood Chemistry and Technology, 39, 3, 198, 213, Informa UK Limited, 2019年05月04日
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Determination of the absolute molar mass of acetylated eucalyptus kraft lignin by two types of size-exclusion chromatography combined with multi-angle laser light-scattering detectors
    Linping Wang, Yasumitsu Uraki, Keiichi Koda, Aori Gele, Xuesong Zhou, Fangeng Chen
    Holzforschung, 73, 4, 363, 369, Walter de Gruyter GmbH, 2019年04月24日, [査読有り], [責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Abstract
    The molar mass (MM) and polydispersity indices (PDI) of acetylated hardwood kraft lignin (Ac-HWKL) and Ac-HWKL fractions were measured by size-exclusion chromatography with multi-angle laser light scattering (SEC-MALLS). The detectors worked at LL658 nm and LL785 nm. The MM of Ac-HWKL measured at 785 nm was much smaller than that measured at 658 nm. The number-average (Mn) and weight-average (Mw) molar masses of Ac-HWKL determined at 785 nm were approximately 6.2 and 6.5 times larger, respectively, than the values estimated using a conventional calibration curve created with authentic polystyrene standards in tetrahydrofuran (THF). Based on the Mw of Ac-HWKL fractions, the Mark-Houwink-Sakurada equation for Ac-HWKL was established to be [η]/ml g−1=0.320 M0.24 in THF and [η]/ml g−1=0.142 M0.26 in dimethyl sulfoxide (DMSO). These results demonstrate that Ac-HWKL has a more compact structure in an organic solvent than polystyrene.
  • TEMPO-oxidized cellulose nanofiber-reinforced lignin based polyester films as a separator for electric double-layer capacitor
    Shogo Taira, Makoto Kurihara, Keiichi Koda, Kazuki Sugimura, Yoshiyuki Nishio, Yasumitsu Uraki
    Cellulose, 26, 1, 569, 580, Springer Science and Business Media LLC, 2019年01月, [最終著者, 責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Preparation of Water-in-Oil Microemulsion from the Mixtures of Castor Oil and Sunflower Oil as Makeup Remover
    Nutthira Pakkang, Yasumitsu Uraki, Keiichi Koda, Manit Nithitanakul, Ampira Charoensaeng
    Journal of Surfactants and Detergents, 21, 6, 809, 816, Wiley, 2018年11月, [査読有り], [責任著者]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Optimization of simultaneous saccharification and fermentation conditions with amphipathic lignin derivatives for concentrated bioethanol production
    Ningning Cheng, Keiichi Koda, Yutaka Tamai, Yoko Yamamoto, Taichi E. Takasuka, Yasumitsu Uraki
    BIORESOURCE TECHNOLOGY, 232, 126, 132, 2017年05月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Association of amphipathic lignin derivatives with cellobiohydrolase groups improves enzymatic saccharification of lignocellulosics
    Yoko Yamamoto, Ningning Cheng, Keiichi Koda, Kiyohiko Igarashi, Yutaka Tamai, Yasumitsu Uraki
    CELLULOSE, 24, 4, 1849, 1862, 2017年04月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Ligninolytic Activity at 0 °C of Fungi on Oak Leaves Under Snow Cover in a Mixed Forest in Japan               
    浦木 康光
    Microbial Ecology, 74, 2, 322, 331, 2017年02月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Preparation of electric double layer capacitors (EDLCs) from two types of electrospun lignin fibers
    Xiangyu You, Junlei Duan, Keiichi Koda, Tatsuhiko Yamada, Yasumitsu Uraki
    HOLZFORSCHUNG, 70, 7, 661, 671, 2016年07月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Preparation of High-Performance Internal Tandem Electric Double-Layer Capacitors (IT-EDLCs) from Melt-Spun Lignin Fibers
    Xiangyu You, Keiichi Koda, Tatsuhiko Yamada, Yasumitsu Uraki
    JOURNAL OF WOOD CHEMISTRY AND TECHNOLOGY, 36, 6, 418, 431, 2016年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Preparation of electrode for electric double layer capacitor from electrospun lignin fibers
    Xiangyu You, Keiichi Koda, Tatsuhiko Yamada, Yasumitsu Uraki
    HOLZFORSCHUNG, 69, 9, 1097, 1106, 2015年11月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Dehydrogenative Polymerization of Coniferyl Alcohol in Artificial Polysaccharides Matrices: Effects of Xylan on the Polymerization
    Qiang Li, Keiichi Koda, Arata Yoshinaga, Keiji Takabe, Masatsugu Shimomura, Yuji Hirai, Yutaka Tamai, Yasumitsu Uraki
    JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY, 63, 18, 4613, 4620, 2015年05月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Thermal Melting of Lignin Derivatives Prepared from Dried Black Liquor Powder of Softwood Soda-AQ Cooking and Polyethylene Glycol
    Kukjin Yoon, Shiho Takahashi, Thi Thi Nge, Olov Karlsson, Akiko Nakagawaizumi, Hiroshi Ohi, Yasumitsu Uraki, Tatsuhiko Yamada
    BIORESOURCES, 10, 1, 912, 921, 2015年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • PERFORMANCE OF SOFTWOOD SODA-ANTHRAQUINONE LIGNIN-POLYETHYLENE GLYCOL DERIVATIVES AS WATER-REDUCING ADMIXTURE FOR CONCRETE
    Shiho Takahashi, Shuji Hosoya, Masami Hattori, Masakazu Morimoto, Yasumitsu Uraki, Tatsuhiko Yamada
    JOURNAL OF WOOD CHEMISTRY AND TECHNOLOGY, 35, 5, 348, 354, 2015年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Amphipathic lignin derivatives to accelerate simultaneous saccharification and fermentation of unbleached softwood pulp for bioethanol production
    Ningning Cheng, Yoko Yamamoto, Keiichi Koda, Yutaka Tamai, Yasumitsu Uraki
    BIORESOURCE TECHNOLOGY, 173, 104, 109, 2014年12月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Enzymatic Saccharification of Soda Pulp from Sago Starch Waste Using Sago Lignin-Based Amphipathic Derivatives
