JPS6318479B2

JPS6318479B2 -

Info

Publication number: JPS6318479B2
Application number: JP57037537A
Authority: JP
Inventors: Yoshuki Takasaki; Hitoshi Yamabe; Yasushi Mitsuishi
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1982-03-09
Filing date: 1982-03-09
Publication date: 1988-04-19
Also published as: JPS58171401A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はセルロース含有物をセルラーゼで糖化
するためのセルロース含有物の前処理方法に関す
るものである。代替燃料としてのアルコールの生産と食糧資源
の確保のために、セルロースを糖化してブドウ糖
を製造しようとする研究が、近年、盛んに行なわ
れている。セルロースは天然では、リグニンやヘ
ミセルロースと強固に結合して存在しているた
め、そのまゝではセルラーゼによる分解を受けに
くい。このためセルラーゼによる分解を受けやす
くするため、リグニンやヘミセルロースの除去や
セルロースの結晶構造を破壊する種々の方法が考
案されている。たとえば、セルロース含有物を、
硫酸やリン酸のような酸や苛性ソーダのようなア
ルカリで処理する方法、γ線で処理する方法、ボ
ール・ミルなどで微粉砕する方法あるいは凍結融
解法などが知られている。本発明者らは、セルロース含有物をセルラーゼ
で糖化してグルコースを製造することを目的とし
て、セルラーゼによる糖化を促進するセルロース
含有物の処理方法について種々検討してきた結果
セルロース含有物をポリエチレングリコール又は
その誘導体で処理すると、セルラーゼによる糖化
性が著しく改善されることを認めた。本発明は、
この知見にもとずいてなされたものである。すなわち、本発明はセルロース含有物をセルラ
ーゼで糖化する前に、セルロース含有物をポリエ
チレングリコール又はその誘導体で処理すること
を特徴とするセルロース含有物の前処理方法に関
するものである。以下に本発明を更に具体的に説明する。本発明を適用できるセルロース含有物とは、木
質又は非木質（草木類）系の植物体又はその派生
物であつて、例えば、稲ワラ、モミガラ、バガス
などの農産副産物、そして、ナビヤ、コゴンなど
の雑草類、木材、パルプ、古紙、センイ性廃棄物
などが挙げられ、就中バガスなどの草木類の物質
に対しては特に有効である。これらセルロース含
有物は完全に脱リグニンや脱ヘミセルロースされ
たものである必要はなく、軽度の化学的処理や磨
砕、放射線処理、高温加熱処理、凍結融解処理な
ど物理的処理されたものに併用すると効果的であ
る。本発明でいうポリエチレングリコールとは、例
えば、市販されているポリエチレングリコール
400、ポリエチレングリコール1000、ポリエチレ
ングリコール2000、ポリエチレングリコール
4000、ポリエチレングリコール20000（以上いずれ
も和光純薬工業株式会社販売）など（−
OCH₂CH₂−）_oの構造を単位とする種々の重合度
のものである。ポリエチレングリコールの誘導体としては、ツ
イーン20、ツイーン40、ツイーン60、ツイーン
80、ツイーン85（いずれもアメリカアトラスパ
ウダーカンパニー製）あるいはトリトンＸ−
100やトリトンＸ−405（以上いずれもアメリカ
ロームアンドハースカンパニー製造）、ブ
リツジ35（花王アトラス株式会社製造）など、（−
OCH₂CH₂−）_oを骨格とする誘導体である。これら物質は、通常0.1〜10％、通常0.1〜１％
程度の溶液でこれにセルロース含有物を浸漬させ
る。浸漬は、室温以上の温度、通常30−100℃で
行なわれるが、浸漬時間は浸漬温度が高いほど短
縮することができる。浸漬時のPHは高いほど効果
的であるが、通常PH約４〜約10で行なわれる。浸漬後、過してセルロース含有物を回収し、
必要により水で洗滌し、そのまゝあるいは乾燥し
て糖化原料とする。セルラーゼ酵素剤としては、例えば、トリコデ
ルマ属、アスペルギルス属、スポロトリクム属、
イルペツクス属や細菌、放線菌の生産するものな
ど種々微生物起源のセルラーゼが使用でき、必要
によりこれらを混合して使用する。次に実施例により本発明を具体的に説明する。実施例１バガス（約0.5m／ｍに粉砕したもの）100mgを
表に記載の１％ポリエチレングリコール又は界面
活性剤溶液２mlに浸漬し、30℃一夜放置したの
ち、ガラスフイルターで減圧過し、次いで水で
充分洗滌したのち乾燥した。このもの各50mgを0.2M酢酸緩衝液（PH5.0）0.5
mlに入れ、これにセルラーゼ｛トリコデルマ・ビ
リデのセルラーゼ酵素剤（ヤクルト生化学株式会
社製造販売、セルラーゼオノズカＲ−10）とア
スペルギルス属のセルラーゼ酵素剤（ナガセ生化
学製造販売）のそれぞれ５：１の混合酵素液12単
位を添加し、全量水２mlとし、45℃で２日間反応
させた。反応後、過した上澄液について還元糖
をソモギー・ネルソン法により、可溶性糖をフエ
ノール硫酸法により、そしてグルコースをグルコ
ースオキシターゼ法により定量した。得られた結
果を第１表に示す。

