JP5109121B2 - Method for producing sugar, method for producing ethanol, method for producing lactic acid, cellulose for enzymatic saccharification used therein and method for producing the same - Google Patents
Method for producing sugar, method for producing ethanol, method for producing lactic acid, cellulose for enzymatic saccharification used therein and method for producing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP5109121B2 JP5109121B2 JP2006354706A JP2006354706A JP5109121B2 JP 5109121 B2 JP5109121 B2 JP 5109121B2 JP 2006354706 A JP2006354706 A JP 2006354706A JP 2006354706 A JP2006354706 A JP 2006354706A JP 5109121 B2 JP5109121 B2 JP 5109121B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cellulose
- type
- producing
- enzymatic saccharification
- sugar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
本発明は、バイオマス原料を利用した糖の製造方法、エタノールの製造方法、及び乳酸の製造方法、並びに、前記糖の製造方法、エタノールの製造方法、及び乳酸の製造方法に用いられる、酵素糖化用セルロース及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a saccharide saccharification method used in a sugar production method, a production method of ethanol, a production method of lactic acid, a production method of ethanol, a production method of ethanol, and a production method of lactic acid. The present invention relates to cellulose and a method for producing the same.
近年、地球温暖化対策の一環として、木質バイオマスや草本バイオマス等のセルロースを含む原料からエタノールを製造し、各種燃料や化学原料として利用しようとする試みが広く行われている。バイオマス原料からのエタノールの製造は、例えば、収集したバイオマス原料を、糖化工程において糖に分解した後、発酵工程において酵母等の微生物を用いてエタノールに変換することにより行うことができる。前記糖化は、従来より、濃硫酸を用いて行われることが多かったが、環境負荷を減らす観点から、硫酸の使用量を少なくすることが望まれている。 In recent years, as part of measures against global warming, attempts have been widely made to produce ethanol from raw materials containing cellulose such as woody biomass and herbaceous biomass and use them as various fuels and chemical raw materials. Production of ethanol from biomass raw material can be performed, for example, by decomposing the collected biomass raw material into sugar in the saccharification step and then converting it to ethanol using a microorganism such as yeast in the fermentation step. Conventionally, the saccharification is often performed using concentrated sulfuric acid, but it is desired to reduce the amount of sulfuric acid used from the viewpoint of reducing environmental burden.
そこで、近年は、濃硫酸による糖化に代わる手段として、酵素を用いたバイオマス原料の糖化が広く行われるようになっている。酵素による糖化は、環境性の観点から望ましい手段であるが、この酵素糖化のためには、酵素を作用させ易くする目的から、予めバイオマス原料に対して処理を行うことが必要となる。このバイオマス原料の処理方法としても、様々な方法が知られているが、中でも、希硫酸、加圧熱水等の蒸煮処理などが知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。 Therefore, in recent years, saccharification of biomass raw materials using enzymes has been widely performed as a means to replace saccharification with concentrated sulfuric acid. Enzymatic saccharification is a desirable means from the viewpoint of environmental properties. However, for this enzymatic saccharification, it is necessary to treat biomass raw material in advance for the purpose of facilitating the action of the enzyme. Various methods are known as a method for treating this biomass raw material, among which steaming treatment with dilute sulfuric acid, pressurized hot water and the like are known (for example, see Patent Documents 1 to 4).
しかしながら、前記したように希硫酸、加圧熱水等を用いてバイオマス原料の処理を行い、得られた処理物を酵素糖化に供した場合では、所望の程度の糖化効率を得るために多段処理が行われたり、２００℃以上の高温にしなければならない等の問題があり、したがって、より酵素糖化効率を高めることのできる酵素糖化技術の開発、及び、前記酵素糖化に適したバイオマス原料の処理技術の開発が、未だ望まれているのが現状である。 However, as described above, when the biomass raw material is treated using dilute sulfuric acid, pressurized hot water, etc., and the obtained treated product is subjected to enzymatic saccharification, a multistage treatment is performed to obtain a desired degree of saccharification efficiency. Development, development of enzyme saccharification technology that can further increase enzyme saccharification efficiency, and processing technology for biomass raw materials suitable for the enzyme saccharification The development of this is still desired.
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、酵素糖化を効率的に行うことができ、そのため、糖の生産効率、エタノールの生産効率、及び乳酸の生産効率を向上させることが可能な、糖の製造方法、エタノールの製造方法、及び乳酸の製造方法、並びに、前記糖の製造方法、エタノールの製造方法、及び乳酸の製造方法に用いられる、有用な酵素糖化用セルロース及びその製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the conventional problems and achieve the following objects. That is, the present invention can efficiently carry out enzymatic saccharification, and therefore can improve sugar production efficiency, ethanol production efficiency, and lactic acid production efficiency. It is an object of the present invention to provide a useful cellulose for enzymatic saccharification and a method for producing the same used in the method, the method for producing lactic acid, the sugar producing method, the ethanol producing method, and the lactic acid producing method.
前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。即ち、酵素糖化の際、天然型セルロースであるセルロースＩ型よりも低い結晶密度を有するセルロースを酵素糖化の対象物として用いることにより、酵素糖化を効率的に行うことができ、したがって、糖の生産効率、エタノールの生産効率、及び乳酸の生産効率を格段に向上させることができるという知見である。
天然型セルロースであるセルロースＩ型よりも低い結晶密度を有するセルロースを酵素糖化の対象物として用いること、及び、これにより酵素糖化を効率的に行うことができることは、従来全く知られておらず、本発明者らによる新たな知見である。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made extensive studies and as a result, obtained the following findings. That is, in the case of enzymatic saccharification, enzymatic saccharification can be efficiently performed by using cellulose having a lower crystal density than cellulose type I, which is a natural cellulose, as an object of enzymatic saccharification. This is a finding that efficiency, ethanol production efficiency, and lactic acid production efficiency can be significantly improved.
Conventionally, it has not been known at all that cellulose having a crystal density lower than that of cellulose type I, which is a natural type cellulose, is used as an object of enzymatic saccharification, and that enzymatic saccharification can be efficiently performed thereby, This is a new finding by the present inventors.
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ セルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロースを、酵素糖化させて、糖を得ることを特徴とする糖の製造方法である。
＜２＞ セルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロースが、結晶密度１．６０ｇ／ｃｍ３以下のセルロースである前記＜１＞に記載の糖の製造方法である。
＜３＞ セルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロースが、セルロースＩＩＩ型である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の糖の製造方法である。
＜４＞ セルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロースが、セルロースＩＩＩＩ型である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の糖の製造方法である。
＜５＞ セルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロースが、セルロースＩ型を含むバイオマス原料をアミノ基（ＮＨ２）又はアンモニア分子（ＮＨ３）を１以上有する化合物で処理することにより得られたセルロースである前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の糖の製造方法である。
＜６＞ セルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロースが、セルロースＩ型を含むバイオマス原料をアンモニアで処理することにより得られたセルロースである前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の糖の製造方法である。
＜７＞ セルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロースが、セルロースＩ型を含むバイオマス原料を超臨界アンモニア流体で処理することにより得られたセルロースである前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の糖の製造方法である。
＜８＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の糖の製造方法により得られた糖を、発酵させて、エタノールを得ることを特徴とするエタノールの製造方法である。
＜９＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の糖の製造方法により得られた糖を、発酵させて、乳酸を得ることを特徴とする乳酸の製造方法である。
＜１０＞ 酵素糖化に用いられる酵素糖化用セルロースであって、セルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロースからなることを特徴とする酵素糖化用セルロースである。
＜１１＞ セルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロースが、結晶密度１．６０ｇ／ｃｍ３以下のセルロースである前記＜１０＞に記載の酵素糖化用セルロースである。
＜１２＞ セルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロースが、セルロースＩＩＩ型である前記＜１０＞から＜１１＞のいずれかに記載の酵素糖化用セルロースである。
＜１３＞ セルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロースが、セルロースＩＩＩＩ型である前記＜１０＞から＜１２＞のいずれかに記載の酵素糖化用セルロースである。
＜１４＞ 更に、エタノールの製造又は乳酸の製造に用いられる前記＜１０＞から＜１３＞のいずれかに記載の酵素糖化用セルロースである。
＜１５＞ 前記＜１０＞から＜１４＞のいずれかに記載の酵素糖化用セルロースの製造方法であって、セルロースＩ型を含むバイオマス原料を、アミノ基（ＮＨ２）又はアンモニア分子（ＮＨ３）を１以上有する化合物で処理することを含むことを特徴とする酵素糖化用セルロースの製造方法である。
＜１６＞ セルロースＩ型を含むバイオマス原料を、アンモニアで処理することを含む前記＜１５＞に記載の酵素糖化用セルロースの製造方法である。
＜１７＞ セルロースＩ型を含むバイオマス原料を、超臨界アンモニア流体で処理することを含む請求項＜１５＞から＜１６＞のいずれかに記載の酵素糖化用セルロースの製造方法である。
The present invention is based on the above findings by the present inventors, and means for solving the above problems are as follows. That is,
<1> A method for producing a saccharide, wherein a saccharide is obtained by enzymatic saccharification of cellulose having a crystal density lower than that of cellulose type I.
<2> The sugar production method according to <1>, wherein the cellulose having a crystal density lower than that of cellulose I type is cellulose having a crystal density of 1.60 g / cm 3 or less.
<3> The sugar production method according to any one of <1> to <2>, wherein the cellulose having a crystal density lower than that of cellulose type I is cellulose type III.
<4> The method for producing a saccharide according to any one of <1> to <3>, wherein the cellulose having a crystal density lower than that of cellulose I type is cellulose III I type.
<5> By treating cellulose having a crystal density lower than that of cellulose I type with a compound having at least one amino group (NH 2 ) or ammonia molecule (NH 3 ), a biomass raw material containing cellulose I type is treated. The method for producing sugar according to any one of <1> to <4>, wherein the cellulose is obtained.
<6> Any one of <1> to <5>, wherein the cellulose having a crystal density lower than that of cellulose I is cellulose obtained by treating a biomass raw material containing cellulose I with ammonia. The method for producing sugar as described in 1. above.
<7> The above <1> to <6>, wherein the cellulose having a crystal density lower than that of cellulose I is cellulose obtained by treating a biomass raw material containing cellulose I with a supercritical ammonia fluid. Or a sugar production method according to any one of the above.
<8> A method for producing ethanol, wherein the sugar obtained by the method for producing sugar according to any one of <1> to <7> is fermented to obtain ethanol.
<9> A method for producing lactic acid, wherein the saccharide obtained by the method for producing saccharide according to any one of <1> to <7> is fermented to obtain lactic acid.
<10> A cellulose for enzymatic saccharification, which is used for enzymatic saccharification, and is made of cellulose having a crystal density lower than that of cellulose I type.
<11> The cellulose for enzymatic saccharification according to <10>, wherein the cellulose having a crystal density lower than that of cellulose I type is cellulose having a crystal density of 1.60 g / cm 3 or less.
<12> The cellulose for enzymatic saccharification according to any one of <10> to <11>, wherein the cellulose having a crystal density lower than that of cellulose I type is cellulose III type.
<13> The cellulose for enzymatic saccharification according to any one of <10> to <12>, wherein the cellulose having a crystal density lower than that of cellulose I type is cellulose III I type.
<14> Furthermore, the cellulose for enzymatic saccharification according to any one of <10> to <13>, which is used for producing ethanol or lactic acid.
<15> The method for producing cellulose for enzymatic saccharification according to any one of <10> to <14>, wherein a biomass raw material containing cellulose type I is converted to an amino group (NH 2 ) or an ammonia molecule (NH 3 ). It is a manufacturing method of the cellulose for enzyme saccharification characterized by including processing with the compound which has 1 or more.
