JP2014050335A - Method for producing arabinose - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、針葉樹材からアラビノースを製造する方法に関する。特に本発明は、針葉樹材に含まれるヘミセルロースから、精製の容易なアラビノース含有液を得る方法に関する。 The present invention relates to a method for producing arabinose from softwood. In particular, the present invention relates to a method for obtaining an easily purified arabinose-containing liquid from hemicellulose contained in softwood.
アラビノースは、難消化性のノンカロリー五炭糖で、蔗糖の６０％の甘味度を有する。近年、アラビノースには、小腸のショ糖分解酵素を阻害することにより、ショ糖摂取時の血糖値やインシュリンの上昇を抑制し、しかも効果が持続的に続くセカンドミール効果も有することが判り、注目されている。 Arabinose is an indigestible non-caloric pentose sugar and has 60% sweetness of sucrose. In recent years, it has been found that arabinose inhibits sucrose-degrading enzymes in the small intestine to suppress the increase in blood glucose level and insulin during sucrose intake and has a second-meal effect that continues to be effective. Has been.
アラビノースを生産する技術として実用化されているものとしては、とうもろこし外粒皮や穂軸を特殊な酸で加水分解・精製する方法（特許文献１）やビートパルプを酵素で加水分解・精製する方法（特許文献２）がある。しかし、これらの方法ではアラビノースを得る為にデンプンやショ糖を採取した残渣から抽出後、さらに加水分解処理をする必要があり、分解時に抽出される不純物も複雑多岐にわたるため、その後の分離・精製工程が複雑となる。その結果、製品アラビノースは、現状非常に高価なものとなっており、普及の妨げとなっている。 As a technology for producing arabinose, a method for hydrolyzing and purifying corn outer grain skin and cob with a special acid (Patent Document 1) and a method for hydrolyzing and purifying beet pulp with an enzyme (Patent Document 2). However, in order to obtain arabinose, these methods need to be further hydrolyzed after extraction from the residue from which starch and sucrose are collected, and the impurities extracted at the time of decomposition are complicated and diverse. The process becomes complicated. As a result, the product arabinose is currently very expensive and hinders its spread.
その他の製造方法としては、グルコースを次亜塩素酸で変換する方法（非特許文献１）もあるが、この方法は複雑であり、生成したアラビノースは合成物となり天然物とは言えない。 As another production method, there is a method of converting glucose with hypochlorous acid (Non-Patent Document 1), but this method is complicated, and the produced arabinose becomes a synthetic product and cannot be said to be a natural product.
一方、できるだけアラビノース純度（含量）の高い抽出液を得る方法としては、とうもろこしの場合、篩を用いてアラバマン含量の多い区分を集め、これを酸や酵素で分解してアラビノース含有液を得る方法（特許文献３）、また、鉱酸を用いてオレンジファイバー、みかんジュース粕等を７０〜１５０℃で加水分解してアラビノースを製造する方法（特許文献４）が提案されている。 On the other hand, as a method for obtaining an extract having as high an arabinose purity (content) as possible, in the case of corn, a method for collecting arabinose-containing liquids by collecting the sections having a high alabama content using a sieve and decomposing them with an acid or an enzyme ( Patent Document 3) and a method (Patent Document 4) for producing arabinose by hydrolyzing orange fiber, mandarin orange juice and the like at 70 to 150 ° C. using a mineral acid have been proposed.
また、アラビノースをその構造に含むヘミセルロースは、木本類、特に針葉樹中に多く含まれていることが知られている。木本類を原料としてアラビノースを製造する技術として、特許文献５では、木本類のスルフィット（亜硫酸）蒸煮リカーから、クロマトグラフィー擬似移動床によってアラビノースを分離・精製することが検討されている。しかし、木本類のスルフィット蒸煮リカー中にはアラビノース以外の糖やリグニン物質が多く溶出しており、蒸煮リカーからアラビノースを分離することが複雑なため、実用に供されていないのが実情であった。 Moreover, it is known that hemicellulose containing arabinose in its structure is contained in a large amount in woody species, particularly conifers. As a technique for producing arabinose from woody materials, Patent Document 5 discusses separation and purification of arabinose from a sulfite (sulfurous acid) steamed liquor of woody materials using a simulated chromatography moving bed. However, many saccharides and lignin substances other than arabinose are eluted in the sulfite steamed liquor of woody materials, and it is complicated to separate arabinose from the steamed liquor. there were.
ヘミセルロースの糖化については、加圧熱水処理後に機械粉砕・酵素糖化する方法（特許文献６）、熱水処理後に過酸化水素処理・酵素分解を行って糖化する方法（特許文献７）等が提案されている。 For saccharification of hemicellulose, a method of mechanical pulverization / enzymatic saccharification after pressurized hot water treatment (Patent Document 6), a method of hydrogenation treatment / enzymatic decomposition after hydrothermal treatment (Patent Document 7), etc. are proposed. Has been.
上述したように、針葉樹は、アラビノースをその構造に含むヘミセルロースを比較的多く含むため、針葉樹材を原料としてアラビノースを製造できれば極めて有用である。しかしながら、アラビノースは、とうもろこしなどの草本類を原料として製造されることが一般的であり、従来、木本類を原料として効率よくアラビノースを製造する技術は知られていなかった。 As described above, since conifers contain a relatively large amount of hemicellulose containing arabinose in its structure, it is extremely useful if arabinose can be produced using coniferous wood as a raw material. However, arabinose is generally produced using herbs such as corn as a raw material, and conventionally, a technique for efficiently producing arabinose using woody materials has not been known.
このような状況に鑑み、本発明の課題は、針葉樹材を原料として効率的にアラビノースを製造する技術を提供することである。 In view of such a situation, an object of the present invention is to provide a technique for efficiently producing arabinose using softwood as a raw material.
本発明者等は鋭意検討の結果、針葉樹材を、特定の温度の加圧熱水で処理する事により、木材中に含有されるヘミセルロースからアラビノースを定量的かつ選択的に加水分解し、アラビノースが多く含まれる抽出液が得られる事を見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of diligent study, the present inventors treated softwood with pressurized hot water at a specific temperature to hydrolyze arabinose quantitatively and selectively from hemicellulose contained in the wood, It has been found that an extract containing a large amount can be obtained, and the present invention has been completed.
すなわち、マツ属に代表される針葉樹木材を、１６０〜１９０℃程度の熱水で０．３〜３時間処理すると、針葉樹材に含まれる木材ヘミセルロース中のアラビノースが高い収率で単糖として加水分解・抽出され、アラビノースの精製に適した溶液が得られる。 That is, when coniferous wood typified by Pinus is treated with hot water at about 160 to 190 ° C. for 0.3 to 3 hours, arabinose in the wood hemicellulose contained in coniferous wood is hydrolyzed as a monosaccharide in a high yield. Extracted to obtain a solution suitable for purification of arabinose.
以下に限定されるものではないが、本発明は、以下の発明を包含する。
（１） 針葉樹材を、温度１６０〜１９０℃の水中で０．３〜３．０時間処理してアラビノース含有液を得ることを含む、アラビノースの製造方法。
（２） 針葉樹材１重量部（絶乾重量）に対して２〜５重量部の水を使用する、（１）に記載の方法。
（３） 針葉樹材がマツ属である、（１）または（２）に記載の方法。
Although not limited to the following, the present invention includes the following inventions.
(1) A method for producing arabinose, comprising treating a softwood material in water at a temperature of 160 to 190 ° C. for 0.3 to 3.0 hours to obtain an arabinose-containing liquid.
(2) The method according to (1), wherein 2 to 5 parts by weight of water is used with respect to 1 part by weight (absolute dry weight) of softwood.
(3) The method according to (1) or (2), wherein the softwood is a pine genus.
本発明によれば、針葉樹材を原料として効率的にアラビノースを製造することができ、本発明によって初めて、木質バイオマスからアラビノースを実用的に製造することが可能になった。特に本発明によって得られる抽出液は、特許文献５〜６などの従来技術と比較して、アラビノース含有量が高く、アラビノース以外の単糖類やリグニン類の含有量が格段に少ないため、アラビノースを精製し易い。特に本発明によれば、化学的な薬品を使用せずとも、針葉樹に含まれるヘミセルロースから選択的にアラビノースを得ることができる。 According to the present invention, arabinose can be efficiently produced from coniferous wood as a raw material, and for the first time, arabinose can be practically produced from woody biomass by the present invention. In particular, the extract obtained by the present invention has a high arabinose content and a remarkably low content of monosaccharides and lignins other than arabinose as compared with conventional techniques such as Patent Documents 5 to 6, so that arabinose is purified. Easy to do. In particular, according to the present invention, arabinose can be selectively obtained from hemicellulose contained in conifers without using chemical agents.
また、本発明によって処理された針葉樹材の抽出残渣は、そのままパルプ原料或いは高純度セルロース原料とする事が出来るため、資源の有効活用という観点からも有用である。 Moreover, since the extraction residue of the softwood material processed by this invention can be made into a pulp raw material or a high purity cellulose raw material as it is, it is useful also from a viewpoint of effective utilization of resources.
さらに、本発明は、とうもろこしやビート糖残渣をわざわざ酵素・酸で加水分解する方法と比較して工程的に簡略であり、実用性も高い。 Furthermore, the present invention is simple in terms of process and highly practical compared to a method in which corn and beet sugar residues are both hydrolyzed with enzymes and acids.
本発明は、原料として針葉樹材を用いる。針葉樹は、比較的アラビノースが多く含まれるヘミセルロースを含有するため、アラビノースの製造原料として好適である。針葉樹の例としては、エゾマツ、トドマツ、アカマツ、クロマツ、カラマツ、スギ、ヒノキ、西洋カラマツ、ラジアータパイン、ブラックスプルース、ホワイトスプルース、ウェスタンヘムロック、サザンパイン、バルサムファー、ラーチ、ジャックパイン、ダグラスファー等が挙げられる。産地は特に制限されず、日本産であっても外国産であってもよい。カラマツ、アカマツ、スギ等が、本発明の実施に適している。 In the present invention, softwood is used as a raw material. Since softwood contains hemicellulose containing a relatively large amount of arabinose, it is suitable as a raw material for producing arabinose. Examples of coniferous trees are spruce, todomatsu, red pine, black pine, larch, cedar, cypress, western larch, radiata pine, black spruce, white spruce, western hemlock, southern pine, balsam fur, larch, jack pine, douglas fir, etc. Can be mentioned. The production area is not particularly limited, and it may be Japanese or foreign. Larch, red pine, cedar, etc. are suitable for the practice of the present invention.
従来、アラビノースを側鎖に含むヘミセルロースを多く含有する木材として、マツ属の木材が知られていたが、とうもろこし外皮やビートパルプと比較すると含量は少ない。また、草本類と比較して木本類からアラビオースを抽出することは難しく、また、木材を酸加水分解すると大量のグルコースや木材抽出成分を同伴してしまうことから、これまで、アラビノース原料としての木材の検討は殆ど行われてこなかった。 Conventionally, a pine genus wood has been known as a wood containing a large amount of hemicellulose containing arabinose in the side chain, but its content is less than that of corn hulls or beet pulp. In addition, it is difficult to extract arabiose from woods compared to herbs, and since acid hydrolysis of wood involves a large amount of glucose and wood extract components, Little work has been done on wood.
本発明によれば、針葉樹材から効率的にアラビオースを得ることができるが、その理由は以下のように推定される。すなわち、とうもろこしなどの禾本科バイオマスや広葉樹材と比較して、針葉樹材にはアラビノースを側鎖に持つアラビノガラクタンが多く含まれており、さらに、これらのアラビノガラクタンはいずれも側鎖末端に露出した形で結合しているため加水分解され易いものと推定される。一方、現在、アラビノースの生産に一般的に用いられている禾本科バイオマス類では、酵素処理や酸処理による単糖化が必要となることが多いが、これは、禾本科バイオマス類では、側鎖アラビノースの先にクマル酸やフマル酸が結合している場合が多く、これが保護基となるために分解し難くなっているものと推定される（加藤陽治等編『植物細胞壁と多糖類』培風館）。 According to the present invention, arabiose can be efficiently obtained from coniferous wood, and the reason is estimated as follows. That is, coniferous wood contains more arabinogalactans with arabinose in the side chain than corn and other hardwood biomass and broadleaf wood. It is presumed that it is easily hydrolyzed because it is bound in an exposed form. On the other hand, in the present family biomass generally used for the production of arabinose, it is often necessary to monosaccharide by enzymatic treatment or acid treatment. It is presumed that coumaric acid or fumaric acid is often bonded to the end of the nucleoside, and this is a protective group, which makes it difficult to decompose (Kato Yoji et al., “Plant Cell Wall and Polysaccharide” Culture Style Museum).
また、本発明においては、水熱処理の間に発生する酢酸が重要な役割を果たしている可能性が考えられる。すなわち、針葉樹材の水熱処理によって生成する酢酸の量は、広葉樹材の水熱処理によって生成する酢酸の量の１／２〜１／３程度と少ないため、過分解が生じにくい。そのため、針葉樹材を原料として特定の条件で水熱処理を行う本発明によれば、定量的にアラビノースを得ることができるものと推測される。 In the present invention, acetic acid generated during hydrothermal treatment may play an important role. That is, since the amount of acetic acid generated by hydrothermal treatment of coniferous wood is as small as about 1/2 to 1/3 of the amount of acetic acid produced by hydrothermal treatment of hardwood, it is difficult for excessive decomposition to occur. Therefore, it is presumed that arabinose can be quantitatively obtained according to the present invention in which the hydrothermal treatment is carried out under specific conditions using coniferous wood as a raw material.
本発明においては、針葉樹材を有る程度の大きさ以下にして用いることが好ましい。すなわち、針葉樹材をチップ化または粉末化して用いると、効率的にアラビノースを得ることができる。針葉樹材の大きさとしては、パルプや製紙用途として一般的な大きさ（例えば、木目方向の長さ１５〜２０ｍｍ、幅１２〜２５ｍｍ、厚さ１０ｍｍ以下程度）でも構わないが、熱水を浸透しやすくして抽出や加水分解効率を上げるため、一辺が３〜６ｍｍの大きさにすることが望ましい。 In the present invention, it is preferable to use a softwood material having a size not larger than a certain level. That is, arabinose can be efficiently obtained when softwood is used as chips or powders. The size of the coniferous material may be a size generally used for pulp and papermaking (for example, a length of 15 to 20 mm in the grain direction, a width of 12 to 25 mm, a thickness of about 10 mm or less), but penetrates hot water. In order to facilitate the extraction and increase the efficiency of extraction and hydrolysis, it is desirable that one side has a size of 3 to 6 mm.
本発明では、このような針葉樹材に対して特定の条件で水熱処理を行う。木材に対する高温・高圧水による処理は、木材のセルロースからバイオエタノール原料となるグルコースを製造する方法として検討されており、セルロースのグルコースへの単糖化には、１８０〜４５０℃、１.０〜１００ＭＰａの高温・高圧熱水が適しているとされる。しかし、本発明者らの検討によると、ヘミセルロースにこの条件を適用すると過分解が多く生じてしまい、ヘミセルロースの単糖化に適するものではない。 In the present invention, such a softwood material is hydrothermally treated under specific conditions. The treatment of wood with high-temperature and high-pressure water has been studied as a method for producing glucose as a bioethanol raw material from cellulose of wood, and for monosaccharification of cellulose into glucose, 180 to 450 ° C., 1.0 to 100 MPa. High temperature / high pressure hot water is suitable. However, according to the study by the present inventors, if this condition is applied to hemicellulose, excessive decomposition occurs, and it is not suitable for monosaccharideization of hemicellulose.
