(57)【要約】【課題】木本植物の樹皮に含まれるセルロース及びヘミセルロースを酵素処理によって高収率で糖化することを可能とする樹皮の前処理方法及び該前処理樹皮を糖化する方法を提供する。【解決手段】  木本植物の樹皮を、亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩を２〜１０質量％含有し、かつ、アルカリ性のｐＨ調整助剤を１〜５質量％含有するｐＨ７．５以上のアルカリ性水溶液中に一定時間浸漬処理して前処理する。前処理液を固液分離し、前処理物を解繊して得られる繊維を多糖分解酵素によって分解して木本植物の樹皮を糖化する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
木本植物の樹皮を、亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩を２〜１０質量％含有し、かつ、アルカリ性のｐＨ調整助剤を１〜５質量％含有するｐＨ７．５以上のアルカリ性水溶液中に一定時間浸漬処理した後、固液分離し、解繊して得られる繊維を多糖分解酵素によって分解することを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
【請求項２】
前記アルカリ性水溶液中に一定時間浸漬処理した後の液のｐＨが７．５〜１１．０であることを特徴とする請求項１に記載の木本植物の樹皮の糖化方法。
【請求項３】
前記亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩がナトリウム塩であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の木本植物の樹皮の糖化方法。
【請求項４】
該ｐＨ調整剤が、炭酸アルカリ塩、炭酸水素アルカリ塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム及び水酸化マグネシウム、からなる群より選択される１種類以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の木本植物の樹皮の糖化方法。
【請求項５】
前記浸漬処理の温度が１３０℃以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の木本植物の樹皮の糖化方法。
【請求項６】
前記浸漬処理の時間は、処理温度が１００℃を超える場合には５〜６０分、処理温度が１００℃以下の場合には１０〜１２０分であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の木本植物の樹皮の糖化方法。
【請求項７】
前記木本植物が、ユーカリ（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ）属のグランディス（ｇｒａｎｄｉｓ）種、グロブラス（ｇｌｏｂｕｌｕｓ）種、ナイテンス（ｎｉｔｅｎｓ）種、カマルドレンシス（ｃａｍａｌｄｕｌｅｎｓｉｓ）種、デグラプタ（ｄｅｇｌｕｐｔａ）種、ビミナリス（ｖｉｍｉｎａｌｉｓ）種、ユーロフィラ（Ｕｒｏｐｈｙｌｌａ）種、ダニアイ（ｄｕｎｎｉｉ）種及びこれらの交雑種から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の木本植物の樹皮の糖化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質系バイオマスの前処理方法及び該前処理方法が施された前処理物を原料とする新規な糖化方法に関する。特に本発明は、木本植物の樹皮を糖化原料とするための前処理方法と該前処理物の糖化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化を抑制するための二酸化炭素排出削減策の一つとして、バイオマスをエネルギーに転換して得られるバイオエネルギー開発が行われている。バイオマス転換の方法としては、多数の著書（非特許文献１〜４）に示されているように、熱分解、ガス化、嫌気性発酵などが広く行なわれているが、その中でも、バイオマスに含まれる糖質を発酵することによりエタノールを得る方法が広く研究されている。
【０００３】
エタノールは液体燃料として、特に輸送用燃料として利用することが可能であり、既にアメリカやブラジルではトウモロコシやサトウキビから得られるデンプンや砂糖を原料としてバイオエタノールを製造するプロセスが実用化されている。これらの原料ではガソリン価格が高騰した場合、本来、食用として生産されたはずのトウモロコシやサトウキビなどがバイオエタノール原料として流用されることが指摘されている。そこで、食料とは競合しない未利用バイオマスを原料としたバイオエタノール生産が求められている。