<16> The method for producing cellulose for enzymatic saccharification according to <15>, comprising treating a biomass raw material containing cellulose type I with ammonia.
<17> The method for producing cellulose for enzymatic saccharification according to any one of <15> to <16>, comprising treating a biomass raw material containing cellulose type I with a supercritical ammonia fluid.
本発明によると、従来における諸問題を解決することができ、酵素糖化を効率的に行うことができ、そのため、糖の生産効率、エタノールの生産効率、及び乳酸の生産効率を向上させることが可能な、糖の製造方法、エタノールの製造方法、及び乳酸の製造方法、並びに、前記糖の製造方法、エタノールの製造方法、及び乳酸の製造方法に用いられる、有用な酵素糖化用セルロース及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, conventional problems can be solved, and enzymatic saccharification can be efficiently performed. Therefore, it is possible to improve sugar production efficiency, ethanol production efficiency, and lactic acid production efficiency. A method for producing sugar, a method for producing ethanol, a method for producing lactic acid, a useful cellulose for enzymatic saccharification used in the method for producing sugar, the method for producing ethanol, and the method for producing lactic acid, and a method for producing the same Can be provided.
（糖の製造方法）
本発明の糖の製造方法は、セルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロース（本明細書中において、「低密度結晶性セルロース」と称することがある）を、酵素糖化させて、糖を得ること（酵素糖化工程）を含み、必要に応じて更にその他の工程を含む。
(Method for producing sugar)
The sugar production method of the present invention comprises enzymatic saccharification of cellulose having a crystal density lower than that of cellulose type I (sometimes referred to herein as “low density crystalline cellulose”), It includes obtaining sugar (enzymatic saccharification step), and further includes other steps as necessary.
＜酵素糖化工程＞
−酵素糖化対象物−
前記酵素糖化工程では、天然型セルロースであるセルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロース（低密度結晶性セルロース）を、酵素糖化対象物として少なくとも使用する。後述する実施例に示されるように、前記低密度結晶性セルロースを使用することにより、酵素糖化の効率を格段に向上させることが可能となる。なお、天然型セルロースであるセルロースＩ型は、セルロースＩα型とセルロースＩβ型とに分類されるが、前記セルロースＩα型の結晶密度は、およそ１．６２ｇ／ｃｍ３であり、前記セルロースＩβ型の結晶密度は、およそ１．６４ｇ／ｃｍ３である。
したがって、前記低密度結晶性セルロースの結晶密度としては、前記セルロースＩα型及び前記セルロースＩβ型よりも低い結晶密度であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、中でも、１．６０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、１．５５ｇ／ｃｍ３以下であることがより好ましい。前記結晶密度が、１．６０ｇ／ｃｍ３を超えると、所望の程度の酵素糖化効率が得られないことがある。一方、前記結晶密度が、１．５５ｇ／ｃｍ３以下であると、より優れた酵素糖化効率が得られる点で、有利である。
また、前記結晶密度の下限値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記結晶密度は低い程、酵素糖化効率が向上する点で望ましい。
前記結晶密度は、例えば、Ｘ線回折、ＦＴ−ＩＲ、固体ＮＭＲ等によって結晶型を確認した後、その結晶型の存在比率に基づいた単位格子からの計算法や浮沈法により確認することができる。
なお、本発明において、前記結晶密度とは、前記酵素糖化対象物全体（結晶性セルロース以外のその他の成分をも含む）の密度を指すものではなく、前記酵素糖化対象物に含まれる結晶性セルロースについての結晶密度を指すものとする。
<Enzyme saccharification process>
-Enzymatic saccharification target-
In the enzyme saccharification step, cellulose (low density crystalline cellulose) having a crystal density lower than the crystal density of cellulose type I, which is a natural type cellulose, is used at least as an enzyme saccharification target. As shown in Examples described later, the use of the low-density crystalline cellulose makes it possible to significantly improve the efficiency of enzymatic saccharification. The cellulose type I, which is a natural type cellulose, is classified into cellulose I α type and cellulose I β type, and the crystal density of the cellulose I α type is approximately 1.62 g / cm 3 , and the cellulose crystal density of I beta type is approximately 1.64 g / cm 3.
Therefore, the crystal density of the low-density crystalline cellulose is not particularly limited as long as it is lower than the cellulose I α type and the cellulose I β type, and can be appropriately selected according to the purpose. Among them, it is preferably 1.60 g / cm 3 or less, more preferably 1.55 g / cm 3 or less. When the crystal density exceeds 1.60 g / cm 3 , a desired degree of enzymatic saccharification efficiency may not be obtained. On the other hand, when the crystal density is 1.55 g / cm 3 or less, it is advantageous in that a higher enzymatic saccharification efficiency can be obtained.
Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a lower limit of the said crystal density, According to the objective, it can select suitably. The lower the crystal density, the better in terms of improving enzyme saccharification efficiency.
The crystal density can be confirmed by, for example, a calculation method from a unit cell based on the abundance ratio of the crystal type or a flotation method after confirming the crystal type by X-ray diffraction, FT-IR, solid NMR or the like. .
In the present invention, the crystal density does not mean the density of the entire enzyme saccharification target (including other components other than the crystalline cellulose), but the crystalline cellulose contained in the enzyme saccharification target. The crystal density of
前記低密度結晶性セルロースの具体例としては、例えば、セルロースＩＩＩ型などが挙げられる。前記セルロースＩＩＩ型としては、セルロースＩＩＩＩ型、セルロースＩＩＩＩＩ型などが挙げられるが、これらの中でも、処理の簡便さの点で、セルロースＩＩＩＩ型が好ましい。なお、前記セルロースＩＩＩＩ型、及び前記セルロースＩＩＩＩＩ型の結晶密度は、およそ１．５５ｇ／ｃｍ３である。 Specific examples of the low density crystalline cellulose include cellulose type III. Examples of the cellulose type III include cellulose III type I and cellulose III type II. Among these, cellulose type III type I is preferable from the viewpoint of ease of treatment. The crystal density of the cellulose III type I and the cellulose III type II is approximately 1.55 g / cm 3 .
なお、前記低密度結晶性セルロースは、その分子構造の間に、他の化合物を有していてもよい。例えば、前記低密度結晶性セルロースは、後述するように、天然型セルロースであるセルロースＩ型を含むバイオマス原料を、アミノ基（ＮＨ２）又はアンモニア分子（ＮＨ３）を１以上有する化合物で処理することにより製造することができるが、その処理工程で生成される、前記低密度結晶性セルロースと前記アミノ基（ＮＨ２）又はアンモニア分子（ＮＨ３）を１以上有する化合物との複合体（以下、「低密度結晶性セルロース・化合物複合体」と称することがある）の状態であってもよい。ただし、前記低密度結晶性セルロース・化合物複合体は、酵素糖化時におけるｐＨの調整が困難であり、また、水の作用を受けることによりセルロースＩ型に戻ってしまう性質を有すること等から、前記酵素糖化時には、前記低密度結晶性セルロース・化合物複合体から前記アミノ基（ＮＨ２）又はアンモニア分子（ＮＨ３）を１以上有する化合物を除去した状態の、前記低密度結晶性セルロースを使用することが好ましい。なお、前記除去の方法としては、特に制限はなく、後述する本発明の酵素糖化用セルロースの製造方法に記載した通りである。 In addition, the said low density crystalline cellulose may have another compound between the molecular structures. For example, as described later, the low-density crystalline cellulose treats a biomass raw material containing cellulose type I, which is a natural type cellulose, with a compound having one or more amino groups (NH 2 ) or ammonia molecules (NH 3 ). A complex of the low density crystalline cellulose and a compound having one or more amino groups (NH 2 ) or ammonia molecules (NH 3 ) produced in the treatment step (hereinafter, The state may be referred to as “low density crystalline cellulose / compound complex”. However, the low-density crystalline cellulose / compound complex is difficult to adjust pH during enzymatic saccharification, and has the property of returning to cellulose I type by receiving the action of water. At the time of enzymatic saccharification, the low-density crystalline cellulose in a state where the compound having at least one amino group (NH 2 ) or ammonia molecule (NH 3 ) is removed from the low-density crystalline cellulose / compound complex is used. Is preferred. In addition, there is no restriction | limiting in particular as said removal method, It is as having described in the manufacturing method of the cellulose for enzyme saccharification of this invention mentioned later.
前記低密度結晶性セルロースの入手方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、後述する本発明の酵素糖化用セルロースの製造方法に記載した方法に従い、即ち、天然型セルロースであるセルロースＩ型を含むバイオマス原料をアミノ基（ＮＨ２）又はアンモニア分子（ＮＨ３）を１以上有する化合物で処理することにより、得ることができる。中でも、前記低密度結晶性セルロースは、セルロースＩ型を含むバイオマス原料をアンモニアで処理することにより得られることが好ましい。前記アンモニアとしては、例えば、液体、気体、超臨界、亜臨界のいずれの状態のものを使用してもよいが、中でも、前記低密度結晶性セルロースは、セルロースＩ型を含むバイオマス原料を、超臨界アンモニア流体で処理することにより得られることが特に好ましい。前記処理方法としては、後述する本発明の酵素糖化用セルロースの製造方法に記載した通りである。 The method for obtaining the low-density crystalline cellulose is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, according to the method described in the method for producing the cellulose for enzymatic saccharification of the present invention described later, It can be obtained by treating a biomass raw material containing cellulose type I, which is natural cellulose, with a compound having at least one amino group (NH 2 ) or ammonia molecule (NH 3 ). Especially, it is preferable that the said low density crystalline cellulose is obtained by processing the biomass raw material containing a cellulose I type with ammonia. As the ammonia, for example, any one of liquid, gas, supercritical, and subcritical states may be used. Among them, the low-density crystalline cellulose is a biomass raw material containing cellulose type I, It is particularly preferred that it is obtained by treatment with a critical ammonia fluid. The treatment method is as described in the method for producing the cellulose for enzymatic saccharification of the present invention described later.
なお、前記酵素糖化工程においては、必ずしもその酵素糖化対象物の全てが、前記低密度結晶性セルロースからなる必要はなく、その酵素糖化対象物の少なくとも一部に、前記低密度結晶性セルロースが含まれていればよい。例えば、前記低密度結晶性セルロース以外に、セルロースＩ型（セルロースＩα型、セルロースＩβ型）や、その他の成分（例えば、ヘミセルロース、リグニン等）が含まれていてもよい。前記酵素糖化対象物における前記各成分（低密度結晶性セルロース、セルロースＩ型、その他の成分）の割合としても、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記低密度結晶性セルロースの割合が多い程、優れた酵素糖化効率が得られる点で、好ましい。 In the enzyme saccharification step, not all of the enzymatic saccharification target is necessarily made of the low-density crystalline cellulose, and at least a part of the enzymatic saccharification target contains the low-density crystalline cellulose. It only has to be done. For example, in addition to the low-density crystalline cellulose, cellulose I type (cellulose I α type, cellulose I β type) and other components (for example, hemicellulose, lignin, etc.) may be contained. The proportion of each component (low density crystalline cellulose, cellulose type I, and other components) in the enzyme saccharification target is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. The higher the proportion of functional cellulose, the better in obtaining excellent enzymatic saccharification efficiency.
−酵素−
前記酵素糖化に使用する酵素としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、セルラーゼ、セロビアーゼ（β−グルコシダーゼ）などが挙げられる。
-Enzyme-
There is no restriction | limiting in particular as an enzyme used for the said enzyme saccharification, According to the objective, it can select suitably, For example, a cellulase, cellobiase ((beta) -glucosidase), etc. are mentioned.
