JP5311548B2 - 稲の糖化法 - Google Patents
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Description
請求項2に係る本発明は、「稈が濃縮された画分」を、粉砕処理及び/または80℃以上130℃以下の加熱処理を行った後、セルロース分解酵素、澱粉分解酵素、β-(1→3), (1→4)グルカン分解酵素及びヘミセルロース分解酵素からなる群より選ばれた少なくとも一種類の酵素を含む条件において酵素糖化することを特徴とする、請求項1に記載の稲の糖化法である。
請求項3に係る本発明は、稈とそれ以外の茎葉部とを分離することにより得られた「稈が濃縮された画分」以外の画分を、粉砕処理を行った後、酸処理、アルカリ処理及び水熱処理からなる群より選ばれた少なくとも一種類の前処理を行い、酵素糖化することを特徴とする、請求項1または2に記載の稲の糖化法である。
請求項4に係る本発明は、稲茎葉部が、稲の地上部を刈り取り、籾を分離した後の植物体地上部またはその切断物であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の稲の糖化法である。
請求項5に係る本発明は、「稈が濃縮された画分」を、含水率を20%(w/w)以下に下げた状態で貯蔵した後に、酵素糖化することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の稲の糖化法である。
請求項6に係る本発明は、稈とそれ以外の茎葉部との結合部を分断する方法が、磨砕による方法であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の稲の糖化法である。
請求項7に係る本発明は、稈とそれ以外の茎葉部とを分離する方法が、稈とそれ以外の茎葉部の比重差により分離する方法であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の稲の糖化法である。
請求項8に係る本発明は、稈とそれ以外の茎葉部とを分離する工程の前に、稈を加圧して潰すことにより稈の空隙サイズを低下させることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の稲の糖化法である。
請求項9に係る本発明は、稈とそれ以外の茎葉部とを分離する方法が、風に飛ばされる際の挙動差により両者を分離する方法であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の稲の糖化法である。
請求項10に係る本発明は、請求項1〜9のいずれかに記載の稲の糖化法を用いることを特徴とする、エタノールの製造法である。
発酵源として有用な糖質は、主に、稲の茎葉部(稈、葉鞘および葉(身)を主体とする。)、籾(玄米部および籾殻を主体とする。)および根部に存在する。米を収穫するための通常の稲作では、収穫工程において地上部を刈り取り、脱穀後に稲茎葉部(いわゆる「稲わら」。)を適宜、切断して束ねて分離する。この操作で、稲は圃場に残される根部および僅かな稲茎葉部、収穫物としての籾、そして稲茎葉部に分離されることとなる。茎葉部は、圃場に鍬込まれる場合もあるが、適宜、束ねられたり、ロールべーラー等により回収されたりした後、サイレージとして高湿・嫌気条件下で保存されたり、敷き藁等として供給するため、天日乾燥や室内での自然乾燥などの方法で乾燥されたりする。多くの場合、糖化原料として期待が高い「稲わら」とは、このように敷き藁等として供給するために回収された稲茎葉部に近い形で供給されるものと考えられる。
しかしながら、これらの糖は易分解性であることから、収穫後に屋外雨ざらし条件のように、高湿度条件下・常温で放置することにより、容易に微生物分解を受けることとなる。また、前処理工程に高温処理を用いる場合、これらの易分解性糖質は溶出してしまうことから、前処理反応後の不溶画分を洗浄回収することにより、これらの糖質は流亡することとなる。それだけでなく、フラクトースは、酸加水分解工程において過分解を受けやすいことから、酸を用いて前処理・糖化を行う前に分離する必要がある。フラクトースやグルコースなどの還元糖はアルカリ存在下でメイラード反応を起こすことから、アンモニア水やアンモニア処理を行う前に分離する必要がある。
