(57)【要約】発酵阻害物質量が極めて少ない糖液を製造することを課題とする。  本発明は、セルロース由来糖水溶液をナノ濾過膜および／または逆浸透膜を用いて濃縮する方法であって、アニオン系ポリマーを添加して発酵阻害物質をナノ濾過膜および／または逆浸透膜の透過側に除去する糖液の製造方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース由来糖水溶液をナノ濾過膜および／または逆浸透膜を用いて濃縮するにあたり、該セルロース由来糖水溶液に水溶性アニオン系ポリマーを添加して発酵阻害物質を該ナノ濾過膜および／または逆浸透膜の透過側に除去することを特徴とする、糖液の製造方法。
【請求項２】
前記ナノ濾過膜および／または逆浸透膜を用いて濃縮する前記セルロース由来糖水溶液が精密濾過膜および／または限外濾過膜を透過した液である、請求項１記載の糖液の製造方法。
【請求項３】
前記水溶性アニオン系ポリマーが、リン酸系ポリマーの塩、リン酸系ポリマー、ポリカルボン酸系ポリマーの塩およびポリカルボン酸系ポリマーからなる群より選ばれたポリマーを含む、請求項１または２に記載の糖液の製造方法。
【請求項４】
前記水溶性アニオン系ポリマーが無機ポリリン酸塩であることを特徴とする、請求項３記載の糖液の製造方法。
【請求項５】
前記水溶性アニオン系ポリマーの添加時のセルロース由来糖水溶液のｐＨが４以上９以下であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の糖液の製造方法。
【請求項６】
前記水溶性アニオン系ポリマーの添加量が前記セルロース由来糖水溶液に対して０．５ｍｇ／Ｌ以上５００ｍｇ／Ｌ以下であることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の糖液の製造方法。
【請求項７】
前記水溶性アニオン系ポリマーの重量平均分子量が２００以上１００００以下であることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の糖液の製造方法。
【請求項８】
前記発酵阻害物質が有機酸、カルボキシル基を有するフラン系化合物またはカルボキシル基を有するフェノール系化合物あるいはそれらの組み合わせである、請求項１から７のいずれかに記載の糖液の製造方法。
【請求項９】
前記発酵阻害物質が少なくとも酢酸またはギ酸を含むことを特徴とする、請求項８記載の糖液の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の製造方法により製造した糖液を、分画分子量５００以上２０００以下の限外濾過膜でさらに濾過することを特徴とする、糖液の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の製造方法で得られた糖液を発酵原料として化学品を生産する能力を有する微生物を発酵培養する、化学品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルロース含有バイオマスから糖液を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
糖を原料とした化学品の発酵生産プロセスは、種々の工業原料生産に利用されている。この発酵原料となる糖として、現在、さとうきび、澱粉、テンサイなどの食用原料に由来するものが工業的に使用されているが、今後の世界人口の増加による食用原料価格の高騰、あるいは食用と競合するという倫理的な側面から、再生可能な非食用資源、すなわちセルロース含有バイオマスより効率的に糖液を製造するプロセス、あるいは得られた糖液を発酵原料として、効率的に工業原料に変換するプロセスの構築が今後の課題となっている。【０００３】
バイオマスから糖を得る従来技術としては、濃硫酸を用いて、バイオマス中のセルロースやヘミセルロースをグルコース、キシロースに代表される単糖まで加水分解する方法（特許文献１、２）や、バイオマスの反応性を向上させる前処理を施した後に、酵素反応により加水分解する方法が一般的に知られている（特許文献３、４）。【０００４】
しかしながら、セルロース含有バイオマスの加水分解においてセルロースあるいはヘミセルロース成分などの分解と同時に、生成したグルコース、キシロースとした糖の分解物反応も進み、フルフラール、ヒドロキシメチルフルフラールなどのフラン化合物、あるいはギ酸、酢酸など有機酸といった副産物も生成するという課題があった。これらの化合物は、微生物を利用した発酵工程で阻害的に作用し、微生物の増殖阻害を引き起こし、発酵産物の収率を低下させるため、発酵阻害物質と呼ばれ、セルロース含有バイオマス糖液を発酵原料として利用する際に大きな課題であった。【０００５】
このような発酵阻害物質を糖液製造過程で除去する方法として、オーバーライミングといった方法が開示されている（非特許文献１）。この方法は、酸処理後のセルロースあるいは糖化液に対し、石灰を添加し中和する工程において、６０℃付近まで加温しながら一定時間保持することで、フルフラール、ＨＭＦといった発酵阻害物質を石膏成分とともに除去する方法である。しかしながら、オーバーライミングでは、ギ酸、酢酸、レブリン酸といった有機酸の除去効果が少ないといった課題があった。【０００６】
また発酵阻害物質を除去する別の方法として、セルロース含有バイオマスからの糖液に水蒸気を吹き込むことで、発酵阻害物質を蒸発除去する方法が開示されている（特許文献５）。しかしながらこうした蒸発除去する方法は、発酵阻害物質の沸点に依存しており、特に沸点の高い有機酸などの発酵阻害物質の除去効率は低く、十分な除去効率を得るためには、多大のエネルギーを投入しなければならないといった課題があった。【０００７】
また、発酵阻害物質をイオン交換で除去する方法もあるが（特許文献６）、コスト的に課題があった。また木質系炭化物、すなわち活性炭などを使用して吸着除去する方法もあるが、除去対象が疎水性化合物に限定されるという課題があった（特許文献７）。【０００８】
また、発酵阻害物質を膜で除去する方法もあるが（特許文献８）、発酵阻害物質を膜の透過側に除去できる量が限定されるという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表平１１−５０６９３４号公報
【特許文献２】特開２００５−２２９８２１号公報
【特許文献３】特開２００１−９５５９７号公報
【特許文献４】特許第３０４１３８０号公報
【特許文献５】特開２００４−１８７６５０号公報
【特許文献６】特表２００１−５１１４１８号公報
【特許文献７】特開２００５−２７００５６号公報
【特許文献８】国際公開第２０１０／０６７７８５号パンフレット
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｍ  Ａｌｆｒｅｄら、“Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ｐＨ，ｔｉｍｅ  ａｎｄ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｏｆ  ｏｖｅｒｌｉｍｉｎｇ  ｏｎ  ｄｅｔｏｘｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｄｉｌｕｔｅ−ａｃｉｄ  ｈｙｄｒｏｌｙｚａｔｅｓ  ｆｏｒ  ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｓａｃｃａｒｏｍｙｃｅｓ  Ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ”Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，３８，５１５−５１２  （２００２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明では、上述したような課題、すなわちセルロース含有バイオマスから糖を製造する工程で生成する発酵阻害物質を、糖液製造の工程において除去する方法を提供し、また発酵阻害物質量が極めて少ない精製糖液を製造する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を鋭意検討した結果、セルロース含有バイオマスから糖液を製造する工程において、セルロース含有バイオマスに由来する糖水溶液（以下、セルロース由来糖水溶液、という。）にアニオン系ポリマーを添加した後、該糖水溶液をナノ濾過膜および／または逆浸透膜に通じることによって発酵原料となる糖液と発酵阻害物質を分離除去する方が、ナノ濾過膜および／または逆浸透膜を通じることのみで発酵原料となる糖液と発酵阻害物質を分離除去するよりも、糖液と発酵阻害物質の分離除去効果が向上することを見出した。すなわち、本発明は以下の構成を有する。【００１３】
セルロース由来糖水溶液をナノ濾過膜および／または逆浸透膜を用いて濃縮するにあたり、該セルロース由来糖水溶液に水溶性アニオン系ポリマーを添加して発酵阻害物質を該ナノ濾過膜および／または逆浸透膜の透過側に除去することを特徴とする、糖液の製造方法。【００１４】
前記製造方法で得られた糖液を発酵原料として化学品を生産する能力を有する微生物を発酵培養する、化学品の製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によって、セルロース由来糖水溶液から、発酵阻害物質である酢酸、ギ酸、クマル酸、フェルラ酸などの有機酸を除去することが可能であり、一方でグルコース、キシロースなどの糖を高純度・高収率で製造することができる。その結果、本発明で得られた精製糖液を発酵原料として使用することで、種々の化学品の発酵生産の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は糖液を製造する際に想定されるアニオン系ポリマーを添加する方法の一例である。
【図２】図２は糖液を製造する際に想定されるアニオン系ポリマーを添加する方法の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００１８】
本発明のセルロース由来糖水溶液とは、セルロース含有バイオマスに前処理を施すか、又は前処理後に酵素処理を施すことで、セルロース含有バイオマス中のセルロースまたはヘミセルロース成分を加水分解してグルコースまたはキシロースの単糖およびオリゴ糖が水に溶解した水溶液を言う。
【００１９】
本発明のセルロース含有バイオマスとは、セルロースを５重量％以上含む生物由来の資源を言う。具体的には、バガス、スイッチグラス、ネピアグラス、エリアンサス、コーンストーバー、稲わら、麦わらなどの草本系バイオマス、樹木、廃建材などの木質系バイオマスなどを例として挙げることができる。これらのセルロース含有バイオマスは、芳香族高分子であるリグニン及びセルロース・ヘミセルロースを含有していることから、リグノセルロースとも呼ばれる。セルロース含有バイオマスに含まれる多糖成分であるセルロースやヘミセルロースを加水分解することにより発酵原料として利用可能な単糖を含む糖液を得ることができる。
【００２０】
本発明の前処理とは、物理的、化学的処理をセルロース含有バイオマスに施すものである。より具体的な前処理としては、高温高圧の希硫酸、亜硫酸塩等で処理する酸処理、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ性水溶液で処理するアルカリ処理、液体アンモニア又はアンモニアガス又はアンモニア水溶液で処理するアンモニア処理、加圧熱水で処理する水熱処理、カッターミルや、ハンマーミル、グラインダーなどを用いて機械的に繊維を切断する微粉砕処理、水蒸気によって短時間蒸煮し、瞬時に圧力を開放して体積膨張により粉砕する蒸煮爆砕処理などが挙げられるが、これらに限らない。
【００２１】
前処理のうち、酸処理は、硫酸や亜硫酸塩などの酸性水溶液とセルロース含有バイオマスを高温高圧の条件下で処理して前処理物を得る処理方法である。酸処理は、一般に、リグニンを溶解させ、さらにまず結晶性の低いヘミセルロース成分から加水分解が起き、次いで結晶性の高いセルロース成分が分解されるという特徴を有するので、ヘミセルロース由来のキシロースを多く含有する液を得ることが可能である。また、２段階以上の工程を設定することで、ヘミセルロース、セルロースに適した加水分解条件が設定でき、分解効率及び糖収率を向上させることが可能になる。
【００２２】
