(57)【要約】【課題】加水分解触媒活性が効果的に向上した処理材及びその製造方法並びに処理方法を提供する。【解決手段】本発明に係る処理材は、加水分解触媒活性を有する、セルロース単結晶繊維の凝集体を含む。本発明に係る処理材の製造方法は、水溶液中において、分散されたセルロース単結晶繊維から、前記セルロース単結晶繊維の凝集体を形成することを含む。本発明に係る処理方法は、加水分解触媒活性を有する、セルロース単結晶繊維の凝集体と、加水分解され得る有機化合物とを接触させることにより、前記有機化合物を分解することを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加水分解触媒活性を示す、セルロース単結晶繊維の凝集体を含む
ことを特徴とする処理材。
【請求項２】
前記凝集体の加水分解触媒活性は、分散された前記セルロース単結晶繊維のそれより高い
ことを特徴とする請求項１に記載の処理材。
【請求項３】
０．５％（ｗ／ｖ）の前記凝集体を含む水溶液中で前記凝集体と１００μＭの４−ニトロフェニル酢酸とを３０℃で２時間接触させた場合に生成される４−ニトロフェノラートの量を示す前記水溶液の４００ｎｍにおける吸光度は、前記凝集体に代えて、０．５％（ｗ／ｖ）の分散された前記セルロース単結晶繊維を使用した場合の前記吸光度より大きい
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の処理材。
【請求項４】
前記凝集体を使用した場合の前記吸光度は、前記分散されたセルロース単結晶繊維を使用した場合の前記吸光度の２倍以上である
ことを特徴とする請求項３に記載の処理材。
【請求項５】
０．５％（ｗ／ｖ）の前記凝集体を含む水溶液を２０倍に希釈して希釈水溶液を調製し、前記希釈水溶液を平均孔径が１．２μｍのフィルターでろ過し、得られたろ液を２０倍に濃縮して濃縮ろ液を調製し、前記濃縮ろ液に１００μＭの４−ニトロフェニル酢酸を添加して３０℃で２時間保持した場合に生成される４−ニトロフェノラートの量を示す前記濃縮ろ液の４００ｎｍにおける吸光度は、前記濃縮ろ液に代えて、前記ろ過前の０．５％（ｗ／ｖ）の前記凝集体を含む前記水溶液を使用した場合の前記吸光度の１０％以下である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の処理材。
【請求項６】
水溶液中において、分散されたセルロース単結晶繊維から、前記セルロース単結晶繊維の凝集体を形成することを含む
ことを特徴とする処理材の製造方法。
【請求項７】
前記セルロース単結晶繊維が分散された前記水溶液中において、対流を形成することにより、前記凝集体を形成する
ことを特徴とする請求項６に記載の処理材の製造方法。
【請求項８】
前記水溶液は、前記セルロース単結晶繊維の凝集を促進する添加剤を含む
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の処理材の製造方法。
【請求項９】
前記添加剤は、水溶性高分子である
ことを特徴とする請求項８に記載の処理材の製造方法。
【請求項１０】
前記水溶液は、分散された前記セルロース単結晶繊維を０．００１％（ｗ／ｖ）以上の濃度で含む
ことを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の処理材の製造方法。
【請求項１１】
加水分解触媒活性を有する、セルロース単結晶繊維の凝集体と、加水分解され得る有機化合物とを接触させることにより、前記有機化合物を分解することを含む
ことを特徴とする処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理材及びその製造方法並びに処理方法に関し、特に、加水分解触媒活性を示すセルロース単結晶繊維を使用した処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１には、加水分解触媒活性を示すセルロース単結晶繊維を有する処理材を使用することで、有機化合物を分解し、及び／又はウイルス、微生物、タンパク質及びペプチド等の処理対象を不活化することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０２９４３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術に関し、本発明の発明者らは、セルロース単結晶繊維の加水分解触媒活性をさらに向上させることが望ましいと考え、鋭意検討を行った。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであって、加水分解触媒活性が効果的に向上した処理材及びその製造方法並びに処理方法を提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る処理材は、加水分解触媒活性を示す、セルロース単結晶繊維の凝集体を含むことを特徴とする。本発明によれば、加水分解触媒活性が効果的に向上した処理材を提供することができる。
【０００７】
また、前記凝集体の加水分解触媒活性は、分散された前記セルロース単結晶繊維のそれより高いこととしてもよい。また、０．５％（ｗ／ｖ）の前記凝集体を含む水溶液中で前記凝集体と１００μＭの４−ニトロフェニル酢酸とを３０℃で２時間接触させた場合に生成される４−ニトロフェノラートの量を示す前記水溶液の４００ｎｍにおける吸光度は、前記凝集体に代えて、０．５％（ｗ／ｖ）の分散された前記セルロース単結晶繊維を使用した場合の前記吸光度より大きいこととしてもよい。この場合、前記凝集体を使用した場合の前記吸光度は、前記分散されたセルロース単結晶繊維を使用した場合の前記吸光度の２倍以上であることとしてもよい。
【０００８】
また、０．５％（ｗ／ｖ）の前記凝集体を含む水溶液を２０倍に希釈して希釈水溶液を調製し、前記希釈水溶液を平均孔径が１．２μｍのフィルターでろ過し、得られたろ液を２０倍に濃縮して濃縮ろ液を調製し、前記濃縮ろ液に１００μＭの４−ニトロフェニル酢酸を添加して３０℃で２時間保持した場合に生成される４−ニトロフェノラートの量を示す前記濃縮ろ液の４００ｎｍにおける吸光度は、前記濃縮ろ液に代えて、前記ろ過前の０．５％（ｗ／ｖ）の前記凝集体を含む前記水溶液を使用した場合の前記吸光度の１０％以下であることとしてもよい。
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る処理材の製造方法は、水溶液中において、分散されたセルロース単結晶繊維から、前記セルロース単結晶繊維の凝集体を形成することを含むことを特徴とする。本発明によれば、加水分解触媒活性が効果的に向上した処理材の製造方法を提供することができる。
【００１０】
また、前記方法においては、前記セルロース単結晶繊維が分散された前記水溶液中において、対流を形成することにより、前記凝集体を形成することとしてもよい。また、前記水溶液は、前記セルロース単結晶繊維の凝集を促進する添加剤を含むこととしてもよい。この場合、前記添加剤は、水溶性高分子であることとしてもよい。また、前記水溶液は、分散された前記セルロース単結晶繊維を０．００１％（ｗ／ｖ）以上の濃度で含むこととしてもよい。
