(57)【要約】【課題】効率良く、大量に且つ簡便に還元糖を製造する方法を提供する。【解決手段】下記工程（ａ）及び（ｂ）を含むことを特徴とする、コーヒー豆廃棄物から還元糖を製造する方法：（ａ）特定条件下で、コーヒー豆廃棄物からセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出し、ｐＨ３〜８のセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を得る工程；（ｂ）工程（ａ）で得られたｐＨ３〜８のセルロース及びヘミセルロース含有抽出液に対してヘミセルラーゼ及びセルラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の加水分解酵素を作用させることにより、還元糖を得る工程。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記工程（ａ）及び（ｂ）を含むことを特徴とする、コーヒー豆廃棄物から還元糖を製造する方法：
（ａ）下記工程（ａ１）、（ａ２）、又は（ａ３）により、コーヒー豆廃棄物からセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出し、ｐＨ３〜８のセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を得る工程：
（ａ１）コーヒー豆廃棄物から０．１〜２Ｎの強酸溶媒を用いて５０〜１５０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程、
（ａ２）コーヒー豆廃棄物から水性溶媒を用いて１００〜２５０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程、又は
（ａ３）コーヒー豆廃棄物から０．１〜２Ｎのアルカリ性溶媒を用いて１０〜４０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程；
（ｂ）工程（ａ）で得られたｐＨ３〜８のセルロース及びヘミセルロース含有抽出液に対してヘミセルラーゼ及びセルラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の加水分解酵素を作用させることにより、還元糖を得る工程。
【請求項２】
前記工程（ａ）が工程（ａ１）によりコーヒー豆廃棄物からセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記強酸が硫酸である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記コーヒー豆廃棄物がコーヒー抽出粕である、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記加水分解酵素がヘミセルラーゼ及びセルラーゼの混合物である、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーヒー豆廃棄物から還元糖を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、食品、化粧品、工業用途、又はバイオマスエネルギー等の様々な分野において、セルロース及びヘミセルロースが注目を集めている。例えば、ヘミセルロースの一種であるキシランは、食品分野及び化粧品分野においてキシリトールやキシロオリゴ糖等の原料として広く用いられている。また、キシランを加水分解して得られるキシロースは、バイオマスエタノールの原料となり得るためバイオマスエネルギーとしての活用が期待されている。このような背景から、セルロース及びヘミセルロースを加水分解して得られる還元糖を大量に且つ簡便に製造する方法が求められている。
【０００３】
セルロース及びヘミセルロースは植物体の細胞壁に多く含まれていることが知られている。しかしながら、セルロース及びヘミセルロース自体は元来水不溶性であることから、効率よく還元糖を製造することは困難である。
【０００４】
還元糖を製造する方法としては、ポプラチップを原料として、該ポプラチップを０．５Ｍの水酸化ナトリウム水溶液を用いて１５℃で抽出した抽出液を、ヘミセルラーゼ及びセルラーゼにより処理し、還元糖を得る方法が報告されている（特許文献１）。
【０００５】
しかしながら、この方法により還元糖を製造した場合、ポプラチップ５ｇあたり約３２０ｍｇの還元糖しか得られないため、還元糖をより効率よく、大量に且つ簡便に製造する方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１９４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、効率良く、大量に且つ簡便に還元糖を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は鋭意研究を重ねた結果、コーヒー豆廃棄物を原料として還元糖を製造することにより、効率よく、大量に且つ簡便に還元糖を得ることができることを見出した。さらに、コーヒー豆廃棄物から、特定の条件によりセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を得て、該抽出液をヘミセルラーゼ及びセルラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の加水分解酵素で処理することにより、より効率よく、大量に且つ簡便に還元糖を得ることができることを見出した。本発明の特定の条件により得られたセルロース及びヘミセルロース含有抽出液は、多くのヘミセルラーゼ及びセルラーゼの至適ｐＨ領域であるｐＨ３〜８に調整しても析出することがないため、酵素処理を容易に行うことができる。本発明は、かかる知見に基づきさらに研究を重ねた結果完成されたものである。
【０００９】
即ち、本発明は、下記の構成を有するものである。
【００１０】
項１．  下記工程（ａ）及び（ｂ）を含むことを特徴とする、コーヒー豆廃棄物から還元糖を製造する方法：
（ａ）下記工程（ａ１）、（ａ２）、又は（ａ３）により、コーヒー豆廃棄物からセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出し、ｐＨ３〜８のセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を得る工程：