酸処理において用いる酸は、加水分解を起こすものであれば特に限定はされないが、経済性の観点から硫酸が望ましい。酸の濃度は０．１〜１５重量％であることが好ましく、より好ましくは、０．５〜５重量％である。反応温度は１００〜３００℃の範囲で設定することができる。反応時間は１秒〜６０分の範囲で設定することができる。処理回数は特に限定されず、１回以上行えばよい。酸処理後の糖化酵素による分解は、酸処理後に得られる前処理物のうち固形分と液成分とを分けてそれぞれ行っても良いし、固形分と液成分とが混合したまま行っても良い。酸処理によって得られる固形分及び液成分には用いた酸が含まれているので、糖化酵素による加水分解反応を行うためには中和を行う。また、酸処理した際に得られる液成分のみを使用することも可能である。液成分には糖化酵素を加えなくとも酸により加水分解で得られたヘミセルロース由来の成分を主成分とする単糖およびそのオリゴ糖が多量に含まれている。この液成分を糖化酵素を加えずにナノ濾過膜および／または逆浸透膜に供する液として使用してもよい。
【００２３】
前処理のうち、水熱処理は、１００〜４００℃の加圧熱水で、１秒〜６０分処理する方法である。通常、処理後の２５℃の常温で水に不溶であるセルロース含有バイオマスが、セルロース含有バイオマスと水の合計総重量に対して０．１〜５０重量％の濃度になるように行われる。圧力は処理温度に依存されるため特に限定されないが、好ましくは０．０１〜１０ＭＰａである。
【００２４】
前処理のうち、水熱処理では、加圧熱水の温度により熱水への溶出成分が異なる。一般に、加圧熱水の温度を上昇させていくと、セルロース含有バイオマスからは最初にタンニン、リグニンの第１グループが流出し、次に１４０〜１５０℃以上でヘミセルロースの第２グループが流出し、更に約２３０℃を越えるとセルロースの第３グループが流出する。また、流出と同時にヘミセルロース、セルロースの加水分解反応が起こることもある。加圧熱水の温度による流出成分の違いを利用して、セルロース、ヘミセルロースに対する糖化酵素の反応効率を向上させるために処理温度を変えて多段階の処理をしてもよい。ここで、水熱処理によって得られる画分のうち、加圧熱水へ溶出した成分を含む水溶物を熱水可溶分、熱水可溶分を除いたものを熱水不溶分という。
【００２５】
熱水不溶分は、多くのリグニンとヘミセルロース成分が溶出された結果得られる、主に二糖以上のセルロース（Ｃ６）成分を含んだ固形分である。主成分のセルロースにほか、ヘミセルロース成分、リグニン成分が含まれることもある。これらの含有比率は、水熱処理の加圧熱水の温度や処理バイオマスの種類によって変化する。熱水不溶分の含水率は１０％から９０％、より好ましくは２０％から８０％である。
【００２６】
熱水可溶分は液体状態又はスラリー状態である加圧熱水に溶出したヘミセルロース、リグニン、タンニン、一部のセルロース成分を含む水溶物であり、液体状態又はスラリー状態である。熱水可溶分中の溶出成分の含有率は、通常０．１重量％以上１０重量％以下である。ここで、熱水可溶分中の溶出成分の含有率の測定は、含水率計（例えば、ケット科学研究所製  赤外線水分計ＦＤ７２０）を用いて行うことができる。具体的には、測定する熱水可溶分に関して含水率計で得られた含水率を１００％から引いた値を用いることができる。溶出成分は、単糖、オリゴ糖などの水溶成分に限らず、水の中に混入している全ての成分であり、静置した後に生じた沈殿や、沈殿はしないが液中に分散しているコロイド成分も含まれる。
【００２７】
特に熱水可溶分は、発酵阻害物質であるギ酸や酢酸などの有機酸、ＨＭＦやフルフラールなどのフラン系、芳香族系化合物を多く含んでいるため、熱水可溶分を糖化酵素で処理した糖溶液をそのまま用いて、化学品の発酵生産を行うことは通常困難である。また、熱水可溶分に含まれる成分は、コロイド成分・微粒子成分を多量に含んでおり、膜を用いた濾過においてこれらが膜目詰まりの要因ともなり得る。熱水可溶分として得られる液成分は、熱水により加水分解を起こした糖が多量に含まれており、その成分は単糖に加えてそのオリゴ糖が多量に含まれている。酵素を入れてさらに加水分解を行っても良く、酵素を入れずにそのままナノ濾過膜および／または逆浸透膜に供する液としてもよい。
【００２８】
前処理のうち、アルカリ処理は、アルカリ水溶液、通常は水酸化物塩（但し、水酸化アンモニウムを除く）の水溶液でセルロース含有バイオマスを反応させる処理方法ある。アルカリ処理により、主にセルロース・ヘミセルロースの糖化酵素による反応を阻害するリグニンを除去することができる。使用する水酸化物塩としては、水酸化ナトリウム又は水酸化カルシウムが好ましい。アルカリ水溶液の濃度は、０．１〜６０重量％の範囲が好ましく、これをセルロース含有バイオマスに添加し、通常１００〜２００℃、好ましくは１１０℃〜１８０℃の温度範囲で処理する。処理回数は特に限定されず、１回又は複数回行ってもよい。２回以上行う場合は、各回の処理を異なる条件で実施してもよい。アルカリ処理によって得られた前処理物は、アルカリを含むため、糖化酵素による加水分解を行う前に、中和を行う。
【００２９】
前処理のうち、アンモニア処理は、アンモニア水溶液又は純アンモニア（液体又は気体）をセルロース由来バイオマスと反応させる処理方法である。例えば、特開２００８−１６１１２５又は特開２００８−５３５６６４に記載の方法を用いることができる。アンモニア処理では、アンモニアがセルロース成分と反応することにより、セルロースの結晶性が崩れることにより、糖化酵素との反応効率が大幅に向上すると言われている。通常、セルロース含有バイオマスに対して０．１〜１５重量％の範囲の濃度となるようにセルロース含有バイオマスにアンモニアを添加し、４℃〜２００℃、好ましくは６０℃〜１５０℃で処理する。処理回数は特に限定されず、１回又は複数回行ってもよい。アンモニア処理によって得られた前処理物は、糖化酵素による加水分解反応を行う前に、アンモニアの中和又はアンモニアの除去を行う。中和に使用する酸試薬は特に限定されない。例えば塩酸、硝酸、硫酸などの酸により中和することができるが、プロセス配管の腐食性及び発酵阻害因子とならないことを考慮して、硫酸が好ましい。アンモニアの除去は、アンモニア処理物を減圧状態に保つことでアンモニアを揮発させて除去することができる。
【００３０】
また、セルロース由来糖水溶液は、以上の前処理後酵素処理を行って加水分解反応により得られた糖水溶液であってもよい。
【００３１】
本発明において、糖化酵素とは、セルロース又はヘミセルロースを分解する活性を有する、あるいはセルロース又はヘミセルロースの分解を補助する酵素成分のことを指す。具体的な酵素成分としては、セルビオハイドロラーゼ、エンドグルカナーゼ、エキソグルカナーゼ、βグルコシダーゼ、キシラナーゼ、キシロシダーゼ、バイオマス膨潤酵素などを例示することができる。また、糖化酵素は、これらの成分の複数種を含む酵素混合物であることが好ましい。例えば、セルロース、ヘミセルロースの加水分解は、こうした複数の酵素成分の協奏効果あるいは補完効果により効率よく実施することができるため、本発明において好ましく使用される。
【００３２】
本発明において、糖化酵素は微生物により産生されるものを好ましく用いることができる。例えば、一種の微生物が産生する複数の酵素成分を含む糖化酵素であってもよく、また複数の微生物から産生される酵素成分の混合物であってもよい。
【００３３】
糖化酵素を産生する微生物は、糖化酵素を細胞内又は細胞外に産生する微生物であって、好ましくは細胞外に糖化酵素を産生する微生物である。細胞外に産生する微生物の方が糖化酵素回収が容易だからである。
【００３４】
糖化酵素を産生する微生物は、上記の酵素成分を産生するものであれば特に限定されないが、糸状菌が好ましく、トリコデルマ属に分類される糸状菌（以下、トリコデルマ属菌、ともいう。）は、細胞外に、多種の糖化酵素を大量に分泌するので、糖化酵素を産生する微生物として特に好ましく用いることができる。
【００３５】
また、本発明で使用する糖化酵素は、好ましくはトリコデルマ属菌に由来する糖化酵素であり、より好ましくはトリコデルマ・リーセイＱＭ９４１４（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉ  ＱＭ９４１４）、トリコデルマ・リーセイＱＭ９１２３（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉＱＭ９１２３）、トリコデルマ・リーセイＲｕｔＣ−３０（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉＲｕｔ  Ｃ−３０）、トリコデルマ・リーセイＰＣ３−７（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉ  ＰＣ３−７）、トリコデルマ・リーセイＣＬ−８４７（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉＣＬ−８４７）、トリコデルマ・リーセイＭＣＧ７７（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉ  ＭＣＧ７７）、トリコデルマ・リーセイＭＣＧ８０（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉ  ＭＣＧ８０）、トリコデルマ・ビリデＱＭ９１２３（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｖｉｒｉｄｅ  ＱＭ９１２３）、トリコデルマ・ロンギブラキアタム（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｌｏｎｇｉｂｒａｃｈｉａｔｕｍ、ＣＢＳ６１４．９４)などのトリコデルマ属菌由来の糖化酵素である。また、トリコデルマ属糸状菌を変異剤又は紫外線照射などで変異処理を施し、糖化酵素の生産性を向上させた変異株由来の糖化酵素であってもよい。例えば、トリコデルマ属菌を一部の酵素成分が多く発現するよう改変した変異株に由来する、糖化酵素の組成比率が変更された糖化酵素であってもよい。
【００３６】
市販されているトリコデルマ属菌由来の糖化酵素を用いてもよい。例えば、ノボザイム社の「セリック・シーテック」「セリック・シーテック２」や、ジェネンコア協和社の「アクセルレース１０００」、「アクセルレース１５００」、「アクセルレースデュエット」シグマ・アルドリッチ社の「セルラーゼ  ｆｒｏｍ  Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｒｅｅｓｅｉ  ＡＴＣＣ  ２６９１」、「セルラーゼ  ｆｒｏｍ  Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｖｉｒｉｄｅ」、「セルラーゼ  ｆｒｏｍ  Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｌｏｎｇｉｂｒａｃｈｉａｔｕｍ」などを例示できる。
【００３７】
トリコデルマ属菌由来の糖化酵素は、酵素成分を産生するよう調製した培地中で、任意の期間、トリコデルマ属菌を培養することで得ることができる。使用する培地成分は特に限定されないが、糖化酵素の産生を促進するために、セルロースを添加した培地が好ましく使用できる。また、培養液をそのまま、又はトリコデルマ菌体を除去した培養上清が好ましく使用される。さらに、酵素安定化のために添加剤としてプロテアーゼ阻害剤、分散剤、溶解促進剤、安定化剤などを添加したものであってもよい。
【００３８】
トリコデルマ属菌由来の糖化酵素中の各酵素成分の種類、その成分比は特に限定されない。例えば、トリコデルマ・リーセイ由来の培養液には、セルビオハイドロラーゼ、βグルコシダーゼ等が含まれている。トリコデルマ属菌の場合、活性の高いセルビオハイドロラーゼは培養液中に生産されるが、βグルコシダーゼは、細胞内又は細胞表層に保持されるため、培養液中のβグルコシダーゼ活性は低くなるので、この場合は、培養上清中にさらに異種又は同種のβグルコシダーゼを添加してもよい。ここで添加する異種のβグルコシダーゼとしては、アスペルギルス属菌由来のβグルコシダーゼが好ましく使用できる。アスペルギルス属菌由来のβグルコシダーゼとして、例えばノボザイム社より市販されている「Ｎｏｖｏｚｙｍｅ１８８」などを例示することができる。
【００３９】
