(57)【要約】      （修正有）【課題】植物体であるバイオマスを簡単な方法で効率よく糖化する方法を提供する。【解決手段】セルロースを含有する植物体をｐＨ１２以上の常圧のカセイカリまたはカセイソーダの水溶液に２時間以上浸漬するアルカリ処理工程、前記植物体を浸漬状態の前記水溶液にクエン酸を添加して該水溶液のｐＨを５〜６に調整する酸添加工程、前記植物体を浸漬状態の前記水溶液を５時間以上発酵可能温度に保つ発酵工程を含む植物体糖化方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロースを含有する植物体をｐＨ１２以上の常圧のカセイカリまたはカセイソーダの水溶液に２時間以上浸漬するアルカリ処理工程、
前記植物体を浸漬状態の前記水溶液にクエン酸を添加して該水溶液のｐＨを５〜６に調整する酸添加工程、
前記植物体を浸漬状態の前記水溶液を５時間以上発酵可能温度に保つ発酵工程
を含む植物体糖化方法。
【請求項２】
前記酸添加工程の次に、さらに、前記植物体を浸漬状態のクエン酸が添加された前記水溶液に米麹を添加する米麹添加工程を含む請求項１に記載の植物体糖化方法。
【請求項３】
前記アルカリ処理工程が、前記植物体及び玉ねぎをｐＨ１２以上の常圧のカセイカリまたはカセイソーダの水溶液に２時間以上浸漬する工程である請求項１または２に記載の植物体糖化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオエタノールを得るための植物体の糖化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオエタノールの製造方法としては、例えば、バイオマスの水スラリーを圧力４〜４０ＭＰａに加圧し、加圧された水スラリーを火力発電装置のボイラから供給される蒸気と反応器内で熱交換させることにより前記圧力での飽和温度以下かつ２５０〜４００℃の範囲の温度に加熱して前記バイオマスに含有されるヘミセルロースおよびセルロースを加水分解して糖を生成し、生成された糖を発酵させるバイオエタノールの製造方法が知られている。（例えば、特許文献１参照）また、セルロースを酵素糖化させて得た糖を発酵させてエタノールを得る方法が知られている。（例えば、特許文献２参照）
【０００３】
これらは大規模な高圧装置あるいは高価なセルロース糖化酵素を使用することが工業化のうえでネックとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８２９２５号公報
【特許文献２】特開２００８−１６１１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、植物体であるバイオマスを簡単な方法で効率よく糖化する方法を提供しようとすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の要旨とするところは、セルロースを含有する植物体をｐＨ１２以上の常圧のカセイカリまたはカセイソーダの水溶液に２時間以上浸漬するアルカリ処理工程、
前記植物体を浸漬状態の前記水溶液にクエン酸を添加して該水溶液のｐＨを５〜６に調整する酸添加工程、
前記植物体を浸漬状態の前記水溶液を５時間以上発酵可能温度に保つ発酵工程
を含む植物体糖化方法であることにある。
【０００７】
本発明の植物体糖化方法においては、前記酸添加工程の次に、さらに、前記植物体を浸漬状態のクエン酸が添加された前記水溶液に米麹を添加する米麹添加工程を含み得る。
【０００８】
本発明の植物体糖化方法においては、前記アルカリ処理工程が、セルロースを含有する植物体及び玉ねぎをｐＨ１２以上の常圧のカセイカリまたはカセイソーダの水溶液に２時間以上浸漬する工程であり得る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、植物体であるバイオマスを簡単な方法で効率よく糖化する方法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の植物体糖化方法は、セルロースを含有する植物体をｐＨ１２以上の常圧のカセイカリまたはカセイソーダの水溶液に２時間以上浸漬するアルカリ処理工程、