【０００４】
未利用バイオマスとしては稲ワラやバガスなどの草本系バイオマスと林地残材や間伐材などの木質系バイオマスが挙げられる。このうち、稲わらやバガスなどの草本系バイオマスは一般に単年生であり、年間における入手可能な期間が短く、単位体積当たりの重さ（以下、容積重ともいう）が低い（１５０以上、３００ｋｇ／ｍ３未満）。一方、木質系バイオマスは、一般に多年生であるため、通年で入手可能であることと、容積重が高い（３００ｋｇ／ｍ３以上）ことが特徴であるといえる。さらに、草本系バイオマスでは短期間で排出される原料をストックするヤードが必要であるのに対し、木質系バイオマスではこのような心配が無く、さらに容積重が高いために原料の輸送コストも低く抑えることが出来ると考えられる。
【０００５】
一方、パルプ材や建材利用を目的とした事業植林が活発に行われており、国内企業が行う海外植林面積は４０万ｈａに達するとも言われている。このうち、大多数を占めるのがパルプ材として植栽されているユーカリである。ユーカリは成長が早く、１０年程度で伐採が可能となることから、既に伐採、チップ化を経て国内でのパルプ製造が行われている。
樹木は、細胞分裂が活発な形成層を境界にその内側の木部と外側の樹皮に分けられる。若いユーカリでは、樹皮は木部と比べてリグニン含量が比較的に低く、可溶性成分を多く含み柔軟である。
【０００６】
さらに、樹皮は死んだ組織の外樹皮と生きている組織の内樹皮に分けられる。
外樹皮は主に周皮あるいはコルク層からなり、木材組織を機械的損傷から守るとともに、温度と湿度の変動を小さくしている。
内樹皮は師要素、柔細胞及び厚壁細胞からなり、師要素は液体と栄養素の運搬の機能を持ち、柔細胞はデンプン等の栄養素貯蔵の機能を持ち、内樹皮の師要素間に介在する。厚壁細胞は支持組織として機能し、木部の年輪と同じように層状に観察され、形によって靭皮繊維とスクレレイドとに区別される。
【０００７】
樹皮組織は、大きく分けて、繊維、コルク細胞及び柔細胞を含む微細物質からなる。樹皮の繊維は、木部の繊維と化学的に似ており、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンからなる。コルク細胞及び柔細胞を含む微細物質には多量の抽出成分が存在し、コルク細胞の壁にはスベリン類が、微細物質画分にはポリフェノール類が多い。このように、樹皮は木部と異なり多くの有用な可溶性成分を含有し、その量は乾燥質量の２０〜４０％に達し、しかも繊維画分には木部と同様な繊維質を有しているという優れた性質を有している。
しかし、樹皮は、材木用途では使用されず、製紙工程のパルプ化の際には、わずかに混入してもパルプの品質を低下させるため、枝や根とともに植林地で肥料として土壌に戻されるか、製材工場又はチップ工場で剥皮され焼却されており、木質系バイオマスとして有効利用されていない。
【０００８】
木質系バイオマスからバイオエタノールへの転換方法としては、多数の著書（非特許文献１、非特許分文献２、非特許分文献３）に示されているように、様々な方法が研究されてきているが、その中でも、酸糖化法又は酵素糖化法により単糖化した後、発酵によりエタノールを得る方法が広く研究されている。
酸糖化法は、硫酸などの無機酸によって木質バイオマスを加水分解して糖を得る方法であり、その濃度によって、希酸法と濃酸法が提案されている（特許文献１及び２）。希酸法では、温度、圧力がともに高く、添加した酸により装置が腐食してしまう。さらに生成した糖類と酸を分離するのが困難で経済的に有効な酸回収方法がない等の問題がある。また、濃酸法は、比較的に温度及び圧力が低いため、安価な反応装置材料が利用でき、グルコースの収率も高い。しかし、希酸法と同様に生成した糖類から経済的に有効な酸の分離・回収法がないため、多量の廃酸が発生するという問題がある。
【０００９】
酵素糖化法は、リグノセルロースをセルラーゼやヘミセルラーゼ等の酵素によって糖化する方法であり、酸糖化よりも穏和な条件で糖化が可能であることから、装置材質の制限がなく、排出物の処理も簡便である。しかし、リグノセルロース中のセルロースはリグニン及びヘミセルロースによって覆われており、酵素が容易にセルロースへの接触できないため糖化率が低いのが一般的である。そこで、酵素糖化率向上のために微粉砕処理、加圧熱水処理、蒸煮・爆砕処理などの物理的前処理と、酸やアルカリなどの薬品による化学的前処理が主に研究されている。