本発明のアニオン系ポリマーとは、主鎖または側鎖部分が負のイオン（アニオン）に帯電している重合体を言う。形態としては単一のアニオン系モノマー、又は複数のアニオン系モノマーの重合体であってもよくアニオン系モノマーを含む共重合体であってもよい。共重合の形態も特に限定されず、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体、交互共重合体、のいずれでも構わない。また、前記２種以上のポリマーの混合物であってもよく、それらのうち１種がアニオン系化合物であればよい。２種以上を使用することで効果が高められることがあるからである。また、前記アニオン系ポリマーは水溶性のものに限定される。水溶性のものであるとは、アニオン性ポリマーの２５℃での水に対する溶解度が１ｇ／Ｌ以上であるものを言う。より好ましくは１０ｇ／Ｌ以上のものである。水溶性のアニオン系ポリマーでないと膜を目詰まりさせてしまい、本発明の効果が発揮できないからである。アニオン系ポリマーの重量平均分子量は、ＧＰＣ法で測定した値として、１００以上２００００以下であり、より好ましくは２００以上１００００以下、さらに好ましくは、リン酸系ポリマーにおいては３００以上１０００以下、カルボン酸系ポリマーにおいては、２０００以上８０００以下である。溶解度が低く、または分子量が大きいと液の粘性が上昇し、場合によっては分子が凝集してナノ濾過膜および／または逆浸透膜においてファウリングする可能性が高まるからである。また、基本分子構造単位での繰返し数は２〜２００の範囲が好ましい。繰り返し数が２以上であれば有機酸の除去性能が向上するので好ましく、また繰り返し数が２００以下であれば水への溶解性が良く、ポリマー同士が作用して凝集する可能性が低下するので好ましい。
【００４０】
本発明に関するアニオン系ポリマーとしては、リン酸系ポリマーの塩、リン酸系ポリマー、ポリカルボン酸系ポリマーの塩およびポリカルボン酸系ポリマー、ポリスルホン酸系ポリマーからなる群より選ばれたポリマーが好ましく、リン酸系ポリマーの塩、リン酸系ポリマー、ポリカルボン酸系ポリマーの塩およびポリカルボン酸系ポリマーからなる群より選ばれたポリマーがより好ましい。中でもポリカルボン酸系ポリマーまたはその塩および、無機リン酸ポリマーまたはその塩が好ましい。さらにより好ましくは、無機ポリリン酸塩である。好ましいものほど、実施例記載の通り、有機酸の除去性能を向上させる効果がある。有機酸の除去性能が本発明で得られる理由は、定かではないが、有機酸のイオン化物、例えば、ギ酸イオンや酢酸イオンを保持している相手側の陽イオン（カチオン）、例えば糖液に含まれている可能性が高いナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、シリコン系イオン、マグネシウムイオン、アンモニウムイオン、鉄イオンなど、がアニオン系ポリマーにより保持されてフリーの有機酸分子として膜を透過しているからと推察している。そのため、上記アニオン系ポリマーはカチオンをキレートするような性質をもったポリマーであることがより好ましい。
【００４１】
ポリカルボン酸系ポリマーは、主鎖または側鎖にカルボン酸を有するポリマーを言う。具体的には、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸、ポリフマル酸、ポリイタコン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリ１−カルボキシ―１メチルテトラメチレン、ポリ｛１−［（２−カルボキシフェニル）イミノメチル］−２−フェニルエチレン、ポリ［（Ｅ，Ｅ）−６−アミノヘキサ−２，４−ジエン酸、ポリ（２２，２４−ペンタコサジイン酸）、ポリ（１０，１２−ペンタコサジイン酸）、ポリ｛（１，３−ジオキソインドリン−５．２ジイル）［ビス（トリフルオロメチル）メチレン］（１，３−ジオキソインドリン−５．２ジイル）（５−カルボキシ―１，３−フェニレン）｝、ポリ（３−カルボキシフェニルマレイミド）、ポリ（３−メチルピロル―４−カルボン酸）、ポリ（２−アミノ安息香酸）ポリ［ジクロロ（３−シアノプロピル）メチルシラン］、ポリ（２−ヒドロキシ−３メチルベンゼンアセティック酸）、ポリ［１−（カルボキシオクチル）エチレン］等が例示できる。前記に例示したモノマーの共重合体であってもよい。ポリマーの形態としては上記の塩の状態のものであっても構わない。さらにより好ましくは、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸、またはその共重合体、さらに、その塩である。また、例えば塩の場合、各々のナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などが例示できるが、より好ましくは経済的観点からナトリウム塩である。さらにポリカルボン酸系ポリマーにはカルボン酸を含むモノマー以外のモノマーが共重合されていても良い。例えばビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アクリロニトリルエチレングリコールジオレフィンヒドロキシアリロキシプロパンスルホン酸、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、オレフィン、イソオレフィン、ビニルエーテル、ビニルアルコール、ハイドロキシエチルメタクリレート、アクリルアミド、ビニルエステル、などが例示できる。共重合するカルボン酸を含むモノマー以外のモノマーとしてより好ましくは、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アクリロニトリルエチレングリコールジオレフィンヒドロキシアリロキシプロパンスルホン酸、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマーである。ポリカルボン酸系ポリマーの好ましい重量平均分子量は３００以上１００００以下である。また、ポリカルボン酸系ポリマーの好ましい基本分子構造単位での繰返し数は４以上１００以下である。ポリカルボン酸ポリマーにおいては、重量平均分子量が３００以上、基本分子構造単位での繰返し数が４以上であると、有機酸の除去性能が向上するので好ましい。また、重量平均分子量が１００００以下、基本分子構造単位での繰返し数が１００以下であると水への溶解性が良好で、ポリマーが分散して膜の性能を悪化させないので好ましい。
【００４２】
リン酸系ポリマーは、リン酸であるＰＯ３の部分を有しているポリマーを言い、ＰＯ３部分が官能基であってもなくても構わない。リン酸含有ポリマーの具体例としては、無機リン酸ポリマーとしてピロリン酸、酸性ピロリン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸、イソポリリン酸、メタリン酸、トリメタリン酸、テトラメタリン酸、ヘキサメタリン酸、酸性ヘキサメタリン酸、イソメタリン酸、ウルトラリン酸、および各々のナトリウム塩、カリウム塩などが例示でき、他にグラハム塩、モッドレル塩、クロールス塩が例示できる。またリン酸含有のホスホン酸、ホスフィン酸およびその塩として、２−ホスホノブタントリカルボン酸−１，２，４−ホスホノブタントリカルボン酸−１，２，４−１ナトリウム塩、２−ホスホノブタントリカルボン酸−1,2,４−一カリウム塩、２−ホスホノブタントリカルボン酸−１．２，４−２ナトリウム塩、２−ホスホノブタントリカルボン酸−１，２，４−２カリウム塩、２−ホスホノブタントリカルボン酸−１，２，４−３ナトリウム塩、２−ホスホノブタントリカルボン酸−１，２，４−３カリウム塩、２−ホスホノブタントリカルボン酸−１，２，４−４ナトリウム塩、２−ホスホノブタントリカルボン酸−１，２，４−４カリウム塩や、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸−一ナトリウム塩、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸−１カリウム塩、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸−２ナトリウム塩、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸−１，２カリウム塩、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸−１，３ナトリウム塩、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸−１，３カリウム塩や、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、アミノトリ（メチレンホスホン酸）−１ナトリウム塩、アミノトリ（メチレンホスホン酸）−１カリウム塩、アミノトリ（メチレンホスホン酸）−１，２ナトリウム塩、アミノトリ（メチレンホスホン酸）−１，２カリウム塩、アミノトリ（メチレンホスホン酸）−１，３ナトリウム塩、アミノトリ（メチレンホスホン酸）−１，３カリウム塩、アミノトリ（メチレンホスホン酸）−１，４ナトリウム塩、アミノトリ（メチレンホスホン酸）−１，４カリウム塩、アミノトリ（メチレンホスホン酸）−１，５ナトリウム塩、アミノトリ（メチレンホスホン酸）−１，５カリウム塩や、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）−１ナトリウム塩、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）−１カリウム塩、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）−１，２ナトリウム塩、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）−１，２カリウム塩、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）−１，３ナトリウム塩、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）−１，３カリウム塩、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）−１，４ナトリウム塩、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）−１，４カリウム塩、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）−１，５ナトリウム塩、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホ��酸）−１，５カリウム塩、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）−１，６ナトリウム塩、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）−１，６カリウム塩や、また、ビス（ポリ−２−カルボキシエチル）ホスフィン酸、ビス（ポリ−２−カルボキシエチル）ホスフィン酸ナトリウム、ビス（ポリ−２−カルボキシエチル）ホスフィン酸カリウム等、フィチン酸、アルコールのリン酸エステルなどが例示できる。リン酸系ポリマーの中でより好ましくは、無機ポリリン酸塩である。リン酸系ポリマーの好ましい重量平均分子量は１６０以上３０００以下である。また、リン酸系ポリマーの好ましい基本分子構造単位での繰返し数は２以上２０以下である。リン酸系ポリマーにおいては、重量平均分子量が１６０以上、基本分子構造単位での繰返し数が２以上であると、有機酸の除去性能が向上するので好ましい。また、重量平均分子量が３０００以下、基本分子構造単位での繰返し数が２０以下であると、水への溶解性が良好で、ポリマーが分散して膜の性能を悪化させないので好ましい。
【００４３】
スルホン酸基ポリマーとしては、スルホン酸基を有するポリマーを言い、具体的には、ポリスチレンスルホン酸、アクリロニトリルエチレングリコールジオレフィンヒドロキシアリロキシプロパンスルホン酸、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、２−アクリロイルアミノ―２−メチルプロパンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、メタニトロベンゼンスルホン酸、２−ヒドロキシ−３−アリルオキシ−１−プロパンスルホン酸、イソプレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸などが例示できる。スルホン酸基ポリマーの好ましい重量平均分子量は６００以上１００００以下である。また、スルホン酸基ポリマーの好ましい基本分子構造単位での繰返し数は４以上７５以下である。スルホン酸基ポリマーにおいては、重量平均分子量が６００以上、基本分子構造単位での繰返し数が４以上であると、有機酸の除去性能が向上するので好ましい。また、重量平均分子量が１００００以下、基本分子構造単位での繰返し数が７５以下であると、水への溶解性が良好で、ポリマーが分散して膜の性能を悪化させないので好ましい。
