JPS60142996A - バイオマスからオリゴサツカライド含有生成物を製造する方法、オリゴサツカライド含有生成物並びにそれらの使用 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、バイオマスからオリゴサツカライド含有生成
物を製造する方法、並びにオリゴサツカライド含有生成
物及びそれらの使用に関する。

粉砕された木（硬質木材及び軟質木材）、植物、草及び
廃材（例えば、木材チップ、ノコクズ、細断された麦ワ
ラ及びバガス（サトウキビの搾り殻）、トウモロコシの
穂軸、モミガラ、都市廃棄物、等）から誘導され得、主
成分としてセルロース、ヘミセルロース及びリグニンを
含むところの粉砕されたバイオマスは、セルロース及び
糖類の如き有用な炭水化物の源として長い間認められて
いる。現在、この技術分野では、バイオマスからエタノ
ールのような液体燃料及び糖類を製゛造する目的に、多
大の研究的努力が向けられている。

欧州特許出願第３−．２　ｇり６号から、湿ったセルロ
ースの塊を糖モノマー、に加水分解する方法が知られる
。この方法はＨＣ７ガスの使用を伴なうものであり、３
りないし／ｌ−夕重量係のＨＣｌ濃度が達成される丑で
、ＨＣｌガスは湿ったセルロースの域中の水によって吸
収され、セルロースの塊の第１加水分解を達成する。高
濃度のＨｃｌ水溶液によるこの第１加水分解から生じる
塊は、糖のモノマー及びオリゴマーを含有し、そのプロ
セスに再循環されるガス状Ｉ（Ｃｌを発生させるだめに
、２０〜３０ｍｍＨｇの減圧に付される。この脱気は、
加水分解された該塊が含浸されているところのＨＣｌｌ
の溶液が水−ＨＣ１Ｑ共沸混合物の濃度（，２０〜３０
ｒａｎＨｇ下で２３〜２≠重量係のＨｃｆｆｌ濃度のＨ
Ｃ６水溶液に相当する。）に達する捷で、続行される。

第１加水分解後、第！加水分解即ち後加水分解が行なわ
れ、第１加水分解工程から生じた、脱気されだ該域中に
存在するオリゴサツカライドがモノマーの糖に変換され
る。

欧州特許出願第３．２１９１．号に記載の方法の目的は
、できる限り効率的にバイオマスをモノマーの糖に変換
することである。第１加水分解後、糖のモノマーとオリ
ゴマーの水性混合物が得られ、しかして脱気された後ペ
ーストになり、次いで水で希釈されてオリゴサツカライ
ドゝのすべてが溶解される。次いで、生じた溶液は加熱
され、好ましくはオリゴサツカライドのモノマーの糖へ
の加水分解を完全にするため沸とうするように加熱され
るが、ＨＣｌの損失は経済的理由のため避けられない。

広範な実験を行なった結果、ＨＣｌの損失を避けること
に因り、並びにＨｃｌ除去の際のエネルギーの節約に因
り、有意的に比較的安い方法を今般見出した。この方法
では、バイオマスは、バイオマスを溶解させるために水
性塩化水素酸と短時間接触されるが、バイオマスの完全
な加水分解を伴なわない。この方法によれば、驚くべき
程充分に発酵性がありかつ種々の有用な生成物の発酵的
製造に極めて有用であると認められる。オリゴサツカラ
イド含有生成物が得られ得る。例えば、該生成物は、バ
イオマスの直接変換と比べて、驚くべき程高い速度で、
セルラーゼ（酵素）によるグルコースへの変換性がある
、と認められる。高い変換速度でのエタノールへの該生
成物の発酵が可能である、と認められる。さらに、例え
ばペニシリンの微生物的製造に該生成物を直接用いるこ
とが可能である、というととがわかった。加えて、酵素
（例えば、セルラーゼ及びアミログルコシダーゼ）の製
造に該生成物を直接用いることが可能である、というこ
とが認められる。さらにその上、コストを節約するため
に、家畜有利には非反すう家畜例えば豚の飼料の代用品
又は添加物として、該生成物は用いられ得る。一層有利
には、リグニンを含を 有する該生成物は、飼料に組織物を与えるのに施用され
得る。

従って、本発明はまた、かかる使用も提供する。

かくして、粉砕されたバイオマスからオリゴサツカライ
ド含有生成物を製造する方法において、（ａ）　セルロ
ース及びヘミセルロースの実質的にすべてが溶解する寸
で、バイオマスを高濃度の塩化水素酸水溶液と接触させ
、高濃度ＨＣｌ中に不溶性のリグニン及び他の物質は随
意にこの段階において遠心分離又はｆ過により除去され
得、（ｂ）　希釈及び／又は減圧下での蒸発１ｃよって
塩化水素酸濃度を低減させると同時にオリゴサツカライ
ド含有生成物を沈澱させ、ガス状の塩化水素酸及び凝縮
した塩化水素酸を段階（ａ）に再循環し、（ｃ）沈澱し
たオリゴサツカライド含有生成物を塩化水素酸水溶液か
ら分離し、後者を段階（ａ）において用いるために再循
環する、 ことを特徴とするオリゴサツカライド含有生成物の製造
法を提供する。