また、「加圧熱水を用いた木質バイオマスの分解挙動」（鹿児島県工業技術センター研究報告、４５〜５１頁、No14、2000年）や「木質資源の加圧熱水処理技術」（鹿児島県工業技術センター、平成１１年度研究結果発表会）では、熱水の温度が１８０℃未満であると溶出する単糖の主体は細胞内に含まれる糖類であると推定されており、１８０℃以上の処理によって単糖まで加水分解されると推定されている。 Also, "Decomposition behavior of woody biomass using pressurized hot water" (Kagoshima Prefectural Industrial Technology Center research report, pages 45-51, No14, 2000) and "Pressurized hot water treatment technology for wood resources" (Kagoshima Prefecture) Industrial Technology Center, 1999 research result presentation) It is estimated that the main component of monosaccharides that elute when the temperature of hot water is less than 180 ° C is saccharides contained in the cells. It is estimated that the monosaccharide is hydrolyzed by the treatment.
本発明において抽出に使用する水はどのようなものでも構わないが、硬度の低い水のほうが良好な抽出・加水分解効果が得られる。硬度の範囲は特に制限されないが、１００以下であることが好ましく、５０以下であるとより好ましい。 In the present invention, any water may be used for extraction, but water with lower hardness can provide a better extraction / hydrolysis effect. The range of hardness is not particularly limited, but is preferably 100 or less, and more preferably 50 or less.
原料である針葉樹材に対する水の量は、針葉樹材の絶乾重量に対する水の割合を液比とすると１〜１０の範囲が好ましく、遊離してくる酢酸の加水分解に適した濃度という観点及び出来るだけ高い糖濃度を得る目的から、液比は２〜５がより好ましく、２.５〜３．５が特に適している。液比が低くなりすぎると効率的な抽出が困難であり、液比が高くなりすぎると抽出液の濃度が薄まり以後の工程で不利となる。 The amount of water relative to the raw coniferous material is preferably in the range of 1 to 10 when the ratio of water to the absolute dry weight of the coniferous wood is the liquid ratio, and can be made in terms of a concentration suitable for hydrolysis of liberated acetic acid. For the purpose of obtaining a high sugar concentration, the liquid ratio is more preferably 2 to 5, and 2.5 to 3.5 is particularly suitable. If the liquid ratio is too low, efficient extraction is difficult, and if the liquid ratio is too high, the concentration of the extract becomes thin, which is disadvantageous in the subsequent steps.
また、本発明の水熱反応における熱水の温度は、１６０〜１９０℃の範囲であり、１６５〜１８５℃が好ましい。熱水の温度が低すぎるとオリゴ糖が残存してしまう一方、熱水の温度が高すぎると過分解が進行してアラビノースの収率が低下する。樹種によって若干の差があるが、総じて１６５〜１８５℃が抽出・加水分解が確実に進行し、且つ過分解が少ない条件として推奨される。 Moreover, the temperature of the hot water in the hydrothermal reaction of this invention is the range of 160-190 degreeC, and 165-185 degreeC is preferable. If the temperature of hot water is too low, oligosaccharides remain, whereas if the temperature of hot water is too high, excessive decomposition proceeds and the yield of arabinose decreases. Although there are some differences depending on the tree species, a temperature of 165 to 185 ° C. is recommended as a condition in which extraction / hydrolysis surely proceeds and less excessive decomposition occurs.