【００４４】
アニオン系ポリマーの添加量は特に限定されないが、ナノ濾過膜及び／または逆浸透膜に供する際のセルロース由来糖水溶液の体積に対して、０．００５ｍｇ／Ｌ以上５０００ｍｇ／Ｌ以下が好ましく、０．０５ｍｇ／Ｌ以上５００ｍｇ／Ｌ以下がより好ましい。さらに好ましくは０．５ｍｇ／Ｌ以上５０ｍｇ／Ｌ以下である。低いと効果が低く、高すぎても効果は大きく改善されないからである。上記のアニオン系ポリマーは、陰イオン性の特に無機イオンをキレートする役割を有する。そのようなキレート性のあるアニオン系ポリマーが好ましい理由は前述の通りである。
【００４５】
本発明において、アニオン系ポリマーの添加とともに、酸やアルカリを添加してもよい。本発明のアニオン系ポリマーの中には発酵阻害物質を除去する能力を高める至適なｐＨを有するものがあるからである。水溶性アニオン系ポリマーの添加時のセルロース由来糖水溶液のｐＨ値は、アニオン系ポリマーのｐＨから好ましくはｐH１２以下である。さらにより好ましくはｐH４以上９以下である。前記ｐＨの範囲がアニオン系ポリマー性能の至適ｐＨであり、アニオン系ポリマー添加によってｐＨを４未満まで低下させなくても発酵阻害物質である有機酸の除去性能が向上するからである。本発明における酸は例えば塩酸、硫酸、リン酸、硝酸、有機酸などがあるが、より好ましくは経済的見地および発酵工程への影響から塩酸、硫酸、リン酸である。本発明のアルカリは例えば水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムなどの水酸化物、アンモニアなどのアミン類などがあるが、より好ましくは経済性の見地および発酵工程への影響から水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、アンモニアである。また、ｐＨ調整はアニオン系ポリマー添加前に行うことが好ましい。ｐＨ調整に使用する酸またはアルカリの影響で糖液中のアニオン系ポリマーの一部が失活することがあるからである。
【００４６】
本発明においてアニオン系ポリマーのセルロース由来糖水溶液への添加は、ナノ濾過膜および／または逆浸透膜を用いてセルロース由来糖水溶液を濃縮（後述）する前であればどの段階で行ってもよい。すなわち酵素糖化による加水分解反応中であってもよく、固液分離（後述）、又はナノ濾過膜および／または逆浸透膜によるセルロース由来糖水溶液の濃縮の前処理として行う精密濾過膜および／または限外濾過膜処理（後述）の際であっても良い。より好ましくは、精密濾過膜および／または限外濾過膜処理による濃縮前処理時、又はナノ濾過膜および／または逆浸透膜による濃縮の段階である。固液分離等によって固形分に付着してポリマーを損失することがあるからである。さらに好ましくは、図２に示すように、精密濾過膜および／または限外濾過膜の処理の後でなおかつ、ナノ濾過膜および／または逆浸透膜による処理の前にアニオン系ポリマーを添加する方法である。アニオン系ポリマーを添加する手順が精密濾過膜および／または限外濾過膜の前になると、本アニオン系ポリマーによって凝集が起きることはないが、膜の濃度分極や膜面への付着によってアニオン系ポリマーの損失が起きる可能性があるからである。
【００４７】
本発明において、発酵阻害とは、セルロース含有バイオマスを原料とする糖液を発酵原料として使用して化学品を製造する際に、試薬単糖を発酵原料として使用する場合と比較して、発酵阻害物質に起因して化学品の生産量、蓄積量又は生産速度が低下する現象のことをいう。こうした発酵阻害の程度は、糖液中に存在する発酵阻害物質の種類、及びこれらの量により異なり、また使用する微生物種、あるいはその生産物である化学品の種類によっても異なる。本発明のセルロース由来糖水溶液には、前処理や糖化酵素による糖化反応の実施条件やセルロース含有バイオマスの種類等により成分やその含量に差があるものの、いずれも発酵阻害物質を含んでおり、セルロース由来糖水溶液にアニオン系ポリマーを添加した後にナノ濾過膜および／または逆浸透膜に供することにより、発酵阻害物質を効率的に除去することができる。
【００４８】
発酵阻害物質とは、セルロース含有バイオマスの前処理工程や糖化酵素による加水分解工程で生成する物質であり、かつ本発明の製造方法によって得られる糖液を原料とする発酵工程において前記の通り発酵阻害する物質であり、有機酸、フラン系化合物、フェノール系化合物に大きく分類される。
【００４９】
有機酸としては、酢酸、ギ酸、リンゴ酸などが具体例として挙げられる。フラン系化合物としては、フルフラール、ヒドロキシメチルフルフラール（ＨＭＦ）などが挙げられる。これら有機酸あるいはフラン系化合物は、単糖であるグルコースあるいはキシロースの分解による産物である。また、フェノール系化合物としては、バニリン、アセトバニリン、クマル酸、フェルラ酸、バニリン酸、シリンガ酸、没食子酸、コニフェリルアルデヒド、ジヒドロコニフェニルアルコール、ハイドロキノン、カテコール、アセトグアイコン、ホモバニリン酸、４−ヒドロキシ安息香酸、４−ヒドロキシ−３−メトキシフェニル誘導体（Ｈｉｂｂｅｒｔ‘ｓ  ｋｅｔｏｎｅｓ）、などが具体例として挙げられ、これらのフェノール系化合物はリグニン又はリグニン前駆体に由来する。
【００５０】
セルロース含有バイオマスとして廃建材あるいは合板などを使用する際は、製材工程で使用された接着剤、塗料などの成分が発酵阻害物質として含まれる場合がある。接着剤としては、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ユリアメラミン共重合樹脂などが挙げられる。こうした接着剤に由来する発酵阻害物質として、酢酸、ギ酸、ホルムアルデヒドなどが挙げられる。
【００５１】
特にアニオン系ポリマーを添加することによりナノ濾過膜および／または逆浸透膜において後述の実施例に示すとおり、有機酸、カルボキシル基を有するフラン系化合物、カルボキシル基を有するフェノール系化合物の透過性が向上し、セルロース由来糖水溶液からの有機酸の除去が効率的に行うことができる。カルボキシル基を有するフラン系化合物としては、フランカルボン酸、ベンゾフラン-2-カルボン酸などがある。カルボキシル基を有するフェノール系化合物としてはクマル酸、フェルラ酸、バニリン酸、シリンガ酸、没食子酸、ホモバニリン酸、４−ヒドロキシ安息香酸などが挙げられる。
【００５２】
セルロース由来糖水溶液には、発酵阻害物質として前記物質のうち少なくとも１種が含まれており、通常は複数種含まれている。なお、これらの発酵阻害物質は、薄相クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィーなどの一般的な分析手法により検出及び定量することが可能である。
【００５３】
本発明において使用するナノ濾過膜は、ナノフィルター（ナノフィルトレーション膜、ＮＦ膜）とも呼ばれるものであり、「一価のイオンは透過し、二価のイオンを阻止する膜」と一般に定義される膜である。数ナノメートル程度の微小空隙を有していると考えられる膜で、主として、水中の微小粒子や分子、イオン、塩類等を阻止するために用いられる。
【００５４】
本発明で使用する逆浸透膜は、ＲＯ膜とも呼ばれるものであり、「１価のイオンを含めて脱塩機能を有する膜」と一般に定義される膜である。数オングストロームから数ナノメートル程度の超微小空隙を有していると考えられる膜で、主として海水淡水化や超純水製造などイオン成分除去に用いられる。
【００５５】
セルロース由来糖水溶液は、ナノ濾過膜、逆浸透膜又はこれら両方の膜に通じて濾過し、膜非透過画分として精製された糖液を得る。セルロース由来糖水溶液に溶解している糖、特にグルコースやキシロースといった単糖を膜非透過側に阻止又は濾別し、発酵阻害物質を膜透過画分（濾液）として透過させて除去することができる。
【００５６】
本発明で使用するナノ濾過膜、逆浸透膜の性能は、糖溶液に含まれる評価の対象化合物（発酵阻害物質あるいは単糖など）の透過率（％）を算出することで評価できる。透過率（％）の算出方法を式１に示す。
【００５７】
透過率（％）＝（透過側の対象化合物濃度／非透過側の対象化合物濃度）×１００
・・・（式１）。
【００５８】
式１における対象化合物濃度の測定方法は、高い精度と再現性を持って測定可能な分析手法であれば特に限定されないが、高速液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィーなどが好ましく使用できる。本発明で使用するナノ濾過膜、逆浸透膜は、いずれも単糖の透過率が低い方が好ましく、発酵阻害物質の透過率が高いものが好ましい。
【００５９】
一般に、ナノ濾過膜は逆浸透膜に比べて孔径が大きいため、ナノ濾過膜を用いる場合は、膜透過させて除外する発酵阻害物質量が逆浸透膜に比べて多い反面、目的産物である単糖についても透過側に透過して損失する量も多いと考えられる。特に糖濃度が高い場合には、この傾向が強く現れる。一方、逆浸透膜を用いた場合は、ナノ濾過膜と比べて孔径が小さいことから、分子量の大きい発酵阻害物質の除去量が減少すると考えられる。従って、セルロース由来糖水溶液中の主な発酵阻害物質の含量や分子量に応じて、ナノ濾過膜及び逆浸透膜の中から適切な膜を選択して利用することが好ましい。選択する膜の種類は１種に限らず、糖溶液の組成に応じてナノ濾過膜及び逆浸透膜の中から組み合わせて多種類の膜を利用しても良い。
【００６０】
ナノ濾過膜を用いる場合、ナノ濾過膜の非透過側（濃縮側）に捕捉されていた単糖の濃度が高まるにつれて、単糖が透過側（濾液側）に損失する割合が急激に高くなることがある。一方、逆浸透膜を使用する場合、通常、膜非透過側の単糖濃度が高まっても単糖の損失は殆どないが、発酵阻害物質除去の観点からはナノ濾過膜の方が逆浸透膜よりも性能が優れている。そこで、ナノ濾過膜と逆浸透膜とを組み合わせて使用する場合は、まず膜透過側への糖損失が小さいと判断する濃度までナノ濾過膜を用いて発酵阻害物質の除去を行い、次いで単糖を損失無く濃縮することが可能な逆浸透膜を使用することが好ましい。
【００６１】
本発明のナノ濾過膜は、酢酸セルロース系ポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリビニルアルコールなどのビニルポリマー、ポリスルホン、スルホン化ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、スルホン化ポリエーテルスルホンなどの高分子素材からなる膜を使用することができ、またこれらの複数の素材を含む膜であってもよい。また、膜構造としては、膜の少なくとも片面に緻密層を持ち、緻密層から膜内部又はもう片方の面に向けて徐々に大きな孔径の微細孔を有する非対称膜や、非対称膜の緻密層の上に別の素材で形成された非常に薄い機能層を有する複合膜のどちらでもよい。複合膜としては、例えば、特開昭６２−２０１６０６号公報に記載の、ポリスルホンを膜素材とする支持膜にポリアミドの機能層からなるナノフィルターを構成させた複合膜を用いることができる。
【００６２】
これらのナノ濾過膜の中でも、高耐圧性と高透水性、高溶質除去性能を兼ね備え、優れたポテンシャルを有する、ポリアミドを機能層とした複合膜が好ましい。操作圧力に対する耐久性と、高い透水性、阻止性能を維持できるためには、ポリアミドを機能層とし、それを多孔質膜や不織布からなる支持体で保持する構造のものが適している。また、ポリアミド半透膜としては、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物との重縮合反応により得られる架橋ポリアミドの機能層を支持体に有してなる複合半透膜が適している。
【００６３】
ポリアミドを機能層とするナノ濾過膜において、ポリアミドを構成する単量体の好ましいカルボン酸成分としては、例えば、トリメシン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、トリメリット酸、ピロメット酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルカルボン酸、ピリジンカルボン酸などの芳香族カルボン酸が挙げられるが、製膜溶媒に対する溶解性を考慮すると、トリメシン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、及びこれらの混合物がより好ましい。