−酵素糖化−
前記酵素糖化の際の前記酵素の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記酵素糖化対象物１ｇに対して、０．００１〜１００ｍｇが好ましく、０．０１〜１０ｍｇがより好ましく、０．１〜１ｍｇが特に好ましい。前記酵素の使用量が、前記酵素糖化対象物１ｇに対して、０．００１ｍｇ未満であると、酵素糖化が不十分となることがあり、１００ｍｇを超えると、糖化阻害が起こることがある。一方、前記酵素の使用量が、前記特に好ましい範囲内であると、酵素添加量に対して得られる糖の量が多い点で、有利である。
-Enzymatic saccharification-
There is no restriction | limiting in particular as the usage-amount of the said enzyme in the case of the said enzyme saccharification, Although it can select suitably according to the objective, For example, 0.001-100 mg is preferable with respect to 1 g of said enzyme saccharification objects. 0.01 to 10 mg is more preferable, and 0.1 to 1 mg is particularly preferable. If the amount of the enzyme used is less than 0.001 mg relative to 1 g of the enzyme saccharification target, enzyme saccharification may be insufficient, and if it exceeds 100 mg, saccharification inhibition may occur. On the other hand, when the amount of the enzyme used is within the particularly preferable range, it is advantageous in that the amount of sugar obtained is larger than the amount of enzyme added.
前記酵素糖化の際の温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１０〜７０℃が好ましく、２０〜６０℃がより好ましく、３０〜５０℃が特に好ましい。前記温度が、１０℃未満であると、酵素糖化ができないことがあり、７０℃を超えると、酵素が失活することがある。一方、前記温度が、前記特に好ましい範囲内であると、酵素添加量に対して得られる糖の量が多い点で、有利である。 There is no restriction | limiting in particular as temperature in the case of the said enzyme saccharification, Although it can select suitably according to the objective, For example, 10-70 degreeC is preferable, 20-60 degreeC is more preferable, 30-50 degreeC is especially preferable. preferable. If the temperature is less than 10 ° C, enzymatic saccharification may not be possible, and if it exceeds 70 ° C, the enzyme may be deactivated. On the other hand, when the temperature is within the particularly preferable range, it is advantageous in that a large amount of sugar is obtained with respect to the amount of enzyme added.
前記酵素糖化の際のｐＨとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、３．０〜８．０が好ましく、３．５〜７．０がより好ましく、４．０〜６．０が特に好ましい。前記ｐＨが、３．０未満、又は８．０を超えると、酵素が失活することがある。一方、前記ｐＨが、前記特に好ましい範囲内であると、酵素添加量に対して得られる糖の量が多い点で、有利である。 There is no restriction | limiting in particular as pH in the case of the said enzyme saccharification, Although it can select suitably according to the objective, For example, 3.0-8.0 are preferable, 3.5-7.0 are more preferable, 4.0 to 6.0 is particularly preferable. If the pH is less than 3.0 or more than 8.0, the enzyme may be deactivated. On the other hand, when the pH is within the particularly preferred range, it is advantageous in that the amount of sugar obtained relative to the amount of enzyme added is large.
−糖−
前記酵素糖化により、例えば、前記低密度結晶性セルロース由来の糖であるグルコースを含む糖液を得ることができる。また、その他にも、前記酵素糖化により得られた糖液は、例えば、前記セルロースＩ型由来のグルコースを含んでいてもよいし、ヘミセルロース由来の糖を含んでいてもよい。へミセルロース由来の糖としては、例えば、キシロース、アラビノースといった五単糖や、グルコース、ガラクトース、マンノースといった六単糖が挙げられる。
前記糖液は、例えば、そのまま後述する本発明のエタノールの製造方法や乳酸の製造方法に供してもよいし、以下のようなその他の工程を経て、後述する本発明のエタノールの製造方法や乳酸の製造方法に供してもよい。
-Sugar-
By the enzymatic saccharification, for example, a sugar solution containing glucose which is a sugar derived from the low density crystalline cellulose can be obtained. In addition, the sugar solution obtained by the enzymatic saccharification may contain, for example, glucose derived from the cellulose type I or sugar derived from hemicellulose. Examples of sugars derived from hemicellulose include pentoses such as xylose and arabinose, and hexoses such as glucose, galactose, and mannose.
The sugar solution may be used, for example, as it is in the ethanol production method or lactic acid production method of the present invention, which will be described later, or after the other steps described below, the ethanol production method or lactic acid of the present invention, which will be described later. You may use for the manufacturing method of.
＜その他の工程＞
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記糖液を、後述する各発酵工程に適切となるようなｐＨに調整する工程などが挙げられる。
<Other processes>
There is no restriction | limiting in particular as said other process, According to the objective, it can select suitably, For example, the process etc. which adjust the said sugar liquid to pH suitable for each fermentation process mentioned later etc. are mentioned. .
（エタノールの製造方法）
本発明のエタノールの製造方法は、前記した本発明の糖の製造方法により得られた糖を、発酵させて、エタノールを得ること（発酵工程）を含み、必要に応じて更にその他の工程を含む。
(Method for producing ethanol)
The ethanol production method of the present invention includes fermenting the sugar obtained by the above-described sugar production method of the present invention to obtain ethanol (fermentation step), and further includes other steps as necessary. .
＜発酵工程（アルコール発酵工程）＞
前記エタノールの製造方法において、前記糖を発酵させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記糖を含む溶液に酵母等のアルコール発酵微生物を添加して、アルコール発酵を行わせる方法が、特に好ましい。前記酵母としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、サッカロミセス属酵母などが挙げられる。なお、前記酵母は、天然酵母であってもよいし、遺伝子組み換え酵母であってもよい。
<Fermentation process (alcohol fermentation process)>
In the method for producing ethanol, the method for fermenting the sugar is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, an alcohol-fermenting microorganism such as yeast is added to the solution containing the sugar. In particular, a method of performing alcoholic fermentation is particularly preferable. There is no restriction | limiting in particular as said yeast, According to the objective, it can select suitably, For example, Saccharomyces genus yeast etc. are mentioned. The yeast may be natural yeast or genetically modified yeast.
前記発酵の際の、前記酵母の使用量、発酵温度、ｐＨ、発酵時間等については、特に制限はなく、例えば、アルコール発酵に供する糖の量、使用する酵母の種類等に応じて、適宜選択することができる。 In the fermentation, the amount of yeast used, fermentation temperature, pH, fermentation time, etc. are not particularly limited, and are appropriately selected according to, for example, the amount of sugar to be used for alcohol fermentation, the type of yeast to be used, etc. can do.
＜その他の工程＞
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記発酵工程により得られたエタノールを分離精製する工程などが挙げられる。前記分離精製の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、蒸留などが挙げられる。
<Other processes>
There is no restriction | limiting in particular as said other process, According to the objective, it can select suitably, For example, the process etc. which isolate | separate and refine | purify the ethanol obtained by the said fermentation process are mentioned. The method for separation and purification is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include distillation.
前記エタノールの製造方法により得られたエタノールは、例えば、燃料用エタノール、工業用エタノールなどとして好適に利用可能である。前記エタノールはサトウキビ等のバイオマス原料から得ることができるので、前記サトウキビ等の植物を生産できる限りは再生産が可能であり、また、前記植物は栽培時に大気中の二酸化炭素を吸収するため、前記エタノールを燃焼させて二酸化炭素が発生したとしても、大気中の二酸化炭素濃度を増加させることにはならない。したがって、前記エタノールは、地球温暖化防止に望ましいエネルギー源ということができる。また、このようなエタノールは、近年特に、ガソリンに混合し、環境に優しい自動車燃料として使用することが期待されている。 Ethanol obtained by the ethanol production method can be suitably used as, for example, fuel ethanol, industrial ethanol, and the like. Since the ethanol can be obtained from a biomass raw material such as sugar cane, it can be reproduced as long as it can produce a plant such as the sugar cane, and the plant absorbs carbon dioxide in the atmosphere during cultivation. Even if carbon dioxide is generated by burning ethanol, it does not increase the carbon dioxide concentration in the atmosphere. Therefore, it can be said that ethanol is a desirable energy source for preventing global warming. In recent years, such ethanol is particularly expected to be mixed with gasoline and used as an environmentally friendly automobile fuel.
（乳酸の製造方法）
本発明の乳酸の製造方法は、前記した本発明の糖の製造方法により得られた糖を、発酵させて、乳酸を得ること（発酵工程）を含み、必要に応じて更にその他の工程を含む。
(Production method of lactic acid)
The method for producing lactic acid of the present invention includes fermenting the saccharide obtained by the above-described method for producing saccharide of the present invention to obtain lactic acid (fermentation step), and further includes other steps as necessary. .
＜発酵工程（乳酸発酵工程）＞
前記乳酸の製造方法において、前記糖を発酵させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記糖を含む溶液に乳酸菌等の乳酸発酵微生物を添加して、乳酸発酵を行わせる方法が、特に好ましい。前記乳酸菌としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ラクトバチルス・マニホティヴォランス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｍａｎｉｈｏｔｉｖｏｒａｎｓ）、ラクトバチルス・プランタラム（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｐｌａｎｔａｒｕｍ）、ストレプトコッカス・サーモフィルス（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）、ラクトバチルス・ブルガリカス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｂｕｌｇａｒｉｃｕｓ）などが挙げられる。なお、前記乳酸菌は、天然の乳酸菌であってもよいし、遺伝子組み換え乳酸菌であってもよい。
<Fermentation process (lactic acid fermentation process)>
In the lactic acid production method, the method for fermenting the sugar is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a lactic acid-fermenting microorganism such as lactic acid bacteria is added to the solution containing the sugar. In particular, a method of performing lactic acid fermentation is particularly preferable. The lactic acid bacterium is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include Lactobacillus manitivorans , Lactobacillus plantarum , Streptococcus thermophilus ), Lactobacillus bulgaricus ( Lactobacillus bulgaricus ) and the like. The lactic acid bacterium may be a natural lactic acid bacterium or a genetically modified lactic acid bacterium.
前記発酵の際の、前記乳酸菌の使用量、発酵温度、ｐＨ、発酵時間等については、特に制限はなく、例えば、乳酸発酵に供する糖の量、使用する乳酸菌の種類等に応じて、適宜選択することができる。 In the fermentation, the amount of lactic acid bacteria used, fermentation temperature, pH, fermentation time, etc. are not particularly limited, and are appropriately selected according to, for example, the amount of sugar to be used for lactic acid fermentation, the type of lactic acid bacteria used, etc. can do.
＜その他の工程＞
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記発酵工程により得られた乳酸を分離精製する工程などが挙げられる。前記分離精製の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<Other processes>
There is no restriction | limiting in particular as said other process, According to the objective, it can select suitably, For example, the process etc. which isolate | separate and refine | purify the lactic acid obtained by the said fermentation process are mentioned. The separation / purification method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
前記乳酸の製造方法により得られた乳酸は、例えば、化学的に重合させて、ポリ乳酸を製造することに好適に利用可能である。前記ポリ乳酸は、環境に優しい生分解性プラスチックの材料として近年注目されており、現在は、トウモロコシ等のデンプンから製造されることが多い。しかしながら、世界的な食料不足を考えると、将来的にはデンプンからではなく、セルロースから製造されるようになることが望ましいと考えられ、前記乳酸の製造方法によれば、このようなセルロースからの効率的なポリ乳酸の製造を可能とすることができる。 The lactic acid obtained by the lactic acid production method can be suitably used for producing polylactic acid by chemical polymerization, for example. The polylactic acid has recently attracted attention as an environmentally friendly biodegradable plastic material, and is currently often produced from starch such as corn. However, considering the global food shortage, in the future, it would be desirable to be produced from cellulose instead of starch. According to the method for producing lactic acid, Efficient production of polylactic acid can be made possible.