このように、本発明者は、草本系原料からの易分解糖質回収を含む糖化工程を開発するために、多くの要因を考慮する必要があることを発見した。
この問題を解決するためには、稲茎葉部を乾燥した後に保存することが極めて有効である。しかしながら、稲茎葉部全体を乾燥処理すると、乾燥コストが極めて高くなり、糖化原料として供給する際のコストを押し上げる原因となる。
稲わらでは、稈とそれ以外の部分の重量比は大体1:2程度であり、稈は全体の1/3前後の重量となる。易分解性糖質を豊富に含む稈の部分だけを分離すれば、雨ざらしなどの高湿度条件での放置を避けるべき画分の量を1/3前後に減少させることができ、乾燥コストを低減することができる。稈以外の部分は、易分解性糖質が少なく、雨ざらしなどの高湿度条件下でもグルカンやキシランなどの消失が少ないことから、分離後にはその回収や乾燥に時間的余裕ができる。
本発明は、稲茎葉部を構成する稈とそれ以外の部分を分離した後に、各々を別々に処理することを特徴とするものである。
稲茎葉部とは、成熟期に稲を収穫した地上部から籾を除去したものまたはその切断物(いわゆる「稲わら」と言われるもの。)や、成熟期より前の稲植物体を収穫した際の地上部全体またはその切断物を示す。また、稲植物体全体をホールプラントとして利用する際に、収穫後に籾が付着した状態の稲植物体地上部のうち、籾以外の、稈、葉鞘および葉(身)を主体とする部分も稲茎葉部と定義する。稲の機械収穫を行う際には、通常、地際より数cm〜十数cm高い部分から刈り取るが、本発明における稲茎葉部は、地際近くで地上部を刈り取る場合の茎葉部も含まれる。また、コンバインにより稲を収穫する際には、適宜、脱穀を行った後、残った稲茎葉部(いわゆる「稲わら」)を収穫時の長さのものとして排出したり、数cmの長さに切断した後に排出したりすることができる。
また、本発明の糖化法をエタノールの製造法に応用するにあたっては、前記のように糖化液を得てからそれを原料としてエタノール発酵を行う方法だけでなく、糖化工程が終了する前にエタノール発酵を行う微生物を添加して糖化工程とエタノール発酵工程を並行して進行させる「並行複発酵」方式を採ることもできる。
なお、組換え大腸菌などの遺伝子組換え技術によってエタノール発酵効率を向上させた微生物などを用いて行うことができるが、グルコースやフラクトースなどの六炭糖のみに注目し、酵母やザイモモナス属細菌などの非組換え微生物を用いることにより、遺伝子組換え微生物の拡散防止措置のための設備コストや管理コストを抑えることが可能となる。
本発明においては、糖化処理工程と発酵工程を分離し、得られた糖液をバッチ式または連続式発酵槽に移すことも可能であるが、糖化処理工程と発酵工程を同時に行うという、いわゆる「並行複発酵」を行うことは、省スペース化かつ処理時間短縮などの効果の点から特に望ましい。
糖化液の糖類の濃度が高い方が、発酵効率や蒸留効率が向上するが、操作性を考慮した場合、前記範囲であることが好ましい。例えば、リグノセルロース系原料を懸濁させる際には、かさ高くなり、撹拌等の操作性が低下する。
また、糖化液の糖類の濃度が0.5%程度(好ましくは5%)より低い場合、十分なエタノール量を生産することができず望ましくない。
なお、糖化反応とエタノール発酵を同時に行う並行複発酵を行う際には、生成されることが期待される糖類の濃度が、上記所定の範囲内に入るよう、原料である稲わらの量を調整すべきである。例えば、本発明における糖化法により、乾燥原料(乾燥稲わら)1グラムから0.25グラムのグルコースの生成が期待できる場合、並行複発酵を行う反応液に対して2%以上の前記乾燥原料(乾燥稲わら)を用いることで、0.5%以上のグルコースが生成されることが期待される。