前記植物体を浸漬状態の前記水溶液にクエン酸を添加して該水溶液のｐＨを５〜６に調整する酸添加工程、
前記植物体を浸漬状態の前記水溶液を５時間以上発酵可能温度に保つ発酵工程
を含んで構成される。この発酵工程においては発酵に必要な酵素あるいは菌が空中飛散による水溶液の汚染などにより自然混入されてもよい。積極的に液に導入されてもよい。
【００１１】
上記植物体糖化方法にあっては、クエン酸が添加された植物体を浸漬状態の水溶液は５時間以上、特に８〜１５時間発酵可能温度に保つことが好ましい。この発酵可能温度としては３１．５〜３２．５℃が好ましい。この時間帯において植物体を浸漬状態のクエン酸が添加された前記水溶液の発酵が進行する。この発酵過程において、発酵にかかわる酵素がクエン酸塩に作用し、この作用が発酵の促進に寄与する。
【００１２】
上記糖化方法にあっては、さらに、前記酸添加工程の次に前記水溶液に米麹を添加する米麹添加工程を含むことがさらに好ましい。
【００１３】
本発明に用いられる植物体にはリグノセルロースが含有されていてもよい。本発明に用いられる植物体としては、松、杉、檜、その他の樹木などの山野に生息する樹木や山野に生息する草木類や藻類が例示される。本発明においては、カセイカリまたはカセイソーダの水溶液１００重量部に対して植物体が５〜１５重量部（乾燥重量）用いられることが好ましい。
【００１４】
アルカリ処理工程において、植物体はカセイカリまたはカセイソーダの水溶液に２〜１５時間浸漬されることが好ましい。このときの水溶液の温度は室温であることが好ましい。常圧下で加熱されていてもよい。この水溶液のｐＨは１３〜１３．７であることがさらに好ましい。
【００１５】
上記糖化方法にあっては、植物体を浸漬状態のクエン酸が添加された前記水溶液には、発酵可能温度に保つ前にカセイカリまたはカセイソーダの水溶液１００重量部に対して米麹が０．５〜３重量部添加されることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の植物体糖化方法にあっては、前記アルカリ処理工程がセルロースを含有する植物体及び玉ねぎをｐＨ１２以上の常圧のカセイカリまたはカセイソーダの水溶液に２時間以上浸漬する工程であることがさらに好ましい。
【００１７】
玉ねぎはカセイカリまたはカセイソーダの水溶液１００重量部に対して１〜３重量部用いられることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の植物体糖化方法にあっては、カセイカリ水溶液を用いることが、カセイソーダ水溶液を用いる場合に比べて糖化の効率がよい。
【００１９】
また、本発明の植物体糖化方法にあっては、草木類を用いる場合、カセイカリまたはカセイソーダの水溶液に浸漬する前に草木類を加圧盤で挟んで加圧して形態をほぐすことが糖化の効率上好ましい。
【００２０】
本発明により植物体に含まれるセルロースを効率よく糖化することができる。また、本発明は高圧装置や高価なセルロース糖化酵素を購入して使用することがないので経済的である。
【実施例】
【００２１】
実施例においては液のグルコース濃度測定にアークレイ株式会社製のダイアセンサーを用いた。また、液の糖度測定にＡＴＡＧＯ社製のアルコール濃度測定器（ＰＥＴ−１０９）を用いた。
【００２２】
実施例１
ｐＨ１３．６のカセイカリ水溶液１００ｃｃに植物体として滋賀県愛知川河川敷で刈り取った草１０ｇ（乾燥重量）の粉砕物を添加し４時間浸漬した。その後、このカセイカリ水溶液を植物体ごと家庭用ミキサーにかけて２０分運転し植物体を粉砕した。ついで、この植物体を含むカセイカリ水溶液に液のｐＨが５．６になるようにクエン酸を添加したのち、３２℃で９時間放置した。
【００２３】
これにより得られた液のグルコース濃度は１２１ｍｇ／ｄＬ、糖度は３．８度であった。
【００２４】
実施例２