【００６４】
前記ポリアミドを構成する単量体の好ましいアミン成分としては、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ベンジジン、メチレンビスジアニリン、４，４’−ジアミノビフェニルエーテル、ジアニシジン、３，３’，４−トリアミノビフェニルエーテル、３，３’，４，４’−テトラアミノビフェニルエーテル、３，３’−ジオキシベンジジン、１，８−ナフタレンジアミン、ｍ（ｐ）−モノメチルフェニレンジアミン、３，３’−モノメチルアミノ−４，４’−ジアミノビフェニルエーテル、４，Ｎ，Ｎ’−（４−アミノベンゾイル）−ｐ（ｍ）−フェニレンジアミン−２，２’−ビス（４−アミノフェニルベンゾイミダゾール）、２，２’−ビス（４−アミノフェニルベンゾオキサゾール）、２，２’−ビス（４−アミノフェニルベンゾチアゾール）等の芳香環を有する一級ジアミン、ピペラジン、ピペリジン又はこれらの誘導体等の二級ジアミンが挙げられる。これらの中でもピペラジン又はピペリジンを単量体として含む架橋ポリアミドを機能層とするナノ濾過膜は、耐圧性、耐久性の他に、耐熱性、耐薬品性を有していることから好ましく用いられる。
【００６５】
より好ましくは、前記架橋ピペラジンポリアミド又は架橋ピペリジンポリアミドを主成分とし、かつ、化学式（１）で示される構成成分を含有するポリアミドである。さらに好ましくは、架橋ピペラジンポリアミドを主成分とし、かつ、化学式（１）で示される構成成分を含有するポリアミドである。また、化学式（１）中、ｎ＝３のものが特に好ましく用いられる。架橋ピペラジンポリアミドを主成分とし、かつ化学式（１）で示される構成成分を含有するポリアミドを機能層とするナノ濾過膜としては、例えば、特開昭６２−２０１６０６号公報に記載のものが挙げられ、具体例として、架橋ピペラジンポリアミドを主成分とし、かつ、前記化学式（１）中、ｎ＝３のものを構成成分として含有するポリアミドを機能層とする、東レ株式会社製の架橋ピペラジンポリアミド系ナノ濾過膜のＵＴＣ６０が挙げられる。
【００６６】
【化１】
2012133477.tif 000002
【００６７】
ただし、式中のＲは−Ｈまたは−ＣＨ３、ｎは０から３までの整数を表す。
【００６８】
ナノ濾過膜は一般にスパイラル型の膜エレメントとして使用されるが、本発明で用いるナノ濾過膜も、スパイラル型の膜エレメントとして好ましく使用される。好ましいナノ濾過膜エレメントの具体例としては、例えば、酢酸セルロース系のナノ濾過膜であるＧＥ  Ｏｓｍｏｎｉｃｓ社製ナノ濾過膜のＧＥｓｅｐａＤＫシリーズ、ＨＬシリーズ、ＤＬシリーズ、スルホン化ポリスルホンを機能膜とするＮＴＲ−７４１０、ＮＴＲ−７４５０、日東電工社製のポリビニルアルコールを機能膜とする日東電工社製のＮＴＲ−７２５ＨＦ、ＮＴＲ−７２５０、ＮＴＲ−７２９ＨＦ、ＮＴＲ−７６９ＳＲ、ＮＴＲ−７５９ＨＲ、ポリアミドを機能層とするアルファラバル社製ナノ濾過膜のＮＦ９９又はＮＦ９９ＨＦ、ＮＦ９７、架橋ピペラジンポリアミドを機能層とするフィルムテック社製ナノ濾過膜のＮＦ−４５、ＮＦ−９０、ＮＦ−２００、ＮＦ−２７０又はＮＦ−４００、あるいは架橋ピペラジンポリアミドを主成分として含有するポリアミドを機能層とする、東レ株式会社製ナノ濾過膜モジュールＳＵ−２１０、ＳＵ−２２０、ＳＵ−６００又はＳＵ−６１０が挙げられる。より好ましくは、ポリアミドを機能層とするアルファラバル社製ナノ濾過膜のＮＦ９９又はＮＦ９９ＨＦ、架橋ピペラジンポリアミドを機能層とするフィルムテック社製ナノ濾過膜のＮＦ−４５、ＮＦ−９０、ＮＦ−２００又はＮＦ−４００、あるいは架橋ピペラジンポリアミドを主成分として含有するポリアミドを機能層とする、東レ株式会社製ナノ濾過膜モジュールＳＵ−２１０、ＳＵ−２２０、ＳＵ−６１０又はＳＵ−６２０であり、さらに好ましくは架橋ピペラジンポリアミドを主成分として含有するポリアミドを機能層とする、東レ株式会社製ナノ濾過膜モジュールＳＵ−２１０、ＳＵ−２２０、ＳＵ−６１０又はＳＵ−６２０である。
【００６９】
ナノ濾過膜による濾過は、セルロース由来糖水溶液の濃度にも依存するが、圧力０．１ＭＰａ以上８ＭＰａ以下の範囲でナノ濾過膜に供給することが好ましい。圧力が０．１ＭＰａより低ければ膜透過速度が低下し、８ＭＰａより高ければ膜の損傷に影響を与えるおそれがある。また、圧力が０．５ＭＰａ以上６ＭＰａ以下で用いれば、膜透過流束が高いことから、糖溶液を効率的に透過させることができる点が特に好ましい。
【００７０】
本発明で使用される逆浸透膜の素材としては、酢酸セルロール系のポリマーを機能層とした複合膜（以下、酢酸セルロース系の逆浸透膜ともいう。）又はポリアミドを機能層とした複合膜（以下、ポリアミド系の逆浸透膜ともいう）が挙げられる。ここで、酢酸セルロース系のポリマーとしては、酢酸セルロース、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース等のセルロースの有機酸エステルの単独もしくはこれらの混合物並びに混合エステルを用いたものが挙げられる。ポリアミドとしては、脂肪族及び／又は芳香族のジアミンをモノマーとする線状ポリマー又は架橋ポリマーが挙げられる。
【００７１】
本発明で使用される逆浸透膜の具体例としては、例えば、東レ株式会社製ポリアミド系逆浸透膜モジュールである超低圧タイプのＳＵＬ−Ｇ１０，ＳＵＬ−Ｇ２０、低圧タイプのＳＵ−７１０、ＳＵ−７２０、ＳＵ−７２０Ｆ、ＳＵ−７１０Ｌ、ＳＵ−７２０Ｌ、ＳＵ−７２０ＬＦ、ＳＵ−７２０Ｒ、ＳＵ−７１０Ｐ、ＳＵ−７２０Ｐ、ＴＭＧ１０、ＴＭＧ２０−３７０、ＴＭＧ２０−４００の他、高圧タイプのＳＵ−８１０、ＳＵ−８２０、ＳＵ−８２０Ｌ、ＳＵ−８２０ＦＡ、同社酢酸セルロース系逆浸透膜ＳＣ−Ｌ１００Ｒ、ＳＣ−Ｌ２００Ｒ、ＳＣ−１１００、ＳＣ−１２００、ＳＣ−２１００、ＳＣ−２２００、ＳＣ−３１００、ＳＣ−３２００、ＳＣ−８１００、ＳＣ−８２００、日東電工（株）製ＮＴＲ−７５９ＨＲ、ＮＴＲ−７２９ＨＦ、ＮＴＲ−７０ＳＷＣ、ＥＳ１０−Ｄ、ＥＳ２０−Ｄ、ＥＳ２０−Ｕ、ＥＳ１５−Ｄ、ＥＳ１５−Ｕ、ＬＦ１０−Ｄ、アルファラバル製ＲＯ９８ｐＨｔ、ＲＯ９９、ＨＲ９８ＰＰ、ＣＥ４０４０Ｃ−３０Ｄ、ＧＥ製ＧＥ  ＳｅｐａＡＧシリーズ、ＡＫシリーズ、Ｆｉｌｍｔｅｃ製ＢＷ３０−４０４０、ＴＷ３０−４０４０、ＸＬＥ−４０４０、ＬＰ−４０４０、ＬＥ−４０４０、ＳＷ３０−４０４０、ＳＷ３０ＨＲＬＥ−４０４０、ＫＯＣＨ製ＴＦＣ−ＨＲ、ＴＦＣ−ＵＬＰ、ＴＲＩＳＥＰ製ＡＣＭ−１、ＡＣＭ−２、ＡＣＭ−４などが挙げられる。
【００７２】
本発明においては、ポリアミド系の材質を有する逆浸透膜が好ましく使用される。酢酸セルロース系の膜は、長時間使用時に前工程で使用する酵素、特にセルラーゼ成分の一部が透過して膜素材であるセルロースを分解する恐れがあるためである。
【００７３】
本発明で用いられる逆浸透膜の膜形態としては、平膜型、スパイラル型、中空糸型など適宜の形態のものが使用できる。
【００７４】
ポリアミドを機能層とする逆浸透膜において、ポリアミドを構成する単量体の好ましいカルボン酸成分やアミン成分は、上述したポリアミドを機能層とするナノ濾過膜と同様である。
【００７５】
逆浸透膜による濾過は、セルロース由来糖水溶液の濃度にも依存するが、圧力０．５ＭＰａ以上８ＭＰａ以下の範囲で逆浸透膜に供給することが好ましい。圧力が０．５ＭＰａより低ければ膜透過速度が低下し、８ＭＰａより高ければ膜の損傷に影響を与えるおそれがある。また、濾過圧が１ＭＰａ以上７ＭＰａ以下で用いれば、膜透過流束が高いことから、糖溶液を効率的に透過させることができ、膜の損傷に影響を与える可能性が少ないことからより好ましい。
【００７６】
本発明において、発酵阻害物質は水溶性アニオン性高分子を添加した後ナノ濾過膜及び／又は逆浸透膜を透過することにより糖溶液から除去される。発酵阻害物質の中でも、前述した有機酸、カルボキシル基を有するフラン系化合物、カルボキシル基を有するフェノール系化合物が好ましく透過・除去されうる。一方、糖溶液に含まれる糖分は、ナノ濾過膜及び／又は逆浸透膜の非透過側に阻止又は濾別される。
【００７７】
本発明におけるセルロース由来糖水溶液は、ナノ濾過膜および／または逆浸透膜において処理を行う前に精密濾過膜および／または限外濾過膜により濾過していることが好ましい。精密濾過膜および／または限外濾過膜の濾過により、ナノ濾過膜および／または逆浸透膜のファウリングを防ぐことができるからである。
【００７８】
本発明における精密濾過膜とは、機能面の平均細孔径が１μｍ以下の膜である。より好ましくは機能面が多孔性の膜である。多孔性の精密濾過膜とは、機能面が互いに連通する空隙が形成された三次元網目構造をなしている膜を言う。より好ましくは、平均細孔径が０．２５μｍ以下でかつ多孔性の精密濾過膜である。
【００７９】
精密濾過膜の平均細孔径は、各分離膜メーカーが提示の公称径を採用してもよいし、実際に測定してもよい。精密濾過膜の細孔径を測定する方法として、直接観察法を適用できる。直接観察法では、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して、精密濾過膜の表面の１０μｍｘ９μｍの範囲内に存在する表面細孔を観察し、その直径を実測し、平均値を求めることで平均細孔径を算出することができる。また、不織布および織布のような孔径が直接観察法で規定できないものは、バブルポイント法で規定する。バブルポイント法では、膜二次側から空気圧をかけて、膜表面に気泡の発生が観察できる最小圧力を測定し、使用した液体の表面張力と圧力との関係式から平均細孔径を算出することができる。より具体的には、ＡＳＴＭ  Ｆ３１６−０３（バブルポイント法）に準拠して測定することが可能であり、例えば、日本ベル株式会社製の貫通細孔分布／ガス透過性解析装置を用いて測定することができる。
【００８０】
本発明で使用する精密濾過膜の材質としては、例えばセルロース系、芳香族ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニルデン、ポリエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン、セラミックス、金属などを用いることができる。これらのうち、酵素糖化液に含まれる糖化酵素による影響を受けず、また不溶性固形分の除去性がよいことから、芳香族ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリスルホン、ポリフッ化ビニルデン、ポリエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレンが好ましく、特にポリフッ化ビニルデンが好ましい。
【００８１】
本発明における限外濾過膜とは、分画分子量が通常１０００〜１０００００である膜であり、ウルトラフィルトレーション、ＵＦ膜などと略称されるものである。限外濾過膜は、孔径が小さすぎて膜表面の細孔径を電子顕微鏡等で計測することが困難であることから、平均細孔径の代わりに分画分子量という値を孔径の大きさの指標とすることになっている。例えば、分画分子量について、『溶質の分子量を横軸に、阻止率を縦軸にとってデータをプロットしたものを分画分子量曲線とよんでいる。そして阻止率が９０％となる分子量を膜の分画分子量とよんでいる。』（日本膜学会編  「膜学実験シリーズ  第ＩＩＩ巻  人工膜編  編集委員／木村尚史・中尾真一・大矢晴彦・仲川勤  （１９９３  共立出版）、Ｐ９２）とあるように、限外濾過膜の膜性能を表す指標として当業者には周知のものである。
【００８２】
本発明の糖液の製造方法において、より好ましくは、分画分子量５００〜４００００の範囲の限外濾過膜を使用することで、酵素糖化に使用する糖化酵素を効率的に回収することができる。糖化酵素は、多種類の成分の混合物であり、混合物内の糖化酵素群のうち、分子量の小さい糖化酵素が分子量４００００程度であるからである。使用する限外濾過膜の形態は特に限定されるものではなく、スパイラル型、中空糸型、チューブラー型、平膜型のいずれであってもよい。回収された糖化酵素は、加水分解反応に再利用することで、酵素使用量を削減することができる。
【００８３】