（酵素糖化用セルロース）
本発明の酵素糖化用セルロースは、酵素糖化に用いられるセルロースであって、セルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロース（低密度結晶性セルロース）からなることを特徴とする。前記低密度結晶性セルロースの、結晶密度、具体例、態様、入手方法等としては、前記した本発明の糖の製造方法に記載した通りである。
(Cellulose for enzymatic saccharification)
The cellulose for enzymatic saccharification of the present invention is a cellulose used for enzymatic saccharification, and is characterized by comprising cellulose having a crystal density lower than that of cellulose I type (low density crystalline cellulose). The crystal density, specific examples, embodiments, obtaining methods, and the like of the low-density crystalline cellulose are as described in the sugar production method of the present invention described above.
前記酵素糖化用セルロースは、その結晶密度が低いため、酵素の作用を受け易く、そのため、前記酵素糖化用セルロースを酵素糖化の対象物とすることによって、酵素糖化を効率的に行うことが可能となる。そのため、前記酵素糖化用セルロースは、例えば、前記したような本発明の糖の製造方法、エタノールの製造方法、及び乳酸の製造方法に、好適に利用可能である。
前記酵素糖化用セルロースは、例えば、後述する本発明の酵素糖化用セルロースの製造方法により、効率的に製造することができる。
The enzyme saccharification cellulose is susceptible to the action of enzymes because of its low crystal density. Therefore, the enzyme saccharification cellulose can be efficiently subjected to enzyme saccharification by using the enzyme saccharification cellulose as an object of enzyme saccharification. Become. Therefore, the cellulose for enzymatic saccharification can be suitably used for, for example, the sugar production method, the ethanol production method, and the lactic acid production method of the present invention as described above.
The cellulose for enzymatic saccharification can be efficiently produced by, for example, the method for producing cellulose for enzymatic saccharification of the present invention described later.
（酵素糖化用セルロースの製造方法）
本発明の酵素糖化用セルロースの製造方法は、セルロースＩ型を含むバイオマス原料を、アミノ基（ＮＨ２）又はアンモニア分子（ＮＨ３）を１以上有する化合物で処理する工程（処理工程）を含み、必要に応じて更にその他の工程を含む。
(Method for producing cellulose for enzymatic saccharification)
The method for producing cellulose for enzymatic saccharification of the present invention includes a step of treating a biomass raw material containing cellulose type I with a compound having one or more amino groups (NH 2 ) or ammonia molecules (NH 3 ) (treatment step), If necessary, other steps are further included.
＜処理工程＞
−セルロースＩ型を含むバイオマス原料−
前記セルロースＩ型を含むバイオマス原料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、農業や林業等の生産活動に伴う残渣として得られる「廃棄物系バイオマス」や、エネルギー等を得る目的で意図的に栽培して得られる「資源作物系バイオマス」などを使用することができる。前記「廃棄物系バイオマス」としては、例えば、廃建材、間伐材、稲わら、麦わら、もみ殻、バガス、サトウキビ搾りかすなどが挙げられ、また、前記「資源作物系バイオマス」としては、例えば、サトウキビ、トウモロコシ等の糖質系作物などが挙げられる。また、前記セルロースＩ型を含むバイオマス原料は、木を原料とした「木質バイオマス」、草を原料とした「草本バイオマス」などにも分類される。これらの中でも、前記セルロースＩ型を含むバイオマス原料としては、資源の有効利用が可能であるという点で、廃棄物系バイオマスが好ましく、中でも、エタノール生産への利用が困難なリグニン含量が少ない点で、稲わら、麦わら、もみ殻、バガス、サトウキビ搾りかす等の草本バイオマスがより好ましい。また、前記セルロースＩ型を含むバイオマス原料としては、前記したような各種バイオマスから精製等することにより得られたセルロースＩ型そのものであってもよい。前記セルロースＩ型を含むバイオマス原料は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
<Processing process>
-Biomass raw material containing cellulose type I-
The biomass raw material containing cellulose type I is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, “waste-based biomass” obtained as a residue accompanying production activities such as agriculture and forestry, For example, “resource crop biomass” obtained by intentional cultivation for the purpose of obtaining energy or the like can be used. Examples of the “waste-based biomass” include waste building materials, thinned wood, rice straw, straw, rice husk, bagasse, sugarcane pomace, etc., and the “resource crop-based biomass” includes, for example, Examples include sugar crops such as sugar cane and corn. The biomass raw material containing cellulose type I is also classified into “woody biomass” using wood as a raw material, “herbaceous biomass” using grass as a raw material, and the like. Among these, the biomass raw material containing the cellulose type I is preferably a waste-based biomass in that resources can be effectively used, and in particular, it has a low lignin content that is difficult to use for ethanol production. More preferred are herbaceous biomass such as rice straw, wheat straw, rice husk, bagasse and sugarcane pomace. Moreover, as a biomass raw material containing the said cellulose I type, the cellulose I type itself obtained by refine | purifying etc. from various biomass as mentioned above may be sufficient. The biomass raw material containing the said cellulose I type may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
−アミノ基（ＮＨ２）又はアンモニア分子（ＮＨ３）を１以上有する化合物−
前記アミノ基（ＮＨ２）又はアンモニア分子（ＮＨ３）を１以上有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヒドラジン、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミンなどが挙げられる。なお、前記アミノ基（ＮＨ２）又はアンモニア分子（ＮＨ３）を１以上有する化合物としては、前記低密度結晶性セルロース（酵素糖化用セルロース）を効率良く製造できる点で、無水の化合物であることが好ましい。これらの中でも、入手及び取り扱いが比較的容易である点で、アンモニアがより好ましい。前記アンモニアとしては、例えば、液体、気体、超臨界、亜臨界のいずれの状態のものも好適に使用することができるが、中でも、超臨界アンモニア流体を使用することが特に好ましい。前記超臨界アンモニア流体を用いると、結晶内部への浸透性が高いために、短時間で効率的に、低密度結晶性セルロース（酵素糖化用セルロース）を得ることができる。また、前記液体又は気体状態のアンモニアを用いると、前記超臨界アンモニア流体を用いた場合よりも、低密度結晶性セルロースの生産効率は劣るものの、結晶性の低い、酵素糖化効率に優れた低密度結晶性セルロース（酵素糖化用セルロース）を得ることができると考えられる。
-Compound having one or more amino groups (NH 2 ) or ammonia molecules (NH 3 )-
The compound having one or more amino groups (NH 2 ) or ammonia molecules (NH 3 ) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, ammonia, methylamine, ethylamine, propylamine, Examples include butylamine, hydrazine, ethylenediamine, propanediamine, and butanediamine. The compound having at least one amino group (NH 2 ) or ammonia molecule (NH 3 ) is an anhydrous compound in that the low-density crystalline cellulose (cellulose for enzymatic saccharification) can be efficiently produced. Is preferred. Among these, ammonia is more preferable because it is relatively easy to obtain and handle. As the ammonia, for example, any of liquid, gas, supercritical, and subcritical states can be suitably used, and among them, it is particularly preferable to use a supercritical ammonia fluid. When the supercritical ammonia fluid is used, the low-density crystalline cellulose (cellulose for enzymatic saccharification) can be obtained efficiently in a short time because the permeability to the inside of the crystal is high. In addition, when using ammonia in the liquid or gaseous state, the production efficiency of low density crystalline cellulose is inferior to that when using the supercritical ammonia fluid, but low density with low crystallinity and excellent enzymatic saccharification efficiency. It is considered that crystalline cellulose (cellulose for enzymatic saccharification) can be obtained.
なお、前記処理工程においては、少なくとも前記アミノ基（ＮＨ２）又はアンモニア分子（ＮＨ３）を１以上有する化合物を使用すれば、更にその他の化合物を組み合わせて使用してもよく、前記その他の化合物としては、例えば、二酸化炭素、窒素、エチレン、メタン、エタン、プロパン、エタン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、トルエン、ベンゼン、フェノール、ジオキサン、キシレン、アセトン、クロロホルム、四塩化炭素、エタノール、メタノール、プロパノール、ブタノールなどが挙げられる。なお、前記その他の化合物としては、水は使用しないことが好ましい。前記水を使用すると、得られた前記低密度結晶性セルロース（酵素糖化用セルロース）が、前記セルロースＩ型に戻ってしまう場合がある。 In the treatment step, if a compound having at least one amino group (NH 2 ) or ammonia molecule (NH 3 ) is used, other compounds may be used in combination. As, for example, carbon dioxide, nitrogen, ethylene, methane, ethane, propane, ethane, butane, pentane, hexane, toluene, benzene, phenol, dioxane, xylene, acetone, chloroform, carbon tetrachloride, ethanol, methanol, propanol, Examples include butanol. In addition, it is preferable not to use water as said other compound. When the water is used, the obtained low-density crystalline cellulose (cellulose for enzymatic saccharification) may return to the cellulose I type.
以下に、前記セルロースＩ型を含むバイオマス原料を前記超臨界アンモニア流体を用いて処理する場合を例に挙げ、前記処理工程を詳述するが、前記処理工程はこれらに限定されるものではない。 Below, the case where the biomass raw material containing the said cellulose type I is processed using the said supercritical ammonia fluid is mentioned as an example, and the said process process is explained in full detail, but the said process process is not limited to these.
−超臨界アンモニア流体による処理−
前記セルロースＩ型を含むバイオマス原料を、前記超臨界アンモニア流体を用いて処理する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記セルロースＩ型を含むバイオマス原料とアンモニアとを、オートクレーブ等の反応器内に導入し、前記反応器内を加熱加圧して、アンモニアを超臨界状態にすることにより行うことができる。
-Treatment with supercritical ammonia fluid-
There is no restriction | limiting in particular as a method of processing the biomass raw material containing the said cellulose I type using the said supercritical ammonia fluid, According to the objective, it can select suitably, For example, the biomass raw material containing the said cellulose I type And ammonia are introduced into a reactor such as an autoclave, and the inside of the reactor is heated and pressurized to bring ammonia into a supercritical state.
前記処理において、前記セルロースＩ型を含むバイオマス原料としては、収集されたものをそのまま使用してもよいが、ある程度小さくしてから使用することが、処理に必要なエネルギーを抑えることができる点で、望ましい。したがって、前記バイオマス原料のサイズとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、５ｍｍ径以下が好ましく、１ｍｍ径以下がより好ましく、０．１ｍｍ径以下が特に好ましい。前記サイズが、５ｍｍ径を超えると、処理が不十分となることがある。一方、前記サイズが、前記特に好ましい範囲内であると、処理時間が短縮できる、使用するアンモニアの容量を少なくできる等の点で、有利である。 In the treatment, as the biomass raw material containing the cellulose type I, the collected material may be used as it is, but using it after reducing it to some extent can reduce the energy required for the treatment. ,desirable. Accordingly, the size of the biomass raw material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, the diameter is preferably 5 mm or less, more preferably 1 mm or less, and particularly preferably 0.1 mm or less. . When the size exceeds the diameter of 5 mm, the treatment may be insufficient. On the other hand, when the size is within the particularly preferable range, it is advantageous in that the treatment time can be shortened and the volume of ammonia to be used can be reduced.