【表】表から明らかなように、トリトンＸ−100、ト
リトンＸ−405、ブリツジ35、ツイーンなどポリ
オキシエチレン系の非表面活性剤を処理したとき
糖化率の著しい向上が認められた。またポリエチ
レングリコール20000によつても効果が認められ
た。なお、セルラーゼ活性は下記の通り測定した。 0.05M酢酸緩衝液（PH5.0）に溶解させた0.5％
CMC（カルボキシメチルセルロース）溶液0.5ml
にセルラーゼ酵素液を加え、蒸溜水で全量１mlと
し、50℃で反応させた。そして、この条件で１分
間に１マイクロモルのグルコースに相当する還元
力を生成する酵素量を１単位とした。実施例２バガス（約0.5m／ｍに粉砕したもの）100mgを
水２mlに浸漬させたもの、あるいは１％、５％、
10％のトリトンＸ−405溶液各２mlに浸漬させた
ものを室温（25℃）で一夜枚置後、ガラスフイル
ターで減圧過し、次いで水分洗滌し、乾燥し
た。このもの各50mgについて、実施例１に記載の方
法により、45℃で２日間糖化した。そして反応
後、過した上澄液について、還元糖、可溶性糖
とグルコースを定量した。得られた結果を第２表
に示す。

【表】＊固形物換算
表から明らかなように、バガスをあらかじめ、
トリトンＸ−405で処理しておいたものを使用す
ると、未処理のものに比べ糖の収量は約２〜３割
増加した。そして、トリトンＸ−405の濃度は、
１％よりも５％〜10％の方が効果的であつた。実施例３実施例２において、トリトンＸ−405の代りに
ポリエチレングリコール6000（和光純薬工業株式
会社販売）を使用した。得られた結果を第３表に
示す。

【表】表から明らかなように、バガスをポリエチレン
グリコールで処理することにより還元糖の生成量
は約14％、可溶性糖の生成量は約７％増加した。実施例４バガス（約0.5m／ｍに粉砕したもの）100mgを
１％トリトンＸ−405 ２mlに浸漬したものを30
℃、40℃、50℃、70℃では各１日間処理し、100
℃と120℃のものは各10分間加熱処理した。処理
後、過し、水で洗滌後、乾燥した。なお、バガ
ス100mgを水２mlに、30℃で１日間浸漬後、過、
水で洗滌、乾燥したものを対照とした。このもの各50mgを0.2M酢酸緩衝液（PH5.0）0.5
mlに入れ、これに実施例１で使用したと同じ酵素
剤を添加し、全量を水で２mlとして、45℃で２日
間反応させた。反応後、過した上澄液につい
て、還元糖、可溶性糖、グルコースを定量した。
得られた結果を第４表に示す。

【表】表から明らかなように、セルロース含有物を処
理するに際し、30℃以上に加熱した方が糖化率が
増加することがわかつた。第５表は、処理時の初期PHを表記の通り、PH
2.2〜9.5に変化させて、30℃で一夜放置後、
過、洗滌、乾燥後、前記の通り45℃で２日間糖化
した結果である。

【表】表から明らかなように、処理時のPHは酸性より
も中性〜アルカリ側の方がよいことがわかつた。
なお本実施例において、生成した可溶性糖（全
糖）の約90％以上がグルコースであつた。実施例５実施例１において、バガスの代りに、ナビヤ、
コゴンとイナワラの粉砕物（約0.5m／ｍ）各100
mgを水２ml又は５％トリトンＸ−405溶液２mlに
30℃で２日間浸漬し、過後、水で洗滌、乾燥し
た。このもの各50mgについて、実施例１と同様に
して糖化した。得られた結果を第６表に示す。

【表】表から明らかなように、これらセルロース含有
物は、いずれもトリトンＸ−405で処理すること
により糖化率が上昇した。

Claims

【特許請求の範囲】

１セルロース含有物をセルラーゼで糖化するに
際し、セルロース含有物をあらかじめポリエチレ
ングリコール又はその誘導体の存在下で前処理す
ることを特徴とするセルロース含有物の処理法。