限外濾過膜の材質としては、特に限定されるものではないが、セルロース、セルロースエステル、ポリスルホン、スルホン化ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、スルホン化ポリエーテルスルホン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリ４フッ化エチレン等の有機材料、ステンレス等の金属、又はセラミック等無機材料が挙げられる。限外濾過膜の材質は、加水分解物の性状やランニングコストを鑑みて適宜選択すればよいが、有機材料であることが好ましく、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンであることがより好ましい。具体的には、ＤＥＳＡＬ社のＧ−５タイプ、Ｇ−１０タイプ、Ｇ−２０タイプ、Ｇ−５０タイプ、ＰＷタイプ、ＨＷＳ  ＵＦタイプ、ＫＯＣＨ社のＨＦＭ−１８０、ＨＦＭ−１８３、ＨＦＭ−２５１、ＨＦＭ−３００、ＨＦＭ−１１６、ＨＦＭ−１８３、ＨＦＭ−３００、ＨＦＫ−１３１、ＨＦＫ−３２８、ＭＰＴ−Ｕ２０、ＭＰＳ−Ｕ２０Ｐ、ＭＰＳ−Ｕ２０Ｓ、Ｓｙｎｄｅｒ社のＳＰＥ１、ＳＰＥ３、ＳＰＥ５、ＳＰＥ１０、ＳＰＥ３０、ＳＰＶ５、ＳＰＶ５０、ＳＯＷ３０、旭化成社製のマイクローザ（登録商標）ＵＦシリーズ分画分子量３０００から１０００００に相当するもの、日東電工株式会社製のＮＴＲ７４１０などが挙げられる。
【００８４】
本発明の精密濾過および／または限外濾過膜で行う濾過は、クロスフロー濾過でもデッドエンド濾過でもよい。ポンプのエネルギー消費の観点からはデッドエンド濾過が好ましい。ただし、濾過性の悪い液に関しては、クロスフロー濾過が好ましい。また濾過中には、逆洗や曝気の工程を行うのが好ましい。膜のファウリングが抑制されるからである。精密濾過膜による濾過の後、得られた透過液を限外濾過膜に通じて非透過画分として糖化酵素を除去して、透過画分をナノ濾過膜及び／又は逆浸透膜による濾過工程に供する。ここで除去した糖化酵素は、経済性の観点から酵素糖化工程に投入して再利用することができる。
【００８５】
さらに精密濾過膜および／または限外濾過膜で行う濾過の前に、ファウリング物質抑制のために前処理として固液分離処理を行っても良い。固液分離方法に関しては特に限定されない。具体的な固液分離処理の方法としては、『食品工学基礎講座  固液分離』（光琳）によれば、遠心分離方式、圧搾分離方式、濾過方式、浮上分離方式、沈降分離方式が挙げられる。遠心分離方式としては、横型連続遠心分離機（スクリューデカンタ処理）、分離板式遠心分離機（デラバル処理）、遠心濾過機、シャープレス型超遠心分離機、濾過方式としては、ベルトフィルタ、ベルトプレス、スクリュープレス、プレコートフィルタ、フィルタプレス、浮上分離方式としては、連続浮上分離装置、沈降分離方式としては、凝集沈降分離機、急速沈降分離機などが例示できるが、特段上記のいずれかに限定されることはない。ただし上記のいずれかまたはその組み合わせにより精密濾過膜および／または限外濾過膜処理の際の膜への負荷を減らすことが可能になる。
【００８６】
上述した方法により発酵阻害物質を除去し、ナノ濾過膜および／または逆浸透膜を用いて濃縮した糖液は、分画分子量５００以上２０００以下の限外濾過膜でさらに濾過することが好ましい。本発明のアニオン系ポリマーが発酵性能を低下させる物質である場合、前記限外濾過膜を供することで濾過液として得られる糖液中のアニオン系ポリマーを除去または低減して後の工程における発酵効率を向上することができる。また、限外濾過膜の非透過側で回収されたアニオン系ポリマーを再利用することで使用するアニオン系ポリマーの使用量を低減することができる。
【００８７】
本発明で得られた精製糖液を発酵原料として使用して化学品を生産する能力を有する微生物を発酵培養することにより、化学品を製造することが可能である。本発明で得られる精製糖液は、微生物あるいは培養細胞の生育のための炭素源であるグルコースおよび／またはキシロースを主成分として含んでおり、一方でフラン化合物、有機酸、芳香族化合物などの発酵阻害物質の含量が極めて少ないために、発酵原料、特に炭素源として有効に使用することが可能である。
【００８８】
本発明において、化学品の製造方法で使用される微生物あるいは培養細胞は、例えば、発酵工業においてよく使用されるパン酵母などの酵母、大腸菌、コリネ型細菌などのバクテリア、糸状菌、放線菌、動物細胞、昆虫細胞などが挙げられる。使用する微生物や細胞は、自然環境から単離されたものでもよく、また、突然変異や遺伝子組換えによって一部性質が改変されたものであってもよい。特に、セルロース含有バイオマスに由来する糖液には、キシロースといったペントースを含むため、ペントースの代謝経路を強化した微生物が好ましく使用できる。
【００８９】
本発明において、化学品の製造方法で使用される培地としては、精製糖液の他に、窒素源、無機塩類、さらに必要に応じてアミノ酸、ビタミンなどの有機微量栄養素を適宜含有する液体培地が好ましく使用される。本発明の精製糖液には、炭素源として、グルコース、キシロースなど微生物が利用可能な単糖を含んでいるが、場合によっては、さらに炭素源として、グルコース、シュークロース、フラクトース、ガラクトース、ラクトース等の糖類、これら糖類を含有する澱粉糖化液、甘藷糖蜜、甜菜糖蜜、ハイテストモラセス、酢酸等の有機酸、エタノールなどのアルコール類、グリセリンなどを追加して、発酵原料として使用してもよい。窒素源としては、アンモニアガス、アンモニア水、アンモニウム塩類、尿素、硝酸塩類、その他補助的に使用される有機窒素源、例えば油粕類、大豆加水分解液、カゼイン分解物、その他のアミノ酸、ビタミン類、コーンスティープリカー、酵母または酵母エキス、肉エキス、ペプトン等のペプチド類、各種発酵菌体およびその加水分解物などが使用される。無機塩類としては、リン酸塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、鉄塩、マンガン塩等を適宜添加することができる。
【００９０】
本発明に使用する微生物が生育のために特定の栄養素を必要とする場合には、その栄養物を標品もしくはそれを含有する天然物として添加すればよい。また、消泡剤を必要に応じて使用してもよい。
【００９１】
微生物の培養は、通常、ｐＨ４〜８、温度２０〜４０℃の範囲で行われる。培養液のｐＨは、無機あるいは有機の酸、アルカリ性物質、さらには尿素、炭酸カルシウム、アンモニアガスなどによって、通常、ｐＨ４〜８範囲内のあらかじめ定められた値に調節する。酸素の供給速度を上げる必要があれば、空気に酸素を加えて酸素濃度を２１％以上に保つ、あるいは培養を加圧する、攪拌速度を上げる、通気量を上げるなどの手段を用いることができる。
【００９２】
本発明の糖液の製造方法で得られた精製糖液を発酵原料として使用する化学品の製造方法としては、当業者に公知の発酵培養方法が採用されうるが、生産性の観点から、ＷＯ２００７／０９７２６０に開示される連続培養方法が好ましく採用される。
【００９３】
本発明において、化学品の製造方法で製造される化学品としては、上記微生物や細胞が培養液中に生産する物質であれば制限はない。本発明で製造される化学品の具体例としては、アルコール、有機酸、アミノ酸、核酸など発酵工業において大量生産されている物質を挙げることができる。例えば、アルコールとしては、エタノール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、グリセロールなど、有機酸としては、酢酸、乳酸、ピルビン酸、コハク酸、リンゴ酸、イタコン酸、クエン酸、核酸であれば、イノシン、グアノシンなどのヌクレオシド、イノシン酸、グアニル酸などのヌクレオチド、またカダベリンなどのジアミン化合物を挙げることができる。また、本発明は、酵素、抗生物質、組換えタンパク質のような物質の生産に適用することも可能である。  本発明の糖液の製造方法の主な実施態様の概略を図１，２に示す。本実施態様では、セルロース含有バイオマスの前処理物を糖化酵素により加水分解して酵素糖化液を得るための酵素糖化槽、未分解残渣を除去する固液分離部、アニオン性ポリマー添加部、精密ろ過膜および／または限外ろ過膜を用いてろ過して異物や酵素を除去する糖液異物除去部、糖液を濃縮・精製するナノろ過膜および／または逆浸透膜を用いて濾過して膜非透過画分として精製された糖液を得る糖液精製部、を備える。
【実施例】
【００９４】
以下、本発明の糖液の製造方法に関し、さらに詳細に説明するために実施例を挙げて説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限定されない。【００９５】
（１）アニオン系ポリマー・ポリカルボン酸、ポリスルホン酸の重量平均分子量の測定方法
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）により以下の条件で分子量を測定した。試料は、０．１質量％に調製し、０．４５μｍのフィルターを通し、測定に供した。
カラム：Ａｓａｈｉｐａｋ  ＧＦ−７Ｍ（Ｓｈｏｄｅｘ製）
移動相：５０ｍＭ  リン酸水素ナトリウム（流速：０．６ｍＬ／ｍｉｎ）
反応液：なし
検出方法：ＲＩ（示差屈折率）
温度：４０℃。【００９６】
（２）アニオン系ポリマー・ポリリン酸ポリマーの分子量の測定方法
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）により以下の条件で重量平均分子量を測定した。試料は、０．１質量％に調製し、０．４５μｍのフィルターを通し、測定に供した。
カラム：Ａｓａｈｉｐａｋ  ＧＳ−２２０ＨＱ（Ｓｈｏｄｅｘ製） の２本直列
移動相：５０ｍＭ  塩化ナトリウム（流速：０．６ｍＬ／ｍｉｎ）
反応液：なし
検出方法：ＲＩ（示差屈折率）
温度：６０℃。【００９７】
（３）ｐＨの測定方法
堀場製作所製のハンディｐＨ計「Ｄ−５０」にてセルロース由来糖水溶液のｐＨ値を測定した。測定攪拌を行った後、５００ｍＬをビーカーに分取し、３回測定した。その平均値とした値をｐＨ値とした。【００９８】
（参考例１）単糖濃度の測定方法
各実施例、比較例において得られた糖液に含まれる単糖濃度（グルコース濃度、キシロース濃度）は、以下に示す条件でＨＰＬＣにより分析し、標品との比較により定量した。
カラム：Ｌｕｎａ  ＮＨ２（Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ社製）
移動相：超純水：アセトニトリル＝２５：７５（流速０．６ｍＬ／ｍｉｎ）
反応液：なし
検出方法：ＲＩ（示差屈折率）
温度：３０℃。【００９９】
（参考例２）発酵阻害物質の濃度の測定方法
糖液に含まれる発酵阻害物質のうち、フラン系発酵阻害物質（ＨＭＦ、フルフラール）及びフェノール系発酵阻害物質（バニリン、アセトバニリン、シリンガ酸、レブリン酸、４−ヒドロキシ安息香酸）の濃度は、以下に示す条件でＨＰＬＣにより分析し、標品との比較により定量した。
カラム：Ｓｙｎｅｒｇｉ  ＨｉｄｒｏＲＰ  ４．６ｍｍ×２５０ｍｍ（Ｐｈｅｎｏｍｅｎｅｘ社製）
移動相：アセトニトリル−０．１重量％Ｈ３ＰＯ４（流速１．０ｍＬ／ｍｉｎ）
検出方法：ＵＶ（２８３ｎｍ）
温度：４０℃。【０１００】
糖液に含まれる発酵阻害物質のうち、有機酸（酢酸、ギ酸）は、以下に示す条件でＨＰＬＣにより分析し、標品との比較により定量した。
カラム：Ｓｈｉｍ−Ｐａｃｋ  ＳＰＲ−ＨとＳｈｉｍ−Ｐａｃｋ  ＳＣＲ１０１Ｈ（株式会社島津製作所製）の直列
移動相：５ｍＭ  ｐ−トルエンスルホン酸（流速０．８ｍＬ／ｍｉｎ）
反応液：５ｍＭ  ｐ−トルエンスルホン酸、２０ｍＭ  ビストリス、０．１ｍＭ  ＥＤＴＡ・２Ｎａ（流速０．８ｍＬ／ｍｉｎ）
検出方法：電気伝導度
温度：４５℃。【０１０１】
（参考例３）セルロース含有バイオマスを希硫酸処理および酵素により加水分解する工程
工程（１）セルロース含有バイオマスを加水分解する工程に関し、０．１〜１５重量％の希硫酸および酵素を使用するセルロース含有バイオマスの加水分解方法について例を挙げて説明する。セルロース含有バイオマスとして、２ｍｍサイズで粉砕した稲藁を使用した。前記セルロース含有バイオマスを硫酸１重量％水溶液に浸し、１５０℃で３０分オートクレーブ処理（日東高圧製）した。処理後、固液分離を行い、硫酸水溶液と硫酸処理セルロースに分離した。次に硫酸処理セルロースと固形分濃度が１０重量％となるように希硫酸処理液と攪拌混合した後、水酸化ナトリウムによって、ｐＨを５付近に調整した。この混合液に、セルラーゼとしてアクセルレース・１５００およびＸＹ（ジェネンコア協和株式会社）を添加し、５０℃で１日間攪拌混同しながら、加水分解反応を行った。その後、フィルタプレス（薮田産業製、ＭＯ−４）を用いて固液分離を行い、未分解セルロースあるいはリグニンを分離除去し糖含有の水溶液（以下、希硫酸処理糖化液）を得た。希硫酸処理物酵素糖化液の濁度は７０ＮＴＵであった。さらに希硫酸処理酵素糖化液の発酵阻害物および単糖の組成はそれぞれ表１〜３の通りであった。【０１０２】