【００１０】
物理的前処理のうち、微粉砕処理は、微粉砕化によってセルロースを覆っているリグニンやヘミセルロースの一部を剥離させ、酵素がセルロースに接触させる頻度を上げることによって糖化を促進させることを目的とした前処理方法である。
加圧熱水処理は、高温の熱水によりリグニンやヘミセルロースを軟化しセルロースと分離する方法である。更に、加圧熱水処理により軟化した後、機械的粉砕処理を行った処理物に対し、酵素による糖化を行う方法も知られている（特許文献３参照）。
またバイオマスを高温高圧処理後、瞬時に大気圧又はその付近の低温低圧条件下に放出してする蒸煮・爆砕処理方法では、セルロースを覆っているリグニンとヘミセルロースに亀裂を生じさせることによって、酵素がセルロースに接触可能となる（特許文献４参照）。
【００１１】
化学的前処理は、薬剤により、セルロースを覆っているリグニンやヘミセルロースを軟化もしくは溶解させることによって除去し、セルロースを表面に露出させることによって酵素糖化を可能とする前処理である。特許文献５のようなアルカリ処理が代表的な化学的前処理であるが、セルラーゼやヘミセルラーゼなどの多糖分解酵素は中性から弱酸性領域で処理する必要があるため、糖化前に薬品の除去もしくはｐＨを調整する工程が必要となる場合がある。
【００１２】
特許文献３の方法は、多大なエネルギーコストがかかり、特許文献４の方法も同様にエネルギーコストがかかると同時に、バッチ処理しか行うことができない。特許文献５は前記のように、中和工程を必要とするなど、夫々欠点がある。
【特許文献１】特開２００６−７５００７号公報
【特許文献２】特開２００６−２４６７１１号公報
【特許文献３】特開２００６−１３６２６３号公報
【特許文献４】特開昭５９−２０４９９７号公報
【特許文献５】特開２００８−０９２９１０号公報
【非特許文献１】日本木材学会編「木質バイオマスの利用技術」ｐ１９〜６１、文永堂出版、１９９７年７月発行
【非特許文献２】湯川英明ら「バイオマスエネルギー利用の最新技術」各論編ＩＩ−１章、ＣＭＣ出版、２００１年８月発行
【非特許文献３】飯塚尭介ら「ウッドケミカルスの最新技術」ｐ６〜３４、ＣＭＣ出版、２００１年１０月発行
【非特許文献４】船岡ら「木質系有機資源の新展開」第５章−２、ＣＭＣ出版、２００５年１月発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
酵素糖化処理は、前記したような前処理を行っても、糖化収率が充分ではない。本発明は、木質系バイオマスに含まれるセルロース及びヘミセルロースを酵素処理によって糖化するために必要な簡便な前処理方法であって、糖化収率を向上させる方法を提供することを課題とする。また、前処理の後に、酵素処理のために中和する工程をなくするか、中和する工程を設けるとしても、極力薬剤を減らすことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、原材料を樹皮に特化し、かつ、前処理として、樹皮に対してアルカリ性のｐＨ調整助剤を混合した低濃度の亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩の水溶液により浸漬処理を行うことによって、酵素糖化収率の向上が可能であることを見出した。即ち、本発明は以下の方法から選択される。
【００１５】
（１）木本植物の樹皮を、亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩を２〜１０質量％含有し、かつ、アルカリ性のｐＨ調整助剤を１〜５質量％含有するｐＨ７．５以上のアルカリ性水溶液中に一定時間浸漬処理した後、固液分離し、解繊して得られる繊維を多糖分解酵素によって分解することを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
（２）上記（１）に記載の方法において、浸漬処理後の液のｐＨが７．５〜１１．０であることを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
（３）上記（１）又は（２）に記載の方法において、前記亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩がナトリウム塩であることを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の方法において、前記ｐＨ調整剤が、炭酸アルカリ塩、炭酸水素アルカリ塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム及び水酸化マグネシウムからなる群より選択される１種類以上、好ましくは、炭酸ナトリウム及び炭酸水素ナトリウムから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