「高濃度」という用語は、塩化水素酸水溶液がバイオマ
スのセルロース及ヒヘミセルロースの実質的にすべてを
溶解し得るような塩化水素酸水溶液の濃度である、と意
味し、それ故、該溶液は適当には３７重量襲以上の塩化
水素酸を含有する。

２ｊ〜３９重量係の範囲の非較的低い塩化水素酸濃度は
、７種又はそれ以上の塩化物を添加して／ｌ当たり７０
モル以上の総塩化物濃度にする午とにより補充され得る
、ということが理解されよう０ 適当には、バイオマスは、０℃未満の温度を含めて３夕
℃未満の温度好ましくは０〜２５℃の温度にて、塩化水
素酸水溶液と接触される。・ぐイオマスが完全に湿らさ
れた場合、適当には、塩化水素酸濃度を約ｌ１−１重景
係に増大させるために、塩化水素ガスがバイオマス−水
性塩化水素酸の混合物中に通される。温度が約０℃又は
０℃未満に下げられる場合あるいは圧力が／気圧より高
くされる場合、約７５重量％までの比較的高い濃度が可
能である。塩化水素酸濃度の低減は好ましくは、２０な
いし≠０℃の温度にて希釈又は減圧により行なわれる。

特定の具体例によれば、塩化水素酸濃度の低減は、水−
塩化水素酸の共沸混合物の濃度が得られるまで減圧下で
行なわれ、そしてガス状の塩化水素酸及び塩化水素酸の
凝縮した共沸混合物は段階（ａ）に再循環される。

沈澱は、−２０ないし≠θ℃の温度一層好ましくは−７
０ないし１０℃の温度にて行なわれる。

バイオマスは好ましくは、高濃度の塩化水素酸溶液とｊ
−≠ｊ分間好ましくは／３−４ＬＯ分間接触される。好
ましくは、水溶液の塩化水素酸濃度は、３３ｍｍＨｇ未
満の減圧にて２２〜３０重量係の濃度に低減される。

エネルギーに関する節約は、欧州特許出願箱３；２ｇ９
６号に記載の方法と比べて、例えば表／に算出されてい
るように、２夕重量％に塩化水素酸濃度を低減すること
に因り、有意的な節約となる。

表　／ 蒸発段階で回収される塩化水素（及び塩化水素酸共沸混
合物）、及び共沸混合物の塩化水素酸を含有する上記上
澄み液は、次の消化サイクルを開始するだめに用いられ
るべきである。唯一の損失する酸は、オリゴサツカライ
ド含有沈澱物及びリグニンに付着するものであろう。し
かし、これは、洗浄法の適切な選択により、満足的に回
収され得る。段階（ａ）に再循環されるガス状塩化水素
及び水性塩化水素酸は、別個のラインを経であるいは同
じラインを経て（これは、ガス状塩化水素の流れ−と水
性塩化水素酸の流れとが一緒にされるべきである、とい
うことを意味する。）、その段階に送られ得る。Ｈｃｌ
ｌの損失は、発酵過程で生成するエタノール／トン当た
り０．／’ｌ−トンのＨＣｌであろう。

これは、欧州特許出願第５２１９乙号に記載の方法（■
Ｉｃ１ｌの損失は、エタノール／トン当たり０，３０〜
／、θトンのＨＣｌである。）と比べて、有意的に低い
。後者の方法では、リグリンに親密に結合されたＨＣｌ
を考慮すると、このことに因り、一層多くのＨＣｌが多
分失なわれよう。

バイオマスからのリグニンは、２つ゛の可能なやシ方で
、即ち、塩化水素蒸発段階後及び好ましくは別個の沈澱
段階後オリゴサツカライド含有生成物と一緒に採集する
ことにより、あるいは消化段階後かつ蒸発及び沈澱の同
時段階前に可溶性オリゴサッカライＰから不溶性物質（
リグニン）を分離することにより、処理され得る。実際
、リグニンが発酵を妨害し得る、ということが知られて
いる。それ故、好ましくは、不溶性物質（リグニン）は
、塩化水素濃度の低減の前に分離される。

本発明はさらに、上記に述べた方法によって製造された
、リグニン不含の好ましいオリゴサツカライド含有生成
物を提供する。これらの生成物は、本発明の特徴的事項
をなす。

本方法によって得られる生成物は、出発物質の組成に依
９、特定の組成を持つものである、と認められる。かく
して、本発明はさらに、リグニンが保持される場合（例
えば、硬質木材及び軟質木材の例としてのポプラ材及び
ヒノキ材から出発して）、Ｏ〜／、　、５′重量％のア
ンヒドロアラビノース、０、ｊ〜６重量重量子ンヒドロ
マンノース、／〜３０重量係のアンヒドロキシロース、
２ｊ〜乙０重量％のアンヒドログルコース１．２０〜夕
０重量係のリグニン及び乙ｊ　−Ｊ、　ｊ重量係の灰か
らなる典型的な組成を有するオリゴサツカライド含有生
成物、並びにθ〜３重量重量子ンヒドロアラビノース、
／〜９　重ｔ　％のアンヒドロマンノース、≠〜３０重
量％のアンヒドロキシロース及び７０〜９タ重量係のア
ンヒドログルコースからなリカつリグニン不含の典型的
な組成を有するオリゴサツカライド含有生成物を提供す
る。