【表１】
2012133477.tif 000003
【０１０３】
【表２】
2012133477.tif 000004
【０１０４】
【表３】
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【０１０５】
（参考例４）セルロース含有バイオマスを水熱処理および酵素により加水分解する工程
工程（１）セルロース含有バイオマスを加水分解する工程に関し、亜臨界水および酵素を使用するセルロース含有バイオマスの加水分解方法について例を挙げて説明する。セルロース含有バイオマスとして、２ｍｍサイズまで粉砕した稲藁を使用した。前記セルロース含有バイオマスを水に浸し、撹拌しながら１８０℃で５分間オートクレーブ処理（日東高圧製）した。その際の圧力は１０ＭＰａであった。処理後は処理バイオマス成分に遠心分離（３０００Ｇ）を用いて固液分離した。この溶液成分にアクセルレース・デュエット（ジェネンコア協和株式会社）を添加して５０℃で２４時間反応させ、溶液成分由来の糖液を得た（以下、水熱処理液）。次に処理バイオマス成分の含水率を測定後、前記の絶乾処理バイオマス換算で固形分濃度が１０重量％となるようにＲＯ水を添加し、さらにセルラーゼとしてアクセルレース・１５００およびＸＹ（ジェネンコア協和株式会社）を添加し、５０℃で１日間攪拌混同しながら、加水分解反応を行った。その後、フィルタプレス処理（薮田産業製、ＭＯ−４）を行い、未分解セルロースあるいはリグニンを分離除去して処理バイオマス由来の糖液（以下、水熱処理糖化液）を得た。水熱処理糖化液の濁度は１０ＮＴＵであった。水熱処理液の濁度は８００ＮＴＵであった。さらに水熱処理液および水熱処理物酵素糖化液の発酵阻害物および単糖の組成は表４〜６の通りであった。【０１０６】
【表４】
2012133477.tif 000006
【０１０７】
【表５】
2012133477.tif 000007
【０１０８】
【表６】
2012133477.tif 000008
【０１０９】
（参考例５）セルロース含有バイオマスをアンモニア処理後、酵素により加水分解する工程
工程（１）セルロース含有バイオマスを加水分解する工程に関し、５．０〜１００重量％アンモニア水のおよび酵素を使用するセルロース含有バイオマスの加水分解方法について例を挙げて説明する。セルロース含有バイオマスとして、２ｍｍサイズまで粉砕した稲藁を使用した。前記セルロース含有バイオマスを小型反応器（耐圧硝子工業製、ＴＶＳ−Ｎ２  ３０ｍＬ）に投入し、液体窒素で冷却した。この反応器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、１５０℃のオイルバス中にて３０分間処理した。処理後、反応器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後、さらに真空ポンプで反応器内を１０Ｐａまで真空引きし前記セルロース含有バイオマスを乾燥させた。この処理セルロース含有バイオマスと固形分濃度が１５重量％となるように純水を攪拌混合した後、硫酸によって、ｐＨを５付近に調整した。この混合液に、セルラーゼとしてアクセルレース・１５００およびＸＹ（ジェネンコア協和株式会社）を添加し、５０℃で１日間攪拌混同しながら、加水分解反応を行った。その後、フィルタプレス処理を行い、未分解セルロースあるいはリグニンを分離除去した糖含有の水溶液（以下、アンモニア処理糖化液）を得た。アンモニア処理糖液の濁度は２５ＮＴＵであった。さらにアンモニア処理酵素糖化液の発酵阻害物および単糖の組成は表７〜９の通りであった。【０１１０】
【表７】
2012133477.tif 000009
【０１１１】
【表８】
2012133477.tif 000010
【０１１２】
【表９】
2012133477.tif 000011
【０１１３】
（実施例１）アニオン性ポリマーを添加した場合
参考例３で得られた希硫酸処理糖化液をそれぞれ、精密濾過膜（ミリポア社製ステリカップ、孔径０．２２μｍ）により濾過を行った。得られた濾液を各５００ｍＬに分けて、アニオン系の高分子で無機ポリリン酸塩としてトリポリリン酸ナトリウム（重量分子量：３６８、関東化学製）、ポリカルボン酸塩としてポリアクリル酸ナトリウム（重量平均分子量：２０００  ｂｙ  ＧＰＣ、シグマ・アルドリッチ製）を５ｍｇ／Ｌとなるように添加した。この各々添加した液に、スパイラル型モジュールの濾過小型試験として使用できる平膜ユニットＳＥＰＡ  ＣＦ−ＩＩ（ＧＥオスモニクス製）を使用して膜の透過試験を行った。膜としてはナノ濾過膜であるＧＥ  ＳＥＰＡ・ＤＫシリーズ（ＧＥオスモニクス製）および超低圧ＲＯ膜であるＵＴＣ７０Ｕを使用した。表面線速度２０ｃｍ／秒、濾過フラックス０．２ｍ／Ｄの条件下で透過性試験を行った結果を表１０（ナノ濾過膜を使用した時）表１１（超低圧ＲＯ膜を使用した時）に示す。なお、この時のグルコース、ぎ酸、酢酸、フルフラール、フェルラ酸の透過率（％）は透過側の濃度を実測して事前に参考例にて示した濃度で割って１００倍した値を示している。温度は２５℃で一定として、添加前後でｐＨの変化率が０．０５未満であることを確認した上で測定した。結果よりアニオン系ポリマーの水溶液であるトリポリリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウムを添加することにより、後述の比較例１の無添加の場合と比較してぎ酸、酢酸、フェルラ酸の透過率が向上することが判明した。【０１１４】
【表１０】
2012133477.tif 000012
【０１１５】
【表１１】
2012133477.tif 000013
【０１１６】
（比較例１）添加を行わない、又はカチオン性ポリマーを添加した場合
実施例１において精密濾過膜処理して得られた濾液を各５００ｍＬに分けて、何も添加しない場合およびカチオン性ポリマーとしてポリエチレンイミン（重量平均分子量約６００、和光純薬製）５ｍｇ／Ｌとなるように添加した。この各々添加した液に、スパイラル型モジュールの濾過小型試験として使用できる平膜ユニットＳＥＰＡ  ＣＦ−ＩＩ（ＧＥオスモニクス製）を使用して膜の透過試験を行った。膜としてはナノ濾過膜であるＧＥ  ＳＥＰＡ・ＤＫシリーズ（ＧＥオスモニクス製）および超低圧ＲＯ膜であるＵＴＣ７０Ｕ(東レ株式会社製)を使用した。表面線速度２０ｃｍ／秒、濾過フラックス０．５ｍ／Ｄの条件下で透過性試験を行った結果を表１２、１３に示す。なお、この時のグルコース、ギ酸、酢酸、フルフラール、クマル酸の透過率（％）は透過側の濃度を実測して事前に参考例にて示した濃度で割って１００倍した値を示している。温度は２５℃で一定として、添加前後でｐＨの変化率が０．０５未満であることを確認した上で測定した。結果より実施例１と比較すると、アニオン性ポリマーを添加した場合に比べて、無添加の場合はギ酸、酢酸、フェルラ酸の透過率が低く、さらにカチオン性ポリマーであるポリエチレンイミンを添加した場合は、ギ酸、酢酸、フェルラ酸の透過率が無添加の場合に比べてさらに低くなることが判明した。【０１１７】
【表１２】
2012133477.tif 000014
【０１１８】
【表１３】
2012133477.tif 000015
【０１１９】
（実施例２）
参考例４で得られた水熱処理液および水熱処理糖化液をそれぞれ、精密濾過膜（ミリポア社製ステリカップ、孔径０．２２μｍ）により濾過を行った。水熱処理液については精密濾過膜処理の大量処理が難しいため、１００ｍＬ濾過毎に膜面を洗浄して濾過処理を行った。得られた濾液を各５００ｍＬに分けて、実施例１同様、トリポリリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウムを５ｍｇ／Ｌになるよう添加した。この各々添加した液に、実施例１同様、平膜ユニットＳＥＰＡ  ＣＦ−ＩＩ（ＧＥオスモニクス製）を使用して膜の透過試験を行った。膜としてはナノ濾過膜であるＧＥ  ＳＥＰＡ・ＤＫシリーズ（ＧＥオスモニクス製）を使用した。表面線速度２０ｃｍ／秒、濾過フラックス０．２ｍ／Ｄの条件下で透過性試験を行った結果を表１４（水熱処理液の濾過結果）、表１５（水熱処理糖化液の濾過結果）に示す。なお、この時のグルコース、透過率（％）は透過側の濃度を実測して事前に参考例にて示した濃度で割って１００倍した値を示している。温度は２５℃で一定として、添加前後でｐＨの変化率が０．０５未満であることを確認した上で測定した。結果よりアニオン性ポリマーの水溶液である特にトリポリリン酸ナトリウムを糖液にナノ濾過膜処理前に添加することによって、ぎ酸、酢酸、フェルラ酸の透過率が比較例２の添加しない場合と比較して向上することが判明した。また、ポリアクリル酸ナトリウムに関しては上記と同様の透過率向上についてトリポリリン酸ナトリウムには劣るが、効果が見られた。【０１２０】
【表１４】
2012133477.tif 000016
【０１２１】
【表１５】
2012133477.tif 000017
【０１２２】
（比較例２）
実施例２において精密濾過膜処理して得られた各濾液を各５００ｍＬに分けて、何も添加しない場合およびカチオン性ポリマーとしてポリエチレンイミンを５ｍｇ／Ｌになるように添加した。この各々添加した液に、スパイラル型モジュールの濾過小型試験として使用できる平膜ユニットＳＥＰＡ  ＣＦ−ＩＩ（ＧＥオスモニクス製）を使用して膜の透過試験を行った。膜としてはナノ濾過膜であるＧＥ  ＳＥＰＡ・ＤＫシリーズ（ＧＥオスモニクス製）および超低圧ＲＯ膜であるＵＴＣ７０Ｕ(東レ株式会社製)を使用した。表面線速度２０ｃｍ／秒、濾過フラックス０．５ｍ／Ｄの条件下で透過性試験を行った結果を表１６、１７に示す。なお、この時のグルコース、ギ酸、酢酸、フルフラール、クマル酸の透過率（％）は透過側の濃度を実測して事前に参考例にて示した濃度で割って１００倍した値を示している。温度は２５℃で一定として、添加前後でｐＨの変化率が０．０５未満であることを確認した上で測定した。結果より、アニオン性ポリマーを添加してナノ濾過膜でろ過をした実施例２のぎ酸、酢酸、フェルラ酸の透過率と比較して、透過率が悪いことが判明した。さらに、カチオン性ポリマーであるポリエチレンイミンを添加した場合、全ての物質において効果がないか、透過率が低下することが判明した。【０１２３】
【表１６】
2012133477.tif 000018
【０１２４】
【表１７】
2012133477.tif 000019
【０１２５】
（実施例３）
参考例５で得られたアンモニア処理糖化液をそれぞれ、精密濾過膜（ミリポア社製ステリカップ、孔径０．２２μｍ）により濾過を行った。得られた濾液を各５００ｍＬに分けて、アニオン系の高分子で無機リン酸ポリマーとしてトリポリリン酸ナトリウム、ポリカルボン酸系ポリマーとしてポリアクリル酸ナトリウムを５ｍｇ／Ｌ、または５０ｍｇ／Ｌになるようにそれぞれについて添加した。この各々添加した液に、スパイラル型モジュールの濾過小型試験として使用できる平膜ユニットＳＥＰＡ  ＣＦ−ＩＩ（ＧＥオスモニクス製）を使用して膜の透過試験を行った。膜としては超低圧ＲＯ膜であるＵＴＣ７０Ｕを使用した。表面線速度２０ｃｍ／秒、濾過フラックス０．２ｍ／Ｄの条件下で透過性試験を行った結果を表１８に示す。なお、この時のグルコース、ぎ酸、酢酸、フルフラール、フェルラ酸透過率（％）は透過側の濃度を実測して事前に参考例にて示した濃度で割って１００倍した値を示している。温度は２５℃で一定として、添加前後でｐＨの変化率が０．０５未満であることを確認した上で測定した。結果よりアニオン性ポリマーの水溶液であるトリポリリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウムを糖液に逆浸透膜処理前に添加することによってぎ酸、酢酸、フェルラ酸の透過率が比較例３の添加しない場合と比較して向上することが判明した。【０１２６】
【表１８】
2012133477.tif 000020
【０１２７】
（比較例３）