前記処理時の、前記アンモニアの使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記セルロースＩ型を含むバイオマス原料１ｇに対して、１０ｍｇ〜３００ｇが好ましく、１００ｍｇ〜１５０ｇがより好ましく、１ｇ〜５０ｇが特に好ましい。前記アンモニアの使用量が、前記セルロースＩ型を含むバイオマス原料１ｇに対して、１０ｍｇ未満であると、処理が不十分となることがあり、３００ｇを超えると、多量のアンモニアを使用するため処理の効率が悪くなることがある。一方、前記アンモニアの使用量が、前記特に好ましい範囲内であると、処理時間が短縮できる、使用するアンモニアの容量を少なくできる等の点で、有利である。 There is no restriction | limiting in particular as the usage-amount of the said ammonia at the time of the said process, Although it can select suitably according to the objective, For example, 10 mg-300g are preferable with respect to 1 g of biomass raw materials containing the said cellulose I type. 100 mg to 150 g is more preferable, and 1 g to 50 g is particularly preferable. If the amount of ammonia used is less than 10 mg relative to 1 g of biomass raw material containing cellulose type I, the treatment may be insufficient. If it exceeds 300 g, a large amount of ammonia will be used. Efficiency can be poor. On the other hand, when the amount of ammonia used is within the particularly preferred range, it is advantageous in that the treatment time can be shortened and the volume of ammonia used can be reduced.
前記処理温度及び処理圧力としては、特に制限はなく、アンモニアが超臨界状態となる範囲内で、目的に応じて適宜選択することができる。 The treatment temperature and the treatment pressure are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose within a range where ammonia is in a supercritical state.
前記処理時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、１秒〜４時間が好ましく、１分〜２時間がより好ましく、１０分〜１時間が特に好ましい。前記処理時間が、１秒未満であると、処理が不十分となることがあり、４時間を超えると、前記バイオマス原料が一部熱分解してしまうことがある。一方、前記処理時間が、前記特に好ましい範囲内であると、効率よく低密度結晶性セルロースを調製できる点で、有利である。 There is no restriction | limiting in particular as said processing time, Although it can select suitably according to the objective, For example, 1 second-4 hours are preferable, 1 minute-2 hours are more preferable, and 10 minutes-1 hour are especially preferable. . When the treatment time is less than 1 second, the treatment may be insufficient, and when it exceeds 4 hours, the biomass raw material may be partially pyrolyzed. On the other hand, when the treatment time is within the particularly preferable range, it is advantageous in that low-density crystalline cellulose can be efficiently prepared.
なお、前記超臨界アンモニア流体による処理時には、前記超臨界アンモニア流体と組み合わせて、更にその他の超臨界流体を使用してもよい。前記超臨界流体としては、例えば、二酸化炭素、エタン、エチレン、水素、窒素、酸素、メタノール、エタノール、トルエン、ベンゼン、亜酸化窒素、空気などが挙げられる。なお、前記超臨界流体としては、水は使用しないことが好ましい。前記水を使用すると、得られた前記低密度結晶性セルロース（酵素糖化用セルロース）が、前記セルロースＩ型に戻ってしまう場合がある。 In the treatment with the supercritical ammonia fluid, another supercritical fluid may be used in combination with the supercritical ammonia fluid. Examples of the supercritical fluid include carbon dioxide, ethane, ethylene, hydrogen, nitrogen, oxygen, methanol, ethanol, toluene, benzene, nitrous oxide, and air. Note that it is preferable not to use water as the supercritical fluid. When the water is used, the obtained low-density crystalline cellulose (cellulose for enzymatic saccharification) may return to the cellulose I type.
また、前記超臨界アンモニア流体以外の状態のアンモニア（液体、気体、亜臨界）や、前記アンモニア以外の化合物を用いて前記セルロースＩ型を含むバイオマス原料の処理を行う場合にも、前記したような各条件を必要に応じて調整し、適宜処理を行うことができる。例えば、前記液体アンモニア、前記エチレンジアミンを用いる場合には、例えば後述する実施例に示すような方法で、それぞれ処理を行うことができる。 In addition, when the biomass raw material containing the cellulose type I is treated using ammonia (liquid, gas, subcritical) other than the supercritical ammonia fluid or a compound other than the ammonia, Each condition can be adjusted as necessary, and processing can be appropriately performed. For example, in the case of using the liquid ammonia and the ethylenediamine, the treatment can be performed, for example, by a method as shown in Examples described later.
−処理物−
前記処理により、前記バイオマス原料に含まれるセルロースＩ型は、より結晶密度の低い低密度結晶性セルロース（酵素糖化用セルロース）へと変化する。また、更に、前記バイオマス原料に含まれるヘミセルロースの大部分は、オリゴ糖程度にまで分解され、水に可溶となる。そのため、前記処理により得られた処理物を酵素糖化に用いることにより、酵素が、糖化対象となる低密度結晶性セルロースや、ヘミセルロース由来のオリゴ糖に作用し易くなり、糖化効率を向上させることが可能となる。
なお、前記処理により得られた前記低密度結晶性セルロース（酵素糖化用セルロース）の結晶密度は、例えば、Ｘ線回折、ＦＴ−ＩＲ、固体ＮＭＲ等によって結晶形を確認した後、その結晶形の存在比率に基づいた単位格子からの計算法や浮沈法により確認することができる。
-Processed product-
By the said process, the cellulose I type contained in the said biomass raw material changes into the low density crystalline cellulose (cellulose for enzyme saccharification) with a lower crystal density. Furthermore, most of the hemicellulose contained in the biomass raw material is decomposed to the extent of oligosaccharides and becomes soluble in water. Therefore, by using the processed product obtained by the above-described treatment for enzymatic saccharification, the enzyme is likely to act on low-density crystalline cellulose to be saccharified and oligosaccharides derived from hemicellulose, thereby improving saccharification efficiency. It becomes possible.
The crystal density of the low-density crystalline cellulose (cellulose for enzymatic saccharification) obtained by the treatment is confirmed by confirming the crystal form by, for example, X-ray diffraction, FT-IR, solid NMR, etc. It can be confirmed by a calculation method from a unit cell based on the abundance ratio or a floating and sinking method.
＜その他の工程＞
前記処理工程で得られた処理物は、例えば、そのまま前記した本発明の糖の製造方法に供してもよいし、以下のようなその他の工程を経て、前記した本発明の糖の製造方法に供してもよい。
前記処理工程後の低密度結晶性セルロースは、その分子構造の間に、処理に用いたアミノ基（ＮＨ２）又はアンモニア分子（ＮＨ３）を１以上有する化合物を有する、複合体（低密度結晶性セルロース・化合物複合体）の状態として存在する。しかしながら、前記低密度結晶性セルロース・化合物複合体は、酵素糖化時におけるｐＨの調整が困難であり、また、水の作用を受けることによりセルロースＩ型に戻ってしまう性質を有すること等から、酵素糖化時には、前記低密度結晶性セルロース・化合物複合体から前記アミノ基（ＮＨ２）又はアンモニア分子（ＮＨ３）を１以上有する化合物を除去した状態の、前記低密度結晶性セルロースを使用することが好ましい。したがって、前記処理工程の後には、前記低密度結晶性セルロース・化合物複合体から前記アミノ基（ＮＨ２）又はアンモニア分子（ＮＨ３）を１以上有する化合物を除去する除去工程を行うことが好ましい。前記除去工程における除去方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記低密度結晶性セルロース・化合物複合体を、メタノール、エタノール、アセトン等で洗浄する方法、減圧乾燥する方法、その化合物の沸点以上の温度で乾燥させる方法などが挙げられる。
また、前記その他の工程としては、前記除去工程の他にも、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記処理により得られた処理物を、前記した本発明の糖の製造方法における酵素糖化に適切となるようなｐＨに調整するｐＨ調整工程などが挙げられる。
<Other processes>
The processed product obtained in the treatment step may be used, for example, as it is in the above-described method for producing the sugar of the present invention, or through the other steps described below, to the above-described method for producing the sugar of the present invention. May be provided.
The low-density crystalline cellulose after the treatment step is a complex (low-density crystal) having a compound having one or more amino groups (NH 2 ) or ammonia molecules (NH 3 ) used in the treatment between the molecular structures. Exists as a state of a functional cellulose / compound complex). However, the low-density crystalline cellulose / compound complex is difficult to adjust pH during enzymatic saccharification, and has the property of returning to cellulose type I by the action of water. At the time of saccharification, the low-density crystalline cellulose in a state in which a compound having one or more amino groups (NH 2 ) or ammonia molecules (NH 3 ) is removed from the low-density crystalline cellulose / compound complex may be used. preferable. Therefore, after the treatment step, it is preferable to perform a removal step of removing the compound having one or more amino groups (NH 2 ) or ammonia molecules (NH 3 ) from the low-density crystalline cellulose / compound complex. The removal method in the removal step is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the low-density crystalline cellulose / compound complex is washed with methanol, ethanol, acetone or the like, The method of drying under reduced pressure, the method of drying at the temperature more than the boiling point of the compound, etc. are mentioned.
Moreover, as said other process, besides the said removal process, it can select suitably according to the objective, For example, the processed material obtained by the said process is in the manufacturing method of the saccharide | sugar of this invention mentioned above. Examples include a pH adjustment step for adjusting the pH to be suitable for enzymatic saccharification.
[効果]
本発明の糖の製造方法、エタノールの製造方法、及び乳酸の製造方法によれば、天然型セルロースであるセルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロースを酵素糖化の対象物として使用することにより、酵素糖化を効率的に行うことができ、したがって、糖の生産効率、エタノールの生産効率、及び乳酸の生産効率を格段に向上させることができる。この酵素糖化効率の向上は、低い結晶密度を有するセルロースを用いることによって、それに作用する酵素の１分子あたりの活性が上昇するためであると考えられる（実施例参照、後述）。
また、本発明の酵素糖化用セルロース、酵素糖化用セルロースの製造方法によれば、例えば、前記した本発明の糖の製造方法、エタノールの製造方法、及び乳酸の製造方法に好適な酵素糖化対象物（セルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロース）を提供することができる。なお、前記酵素糖化用セルロースの製造方法において、超臨界アンモニア流体を使用することにより、より効率的に、優れた酵素糖化用セルロースを製造することが可能となる。
[effect]
According to the sugar production method, ethanol production method, and lactic acid production method of the present invention, cellulose having a crystal density lower than the crystal density of cellulose type I, which is natural cellulose, is used as an object for enzymatic saccharification. As a result, enzymatic saccharification can be performed efficiently, and therefore sugar production efficiency, ethanol production efficiency, and lactic acid production efficiency can be significantly improved. This improvement in the enzyme saccharification efficiency is considered to be due to the fact that the activity per molecule of the enzyme acting on the cellulose increases due to the use of cellulose having a low crystal density (see Examples below).
Moreover, according to the method for producing the cellulose for enzymatic saccharification and the cellulose for enzymatic saccharification of the present invention, for example, an enzyme saccharification target suitable for the method for producing the sugar, the method for producing ethanol and the method for producing lactic acid described above. (Cellulose having a crystal density lower than that of cellulose I type) can be provided. In addition, in the manufacturing method of the cellulose for enzyme saccharification, it becomes possible to manufacture the cellulose for enzyme saccharification more efficiently by using a supercritical ammonia fluid.