ＵＶスペクトルにより、オリゴサツカライド含有生成物
は特徴づけられる。表２において、７０％ＺｎＣ／？２
溶液中のポプラ溶液の０．　ｊ　％オリゴサツカライド
含有生成物が、０．ｊ％糖を有する糖みっ溶液に対して
、種々の波長について比較されている。

表　２ 吸光度は物質中の不純物の量に比例する（経験による。

）ので、表２から明らかなように一オリゴサツカライド
含有生成物は糖みっよシも不純物含有率が小さく、一方
欧州特許出願第タノ（５′り６号では塩化水素酸の比較
的高い温度に因シ、この汚染度が増大する。

オリゴサツカライド含有生成物の他の特徴は、平均鎖長
（該生成物の場合７０〜１００．出発セルロースの平均
長はどＯ〜／、　０００のグルコース残基である。）、
固有゛粘度（乙θ〜１００特に７０〜ｇ　Ｏｍｌ、１　
’（ＥＷＷＮ）（α−セルｏ−スカＣ）　誘４　サ；ｈ
たオリゴサツカライド含有生成物の場合））及びＨＣ６
溶液における溶解度（２乙、２ｇ及び３０％ＨＣｌ溶液
におけるワットマンＣＣ３／セルロースのオリゴサツカ
ライド含有生成物の場合θ℃においてそれぞれ３乙、７
３及び／　／　７１！＃　’であシ、２２％ＨＣｎ　ｉ
液における該オリゴザツカライド含有生成物の場合２０
℃において３０ｇ、ｌ−１である。）である。測定され
た鎖長及び固有粘度は表３に示されている。

表　３ １「米国のＩＴＴ−Ｒａｙｏ　ｎ　ｉ　ｅ　ｒ　Ｊから
の試料（重量平均のＤＰ−６乙０） ＊＊ｒ　Ｇ、Ｐｅｔｔｅｒｓｓｏｒ＋、Ｊ、Ｐｏｒａｔ
ｈ著’ＪＪｅｔｈｏｄｓ　１ｎＥｎ　Ｚｙｍｏ　１　ｏ
　ｇｙ”（Ｅ、Ｆ、　Ｎｅｕｆｅｌｄ、Ｖ、Ｇｉｎｓｂ
ｕｒｇ編集）、Ｖｏｌ。

乙第乙０３．−１．０７頁、　Ａｃａｄｅｒｎｉｃ　Ｐ
ｒｅｓｓ、Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ（／り６乙）」 １標準パルプについてのスケールアップ係数は他の試料
についても尚てはまると仮定して、計算された。それ故
、これらの数値は推定値にすぎない。

十→−ｒＤｒａｆｔ　ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａＩ　５
ｔａｎｄａｒｄ　ＩＳＯ／ＤＩＳ３３夕／／２Ｊ＋＋４
千Ｂ、’Ｐｈｉ］ｉｐｐ、Ｈ，５ｃｈｌｅｉｃｈｅｒ、
Ｗ、Ｗａｇｅｎｌ＜ｎｅｃｈｔ著”Ｃｅ１ｌｕｌ　、Ｃ
ｂｅｍ、Ｔｅｃｈｎｏｌ、＋７．２＋第３２９〜３３．
２頁（／９７．？）Ｊ”＊ＩＴＴ−Ｒａｙｏｎｊｅｒか
らの５個の標準パルプ試料（重量平均のＤＰは６乙０〜
．：ｚ４１ｇＯ）を用いて検量線作成 本生成物は、生成物中に存在する化合物の性質を持つ化
合物を変換するのに知られた生化学反応において出発物
質として役立ち得、あるいは発酵法において主尻素源と
して生成物の炭水化物を用いることに役立ち得る。好丑
しくは、リグニン不含のオリゴサツカライド含有生成物
が、かかる変換の出発物質をなす。一層好寸しくは、オ
リゴサツカライド含有生成物は、適当な発酵法を用いて
エタノールに変換される。

さらに、所望なら、初期に得られる生成物は公知の方法
に従いその成分に分離され得、さらに特性のある範囲の
有用生成物がもたらされる。

本発明を第１図を参照して記述する。第１図は本方法の
概略図を示し、粉砕されたバイオマスがライン／を経て
消化装置≠に導入される。塩化水素酸溶液は、ライン認
を経て消化装置≠に導入される。塩化水素ガスは、ライ
イ３を経て消化装置≠に導入される。消化装置≠から、
溶解したセルロース及ヒヘミセルロース並ヒニリグニン
のヨウな未溶解物質からなる水性流が固液分離器付に送
られ、未溶解リグニンは水性溶液から分離される。

後者はさらにストリッパー／沈澱装置りに送られ、醪ン
プ１０によってつくられた減圧下で、塩化水素ガス及び
塩化水素酸共沸混合物が、凝縮器／／中での分離後、そ
れぞれラインノ及び３を経て消化装置≠に回収再循環さ
れる。ストリッパー／沈澱装置りからの、比較的低濃度
の塩化水素酸中に懸濁した沈澱オリゴザツカライドの懸
濁液は固液分離器／２に導入され、オリゴザツカライド
含有生成物は塩化水素酸溶液から分離されてライン／３
に送られ、後者はライン／≠を経て消化装置≠に再循環
される。沈澱しなかった糖は一音聞７０−潤］）が、塩
化水素酸溶液とともにライン／ｌｌ−を経て再循環され
る。沈澱しなかった糖の夕〜３０％のブリード流／７か
ら、ＨＣｌは大部分口］収され、一方、依然残存するＨ
Ｃｌは、オリコ゛ツーツカライド含有生成物の一部をモ
ノマーの糖に後加水分解するために用いられ得る。ライ
ン７及び／ｊは、リグニン及びオリゴサツカライド含有
生成物の沈澱物を洗浄するだめにそれぞれ固液分離器ｊ
及び／２に導入され得るところの、洗浄水の輸送に用い
られる。分離されたリグニンは、ライン乙により排出除
去される。ラインーとを通じて、使用された洗浄液は再
循環される。