また、糖化反応とエタノール発酵を同時に行う並行複発酵を行った場合、発酵後に、並行複発酵に用いた液を次の原料を含む発酵槽に移動させることにより、液に含まれる糖化酵素と酵母をそのまま次の原料に対して再度作用させることができる。
(1)稈と葉鞘・葉身の物理的強度テスト
稲わら20 g[品種名:ミルキークィーン、成熟期の稲わら(水分含量10%以下)を刈り取ってすぐ4℃の低温室に保管したもの]の各節から3 mm上及び3 mm下を切断し、稈とそれ以外の茎葉部(葉鞘と葉身)を手作業で分離した。分離された稈と葉鞘・葉身部をさらに長さ1 cmになるように切断して各2gを量り取り、ニューパワーミル PM−2002(大阪ケミカル社)を用いて最大回転条件下で1分間粉砕を行った。10分間静置した後、メッシュサイズ4 mm、2 mm、1 mm、500 μm、250 μm、125 μm、63 μm、20 μmの篩(東京スクリーン社)を用いて破砕粒子サイズ分布を調べた。
稈部(平均粒子サイズ200 μm)の全粉砕物を上記メッシュサイズ250 μmの篩で分け、粒子サイズ250 μm以下と以上の粉砕物をそれぞれ100 mg量り取った。これを2段階硫酸処理(72%硫酸、1 ml、30℃で1時間処理後、硫酸濃度9%になるようにメスアップし、100℃で2時間処理)を行い、一部サンプリングして10% NaOH水溶液で中和した後、グルコースC-IIテストワコー(和光純薬工業株式会社)を用いてグルコース量を測定した。
(1)稈部と葉鞘・葉身部からの粉砕物の調製
稲わら10 g [品種名:コシヒカリ、成熟期の稲わらを刈り取って天日干ししたものを室温で保管したもの(水分含量10%以下)]を、長さ1 cm間隔で切断して5 gずつ量り取り、ニューパワーミル PM−2002(大阪ケミカル社)を用いて、粉砕物が500 μmの篩を全量通過するまで粉砕を繰り返し行った。これを稲わら全体の成分データ取得のために用いた。
稲わらと各画分試料(粒子サイズ500 μm以下、水分含量10%以下)の乾重あたりの澱粉率の計算はTotal starch kit(メガザイム社)で行った。
稲わらと各画分試料(粒子サイズ500 μm以下、水分含量10%以下)の乾重あたりのβ-(1→3), (1→4)-グルカン率の計算はMixed-linkage Beta-glucan kit(メガザイム社)で行った。
稲わらと各画分試料(粒子サイズ500 μm以下、水分含量10%以下)の乾重あたりのシュークロース率の計算はSucrose, D-fructose and D-glucose kit(メガザイム社)で行った。
稲わらと各画分試料(粒子サイズ500 μm以下、水分含量10%以下)の乾重あたりのフラクトース率の計算はSucrose, D-fructose and D-glucose kit(メガザイム社)で行った。
以上の測定結果を表1に示す。コシヒカリは全粉末に対する乾重あたりの澱粉率は2.18%を示していた。また、稈部と葉鞘・葉身部の間では澱粉率に顕著な差がみられ、全易分解性糖質含有率は稈部が1.78%で葉鞘・葉身部(0.54%)より高い値を示した。
Glc.:Glucose、Fru.:Fructose、Suc.:Sucrose
全含有量1:各試料30 g当たりの全易分解性糖質量(g)
量率2:易分解性糖質量率(%)=[各試料中の全易分解性糖質量(g)/稈と葉鞘・葉身の全易分解性糖質量の合計(g)]×100
稲わらには、易分解性糖質以外にも、グルコースを単位とするセルロースやキシロースなどを単位とするヘミセルロースが含まれている。これらのセルロースとヘミセルロースは、その結晶構造・化学修飾・位置関係などからセルラーゼ製剤とヘミセルラーゼ製剤などによる酵素分解を受けにくくなっている。そこで、未分離稲わらと、手で分離した稈と葉鞘・葉身部位と、機械的に分離した当該部位のそれぞれの易分解性糖質を含み、セルロースとヘミセルロースの糖化実験を行った。
グリカン糖化率(%)=(酵素糖化後の遊離グルコース量/各試料の総グルコース量)×100