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
（実施例１：各種結晶性セルロースの調製及び酵素糖化効率の検討）
＜方法＞
−セルロースの精製（セルロースＩα型／Ｉβ型試料の調製）−
緑藻のシオグサ細胞壁（セルロースＩα型：Ｉβ型＝７：３）を試料調製に用いた。セルロースの精製は、５．０％水酸化カリウム水溶液中にて室温で一晩浸漬させる処理と、ｐＨ４．９の酢酸緩衝液で緩衝した０．３％ＮａＣｌＯ２水溶液中にて８０℃で３時間処理する操作を３回繰り返して行った。精製後、水洗し、凍結乾燥して保存した（セルロースＩα型／Ｉβ型試料）。また、これを、以下、シオグサセルロースとして、セルロースＩＩＩＩ型試料の調製及びセルロースＩβ型試料の調製に用いた。
(Example 1: Preparation of various crystalline cellulose and examination of enzyme saccharification efficiency)
<Method>
-Purification of cellulose (preparation of cellulose I α type / I β type sample)-
Green algae cell wall (cellulose I α type: I β type = 7: 3) was used for sample preparation. The cellulose was purified by soaking overnight in a 5.0% aqueous potassium hydroxide solution at room temperature and in a 0.3% NaClO 2 aqueous solution buffered with a pH 4.9 acetate buffer solution at 80 ° C. for 3 hours. The processing operation was repeated three times. After purification, it was washed with water, freeze-dried and stored (cellulose I α type / I β type sample). Moreover, this was used for preparation of the cellulose III type I sample and the preparation of the cellulose I β type sample hereinafter as Siogusa cellulose.
−超臨界アンモニア流体処理（セルロースＩＩＩＩ型試料の調製）−
３０ｍＬ容ポータブルリアクターに絶乾のシオグサセルロース２００ｍｇを入れ、ドライアイス・メタノールバスで冷却した。このリアクターにアンモニアガスを流入し、試料を完全に液体アンモニアに浸漬させた。リアクターの蓋を閉め、室温で１５分ほど放置した。次いで、１４０℃のオイルバス中にて１時間処理した。このとき、圧力はゆっくりと上昇して２０分後に１３ＭＰａに達して、その後は一定であった（アンモニアの臨界温度Ｔｃ＝４０５．６Ｋ、臨界圧力Ｐｃ＝１１．２８ＭＰａ）。処理後、リアクターをオイルバスから取り出し、ドラフト中で直ちにアンモニアガスをリークした。処理後のセルロースをメタノールで洗浄し、乾燥させた（セルロースＩＩＩＩ型試料）。
-Supercritical ammonia fluid treatment (preparation of cellulose III type I sample)-
A 30 mL portable reactor was charged with 200 mg of absolutely dry Shiogusa cellulose and cooled in a dry ice / methanol bath. Ammonia gas was introduced into the reactor, and the sample was completely immersed in liquid ammonia. The reactor lid was closed and left at room temperature for about 15 minutes. Subsequently, it processed in the 140 degreeC oil bath for 1 hour. At this time, the pressure rose slowly, reached 13 MPa after 20 minutes, and then remained constant (critical temperature of ammonia Tc = 405.6 K, critical pressure Pc = 111.28 MPa). After the treatment, the reactor was taken out from the oil bath, and ammonia gas was immediately leaked in the draft. The treated cellulose was washed with methanol and dried (cellulose III type I sample).
−高温水蒸気処理（セルロースＩβ型試料の調製）−
精製したシオグサセルロース２００ｍｇを、０．１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液１５ｍＬとともに３０ｍＬ容ポータブルリアクターに入れた。リアクターの蓋を閉め、２６０℃のオイルバス中に浸漬した。３０分後に取り出し、水道水で冷却した後、リアクターから処理後のセルロースを取り出した。水洗し、再び凍結乾燥して保存した（セルロースＩβ型試料）。
また、別に、上記超臨界アンモニア流体処理後のシオグサセルロース１．０ｇを、イオン交換水７５ｍＬとともに１００ｍＬ容ポータブルリアクターに入れた。リアクターの蓋を閉め、１６０℃のオイルバス中に浸漬した。３０分後に取り出し、水道水で冷却した後、リアクターから処理後のセルロースを取り出した。水洗し、再び凍結乾燥して保存した（セルロースＩβ型試料）。
-High-temperature steam treatment (preparation of cellulose I β- type sample)-
200 mg of purified Shiogusa cellulose was placed in a 30 mL portable reactor together with 15 mL of 0.1N sodium hydroxide aqueous solution. The reactor lid was closed and immersed in an oil bath at 260 ° C. After 30 minutes, it was taken out and cooled with tap water, and then the treated cellulose was taken out from the reactor. It was washed with water, freeze-dried again, and stored (cellulose I β type sample).
Separately, 1.0 g of Shiogusa cellulose after the supercritical ammonia fluid treatment was put into a 100 mL portable reactor together with 75 mL of ion-exchanged water. The reactor lid was closed and immersed in an oil bath at 160 ° C. After 30 minutes, it was taken out and cooled with tap water, and then the treated cellulose was taken out from the reactor. It was washed with water, freeze-dried again, and stored (cellulose I β type sample).
−酵素糖化用試料の調製−
５００ｍＬ容ナス型フラスコに、上記各種結晶性セルロース試料１．０ｇを入れ、４．０Ｎの塩酸１００ｍｌを加えた。次いで、６０℃のオイルバス中にてプロペラで撹拌しながら５時間処理した。処理後、遠心分離（３，０００ｇ、５分）によって上澄みが白濁するまで水洗を繰り返し、白濁した液（セルロース微結晶が分散したコロイド溶液）を回収して、酵素糖化用試料とした。
-Preparation of sample for enzyme saccharification-
In a 500 mL eggplant type flask, 1.0 g of the above various crystalline cellulose samples was placed, and 100 mL of 4.0 N hydrochloric acid was added. Subsequently, it processed for 5 hours, stirring with a propeller in a 60 degreeC oil bath. After the treatment, washing with water was repeated until the supernatant became cloudy by centrifugation (3,000 g, 5 minutes), and a cloudy liquid (a colloidal solution in which cellulose microcrystals were dispersed) was collected and used as a sample for enzyme saccharification.
−フーリエ変換赤外分光測定による結晶型の確認−
上記のようにして得られた酵素糖化用試料（セルロース微結晶分散コロイド溶液）をセルロース濃度０．２％に調製し、０．３ｍｌをスライドガラス状にキャストして、室温で一晩乾燥させた。乾燥後、５０ｍｌの１％ＨＦ水溶液中にてセルロースフィルムをスライドガラスから剥離させ、直径６ｍｍの穴の開いたろ紙ですくいあげた。再び、室温にて一晩乾燥させた後、更に１０５℃の乾燥機で４時間乾燥させて、フーリエ変換赤外分光測定に供した。フーリエ変換赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）測定は、Ｎｉｃｏｌｅｔ社のＭａｇｎａ８６０を用いて４０００−４００ｃｍ−１の領域を分解能４ｃｍ−１で６４回走査して行った。
図１にＯＨ伸縮領域のＦＴ−ＩＲスペクトルを示す。シオグサセルロース（Ａ）では３２７０ｃｍ−１と３２４０ｃｍ−１にバンドがあらわれ、セルロースＩα型／Ｉβ型であるといえる。一方、シオグサセルロースを高温水蒸気処理（２６０℃、３０分）したセルロース（Ｂ）ではＩα型に特徴的な３２４０ｃｍ−１のバンドが消失し３２７０ｃｍ−１のみになり、セルロースＩβ型であると判定できた。シオグサセルロースを超臨界アンモニア処理したセルロース（Ｃ）では、セルロースＩ型（ＩαとＩβ）に特徴的なバンドがなくなり、３４８０ｃｍ−１に鋭いバンドが現れたことからセルロースＩＩＩＩ型に変態したことが分かった。そして、アンモニア処理後に高温水蒸気処理（１６０℃、３０分）したセルロース（Ｄ）では、ＩＩＩＩ型に特徴的な３４８０ｃｍ−１のバンドが消失し、３２７０ｃｍ−１（セルロースＩβ）のバンドが観察され、セルロースＩβへ変態したことが分かった。
-Confirmation of crystal type by Fourier transform infrared spectroscopy-
The enzyme saccharification sample (cellulose microcrystal-dispersed colloidal solution) obtained as described above was prepared to a cellulose concentration of 0.2%, 0.3 ml was cast into a glass slide, and dried overnight at room temperature. . After drying, the cellulose film was peeled from the slide glass in 50 ml of 1% HF aqueous solution and scooped up with a filter paper having a hole with a diameter of 6 mm. Again, after drying overnight at room temperature, it was further dried with a dryer at 105 ° C. for 4 hours, and subjected to Fourier transform infrared spectroscopy. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) measurement was conducted by scanning 64 times at a resolution 4 cm -1 region of 4000-400 -1 using Magna860 the Nicolet Corporation.
FIG. 1 shows the FT-IR spectrum of the OH stretch region. Bands appear in Shio Gusa cellulose (A) in 3270Cm -1 and 3240cm -1, it can be said that a cellulose I alpha type / I beta type. On the other hand, salt Gusa cellulose high temperature steam treatment (260 ° C., 30 minutes) cellulose (B) in the band characteristic 3240Cm -1 to type I alpha is lost becomes only 3270Cm -1, if there Cellulose I beta type I was able to judge. In the cellulose (C) obtained by supercritical ammonia treatment of Siogusa cellulose, the characteristic band disappeared in cellulose type I (I α and I β ), and a sharp band appeared at 3480 cm −1 , so that it was transformed into cellulose III type I. I understood that. And in the cellulose (D) which carried out high temperature steam processing (160 degreeC, 30 minutes) after ammonia treatment, the band of 3480cm < -1 > characteristic to III type I disappear | disappears, and the band of 3270cm < -1 > (cellulose I ( beta )) is observed. is, it was found that the transformation to cellulose I β.
−結晶密度の計算−
ＦＴ−ＩＲスペクトルによる結晶型の判定に基づき、セルロースＩα型、Ｉβ型、ＩＩＩＩ型の結晶密度を、それぞれ以下の文献に報告されている単位格子とその構造から算出した。
（１）Ｎｉｓｈｉｙａｍａ，Ｙ．；Ｓｕｇｉｙａｍａ，Ｊ．；Ｃｈａｎｚｙ，Ｈ．；Ｌａｎｇａｎ，Ｐ．Ｃｒｙｓｔａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｉa ｆｒｏｍ ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ Ｘ−ｒａｙ ａｎｄ ｎｅｕｔｒｏｎ ｆｉｂｅｒ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ．Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２５，１４３００−１４３０６（２００３）．
（２）Ｎｉｓｈｉｙａｍａ，Ｙ．；Ｌａｎｇａｎ，Ｐ．；Ｃｈａｎｚｙ，Ｈ．Ｃｒｙｓｔａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｉb ｆｒｏｍ ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ Ｘ−ｒａｙ ａｎｄ ｎｅｕｔｒｏｎ ｆｉｂｅｒ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ．Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２４，９０７４−９０８２（２００２）．
（３）Ｗａｄａ，Ｍ．；Ｃｈａｎｚｙ，Ｈ．；Ｎｉｓｈｉｙａｍａ，Ｙ．；Ｌａｎｇａｎ，Ｐ．Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ＩＩＩI Ｃｒｙｓｔａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ−ｂｏｎｄｉｎｇ ｂｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ Ｘ−ｒａｙ ａｎｄ Ｎｅｕｔｒｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，３７，８５４８−８５５５（２００４）．
算出の結果、セルロースＩα型の結晶密度はおよそ１．６２ｇ／ｃｍ３、セルロースＩβ型の結晶密度はおよそ１．６４ｇ／ｃｍ３、セルロースＩＩＩＩ型の結晶密度はおよそ１．５５ｇ／ｃｍ３であった。
-Calculation of crystal density-
Based on the determination of crystal type by FT-IR spectrum, the crystal densities of cellulose I α type, I β type, and III I type were calculated from the unit cell and its structure reported in the following documents, respectively.
(1) Nishiyama, Y .; Sugiyama, J .; Chanzy, H .; Langan, P .; Crystal Structure and Hydrogen-bonding systems in cellulos I a from synchrotron X-ray and neuron fiber diffractive. J. et al. Am. Chem. Soc. , 125, 14300-14306 (2003).