本発明における水熱反応の処理時間は、０．３〜３．０時間である。バッチ式の場合と連続式の場合、及び昇温時間などによって、アラビノースの収率が若干異なってくるものの、０.３時間〜３時間の処理時間であればアラビノースを効率的に得ることができ、０．５〜２．５時間が好ましく、０.５〜１．５時間がより適している。 The treatment time for the hydrothermal reaction in the present invention is 0.3 to 3.0 hours. Although the yield of arabinose varies slightly depending on the batch type and continuous type, and the temperature rise time, arabinose can be obtained efficiently if the treatment time is 0.3 hours to 3 hours. 0.5 to 2.5 hours are preferable, and 0.5 to 1.5 hours are more suitable.
本発明によって得られた抽出液は、アラビノースを多く含有しており、ｐＨは２〜６程度、典型的には３〜４程度となる。本発明によれば、針葉樹材に含まれる木材ヘミセルロース中のアラビノースを、例えば、７０％以上、８０％以上、さらには９０％以上という高い収率で回収することができる。 The extract obtained by the present invention contains a large amount of arabinose and has a pH of about 2 to 6, typically about 3 to 4. According to the present invention, arabinose in wood hemicellulose contained in softwood can be recovered with a high yield of, for example, 70% or more, 80% or more, and further 90% or more.
本発明においては、この抽出液をさらに精製して、アラビノースを得ることができる。すでに述べたように、本発明によれば、アラビノース以外の単糖類や夾雑物の含量が少ない抽出液が得られるため、抽出物の精製が容易であり、従来技術と比較して有利である。例えば、本発明の抽出液からアラビノースを分離・精製する方法としては擬似移動床を利用した分離方法が特に適している。また、本発明においては、溶解クラフトパルプの製造における加水分解処理（前加水分解処理）の際の抽出液も利用できる。 In the present invention, this extract can be further purified to obtain arabinose. As described above, according to the present invention, an extract having a small content of monosaccharides and contaminants other than arabinose can be obtained. Therefore, the extract can be easily purified, which is advantageous as compared with the prior art. For example, as a method for separating and purifying arabinose from the extract of the present invention, a separation method using a simulated moving bed is particularly suitable. Moreover, in this invention, the extract liquid in the case of the hydrolysis process (prehydrolysis process) in manufacture of melt | dissolution kraft pulp can also be utilized.
以下に実施例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明の技術範囲が本実施例により限定されるものではない。
実験１
日本産カラマツ（アラビノガラクタン含量５％、アラビノガラクタン中のアラビノース含量２５％）を原料として水熱処理を行い、生成する各種単糖類の量を測定した。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the technical scope of the present invention is not limited to the examples.
Experiment 1
Hydrothermal treatment was performed using Japanese larch (arabinogalactan content 5%, arabinose content 25% in arabinogalactan) as raw materials, and the amounts of various monosaccharides produced were measured.
日本産カラマツのチップ（約５〜２０ｍｍ）に、対絶乾チップ重量あたり５倍量の水を添加し、１８０℃にて０.５〜３時間、密閉した蒸解釜中で水熱処理を行った。
得られた処理液について、アラビノース、キシロース、ガラクトース、マンノース、グルコースの抽出率を測定した。また、抽出液のｐＨは約３.５だった。抽出率（％）とは、抽出液中の各単糖量／原料木材中の各単糖量×１００、という式で表される。糖の定量は、常法によりイオンクロマトグラフ（日本ダイオネクス社製）を用いて行った。原料木材に含まれるそれぞれの単糖の量については、木材を酸加水分解した後に、イオンクロマトグラフにて測定した。
To Japanese larch chips (about 5 to 20 mm), 5 times the amount of water was added per dry dry chip weight and hydrothermally treated in a closed digester at 180 ° C. for 0.5 to 3 hours. .
About the obtained process liquid, the extraction rate of arabinose, xylose, galactose, mannose, and glucose was measured. The pH of the extract was about 3.5. The extraction rate (%) is represented by the following formula: the amount of each monosaccharide in the extract / the amount of each monosaccharide in the raw wood × 100. The sugar was quantified using an ion chromatograph (manufactured by Nippon Dionex Co., Ltd.) by a conventional method. The amount of each monosaccharide contained in the raw material wood was measured by ion chromatography after acid hydrolysis of the wood.