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る処理方法は、加水分解触媒活性を有する、セルロース単結晶繊維の凝集体と、加水分解され得る有機化合物とを接触させることにより、前記有機化合物を分解することを含むことを特徴とする。本発明によれば、加水分解触媒活性が効果的に向上した処理材を使用した処理方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、加水分解触媒活性が効果的に向上した処理材及びその製造方法並びに処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る実施例１において、加水分解触媒活性を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る実施例１において撮影された、分散されたセルロース単結晶繊維を含む水溶液の写真の一例を示す説明図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に係る実施例１において撮影された、セルロース単結晶繊維の凝集体を含む水溶液の写真の一例を示す説明図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る実施例１において、分散されたセルロース単結晶繊維を含む水溶液を静置した場合の写真の一例を示す説明図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係る実施例１において、セルロース単結晶繊維の凝集体を含む水溶液を静置した場合の写真の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る実施例２において、加水分解触媒活性を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係る実施例３において、ＣＦ１１に由来する凝集体及び分散繊維を使用して加水分解触媒活性を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係る実施例３において、Ａｖｉｃｅｌに由来する凝集体及び分散繊維を使用して加水分解触媒活性を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る実施例４において、加水分解触媒活性を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る実施例５において、加水分解触媒活性を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る実施例６において、加水分解触媒活性を評価した結果の一例を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る実施例７において、加水分解触媒活性を評価した結果の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明は、本実施形態に限られるものではない。
【００１５】
まず、本実施形態に係る処理材（以下、「本処理材」という。）について説明する。本処理材は、加水分解触媒活性を示す、セルロース単結晶繊維の凝集体（以下、単に「凝集体」という。）を含む。この凝集体は、凝集したセルロース単結晶繊維から構成され、加水分解触媒活性を示す。したがって、例えば、本処理材に含まれる凝集体と、加水分解され得る有機化合物とを接触させることにより、当該有機化合物を分解することができる。
【００１６】
ここで、凝集体の形成に使用されるセルロース単結晶繊維について説明する。上述のとおり、国際公開第２０１２／０２９４３３号には、水溶液中に分散されたセルロース単結晶繊維が、有機化合物の加水分解を触媒する活性を示し、ウイルス、微生物、タンパク質、ペプチド等を不活化することが記載されている。
【００１７】
凝集体を形成していない分散されたセルロース単結晶繊維が上述のような活性を示す機構は未だ十分に解明されていないが、例えば、当該セルロース結晶繊維においては、当該活性を示す結晶面が露出していることが考えられる。この結晶面は、セルロース単結晶繊維の製造工程において、個々の単結晶繊維を分散させる処理を行うことにより露出される。
【００１８】
なお、従来、例えば、ある程度の結晶性を有するセルロース繊維を含むパルプから濾紙を製造することがあったが、その製造工程においては、セルロース繊維を十分にほぐす処理は行われていなかった。このため、従来の濾紙を構成するセルロース繊維は、本発明で使用されるセルロース単結晶繊維が有するような活性を示す結晶面が露出したものではなかった。
【００１９】
また、従来、酢酸セルロース等のセルロース材料から製造された中空糸等のろ過膜が水処理等の目的で使用されてきた。しかしながら、このような従来のセルロース材料は、天然由来のセルロースに化学修飾処理を施すことにより、その加工性を向上させたものであり、その結晶性は顕著に低減され、もはや実質的に単結晶繊維を含まない材料であった。
【００２０】
すなわち、一般に、セルロース材料を使用して繊維やフィルム等の成形体を製造する場合には、セルロース単結晶繊維に化学修飾処理を施し、当該化学修飾処理が施されたセルロース単結晶繊維を当該セルロース材料として使用する。
【００２１】
これに対し、本発明に係る凝集体の形成に使用されるセルロース単結晶繊維は、化学修飾処理が施されていないセルロース単結晶繊維である。すなわち、このセルロース単結晶繊維は、例えば、セルロース分子が有する水酸基に対する化学修飾処理が施されていないものである。
【００２２】
水酸基に対する化学修飾処理は、例えば、セルロース分子が有する水酸基を置換する化学修飾処理及び当該水酸基を酸化する化学修飾処理である。水酸基を置換する化学修飾処理は、例えば、エステル化（例えば、酢酸セルロース等の有機酸エステルを生成するエステル化、及び硫酸セルロース、硝酸セルロース等の無機酸エステルを生成するエステル化）及びエーテル化（例えば、アルキルセルロース及び／又はヒドロキシアルキルセルロースを生成するエーテル化）である。水酸基を酸化する化学修飾処理は、例えば、ＴＥＭＰＯ（２、２、６、６-ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｐｉｐｅｒｉｄｉｎｅ-１-ｏｘｙｌ  ｒａｄｉｃａｌ）酸化である。
【００２３】
凝集体の形成に使用されるセルロース単結晶繊維の種類は、当該凝集体を形成するものであれば、特に限られない。すなわち、セルロース単結晶繊維は、例えば、セルロースＩ型の単結晶繊維、セルロースＩＩ型の単結晶繊維、セルロースＩＩＩ型の単結晶繊維及びセルロースＩＶ型の単結晶繊維からなる群より選択される１種以上である。
【００２４】
セルロースＩ型は、例えば、セルロースＩα型又はセルロースＩβ型である。セルロースＩＩＩ型は、例えば、セルロースＩＩＩＩ型又はセルロースＩＩＩＩＩ型である。セルロースＩＶ型は、例えば、セルロースＩＶＩ型又はセルロースＩＶＩＩ型である。
【００２５】
セルロースは、例えば、セルロースＩ型又は当該セルロースＩ型に由来する結晶型のセルロースであってもよい。この場合、セルロースは、セルロースＩα型、セルロースＩβ型、セルロースＩＩＩＩ型及びセルロースＩＶＩ型からなる群より選択される１種以上であり、好ましくはセルロースＩα型、セルロースＩβ型及びセルロースＩＩＩＩ型からなる群より選択される１種以上である。
【００２６】
また、セルロース単結晶繊維は、例えば、天然由来のセルロースの単結晶繊維（すなわち、天然原料から得られたセルロースの単結晶繊維）であることとしてもよい。この場合、天然由来のセルロースは、例えば、天然由来のセルロースＩα型、セルロースＩβ型、セルロースＩＩＩＩ型及びセルロースＩＶＩ型からなる群より選択される１種以上であり、好ましくは天然由来のセルロースＩα型、セルロースＩβ型及びセルロースＩＩＩＩ型からなる群より選択される１種以上である。
【００２７】
セルロース単結晶繊維の結晶化度は、単結晶繊維が構成される範囲であれば特に限られず、例えば、６０％以上であり、好ましくは８０％以上である。セルロース単結晶繊維の径は、特に限られず、例えば、３〜１００ｎｍであり、好ましくは１０〜３０ｎｍである。セルロース単結晶繊維の長さは、特に限られず、例えば、１〜１００μｍであり、好ましくは１０〜３０μｍである。
【００２８】
そして、本発明において特徴的なことの一つは、上述したようなセルロース単結晶繊維が凝集することにより形成される凝集体を利用する点である。ここで、本発明の発明者らは、水溶液中に分散されたセルロース単結晶繊維が示す加水分解触媒活性をさらに向上させる技術的手段について鋭意検討を重ねた結果、意外にも、当該セルロース単結晶繊維の凝集体を形成することにより、当該加水分解触媒活性が顕著に向上することを独自に見出した。
【００２９】