セルロース糖化率(%)=[(酵素糖化後の遊離グルコース量−易分解性糖質由来のグルコース量)/(総グルコース量−易分解性糖質由来のグルコース量)]×100
ヘミセルロース糖化率(%)=(酵素糖化後の分解キシラン量/各試料の総キシラン量)×100
コシヒカリの葉鞘・葉身[実施例1、2]部位は易分解性糖質率(0.54%)と総糖化率(13.16%)が最も低く、糖化反応には化学または物理的前処理が必要とされる。そこで、易分解性糖質率と総糖化率が低いコシヒカリの葉鞘・葉身部位の全糖化率を上げるために以下の検討を行った。
稲わら10 g[品種名:ミルキークィーン、成熟期の稲わら(水分含量10%以下)を刈り取ってすぐ4℃の低温室に保管したもの]を、長さ1 cm間隔で切断して実施例1に従って破砕・糖化・易分解性糖質の定量を行った。また、上記稲わら30 g[品種名:ミルキークィーン]を、実施例1によって稈とそれ以外の茎葉部(葉鞘と葉身)を分離した。分離された稈と葉鞘・葉身部の重さを量り、実施例1に従って粉砕・糖化・易分解性糖質の定量を行った。
Glc.:Glucose、Fru.:Fructose、Suc.:Sucrose
全含有量1:各試料30 g当たりの全易分解性糖質量(g)
量率2:易分解性糖質量率(%)=[各試料中の全易分解性糖質量(g)/稈と葉鞘・葉身の全易分解性糖質量の合計(g)]×100
ミルキークィーン原料をグラインダミルで潰し、筒を使って分離したものの低比重部、高比重部の成分データ、硫酸2段階糖化データ、酵素糖化データ]
実施例4で用いた30 gの稲わら[品種名:ミルキークィーン]を長さ3 cm間隔で裁断し、グラインダミル(RDI−15、グローエンジニアリング社)に投入し、回転グラインダ(直径15 cm)と固定グラインダ(直径15 cm)の砥石間隙を500 μm、回転数は1000 rpmでの条件下で擦り潰しながら粉砕を行い、粉砕物をメッシュサイズ1 mmの篩にかけて粒子サイズ1 mm以下の微粉砕稲わらを回収して重さを量った。粒子サイズ1 mm以上の稲わら粉砕物(20.5 g)は長さ1 m×内径 7 cmの上部開放式円筒管に入れ、下から1 L/secの空気を通気して比重差による分離を行った。比重差により円筒管の上部から飛ばされた破砕物を低比重部として回収し、円筒管内に残った稲わら粉砕物を高比重部として回収して、それぞれ重さを量った。回収された稲わらの粉砕物(1 mm 篩通過部、高比重部、低比重部)をさらにウェレミルを用いて粒子サイズ0.5 mm以下に破砕をした。
1 :各試料の乾重あたりの全易分解性糖質含有率
2 :各試料30 gから機械的分離したサンプル稲わらの全易分解性糖質量
3 :実施例4によって分離された稈部位(乾重10.6 g)に対する各試料の乾重比
4 :実施例4によって分離された稈部位(易分解性糖質率91.8%)に対する各試料の易分解性糖質率比
5 :実施例4によって分離された稈部位(全易分解性糖質量2.97 g)に対する各試料の全易分解性糖質量比
6 :実施例4によって分離された稈部位の乾重・易分解性糖質含有率
ミルキークィーン原料をローラーを通し、3 cmに切ってグラインダミルで潰し、筒を使って分離したものの低比重部、高比重部の成分データ、硫酸2段階糖化データ、酵素糖化データ]
実施例4で用いた30 gの稲わら[品種名:ミルキークィーン]を、100 kgの負荷がかかった間隙0 mmのローラー(鉄製、直径14 cm)を垂直方向で通過させながら潰した。その後、長さ3 cm間隔で裁断してグラインダミル(RDI−15、グローエンジニアリング社)に投入し、実施例5に従い粉砕を行った。ただし、粉砕後に実施例5で行った、メッシュサイズ1 mmの篩を用いた分離は実施せず、粉砕後の回収分全量を用いて以下の実験を行った。すなわち、粉砕後、全量の28.1 gの粉砕物から実施例5に従って低比重部と高比重部の分離・破砕を行った。その後、実施例1に従い易分解性糖質の糖化反応と定量実験を行い、乾重あたりの含有率と全易分解性糖質量を計算した。乾重回収率・糖濃縮率・糖回収率は実施例5に従い計算した。
1 :各試料の乾重あたりの全易分解性糖質含有率