    Ina Winarni, Keiichi Koda, Totok K. Waluyo, Gustan Pari, Yasumitsu Uraki
    JOURNAL OF WOOD CHEMISTRY AND TECHNOLOGY, 34, 3, 157, 168, 2014年07月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Improvement of Mechanical Properties of Softwood Lignin-Based Carbon Fibers
    Jian Lin, Keiichi Koda, Satoshi Kubo, Tatsuhiko Yamada, Makiko Enoki, Yasumitsu Uraki
    JOURNAL OF WOOD CHEMISTRY AND TECHNOLOGY, 34, 2, 111, 121, 2014年06月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Performance of softwood soda-anthraquinone lignin as water reducing chemical admixture in concrete
    ShihoTakahashi, Masami Hattori, Masakazu Morimoto, Yasumitsu Uraki, Tatsuhiko Yamada
    Journal of Wood Chemistry and Technology, 34, 31, 38, 2014年01月, [査読有り]
    研究論文(学術雑誌)
  • Preparation of novel lignin-based cement dispersants from isolated lignins
    Tomohiro Aso, Keiichi Koda, Satoshi Kubo, Tatsuhiko Yamada, Isamu Nakajima, Yasumitsu Uraki
    Journal of Wood Chemistry and Technology, 33, 4, 286, 298, 2013年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Improvement of Enzymatic Saccharification of Unbleached Cedar Pulp with Amphipathic Lignin Derivatives
    Ina Winarni, Chihiro Oikawa, Tatsuhiko Yamada, Kiyohiko Igarashi, Keiichi Koda, Yasumitsu Uraki
    BIORESOURCES, 8, 2, 2195, 2208, 2013年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • 木質バイオマスの成分分離と得られたリグニンの利活用
    浦木 康光
    紙パ技協誌, 66, 10, 1120, 1125, 紙パルプ技術協会, 2012年10月01日
    日本語, バイオリファイナリーとは,「バイオマスを余すことなく,物質とエネルギーとして使うしくみのこと」と定義され,製紙産業は,木質バイオマスのリファイナリーを化学的に実践している産業である。しかし,セルロースのみを使用する製紙産業やバイオエタノール製造では,その副産物であるリグニンの利活用も脱化石資源構築には,重要な課題である。そこで,本稿では,リグニンに付加価値を与える変換方法について概説する。
    21世紀に入り,リグニンから炭素繊維(CF)を製造する技術が多数報告されるようになった。その第一段階の紡糸技術も溶融紡糸の他に,エレクトロスピニング等の手法が確立されて,繊維の多様化が図られた。しかし,これらの繊維からCFを調製するには,長い処理時間を要求される不融不溶化が必要であり,時間短縮が,課題となっていた。筆者らと森林総合研究所との共同研究により,スギ材のポリエチレンオキシドを用いたソルボリシス反応で得られたリグニン(PEO―Lig)は,容易に溶融紡糸ができ,2時間の農塩酸処理で不融不溶化が達成された。この繊維を炭素化することで,従来のリグニンCFと遜色ない強度をもつCFが得られた。
    また,化学修飾によるリグニンの機能化について検討した。エポキシ化されたポリエチレングリコールと種々のリグニンを反応させて,界面活性能を有する両親媒性リグニン誘導体を調製した。この誘導体は,セルラーゼと相互作用し,セルラーゼの酵素糖化を向上させたばかりでなく,糖化後の酵素活性も高いレベルで保持する能力を有していることが明らかとなった。さらに,この誘導体をセメントと混合することにより,セメントの分散性を顕著に向上させて,リグノスルホン酸より優れたセメント減水剤として機能することも示された。
  • Thermal mobility of β-O-4-type artificial lignin
    浦木 康光
    Biomacromolecules, 13, 3, 867, 872, 2012年03月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • PREPARATION OF NOVEL LIGNIN-BASED CEMENT DISPERSANT VIA AMPHIPHILIC DERIVATIZATION OF TECHNICAL LIGNIN
    Tomohiro Aso, Keiichi Koda, Satoshi Kubo, Tatsuhiko Yamada, Isamu Nakajima, Yasumitsu Uraki
    PROCEEDING OF THE 4TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON PULPING, PAPERMAKING AND BIOTECHNOLOGY (ICPPB '12), VOLS. I AND II, 90, 93, 2012年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • PREPARATION OF CARBON FIBERS FROM SOFTWOOD LIGNIN THROUGH CHEMICAL THERMOSTABILIZATION
    Jian Lin, Satoshi Kubo, Tatsuhiko Yamada, Keiichi Koda, Yasumitsu Uraki
    PROCEEDING OF THE 4TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON PULPING, PAPERMAKING AND BIOTECHNOLOGY (ICPPB '12), VOLS. I AND II, 860, 863, 2012年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • ELECTRICITY-FREE PRODUCTION OF ACTIVATED CARBON FROM BIOMASS IN BORNEO TO IMPROVE WATER QUALITY
    Masato Ogawa, Teuku B. Bardant, Yasutaka Sasaki, Yutaka Tamai, Seiichi Tokura, Yasumits Uraki
    BIORESOURCES, 7, 1, 236, 245, 2012年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • CHEMICAL THERMOSTABILIZATION FOR THE PREPARATION OF CARBON FIBERS FROM SOFTWOOD LIGNIN
    Jian Lin, Satoshi Kubo, Tatsuhiko Yamada, Keiichi Koda, Yasumitsu Uraki
    BIORESOURCES, 7, 4, 5634, 5646, 2012年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Novel Functions of Non-Ionic, Amphiphilic Lignin Derivatives
    Yasumitsu Uraki, Keiichi Koda, Tatsuhiko Yamada, Chihiro Oikawa, Tomohiro Aso
    FUNCTIONAL MATERIALS FROM RENEWABLE SOURCES, 1107, 243, +, 2012年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • P108 木質系バイオマスの加溶媒分解法による材料変換(ポスター発表)
    久保 智史, 山田 竜彦, 本間 春海, 浦木 康光
    バイオマス科学会議発表論文集, 4, 66, 67, 一般社団法人日本エネルギー学会, 2009年
    日本語, Japanese cedar was subjected to the acid catalyzed solvolysis using a mixed solvent of glycols and cyclic carbonates. In this one step solvolysis, lignin having oxyalkyl chains such as polyethylene glycol (EG) chains was prepared together with furfurals and levulinic acid from carbohydrate components. Solvolysis lignin was expected to be utilized as macromolecular surfactants from its amphiphile like chemical structure. However, dissolution properties to water and/or chain flexibility of introduced oxyalkyl chains of solvolysis lignin must be improved for the surfactant application. Another possibility of the solvolysis lignin could be found in the plastic applications. Thermal molding abilities of solvolysis lignin could be improved by the introduction of propylene glycol units in oxyalkyl chains instead of EG units. Solvolysis lignins having polypropylene glycol chains could be spun continuously by melt spinning using a laboratory mixing extruder. This lignin fibre could be thermally stabilized by removing PPG chains through a simple acid washing process. This result would indicate that solvolysis lignin fibres could be converted into carbon fibers with simplified process.