すなわち、セルロース単結晶繊維から構成される凝集体の加水分解触媒活性は、分散された当該セルロース単結晶繊維のそれより高い。より具体的に、所定量の分散されたセルロース単結晶繊維から凝集体を形成した場合、当該所定量のセルロース単結晶繊維から構成される凝集体は、当該凝集体を形成する前の当該所定量の分散されたセルロース単結晶繊維より高い加水分解触媒活性を示す。
【００３０】
なお、凝集体と、分散されたセルロース単結晶繊維との加水分解触媒活性の比較は、例えば、当該凝集体の形成前に測定された、当該凝集体の形成に使用された分散されたセルロース単結晶繊維の加水分解触媒活性と、当該分散されたセルロース単結晶繊維から形成した当該凝集体の加水分解触媒活性とを比較することにより行うこととしてもよい。
【００３１】
また、凝集体と、分散されたセルロース単結晶繊維との加水分解触媒活性の比較は、例えば、当該凝集体の加水分解触媒活性と、当該凝集体を構成するセルロース単結晶繊維の凝集を解除して再分散させることにより得られた、分散されたセルロース単結晶繊維の加水分解触媒活性とを比較することにより行うこととしてもよい。
【００３２】
加水分解触媒活性を評価する方法は、特に限られないが、例えば、加水分解され得る有機化合物をモデル化合物として使用し、凝集体又は分散されたセルロース単結晶繊維と当該有機化合物とを接触させて、当該有機化合物を加水分解することにより生成される化合物を定量する方法が使用される。
【００３３】
具体的に、例えば、モデル化合物として４−ニトロフェニル酢酸を使用し、水溶液中における当該４−ニトロフェニル酢酸の加水分解により生成される４−ニトロフェノラートを当該水溶液の吸光度により定量する方法が使用される。
【００３４】
そこで、例えば、０．５％（ｗ／ｖ）の凝集体を含む水溶液中で当該凝集体と１００μＭの４−ニトロフェニル酢酸とを３０℃で２時間接触させた場合に生成される４−ニトロフェノラートの量を示す当該水溶液の４００ｎｍにおける吸光度は、当該凝集体に代えて、０．５％（ｗ／ｖ）の分散された当該セルロース単結晶繊維を使用した場合の当該吸光度より大きいこととしてもよい。
【００３５】
すなわち、この場合、凝集体と４−ニトロフェニル酢酸との接触により生成される４−ニトロフェノラートの量は、分散されたセルロース単結晶繊維と４−ニトロフェニル酢酸との接触により生成される４−ニトロフェノラートの量より多い。
【００３６】
なお、この生成された４−ニトロフェノラートの量を示す水溶液の４００ｎｍにおける吸光度は、凝集体又は分散されたセルロース単結晶繊維を含む水溶液の４００ｎｍにおける吸光度（参照波長６００ｎｍ）の実測値から、当該水溶液に代えて、当該凝集体及び分散されたセルロース単結晶繊維を含まないこと以外は同一組成の対照水溶液を使用して同様に測定された４００ｎｍにおける吸光度の実測値を減じた値として算出される。
【００３７】
また、上述の凝集体を使用した場合の吸光度は、分散されたセルロース単結晶繊維を使用した場合の吸光度の２倍以上であることとしてもよく、２．５倍以上であることとしてもよい。すなわち、この場合、０．５％（ｗ／ｖ）の凝集体を含む水溶液中で当該凝集体と１００μＭの４−ニトロフェニル酢酸とを３０℃で２時間接触させた場合に生成される４−ニトロフェノラートの量を示す当該水溶液の４００ｎｍにおける吸光度は、当該凝集体に代えて、０．５％（ｗ／ｖ）の分散された当該セルロース単結晶繊維を使用した場合の当該吸光度の２倍以上又は２．５倍以上である。
【００３８】
また、０．５％（ｗ／ｖ）の凝集体を含む１０ｍＭ  ＨＥＰＥＳ水溶液（ｐＨ７．４）中で当該凝集体と１００μＭの４−ニトロフェニル酢酸とを３０℃で２時間接触させた場合に生成される４−ニトロフェノラートの量を示す当該水溶液の４００ｎｍにおける吸光度は、当該凝集体の形成に使用される分散されたセルロース単結晶繊維の加水分解触媒活性等の条件により変わり得るが、例えば、０．１７以上であることとしてもよく、０．２０以上であることとしてもよく、０．３０以上であることとしてもよい。
【００３９】
すなわち、この場合、１０ｍＭ  ＨＥＰＥＳ水溶液（ｐＨ７．４）中における０．５％（ｗ／ｖ）の凝集体と１００μＭの４−ニトロフェニル酢酸との接触により、当該水溶液の４００ｎｍにおける吸光度が０．１７以上、０．２０以上又は０．３０以上となる量の４−ニトロフェノラートが生成される。
【００４０】
一方、０．５％（ｗ／ｖ）の分散されたセルロース単結晶繊維を含む１０ｍＭ  ＨＥＰＥＳ水溶液（ｐＨ７．４）中で当該セルロース単結晶繊維と１００μＭの４−ニトロフェニル酢酸とを３０℃で２時間接触させた場合に生成される４−ニトロフェノラートの量を示す当該水溶液の４００ｎｍにおける吸光度は、例えば、０．０１〜０．１６であることとしてもよい。
【００４１】
また、凝集体を含む水溶液を所定時間静置した場合には、当該水溶液中において、当該凝集体の沈殿が形成される。すなわち、凝集体は、例えば、０．５％（ｗ／ｖ）の当該凝集体を含む水溶液０．５ｍＬを、内径５ｍｍの円筒チューブ内で２０〜３０℃の温度にて１２時間静置することにより、見かけの体積が０．３５ｍＬ以下の沈殿を形成することとしてもよい。
【００４２】
また、凝集体のサイズは一定ではないと考えられるが、例えば、当該凝集体を含む水溶液を所定の孔径のフィルターでろ過すると、当該孔を通過できないサイズの凝集体が除去され、その結果、当該フィルターを通過したろ液の加水分解触媒活性は、当該ろ過前の水溶液のそれに比べて低下する。
【００４３】
そこで、例えば、０．５％（ｗ／ｖ）の凝集体を含む水溶液を２０倍に希釈して希釈水溶液を調製し、当該希釈水溶液を平均孔径が１．２μｍのフィルターでろ過し、得られたろ液を２０倍に濃縮して濃縮ろ液を調製し、当該濃縮ろ液に１００μＭの４−ニトロフェニル酢酸を添加して３０℃で２時間保持した場合に生成される４−ニトロフェノラートの量を示す当該濃縮ろ液の４００ｎｍにおける吸光度は、当該濃縮ろ液に代えて、当該ろ過前の０．５％（ｗ／ｖ）の当該凝集体を含む当該水溶液を使用した場合の当該吸光度の１０％以下であることとしてもよく、８％以下であることとしてもよい。
【００４４】
この場合、さらに、上述のとおり、０．５％（ｗ／ｖ）の凝集体を含む水溶液中で当該凝集体と１００μＭの４−ニトロフェニル酢酸とを３０℃で２時間接触させた場合に生成される４−ニトロフェノラートの量を示す当該水溶液の４００ｎｍにおける吸光度は、当該凝集体に代えて、０．５％（ｗ／ｖ）の分散された当該セルロース単結晶繊維を使用した場合の当該吸光度の２倍以上又は２．５倍以上であることとしてもよい。
【００４５】
なお、例えば、０．５％（ｗ／ｖ）の分散されたセルロース単結晶繊維を含む水溶液を２０倍に希釈して希釈水溶液を調製し、当該希釈水溶液を平均孔径が１．２μｍのフィルターでろ過し、得られたろ液を２０倍に濃縮して濃縮ろ液を調製し、当該濃縮ろ液に１００μＭの４−ニトロフェニル酢酸を添加して３０℃で２時間保持した場合に生成される４−ニトロフェノラートの量を示す当該濃縮ろ液の４００ｎｍにおける吸光度は、当該濃縮ろ液に代えて、当該ろ過前の０．５％（ｗ／ｖ）の当該分散されたセルロース単結晶繊維を含む当該水溶液を使用した場合の当該吸光度の１０％超であることとしてもよく、１２％以上であることとしてもよい。
【００４６】
上述したような凝集体を含む本処理材は、加水分解され得る有機化合物を含む処理対象を処理するために使用される。すなわち、後述するように、本処理材に含まれる凝集体と、処理対象に含まれる有機化合物とを接触させることにより、当該有機化合物を効果的に分解することができる。
【００４７】
本処理材は、処理対象に含まれる有機化合物と接触するように凝集体を含むものであれば、特に限られない。すなわち、本処理材は、例えば、凝集体が固定された表面を有する成形体であることとしてもよい。
【００４８】
この成形体は、例えば、ろ過材であることとしてもよい。ろ過材は、例えば、フィルター又は粒状体であることとしてもよい。フィルターは、有機化合物を含む処理対象が通過する多数の孔が形成された成形体である。具体的に、フィルターは、例えば、膜状のフィルター、マスク又は中空糸であることとしてもよい。また、ろ過材は、例えば、その隙間を、有機化合物を含む処理対象が通過するように集合した多数の粒状体であることとしてもよい。
【００４９】
なお、ろ過材を通過する処理対象は、例えば、加水分解され得る有機化合物を含む流動性の媒体（より具体的に、例えば、水を含む液体溶媒、又は水蒸気を含む気体）であることとしてもよい。
【００５０】
また、本処理材は、例えば、凝集体を含む水溶液であることとしてもよい。この場合、本処理材に含まれる凝集体の濃度は、特に限られないが、例えば、０．００１〜５％（ｗ／ｖ）であることとしてもよく、０．０１〜５％（ｗ／ｖ）であることとしてもよい。また、本処理材は、例えば、凝集体であることとしてもよい。すなわち、この場合、凝集体そのものを本処理材として使用する。
【００５１】
次に、本実施形態に係る処理材の製造方法（以下、「本製造方法」という。）について説明する。本製造方法は、上述した本処理材を製造する方法であって、水溶液中において、分散されたセルロース単結晶繊維から、当該セルロース単結晶繊維の凝集体を形成することを含む。
【００５２】
すなわち、本製造方法においては、まず、セルロース単結晶繊維が分散された水溶液を準備し、次いで、当該水溶液中において、当該セルロース単結晶繊維を凝集させて、上述したような高い加水分解触媒活性を示す凝集体を形成する。凝集体を形成するための操作は、セルロース単結晶繊維の凝集を促進して、上述したような高い加水分解触媒活性を示す凝集体を形成する操作であれば特に限られない。
【００５３】
すなわち、本製造方法においては、例えば、セルロース単結晶繊維が分散された水溶液中において、対流を形成することにより、凝集体を形成することとしてもよい。対流を形成させる操作は、セルロース単結晶繊維の凝集を促進して、上述したような高い加水分解触媒活性を示す凝集体を形成する操作であれば特に限られない。
【００５４】
すなわち、例えば、セルロース単結晶繊維が分散された水溶液を収容した容器を揺らす、又は当該容器内で当該水溶液を撹拌することにより、当該水溶液中に強制対流を形成することとしてもよい。対流の形成により、水溶液中において、セルロース単結晶繊維の互いの接触が促進され、凝集体の形成が促進される。
【００５５】
また、本製造方法において、セルロース単結晶繊維が分散された水溶液は、例えば、当該セルロース単結晶繊維の凝集を促進する添加剤を含むこととしてもよい。この場合、例えば、セルロース単結晶繊維が分散され且つ当該セルロース単結晶繊維の凝集を促進する添加剤を含む水溶液中において、対流を形成させることにより、凝集体を形成することとしてもよい。
【００５６】
添加剤は、水溶液中においてセルロース単結晶繊維の凝集を促進して、上述したような高い加水分解触媒活性を示す凝集体を形成するものであれば特に限られないが、例えば、水溶性高分子であることとしてもよい。
【００５７】
水溶性高分子の添加によってセルロース単結晶繊維の凝集が促進される機構は未だ十分に解明されていないが、例えば、脱水和及び／又は排除体積効果によって、当該セルロース単結晶繊維の凝集が促進されると考えられる。
【００５８】
具体的に、水溶性高分子は、例えば、非イオン性合成高分子（例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン及びこれらの共重合体、ポリエチレングリコール、ポリメチルビニルエーテル及びポリイソプロピルアクリルアミドからなる群より選択される１種以上）、アニオン性合成高分子（例えば、ポリアクリル酸ソーダ及びその共重合体、ポリスチレンスルホン酸ソーダ、ポリイソプレンスルホン酸ソーダ共重合体、ナフタレンスルホン酸縮合物塩及びポリエチレンイミンザンテート塩からなる群より選択される１種以上）、カチオン性合成高分子（例えば、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート四級塩及びその共重合物、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド及びその共重合物、ポリアミン及びその共重合物、ポリビニルイミダゾリン、ジシアンジアミド系縮合物、エピクロルヒドリン・ジメチルアミン縮合物及びポリエチルイミンからなる群より選択される１種以上）、両性合成高分子（ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート四級塩・アクリル酸共重合物及びポリアクリルアミドのホフマン分解物からなる群より選択される１種以上）及び天然物由来水溶性高分子（例えば、デンプン及びその誘導体、セルロース及びその誘導体、グアーガム、キサンタンガム、アルギン酸、アラビアガム、カラギーナン、コンドロイチン硫酸ソーダ、ヒアルロン酸ソーダ、キトサン及びゼラチンからなる群より選択される１種以上）からなる群より選択される１種以上であることとしてもよい。
【００５９】
本製造方法において、凝集体を形成する前の水溶液中に分散されているセルロース単結晶繊維の濃度は、上述したような高い加水分解触媒活性を示す凝集体が形成される範囲であれば特に限られないが、例えば、０．００１％（ｗ／ｖ）以上であることとしてもよく、０．０１％（ｗ／ｖ）以上であることとしてもよい。
【００６０】
なお、凝集体を形成する前の水溶液中に分散されているセルロース単結晶繊維の濃度の上限値は、当該凝集体が形成される範囲であれば特に限られないが、当該濃度は、例えば、５％（ｗ／ｖ）以下であることとしてもよい。すなわち、水溶液中に分散されたセルロース単結晶繊維の濃度は、例えば、０．００１％（ｗ／ｖ）以上、５％（ｗ／ｖ）以下であることとしてもよく、０．０１％（ｗ／ｖ）以上、５％（ｗ／ｖ）以下であることとしてもよい。
【００６１】
ここで、水溶液中に分散されているセルロース単結晶繊維の濃度を増加させることにより、当該セルロース単結晶繊維の凝集を促進することができ、及び／又は形成される凝集体の加水分解触媒活性を向上させることができる。そこで、本製造方法において、凝集体の形成に使用する、セルロース単結晶繊維が分散された水溶液は、例えば、当該セルロース単結晶繊維を０．０１％（ｗ／ｖ）以上の濃度で含むこととしてもよく、０．１％（ｗ／ｖ）以上の濃度で含むこととしてもよく、０．５％（ｗ／ｖ）以上の濃度で含むこととしてもよく、０．５％（ｗ／ｖ）超の濃度で含むこととしてもよい。
【００６２】
また、これらの場合、例えば、セルロース単結晶繊維が０．０１％（ｗ／ｖ）以上、０．１％（ｗ／ｖ）以上、０．５％（ｗ／ｖ）以上又は０．５％（ｗ／ｖ）超の濃度で分散された水溶液中において、対流を形成することにより、凝集体を形成することとしてもよい。
【００６３】
水溶液中に分散されているセルロース単結晶繊維の濃度を増加させることによって、当該セルロース単結晶繊維の凝集が促進され、及び／又は形成される凝集体の加水分解触媒活性が向上する機構は未だ十分に解明されていないが、例えば、当該セルロース単結晶繊維同士の接触する確率が増加することによって上述したような効果が得られると考えられる。
【００６４】
本製造方法において、凝集体を形成する温度は、上述したような高い加水分解触媒活性を示す凝集体が形成される範囲であれば特に限られないが、例えば、０℃以上、６０℃以下であることとしてもよく、１０℃以上、４０℃未満であることが好ましい。凝集体を形成する温度を上述した範囲内とすることにより、高い加水分解触媒活性を示す凝集体を確実に形成することができる。
【００６５】
本製造方法においては、最終的に、上述したような本処理材を製造する。すなわち、本製造方法において、凝集体が固定された表面を有する成形体である本処理材を製造する場合、例えば、当該凝集体と、当該成形体を形成する材料とを使用して、本処理材を製造する。
【００６６】
成形体を形成する材料は、所定の形状（例えば、膜状、糸状（中空糸状を含む）、粒状）の当該成形体の形成を可能にするものであれば特に限られないが、例えば、パルプ、再生セルロース、セルロース誘導体、ビニルポリマー等の高分子材料が好ましく使用される。
【００６７】
より具体的に、例えば、まず、凝集体と上記材料とを含む混合材料を調製し、次いで、当該混合材料を所定の形状に成形することにより、本処理材を製造することとしてもよい。この場合、混合材料に含まれていた凝集体の少なくとも一部は、本処理材を構成する成形体の表面に露出して固定される。
【００６８】
また、例えば、まず、上記材料を所定の形状に成形し、次いで、得られた成形体の表面に凝集体を固定することにより、本処理材を製造することとしてもよい。また、本製造方法において、凝集体を含む水溶液である本処理材を製造する場合、例えば、当該凝集体と水を含む溶媒とを混合することにより、当該本処理材を製造する。また、本製造方法において、凝集体からなる本処理材を製造する場合、上述のようにして形成された凝集体を本処理材として得る。この場合、本製造方法は、凝集体の製造方法であるともいえる。
【００６９】
次に、本実施形態に係る処理方法（以下、「本処理方法」という。）について説明する。本処理方法は、加水分解触媒活性を有する、セルロース単結晶繊維の凝集体と、加水分解され得る有機化合物とを接触させることにより、当該有機化合物を分解することを含む方法である。
【００７０】
すなわち、本処理方法は、加水分解され得る有機化合物を含む処理対象を処理する方法であって、当該有機化合物を凝集体と接触させることにより、当該有機化合物を分解することを含む。
【００７１】
本処理方法において、分解の対象となる有機化合物は、加水分解され得る有機化合物であれば特に限られない。すなわち、有機化合物は、例えば、エステル化合物、アミド化合物及びウレタン化合物からなる群より選択される１種以上である。
【００７２】
エステル化合物は、エステル結合を有する有機化合物であれば特に限られない。すなわち、エステル化合物は、例えば、カルボン酸エステル化合物（カルボン酸とアルコールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）、リン酸エステル化合物（リン酸とアルコールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）、チオエステル化合物（カルボン酸とチオールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）、ホウ酸エステル化合物（ホウ酸とアルコールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）、硫酸エステル化合物（硫酸とアルコールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）、硝酸エステル化合物（硝酸とアルコールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）、炭酸エステル化合物（炭酸とアルコールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）及びスルホン酸エステル化合物（スルホン酸とアルコールとが脱水縮合した化学構造を有する化合物）からなる群より選択される１種以上である。
【００７３】
カルボン酸エステル化合物は、例えば、ギ酸エステル化合物、酢酸エステル化合物、プロピオン酸エステル化合物、酪酸エステル化合物、吉草酸エステル化合物、カプロン酸エステル化合物、エナント酸エステル化合物、カプリル酸エステル化合物、ペラルゴン酸エステル化合物、カプリン酸エステル化合物、ラウリン酸エステル化合物、ミリスチン酸エステル化合物、パルミチン酸エステル化合物、マルガリン酸エステル化合物、ステアリン酸エステル化合物、オレイン酸エステル化合物、リノール酸エステル化合物、リノレン酸エステル化合物、アラキドン酸エステル化合物、ドコサヘキサエン酸エステル化合物及びエイコサペンタエン酸エステル化合物からなる群より選択される１種以上である。
【００７４】
リン酸エステル化合物は、例えば、リン酸モノエステル化合物、リン酸ジエステル化合物及びリン酸トリエステル化合物からなる群より選択される１種又は２種以上である。より具体的に、リン酸エステル化合物は、例えば、リン酸化ペプチド、リン酸化タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ及びリン脂質からなる群より選択される１種以上である。
【００７５】
アミド化合物は、アミド結合を有する有機化合物であれば特に限られない。アミド結合は、例えば、ペプチド結合であってもよい。すなわち、アミド化合物は、例えば、ペプチド、タンパク質、脂質及び糖質からなる群より選択される１種以上である。
【００７６】
ウレタン化合物は、ウレタン結合を有する有機化合物であれば特に限られない。ウレタン化合物は、例えば、カルバミン酸、カルバミン酸エチル、Ｎ-メチルカルバミン酸−２−（１−メチルプロピル）フェニル及びポリウレタンからなる群より選択される１種以上である。
【００７７】
また、本処理方法においては、ペプチド、タンパク質又は核酸（例えば、ＲＮＡ又はＤＮＡ）を、凝集体と接触させることにより分解することとしてもよい。なお、上述の国際公開第２０１２／０２９４３３号においては、水溶液中において、タンパク質（酵素）と、分散されたセルロース単結晶繊維とを接触させることにより、当該タンパク質が不活化されることが確認されている。
【００７８】
ペプチドは、例えば、他の物質に作用し得る活性を有するペプチドである。すなわち、ペプチドは、例えば、テイテイウストキシン、メリチン、アパミン、MCD-ペプチド、シアノトキシン、アマニチン、コノトキシン、オクラトキシンＡ、α-ブンガロトキシン、エラブトキシン及びコブロトキシンからなる群より選択される１種以上である。また、ペプチドは、例えば、生体（例えば、人体）に取り込まれた場合に、その健康を損ない又は生命を脅かす可能性のあるペプチド（例えば、毒素ペプチド）である。
【００７９】
タンパク質は、例えば、他の物質に作用し得る活性を有するタンパク質である。すなわち、タンパク質は、例えば、酵素、毒素及び抗原からなる群より選択される１種以上である。また、タンパク質は、例えば、生体（例えば、人体）に取り込まれた場合に、その健康を損ない又は生命を脅かす可能性のあるタンパク質（例えば、ベロ毒素、コレラトシキン、ボツリヌス毒素、破傷風毒素、ジフテリア毒素、ブドウ球菌エンテロトキシン、ウェルシュ菌α毒素、ブドウ球菌α毒素、志賀赤痢菌毒素、腸炎ビブリオ毒素、百日咳毒素、デンドロトキシン及びホスホリパーゼＡ２からなる群より選択される１種以上）である。
【００８０】
また、凝集体との接触により分解される有機化合物は、水溶液中に単体で存在するものに限られない。すなわち、有機化合物は、例えば、ウイルス又は微生物の表面に存在するものであってもよい。
【００８１】
この場合、本処理方法においては、ウイルス又は微生物の表面に存在する加水分解され得る有機化合物と、凝集体とを接触させることにより、当該有機化合物を分解し、その結果、当該ウイルス又は微生物を不活化することとしてもよい。なお、上述の国際公開第２０１２／０２９４３３号においては、水溶液中において、ウイルス及び微生物と、分散されたセルロース単結晶繊維とを接触させることにより、当該ウイルス及び微生物が不活化されることが確認されている。
【００８２】
不活化されるべきウイルスは、例えば、ＤＮＡウイルス及び／又はＲＮＡウイルスである。また、ウイルスは、例えば、動物細胞、植物細胞及び／又は微生物に感染し得るウイルスである。また、ウイルスは、例えば、生体（例えば、人体）に取り込まれた場合に、その健康を損ない又は生命を脅かす可能性のあるウイルス（例えば、感染により病原性を示し得るウイルス）である。
【００８３】
不活化されるべき微生物は、例えば、細菌（例えば、大腸菌、ブドウ球菌、緑膿菌、土壌菌及び連鎖球菌からなる群より選択される１種以上）、藻類、菌類（例えば、カビ、酵母及びキノコからなる群より選択される１種以上）及び原生動物からなる群より選択される１種以上である。また、微生物は、例えば、生体（例えば、人体）に取り込まれた場合に、その健康を損ない又は生命を脅かす可能性のある微生物（例えば、動物細胞、植物細胞及び／又は他の微生物に対して病原性を示し得る微生物（病原性微生物））である。
【００８４】
加水分解され得る有機化合物を含む処理対象は、例えば、当該有機化合物を含む液体又は気体である。すなわち、液体である処理対象は、例えば、有機化合物を含む水溶液であることとしてもよい。具体的に、処理対象は、例えば、上水（例えば、水道水）、井戸水、雨水、河川水、海水、湖水、池水、下水、又は廃水であることとしてもよい。
【００８５】
また、液体である処理対象は、例えば、本処理方法以外の方法で予め精製され、且つ有機化合物を含む水溶液であってもよい。この場合、処理対象は、例えば、予め所定の方法で精製された水溶液（例えば、いわゆる精製水）であって、当該精製にもかかわらず分解されるべき有機化合物（不活化されるべきウイルス又は微生物の表面に存在する有機化合物であってもよい）が残存している水溶液であることとしてもよい。
【００８６】
また、気体である処理対象は、分解されるべき有機化合物（不活化されるべきウイルス又は微生物の表面に存在する有機化合物であってもよい）を含む気体（例えば、空気）である。
【００８７】
本処理方法においては、例えば、凝集体が固定された表面を有する成形体である本処理材を使用する場合には、当該本処理材の表面に固定された凝集体と、処理対象（例えば、液体又は気体）に含まれる有機化合物とを接触させることにより、当該有機化合物を分解する。
【００８８】
より具体的に、本処理材がろ過材である場合には、分解されるべき有機化合物を含む液体又は気体を当該ろ過材でろ過することにより、当該本処理材に含まれる凝集体と当該有機化合物とを接触させて、当該有機化合物を分解する。
【００８９】
また、本処理材が凝集体を含む水溶液である場合には、分解されるべき有機化合物を含む液体又は気体と、当該水溶液とを混合することにより、当該本処理材に含まれる凝集体と当該有機化合物とを接触させて、当該有機化合物を分解する。
【００９０】
また、本処理方法は、例えば、分解されるべき有機化合物を含む液体又は気体と凝集体とを接触させることにより、当該有機化合物を分解し、当該有機化合物の含有量が低減された当該液体又は気体を回収することをさらに含むこととしてもよい。具体的に、例えば、ろ過材である本処理材を使用する場合には、有機化合物を含む液体又は気体を当該ろ過材でろ過し、当該ろ過材を通過した当該液体又は気体を回収する。
【００９１】
このように、本処理方法及び／又は本処理材によれば、凝集体の加水分解触媒活性を利用して、処理対象を効果的に処理することができる。すなわち、例えば、液体又は気体に含まれる有機化合物が、生体（例えば、人体）に取り込まれた場合に、その健康を損ない又は生命を脅かす可能性のあるもの（例えば、毒素（毒素ペプチド等）、生体への蓄積性のある有機化合物、病原性のウイルス又は微生物の表面に存在し感染や病原性の発現に関与する有機化合物）である場合には、本処理方法及び／又は本処理材によって、当該有機化合物を分解することにより、毒性、蓄積性、感染性、病原性が顕著に低減され又は消失した液体又は気体を効率よく製造することができる。したがって、本処理方法及び／本処理材によれば、例えば、安全で無害な飲用水、医療用水又は空気を効率よく製造することができる。
【００９２】
次に、本実施形態に係る具体的な実施例について説明する。
【実施例１】
【００９３】
［セルロース単結晶繊維の製造］
上述した国際公開第２０１２／０２９４３３号に記載の方法と同様の方法で、水溶液中に分散されたセルロース単結晶繊維を製造した。すなわち、公知の技術文献（Vanderhart, D. L.; Atalla, R. H. Macromolecules 1984, 17, 1465-1472.及びAraki, J.; Wada, M.; Kuga, S.; Okano, T. Colloids Surf. A 1998, 142, 75-82.）に従い、３種類のセルロース原料、すなわち、ＣＦ１１（Ｗｈａｔｍａｎ  ＬＴＤ製）、Ａｖｉｃｅｌ（登録商標）（ＦＭＣ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）及びマボヤ（Ｈａｌｏｃｙｎｔｈｉａ）のそれぞれから、セルロース単結晶繊維を調製した。
【００９４】
具体的に、市販のＣＦ１１（Ｗｈａｔｍａｎ  ＬＴＤ製）及びＡｖｉｃｅｌ（登録商標）（ＦＭＣ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）からセルロース単結晶繊維を調製する際には、まず、セルロース原料からなる試料の適当量（１５０ｍＬのＨＣｌ水溶液に対して約１５ｇ）を４ＭのＨＣｌ水溶液に懸濁した。次いで、得られた溶液を８０℃で８時間攪拌（５００ｒｐｍ）して加水分解した後、当該溶液と同量の蒸留水を加えて反応を停止した。反応後の溶液を３５００ｒｐｍ（遠心機：Ｈ-９Ｒ、ローター：ＲＦ-１２０、樹脂ケース：ＰＦ-１２０、株式会社コクサン製）で５分間遠心し、上清を除去した。沈殿物に蒸留水を加え、再分散させた。この操作を上清が完全に中和されるまで３〜５回繰り返した。
【００９５】
沈殿物に蒸留水を加えて２０００ｒｐｍ（遠心機：Ｈ-９Ｒ、ローター：ＲＦ-１２０、樹脂ケース：ＰＦ-１２０、株式会社コクサン製）で５分間遠心した。上清が白濁し固体が浮遊していることを確認し、当該上清を回収した。この上清を、硫酸で洗浄したガラスフィルターを用いて吸引ろ過し、濾液を回収した。こうして、ＣＦ１１又はＡｖｉｃｅｌに由来するセルロース単結晶繊維が分散された水溶液を得た。この水溶液は４℃で保存した。
【００９６】
一方、マボヤからセルロース単結晶繊維を調製する際には、まず、セルロース原料からなる試料を１ＭのＮａＯＨ水溶液に室温で一晩以上漬け置きした後、水道水で十分に洗浄した。次いで、洗浄後の試料を、０．１Ｍの酢酸緩衝液でｐＨを４．５に調整した０．３％ＮａＣｌＯ２溶液に８０℃で２時間漬け置きした後、水道水で十分に洗浄した。以上の操作を試料の色が白くなるまで２回又は３回繰り返した。
【００９７】
さらに、ホモジナイザー（Ｐｈｙｓｃｏｔｒｏｎ、Ｍｉｃｒｏｔｅｃｈ社製）を用い、試料を十分に細かい断片になるまで粉砕した後、１００００ｒｐｍ（遠心機：ｈｉｍａｃ  ＣＲ２１Ｆ、ローター：Ｒ１０Ａ３、日立工機株式会社製）で５分間遠心し、沈殿物を回収した。
【００９８】
回収された沈殿物を、適当量（例えば、ホモジナイズ後の回収量が１００ｇの場合、３００ｍＬ）の４ＭのＨＣｌに懸濁した。次いで、得られた溶液を８０℃で８時間攪拌（５００ｒｐｍ）して加水分解した後、当該溶液と同量の蒸留水を加えて反応を停止した。反応後の溶液を１００００ｒｐｍ（遠心機：ｈｉｍａｃ  ＣＲ２１Ｆ、ローター：Ｒ１０Ａ３、日立工機株式会社製）で５分間遠心し、上清を除去した。沈殿物に蒸留水を加え、再分散させた。この操作を上清が完全に中和されるまで３〜５回繰り返した。
【００９９】
沈殿物に蒸留水を加えて２０００ｒｐｍ（遠心機：Ｈ-９Ｒ、ローター：ＲＦ-１２０、樹脂ケース：ＰＦ-１２０、株式会社コクサン製）で５分間遠心した。上清が白濁し固体が浮遊していることを確認し、当該上清を回収した。この上清を、硫酸で洗浄したガラスフィルターを用いて吸引ろ過し、濾液を回収した。こうして、マボヤに由来するセルロース単結晶繊維が分散された水溶液を得た。この水溶液は４℃で保存した。
【０１００】
なお、水溶液中のセルロース単結晶繊維の濃度は、１ｍＬの当該水溶液を５ｍＬのサンプル管に採取し、１０５℃で２４時間乾燥させ、乾燥後の固形分の重量を測定することにより決定した。
【０１０１】
［凝集体の製造］
次に、上述のようにして調製されたセルロース単結晶繊維から凝集体を形成した。すなわち、まず、セルロース単結晶繊維が分散された所定量の水溶液を２本の１．７ｍＬチューブに採取し、１５０００ｒｐｍ（遠心機：ＭＸ−３０１又はＭＸ−３０５、ローター：ＡＲ０１５−２４、株式会社トミー精工製）で１０分遠心して、当該セルロース単結晶繊維を沈殿させた。上清を除き、１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）でセルロース単結晶繊維を再分散させ、０．５％（ｗ／ｖ）の当該セルロース単結晶繊維が分散された白濁した水溶液２．４ｍＬを調製した。
【０１０２】
次いで、このセルロース単結晶繊維が分散された水溶液中に対流を形成しながら、凝集体を形成した。すなわち、上述のように調製したセルロース単結晶繊維の水溶液２．４ｍＬを、直径９０ｍｍポリスチレン製のシャーレ（滅菌０５５オートシャーレ、広陵化学工業株式会社製）に加え、アングルシェカー（Ｗａｖｅ−ＰＲ、タイテック株式会社製）上で２０ｒｐｍ（ｒｏｕｎｄ／ｍｉｎ）及び振とう角度２°の条件で、３０℃にて３日間振とうした。
