JPS585197A - セルロ−スの糖化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セルロースの酵素糖化方法に関し。

詳しくは粉砕したセルロースをオゾン処理したのち、酵
素分解させる木材の糖化方法に関するものである。

従来、木材等のセルロース含有物質を酵素分解して糖化
する方法は各方面で研究され、とくにセルラーゼ含有酵
素を利用する木材の糖化法においては、木材の組織を破
壊することが必要であるといわれている。このようなセ
ルロース含有物質の組織を破壊する方法としては５例え
ばボールミルなどにより粒径５０μ以下に微粉砕する方
法、凍結粉砕法、放射線照射法などがある。しかし、こ
れらの方法はセルロースの構造を破壊するのに長時間、
通常１５〜１６時間を要し、そのための多量の電力エネ
ルギーが必要で、とくに凍結粉砕法及び放射線照射法は
多量の電力のほか特別な処理装置や操作環境をつくるこ
とが必要である。一方。

化学的組織破壊法としては亜塩素酸塩法、過酢酸法など
が知られて（・るが、多量のこれらの薬剤を必要とする
ばかりでなく、処理に用いた多量の薬剤及びリグニン含
有処理廃液の廃棄のための処理に多大の経費を必要とす
る欠点がある。

本発明者らは、従来知られたセルロース含有物質の化学
的組織破壊法の欠陥を克服し、効果的にその組織を化学
的に破壊して酵素分解によりセルロースを糖化する方法
について研究を重ねた結果。

極めて有効な方法を見出した。

本発明は、繊維状又は粒状に粉砕したセルロース含有物
質を、３０〜９０重量係の含水率条件下で、オゾンで処
理してその組織を破壊したのち、セルラーゼを含む酵素
を作用させて酵素分解することを特徴とするセルロース
の糖化方法を要旨とするものである。

例えば、セルロース含有物質として代表的な木材ハセル
ロース、ヘミセルロース、＋）り＝ンの３成分から構成
されており、その量割合は樹種により異なるが１通常セ
ルロース４０〜５０重ｉ％。

ヘミセルロース２０〜３０重量係及びリグニン２０〜３
０重量係程度から成っている。このような構成成分の木
材は前記したように、各種の手段で木材の組織を可及的
に破壊し、セルラーゼ含有酵素により糖化される。

本発明においては、セルロース含有物質は繊維状又は粒
状ｍに粉砕される。この場合１例えば木材をウイレ一式
粉砕機やディスクリファイナ−などのような通常の機械
的バルブ化法により容易に繊維状又は粒状に粉砕するこ
とができる。

このようにして得られた粉砕物は水の存在下にオゾンの
作用により組織が破壊され、糖化酵素により効果的に分
解糖化される。しかし、粉砕物の径が５ｍｍ以上のもの
は、オゾン処理物の酵素分解率の向上が殆んど期待でき
ないので不都合である。

従って本発明においては、セルラーゼ含有酵素は５団よ
り小さい繊維状又は粒状に粉砕されることが望ましい。

次に、粉砕されたセルロース含有物質は水の存在下にオ
ゾン処理して、その組織を化学的に破壊させる。このオ
ゾン処理においては、セルロース含有物質と該セルロー
ス含有物質と接触状態にある付着水及び含浸水を主とす
る混和水の存在量は酵素分解率に与える影響が極めて大
きいことが兄事された。セ／Ｌ、ロース含有物質を処理
するオゾンの量は、セルロース含有物質の粉砕状態及び
存在させる水の量により変化するが、乾燥セルロース含
有物質に対し１〜３０重量噛程度好ましくは１０〜２５
重量係が好都合に採用され、他の条件に応じて好適量が
選択されろ。

本発明においては、オゾンは粉砕された含水セルロース
に対し、ガス状で作用させることがよい。

＄だオゾンはセルロース含有物質の組織を破壊すればよ
く、そのための充分量が有利に用いられるが、その破壊
処理に際し、粉砕セルロース含有物質は、３０〜９０重
量幅の含水率となるように調整することが重要である。