(2) Nishiyama, Y .; Langan, P .; Chanzy, H .; Crystal Structure and Hydrogen-bonding systems in cellulose Ib from synchrotron X-ray and neuron fiber diffraction. J. et al. Am. Chem. Soc. , 124, 9074-9082 (2002).
(3) Wada, M .; Chanzy, H .; Nishiyama, Y .; Langan, P .; Cellulose III I Crystal Structure and Hydroxy-bonding by Synchrotron X-ray and Neutron Fiber Diffraction, Macromolecules, 37, 8548-8555 (2004).
Calculation results, the cellulose I alpha-type crystal density is about 1.62 g / cm 3, a cellulose I beta-type crystal density is about 1.64 g / cm 3, a cellulose III I type crystal density is about 1.55 g / cm 3 .
−酵素糖化−
上記のようにして得られた各種結晶性セルロースを含む酵素糖化用試料を、それぞれ５０ｍＭ酢酸緩衝液（ｐＨ５．０）に終濃度０．１％になるように添加し、Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ ｖｉｒｉｄｅ由来の酵素製剤（メイセラーゼ、明治製菓）からカラムクロマトグラフィーによって精製して得られたセロビオヒドロラーゼＩを、２８０ｎｍにおける吸光度が０．０４〜１．６になるように添加した。３０℃で３２０分間反応させた後、遠心分離（１５，０００ｇ、３０秒）によって不溶性残渣を取り除き、セロビオヒドロラーゼＩの吸着量を調べるために上澄みの２８０ｎｍにおける吸光度を測定した。更にセロビオース脱水素酵素−チトクロームｃ酸化還元系を用いて、生成物（セロビオース）の濃度を測定した。
-Enzymatic saccharification-
The enzyme saccharification sample containing various crystalline celluloses obtained as described above was added to 50 mM acetate buffer (pH 5.0) to a final concentration of 0.1%, respectively, and an enzyme preparation derived from Trichoderma violet Cellobiohydrolase I obtained by purification by column chromatography from (Mecellase, Meiji Seika) was added so that the absorbance at 280 nm was 0.04 to 1.6. After reacting at 30 ° C. for 320 minutes, insoluble residues were removed by centrifugation (15,000 g, 30 seconds), and the absorbance at 280 nm of the supernatant was measured in order to examine the amount of cellobiohydrolase I adsorbed. Furthermore, the concentration of the product (cellobiose) was measured using a cellobiose dehydrogenase-cytochrome c redox system.
＜結果＞
結果を図２及び図３に示す。
図２に示すように、超臨界アンモニア流体処理をした結晶性セルロース試料（セルロースＩＩＩＩ型）から３２０分間で精製されるセロビオースの量は、前記処理をしていない結晶性セルロース試料（セルロースＩα型／Ｉβ型、Ｉβ型）と比較して約５〜１１倍高くなった。しかしながら、図３に示すように、単位重量あたりの酵素の吸着量では、超臨界アンモニア流体処理をした結晶性セルロース試料（セルロースＩＩＩＩ型）は他の結晶性セルロース試料と比較して１．１〜１．７倍程度しか増加していないことから、超臨界アンモニア流体処理をした結晶性セルロース試料（セルロースＩＩＩＩ型）では吸着した酵素１分子あたりの活性が上昇していることが分かる。
<Result>
The results are shown in FIGS.
As shown in FIG. 2, the amount of cellobiose purified in 320 minutes from the crystalline cellulose sample treated with supercritical ammonia fluid (cellulose III type I ) is the same as the crystalline cellulose sample not treated (cellulose I α Type / I β type, I β type). However, as shown in FIG. 3, in terms of the amount of enzyme adsorbed per unit weight, the crystalline cellulose sample treated with the supercritical ammonia fluid (cellulose III type I ) was 1.1 compared to the other crystalline cellulose samples. Since the increase is only about ˜1.7 times, it is understood that the activity per molecule of the adsorbed enzyme is increased in the crystalline cellulose sample (cellulose III type I ) treated with the supercritical ammonia fluid.
（実施例２：各種バイオマスの超臨界アンモニア流体処理による酵素糖化効率の検討）
＜方法＞
−超臨界アンモニア流体処理−
３０ｍＬ容ポータブルリアクターに、絶乾の各種バイオマス（バガス、シュガービートパルプ、スギ木粉）粗粉砕物（５ｍｍパス）又は結晶性セルロース（アビセル）２００ｍｇを入れ、ドライアイス・メタノールバスで冷却した。このリアクターにアンモニアガスを流入し、試料を完全に液体アンモニアに浸漬させた。リアクターの蓋を閉め、室温で１５分ほど放置した。次いで、１４０℃のオイルバス中にて１時間処理した。このとき、圧力はゆっくりと上昇して２０分後に１３ＭＰａに達して、その後は一定であった（アンモニアの臨界温度Ｔｃ＝４０５．６Ｋ、臨界圧力Ｐｃ＝１１．２８ＭＰａ）。処理後、リアクターをオイルバスから取り出し、ドラフト中で直ちにアンモニアガスをリークした。処理後の各種試料（セルロースＩＩＩＩ型を含む）をメタノールで洗浄し、乾燥させた。
(Example 2: Examination of enzymatic saccharification efficiency by supercritical ammonia fluid treatment of various biomass)
<Method>
-Supercritical ammonia fluid treatment-
Various dry biomass (bagasse, sugar beet pulp, cedar wood flour), coarsely pulverized product (5 mm pass) or crystalline cellulose (Avicel) 200 mg was placed in a 30 mL portable reactor and cooled in a dry ice / methanol bath. Ammonia gas was introduced into the reactor, and the sample was completely immersed in liquid ammonia. The reactor lid was closed and left at room temperature for about 15 minutes. Subsequently, it processed in the 140 degreeC oil bath for 1 hour. At this time, the pressure rose slowly, reached 13 MPa after 20 minutes, and then remained constant (critical temperature of ammonia Tc = 405.6 K, critical pressure Pc = 111.28 MPa). After the treatment, the reactor was taken out from the oil bath, and ammonia gas was immediately leaked in the draft. Various samples after processing (including cellulose III I type) and washed with methanol and dried.
−酵素糖化−
未処理のバイオマス粗粉砕物、及び上記超臨界アンモニア流体処理物を、５０ｍＭ酢酸緩衝液（ｐＨ５．０）に終濃度１．０％になるように添加し、Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ ｒｅｅｓｅｉ由来のセルラーゼ（Ｓｉｇｍａ社製）及びＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ由来のセロビアーゼ（Ｓｉｇｍａ社製）をそれぞれ終濃度０．０２ｍｇ／ｍｌになるように添加し、３７℃で２４時間、回転振とう器（１２ｒｐｍ）によってインキュベートした。その後、不溶性残渣を遠心分離（１０，０００ｇ、５分）によって取り除き、得られた上清のグルコース濃度をグルコーステストＣＩＩワコー（和光純薬社製）によって測定した。
-Enzymatic saccharification-
Untreated biomass coarsely pulverized product and the above supercritical ammonia fluid treated product were added to 50 mM acetate buffer (pH 5.0) to a final concentration of 1.0%, and cellulase derived from Trichoderma reesei (manufactured by Sigma) ) And Aspergillus niger- derived cellobiase (Sigma) were added to a final concentration of 0.02 mg / ml, respectively, and incubated at 37 ° C. for 24 hours with a rotary shaker (12 rpm). Thereafter, the insoluble residue was removed by centrifugation (10,000 g, 5 minutes), and the glucose concentration of the obtained supernatant was measured by a glucose test CII Wako (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
＜結果＞
図４に示すように、各種バイオマスの超臨界アンモニア流体処理物（セルロースＩＩＩＩ型を含む）を酵素糖化させ、得られる遊離グルコースを未処理のバイオマスの場合と比較したところ、アビセルでは得られる遊離グルコース量が１．４倍程度に増加し、更に、シュガービートパルプでは２．４倍、スギ木粉では２．６倍、バガスでは７．３倍もの遊離グルコース量の増加がみられた。
<Result>
As shown in FIG. 4, the supercritical ammonia-fluid treatment of various biomass (including cellulose III I type) is enzymatic saccharification, it was compared with the case of biomass untreated free glucose obtained, resulting in Avicel free The amount of glucose increased to about 1.4 times, and the sugar free pulp increased 2.4 times, the cedar wood flour increased 2.6 times, and the bagasse increased 7.3 times as much free glucose.
（実施例３：液体アンモニア、エチレンジアミンによる処理）
＜方法＞
−液体アンモニアによる処理−
３０ｍＬ容ポータブルリアクターに、実施例１で得られた絶乾のシオグサセルロース２００ｍｇを入れ、ドライアイス・メタノールバス（大体−９０℃）で冷却した。このリアクターにアンモニアガスを流入し、試料を完全に液体アンモニアに浸漬させた。３時間保持した後、セルロースを取り出し、メタノールで洗浄し、乾燥させた。
−エチレンジアミンによる処理−
５０ｍＬ容バイアルビンに、実施例１で得られた絶乾のシオグサセルロース２００ｍｇを入れ、エチレンジアミン２０ｍＬを加えた。室温で一晩保持した後、セルロースを取り出し、メタノールで洗浄し、乾燥させた。
(Example 3: Treatment with liquid ammonia and ethylenediamine)
<Method>
-Treatment with liquid ammonia-
A 30 mL portable reactor was charged with 200 mg of the absolutely dry Shiogusa cellulose obtained in Example 1 and cooled in a dry ice / methanol bath (approximately -90 ° C.). Ammonia gas was introduced into the reactor, and the sample was completely immersed in liquid ammonia. After holding for 3 hours, the cellulose was taken out, washed with methanol and dried.
-Treatment with ethylenediamine-
In a 50 mL vial, 200 mg of the absolutely dry Siouxa cellulose obtained in Example 1 was placed, and 20 mL of ethylenediamine was added. After holding at room temperature overnight, the cellulose was removed, washed with methanol, and dried.
＜結果＞
液体アンモニア処理、エチレンジアミン処理により、いずれも、セルロースＩ型がセルロースＩＩＩＩ型に変態したことを、Ｘ線回折、ＦＴ−ＩＲにより確認した。液体アンモニア、エチレンジアミンを用いた場合では、前記超臨界アンモニア流体を用いた場合よりもセルロースＩＩＩＩ型の生産効率に劣るものの、結晶性の低いセルロースＩＩＩＩ型が得られ、そのため、酵素糖化の効率はよくなることが予想される。
<Result>
It was confirmed by X-ray diffraction and FT-IR that cellulose I type was transformed into cellulose III type I by liquid ammonia treatment and ethylenediamine treatment. In the case of using liquid ammonia and ethylenediamine, cellulose III type I having low crystallinity is obtained, although the production efficiency of cellulose III type I is lower than that in the case of using the supercritical ammonia fluid. Therefore, the efficiency of enzymatic saccharification Is expected to improve.