【０１０３】
そして、１０００μＬチップ（ＳＫ１０００、ＳＥＩＫＯ）を装着させたマイクロピペット（ピペットマン（商標）、Ｇｉｌｓｏｎ  Ｉｎｃ.製）を用い、当該チップ先端の口径（約１ｍｍ）より大きな凝集塊がなくなるまでピペッティングしながら、凝集体を回収した。さらに、振とう前後の重量変化に基づき、振とうしている間に蒸発した水に相当する量の超純水を加えた。こうして、０．５％（ｗ／ｖ）の凝集体を含む水溶液を得た。
【０１０４】
［加水分解触媒活性の評価］
凝集体分散されたセルロース単結晶繊維（分散繊維）の加水分解触媒活性を評価した。すなわち、まず、基質である４−ニトロフェニル酢酸をジメチルスルホキシドに溶解し、１０ｍＭの基質溶液を調製した。
【０１０５】
次いで、凝集体／基質溶液を調製した。すなわち、上述のようにして調製した凝集体の水溶液（１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４））３００μＬと３μＬの基質溶液とを１．７ｍＬチューブ内で混合し、０．５％（ｗ／ｖ）の凝集体と１００μＭの基質とを含む１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）からなる凝集体／基質溶液を３００μＬ調製した。
【０１０６】
さらに、凝集体／基質溶液のインキュベーションを行った。すなわち、凝集体／基質溶液をチューブ内が均一になるようローテーターで回転させながら３０℃で２時間インキュベートした。
【０１０７】
そして、凝集体／基質溶液から、基質の加水分解物である４−ニトロフェノラートを含む上清を回収した。すなわち、インキュベート後、遠心機を用いて凝集体／基質溶液を３０℃にて１５０００ｒｐｍ（遠心機：ＭＸ−３０１又はＭＸ−３０５、ローター：ＡＲ０１５-２４、株式会社トミー精工製）で１分間遠心した。凝集体／基質溶液の上清（以下、「上清サンプル」という）を２００μＬ採取し、新たな１．７ｍＬチューブに移した。一方、インキュベーション後の凝集体／基質溶液を遠心して得られたセルロースを含有する沈殿物を回収した。
【０１０８】
次に、採取された上清サンプルに１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）を４００μＬ加えて希釈し、紫外可視分光光度計（光路長１ｃｍ）を用いて４００ｎｍの吸光度を測定した（参照波長６００ｎｍ）。各サンプルにつき測定は独立に３回行った。
【０１０９】
また、比較のために、上述の振とう操作を行っていない０．５％（ｗ／ｖ）の分散繊維と１００μＭの基質とを含む１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）からなる分散繊維／基質溶液、及び凝集体及び当該分散されたセルロース単結晶繊維のいずれも含まず１００μＭの基質を含む１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）からなる対照溶液も同様に調製した。そして、これらの水溶液についても、上述した凝集体／基質溶液の場合と同様に４００ｎｍの吸光度を測定した。
【０１１０】
なお、凝集体／基質溶液及び分散繊維／基質溶液において生成された４−ニトロフェノラートの量を示す吸光度は、当該凝集体／基質溶液及び分散繊維／基質溶液の上清サンプルの吸光度の実測値から対照溶液の上清サンプルの実測値をそれぞれ減じることにより算出した。
【０１１１】
［結果］
図１には、加水分解触媒活性を評価した結果を示す。図１において、横軸はセルロース原料の種類を示し、縦軸は４００ｎｍにおける吸光度（３つのサンプルの算術平均値及び標準偏差値）を示す。また、図１において、黒塗り棒グラフは、凝集体の結果を示し、白抜き棒グラフは、分散繊維の結果を示す。
【０１１２】
図１に示すように、凝集体の加水分解触媒活性は、分散繊維のそれより顕著に高かった。すなわち、セルロース単結晶繊維の加水分解触媒活性は、凝集体の形成により顕著に向上した。
【０１１３】
具体的に、ＣＦ１１に由来する凝集体の吸光度（０．４２）は、当該ＣＦ１１に由来する分散繊維のそれ（０．０５９）の７．１倍であった。また、Ａｖｉｃｅｌに由来する凝集体の吸光度（０．２２）は、当該Ａｖｉｃｅｌに由来する分散繊維のそれ（０．０２９）の７．６倍であった。また、マボヤに由来する凝集体の吸光度（０．３５）は、当該マボヤに由来する分散繊維のそれ（０．１２）の２．９倍であった。
【０１１４】
図２Ａには、シャーレ内における分散繊維を含む水溶液の写真を示す。図２Ｂには、シャーレ内における凝集体を含む水溶液の写真を示す。
【０１１５】
図２Ａに示すように、分散繊維を含む水溶液は、当該分散繊維が均一に分散され、白濁していた。一方、図２Ｂに示すように、凝集体を含む水溶液において、当該凝集体は沈殿を形成していた。
【０１１６】
図３Ａには、０．５％（ｗ／ｖ）の分散繊維を含む水溶液０．５ｍＬを内径５ｍｍの円筒チューブ内で室温（２０〜３０℃）にて１時間、４時間又は１２時間静置した場合の写真を示す。図３Ｂには、０．５％（ｗ／ｖ）の凝集体を含む水溶液０．５ｍＬを内径５ｍｍの円筒チューブ内で室温（２０〜３０℃）にて１時間、４時間又は１２時間静置した場合の写真を示す。なお、図３Ａ及び図３Ｂに示す「０時間」の写真は、静置を開始した時点の写真である。
【０１１７】
図３Ａに示すように、分散繊維を含む水溶液においては、１２時間静置した時点の白濁部分の上面の位置（黒三角印）は、液面の位置（白三角印）とほとんど変わらなかった。一方、図３Ｂに示すように、凝集体を含む水溶液においては、１２時間静置した時点の白濁部分（沈降した凝集体）の上面の位置（黒三角印）は、液面の位置（白三角印）から顕著に低下した。具体的に、凝集体を含む水溶液０．５ｍＬを１２時間静置することにより、当該凝集体は、見かけの体積が０．３５ｍＬの沈殿を形成した。
【実施例２】
【０１１８】
［セルロース単結晶繊維及びその凝集体の製造］
上述の実施例１と同様にして、ＣＦ１１から分散繊維を調製した。そして、上述の実施例１と同様にして、分散繊維を含む水溶液を３０℃で所定時間振とうすることにより、凝集体を形成した。
【０１１９】
［加水分解触媒活性の評価］
上述の実施例１と同様にして、凝集体の加水分解触媒活性を評価した。図４には、加水分解触媒活性を評価した結果を示す。図４において、横軸は凝集体を形成するための振とう処理を行った時間（０時間、１２時間、２４時間、４８時間、６０時間、７２時間、１４日及び２８日）を示し、縦軸は４００ｎｍにおける吸光度（３つのサンプルの算術平均値及び標準偏差値）を示す。なお、処理時間が０時間における吸光度は、分散繊維の加水分解触媒活性を示す。
【０１２０】
図４に示すように、凝集体の加水分解触媒活性は、分散繊維のそれより顕著に高かった。すなわち、セルロース単結晶繊維の加水分解触媒活性は、凝集体の形成により顕著に向上した。
【０１２１】
具体的に、例えば、分散繊維の吸光度（０．０１８）に対し、１２時間の振とう処理により得られた凝集体の吸光度（０．０５８）は３．２倍であり、７２時間の振とう処理により得られた凝集体の吸光度（０．３９）は２１．７倍であり、１４日間の振とう処理により得られた凝集体の吸光度（０．８４）は４６．７倍であった。
【実施例３】
【０１２２】
［セルロース単結晶繊維及びその凝集体の製造］
上述の実施例１と同様にして、ＣＦ１１及びＡｖｉｃｅｌから分散繊維を調製した。そして、上述の実施例１と同様にして、分散繊維を含む水溶液を３０℃で３日間振とうすることにより、凝集体を形成した。
【０１２３】
［フィルターによるろ過］
まず、０．５％（ｗ／ｖ）の凝集体又は分散繊維を含む水溶液を、１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４）で希釈して、０．０２５％（ｗ／ｖ）の凝集体又は分散繊維を含む水溶液（１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４））を調製した。