含水率が上記範囲を逸脱するとき、オゾン処理セルロー
スの酵素による分解率が低下するので好ましくない。こ
れに関しては後記具体例においてさらに明確にされる。

このような水分量は粉砕セルロース含有物質を水に浸漬
したのち１例えば圧搾などじで容易に調整できる。

オゾン処理したセルロース含有物質は１通常知られた糖
化酵素１例えばアスペルギルス属、イルペックス属、ト
リコデルマ属などの各種微生物の生産するセルラーゼ含
有酵素により分解処理される。この、ようにして、セル
ロース含有物質は糖化処理されて単糖類に変換される。

本発明の方法は、従来知られたセルロース含有物質の糖
化方法に比べて、操作は極めて簡単で。

また水質汚濁などの環境汚染の心配も全くなく。

を−かも高い糖化率で還元糖を得ることができるａ以下
、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ アカマツチツブを加圧型ディスクリファイナ−で処理し
て、サーモメカニカルバルブ（以下ＴＭＰと記す）を得
た。この未乾燥ＴＭＰ　（含水率６９　、６１）１６．
４５．！ｉ’　（乾燥ＴＭＰとして５．１を５００−ナ
ス型フラスコに採取し、これをロータリー型エバポレー
ターに取りつげて回転させながら、一端より３容量係の
オゾンを２００ｍ４／ｍｉｎの流速で通気し、他端より
排出させて組織を破壊した。通気時間を変えたもの、換
言すればオゾン作用量を変えた各種処理試料を調製し、
それらを水洗１−風乾した。

このようにして得られたオゾン処理風乾試料各２ｇに、
市販のセルラーゼ（メイセラーゼ）５０■を含有する０
、１モル酢酸緩衝液（ｐＨ５，０）　１・〇−を加え、
４０℃の温度でインキュベートした。

４８時間後、分解液を３０４ガラスフイルターで濾過し
、未分解残渣を１０５℃の温度で充分乾燥してその重量
を測定した。また、得られたＦ液の還元糖を定量し、オ
ゾン作用量とパルプ佛≠分解率との関係をまとめて下掲
第１表に示す。

なお、比較のために、オゾンで処理しないＴＭＰを上記
と同一酵素分解条件で実験を行ない、その結果も下表中
に併記した。

上表かられかるように、オゾン未処哩ＴＭＰの還元糖生
成率は１９幅であるのに対し、１重量係オゾン処理した
ものは５．０係であり、オゾン作用量を増大させるほど
還元糖生成率、すなわち糖化分解４では２４重量係のオ
ゾンを作用させたとき最大の酵素による分解率を示し、
３６重量係のオゾン作用量では、いくらか分解率が低下
する傾向が見られる。

実施例２ 実施例１で得たＴＭＰを風乾し、これを完全乾燥正味量
として５ｇ採取して水に１時間浸漬した後、５０分間脱
気処理を行い、充分に水を浸透させた試料をブフナーロ
ート上で脱水し、各種含水率の試料を調製した。これら
にオゾンを各々６係通気し、その後は実施例１と同様に
１−てあと処理した。

このようにして得られた試料を酵素分解し、同様に処理
して試料の含水率と糖分解率の関係を求めた。その結果
を第２表に示す。

第　　　２　　　表 ＴＭＰ アカマツの　　　　　　　　°　　に約６重関係のオゾ
ンを作用させた場合、含水率４６重重量前後で酵素分解
率がピークを示すことがわかる。

実施例３ アカマツ木粉（６０〜８ｏメツシユ、アルコール・ベン
ゼン抽出済）及び実施例２の風乾ＴＭＰを。

実施例２で示した方法により含水率５０〜５４重量係に
調整し１種々の時間オゾン通気した後、実施例１と同様
にオゾン作用量と糖分解率の関係を求めた。その結果を
第３表に示す。

第　　　３　　　表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　繊維状又は粒状に粉砕したセルロース含有物質を、
   ３０〜９０重量係の含水率条件下でオゾンにより処理し
   てその組織を破壊したのち、セルラーゼを含む酵素を作
   用させて酵素分解することを特徴とするセルロースの糖
   化方法。 ２　セルロース含有物質が木材である特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ３　オゾン嘱粉砕したセルロース含有物質の乾燥絶対量
   に対し、１〜３０重量係作用させる特許請求の範囲第１
   項及び第２項のいずれかに記載の方法。 ４　セルロース含有物質が繊維状又は５ｓｍ以下の粒状
   に粉砕されてなる特許請求の範囲第１〜３項のいずれか
   に記載の方法。