（５）上記（４）に記載の方法において、前記ｐＨ調整助剤が炭酸アルカリ塩、炭酸水素アルカリ塩のような弱酸の塩である場合、亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩の質量に対して、１／２以上、２倍以下の量で配合することを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
（６）上記（１）〜（５）のいずれかに記載の方法において、浸漬処理の温度が１３０℃以下であることを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の方法において、浸漬処理の時間は、処理温度が１００℃を超える場合には５〜６０分、処理温度が１００℃以下の場合には１０〜１２０分であることを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
（８）上記（１）〜（７）のいずれかに記載の方法において、樹皮の乾燥質量１に対するアルカリ水溶液の質量比が５以下の範囲であることを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
（９）上記（１）〜（８）のいずれかに記載の方法において、木本植物がユーカリ（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ）属、好ましくはグランディス（ｇｒａｎｄｉｓ）種、グロブラス（ｇｌｏｂｕｌｕｓ）種、ナイテンス（ｎｉｔｅｎｓ）種、カマルドレンシス（ｃａｍａｌｄｕｌｅｎｓｉｓ）種、デグラプタ（ｄｅｇｌｕｐｔａ）種、ビミナリス（ｖｉｍｉｎａｌｉｓ）種、ユーロフィラ（Ｕｒｏｐｈｙｌｌａ）種、ダニアイ（ｄｕｎｎｉｉ）種及びこれらの交雑種から選択される少なくとも１種であることを特徴とする木本植物の樹皮の糖化方法。
（１０）上記（１）〜（９）のいずれかに記載の木本植物の樹皮の糖化方法における、木本植物の樹皮をアルカリ性水溶液中に一定時間浸漬処理する方法からなる、木本植物の樹皮の糖化方法に使用する原料の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の方法により、酵素糖化の前処理として、低濃度の薬品使用により環境負荷が少なく、短時間で、かつ、投入エネルギーが少ない前処理が可能となり、しかも、糖化収率を向上することも可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明で対象となるリグノセルロースは、木本植物の樹皮である。用いる樹皮は、特に限定されないが、好ましくは、ユーカリ（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ）属、さらに好ましくはグランディス（ｇｒａｎｄｉｓ）種、グロブラス（ｇｌｏｂｕｌｕｓ）種、ナイテンス（ｎｉｔｅｎｓ）種、カマルドレンシス（ｃａｍａｌｄｕｌｅｎｓｉｓ）種、デグラプタ（ｄｅｇｌｕｐｔａ）種、ビミナリス（ｖｉｍｉｎａｌｉｓ）種、ユーロフィラ（Ｕｒｏｐｈｙｌｌａ）種、ダニアイ（ｄｕｎｎｉｉ）及びこれらの交雑種である。
【００１８】
樹皮原料は、入手できる状態のままで原料とすることができる。通常、搬送時の取り扱い性等を考慮して数ｃｍ２に裁断乃至粉砕されている状態のものであればそのまま処理することが好ましい。樹皮原料のサイズは小さいほど処理しやすいが、本発明の方法では、前処理工程において処理された樹皮は解繊処理により少ないエネルギーコストで容易に微細化できるので、乾燥樹皮原料を過度に微細化処理することは避けることが好ましい。
【００１９】
以下に、本発明の工程を順に説明する。
始めに、樹皮をアルカリ性のｐＨ調整助剤を混合した低濃度の亜硫酸塩溶液に浸漬した状態で一定時間保持する、いわゆる前処理工程について説明する。
前処理工程で用いる亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩としては樹皮を柔化せしめるものであれば特に限定されない。例えば亜硫酸水、亜硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム、亜硫酸マグネシウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素アンモニウム、亜硫酸水素カルシウム、亜硫酸水素マグネシウム、亜硫酸水素ナトリウムから少なくとも１種類以上の亜硫酸塩を含む溶液を用いることができ、好ましくは亜硫酸ナトリウムを用いることができる。
亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩は、溶液濃度として２〜１０質量％用いることが必要であり、２質量％未満では前処理としての効果が不十分であり、１０質量％を越えても、効果が頭打ちとなる。
【００２０】
さらに、アルカリ性のｐＨ調整助剤としては、炭酸アルカリ塩、炭酸水素アルカリ塩、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウムから選択される少なくとも１種類であることが好ましい。ｐＨ調整助剤を混合することにより後工程の酵素反応が促進する。これらのｐＨ調整助剤は反応の促進だけでなく、ｐＨを中性付近に保つ効果もあり、酵素反応工程において、薬品の除去やｐＨ調整を省くことが出来る。
【００２１】
アルカリ性のｐＨ調整助剤は、溶液濃度として１〜５質量％用いることが必要であり、５質量％未満ではｐＨ調整効果が不十分であり、５質量％を越えても、効果が頭打ちとなるとともに、アルカリ性が強くなりすぎる。いずれにしても、浸漬前の処理液のｐＨは７．５以上のアルカリ性である必要があり、７．５に満たない場合には、糖収率の向上効果がすっくない。ｐＨの上限値も考慮した場合、浸漬前の処理液ｐＨは好ましくは７．５〜１３．６、より好ましくは８．０〜１２．５である。ｐＨが高いと糖収率は高くなるが、処理後のｐＨが高くなり、中和に要する薬剤を多く必要とするようになる。
【００２２】
ｐＨ調整助剤がアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物である場合は、ｐＨ調整助剤は亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩の質量に対して等量以下で、かつ、溶液濃度として２．５質量％以下で配合すべきであり、この量を超えると処理後のｐＨが高くなり、酵素処理前の中和処理が必要となる。
ｐＨ調整助剤が炭酸アルカリ塩、炭酸水素アルカリ塩のような弱酸の塩である場合、亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩の質量に対して、１／２以上、２倍以下の量で配合することが好ましい。この範囲であれば、処理後のｐＨがそれ程高くないため、中和せずに酵素処理工程に入ることが可能であり、また、系内のｐＨを安定に保つ効果が発揮できる。
【００２３】
本発明は、前処理工程の後に中和工程をなくすか、又は、極力中和のための薬剤を減らすことも目的としている。浸漬処理はｐＨが７．５以上のアルカリ性で行うことが好ましく、ｐＨは高い程、その後の糖化処理の収率は高い。しかし、糖化に使用する酵素は中性又は酸性領域で活性が高いものが多い。中和薬品をなるべく少なくするためにも、浸漬処理後のｐＨは１１．０以下である必要がある。
アルカリ性で糖化できる酵素はあるが、その場合でも、ｐＨ１０．０以下の条件であることが好ましい。従って、浸漬処理後のｐＨが１０．０以下であれば、中和工程を省略することができる。そのため、亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩とアルカリ性のｐＨ調整剤との混合物は、樹皮を浸漬処理した後にｐＨが中性に近いことが好ましく、特には、浸漬処理後のｐＨが１０．０以下となるような配合比率とすることが好ましい。
【００２４】
前記した各薬剤の質量割合は、その点も考慮したものであるが、薬剤の組み合わせによっては、前記質量割合の配合であっても、好ましいｐＨ領域にならないこともある。そのような場合は、事前実験により、配合割合を決定することが好ましい。目安としては、浸漬処理後のｐＨを７．５〜１１．０とするためには、処理前の状態で、ｐＨを８．０〜１３．５、好ましくは８．０〜１３とする。
【００２５】
樹皮の乾燥質量１に対する水溶液の質量比は５以下の範囲で選択できる。水溶液の量比が高いと、加熱に必要なエネルギーが増加するためコストがかかる。処理後に固形分を分取した残りの液分を廃液として処理する場合には、溶液の量比が高いほど処理費用が増加する。