本発明の方法の別の概略図が、第２図に示されている。

この概略図と第１図の概略図との相違は、副群シタセル
ロース及びヘミセルロースからリク゛ニンを分離しない
ことである。かくして、消化装置≠からの水性流は、ス
トリツ・ヤー／沈澱装置りに直接供給される。この場合
のオリゴサツカライド含有生成物はリグニンも含有し、
固液分離器７．２でやはり分離されて、洗浄された固体
流力くライン／３にて得られ、塩化水素酸成分はライン
／≠を経て再循環され、洗液はライン／乙を経て再循環
される。

本発明の方法のさらに別の概略図は、第３図に示されて
いる。この概略図と第１図の概略図との相違は、塩化水
素酸濃度は、蒸発段階（第１図の装置７で行なわれるよ
うな蒸発段階）により低減されないで、ライン２０から
の低濃度の塩化水素酸の流れによって、固液分離器付き
希釈容器／９中で希釈によシ低減される。この低濃度の
塩化水素酸は別個の蒸発段階で装置２／にて得られ、装
置２／には、オリゴザツカライド含有生成物の沈澱後に
容器／９から得られる一液体が供給される。

実施例を参照して本発明をさらに記述するが、本発明の
範囲はこれらの実施例に制限されない。

例１〜Ｖは、本方法を説明するものである。これらの例
には、オリゴサツカライド含有生成物の収率、並びにセ
ルラーゼが生成物をグルコースに変換する相対初期速度
に関するデータが与えられている。例■及び■は、本方
法によって得られだ生成物の使用を説明するものである
。

例Ｉ 粉末形態にあるα−セルロース（シグマケミカル社のも
の、　／　０．９）を濃塩酸（１００Ｔｎｌ）に添加し
、その混合物を電磁式でかくはんし、そして氷水中で冷
却した。セルロースが完全に湿ったとき、清澄な粘性溶
液が得られるまで、塩化水素ガスを該混合物中に通した
。これには、かくはん速度、塩化水素添加速度等に依り
、通常、２ｊ−≠ｊ分かかった。反応混合物を、２０℃
にて水浴中、減圧下に置いた。過剰の塩化水素ガスのほ
とんどが除去された後、その溶液を約２ｊ℃に温ため、
沈澱が起こるまで蒸発を続行させた。

次いで、沈澱物を遠心分離により単離し、水（／Ｉ−Ｑ
　ｍＡ　）で洗浄した。洗液を遠心分離からの上澄み液
に加えると総容量は７Ｑｒｎｌになシ、濃塩酸を加えて
１００ｄにした。沈澱したオリゴサツカライド含有生成
物を焼結体上でエタノール及び次いでエーテルで洗浄し
、最後にＫＯＨ及びシリカゲル上で真空乾燥して白色粉
末（７，、！ｉ’のを得た。

上記の上澄み液及び洗液は、さらに１０ｇのα−セルロ
ースを同じ処理操作によって消化するのに用いられた。

同じようにして、消化をクサイクル行なった。各ザイク
ルのオリゴザツカライド含有生成物の試料について、重
量を測定し、捷だ出発物質とともに次のセルラーゼ検定
法で比較した。

０、０．２　％のナトリウムアジドを含有しかつｐＨＪ
−、。

の最終容量ｊ　ｍ１３のナトリウムシトレート／ポスフ
ェート緩衝液（シトレートにおいてｏ、ｏ≠ｇＭ１ホス
フェートにおいて０．７Ｍ）中、夕ｏ℃にて、セルロー
ス試料（ｊ　Ｏｍｇ）、ｓｏｍｇのトリコデルマ（Ｔｒ
　ｉ　ｃｈｏｄｅｒｍａ）セルラーゼ（Ｍａｘａｚｙｍ
ｅ　ｃｇＲ）、　Ｇｒ　ｓ　ｔ　−Ｂｒｏｃａｄｅｓ　
ＮＶ）及び３ｍｑのアスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｊ　
１ｌｕｓ）セルラーゼ（シグマケミカル社）を振とうし
た。時間的間隔をおいて、試料を採取し、遠心分離し、
上澄み液をグルコース含有量について分析した（Ｙ、Ｓ
、Ｉモデル２３ＡＭ型グルコース分析器、　Ｃ１ａｎｄ
ｏｎ　５ｃｊｅｎｔｊｆｉｃ　）。

この一連の実験結果を表≠に示す。オリゴサツカライド
含有生成物の百分率による収率は、第≠ザイクルによっ
て、出発α−セルロースの飽和に因Ｄ　’、ｒ　２　％
から９７係に向−上した。該セルラーゼ検定の初期速度
に関し、これらのオリゴサツカライド含有生成物の試料
は、出発α−セルロースよシもグ〜り倍速かった。これ
らの速度は♂０〜り０係の変換が達成するまで維持され
、一方、α−セルロースは基質の少量（２０〜３０％）
のみが変換された後横ばい状態になる。