実施例３において精密濾過膜処理して得られた濾液を各５００ｍＬに分けて、何も添加しない場合およびカチオン性ポリマーとしてポリエチレンイミン５ｍｇ／Ｌ、または５０ｍｇ／Ｌ以下になるように添加した。この各々添加した液に、スパイラル型モジュールの濾過小型試験として使用できる平膜ユニットＳＥＰＡ  ＣＦ−ＩＩ（ＧＥオスモニクス製）を使用して膜の透過試験を行った。膜としてはナノ濾過膜であるＧＥ  ＳＥＰＡ・ＤＫシリーズ（ＧＥオスモニクス製）および超低圧ＲＯ膜であるＵＴＣ７０Ｕ(東レ株式会社製)を使用した。表面線速度２０ｃｍ／秒、濾過フラックス０．５ｍ／Ｄの条件下で透過性試験を行った結果を表１９に示す。なお、この時のグルコース、ギ酸、酢酸、フルフラール、クマル酸の透過率（％）は透過側の濃度を実測して事前に参考例にて示した濃度で割って１００倍した値を示している。温度は２５℃で一定として、添加前後でｐＨの変化率が０．０５未満であることを確認した上で測定した。結果より、アニオン性ポリマーを添加してナノ濾過膜でろ過した実施例３と比較して、ぎ酸、酢酸、フェルラ酸の透過率が悪いことが判明した。さらに、カチオン性ポリマーであるポリエチレンイミンを添加した場合、全ての物質において効果が見られないか透過率が低下することが判明した。【０１２８】
【表１９】
2012133477.tif 000021
【０１２９】
（実施例４）
参考例５で得られたアンモニア処理糖化液をそれぞれ、精密濾過膜（ミリポア社製ステリカップ、孔径０．２２μｍ）により濾過を行った。得られた濾液を各５００ｍＬに分けて、実施例１と同様にアニオン系の高分子としてトリポリリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウムを０．０５ｇ／Ｌ、または５００ｍｇ／Ｌとなるように添加した。この各々添加した液に、スパイラル型モジュールの濾過小型試験として使用できる平膜ユニットＳＥＰＡ  ＣＦ−ＩＩ（ＧＥオスモニクス製）を使用して膜の透過試験を行った。膜としては超低圧ＲＯ膜であるＵＴＣ７０Ｕを使用した。表面線速度２０ｃｍ／秒、濾過フラックス０．２ｍ／Ｄの条件下で透過性試験を行った結果を表１８に示す。なお、この時のグルコース、ぎ酸、酢酸、フルフラール、フェルラ酸透過率（％）は透過側の濃度を実測して事前に参考例にて示した濃度で割って１００倍した値を示している。温度は２５℃で一定として、添加前後でｐＨの変化率が０．０５未満であることを確認した上で測定した。結果よりアニオン性ポリマーの水溶液であるトリポリリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウムを糖液に関して逆浸透膜処理前に０．０５ｍｇ／Ｌまたは５００ｍｇ／Ｌとなるように添加することによって実施例３の０．０５ｍｇ／Ｌや５００ｍｇ／Ｌの際には劣るがぎ酸、酢酸、フェルラ酸の透過率が比較例３の添加しない場合と比較して向上することが判明した。【０１３０】
【表２０】
2012133477.tif 000022
【０１３１】
（実施例５）
参考例５で得られたアンモニア処理糖化液をそれぞれ、精密濾過膜（ミリポア社製ステリカップ、孔径０．２２μｍ）により濾過を行った。得られた濾液を各５００ｍＬに分けて、実施例１と同様にアニオン系の高分子としてトリポリリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウムを０．００５ｍｇ／Ｌ、または５ｇ／Ｌになるように添加した。この各々添加した液に、スパイラル型モジュールの濾過小型試験として使用できる平膜ユニットＳＥＰＡ  ＣＦ−ＩＩ（ＧＥオスモニクス製）を使用して膜の透過試験を行った。膜としては超低圧ＲＯ膜であるＵＴＣ７０Ｕを使用した。表面線速度２０ｃｍ／秒、濾過フラックス０．２ｍ／Ｄの条件下で透過性試験を行った結果を表１８に示す。なお、この時のグルコース、ぎ酸、酢酸、フルフラール、フェルラ酸透過率（％）は透過側の濃度を実測して事前に参考例にて示した濃度で割って１００倍した値を示している。温度は２５℃で一定として、添加前後でｐＨの変化率が０．０５未満であることを確認した上で測定した。結果よりアニオン性ポリマーの水溶液であるトリポリリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウムを糖液に関して逆浸透膜処理前に０．００５ｇ／Ｌ添加することによって実施例３と比べては効果が落ちるが、透過性に少し効果が見られる。一方、５ｇ／Ｌでは効果があるが実施例４の５００ｍｇ／Ｌ以下と比べて効果の向上は見られなかった。【０１３２】
【表２１】
2012133477.tif 000023
【０１３３】
（実施例６）
実施例２と同様の方法で参考例４で得られた水熱処理液および水熱処理糖化液をそれぞれ、精密濾過膜（ミリポア社製ステリカップ、孔径０．２２μｍ）により濾過を行った。得られた濾液を各５００ｍＬに分けて、リン酸系ポリマーとして、ヘキサメタリン酸ナトリウム（重量平均分子量６１２、シグマ・アルドリッチ製）、ポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）（重量平均分子量：３０００、シグマ・アルドリッチ製）およびポリアクリル酸ナトリウム塩（重量平均分子量８０００、シグマ・アルドリッチ製）を５ｍｇ／Ｌになるよう添加した。この各々添加した液に、実施例１同様、平膜ユニットＳＥＰＡ  ＣＦ−ＩＩ（ＧＥオスモニクス製）を使用して膜の透過試験を行った。膜としてはナノ濾過膜であるＧＥ  ＳＥＰＡ・ＤＫシリーズ（ＧＥオスモニクス製）を使用した。表面線速度２０ｃｍ／秒、濾過フラックス０．２ｍ／Ｄの条件下で透過性試験を行った結果を表２２（水熱処理液の濾過結果）、表２３（水熱処理糖化液の濾過結果）に示す。なお、この時のグルコース、透過率（％）は透過側の濃度を実測して事前に参考例にて示した濃度で割って１００倍した値を示している。温度は２５℃で一定として、添加前後でｐＨの変化率が０．０５未満であることを確認した上で測定した。結果より、何も添加せずにナノろ過膜処理をした比較例２と比較して、アニオン性ポリマーの水溶液であるヘキサメタリン酸ナトリウム、ポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）、ポリアクリル酸ナトリウムをナノ濾過膜処理前に糖液に添加することにより、ぎ酸、酢酸、クマル酸の透過率が向上することが判明した。【０１３４】
【表２２】
2012133477.tif 000024
【０１３５】
【表２３】
2012133477.tif 000025
【０１３６】
（実施例７）ポリアクリル酸ナトリウムとポリリン酸を混ぜた場合
参考例４で得られた水熱処理液を、精密濾過膜（ミリポア社製ステリカップ、孔径０．２２μｍ）により１００ｍＬ濾過毎に膜面を洗浄して濾過処理を行った。得られた濾液に、トリポリリン酸ナトリウム（重量平均分子量：３６８）（燐化学工業製）およびポリアクリル酸ナトリウム（重量平均分子量：２０００）（和光純薬製）を各５ｍｇ／Ｌになるよう添加した。この各々添加した液に、実施例１同様、平膜ユニットＳＥＰＡ  ＣＦ−ＩＩ（ＧＥオスモニクス製）を使用して膜の透過試験を行った。膜としてはナノ濾過膜であるＧＥ  ＳＥＰＡ・ＤＫシリーズ（ＧＥオスモニクス製）を使用した。表面線速度２０ｃｍ／秒、濾過フラックス０．２ｍ／Ｄの条件下で透過性試験を行った結果を表２４に示す。なお、この時のグルコース、透過率（％）は透過側の濃度を実測して事前に参考例にて示した濃度で割って１００倍した値を示している。温度は２５℃で一定として、添加前後でｐＨの変化率が０．０５未満であることを確認した上で測定した。結果よりアニオン性ポリマーの水溶液であるトリポリリン酸ナトリウムとポリアクリル酸ナトリウムを混合して糖液にナノ濾過膜処理前に添加することによって有機酸であるぎ酸、酢酸、フェルラ酸の透過率が比較例２（表１６）の添加しない場合と比較して向上することが判明した。【０１３７】
【表２４】
2012133477.tif 000026
【０１３８】
（比較例４）非水溶性アニオン性ポリマーを添加した場合
参考例４で得られた水熱処理液を、精密濾過膜（ミリポア社製ステリカップ、孔径０．２２μｍ）により１００ｍＬ濾過毎に膜面を洗浄して濾過処理を行った。得られた濾液に、非水溶性のアニオン性ポリマーとして、イオン交換樹脂として使用されるダイヤイオンＳＫ１１０（三菱化学株式会社製）を５ｍｇ添加して溶解していないことを確認した。この各々添加した液に、実施例１同様、平膜ユニットＳＥＰＡ  ＣＦ−ＩＩ（ＧＥオスモニクス製）を使用して膜の透過試験を行った。膜としてはナノ濾過膜であるＧＥ  ＳＥＰＡ・ＤＫシリーズ（ＧＥオスモニクス製）を使用した。表面線速度２０ｃｍ／秒、濾過フラックス０．２ｍ／Ｄの条件下で透過性試験を行ったが、濾過開始後直ちに操作圧力が上昇したため濾過を中止した。平膜ユニットを開放して膜面を見たところ、膜面およびスペーサであるメッシュにＳＫ１１０が付着していることが分かり、非水溶性のアニオン性ポリマーは使用できないことが判明した。【０１３９】
（実施例８）ｐＨを変更した場合
参考例４で得られた水熱処理糖化液を精密濾過膜（ミリポア社製ステリカップ、孔径０．２２μｍ）により濾過を行った。得られた濾液を各５００ｍＬに分けて、トリポリリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウムを５ｍｇ／Ｌになるようそれぞれ添加した後、ｐＨを３、４、５、９、１１になるよう、硫酸、水酸化ナトリウムそれぞれを添加してｐＨを調整した後、実施例１同様、平膜ユニットＳＥＰＡ  ＣＦ−ＩＩ（ＧＥオスモニクス製）を使用して膜の透過試験を行った。膜としてはナノ濾過膜であるＧＥ  ＳＥＰＡ・ＤＫシリーズ（ＧＥオスモニクス製）を使用した。表面線速度２０ｃｍ／秒、濾過フラックス０．２ｍ／Ｄの条件下で透過性試験を行った結果を表２５に示す。またこの時の操作圧力についても付記する。なお、この時のグルコース透過率（％）は透過側の濃度を実測して事前に参考例にて示した濃度で割って１００倍した値を示している。温度は２５℃で一定として、添加前後でｐＨの変化率が０．０５未満であることを確認した上で測定した。【０１４０】
【表２５】
2012133477.tif 000027
【０１４１】
（比較例５）ｐＨを変更した場合（アニオン系ポリマー無し）
参考例４で得られた水熱処理糖化液を精密濾過膜（ミリポア社製ステリカップ、孔径０．２２μｍ）により濾過を行った。得られた濾液を各５００ｍＬに分けて、ｐＨを３、４、５、９、１１になるよう、硫酸、水酸化ナトリウムそれぞれを添加してｐＨを調整し、実施例１同様、平膜ユニットＳＥＰＡ  ＣＦ−ＩＩ（ＧＥオスモニクス製）を使用して膜の透過試験を行った。膜としてはナノ濾過膜であるＧＥ  ＳＥＰＡ・ＤＫシリーズ（ＧＥオスモニクス製）を使用した。表面線速度２０ｃｍ／秒、濾過フラックス０．２ｍ／Ｄの条件下で透過性試験を行った結果を表２６に示す。またこの時の操作圧力についても付記する。なお、この時のグルコース透過率（％）は透過側の濃度を実測して事前に参考例にて示した濃度で割って１００倍した値を示している。温度は２５℃で一定として、添加前後でｐＨの変化率が０．０５未満であることを確認した上で測定した。【０１４２】
【表２６】
2012133477.tif 000028
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明によって、セルロース含有バイオマスに由来する糖水溶液から発酵阻害物質を効率的に除去することが可能であり、一方でグルコース、キシロースなどの単糖を含む精製糖液を高純度・高収率で製造することができるため、該精製糖液を発酵原料とした場合、種々の化学品の発酵生産の効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１４４】
１  酵素糖化
２  固液分離
３  アニオン系ポリマー
４  精密濾過膜および／または限外濾過膜
５  ナノ濾過膜および／または逆浸透膜
６  糖液
７  発酵阻害物質
【図１】
2012133477.tif 000029
【図２】
2012133477.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月17日(2013.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の製造方法により糖液を製造する工程、および該工程で得られた糖液を分画分子量５００以上２０００以下の限外濾過膜でさらに濾過する工程を含む、糖液の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の糖液の製造方法により糖液を製造する工程、および該工程で得られた糖液を発酵原料として化学品を生産する能力を有する微生物を発酵培養する工程を含む、化学品の製造方法。
【国際調査報告】
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2012133477.tif 000032
2012133477.tif 000033
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