2 :各試料30 gから機械的分離したサンプル稲わらの全易分解性糖質量
3 :実施例4によって分離された稈部位(乾重10.6 g)に対する各試料の乾重比
4 :実施例4によって分離された稈部位(易分解性糖質率91.8%)に対する各試料の易分解性糖質率比
5 :実施例4によって分離された稈部位(全易分解性糖質量2.97 g)に対する各試料の全易分解性糖質量比
6 :実施例4によって分離された稈部位の乾重・易分解性糖質含有率
Glc.:Glucose
総Glc.率1、総キシラン率1:2段階硫酸処理で測定(各試料の乾重あたり対する率)
2:実施例4によって分離された稈部位のグリカン糖化率、セルロース糖化率及びヘミセルロース糖化率
ミルキークィーン原料をローラーを通し、1 cmに切ってグラインダミルで潰し、筒を使って分離したものの低比重部、高比重部の成分データ、硫酸2段階糖化データ、酵素糖化データ]
実施例4で用いた30 gの稲わら[品種名:ミルキークィーン]を、100 kgの負荷がかかった間隙0 mmのローラー(鉄製、直径14 cm)を垂直方向で通過させながら潰した。その後、長さ1 cm間隔で裁断してグラインダミル(RDI−15、グローエンジニアリング社)に投入し、実施例5に従い粉砕を行った。粉砕後、メッシュサイズ1 mmの篩にかけて粒子サイズ1 mm以下の微粉砕稲わらを回収して重さを量った。残りの25.2 gの粉砕物は実施例5に従って低比重部と高比重部の分離・破砕を行った。その後、1mm 篩通過部、高比重部、低比重部の易分解性糖質の糖化反応と定量実験を実施例1に従って行い、乾重あたりの含有率と全易分解性糖質量を計算した。乾重回収率・糖濃縮率・糖回収率は実施例5に従い計算した。
1 :各試料の乾重あたりの全易分解性糖質含有率
2 :各試料30 gから機械的分離したサンプル稲わらの全易分解性糖質量
3 :実施例4によって分離された稈部位(乾重10.6 g)に対する各試料の乾重比
4 :実施例4によって分離された稈部位(易分解性糖質率91.8%)に対する各試料の易分解性糖質率比
5 :実施例4によって分離された稈部位(全易分解性糖質量2.97 g)に対する各試料の全易分解性糖質量比
6 :実施例4によって分離された稈部位の乾重・易分解性糖質含有率
Glc.:Glucose
総Glc.率1、総キシラン率1:2段階硫酸処理で測定(各試料の乾重あたり対する率)
2:実施例4によって分離された稈部位のグリカン糖化率、セルロース糖化率及びヘミセルロース糖化率
ミルキークィーン原料をローラーを通し、2 cmに切ってグラインダミルで潰し、筒を使って分離したものの低比重部、高比重部の成分データ、硫酸2段階糖化データ、酵素糖化データ]
実施例4で用いた30 gの稲わら[品種名:ミルキークィーン]を、100 kgの負荷がかかった間隙0 mmのローラー(鉄製、直径14 cm)を垂直方向で通過させながら潰した。その後、長さ2 cm間隔で裁断してグラインダミル(RDI−15、グローエンジニアリング社)に投入し、実施例5に従い粉砕を行った。粉砕後、メッシュサイズ1 mmの篩にかけて粒子サイズ1 mm以下の微粉砕稲わらを回収して重さを量った。残りの25.7gの粉砕物は実施例5に従って低比重部と高比重部の分離・破砕を行った。その後、1 mm 篩通過部、高比重部、低比重部の易分解性糖質の糖化反応と定量実験を実施例1に従って行い、乾重あたりの含有率と全易分解性糖質量を計算した。乾重回収率・糖濃縮率・糖回収率は実施例5に従い計算した。
1 :各試料の乾重あたりの全易分解性糖質含有率
2 :各試料30 gから機械的分離したサンプル稲わらの全易分解性糖質量
3 :実施例4によって分離された稈部位(乾重10.6 g)に対する各試料の乾重比
4 :実施例4によって分離された稈部位(易分解性糖質率91.8%)に対する各試料の易分解性糖質率比
5 :実施例4によって分離された稈部位(全易分解性糖質量2.97 g)に対する各試料の全易分解性糖質量比
6 :実施例4によって分離された稈部位の乾重・易分解性糖質含有率
Glc.:Glucose