浸漬処理の温度は５０℃から１３０℃の範囲で選択でき、加圧しても良い。樹皮を柔化する効果と水の蒸発を考慮すると、１００℃以下での実施が好ましい。加熱時間は、１００℃を超える条件下では、５分から６０分の範囲で、また、１００℃以下の場合には、１０分から１２０分の範囲で選択される。
【００２６】
亜硫酸塩溶液に浸漬して処理された樹皮は、そのまま解繊処理に供しても良いが、固液分離により、固形分と液分に分けて固形分のみを解繊処理に供しても良い。固液分離手段としては、フィルター等を用いた常圧下での濾過のほか、加圧濾過、吸引濾過や、遠心分離手段を用いることができる。
【００２７】
次に、解繊処理工程について説明する。
解繊処理に用いる機械は前記した前処理の程度によって異なり、リグニンが充分に溶解されている場合には、パルプを離解する離解機あるいは、パルプを叩解するリファイナーで解繊できる。また、前処理におけるリグニン溶解の程度が低い場合には、木材から機械パルプを製造する際に使用されるグラインダーやリファィナーを用いて摩砕して解繊する。グラインダーとしてはストーンロールにリグノセルロース材料を押し付けて摩砕するストーングラインダーが好ましく、例えばシリンダーにより押し付けるポケットグラインダー、チェーンにより押し付けるチェーングラインダーが使用できる。ストーンとしては、天然石、セメントストーン、セラミックストーンなどが使用できる。また、石臼式のグラインダーも使用できる。
【００２８】
リファイナーとしては、木材から機械パルプを製造する際に用いられる各種高濃度リファイナー機を使用することができる。リファイナーの型としては、固定板と回転する１枚のディスクにより摩砕するシングルディスクリファイナー、２枚の逆回転するディスクにより摩砕するダブルディスクリファイナー、固定板を挟んで両側の回転するディスクにより摩砕するツインディスクリファイナーが使用できる。また、回転板が平板ではなく円錐型であるコニカルディスクリファイナーも使用できる。グラインダーやリファィナーでは、摩砕効率を維持するために温水シャワーなどを使用して摩砕機内の目詰まりを防ぎながら摩砕処理が行われる。
【００２９】
次に、酵素糖化工程について説明する。酵素糖化工程では、セルロース分解酵素及び必要に応じてヘミセルロース分解酵素も加えて、前記解繊処理後の樹皮を酵素処理する。この際には、樹皮はほぼパルプ繊維の状態で中性又は弱アルカリ性の水性スラリーの状態である。スラリー中の樹皮濃度は１０〜６０質量％、好ましくは３０〜５０質量％程度に調整する。
糖化反応工程で使用するセルロース分解酵素は、セロビオヒドロラーゼ活性、エンドグルカナーゼ活性、ベータグルコシダーゼ活性を有する、所謂セルラーゼと総称される酵素である。
糖化醗酵反応工程で必要に応じて使用するもう一つの酵素であるヘミセルロース分解酵素は、キシラン分解酵素、マンナン分解酵素、ペクチン分解酵素、アラビナン分解酵素などの一連のヘミセルロース分解酵素のうちから選ばれる少なくとも一つの酵素である。
【００３０】
セルロース分解酵素とヘミセルロース分解酵素は、夫々を適宜の量で添加しても良いが、市販されているセルラーゼ製剤には、上記した各種のセルラーゼ活性を有すると同時に、ヘミセルラーゼ活性も有しているものが多く、市販のセルラーゼ製剤を用いれば良い。
市販のセルラーゼ製剤としては、トリコデルマ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ）属、アクレモニウム属（Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ）属、アスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）属、ファネロケエテ（Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｅｔｅ）属、トラメテス属（Ｔｒａｍｅｔｅｓ）、フーミコラ（Ｈｕｍｉｃｏｌａ）属、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属などに由来するセルラーゼ製剤がある。このようなセルラーゼ製剤の市販品としては、全て商品名で、例えば、セルロイシンＴ２（エイチピィアイ社製）、メイセラーゼ（明治製菓社製）、ノボザイム１８８（ノボザイム社製）、マルティフェクトＣＸ１０Ｌ（ジェネンコア社製）等が挙げられる。
【００３１】
樹皮固形分１００質量部に対するセルラーゼ製剤の使用量は、０．５〜１００質量部が好ましく、１〜５０質量部が特に好ましい。
【００３２】
反応条件は極力中性に近いことが好ましい。前記解繊処理後のｐＨが選択する酵素の至適ｐＨより高い場合には、酸により中和することが好ましい。