【０１２４】
次に、この希釈された水溶液を、平均孔径１．２μｍのフィルター（メンブレンフィルター  アイソポア、ミリポア社製）でろ過し、当該フィルターを通過したろ液を回収した。
【０１２５】
なお、このフィルターは、ポリカーボネート製であり、厚さは７〜２２μｍであり、孔径が正確に制御され、その分布も比較的均一であり、セルロース材料製のフィルターに比べてセルロース単結晶繊維の吸着が少ないという特徴を有するものであった。
【０１２６】
［加水分解触媒活性の評価］
上述のようにして回収されたろ液を１．７ｍＬチューブに注ぎ、４℃にて１５０００ｒｐｍ（遠心機：ＭＸ-３０１又はＭＸ−３０５、ローター：ＡＲ０１５−２４、株式会社トミー精工製）、５分遠心し、上清を除去した。この操作を繰り返すことにより、ろ液を２０倍に濃縮した。
【０１２７】
そして、凝集体又は分散繊維の水溶液３００μＬに代えて、上述のようにして濃縮されたろ液３００μＬを使用した以外は、上述の実施例１と同様にして、当該ろ液の加水分解触媒活性を評価した。
【０１２８】
また、ろ過前の上記０．５％（ｗ／ｖ）の凝集体又は分散繊維を含む水溶液（１０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液（ｐＨ７．４））についても、上述の実施例１と同様にして、加水分解触媒活性を評価した。
【０１２９】
［結果］
図５Ａには、ＣＦ１１に由来する凝集体及び分散繊維を使用して加水分解触媒活性を評価した結果を示す。図５Ｂには、Ａｖｉｃｅｌに由来する凝集体及び分散繊維を使用して加水分解触媒活性を評価した結果を示す。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、縦軸は４００ｎｍにおける吸光度（３つのサンプルの算術平均値及び標準偏差値）を示し、黒塗り棒グラフは、ろ過前の結果を示し、白抜き棒グラフは、ろ過後の結果を示す。
【０１３０】
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、凝集体を含む水溶液を平均孔径１．２μｍのフィルターでろ過して得られたろ液の加水分解触媒活性は、ろ過前の当該凝集体を含む水溶液のそれに比べて、顕著に低下した。
【０１３１】
また、ろ過による加水分解触媒活性の低下は、分散繊維に比べて、凝集体の方が顕著であった。具体的に、図５Ａに示すように、ＣＦ１１に由来する分散繊維を使用した場合、ろ過後の吸光度（０．００８３）は、ろ過前のそれ（０．０５８）の１４．３％であったのに対し、ＣＦ１１に由来する凝集体を使用した場合、ろ過後の吸光度（０．００６９）は、ろ過前のそれ（０．１２）の５．８％であった。
【０１３２】
また、図５Ｂに示すように、Ａｖｉｃｅｌに由来する分散繊維を使用した場合、ろ過後の吸光度（０．０１３）は、ろ過前のそれ（０．０３９）の３３．３％であったのに対し、Ａｖｉｃｅｌに由来する凝集体を使用した場合、ろ過後の吸光度（０．００４９）は、ろ過前のそれ（０．１６）の３．１％であった。
【実施例４】
【０１３３】
［セルロース単結晶繊維及びその凝集体の製造］
上述の実施例１と同様にして、ＣＦ１１から分散繊維を調製した。そして、０．５％（ｗ／ｖ）の分散繊維を含む水溶液に代えて、０．１％（ｗ／ｖ）、０．５％（ｗ／ｖ）又は１．０％（ｗ／ｖ）の分散繊維を含む水溶液を使用したこと以外は、上述の実施例１と同様にして、当該分散繊維を含む水溶液を振とうすることにより、凝集体を形成した。
【０１３４】
［加水分解触媒活性の評価］
上述の実施例１と同様にして、加水分解触媒活性を評価した。図６には、加水分解触媒活性を評価した結果を示す。
【０１３５】
図６に示すように、凝集体を形成する際の分散繊維の濃度を増加させることにより、得られる凝集体の加水分解触媒活性が高くなる傾向が確認された。
【実施例５】
【０１３６】
［セルロース単結晶繊維及びその凝集体の製造］
上述の実施例１と同様にして、ＣＦ１１から分散繊維を調製した。そして、０．５％（ｗ／ｖ）の分散繊維を含む水溶液を振とうすることなく３０℃で３日間静置したこと以外は、上述の実施例１と同様にして、凝集体を形成した。
【０１３７】
［加水分解触媒活性の評価］
上述の実施例１と同様にして、加水分解触媒活性を評価した。図７には、加水分解触媒活性を評価した結果を示す。図７において、黒塗り棒グラフは、凝集体の結果を示し、白抜き棒グラフは、分散繊維の結果を示す。
【０１３８】
図７に示すように、分散繊維を含む水溶液を振とうすることなく、高い加水分解触媒活性を示す凝集体を形成することができた。なお、凝集体の吸光度（０．２４）は、分散繊維のそれ（０．０６７）の３．６倍であった。
【実施例６】
【０１３９】
［セルロース単結晶繊維及びその凝集体の製造］
上述の実施例１と同様にして、Ａｖｉｃｅｌから分散繊維を調製した。そして、０．５％（ｗ／ｖ）の分散繊維を含む水溶液に、さらに５％（ｗ／ｖ）のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）（分子量６０００、ナカライテスク株式会社製）を添加したこと以外は、上述の実施例１と同様にして、０．５％（ｗ／ｖ）の分散繊維及び５％（ｗ／ｖ）のＰＥＧを含む水溶液凝集体を３０℃で３日間振とうすることにより、凝集体を形成した。また、上述の実施例１と同様に、０．５％（ｗ／ｖ）の分散繊維を含みＰＥＧを含まない水溶液を３０℃で３日間振とうすることによっても、凝集体を形成した。
【０１４０】
［加水分解触媒活性の評価］
上述の実施例１と同様にして、加水分解触媒活性を評価した。図８には、加水分解触媒活性を評価した結果を示す。
【０１４１】
図８に示すように、凝集体の吸光度（０．０４０）は、分散繊維のそれ（０．００４０）の１０倍であった。また、ＰＥＧを添加して形成された凝集体の吸光度（０．２７）は、分散繊維のそれ（０．００４０）の６７．５倍であり、ＰＥＧを添加することなく形成された凝集体のそれ（０．０４０）の６．８倍であった。
【０１４２】
すなわち、分散繊維の水溶液に水溶性高分子であるＰＥＧを添加することにより、当該水溶性高分子を添加しない場合に比べて加水分解触媒活性の高い凝集体を形成できることが確認された。
【実施例７】
【０１４３】
［セルロース単結晶繊維及びその凝集体の製造］
上述の実施例１と同様にして、ＣＦ１１から分散繊維を調製した。そして、上述の実施例１と同様にして、分散繊維を含む水溶液を３０℃で３日間振とうすることにより、凝集体を形成した。
【０１４４】
［再分散］
上述のようにして形成した凝集体に対し、当該凝集体を構成するセルロース単結晶繊維を再分散させるための処理を施した。すなわち、０．５％（ｗ／ｖ）の凝集体を含む水溶液を１．７ｍＬのチューブに注ぎ、当該チューブを、ショック付（タッピング）円板付きロータリーミキサー（ＮＲＣ２０Ｄ、ショック装置：おしりペンペンＡ型、株式会社  日伸理化製）にセットし、７日間タッピングしながら転倒混和した。また、比較のため、分散繊維の水溶液に対しても、同様の再分散処理を施した。
【０１４５】
［加水分解触媒活性の評価］
上述の実施例１と同様にして、再分散処理前後の加水分解触媒活性を評価した。図９には、加水分解触媒活性を評価した結果を示す。
【０１４６】
図９に示すように、再分散処理前の凝集体の吸光度（０．３３）は、再分散処理前の分散繊維のそれ（０．０６７）の４．９倍であった。また、再分散処理後の分散繊維の吸光度（０．０５６）は、再分散処理前の分散繊維のそれ（０．０６７）と同程度であった。一方、再分散処理後の凝集体の吸光度（０．１２）は、再分散処理前の凝集体のそれ（０．３３）に比べて顕著に低下し、再分散処理前後の分散繊維と同程度であった。
【０１４７】
したがって、上述した再分散処理によって、凝集体から、凝集体を構成しているセルロース単結晶繊維を再分散させ、当該凝集体を形成する前の分散されたセルロース単結晶繊維の加水分解触媒活性を確認できると考えられた。
【図１】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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