以上の実施例の結果から、セルロースＩＩＩＩ型を含む試料を酵素糖化の対象物として用いることにより、天然型セルロースであるセルロースＩ型を含む試料を用いた場合と比較して、酵素１分子あたりの活性を上昇させることができ、酵素糖化の効率を格段に高めることができることが示された。また、天然型セルロースであるセルロースＩ型を含むバイオマス原料を超臨界アンモニア流体で処理することにより、より効率的にセルロースＩＩＩＩ型を含む試料を得ることができ、これにより、バイオマス原料の種類に関わらず、酵素糖化の効率を格段に高めることができることが示された。
セルロースＩＩＩＩ型は天然型セルロースであるセルロースＩ型よりも結晶密度が低く、したがって、前記したような酵素糖化効率の向上は、セルロースの結晶密度の低さに起因した効果であると考えられる。したがって、セルロースＩ型の結晶密度よりも低い結晶密度を有するセルロースであれば、前記したセルロースＩＩＩＩ型同様、酵素糖化の効率を高める効果が得られることが示唆される。
From the results of the above examples, by using a sample containing cellulose III type I as a target for enzymatic saccharification, per molecule of enzyme compared to the case of using a sample containing cellulose type I, which is natural cellulose. It has been shown that the activity of saccharification can be increased and the efficiency of enzymatic saccharification can be significantly increased. Further, by treating a biomass raw material containing cellulose type I, which is a natural type cellulose, with a supercritical ammonia fluid, a sample containing cellulose III type I can be obtained more efficiently. Nevertheless, it has been shown that the efficiency of enzymatic saccharification can be significantly increased.
Cellulose III I type low crystal density than cellulose I type is a natural cellulose, therefore, improvement of the enzymatic saccharification efficiency as described above is considered to be effective due to low crystal density of the cellulose. Therefore, it is suggested that if the cellulose has a crystal density lower than that of cellulose I type, the effect of increasing the efficiency of enzymatic saccharification can be obtained as in the case of cellulose III type I described above.
本発明の糖の製造方法、エタノールの製造方法、及び乳酸の製造方法によれば、糖の生産効率、エタノールの生産効率、及び乳酸の生産効率を格段に向上させることができる。また、本発明の酵素糖化用セルロース及び酵素糖化用セルロースの製造方法によれば、前記した本発明の糖の製造方法、エタノールの製造方法、及び乳酸の製造方法に好適な酵素糖化対象物を効率的に提供することができる。したがって、本発明の糖の製造方法、エタノールの製造方法、及び乳酸の製造方法、並びに、酵素糖化用セルロース及び酵素糖化用セルロースの製造方法は、例えば、近年注目されている、環境に優しい燃料を産出することを目的としたバイオマス原料からのエタノール製造、また、環境に優しい生分解性プラスチックの製造等に、好適に利用可能である。 According to the sugar production method, ethanol production method, and lactic acid production method of the present invention, sugar production efficiency, ethanol production efficiency, and lactic acid production efficiency can be significantly improved. Further, according to the cellulose for enzymatic saccharification and the method for producing cellulose for enzymatic saccharification according to the present invention, an enzyme saccharification target suitable for the above-described sugar manufacturing method, ethanol manufacturing method, and lactic acid manufacturing method of the present invention is efficiently used. Can be provided. Therefore, the method for producing sugar, the method for producing ethanol, the method for producing lactic acid, and the method for producing cellulose for enzymatic saccharification and the method for producing cellulose for enzymatic saccharification according to the present invention, for example, use an environmentally friendly fuel that has been attracting attention in recent years. It can be suitably used for the production of ethanol from biomass raw materials intended for production, the production of environmentally friendly biodegradable plastics, and the like.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006354706A JP5109121B2 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Method for producing sugar, method for producing ethanol, method for producing lactic acid, cellulose for enzymatic saccharification used therein and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006354706A JP5109121B2 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Method for producing sugar, method for producing ethanol, method for producing lactic acid, cellulose for enzymatic saccharification used therein and method for producing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008161125A JP2008161125A (en) | 2008-07-17 |
| JP5109121B2 true JP5109121B2 (en) | 2012-12-26 |
Family
ID=39691410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006354706A Active JP5109121B2 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Method for producing sugar, method for producing ethanol, method for producing lactic acid, cellulose for enzymatic saccharification used therein and method for producing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5109121B2 (en) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8968515B2 (en) | 2006-05-01 | 2015-03-03 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Methods for pretreating biomass |
| CN102787149B (en) | 2006-05-01 | 2015-07-15 | 密歇根州立大学董事会 | Process for the treatment of lignocellulosic biomass |
| US9206446B2 (en) | 2006-05-01 | 2015-12-08 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Extraction of solubles from plant biomass for use as microbial growth stimulant and methods related thereto |
| SG172038A1 (en) | 2008-12-09 | 2011-07-28 | Toray Industries | Method for producing sugar liquid |
| JP5469881B2 (en) * | 2009-02-27 | 2014-04-16 | 国立大学法人 東京大学 | Method for producing sugar, method for producing ethanol, method for producing lactic acid, and method for producing raw material for enzyme saccharification used in these |
| JP2011000071A (en) * | 2009-06-19 | 2011-01-06 | Univ Of Tokyo | Method for treating biomass raw material, method for producing sugar, method for producing ethanol and method for producing lactic acid |
| AU2010289797B2 (en) | 2009-08-24 | 2014-02-27 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Pretreated densified biomass products |
| US8945245B2 (en) | 2009-08-24 | 2015-02-03 | The Michigan Biotechnology Institute | Methods of hydrolyzing pretreated densified biomass particulates and systems related thereto |
| US10457810B2 (en) | 2009-08-24 | 2019-10-29 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Densified biomass products containing pretreated biomass fibers |
| JP2011160753A (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-25 | Univ Of Tokyo | Method for producing sugar, method for producing ethanol and method for producing lactic acid |
| US9034627B2 (en) | 2010-03-01 | 2015-05-19 | Toray Industries, Inc. | Method for producing glucosidase, enzyme composition, and method for hydrolyzing biomass |
| BR112012022332A2 (en) | 2010-03-10 | 2019-09-24 | Toray Industries | "method of production of aqueous refined sugar solution and method of production of a chemical" |
| CN102791873A (en) | 2010-03-15 | 2012-11-21 | 东丽株式会社 | Manufacturing method for sugar solution and device for same |
| CA2792095C (en) | 2010-03-15 | 2018-04-24 | Toray Industries, Inc. | Manufacturing method for sugar solution and device for same |
| JP5681923B2 (en) * | 2010-03-29 | 2015-03-11 | 愛知県 | Method for producing high-concentration saccharified solution |
| US9650657B2 (en) | 2010-04-19 | 2017-05-16 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Methods for producing extracted and digested products from pretreated lignocellulosic biomass |
| WO2011162009A1 (en) | 2010-06-24 | 2011-12-29 | 東レ株式会社 | Process for production of aqueous refined sugar solution |
| WO2012118171A1 (en) | 2011-03-03 | 2012-09-07 | 東レ株式会社 | Method for producing sugar solution |
| JP6136267B2 (en) | 2011-03-29 | 2017-05-31 | 東レ株式会社 | Method for producing sugar solution |
| US8986459B2 (en) | 2011-03-29 | 2015-03-24 | Toray Industries, Inc. | Method for manufacturing a sugar solution by adding a polymer to the starting solution before filtration |
| RU2597199C2 (en) | 2011-07-29 | 2016-09-10 | Торэй Индастриз, Инк. | Method for sugar solution production |
| RU2588630C2 (en) | 2011-07-29 | 2016-07-10 | Торэй Индастриз, Инк. | Method of making auxiliary filtration material |
| JP2013143918A (en) * | 2012-01-13 | 2013-07-25 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | Method for producing raw material for enzymatic saccharification, method for producing sugar, and method for producing ethanol |
| JP2013162777A (en) | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | Method for producing sugar solution, sugar solution, and method for producing ethanol |
| WO2013121573A1 (en) | 2012-02-17 | 2013-08-22 | 住友商事株式会社 | Method for decomposing soft biomass |
| US10202660B2 (en) | 2012-03-02 | 2019-02-12 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Methods for increasing sugar yield with size-adjusted lignocellulosic biomass particles |
| WO2014024989A1 (en) | 2012-08-10 | 2014-02-13 | 東レ株式会社 | Method for producing coumaramide |
| US9976160B2 (en) | 2013-07-09 | 2018-05-22 | Toray Industries, Inc. | Method of producing sugar liquid |
| CN105237642B (en) * | 2015-11-09 | 2017-08-22 | 华东理工大学 | The activation of cellulose in supercritical fluid environment |
| CA3014555C (en) | 2016-02-17 | 2024-02-13 | Toray Industries, Inc. | Method for producing sugar alcohol |
| BR102018004591B1 (en) | 2017-03-08 | 2019-11-12 | Univ Michigan State | biomass pretreatment method |
| US11440999B2 (en) | 2017-07-07 | 2022-09-13 | Board Of Trustees Of Michigan State University | De-esterification of biomass prior to ammonia pretreatment |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101155925B (en) * | 2005-04-12 | 2012-05-09 | 纳幕尔杜邦公司 | Process for biomass treatment to obtain ethanol |
-
2006
- 2006-12-28 JP JP2006354706A patent/JP5109121B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008161125A (en) | 2008-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5109121B2 (en) | Method for producing sugar, method for producing ethanol, method for producing lactic acid, cellulose for enzymatic saccharification used therein and method for producing the same | |
| He et al. | Lignocellulosic butanol production from Napier grass using semi-simultaneous saccharification fermentation | |
| ES2576485T3 (en) | Biomass processing | |
| JP5469881B2 (en) | Method for producing sugar, method for producing ethanol, method for producing lactic acid, and method for producing raw material for enzyme saccharification used in these | |
| AU2011242896C1 (en) | Digestible lignocellulosic biomass and extractives and methods for producing same | |
| JP2009528035A (en) | Production method of liquid fuel with new biomass | |
| CN105907813A (en) | biomass processing | |
| WO2010147218A1 (en) | Biomass feedstock processing method, sugar production method, ethanol production method, and lactic acid production method | |
| WO2011099558A1 (en) | Sugar production method, ethanol production method, and lactic acid production method | |
| WO2013106113A2 (en) | Integrated processes for conversion of lignocellulosic biomass to bioproducts and systems and apparatus related thereto | |
| Sawarkar et al. | Bioethanol from various types of banana waste: A review | |
| Sheikh et al. | A synergistic effect of pretreatment on cell wall structural changes in barley straw (Hordeum vulgare L.) for efficient bioethanol production | |
| Hashem et al. | Recycling rice straw into biofuel | |
| Indira et al. | Saccharification of lignocellulosic biomass using seawater and halotolerant cellulase with potential application in second-generation bioethanol production | |
| Tang et al. | Enhancing enzymatic saccharification of sunflower straw through optimal tartaric acid hydrothermal pretreatment | |
| Goel et al. | Ethanol production from rice (Oryza sativa) straw by simultaneous saccharification and cofermentation | |
| Shankar et al. | Fungal-integrated second-generation lignocellulosic biorefinery: utilization of agricultural biomass for co-production of lignocellulolytic enzymes, mushroom, fungal polysaccharides, and bioethanol | |
| Ma et al. | Combination of steam explosion and ionic liquid pretreatments for efficient utilization of fungal chitin from citric acid fermentation residue | |
| Corredor | Pretreatment and enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass | |
| Smuga-Kogut et al. | Influence of the crystalline structure of cellulose on the production of ethanol from lignocellulose biomass | |
| JP2011010597A (en) | Sugar and method for producing sugar, method for producing ethanol and method for producing lactic acid | |
| Trung et al. | Research to produce ethanol from seaweed biomass Cladophora sp | |
| Liu et al. | Bacterial Cellulose Production by Acetobacter xylinum CGMCC 1.2378 Using Coconut Shell Acid Hydrolysate as Carbon Source | |
| Gönen et al. | Optimization of sugar beet pulp pre-treatment with weak and strong acid under pressure and non-pressure conditions via RSM | |
| Hakim et al. | Bioethanol production from seaweed processing waste by simultaneous saccharification and fermentation (SSF) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091225 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120612 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120813 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120911 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |