(57)【要約】【課題】バイオマス資源を出発原料として、効率良くセルロース、ヘミセルロース、リグニンの成分を分離する方法と装置を提供すること。【解決手段】バイオマス資源を出発原料として担子菌、腐朽菌類により処理し、処理物を高圧熱水で処理する。さらに高圧熱水処理工程の処理物から固形残渣を分離する。木質成分が効率よく分離される。【選択図】図２
2010100631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマス資源を出発原料として担子菌、腐朽菌類による菌体処理工程と、
前記菌体処理工程の処理物を高圧熱水で処理する高圧熱水処理工程と、
前記高圧熱水処理工程の処理物から木質成分を固形残渣として分離する分離工程と、
を有することを特徴とする木質成分の分離方法。
【請求項２】
前記分離工程で得られた固形残渣に有機溶剤を作用させてリグニン成分を分離抽出することを特徴とする木質成分の分離方法。
【請求項３】
出発原料のバイオマス資源が、担子菌栽培に利用した後のコーンコブ廃培地であることを特徴とする請求項１又は２記載の木質成分の分離方法。
【請求項４】
出発原料のバイオマス資源が、担子菌栽培に利用した後の広葉樹・針葉樹木廃培地であることを特徴とする請求項１又は２記載の木質成分の分離方法。
【請求項５】
前記高圧熱水処理工程が、前記菌体処理工程の処理物を１６０〜２３０℃の温度で、０．５〜１０ＭＰａの圧力下に行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の木質成分の分離方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の木質成分の分離方法により得られたことを特徴とする木質成分。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の木質成分の分離方法により得られた木質成分を含有してなることを特徴とする工業材料。
【請求項８】
前記木質成分が化学修飾を受けていないリグニンであることを特徴とする請求項７記載の工業材料。
【請求項９】
担子菌、腐朽菌類を収容する菌体処理装置と、
前記菌体処理装置の処理物を高圧熱水で処理する高圧熱水処理装置と、
前記高圧熱水処理装置による処理物から固形残渣を分離する分離装置と、
を有することを特徴とする木質成分の分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業、発酵醸造、食品加工産業などから排出される資源の循環利用と、生成素材の医薬、食品、工業材料、エネルギー資源への利用に係り、特に、木質成分の分離方法、木質成分、工業材料及び木質成分の分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオマス資源であるセルロースやヘミセルロースを加水分解し、単糖類及び／又はオリゴ糖類に糖化することによって、バイオマス資源を食料やエネルギー資源として利用することが検討されている。
【０００３】
このようなバイオマス資源から単糖類及び／又はオリゴ糖類を製造する方法として、酸加水分解法と酵素加水分解法あるいは微生物分解法が知られている。また最近開発された方法として、超臨界状態や亜臨界状態の水をセルロースに作用させて加水分解処理して、単糖類を生産する方法が提案されている。
【０００４】
さらに、バイオマス資源の分解収率向上と実用化を狙った技術としては、セルロース粉末に２４０〜２８０℃の加圧熱水を接触させてセルロースを加水分解したのち、急冷することによりセロオリゴ糖類を生成し、さらにその加水分解生成物を酵素分解することにより高収率で単糖類を製造する方法（特許第３０４１３８０号）や、キシラン含有天然物サトウキビビスを出発原料に１１０〜１４０℃の熱水処理を行い水溶性不純物を除去した後、その不溶残渣に２００℃以下の熱水を作用させてキシロースおよびキシロオリゴ糖を製造する方法（特開２０００−２３６８９９号公報）も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０４１３８０号公報