結果を以下のグラフに示す。 The results are shown in the following graph.
実験２
パルプ用アカマツチップ（約５〜２０ｍｍ）を精選したチップを原料として水熱処理を行い、アラビノースを含有する抽出液を得た。精選チップは、目開きが約２０ｍｍの金網を通過するが、目開きが約５ｍｍの丸網は通過しないサイズである。
Experiment 2
Hydrothermal treatment was performed using a chip selected from red pine chips for pulp (about 5 to 20 mm) as a raw material to obtain an extract containing arabinose. The carefully selected chip has a size that passes through a wire mesh having an opening of about 20 mm, but does not pass a round mesh having an opening of about 5 mm.
実験用蒸解釜（２．５Ｌ容）に、上記精選チップ300ｇ、対絶乾チップ１重量部あたり（チップ中水分を含め）３重量部の水（液比３．０）を投入した。ハット社製マルチダイジェスターを用いて、密閉した実験用蒸解釜を加温し水熱処理を行った。具体的には、1時間で各々150℃、180℃、200℃まで昇温させ、その後1時間その温度を保持して水熱処理を行った。処理後、急冷し、処理液をろ過して抽出液を採取した。 In an experimental digester (2.5 L capacity), 300 parts of the above-selected carefully selected chips and 3 parts by weight of water (liquid ratio: 3.0) per 1 part by weight of the dry chips (including moisture in the chips) were added. Using a multi digester manufactured by Hutt, a sealed laboratory digester was heated and hydrothermally treated. Specifically, the temperature was raised to 150 ° C., 180 ° C., and 200 ° C. in 1 hour, and then the temperature was maintained for 1 hour to perform hydrothermal treatment. After the treatment, it was rapidly cooled, and the treatment liquid was filtered to collect an extract.
また、比較例として、同じアカマツチップを亜硫酸マグネシウム蒸解法で蒸解した。具体的には、液比４．０でチップと水を蒸解釜に投入し、亜硫酸濃度を５．４９ｗ／ｖ％に調整し、酸化マグネシウムを添加してｐＨを１．２９にした。次いで、ハット社製マルチダイジェスターを用いて、１４０℃で４時間蒸解した。蒸解後、処理液をろ過して抽出液を採取した。 As a comparative example, the same red pine chip was cooked by the magnesium sulfite cooking method. Specifically, chips and water were charged into the digester at a liquid ratio of 4.0, the sulfurous acid concentration was adjusted to 5.49 w / v%, and magnesium oxide was added to adjust the pH to 1.29. Subsequently, it digested at 140 degreeC for 4 hours using the multi digester by a hat company. After cooking, the treatment liquid was filtered to collect an extract.
得られた抽出液について、アラビノース濃度及び固形分濃度を実験１と同様にして測定した。また、抽出液のｐＨは２．０だった。 About the obtained extract, the arabinose concentration and solid content concentration were measured in the same manner as in Experiment 1. The pH of the extract was 2.0.
結果を表１に示す。表１に示されるように、本発明によれば、アラビノース濃度が高く、雑抽出物が少ない抽出液が得られ、固形分濃度あたりのアラビノース量も大きかった。一方、亜硫酸蒸解法では、アラビノース濃度の高い抽出液が得られたものの、固形分濃度が極めて高くなり、精製用には適さないことが判る。 The results are shown in Table 1. As shown in Table 1, according to the present invention, an extract having a high arabinose concentration and few miscellaneous extracts was obtained, and the amount of arabinose per solid concentration was also large. On the other hand, in the sulfurous acid cooking method, although an extract with a high arabinose concentration was obtained, the solid content concentration was extremely high, indicating that it was not suitable for purification.