  • Preparation and Characterization of Amphiphilic Lignin Derivatives as Surfactants
    Harumi Homma, Yasumitsu Uraki, Makoto Ubukata, Satoshi Kubo, Tatsuhiko Yamada
    PROCEEDINGS OF INTERNATIONAL CONFERENCE ON PULPING, PAPERMAKING AND BIOTECHNOLOGY 2008: ICPPB '08, VOL I, 654, 658, 2008年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • Reactivity of beta-O-4 Determination Methods to Artificial beta-O-4 Lignin Polymers
    Yoshie Kanazawa, Takao Kishimoto, Keiichi Koda, Kazuhiko Fukushima, Yasumitsu Uraki
    PROCEEDINGS OF INTERNATIONAL CONFERENCE ON PULPING, PAPERMAKING AND BIOTECHNOLOGY 2008: ICPPB '08, VOL I, 659, 663, 2008年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • リグニン含有パルプを原料とする材料開発
    浦木 康光
    繊維学会誌, 63, 1, P.18, P.22, The Society of Fiber Science and Technology, Japan, 2007年
    日本語
  • Fibrous carbons from woody biomass
    Yasumitsu Uraki, Satoshi Kubo
    MOKUZAI GAKKAISHI, 52, 6, 337, 343, 2006年, [査読有り]
    日本語
  • Patterned cellulose films
    Uraki Yasumitsu, Matsumoto Chiaki, Tamai Yutaka, Kishimoto Takao, Ubukata Makoto, Yabu Hiroshi, Tanaka Masaru, Shimomura Masatsugu, Beihai H, Shiya F, Fangeng C
    Research Progress in Pulping and Papermaking, 2006, 898, 903, 2006年, [査読有り]
  • Synthesis of polymeric lignin model compounds composed of β-O-4 structure and their analysis by MALDI-TOF-MS               
    Takao Kishimoto, Yasumitsu Uraki, Makoto Ubukata
    Appita Annual Conference, 2, 345, 348, 2005年
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • Delignification mechanism during high-boiling solvent pulping. Part 6: Changes in lignin structure analyzed by 1H-13C correlation 2-D NMR spectroscopy               
    Kishimoto T, Ueki A, Takamori H, Uraki Y, Ubukata M
    Organic & Biomolecular Chemistry, 3, 1067, 1073, 2005年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Easy synthesis of b-O-4 type lignin related polymers
    Kishimoto, T, Y. Uraki, M. Ubukata
    Org. Biomol. Chem., 3, 6, 1067, 1073, 2005年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Creation of honeycomb-patterened cellulose by using a microorganism as a micro-machine
    Uraki Y, Otsuka H, Ubukata M, Yabu H, Tanaka M, Shimomura M
    Polymer Preprints, Japan, 54, 1, 1561, 2005年, [査読有り]
  • Production of mesoscopically patterned cellulose film
    Nemoto J, Uraki Y, Kishimoto T, Sano Y, Funada R, Obata N, Yabu H, Tanaka M, Shimomura M
    Bioresource Technology, 96, 17, 1955, 1958, 2005年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Analysis of adsorption behavior of monolignols onto henficellulose using surface plasmon resonance
    A Nakamura, Y Uraki, T Kishimoto, M Ubukata
    2nd International Symposium on Technologies Of Pulping, Papermaking and Biotechnology on Fiber Plants, Proceedings, 521, 524, 2004年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • Thermoresponsive gels prepared from hydroxypropylated unbleached pulp
    T Imura, Y Uraki, T Kisimoto, M Ubukata
    2nd International Symposium on Technologies Of Pulping, Papermaking and Biotechnology on Fiber Plants, Proceedings, 591, 594, 2004年, [査読有り]
    英語, 研究論文(国際会議プロシーディングス)
  • Lignin gel with unique swelling property
    M Nishida, Y Uraki, Y Sano
    BIORESOURCE TECHNOLOGY, 88, 1, 81, 83, 2003年05月, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Ozone bleaching of atmospheric acetic acid hardwood pulp from Betula platyphylla var. japonica Hara
    T Kishimoto, H Tsuji, Y Uraki, Y Sano
    HOLZFORSCHUNG, 57, 2, 181, 188, 2003年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Preparation of board-like moldings from composites of isolated lignins and waste paper
    J Nemoto, Y Uraki, Y Sano
    MOKUZAI GAKKAISHI, 49, 4, 287, 292, 2003年, [査読有り]
    日本語, 研究論文(学術雑誌)
  • Preparation and Characterization of Alginate-blended Rayon
    Uraki Yasumitsu, Miharu Yousuke, Funada Ryo, SANO Yoshihiro, MITSUHASHI Masaki, ITOYAMA Kohki, TANIBE Hiroaki
    繊維学会誌, 56, 10, 482, 486, The Society of Fiber Science and Technology, Japan, 2000年10月10日
    英語, Alginate-blended rayon was prepared from a mixture of alginate and cellulose xantate in alkaline solution. Wide distribution of alginate in the whole fiber was revealed by scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray microanalysis (SEM-EDX) and confocal laser scanning microscopy. The alginate blended in the rayon could not be removed by aqueous alkaline solution completely, suggesting that a part of the blended alginate formed tight complex with cellulose. The blended rayon had an excellent moisture sorption property such as a superior moisture sorption and a comparable heat of sorption to those of wool.
  • Activated carbon fibers from acetic acid lignin
    Y Uraki, S Kubo, H Kurakami, Y Sano
    HOLZFORSCHUNG, 51, 2, 188, 192, 1997年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Thermomechanical analysis of isolated lignins
    Satoshi Kubo, Yasumitsu Uraki, Yoshihiro Sano
    Holzforschung, 50, 2, 144, 150, Walter de Gruyter and Co., 1996年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • PREPARATION OF CARBON-FIBERS FROM ORGANOSOLV LIGNIN OBTAINED BY AQUEOUS ACETIC-ACID PULPING
    Y URAKI, S KUBO, N NIGO, Y SANO, T SASAYA
    HOLZFORSCHUNG, 49, 4, 343, 350, 1995年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Site specific binding of calcium ions to anionic chitin derivatives
    Yasumitsu Uraki, Takatoshi Fujii, Tohru Matsuoka, Yoshiaki Miura, Seiichi Tokura
    Carbohydrate Polymers, 20, 2, 139, 143, 1993年
    研究論文(学術雑誌)
  • Influence of Delignification on Physicochemical Properties of Solvolysis Pulp.