総Glc.率1、総キシラン率1:2段階硫酸処理で測定(各試料の乾重あたり対する率)
2:実施例4によって分離された稈部位のグリカン糖化率、セルロース糖化率及びヘミセルロース糖化率
ミルキークィーン原料をローラーを通し、3 cmに切ってグラインダミルで潰し、筒を使って分離したものの低比重部、高比重部の成分データ、硫酸2段階糖化データ、酵素糖化データ]
実施例4で用いた30 gの稲わら[品種名:ミルキークィーン]を、100 kgの負荷がかかった間隙0 mmのローラー(鉄製、直径14 cm)を垂直方向で通過させながら潰した。その後、長さ3 cm間隔で裁断してグラインダミル(RDI−15、グローエンジニアリング社)に投入し、実施例5に従い粉砕を行った。粉砕後、メッシュサイズ1 mmの篩にかけて粒子サイズ1 mm以下の微粉砕稲わらを回収して重さを量った。残りの23.8gの粉砕物は実施例5に従って低比重部と高比重部の分離・破砕を行った。その後、1mm 篩通過部、高比重部、低比重部の易分解性糖質の糖化反応と定量実験を実施例1に従って行い、乾重あたりの含有率と全易分解性糖質量を計算した。乾重回収率・糖濃縮率・糖回収率は実施例5に従い計算した。
1 :各試料の乾重あたりの全易分解性糖質含有率
2 :各試料30 gから機械的分離したサンプル稲わらの全易分解性糖質量
3 :実施例4によって分離された稈部位(乾重10.6 g)に対する各試料の乾重比
4 :実施例4によって分離された稈部位(易分解性糖質率91.8%)に対する各試料の易分解性糖質率比
5 :実施例4によって分離された稈部位(全易分解性糖質量2.97 g)に対する各試料の全易分解性糖質量比
6 :実施例4によって分離された稈部位の乾重・易分解性糖質含有率
Glc.:Glucose
総Glc.率1、総キシラン率1:2段階硫酸処理で測定(各試料の乾重あたり対する率)
2:実施例4によって分離された稈部位のグリカン糖化率、セルロース糖化率及びヘミセルロース糖化率
ミルキークィーン原料をローラーを通し、4 cmに切ってグラインダミルで潰し、筒を使って分離したものの低比重部、高比重部の成分データ、硫酸2段階糖化データ、酵素糖化データ]
実施例4で用いた30 gの稲わら[品種名:ミルキークィーン]を、100 kgの負荷がかかった間隙0 mmのローラー(鉄製、直径14 cm)を垂直方向で通過させながら潰した。その後、長さ4 cm間隔で裁断してグラインダミル(RDI−15、グローエンジニアリング社)に投入し、実施例5に従い粉砕を行った。粉砕後、メッシュサイズ1 mmの篩にかけて粒子サイズ1 mm以下の微粉砕稲わらを回収して重さを量った。残りの24.0 gの粉砕物は実施例5に従って低比重部と高比重部の分離・破砕を行った。その後、1 mm 篩通過部、高比重部、低比重部の易分解性糖質の糖化反応と定量実験を実施例1に従って行い、乾重あたりの含有率と全易分解性糖質量を計算した。乾重回収率・糖濃縮率・糖回収率は実施例5に従い計算した。
1 :各試料の乾重あたりの全易分解性糖質含有率
2 :各試料30 gから機械的分離したサンプル稲わらの全易分解性糖質量
3 :実施例4によって分離された稈部位(乾重10.6 g)に対する各試料の乾重比
4 :実施例4によって分離された稈部位(易分解性糖質率91.8%)に対する各試料の易分解性糖質率比
5 :実施例4によって分離された稈部位(全易分解性糖質量2.97 g)に対する各試料の全易分解性糖質量比
6 :実施例4によって分離された稈部位の乾重・易分解性糖質含有率
Glc.:Glucose
総Glc.率1、総キシラン率1:2段階硫酸処理で測定(各試料の乾重あたり対する率)
2:実施例4によって分離された稈部位のグリカン糖化率、セルロース糖化率及びヘミセルロース糖化率
稲わら[品種名:夢あおばを各時期(出穂期、乳熟期、糊熟期、黄熟期及び完熟期)に刈り取って、70℃で48時間以上乾燥したもの(水分含量10%以下)]を、長さ1 cm間隔で切断して実施例1に従って全体または稈部及びその他(葉鞘・葉身)に分けて、破砕・糖化・易分解性糖質の定量を実施例1に従い行った。