（ａ１）コーヒー豆廃棄物から０．１〜２Ｎの強酸溶媒を用いて５０〜１５０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程、
（ａ２）コーヒー豆廃棄物から水性溶媒を用いて１００〜２５０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程、又は
（ａ３）コーヒー豆廃棄物から０．１〜２Ｎのアルカリ性溶媒を用いて１０〜４０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程；
（ｂ）工程（ａ）で得られたｐＨ３〜８のセルロース及びヘミセルロース含有抽出液に対してヘミセルラーゼ及びセルラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の加水分解酵素を作用させることにより、還元糖を得る工程。
【００１１】
項２．  前記工程（ａ）が工程（ａ１）によりコーヒー豆廃棄物からセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程である、請求項１に記載の方法。
【００１２】
項３．  前記強酸が硫酸である、請求項２に記載の方法。
【００１３】
項４．  前記コーヒー豆廃棄物がコーヒー抽出粕である、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【００１４】
項５．  前記加水分解酵素がヘミセルラーゼ及びセルラーゼの混合物である、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、効率よく、大量に且つ簡便に還元糖を製造することができる。また、過剰な高温高圧条件を必要としないため、エネルギー効率の観点からきわめて優れている。さらにコーヒー豆廃棄物は、世界中で大量に製造されているものであり、単価も極めて安いものであるため、原材料の調達コストを低減することができる。そして、一般に高価な、アルカリ領域でのみ作用し得るような特殊な加水分解酵素を用いる必要がないため、製造コストを低減することができる。
【００１６】
また、本発明によれば、通常廃棄されるコーヒー欠点豆やコーヒー抽出粕等から、有用成分である還元糖を製造することができる。さらに、本発明によれば、コーヒー欠点豆やコーヒー抽出粕の体積を大幅に減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】セルロース及びヘミセルロース含有抽出液をセルロシンＴＰ２５（キシラナーゼ及びセルラーゼの混合物）で処理することによって得られた還元糖の量を示す。
【図２】セルロース及びヘミセルロース含有抽出液をセルロシンＴＰ２５（キシラナーゼ及びセルラーゼの混合物）で処理した場合の抽出率を示す。
【図３】セルロース及びヘミセルロース含有抽出液をセルロシンＡＣ４０（セルラーゼ及びヘミセルラーゼの混合物）で処理することによって得られた還元糖の量を示す。
【図４】セルロース及びヘミセルロース含有抽出液をセルロシンＡＣ４０（セルラーゼ及びヘミセルラーゼの混合物）で処理した場合の抽出率を示す。
【図５】セルロース及びヘミセルロース含有抽出液をセルロシンＴＰ２５（キシラナーゼ及びセルラーゼの混合物）並びにセルロシンＡＣ４０（セルラーゼ及びヘミセルラーゼの混合物）で処理することによって得られた還元糖の量を示す。
【図６】セルロース及びヘミセルロース含有抽出液をセルロシンＴＰ２５（キシラナーゼ及びセルラーゼの混合物）並びにセルロシンＡＣ４０（セルラーゼ及びヘミセルラーゼの混合物）で処理した場合の抽出率を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、下記工程（ａ）及び（ｂ）：
（ａ）下記工程（ａ１）、（ａ２）、又は（ａ３）により、コーヒー豆廃棄物からセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出し、ｐＨ３〜８のセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を得る工程：
（ａ１）コーヒー豆廃棄物から０．１〜２Ｎの強酸溶媒を用いて５０〜１５０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程、
（ａ２）コーヒー豆廃棄物から水性溶媒を用いて１００〜２５０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程、又は
（ａ３）コーヒー豆廃棄物から０．１〜２Ｎのアルカリ性溶媒を用いて１０〜４０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程；
（ｂ）工程（ａ）で得られたｐＨ３〜８のセルロース及びヘミセルロース含有抽出液に対してヘミセルラーゼ及びセルラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の加水分解酵素を作用させることにより、還元糖を得る工程
を含むことを特徴とする、コーヒー豆廃棄物から還元糖を製造する方法である。
【００１９】
本明細書において、「セルロース」とは、d-グルコースがβ(1→4)結合で分枝無くつながっている糖鎖を意味する。
【００２０】
本明細書において「ヘミセルロース」とは、植物細胞壁においてセルロースと結合して存在している多糖類の総称を意味する。
【００２１】
ヘミセルロースとしては、特に限定されないが、例えば、主要構成成分としてキシランを含む多糖の混合物等が挙げられる。本明細書において「キシラン」とは、キシロースがβ１、４結合した主鎖に様々な側鎖が結合したヘテロ糖を意味する。ヘテロ糖の側鎖としてはアラビノース又はグルクロン酸等が挙げられる。ヘミセルロースとしては、キシラン、マンナン、ガランタンが挙げられる。
【００２２】
本明細書において、「セルロース及びヘミセルロース含有抽出液」とは、セルロース及びヘミセルロースを含有している抽出液を意味する。
【００２３】
本明細書において「還元糖」とは、セルロース及びヘミセルロースからなる群から選択される少なくとも１種が加水分解により分解されたものであり、還元力を示すものである。還元糖の量を測定する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えばジニトロサリチル酸法を用いることができる。