表　≠ 才各サイクルの開始時におけるα−セルロースの乾燥重
量’Ｚ３７ｇを基準とした。

表グから明らかなように、本方法はオリゴサツカライド
含有生成物を非常に高収率で生成し、該オリゴサツカラ
イド含有生成物は、驚くべき程高速度でセルラーゼによ
シグルコースに変換可能であると認められる。

例■ 硬質零相の例としてのポプラ材をナイフで粉砕して２瓢
のスクリーンを通したもの（３，ｏｉ、乾燥重量３．ど
ｇ）を、４１Ｑｍ、ｌ！の濃塩酸とともにかくはんし、
そして氷水中で冷却した。反応温度が７０℃を越えない
よう力速度で、塩化水素力スを通じた。飽和後、塩化水
素を通し続けながら、かくはんを３０分間続行した。次
いで、塩化水素酸の濃度が約２７重世襲に低減するまで
、その緑黒色スラリーを２０℃の浴温にて、減圧下で濃
縮した。遠心分離により、オリゴサツカライド含有生成
物とリグニンのペレットが得られ、そして水で洗浄した
。該ペレットを重炭酸ナトリウムで中和し、水で洗浄し
、そして凍結乾燥した。上澄み液及び主洗液を濃塩酸で
’ｌ−０ｍ１Ｊの容量にし、そしてｌＡｏｇのポプラ材
とともにかくはんし、上記のようにして第２サイクルを
開始した。このようにして、ポプラ材の消化を７サイク
ル行なった。

この一連の実験の結果を表ｊに要約する。セルラーゼ検
定の初期速度は、粉砕されたポフ０う材の試料よりも２
２〜３ｇ倍速い、ということがわかる。これらの速度は
ｇＯ〜９０％の変換（達成する場合）まで維持され、一
方、粉砕されたポプラ材の速度は、基質の少量（５％）
だけが変換された後横ばい状態になる。

表　ｊ ＊取扱い上の損失について較正した。

例■ 濃塩酸（４ｔ　Ｑ　ｍｌＥ　）を、２０℃にて塩化水素
ガスで飽和し、次いで、ナイフで粉砕したポプラ材４４
０ｇを頭部からかくはんしながら添加した。かくはんし
ながら、２０℃にて２０分間塩化水素ガスを通じた。次
いで、塩化水素酸の濃度が２２〜２３重量係に低世襲る
まで、その緑黒色スラリーを２５℃の浴温度にて減圧下
で濃縮した。遠心分離によシ、オリゴサツカライド含有
生成物とリグニンのベレットが得られ、各回９　ｍａｔ
の水で２回洗浄した。該ベレットを重炭酸ナトリウムで
中和し、水で洗浄し、そして凍結乾燥した。

上澄み液及び主洗液を濃塩酸で１Ｉ−Ｑ　ｍｌＥにし、
かくはんしながら２０℃にて塩化水素ガスで飽和し、第
７サイクルの場合と同じようにして、１ｌｌ−，０Ｉの
ポプラ材の消化について第２ザイクルを開始した。

このようにして、ツゼブラ材の消化をとサイクル行なっ
た。

この一連の実験の結果を表乙に示す。セルラーゼ検定に
関し、初期速度は、粉砕されたポプラ材の試料よシも２
６〜３≠倍速かった。

表　乙 ＊取扱い上の損失について較正した。

例ｆｆ 濃塩酸（≠Ｏｍｌ）を−０℃にて塩化水素ガスで飽和し
、次いで軟質木材の例としてのローソン・ヒノキ（Ｌａ
ｗｓｏｎ’ｓ　ｃｙｐｒｅｓｓ　）をナイフで粉砕して
２叫のスクリーンを通したもの♂：ｏｉ＜乾燥重量７３
ｇ）を、頭部からかくはんしながら添加した。

かくはんしながら、２０℃にて／夕分間塩化水素ガスを
通じた。酸の蒸発及び生成物の仕上げを例■の場合と同
様にして行ない、’７．７＆の凍結乾燥したオリゴテツ
カライド含有生成物及びリグニン（取扱い上の損失につ
いての較正後ｔ、ｏｓ、乾燥出発木材を基準にしてと７
％の収率）が得られた。

セルラーゼ検定に関し、加水分解の初期速度は、粉砕さ
れた出発木材の／、０に対して、生成物は≠４０であっ
た。

例Ｖ 濃塩酸（≠Ｑ　ｍｌ）を０℃にて塩化水素ガスで飽和し
、次いで、サトウキビのバガス（農業廃棄物の例として
）をハンマーミルで粉砕して、３℃ｍ＋のスクリーンを
通したものｔｉｔ、　ｏ　ｙ　（乾燥重量３．９．９　
）を、頭部からかくはんしながら添加した。かくはんし
ながら、０℃にて３０分間、塩化水素ガスを通じた。酸
の蒸発及び生成物の回収を例■の場合と同様にして行な
い、２．２９の凍結乾燥したオリゴサッカライド含有生
成物及びリグニン（取扱い上の損失についての較正後２
．夕ｇ、乾燥出発バガスを基準にして乙ｊ係の収率）を
得た。セルラーゼ検定に関し、加水分解の初期速度は、
粉砕された出発バガスの７．０に対して生成物は／左０
であったＯ 表７に、本方法により製造された生成物についての分析
データを示す。