Glc.:Glucose、Fru.:Fructose、Suc.:Sucrose
全含有量1:各試料30 g当たりの全易分解性糖質量(g)
量率2:易分解性糖質量率(%)=[各試料中の全易分解性糖質量(g)/稈と葉鞘・葉身の全易分解性糖質量の合計(g)]×100
稲わらと各画分試料[品種名:夢あおば、出穂期、実施例11で粉砕を行ったものの全体、稈と葉鞘・葉身]50 mgをそれぞれ量りとり、実施例2に従い全糖化実験と2段階硫酸処理を行い、総グルコース率、グリカン糖化率、セルロース率、セルロース糖化率、総キシラン率及びヘミセルロース糖化率を計算した。
稲わらと各画分試料[品種名:夢あおば、完熟期、実施例11で粉砕を行ったものの全体、稈と葉鞘・葉身]50 mgをそれぞれ量りとり、実施例2に従い全糖化実験と2段階硫酸処理を行い、総グルコース率、グリカン糖化率、セルロース率、セルロース糖化率、総キシラン率及びヘミセルロース糖化率を計算した。
各試料[品種名:ミルキークィーン、実施例4で手分けした稈部と葉鞘・葉身部、実施例9で機械的分離した高比重部と低比重部]の並行複発酵は、実施例3の酵素系とSaccharomyces cerevisiae NBRC0224を用いて行った。
Claims (10)
- 稲茎葉部を、重量比で全体の7割以上の断片が10cm以下の長さになるように裁断した後、その裁断物中の稈とそれ以外の茎葉部との結合を分断し、稈とそれ以外の茎葉部とを分離した後に、稈が濃縮された画分を酵素糖化することを特徴とする、稲の糖化法。
- 「稈が濃縮された画分」を、粉砕処理及び/または80℃以上130℃以下の加熱処理を行った後、セルロース分解酵素、澱粉分解酵素、β-(1→3), (1→4)グルカン分解酵素及びヘミセルロース分解酵素からなる群より選ばれた少なくとも一種類の酵素を含む条件において酵素糖化することを特徴とする、請求項1に記載の稲の糖化法。
- 稈とそれ以外の茎葉部とを分離することにより得られた「稈が濃縮された画分」以外の画分を、粉砕処理を行った後、酸処理、アルカリ処理及び水熱処理からなる群より選ばれた少なくとも一種類の前処理を行い、酵素糖化することを特徴とする、請求項1または2に記載の稲の糖化法。
- 稲茎葉部が、稲の地上部を刈り取り、籾を分離した後の植物体地上部またはその切断物であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の稲の糖化法。
- 「稈が濃縮された画分」を、含水率を20%(w/w)以下に下げた状態で貯蔵した後に、酵素糖化することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の稲の糖化法。
- 稈とそれ以外の茎葉部との結合部を分断する方法が、磨砕による方法であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の稲の糖化法。
- 稈とそれ以外の茎葉部とを分離する方法が、稈とそれ以外の茎葉部の比重差により分離する方法であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の稲の糖化法。
- 稈とそれ以外の茎葉部とを分離する工程の前に、稈を加圧して潰すことにより稈の空隙サイズを低下させることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の稲の糖化法。
- 稈とそれ以外の茎葉部とを分離する方法が、風に飛ばされる際の挙動差により両者を分離する方法であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の稲の糖化法。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の稲の糖化法を用いることを特徴とする、エタノールの製造法。
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