ｐＨ１３．６のカセイカリ水溶液１００ｃｃに植物体として滋賀県愛知川河川敷で刈り取った草１０ｇ（乾燥重量）の粉砕物を添加し４時間浸漬した。その後、このカセイカリ水溶液を植物体ごと家庭用ミキサーにかけて２０分運転し植物体を粉砕した。ついで、この植物体を含むカセイカリ水溶液に液のｐＨが５．６になるようにクエン酸を添加した。次いでこの液に米麹１ｇを添加したのち３２℃で９時間放置した。
【００２５】
これにより得られた液のグルコース濃度は５８２ｍｇ／ｄＬ、糖度は５．８度であった。
【００２６】
実施例３
ｐＨ１３．６のカセイカリ水溶液１００ｃｃに植物体として滋賀県愛知川河川敷で刈り取った草１０ｇ（乾燥重量）の粉砕物と玉ねぎ２ｇを添加し４時間浸漬した。その後、このカセイカリ水溶液を植物体ごと家庭用ミキサーにかけて２０分運転し植物体を粉砕した。ついで、この植物体を含むカセイカリ水溶液に液のｐＨが５．６になるようにクエン酸を添加した。次いでこの液を３２℃で９時間放置した。
【００２７】
これにより得られた液のグルコース濃度は２８６ｍｇ／ｄＬ、糖度は４．３度であった。
【００２８】
実施例４
ｐＨ１３．６のカセイカリ水溶液１００ｃｃに植物体として滋賀県愛知川河川敷で刈り取った草１０ｇ（乾燥重量）の粉砕物と玉ねぎ２ｇを添加し４時間浸漬した。その後、このカセイカリ水溶液を植物体ごと家庭用ミキサーにかけて２０分運転し植物体を粉砕した。ついで、この植物体を含むカセイカリ水溶液に液のｐＨが５．６になるようにクエン酸を添加した。次いでこの液に米麹１ｇを添加したのち３２℃で９時間放置した。
【００２９】
これにより得られた液のグルコース濃度は１６５８ｍｇ／ｄＬ、糖度は７．２度であった。
【００３０】
実施例５
ｐＨ１３．６のカセイカリ水溶液１００ｃｃに植物体として杉１０ｇ（乾燥重量）の粉砕物を添加し４時間浸漬した。その後、このカセイカリ水溶液を植物体ごと家庭用ミキサーにかけて２０分運転し植物体を粉砕した。ついで、この植物体を含むカセイカリ水溶液に液のｐＨが５．６になるようにクエン酸を添加したのち、３２℃で９時間放置した。
【００３１】
これにより得られた液のグルコース濃度は１２９ｍｇ／ｄＬ、糖度は３．５度であった。
【００３２】
実施例６
ｐＨ１３．６のカセイカリ水溶液１００ｃｃに植物体として杉１０ｇ（乾燥重量）の粉砕物を添加し４時間浸漬した。その後、このカセイカリ水溶液を植物体ごと家庭用ミキサーにかけて２０分運転し植物体を粉砕した。ついで、この植物体を含むカセイカリ水溶液に液のｐＨが５．６になるようにクエン酸を添加した。次いでこの液に米麹１ｇを添加したのち３２℃で９時間放置した。
【００３３】
これにより得られた液のグルコース濃度は４５１ｍｇ／ｄＬ、糖度は６．６度であった。
【００３４】
実施例７
ｐＨ１３．６のカセイカリ水溶液１００ｃｃに植物体として杉１０ｇ（乾燥重量）の粉砕物と玉ねぎ２ｇを添加し４時間浸漬した。その後、このカセイカリ水溶液を植物体ごと家庭用ミキサーにかけて２０分運転し植物体を粉砕した。ついで、この植物体を含むカセイカリ水溶液に液のｐＨが５．６になるようにクエン酸を添加した。次いでこの液を３２℃で９時間放置した。
【００３５】
これにより得られた液のグルコース濃度は２３６ｍｇ／ｄＬ、糖度は４．３度であった。
【００３６】
実施例８
ｐＨ１３．６のカセイカリ水溶液１００ｃｃに植物体として杉１０ｇ（乾燥重量）の粉砕物と玉ねぎ２ｇを添加し４時間浸漬した。その後、このカセイカリ水溶液を植物体ごと家庭用ミキサーにかけて２０分運転し植物体を粉砕した。ついで、この植物体を含むカセイカリ水溶液に液のｐＨが５．６になるようにクエン酸を添加した。次いでこの液に米麹１ｇを添加したのち３２℃で９時間放置した。
【００３７】
これにより得られた液のグルコース濃度は１５８２ｍｇ／ｄＬ、糖度は１０．０度であった。
【００３８】
実施例９
カセイカリに代えてカセイソーダを用いたほかは実施例８と同様にして得られた液のグルコース濃度は１０５０ｍｇ／ｄＬ、糖度は７．０度であった。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の植物体糖化方法により得られる糖は、バイオエタノールの原料として好適に使用できる。