【特許文献２】特開２０００−２３６８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した酸加水分解法で木質資源に酸触媒を作用させた場合は、酸触媒の影響がセルロース、ヘミセルロースだけではなく単糖類やリグニンにまでおよび、フルフラールなど発酵を阻害する副生成物が発生したり、リグニンが化学修飾を受けて自己重合をおこすため、生成物の産業利用がし難くなるという問題があった。
【０００７】
また、この方法は、酸触媒を用いるため、耐酸性プラントが必要となる上に、酸の回収などに工業コストがかかるというという問題があった。
【０００８】
一方、酵素による加水分解法では、発酵を阻害する副生成物の生成することなく穏やかな条件で加水分解を進めることができる利点を有する反面、セルロースのヘミセルロースやリグニンとの結合や、セルロース分子鎖間の水素結合を切断するのに時間を要し、糖化速度が極めて遅いという問題があった。
【０００９】
糖化速度を速めるために出発原料に対して爆砕処理や摩砕処理などの前処理を行うことも考えられるが、このような前処理と、酵素の大量生産や回収システムのために工業コストがかかるというという問題があった。
【００１０】
さらに、超臨界水、亜臨界水をセルロースに作用させて加水分解し単糖類を得る方法では、反応速度が速いという利点があるが、制御を誤るとフルフラールなどの副生成物が大量に発生して収率が低下するとともに生成物の産業用途が著しく制約されるという問題があった。また大型プラント化を指向した場合、水の超臨界領域（臨界点：３７４℃、２２．１ＭＰａ）の温度、圧力、酸化力に耐えうる特殊合金で内張りした耐食性の高耐圧反応器が必要となるという問題もあった。
【００１１】
特許第３０４１３８０号公報記載の方法は、この超臨界水処理の課題を解決するために考案されたものであり、セルロースに２４０〜２８０℃の加圧熱水を作用した後、至適条件で酵素を作用させることにより副生成物の発生を抑えながら９０％を越える高収率でセロオリゴ糖およびその加水分解した単糖であるグルコースを得ることができるが、この方法は工業的に精製された結晶性のセルロースを出発原料にしているため、植物細胞壁の中でセルロースがヘミセルロースを介在しリグニンに包埋される構造を持つ木質資源に応用する場合には、リグニンとヘミセルロースの存在を無視することができず、同様の収率を得ることが困難であるという問題があった。
【００１２】
一方、キシラン含有天然物サトウキビビスを出発原料に１１０〜１４０℃の熱水処理を行い水溶性不純物を除去した後、不溶残渣に２００℃以下の熱水を作用させてキシロースおよびキシロオリゴ糖を製造する特開２０００−２３６８９９号公報記載の方法は、後の精製脱色工程を容易にし純度の高いキシロ糖を精製する上で比較的効率の良い方法と言えるが、加水分解工程の加熱処理時間が、１５０〜１６０℃で６０〜９０分と長時間になり、同公報の実施例から推定される収率は、２１〜３５％程度となり、収率が低いという問題があった。
【００１３】
そこで本発明の目的は、バイオマス資源を出発原料として、効率良くセルロース、ヘミセルロース、リグニンの成分を分離することにより、農業、発酵醸造産業などから排出される資源を循環利用するとともに、医薬、食品、工業材料、エネルギー資源へ有効に利用できる木質成分の分離方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の木質成分の分離方法は、バイオマス資源を出発原料として担子菌、腐朽菌類による菌体処理工程と、菌体処理工程の処理物を高圧熱水で処理する高圧熱水処理工程と、高圧熱水処理工程の処理物から木質成分を固形残渣として分離する分離工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項２の木質成分の分離方法は、分離工程で得られた固形残渣に有機溶剤を作用させてリグニン成分を分離抽出することを特徴とする。
【００１６】
請求項３の木質成分の分離方法は、請求項１又は２記載の分離方法において、出発原料のバイオマス資源が、担子菌栽培に利用した後のコーンコブ廃培地であることを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の木質成分の分離方法は、請求項１又は２記載の製造方法において、出発原料のバイオマス資源が、担子菌栽培に利用した後の広葉樹・針葉樹木廃培地であることを特徴とする。
【００１８】
請求項５記載の木質成分の分離方法は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の木質成分の分離方法において、前記高圧熱水処理工程が、前記菌体処理工程の処理物を１６０〜２３０℃の温度で、０．５〜１０ＭＰａの圧力下に行われることを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の木質成分は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の木質成分の分離方法により得られたことを特徴とする。
【００２０】
請求項７記載の工業材料は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の木質成分の分離方法により得られた木質成分を含有してなることを特徴とする。
【００２１】
請求項８記載の工業材料は、請求項７において、前記木質成分がリグニンであることを特徴とする。
【００２２】
請求項９記載の木質成分の分離装置は、担子菌、腐朽菌類を収容する菌体処理装置と、前記菌体処理装置の処理物を高圧熱水で処理する高圧熱水処理装置と、前記高圧熱水処理装置による処理物から固形残渣を分離する分離装置とを有することを特徴とする。
【作用】
【００２３】
請求項１の木質成分の分離方法によれば、バイオマス資源を高圧熱水処理工程に導入する前に一次的な菌体分解作用を受けるため、バイオマス資源に対しセルロース、ヘミセルロースの非晶化、リグニンの離脱、セルロース、ヘミセルロースの一次的な加水分解が行われているため、高圧熱水の処理条件を穏やかにすることができる。
【００２４】
請求項２の木質成分の分離方法によれば、バイオマス資源を出発原料に担子菌類による処理工程と高圧熱水処理工程からなる請求項１記載の木質成分の分離工程において、処理工程後の固形残渣に有機溶剤を作用させリグニン成分を溶解することにより化学的な修飾を受けていないリグニンを抽出する作用効果が得られる。
【００２５】
請求項３の木質成分の分離方法によれば、請求項１、２の菌類による処理工程と同等の作用が得られ高圧熱水処理工程が軽減され廃材の有効利用が可能となる。
【００２６】
また、請求項４の木質成分の分離方法によれば、出発のバイオマス資源に担子菌栽培に利用後の広葉樹・針葉樹木廃培地を利用することにより、請求項１、２の菌類による処理工程と同等の作用が得られるとともに、請求項３と同様に高圧熱水処理工程が軽減され廃材の有効利用が可能となる。
【００２７】
請求項５の木質成分の分離方法によれば、請求項１および請求項２記載の高圧熱水処理工程に１６０〜２３０℃、０．５〜１０ＭＰａの穏やかな処理条件を与えることにより分解効率を落とすことなく生成物を回収できる作用効果が得られる。
【００２８】
請求項６の木質成分によれば、省エネルギー条件下でセルロース、ヘミセルロース、リグニン成分を高収率で分離されたものであるため、従来未利用であった廃培地を資源化するゼロエミッションの農業プラントのデザインができる作用効果が得られる。
【００２９】
請求項７の工業材料によれば、省エネルギー条件下でセルロース、ヘミセルロース、リグニン成分を高収率で分離でき、従来未利用であった廃培地を資源化するゼロエミッションの農業プラントのデザインができる作用効果が得られる。
【００３０】
請求項８の工業材料によれば、分離に水もしくは酵素の作用しか与えていないため従来のリグニンの分離法である硫酸分解とは異なりスルホン化や縮合のような化学修飾を受けていないリグニンを得ることができ、化学修飾を受けていない反応性の高いリグニンは接着剤など天然工業材料として幅広く利用することができる作用効果が得られる。
【００３１】
請求項９の木質成分の分離装置によれば、バイオマス資源を高圧熱水処理工程に導入する前に一次的な菌体分解作用を受けるため、バイオマス資源に対しセルロース、ヘミセルロースの非晶化、リグニンの離脱、セルロース、ヘミセルロースの一次的な加水分解が行われているため、高圧熱水の処理条件を穏やかにすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上本発明によれば、特殊プラントや強酸などの化学薬品を使用することなく、バイオマス資源を出発原料に穏やかなエネルギー条件下でセルロース、ヘミセルロース、リグニン成分の分離が可能になり、フルフラールなど発酵阻害副生成物や発生することなく、グルコース、キシロースなどの単糖類、セロオリゴ糖、キシロオリゴ糖、非化学修飾リグニンを効率良く分離生成することができる。これにより農業、発酵醸造産業などから排出される資源の循環利用と、得られる素材の医薬、食品、工業材料、エネルギー資源への利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の構成を表す図。
【図２】本発明の装置の構造図。
【図３】本発明で得られる分解生成物の組成を表す図。
【図４】本発明で得られるキシロオリゴ糖の構造式。
【図５】本発明で得られるセロオリゴ糖の構造式。
【図６】本発明で得られた高圧熱水反応残渣に対する酵素分解作用を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
［実施例］
（実施例の構成）
以下本発明の実施例の構成について図面を参照して説明する。
【００３５】
図１は本発明の実施例の工程フローを示したものである。
【００３６】
なお、実施例１，２では、バイオマス資源としてコーンコブを出発原料に、担子菌としてエノキタケを選択して菌体処理工程と高圧熱水処理工程を実施し、菌体処理工程と高圧熱水処理工程の後にさらに回分式の酵素処理工程を構成し水溶成分に酵素ドリセラーゼを作用させた。このとき、コーンコブに担子菌の菌体処理と高圧熱水処理工程、高圧熱水処理工程の後さらに酵素処理工程を行う構成に対して、バイオマス資源の菌体処理工程の代替にエノキタケ栽培に利用した後の廃培地を利用し、高圧熱水処理工程に直接導入した。高圧熱水処理工程は１６０〜２３０℃、０．１〜１０ＭＰａの温度圧力条件で行った。実施例２では、酵素処理工程に出発原料の担子菌栽培と同種のエノキタケから分離抽出した酵素成分を使用し、エノキダケ廃培地を高圧熱水で処理した後の固形残渣にセルラーゼ、キシラナーゼ活性を持つドリセラーゼ酵素画分を至適温度と至適ｐＨで作用させた。
【００３７】
次に実際の実施例について図面を参照して説明する。
【００３８】
（実施例１）
図２は本実施例の装置を表したものである。
【００３９】
出発原料としてエノキタケの栽培により菌体処理を受けたコーンコブ廃培地２（乾燥重量２００ｇ）を耐圧タンク６に投入し総容量２リットルになるよう純水を加え試料濃度が一定になるよう攪拌を加えた。次に導入用圧力ポンプ４と調整用圧力ポンプ５により純水１で試料をヒータ９通電により任意の温度とした反応器７及び８に２０．０ｃｃ／ｍｉｎの流量で試料を送った。反応器８を通過した試料は空冷式冷却器１０と水冷式冷却器１１によって４０℃以下に急冷し、中空糸フィルター１２によって固相と液相に分離した。液相成分は減圧弁１３と気液分離器１４を通した後、酵素反応槽１５に導入し酵素反応槽１５に試料が集まったところで、セルロース分解酵素と酢酸緩衝溶液１６を投入し、至適温度、至適ｐＨにて試料に酵素反応を行わせた。
【００４０】
出発原料は長野県農村工業研究所製のコーンコブミール培地でトウモロコシの芯を粉砕したものをベースに担子菌育成に必要な米ぬかやふすまなどの栄養源が与えられたもので、滅菌・植菌後約４０日の栽培期間を経てエノキタケの１次収穫に利用したものを用いた。このコーンコブ廃培地は各種分析により、図３に示す組成となった。すなわち、セルロース１９  ２３％、ヘミセルロース２０  ３６％、リグニン１８  １９％、その他の灰分、脂質、タンパク質など熱水可溶性成分２１  ２２％である。
【００４１】
図２の処理装置における反応器および制御装置は株式会社東芝製のものである。
【００４２】
水の超臨界状態を発生させることも可能な反応器８は、内径１０ｍｍのチタン合金で構成されている。本実施例では、温度１００〜２５０℃、圧力は０．１〜１０ＭＰａになるよう設定し、試料の反応器８における滞留通過時間は１０分になるよう流量を制御した。
【００４３】
酵素反応槽１５に使用した酵素は、担子菌Ｉｒｐｅｘ ｌａｃｔｅｕｓ由来の協和発酵社製酵素製剤ドリセラーゼで、０．０２Ｍ，ｐＨ＝５．０の酢酸ナトリウム緩衝溶液に溶解したものを除菌・脱塩・濃縮し、セルラーゼおよびキシラナーゼ活性を持つ分子量１００００以上の画分を使用し、酵素濃度０．１％ｗ／ｖ、ｐＨ＝５．０、３０℃の条件下で最大２４時間反応を行わせた。
【００４４】
またドリセラーゼに代えて、コーンコブ廃培地を緩衝溶液で処理し溶出したエノキタケ菌体由来の酵素を硫安沈殿法で分離した素酵素を同条件にて作用させた。
【００４５】
次に本実施例の処理装置におけるフィルター１２で分離回収された残渣１７に前述のドリセラーゼ画分を酵素濃度０．１％ｗ／ｖ、基質濃度５．０ｍｇ／ｍｌとなるようにｐＨ＝５．０、３０℃の条件下で最大６０時間の反応を行わせ、酵素反応可溶分と不溶分を分離した。また残渣１７を過剰のｎ−ヘキサンに溶解し溶解成分を分離した。
【００４６】
次に実施例によって得られた結果について説明する。
【００４７】
図２の処理装置の反応容器７，８を通過後冷却器１０，１１を経てフィルターで分離される成分を高速液体クロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィーで分析した。高圧熱水処理条件１８０〜２２０℃でのコーンコブ廃培地の可溶化率は６０％を越えた。可溶化した溶液は図４に示したヘミセルロース由来のキシロースとキシロオリゴ糖が主成分で、溶液組成の６０％を占めた。また、図５に示すセルロース由来のグルコースとセロオリゴ糖、そしてトレハロース、アラビノースが検出された。高圧熱水処理の温度条件については１６０℃を下回ると可溶化率の低下が見られた。また２３０℃以上の条件を与えると可溶化率は１〜５％程度向上するが生成物の中にフルフラールなどの副生成物が検出された。高圧熱水の圧力条件については、従来の方法とは異なり、１８０〜２２０℃において飽和蒸気圧を超えていればを可溶化率に大きな変化はなかった。図３に各種温度圧力条件に於ける可溶化画分の比率を表した。
【００４８】
また、高圧熱水処理の温度圧力条件は可溶化する糖の成分に影響を与え、高温高圧側に行くほどオリゴ糖の加水分解が進み単糖の生成が促進されることを確認された。薄層クロマトグラフィー分析によると１８０℃−１．５ＭＰａの処理条件では可溶化成分には少量のグルコース（Ｇ）、セロビオース（Ｇ２）の他に少量のトレハロース、アラビノース、キシロース（Ｘ１）、キシロビオース（Ｘ２）、キシロトライオース（Ｘ３）、キシロテトラオース（Ｘ４）、キシロペンタオース（Ｘ５）、キシロヘキサオース（Ｘ６）が検出され、その殆どがキシロヘプタオース（Ｘ７）以上の分子量を持つキシロオリゴ糖であった。１９０℃−１．８ＭＰａの条件では１８０℃の条件で得られるＸ７以上のキシロオリゴ糖が加水分解しＸ１〜Ｘ７の生成量が増加し広い分子量分布のオリゴ糖類が得られた。２００℃，２．１ＭＰａはＸ５以上のキシロオリゴ糖の生成量が減少しＸ１〜Ｘ４の生成量が増加した。さらに２１０℃，２．６ＭＰａの条件ではＸ５以上キシロオリゴ糖の生成量が更に減少し、２２０℃，３．２ＭＰａはＸ５以上キシロオリゴ糖の殆どが加水分解して、Ｘ１〜Ｘ４のキシロオリゴ糖となった。以上のことから、菌体処理がされたコーンコブ培地は、穏やかな高圧熱水処理条件で主にヘミセルロース成分が分離、加水分解されることが分かった。
【００４９】
以上のように得られた可溶化液に図２の処理装置の酵素反応槽１５で酵素ドリセラーゼ画分を酵素濃度０．１％ｗ／ｖ、ｐＨ＝５．０、３０℃の条件下で作用させた。可溶化成分のキシロオリゴ糖はドリセラーゼ中のキシラナーゼによって速やかに加水分解し、３時間の反応で単糖に分解した。収率は予めコーンコブ廃培地の分析値であるヘミセルロース３６％に一致し、理論収率は１００％となりコーンコブのヘミセルロース成分を完全に分離する作用が得られた。
【００５０】
一方、次に本実施例の処理装置におけるフィルター１２で分離回収された残渣１７に前述のドリセラーゼ酵素画分を酵素濃度０．１％ｗ／ｖ、基質濃度５．０ｍｇ／ｍｌとなるようにｐＨ＝５．０、３０℃の条件下で反応を与えた。
【００５１】
残渣１７はセルロースとリグニン由来の物質で構成され、セルロース成分はドリセラーゼ中のセルラーゼによって分解を受ける。図６はコーンコブ廃培地を高圧熱水処理条件１９０℃，１．８ＭＰａで処理した残渣に酵素を作用させた時の反応経過を示すもので、反応液中の還元糖量をＳｏｍｏｇｙｉ−Ｎｅｌｓｏｎ法により以下の式により酵素分解率２７を求めた。
【００５２】
酵素分解率（％）＝（生成還元糖量ｍｇ／ｍｌ／基質濃度ｍｇ／ｍｌ）×（１６２／１８０）×１００
反応時間１２〜２４時間で酵素分解率は残渣に対して４０％を越え、６０時間後の最終分解率は４６％であった。
【００５３】
比較のため高圧熱水処理を加えていないコーンコブ培地に直接酵素を作用させた場合の反応経過２８を図中に示した。図６によると高圧熱水処理によって酵素反応による分解率および分解速度は５倍以上になることが観察され、コーンコブに対して行ったエノキタケ菌体処理と高圧熱水処理の組合せが相乗作用を生み酵素処理工程の実効酵素活性が上昇した。微生物処理とした。以上のコーンコブ廃培地に対する高圧熱水および残渣の酵素処理によって得られた分解生成物の組成を図３に示した。
【００５４】
高圧熱水処理条件１９０℃，１．８ＭＰａにおいては高圧熱水可溶化画分２４は６１％、高圧熱水処理残渣１７の酵素分解糖化画分２３が１９％、最終残渣２２は２２％であった。最終残渣２２はコーンコブ廃培地組成に於けるリグニン量１９％とほぼ一致しており、構成物はリグニンであることが分かった。
【００５５】
残渣１７および最終残渣２２に過剰のｎ−ヘキサンを加え溶解したところリグニンの有機溶剤溶解成分が溶出し蒸留によってリグニンの溶剤可容化画分を得ることができた。
【００５６】
（実施例１の効果）
本実施例によって、出発原料コーンコブに担子菌による菌体処理を行うことにより、担子菌の産生する酵素により予め、コーンコブ植物細胞壁のリグニンバリアーの切断、結晶セルロースの非晶化、基質表面積増加が進むため、次の高圧熱水条件に穏やかな条件設定が可能になり、特殊プラントや強酸などの化学薬品を使用することなく、省エネルギー条件下でセルロース、ヘミセルロース、リグニン成分を高収率で分離することができる。高圧熱水処理条件が穏やかになったことから、単糖及びオリゴ糖を含む処理溶液にはフルフラールなど発酵阻害副生成物や酵素反応阻害物質の発生が抑制され、後の酵素処理や、得られた糖素材の食品、医薬品、アルコール製造などの発酵産業への利用が容易になる。コーンコブの担子菌による菌体処理は実際のキノコ栽培プロセスとして併用することが可能で、従来未利用であった廃培地を資源化するゼロエミッションの農業プラントのデザインができるようになった。
【００５７】
本実施例で得られたリグニンは、分離に水もしくは酵素の作用しか与えていないため従来のリグニンの分離法である硫酸分解とは異なりスルホン化や縮合のような化学修飾を受けていないことに特徴がある。化学修飾を受けていない反応性の高いリグニンは接着剤などのバインダーなど天然工業材料として幅広く利用することができる。
【００５８】
（実施例２）
実施例１では酵素ドリセラーゼを使用したが、これに限定するものではなく他のセルラーゼ、キシラナーゼ活性の酵素を利用しても同様の作用効果が得られる。また、図２の処理装置の酵素反応槽１５はバッチ式の酵素反応槽であるが、酵素を固定化し連続式で流しても同様の作用効果が得られる。酵素の選択によって生成糖類の分子量分布をより精密に制御することが可能で、新たに基質を加え酵素の転移反応を利用すると様々なオリゴ糖類を生合成することが可能である。
【００５９】
また実施例では乾燥重量の濃度換算で１０重量％濃度のコーンコブ廃培地を反応器に導入したが、この濃度は導入装置と反応器の性能が許せばより高い濃度を選択することも可能である。