表　７ ＮＤ＋　測定せず。

＊生成物から計り取った試料（約／　００　ｍ９　）を
／Ｑｍｌの濃塩酸とともにかくはんし、そして０℃にて
７時間、次いで２０℃にてさらに２時間ＨＣｌがスを通
じた。残渣を沢別し、洗浄し、そして乾燥した（リグニ
ン）。ｒ液と洗液を一緒にし、そして蒸発乾固した。そ
の残渣を、ｉ連のシールした管中において、７１０℃に
て２タｍｌの７Ｍ硫酸で加水分解した。０．７タ時間及
び３．０時間後１．：１ｍｌの複数個のアリコートを冷
却し、そして炭酸バリウムで中和した。上澄み液の部分
は、７００μｌの乾燥ピリジン中ｊＯμｌのトリーシル
（Ｔｒｉ−３ｉｌ）濃厚物（Ｐｉｅｒｃｅ）で誘導化し
た。これらの試料を、１０ツ分にて／≠θ℃から２７０
℃に温度設定した！ｉ′Ｏｍのｃｐ−シルＩ　（ＣＰ−
８ｉｌＪ’　）キャピラリーカラム（Ｃｈｒｏｍｐａｃ
ｋ）上でのガスクロマトグラフィーにより分析して、ア
ンヒドロ糖の濃度がめられた。灰分の測定は、標準的燃
焼法によシ行なりた。

例Ｖｌ−エタノールの生成 りロストリジウム・サーモセルム（Ｃｌｏｓｔｒｊｄｉ
ｕｍｔｈｅｒｍｏｃｅｌｌｕｍ）ＡＴＣＣ３／　ｊ　ｌ
ｌ−２を、ヴアイマ一ザイクス（Ｗｅｊｍｅｒ−Ｚｅ　
ｊｋｕｓ）の変性培地（表♂）５０ｍｌ中で培養した。

初期Ｐｌ−１は７タであった。発酵はすべて、９３％Ｎ
２及び３％ｃｏ２の雰囲気下、乙θ℃にて行なわれた。

発酵時間は／り０時間であった。ＰＨは発酵中制御され
、ＮａＨＣＯ３の添加によシフタに維持した。使用炭素
源は、本方法によって処理されたポプラ材から得られた
生成物（基質（ａ））及び純粋な結晶性セルロース（商
品名「アビセル（Ａｖｉｃｅｌ）’Ｊ　）　（基質（ｂ
））であった（３％のもの）。第４１−Ａ図及び第≠Ｂ
図はそれぞれ基質（、）及び基質（ｂ）に関して、発酵
時間に対するエタノール、アセテート及びラクテートの
生成を示すグラフである。

生成物の生成速度は、両方の場合ともほぼ同じである。

生成物の比率は、広範囲にわたって異なっている。培養
の／９０時間目に、（ｂ）の場合、エタノール生成量は
７　ｇ、Ｆ’であり、またラクテート（ど９．１＝）及
びアセテート（／　ＬＡ−１）も生成した。

（ａ）の場合、同じ時点において、１１１．ＩＪ−１の
エタノール、３　Ｌｌ−１のラクテート及び／　１１．
ｌ−１のアセテートが生成した。

この例は、本発明による方法によって得られるオリゴサ
ツカライド含有生成物の有用性を示すだけでなく、その
エタノールの生成が、純粋なセルロースからのエタノー
ルの生成と比べて、驚くべき程高い、ということも示す
。