温度は２５〜５０℃が好ましく、３０〜４０℃がさらに好ましい。糖化醗酵反応は、連続式が好ましいが、バッチ方式でも良い。糖化発酵反応時間は、酵素濃度によっても異なるが、バッチ式の場合は１０〜２４０時間、さらに好ましくは１５〜１６０時間である。連続式の場合も、平均滞留時間が、１０〜１５０時間、さらに好ましくは１５〜１００時間である。
【実施例】
【００３３】
次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下に示す各実施例において、％は、特に断りがない限りは全ての質量によるものである。また、平均重合度の算出には、フェノール硫酸法によって全糖量を算出した。各定量方法については、「還元糖の定量法」（福井作蔵著  学会出版センター）を参考にした。
【００３４】
（実施例１）
ユーカリ・グロブラスの樹皮を約１ｃｍ角に切断し、以下の試験に用いた。
絶乾５ｇ相当の上記サンプルを５％亜硫酸ナトリウム、２．５％炭酸水素ナトリウム２０ｍｌとなる亜硫酸塩溶液に浸漬し、この混合物を１２０℃にて１時間加熱することにより浸漬処理を施した。浸漬処理前（試料を溶液に浸漬して５分後）に、液のｐＨを測定したところ、８．５４であった。
浸漬処理後、フッ素樹脂メッシュを用いてサンプルと亜硫酸塩溶液を分離した。なお、分離された液を２５℃に冷却した後にｐＨを測定したところ、９．２５であった。
浸漬処理済み樹皮を、ワーリングブレンダー〔大阪ケミカル（株）社製７０１２Ｓ型〕を用いて、解繊処理を１分間行った。解繊後、取りだした繊維に対し、１００ｍｌの１００ｍＭ酢酸バッファー（ｐＨ５．０）に３ｍｌの市販セルラーゼ（ジェネンコア社製  ＧＣ２２０）を添加した条件下で５０℃、１８時間の酵素糖化処理を行い、処理後の糖化液の糖量を測定し、以下の式によって、糖収率を算出した。
【００３５】
糖収率（％）＝〔糖化液中の糖量（％）／サンプル絶乾重量（％）〕×１００
【００３６】
本サンプルについて糖収率を算出したところ樹皮質量の４４．２％相当の糖を得ることが出来た。本サンプルを７０％硫酸、２０℃、１８時間処理により糖を抽出した場合、処理前樹皮の４６．５％に相当する糖を得ることが出来ることから、本発明を樹皮に行った場合、糖回収率としては、９５．０％と計算される。
【００３７】
（比較例１）
樹皮の替わりに木部を用いた他は実施例１と同様に浸漬処理、糖化を行った。
本サンプルについて糖収率を算出したところ処理前木部の１５．３％相当の糖を得ることが出来た。本サンプルを７０％硫酸、２０℃、１８時間処理により糖を抽出した場合、処理前木部の５５．０％に相当する糖を得ることが出来ることから、本発明を木部に行った場合、糖回収率としては２７．８％と計算される。
木部の場合にも、実施例１と同様に浸漬処理前後のｐＨを測定したが、処理前ｐＨは８．５４、処理後ｐＨは９．０１であり、大きな差はなかった。
実施例１と比較例１との比較から、本発明の浸漬処理の場合、木部に比較して樹皮の糖回収率が著しく高いことが解った。
【００３８】
（実施例２）
浸漬液として、２．５％亜硫酸ナトリウム、２．５％炭酸水素ナトリウム２０ｍｌとなる亜硫酸塩溶液とした他は実施例１と同様に浸漬処理、糖化を行ったものを実施例２−１とした。
また、浸漬液を表１に示すものに変更した他は実施例２−１と同様にしたものを、実施例２−２〜実施例２−４とし、糖収率も表１に記載した。
【００３９】
（比較例２、実施例３）
浸漬液として亜硫酸水素ナトリウムとｐＨ調整助剤を用いて、表１に記載する組成とした他は実施例１と同様にしたものを、実施例３−１〜実施例３−３、比較例２とし、糖収率も表１に記載した。
【００４０】
（参考例）
亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、ｐＨ調整助剤を夫々単独で浸漬液とした他は、実施例と同様にしたものを参考例として表２に記載した。各液の濃度並びに糖収率も表２に記載した。
なお、表１、表２において、Ａは亜硫酸ナトリウム、Ｂは亜硫酸水素ナトリウム、１は炭酸水素ナトリウム、２は炭酸ナトリウム、３は水酸化ナトリウムを用いた系を示す。
【００４１】
各実施例を見ると、ＮａＯＨをｐＨ調整助剤に用いると糖収率は上がるが、処理後のｐＨが高くなる傾向があり、処理後ｐＨと糖収率のバランスから、亜硫酸ナトリウムを用い、ｐＨ調整剤としては炭酸ナトリウム又は炭酸水素ナトリウムを用いることが最も好ましい。
【００４２】
【表１】
2010136686.tif 000002
【００４３】
【表２】
2010136686.tif 000003