    Uraki Yasumitsu, Ogawa Shoichi, Sano Yoshihiro, Sasaya Takashi, Takai Mitsuo
    繊維学会誌, 49, 7, 367, 372, The Society of Fiber Science and Technology, Japan, 1993年
    英語, Solvolysis pulps (CWPs) were prepared from two species of softwoods using the cresol-water system. The crystallinity, degree of polymerization (DP) and α-cellulose content of the CWPs were measured to elucidate the influence of delignification with sodium chlorite on the physicochemical properties of CWP. X-ray diffractograms revealed that the crystalline regions of CWPs maintained the cellulose I structure. An increase in the crystallinity of CWPs with increasing delignification was observed by X-ray diffraction and 13C-CP/MAS NMR studies. A further delignification brought about a slight destruction of the crystalline regions. DP was decreased significantly at the initial stage of the delignification and then was gradually decreased. α-Cellulose content of the delignified pulp was also reduced slightly at the final stage. A similar tendency was observed for commercial unbleached kraft pulp and sulfite pulp which underwent the same treatment. These results suggested that the amorphous regions of unbleached pulps were destroyed during the delignification treatment due to the acidic medium follwed by collapse of the crystalline regions.
  • Calcium-mediated adsorption of neutral amino acids to carboxymethylated chitin
    Yasumitsu Uraki, Seiichi Tokura
    Journal of Macromolecular Science: Part A - Chemistry, 25, 10-11, 1427, 1441, 1988年, [査読有り]
    英語, 研究論文(学術雑誌)

その他活動・業績

書籍等出版物

  • エレクトロスプレー/スピニング法とその応用 : 材料合成・成形・加工技術
    浦木康光, 木材成分セルロースとリグニンのエレクトロスピニング
    シーエムシー出版, 2021年03月, 9784781315928, 9,341p, 日本語, [共著]
  • 表面技術               
    浦木康光, 蓄電デバイス用セパレータ
    2020年06月, [共著]
  • リグニン利活用のための最新技術動向
    浦木康光, リグニンの単離・改質とリグニンを活用した機能性材料の開発
    シーエムシー出版, 2020年03月, 9784781314945, iv, 227p, 日本語, [共著]
  • 加工技術               
    浦木康光, リグニンを主原料とするポリエステルフィルムの調製とその利用
    2018年05月, [共著]
  • 木質の化学               
    文永堂出版, 2010年
  • 「機能性リグニン-多糖複合体の開発」               
    シーエムシー出版, 2007年
  • Development of functional lignin-carbohydrate complex               
    CMC Publisher, 2007年

所属学協会

  • 2018年11月 - 現在
    リグニン学会               
  • 木質炭化学会               
  • 日本農芸化学会               
  • アメリカ化学会               
  • 繊維学会               
  • キチン・キトサン学会               
  • 日本木材学会               
  • セルロース学会               
  • 高分子学会               
  • The Wood Carbonization Research Society               
  • American Chemical Society               
  • The Society of Fiber Science and Technology, Japan               
  • Japanese Society for Chitin and Chitosan               
  • The Japan Wood Research Society               
  • The Cellulose Society of Japan               
  • The Society of Polymer Science, Japan               

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 人工多糖類マトリックスを用いたリグニン成長反応の解明
    科学研究費助成事業
    2021年04月05日 - 2026年03月31日
    浦木 康光, 堤 祐司, 玉井 裕, 綿岡 勲, 鈴木 栞, 重冨 顕吾
    当該年度は、3つの課題について検討を行い、以下の成果を得た。
    1. rCWPO-Cの高純度化と多量発現:組換体大腸菌によるタンパク質の発現と精製工程にいて、TAPS化とリフォールディングの間に遠心分離を2回の行う操作を加えた。この結果、精製rCWPO-Cの収率を維持したまま、ペルオキシダーゼの精製度を示すRZ値が約1.5倍に増加し、比活性も約1.5倍の560μmol/min/mgまで向上した。
    2.細胞壁構成多糖類間および多糖類-ペルオキシダーゼ間のの相互作用解析:木材のヘミセルロース(キシラン、グルコマンナン、キシログルカン)とセルロースとの相互作用を、平衡吸着実験と速度論的解析が可能なQCM-Dを用いて行った。両測定とも、キシログルカンがセルロースに最も吸着することが明らかとなった。また、Horseradish peroxidase(HRP)と多糖類との相互作用解析では、HRPはセルロースに対し、高い親和性を示すことも分かった。さらに、多糖類が脱水素重合体(DHP)の形成に及ぼす影響も調べ、キシログルカンがDHPを多量生成させ、加えて、5-5’縮合結合の形成も促進することが示された。この結果より、一次細胞壁が縮合構造に富む理由が解明できた。
    3.高分子リグニンの蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)の測定:FRET測定の最初の取り組みとして、固体試料を対象とした蛍光顕微鏡でFRETが示されているリグニンと蛍光試薬ローダミンとの相互作用を、溶液中で検出することから検討した。使用したリグニンは広葉樹のクラフトリグニンである。この測定の結果、プロピレングリコールを溶媒とする溶液中で、FRETを観測することができた。モノリグノールとクラフトリグニンとのFRETの検出を試みたが、どちらも蛍光強度が弱かったために、明確なFRET検出には至っていない。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 21H04730
  • 細胞壁ミメティックス中で形成するリグニンの構造解析とその関連因子の解明
    科学研究費助成事業
    2018年04月01日 - 2021年03月31日
    浦木 康光, 重冨 顕吾, 堤 祐司, 玉井 裕, 吉永 新, 高部 圭司, 綿岡 勲, 幸田 圭一
    本研究では、セルロースにヘミセルロースを吸着させた人工多糖類マトリックスを作製し、このマトリックス中でのリグニンの形成を検討した。その結果、キシランはリグニンの形成と、リグニンの主要単位間結合である8-O-4’結合を寄与するが、グルコマンナンはリグニンの形成を阻害することが分かった。さらに、一次細胞壁に特有のキシログルカンは5-5’結合を誘導することが分かり、ヘミセルロースがリグニンの形成に大きな影響を与えることが明らかとなった。
    また、単離リグニンの溶液構造解析より、5-5’結合の増加は大きな分子量を持つリグニン画分をよりコンパクトな構造にし、低い粘性発現に関与すことも明らかとなった。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 18H03954
  • 木材細胞壁模倣多糖類マトリックス中でのリグニンの形成とその構造決定因子の解明
    科学研究費助成事業
    2014年06月27日 - 2018年03月31日
    浦木 康光, 重冨 顕吾, 玉井 裕, 吉永 新, 岸本 崇生, 高部 圭司, 幸田 圭一
    本研究では、リグニン形成(木化)に及ぼす多糖類、特に、ヘミセルロースの影響について解明することを目的とした。木材で代表的なヘミセルロースであるキシランとグルコマンナンをセルロースに吸着させて、多糖類マトリックする作製した。このマトリックス存在下で、リグニンのモノマーであるコニフェリルアルコールの脱水素重合を行った。その結果、キシランは脱水素重合を促進したが、グルコマンナンは阻害するという、従来報告されていない知見を得た。さらに、リグニンモデル高分子の溶液物性と得られた重合物(DHP)の溶液物性を比較することによって、DHPは枝分かれに富む構造を有することが明らかとなった。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 26252022
  • 人工細胞壁を用いたヘミセルロースの機能解明と機能性材料の創出
    科学研究費助成事業
    2009年 - 2011年
    浦木 康光, 玉井 裕, 幸田 圭一, 平井 卓郎, 杉山 淳司
    本研究では、細胞壁の構造を模倣した人工細胞壁用いて、細胞壁中のヘミセルロースの機能を解明することと、ヘミセルロース吸着人工細胞壁を肝実質細胞の培養基質として利用するための検討を行った。人工細胞壁の基本骨格はハニカムパターン化セルロースフィルムであり、これに、広葉樹の代表的ヘミセルロースであるキシランとカラマツに特有なアラビノガラクタン(AG)を吸着させ、その物性変化を追跡した。両ヘミセルロースとも吸着によりフィルムの引張強度を向上させた。キシラン吸着フィルムをマイクロ波処理することで、吸着を強固にでき、弾性率が向上することを見出した。また、力学測定の結果を基に、木材の荷重下における変形モデルの検証を行ったところ、Bending-strerching modelがハニカム状の配列を取る細胞壁断面の変形を適確に表現していることが明らかとなった。
    一方、培養基質としての検討では、小孔径のハニカムフィルムが肝細胞の機能を発現させると報告されているスフェロイドを形成させ、AGの吸着で見かけ上の接着細胞数は増加した。しかし、生細胞数は減少した。この結果より、弱い吸着しか示さないAGは培養中に溶出して細胞接着を阻害することが示された。また、大孔径フィルムでは、一つの孔に一つの細胞が嵌り込む現象が観測され、細胞アレイとしての有用性が示唆されたが、接着細胞数が少なく、この改善が今後実用に向けての課題あることも分った。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 21380104
  • カーボンフロー・コントロールに立脚した熱帯泥炭地ランドマネージメントの最適化
    科学研究費助成事業
    2007年 - 2010年
    井上 京, 平野 高司, 波多野 隆介, 谷 宏, 斎藤 秀之, 玉井 裕, 大崎 満, 秦 寛, 橋床 泰之, 浦木 康光, 俵谷 圭太郎, 原口 昭, 安部 竜一郎
    巨大なカーボン・シンクであり,かつ生物多様性に富みつつも脆弱な生態系である熱帯泥炭地を対象に、カーボンフロー・コントロールに立脚した土地利用・管理の最適化方策を確立することを目的に,泥炭火災の抑止と荒廃した土地の再生をすすめ、熱帯泥炭地における持続的生物生産活動を確立しつつ環境負荷を軽減するための種々の方策について検討した。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 19255016
  • 樹木細胞壁の二次壁構造を模倣したセルロース材料の創製
    科学研究費助成事業
    2006年 - 2008年
    浦木 康光, 平井 卓郎, 玉井 裕, 岸本 崇生, 杉山 淳司, 杉山 淳司
    樹木細胞壁の二次壁の特徴は、他の壁組織に比べ多量に存在するリグニンとその化学構造である。本研究では、二次壁模倣材料の創出を目的に、二次壁リグニン模倣高分子を創製して、その物性を明らかにした。さらに、ハニカムパターン化セルロースにリグニンを吸着させて二次壁模倣セルロース材料を創製して、その物性解析からリグニンが高湿度における細胞壁の強度低下を抑制することを見出すと共に、木材成分のみで高強度材料を創出できることを明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 18380100
  • 細胞壁の構築過程を模倣した人工細胞壁の創製
    科学研究費助成事業
    2003年 - 2005年
    浦木 康光, 高部 圭司, 福島 和彦, 近藤 哲男, 船田 良, 玉井 裕
    本課題研究では、分子レベルから組織レベルにおいて階層構造を有している樹木細胞壁の構築機構を解明し、この結果を基に、細胞壁の構築過程を人為的に模倣した物質、即ち人工細胞壁を創製することを目的とし、下記の9項目の結果を得た。
    第1項目として、細胞壁主要3成分の堆積過程を免疫電子顕微法などにより分子レベルで追跡し、細胞壁形成におけるキシランの重要性を明らかにした。第2項目では、表面プラズモン共鳴に基づく生体分子間相互作用解析装置を用い、第1項目で得られた知見を物理化学的に支持する成果を得た。第3項目として、今まで殆ど解明されていなかったリグニン-炭水化物複合体(LCC)の物性及び期待される機能を解明し、LCCの細胞壁における機能及び機能性材料としての潜在性に明示した。第4項目では、リグニンの構造及び物性解析に寄与する新規な分析法やモデル化合物の調製法を明らかにし、リグニン化学への新たな展開を明示した。第7項目では、細胞レベルにおける壁形成について新たな知見を見出し、さらに、細胞の繋がりによる組織形成の解明へと、樹木細胞壁の階層構1造を段階的に解明した。
    第8項目では、第7項目までの知見を基に、ハニカム状に細胞壁が配列している構造を模倣した人工細胞壁の構築技術の開発を行った。先ず、セルロース誘導体からハニカム状物質を作成する技術を開発した。しかし、このハニカム物質は再生セルロースであり、樹木細胞壁のセルロース1とは異なる結晶構造であった。そこで、セルロース1を産生する酢酸菌をセルロース製造マシンとして利用するハニカム状セルロースの調製法を開発した。また、酢酸菌によるセルロース産生の炭素源として、キノコ生産の廃棄物が利用できることを、第9項目の結果として得た。これらのことより、人工細胞壁を構築する基礎技術は、本研課題研究において創出できたと云える。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 15208016
  • 人工細胞壁の創製               
    科学研究費補助金
    2002年
    競争的資金
  • Creation of artificial cell wall               
    Grant-in-Aid for Scientific Research
    2002年
    競争的資金
  • 寒冷地未利用バイオマスを用いたバイオマス変換産業の構築
    科学研究費助成事業
    1999年 - 2001年
    佐野 嘉拓, 田畑 昌祥, 浦木 康光, 篠原 邦夫, 岸本 崇生, 久保 智史
    シラカンバは寒冷地に大量に存在する早生広葉樹であるが、有効利用されずに放置されている。北海道には他にも、多くの除・間伐材、わら類などの農業廃棄物が存在する。これら未利用資源を有効利用できるバイオマス変換産業を北海道に創出するための基礎的・応用的研究を行った。更に、シラカンバ外樹皮に特異的に存在するベチュリンを生分解性ポリマー、界面活性剤、生理活性物質など高度な用途に利用する技術の確立を計った。
    シラカンバ木材、農業廃棄物などをバイオマス変換産業の原料に利用するために、主要成分であるセルロース、リグニンとヘミセルロースの無公害・省エネルギー・省資源型簡易成分分離技術(常圧酢酸法とHBS成分分離法)を新たに開発した。50%を占めるセルロースは製紙、糖化・発酵によるバイオケミカルス、機能性セルロース誘導体など広範な用途に利用できることを明らかにした。ヘミセルロースとリグニンもほぼ定量的に単離され、ヘミセルロースはバイオケミカルス、食料添加物、医薬品、リグニンはクリーンで高熱量の燃料シックレス接着剤、環境浄化資材など高度な用途に使用できた。ベチュリンを簡易に単離・精製し、生分解性プラスチック、医薬品、天然界面活性剤などに利用する技術を確立した。これらの結果は北海道にベチュリン(シラカンバ外樹皮成分)、低質木材、農業廃棄物を有効利用したバイオマス変換産業を創設できることを示唆した。
    日本学術振興会, 地域連携推進研究費, 北海道大学, 11793013
  • 自己完結型有機溶媒を用いたPHAプロセスによる新規パルプ化法の開発に関する研究
    科学研究費助成事業
    1998年 - 2000年
    佐野 嘉拓, 岸本 崇生, 浦木 康光
    現行のクラフトパルプ製造法は薬品回収炉や環境保全設備などの附属設備費が嵩み、採算稼働規模はパルプ千トン/日と報告されている。また、クラフト法ではパルプ以外の成分はパルプ化薬品の回収のために燃焼しなければならないために、バイオケミカルスなどの有用な用途には利用できない。
    パルプ製造に要するエネルギーを削減し、廉価で環境に温和な多用なエネルギー源を利用することにより、パルプ以外の膨大な量の貴重なバイオマス成分は有用な用途に高度利用できる。また、薬品回収炉や環境保全設備などの設備を必要としない小規模でも稼働可能なパルプ製造法が確立できれば、除間伐材、農産廃棄物、繊維植物などの分散型繊維原料もパルプ原料として広範に使用し、森林資源の乱伐による環境破壊を回避することができる。
    そのような観点から、自己完結型有機溶媒を用いた省資源、無公害パルプ製造法を検討した。木材などのバイオマスの炭水化物から糖化・発酵で調製可能なプロピレングリコール(PG)を主要な多価アルコール有機溶媒(PHA)に用いることにより、省エネルギー・無公害型で小規模な装置で稼働できるパルプ製造法が確立された。特に、PHAパルプ廃液からリグニンのみを水で沈殿回収し、調製した回収廃液(RPG)は優れたパルプ化溶媒としての特性を備えていることが明らかになった。その結果、RPGから蒸留でPGを精製するエネルギーが必要としないことから、RPGをパルプ化溶媒とする省エネルギーの進んだパルプ製造法とすることが可能であることが明らかになった。このプロセスで得られるリグニンは特異な熱溶融性を示し、また、フェノール性水酸基が多い可溶性リグニンであることから、リグニン炭素繊維、リグニン成形活性炭、エポキシ樹脂などの広範な用途に利用できることが明らかになった。研究は更に発展させ、PG以外の熱安定性の高い高沸点アルコール溶媒(HBS)をパルプ化溶媒に使用するHBSパルプ製造法の開発が検討されている。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 10556035
  • 両親媒性リグノセルロース誘導体と生体高分子との相互作用の解明
    科学研究費助成事業
    1998年 - 1999年
    浦木 康光
    リグニンを含むパルプをリグノセルロースと見なし、ヒドロキシプロピル化により、水及び有機溶媒に可溶な両親媒性誘導体を調製した。本年度は、両親媒性誘導体と生体高分子との相互作用による生体高分子の構造変化について検討した。さらに、相互作用を解明する基礎研究として、この誘導体の水溶液中の構造及び温度変化による形態変化についても検討を加え、この誘導体の基本的物性と利用法について考察した。
    牛血清アルブミン(BSA)を生体高分子として用い、誘導体との相互作用による形態変化を円二色性スペクトルにより調べた。BSAはリン酸緩衝液中で48時間2次構造変化は起こさなかったが、96時間以降α-helix構造に由来するコットン効果が減少して変性することが示された。一方、誘導体が存在してもBSAのスペクトルは変化せず、122時間後でも構造が保たれていることが分かった。このことは、誘導体が生体高分子を取り込むような相互作用をしていることを示唆しているが、その作用は生体高分子の構造を変化させるほど強くなく、単に運動性を抑制して変性を妨げていることを意味していると思われる。