表　と グアイマーーディクスの培地等変性した変性培地（ＮＨ
４）２Ｓｏ４．０．５．９ Ｉ）７酸−ｈリウム緩衝液、１０ミリモルＭｇＣ１１２
，乙Ｈ２０，０，２＆ 酵母エキス、３ｇ ビタミン溶液、０．夕ｍｌ 無機物溶液＋９．ｏｍｅ Ｎａ２Ｓ　（２，ｊ　％　）　、−２０ｍｅレザズリン
＊　／、　Ｑ　ｍｅ ＮａＨＣＯ３、ｊ　（７ミ　リ　モ　ル無機物溶液（／
、　０００　ｍ、ｌｌ中の含有量）ニトリロ三酢酸（Ｋ
ＯＨでＰ１１６タにする。）、／２．ｇｇＦｅＣ１３−
／１−Ｈ２ｏ、０．２９ ＭｎＣｌ２．１ｌＨ２０，０，／　、９ｃｏｃＡ２−　
乙Ｈ２０，θ、７７　ｇＣａＣ１２９，２Ｈ２０，０，
／　０．９ＺｎＣ１２，０，／　０　＆ ＣｕＣｌ２，０．０２ｇ Ｈ６ＢＯ３，０，０／　、！９ ＮａＣ（Ｊ　、／、　０　ｌｌ ＮａＭｏＯ４，−２Ｈ２０，０，０／　、！７Ｎａ２Ｓ
ａＯ３，０，０−２ＥＩ Ｎ］　Ｃ１２−乙Ｈ２０，０，／　ｇ ビタミン溶液（／、０００ｍ１中の含有量）ビオチン＋
　’ｌ−０，０ｍｇ Ｐ−アミノ安息香酸、１００η＋ｇ 葉酸、≠Ｑ　ｍｇ カルシウムノ？ントテネート、１００ｍ’ｊニコチン酸
１　／　００７１ｇｇ ビタミンＢ／２．．：１ｍク チアミン−ＨｃｌＪ　、　／　０ｍ９ ピリドキシン−ＨＣｌ、　２００　ｍ９チオクト酸、７
００ｍ９ リボフラビン、１０ｍ９ ＊　ＷｅｊｍｅｒＰ、Ｊ、−Ｚｅｉｋｕｓ　Ｊ、Ｇ、の
培地（Ａｐｐｌ、　ａｎｄＥｎｖｉ　ｒｏｎｒｒＬｔ　
Ｍｉ　ｃｒｏｂｉｏｌ　、　ｒ３３ｒ第、２．ｇ９〜ツ
タ７頁（／り７７））例■−ペニシリンＶの生成 ＡＴＣＣに番号≠ど２７７にて寄託された、ペニシリウ
ムＯクリソゲナム（Ｐｅ　ｎ　ｉ　ｃ　ｊ　ｌ　１　ｉ
　ｕｍ　ｃｈｒｙｓｏｇｅｎｕｍ）菌株を、例■におけ
るものと同じ生成物が補給された最少塩培地（１’−Ｊ
、Ｇｅｎ、Ｍｊｃｒｏｂｉｏｌ、　±Ｏｒ第３９９〜≠
７２頁（／り乙Ｋ）」に、Ｒｈｉｇｈｅｌａｔｏ　Ｒ，
Ｃ，。

Ｔｒｊｎｅｉ　Ａ、Ｐ、Ｊ及びＰｉｒｔ　Ｓ、Ｊ、によ
って記載されているものと同様なもの）中で、７０１．
１　の炭水化物濃度にて、胞子から生長させた。初期Ｐ
Ｈは乙、３であった。、２．ｔ℃にて夕日間、振とうし
ながら培養を行なった。

これらの条件下で、７ｍｌ当たり３５Ｏ単位のペニシリ
ンＶの濃度が得られた。

例■ 硬質木材の例としてのポプラ材をナイフで粉砕して、：
ｌｒｕのスクリーンを通したもの（ｇ、０９．乾燥重量
７．　ｊ　ｇ）を、９０ｍ１の濃塩酸とともにかくはん
し、そして氷水で冷却した。反応温度が７０℃を越え々
いよすな速度にて、塩化水素ガスを通じた。飽和後、塩
化水素を通し続けながら、かくはんを≠θ分分間性した
。次いで、その緑黒色スラリーを一７０℃に冷却し、そ
して遠心分離した。

上澄み液を水で希釈して約２５重世襲の塩化水素酸濃度
にし、一方温度は−１０℃であった。遠心分離により、
オリゴサツカライド含有生成物のペレットが得られ、水
で洗浄した。ベレットを重炭酸ナトリウムで中和し、そ
して水で洗浄した。

先の方法で得られた生成物を補給して７０ｇ、Ｆｌの炭
水化物α度にした例Ｖｌｌに記載の最少基壇地中にて、
ＡＴＣＣに番号グどノア／にて寄託された被ニンリウム
・クリソゲナム（Ｐｅｎ　ｉ　ｃ　ｉ　］　１　ｔｕｒ
ｎ　ｃｈｒｙｓｏｇｅｎｕｍ）の菌株を、胞子から生長
させた。初期ＰＨは乙３であった。、２３℃にて夕日間
、振とうしながら培養を行なった。これらの条件下で、
／ｍｌ当だＤ　３ｇＯ単位のペニシリンＶの濃度が得ら
れた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は本発明の方法の概略図であ
り、第≠Ａ図及び第４１３図はそれぞれ基質（ａ）及び
基質（ｂ）に関して、発酵時間に対するエタノール、ア
セテート及びラクテートの生成を示すグラフの生成を示
す。 ≠・・・消化装置、！・・・固液分離器、り・・・スト
リソ・クー／沈澱装置、１０・・・ポンプ、／／・・・
凝縮器、／２・・・固液分離器、／９・・・固液分離器
付き希釈容器 代理人の氏名　川原１）−穂 第１頁の続き ■発明者　ヨハン・ピーチル・マ　オラリヌス・サンデ
ルス　ケシ。 ＠出　願　人　ギスト・プロカデス・　オラエヌ・ライ
　ヴ乙 ７り国２６１３　ピー・ダヴリュウ　デルフト、トルベ
１トラート　７３