【００６０】
エノキタケから抽出したセルラーゼ、キシラナーゼ酵素画分を抽出し、図２の処理装置の酵素反応槽１５で作用させた。このような栽培用担子菌由来の酵素を利用する場合は、市販の酵素製剤より酵素活性が弱いケースが多いが、その担子菌が成長するため必要な糖組成を生合成するのに適している。酵素処理液は農業用の担子菌栽培促進剤や水耕栽培用培地として再利用が可能となる。
【００６１】
次にブナシメジ栽培に使用した広葉樹、針葉樹混合の廃培地の系でも同様の構成で実施した。この場合についても先の実施例と同様の作用効果を得ることができた。広葉樹、針葉樹培地の場合はコーンコブ培地とは構成成分が異なるため、本発明の装置の高圧熱水処理によってセルロース由来のグルコースおよびセロオリゴ糖と、ヘミセルロース由来のグルコース、キシロース、マンノース、ガラクトース、アラビノースとこれらのオリゴマーなどが生成し、（１→４）−β−以外に（１→３）−β−グルカンも検出された。このように担子菌栽培などで排出される農業廃材の他に醸造産業や食品産業で排出されるバイオマス資源の処理や間伐材と腐朽菌を組み合わせた廃材処理などについても広く応用が可能である。また、菌体処理をほどこしたバイオマスは菌体由来のタンパク質などを多量に含むため、装置導入の前処理として１００℃以下の水洗処理や蒸気脱脂などの工程を加えると後の精製工程を容易にすることが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
４，５…圧力ポンプ、６…耐圧タンク、７，８…反応器、９…ヒータ、１０…空冷器、１１…水冷器、１２…フィルター、１３…減圧弁、１４…気液分離器、１５…酵素反応槽、１６…気液分離器。
【図１】
2010100631.tif 000003
【図２】
2010100631.tif 000004
【図３】
2010100631.tif 000005
【図４】
2010100631.tif 000006
【図５】
2010100631.tif 000007
【図６】
2010100631.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月25日(2010.1.25)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマス資源を出発原料として担子菌、腐朽菌類による菌体処理工程と、
前記菌体処理工程の処理物を高圧熱水で処理する高圧熱水処理工程と、
前記高圧熱水処理工程の処理物から木質成分を固形残渣として分離する分離工程と、
を有することを特徴とする木質成分の分離方法。
【請求項２】
前記分離工程で得られた固形残渣に有機溶剤を作用させてリグニン成分を分離抽出することを特徴とする木質成分の分離方法。
【請求項３】
出発原料のバイオマス資源が、担子菌栽培に利用した後のコーンコブ廃培地であることを特徴とする請求項１又は２記載の木質成分の分離方法。
【請求項４】
出発原料のバイオマス資源が、担子菌栽培に利用した後の広葉樹・針葉樹木廃培地であることを特徴とする請求項１又は２記載の木質成分の分離方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の木質成分の分離方法により得られたことを特徴とする木質成分。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の木質成分の分離方法により得られた木質成分を含有してなることを特徴とする工業材料。
【請求項７】
前記木質成分が化学修飾を受けていないリグニンであることを特徴とする請求項６記載の工業材料。
【請求項８】
担子菌、腐朽菌類を収容する菌体処理装置と、
前記菌体処理装置の処理物を高圧熱水で処理する高圧熱水処理装置と、
前記高圧熱水処理装置による処理物から固形残渣を分離する分離装置と、
を有することを特徴とする木質成分の分離装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】