    物質の取り込み現象を明らかにするために、先ず、誘導体の溶液構造を検討した。X線小角散乱から、この誘導体分子はかなり剛直な棒状高分子であることが示された。光散乱より、誘導体の会合物は球状の構造をしており、これらの結果、残存リグニンが棒状高分子を結びつけ巨大な球状構造を形成していることが明らかになった。また、誘導体は残存リグニン量が多くなると下限共溶臨界温度が低下して、体温付近で沈殿現象を生じることが示され、球状構造の空隙に取り込んだ物質を温度上昇で放出する温度感応性物質として利用できることが分かった。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, 10760102
  • 常圧連続有機溶媒抽出による間伐材・風倒木の成分分離と有効利用
    科学研究費助成事業
    1994年 - 1996年
    佐野 嘉拓, 高井 光男, 小澤 修二, 浦木 康光
    間伐木、風倒木、早生広葉樹などの低質材を付加価値の高い用途に利用するために、低質材に含まれる主要な成分を温和な常圧有機溶媒抽出法により成分分離し、各成分の性状と利用法を検討した。カバ、ポプラなどの広葉樹材およびトドマツとエゾマツの針葉樹間伐材は少量の硫酸などを含む酢酸水溶液(AcOH)で煮沸抽出する簡便なAcOHプロセスにより、製紙用パルプ、ヘミセルロースおよびリグニンにほぼ定量的に分別分離することが可能であった。スギとカラマツの各間伐材も同様に成分分離されたが、パルプ中に残存リグニンが多く存在した。新たな多価アルコール系溶媒を用いたPHAプロセスにより、これらの低質材の成分分離を検討した。PHAプロセスではスギやカラマツも支障なくパルプ化され、リグニンを大量に回収することが可能であった。PHA系の溶媒は酢酸と同様に、パルプ化により消費された部分をパルプ副産物の多糖類から製造し、補給することが可能である。成分分離した各成分の性状と利用法を検討した。AcOHとPHAの両プロセスから得たパルプは何れも、製紙用パルプとしての特性を有し、特に後者のパルプは残存リグニンが少なく、漂白が容易であり、グルコース含量が高いことから、溶解用パルプにも利用出来る。AcOHリグニン、特にAcOH広葉樹リグニンは特異的な熱溶融性を示し、溶融紡糸-不融不溶化-炭素化による簡便で経済的な方法により炭素繊維に変換することが出来た。また、廉価な炭素繊維を原料として高価な繊維状活性炭を製造することも可能であり、パルプ副産物のリグニンの汎用的な有効利用法を確立された。糖類は発酵原料、ケミカルス原料や食品添加物に利用できる。
    以上の結果、省エネルギー、無公害な新たなAcOHまたはPHAパルプ化法により低質材をパルプ化し、パルプおよび非繊維成分を付加価値の高い用途に高度利用するバイオマス変換プロセスが「低質材の利用法」が有効と考えられる。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 06556026
  • 細胞壁ミクロフィブリル構築とマトリックス堆積過程の立体表現化
    科学研究費助成事業
    1994年 - 1995年
    佐野 嘉拓, 深澤 和三, 小島 康夫, 浦木 康光, 佐野 雄三, 船田 良, 大谷 諄, 三浦 清, 佐野 嘉拓
    樹木の仮道管や木繊維などには二次壁が形成されるが、細胞壁を構成するセルロース・ミクロフィブリル(MF)の配向変化を立体表現化するには、MFの堆積過程を直接観察により順次追跡する必要がある。そこで、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)によるMFの観察法を確立し、樹木細胞壁における配向変化を観察した。二次壁形成中のMF配向は、二次壁外層から中層まで、内こう側からみて時計回り方向に連続的に変化した。その後、連続的な配向変化は停止し、同じ配向をもつMFが堆積し続け、厚い二次壁中層を形成した。その後、MFの配向は内こう側からみて反時計回り方向に変化し、二次壁内層を堆積した後、MFの堆積は終了した。その結果、二次壁外層では緩傾斜のSへリックスのMFが、二次壁中層では急傾斜のZへリックスのMFが、二次壁内層では緩傾斜のSへリックスのMFが各々堆積し、各層の間の移行層ではらせん構造をもつMFが堆積した。これらの結果を基に、仮道管や木線維における二次壁細胞壁のMF配向をモデル化した。
    細胞骨格の一種である表層微小管の配向変化を、分化中仮道管において連続的に追跡した。そこで、研究設備として共焦点レーザ走査顕微鏡を導入し、その操作法を確立した。分化中仮道管において、表層微小管は連続的な配向変化を示し、この配向変化のパターンは、上に述べたMFの配向変化とよく一致しており、表層微小管がMFの配向を制御することを強く示唆した。また、道管、木繊維、放射組織中の表層微小管の立体配置像も三次元構築ユニットを用いて構築し、表層微小管が細胞内においてらせん状に存在することを明らかにした。
    以上の研究成果を基に、樹木細胞壁の構築過程を三次元的に表現化した。
    日本学術振興会, 一般研究(A), 北海道大学, 06404013
  • リグニンの液晶紡糸に関する研究
    科学研究費助成事業
    1993年 - 1993年
    浦木 康光
    1.緒言 本研究の目的は、硫酸触媒による常圧酢酸パルプ化法によって得られるリグニン(AWL)から液晶を生成する物質を調整し、最終的に液晶紡糸を行うことであった。液晶物質の調整法として2法考えられ、1つはアルキル鎖の導入やメソ-ゲンとなる官能基導入などのAWLの化学修飾による改質である。もう1つは、高機能の炭素繊維を調整するためピッチ系原料で用いられている加熱によるメソフェーズいわゆる液晶の調整である。2番目の方法は、不均一構造の物質を熱分解と同時に、熱縮合を生じさせて、できるだけ均一構造の会合体を作り液晶を発現させるもので、不均一構造を有するリグニンの液晶化には、簡便で好適な方法と思われた。そこで、この研究では、加熱条件を変えての液晶生成を検討し、走査型電子顕微鏡(SEM)、偏光顕微鏡や熱分析により液晶生成を評価した。
    2.実験 (1)AWLの液晶化:AWLを空気中の開放系及びミクロオートクレーブを用いた窒素雰囲気下で昇温速度3℃/minで160℃から430℃まで加熱し、所定温度を40minまたは90min維持した。熱処理AWLのキノリン不溶部を液晶画分としてろ過で回収し、エタノールで洗浄後減圧乾燥した。(2)顕微鏡観察:キノリン不溶部をSEM及び偏光顕微鏡により観察した。
    3.結果 AWLを430℃で90min加熱した試料は、SEMでメソフェーズと思われる小球体の形成が観察された。さらに、偏光顕微鏡観察から超薄片部分にクロスニコル下での発光が観察され、液晶の生成を示唆する結果が得られた。また、160℃や250℃でもSEMよりピッチ系メソフェーズでも観察されるサンゴ状組織が見られたが、偏光観察からは液晶の形成は観察されなかった。高温処理試料は、示差走査熱量分析から液晶の熱相転移に起因すると考えられる吸熱ピークが観測され、リグニン液晶がサーモトロピック液晶に近い熱挙動を示すことが示唆された。現在、この液晶の構造を電子線解析により調べると共に、紡糸条件について検討している。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, 05760131
  • イカキチンシートの人工皮膚としての利用と連続抄紙機の試作
    科学研究費助成事業
    1991年 - 1992年
    高井 光男, 杉山 貞夫, 藤原 政司, 清水 祐一, 浦木 康光, 戸倉 清一