実験３
パルプ用カラマツチップ（約５〜２０ｍｍ）を精選したチップを原料として水熱処理を行い、アラビノースを含有する抽出液を得た。精選チップは、目開きが約２０ｍｍの金網を通過するが、目開きが約５ｍｍの丸網は通過しないサイズである。
Experiment 3
Hydrothermal treatment was performed using chips selected from larch chips for pulp (about 5 to 20 mm) as raw materials to obtain an extract containing arabinose. The carefully selected chip has a size that passes through a wire mesh having an opening of about 20 mm, but does not pass a round mesh having an opening of about 5 mm.
実験用蒸解釜（２．５Ｌ容）に、上記精選チップ300ｇ、対絶乾チップ１重量部あたり（チップ中水分を含め）３重量部の水（液比３）を投入した。ハット社製マルチダイジェスターを用いて、１時間かけて170℃まで昇温し、３０分〜４時間、１７０℃にて水熱処理を行った。処理後、急冷し、処理液をろ過して抽出液を採取した。 The experimental digester (2.5 L capacity) was charged with 300 g of the above-selected carefully selected chip and 3 parts by weight of water (liquid ratio 3) per 1 part by weight (including moisture in the chip). Using a multi digester manufactured by Hat, the temperature was raised to 170 ° C. over 1 hour, and hydrothermal treatment was performed at 170 ° C. for 30 minutes to 4 hours. After the treatment, it was rapidly cooled, and the treatment liquid was filtered to collect an extract.
得られた抽出液について、アラビノース濃度及び固形分濃度を実施例１と同じく測定した。また、抽出液のｐＨは約３.５だった。 About the obtained extract, the arabinose concentration and the solid content concentration were measured in the same manner as in Example 1. The pH of the extract was about 3.5.
カラマツはアカマツより低い温度での抽出・加水分解が可能であった。また、量的にも対固形分純度的にも、より分離精製のし易い抽出液が得られた。 Larch can be extracted and hydrolyzed at lower temperatures than red pine. In addition, an extract that was easier to separate and purify was obtained in terms of both quantity and solid content.
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|---|---|---|---|---|
| US4816078A (en) * | 1987-01-29 | 1989-03-28 | Suddeutsche Zucker-Aktiengesellschaft | Process for production of crystalline L-arabinose |
| JP2000336036A (en) * | 1999-05-27 | 2000-12-05 | Agency Of Ind Science & Technol | Inhibitor for proliferation of leukemic cell and its production |
| JP2005023041A (en) * | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Univ Saga | Water-soluble saccharide and its production method |
| JP2006141244A (en) * | 2004-11-17 | 2006-06-08 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Method for saccharifying lignocellulose and the resultant saccharide |
| JP2009077697A (en) * | 2007-09-04 | 2009-04-16 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Method for hydrolyzing biomass, and hydrolyzing device |
| WO2010067795A1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-06-17 | 日本甜菜製糖株式会社 | Process for producing sugar alcohol and sugar from agricultural product or agricultural by-product |
| JP2010166831A (en) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Method for producing monosaccharide |
| JP2011523349A (en) * | 2008-04-02 | 2011-08-11 | イルヴェスニーミ ハンヌ | Biomass processing method |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4816078A (en) * | 1987-01-29 | 1989-03-28 | Suddeutsche Zucker-Aktiengesellschaft | Process for production of crystalline L-arabinose |
| JP2000336036A (en) * | 1999-05-27 | 2000-12-05 | Agency Of Ind Science & Technol | Inhibitor for proliferation of leukemic cell and its production |
| JP2005023041A (en) * | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Univ Saga | Water-soluble saccharide and its production method |
| JP2006141244A (en) * | 2004-11-17 | 2006-06-08 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Method for saccharifying lignocellulose and the resultant saccharide |
| JP2009077697A (en) * | 2007-09-04 | 2009-04-16 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Method for hydrolyzing biomass, and hydrolyzing device |
| JP2011523349A (en) * | 2008-04-02 | 2011-08-11 | イルヴェスニーミ ハンヌ | Biomass processing method |
| WO2010067795A1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-06-17 | 日本甜菜製糖株式会社 | Process for producing sugar alcohol and sugar from agricultural product or agricultural by-product |
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