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉砕されたバイオマスからオリゴサツカライド含
   有生成物を製造する方法において、（、）　セルロース
   及びヘミセルロースの実質的にすべてが溶解するまで、
   バイオマスを高濃度の塩化水素酸水浴液と接触させ、高
   濃度ＨＣｌ中に不溶性のリグニン及び他の物質は随意に
   この段階において遠心分離又はｒ過により除去され得、
   （ｂ）　希釈及び／又は減圧下での蒸発によって塩化水
   素酸濃度を低減させると同時にオリゴサツカライド含有
   生成物を沈澱さぜ、がス状の塩化水素酸及び凝縮した塩
   化水素酸を段階（ａ）に再循環し、（Ｃ）沈澱したオリ
   ゴサツカライド含有生成物を塩化水素酸水溶液から分離
   し、後者を段階（ａ）において用いるだめに再循環する
   １ 、ことを特徴とするオリゴザツカライド含有生成物の製
   造法。
2. （２）段階（ｂ）において、水−塩化水素酸の共沸混合
   物の濃度が達成されるまで塩化水素酸濃度の低減を減圧
   下で行ない、ガス状の塩化水素酸及び塩化水素酸の凝縮
   した共沸混合物を段階（ａ）に再循環する、特許請求の
   範囲第１項に記載の製造法。
3. （３）バイオマスを塩化水素酸水溶液と３ｊ℃未満好ま
   しくは０ないし２ｊ℃の範囲の温度にて接触させる、特
   許請求の範囲第１項に記載の製造法。
4. （４）塩化水素酸濃度の低減を２０ないし３５℃の温度
   にて行なう、特許請求の範囲第１項又は第一３項に記載
   の製造法。
5. （５）　沈澱を−２０ないし３５℃の温度にて行なう、
   特許請求の範囲第１〜≠項のいずれか一項に記載の製造
   法。
6. （６）　沈澱を−７０ないし７０℃の温度にて行なう、
   特許請求の範囲第ｊ項に記載の製造法。
7. （７）バイオマスを塩化水素酸水溶液とｊ−４Ｊ−分間
   接触させる、特許請求の範囲第１〜乙項のいずれか−項
   に記載の製造法。
8. （８）水溶液の塩化水素酸濃度を３夕ｍｍＨｇ未満の減
   圧にて、２．２〜３０Ｍ量係の・、贋度に低減する、特
   許請求の範囲第１〜乙項のいずれか一項に記載の製造法
   。
9. （９）　オリゴサツカライド含有生成物の製造過程にお
   ける出発物質として軟質木材を用いる、特許請求の範囲
   第１項に記載の製造法。 ００）　沈澱が同時に行なわれるところの塩化水素酸濃
   度の低減の前に、不溶性リグニンを特徴する特許請求の
   範囲第１項に記載の製造法。 ０］）塩化水素酸濃度の低減によって沈澱を別個に行な
   うことにより、リグニンを含有するオリゴサツカライド
   含有生成物を製造し、その後蒸発段階及びガス状塩化水
   素酸の再循環を行なう、特許請求の範囲第１項に記載の
   製造法。 ０■　特許請求の範囲第１〜／／項のいずれか一項に記
   載の製造法により製造されたオリゴザツカライド含有生
   成物。 （１０〜／、夕重量係のアンヒドロアラビノース、０、
   夕〜乙重量係のアンヒドロマンノース、／〜３０重量係
   のアンヒドロキシロース１．．２３〜乙ｏ　重ｔ′係の
   アンヒドログルコース、２０〜夕ＯＭ　ｔ　％のリグニ
   ン及び／、ｊ〜）、夕重量係の灰及び／又は７０〜７０
   ０個のグルコース残基の平均長を持つオリゴサツカライ
   ド含有生成物、からなるオリゴサツカライド含有生成物
   。 θ→　０〜３重量重量子ンヒドロアラビノース、／〜フ
   重量重量子ンヒドロマンノース、ｊ〜３０重量係のアン
   ヒドロキシロース及び７０〜７ｊ重ｔ　％のアンヒドロ
   グルコース及び／又は７０〜１００の平均長を持つオリ
   ゴサツカライド含有生成物、からなりかつリグニンを実
   質的に含有しないオリゴサツカライド含有生成物。 αυ　特許請求の範囲第７２〜／≠項の生成物を炭水化
   物として用いることを特徴とする、主炭素　１源として
   炭水化物を用いる発酵法。 （１・　特許請求の範囲第７２〜／≠項のオリゴサツカ
   ライド含有生成物をエタノールに変換する方法。 αη　ペニシリンの製造のだめの発酵法における炭水化
   物源として、特許請求の範囲第１）〜／≠項のオリゴサ
   ツカライド含有生成物を変換する方法。 ０樽　きれいな低分子量セルロース用（７）　溶解’ｆ
   ４−パルプ又は他の用途として、特許請求の範囲第７．
   ２〜／グ項のオリゴサツカライド含有生成物を用いる方
   法。 ０９）化学薬品又は燃焼エネルギーの源として、高濃度
   の塩化水素酸に不溶なリグニン及び他の物質を用いる方
   法。 （ホ）特許請求の範囲第７．２〜／１１項のオリゴサツ
   カライド含有生成物をインゾロパノールニ変換する方法
   。 （ハ）特許請求の範囲第７２〜／≠項のオリゴサツカラ
   イド含有生成物をブタノールとアセトンとの混合物に変
   換する方法。 （イ）特許請求の範囲第７２〜／≠項のオリゴサツカラ
   イド含有生成物を酵素に変換する方法。 （ハ）特許請求の範囲第７．２〜／４Ｌ項の生成物の一
   部をモノ′マーの糖に変換することを特徴とする、ブリ
   ード流から回収されていないＨｃｌＪを用いる後加水分
   解法。 （財）特許請求の範囲第１〜／／項の製造法により製造
   されたオリゴサツカライド含有生成物を、実質量含有す
   る家畜飼料。