    イカ背骨中の灰分量は蟹及びエビ類の30〜45%に比較して0.5%と極端に低く、脱灰の手間が省け4%アルカリによる脱蛋白で容易に精製キチンがえられる。精製イカキチン2〜6g(乾燥重量)を水50ml中ホモジナイザー又は、ミキサーで離解し(フリーネス0)、これを水3000ml中へ注ぐ。この懸濁液約200mlずつを吸引式バッチ型抄紙装置でシートを作成した。シート厚さは初期キチン濃度により調整した。抄紙したイカ及びカニキチン紙の走査型電子顕微鏡観察結果によると、カニキチンはミクロフィブリル構造が顕著に発達しているのに対し、イカキチンはフィブリル構造は明確でなくラメラ状構造を示している。振動リード法で求めた動的ヤング率はイカキチン紙で9〜11GPa,カニキチン紙の5GPaよりやや大きい。しかし、このヤング率より求めた曲げかたさでは、イカキチン紙の方がカニキチン紙より1オーダー小さく軟らかい。又、裂断長はイカの6〜7Kmに対してカニは3Kmと小さく、破裂強度についてもカニの1.0に対してイカは5〜7と大きくイカキチン紙は軟らかい。耐折強さも1Kg荷重で15回以上を示した。更にイカキチン紙は水蒸気透過性、吸水率ともカニキチン紙より高く代用皮膚として適している。この他生体人工心臓弁基準による急性毒性試験、発熱性物質試験、溶血性試験、皮内反応試験、移植試験、抗原性試験、抗菌性試験等に於てイカキチン紙は生体適合性の高さを示した。一方、ヒト線維芽細胞による接着率と増殖率を検討したところいずれも市販のベスキチンや組織培養用のコラーゲン膜より高い値を示した。紙・パルプ工場に於ける新聞紙用連続抄紙機に改良を加えたベンチスケールのイカキチン紙用連続抄紙機に試作を行った。その結果イカキチン濃度1-3g/1の懸濁液で0.5m/minの速度で連続20mの抄紙がバインダーなしで可能であり、巻取りボビンでキチン紙平均湿度が40%以下で連続抄紙ができた。本抄紙機はカニキチン紙製造工程よりも簡単で製造コストも安価なイカキチン紙製造が可能である。更に、バインダーや残留有機溶媒の問題が無く安全性も高い。
    日本学術振興会, 試験研究(B), 北海道大学, 03555187
  • パルプ廃液中リグニンの化学修飾による多機能性高分子材料化に関する研究
    科学研究費助成事業
    1991年 - 1991年
    浦木 康光
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, 03760106
  • 酸触媒を含む煮沸酢酸水溶液による木質バイオマス成分の分別と利用
    科学研究費助成事業
    1989年 - 1991年
    佐野 嘉拓, 浦木 康光, 笹谷 宜志, 小澤 修二
    近代社会の持続的繁栄のためには化石有機資源である石油資源の永続的供給が不可欠であり、節度ある石油資源の消費と共に石油延命・代替資源の開発が必要である。エネルギ-代替資源は原子力・太陽熱・地熱の水力・石炭など数多く提案されているが、ケミカルスの代替資源は石炭・バイオマスくらいしかない。バイオマスは再生可能な資源であり、比較的簡単な処理でペテロケミカルスの95%を代替・製造することが可能であるから重要な石油延命・代替資源である。特に食糧との競合がなく、資源の蓄積量も多い木質バイオマスは有効な代替資源である。また木質バイオマスは長期間にわたり炭酸ガスを固定化し、地球環境の浄化・保全機能が高いから地球規模で撫育していく必要性が叫ばれている。従って環境と資源を調和した森林・木質バイオマスの管理・利用が近代社会の持続的繁栄のための重要な課題である。
    木質バイオマスをケミカルス原料に使用する場合、緊密に入り込んで存在する全成分の95%強を占めるセルロ-ス、ヘミセルロ-スとリグニンを出来るだけ変質の少ない化学処理でほぐして各成分に分け、各成分を高度な用途に利用することが必要であるが、現在そのような木質バイオマスの分離法は存在しない。そこで、本研究は環境・資源の両面で重要な広葉樹材を対象に、硫酸を触媒としたフラスコ(常圧)内での分離法を検討した。即ちチップを0.2〜0.4%の硫酸を含む90%酢酸水溶液で煮沸することで不溶性のセルロ-ス(パルプ)と可溶性のホミセルロ-スとリグニンに分離した。セルロ-スは紙・パルプやケミカルスの原料に使用するために基礎的性質を調べ、残存リグニンが若干多く、相当するクラフトパルプに比べて強度持性が劣るが、多くの用途のケミカルパルプや酵素分解してケミカルス原料に利用できることが明らかになった。可溶性物質は水による分別沈殿法でヘミセルロ-ス(水可溶部)とリグニン(水不溶部)に簡単に分けられる。ヘミセルロ-スは大部分がキシロ-スであり、簡単な精製操作で甘味料や医薬品となるキシロ-スを回収できることが明らかになった。また、リグニンの詳細な化学構造の分析を行ったが、リグニンは反応活性なベンジル水酸基が残存し、重量分子量が3,000〜7,000の有機溶媒に可溶性のリグニンであり、20%のフェノ-ルと混合し、リグニン接着剤に使用することが可能であった。リグニンの利用法の開発研究はなお継続している。
    日本学術振興会, 一般研究(C), 北海道大学, 01560175
  • 木質バイオマスのバイオリファイナリーと分離成分の有効利用,               
    科学研究費補助金
    1989年
    競争的資金
  • Biorefinery of woody biomass and effective utilization of refined components               
    Grant-in-Aid for Scientific Research
    1989年
    競争的資金

主な担当授業

  • 大学院共通授業科目(一般科目):自然科学・応用科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • バイオテクノロジー学特論, 2024年, 修士課程, 農学院
  • バイオテクノロジー学特論演習, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 森林資源科学特論, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 森林資源科学特論演習, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 林産学特論Ⅰ, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 林産学特論演習Ⅰ, 2024年, 修士課程, 農学院
  • 環境と人間, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 高分子学概論, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 環境化学, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 林産学実習, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 英語演習, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 森林科学総合実習Ⅰ, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 卒業論文, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 森林科学演習Ⅰ, 2024年, 学士課程, 農学部
  • 森林科学演習Ⅱ, 2024年, 学士課程, 農学部