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、まず原料であるコーヒー豆廃棄物に関して説明した上で、次に工程ごとに分けて説明する。
【００２５】
１．コーヒー豆廃棄物
本発明で用いる原料は、コーヒー豆廃棄物である。
【００２６】
本発明において「コーヒー豆廃棄物」とは、具体的にはコーヒー豆、コーヒー欠点豆、又はコーヒー抽出粕を意味する。これらはそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。コーヒー豆廃棄物としては、還元糖の収率の観点及び材料の調達コストを低減できるという観点から、コーヒー欠点豆及びコーヒー抽出粕が好ましく挙げられ、コーヒー抽出粕がより好ましく挙げられる。
【００２７】
コーヒー豆としては、コーヒー豆として一般に流通しているものであれば特に限定されるものではないが、具体的にはアカネ科植物に属するcoffea属の栽培品種由来のものが挙げられ、より好ましくはアラビカ種、カネフォラ種、リベリカ種、又はこれら３原種を元にした種が挙げられる。コーヒー豆としては、生豆、又は焙煎豆を問わず、粉砕、破砕、又は切断等の加工処理されたものであっても良い。これらはそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。還元糖の収率の観点から焙煎豆が好ましく挙げられ、粉砕又は破砕された焙煎豆がより好ましく挙げられる。
【００２８】
コーヒー欠点豆としては、コーヒー豆に異物が混入していることや、病気や虫食いなどがあること、又はコーヒー豆を調製する段階で規格外品と判断される等の事情によりコーヒーの抽出に通常用いられないコーヒー豆であれば、一般に流通しているコーヒー豆に混入しているコーヒー欠点豆、又は一般に流通していないコーヒー欠点豆を問わず、特に限定されるものではない。これらはそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２９】
コーヒー抽出粕としては、コーヒー豆及び又はコーヒー欠点豆よりコーヒー液を抽出した後の抽出残渣であれば特に限定されない。コーヒー液の抽出溶媒は特に限定されるものではなく、例えば水又はアルコール等の有機溶媒等が挙げられる。コーヒー液の抽出方法も特に限定されるものではなく、公知の抽出方法が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３０】
２．工程（ａ）
工程（ａ）は、下記工程（ａ１）、（ａ２）、又は（ａ３）：
（ａ１）コーヒー豆廃棄物から０．１〜２Ｎの強酸溶媒を用いて５０〜１５０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程、
（ａ２）コーヒー豆廃棄物から水性溶媒を用いて１００〜２５０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程、又は
（ａ３）コーヒー豆廃棄物から０．１〜２Ｎのアルカリ性溶媒を用いて１０〜４０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程
により、コーヒー豆廃棄物からセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出し、ｐＨ３〜８のセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を得る工程である。
【００３１】
工程（ａ）は、還元糖の収率の観点から、工程（ａ１）又は（ａ２）により、コーヒー豆廃棄物からセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出し、ｐＨ３〜８のセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を得る工程であることが好ましく、工程（ａ１）により、コーヒー豆廃棄物からセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出し、ｐＨ３〜８のセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を得る工程であることがより好ましい。
【００３２】
以下、各工程について説明する。
【００３３】
２−１．工程（ａ１）
工程（ａ１）は、コーヒー豆廃棄物から０．１〜２Ｎの強酸溶媒を用いて５０〜１５０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程である。
【００３４】
強酸溶媒の種類としては０．１〜２Ｎにおいて５０〜１５０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出することができるものであれば、特に限定されるものではないが、還元糖の収率の観点から、硫酸溶媒及び塩酸溶媒が好ましく挙げられ、硫酸溶媒がより好ましく挙げられる。
【００３５】
強酸溶媒は、還元糖の収率の観点では０．３〜１．５Ｎであれば好ましく、０．５〜１Ｎであればより好ましい。
【００３６】
セルロース及びヘミセルロース含有抽出液の抽出は、コーヒー豆廃棄物を０．１〜２Ｎの強酸溶媒中に浸漬すること等により行うことができる。浸漬後に必要に応じて抽出を促進し得るような工程をさらに加えてもよい。そのような工程としては、例えば、溶媒を撹拌する工程等が挙げられる。
【００３７】
コーヒー豆廃棄物の量としては、セルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出することができる限り特に限定されるものではないが、還元糖の収率という観点では、溶媒に対するコーヒー豆廃棄物の重量部比が乾燥重量換算で１０重量％以下であれば好ましい。
【００３８】
抽出温度は、還元糖の収率の観点から７０〜１３０℃が好ましく、８０〜１２０℃がより好ましく、９０〜１１０℃がさらに好ましい。
【００３９】
抽出時間は、セルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出することができる限り特に限定されるものではないが、還元糖の収率という観点から、好ましくは３０分〜４時間であり、より好ましくは１時間〜３時間である。
【００４０】
上記の抽出工程は、１回のみ実施してもよいし、さらに抽出効率を高めるため、必要に応じて、抽出工程後に残渣固形分として得られるコーヒー豆廃棄物に対して複数回繰り返し実施してもよい。コーヒー豆廃棄物を原料とし且つ上記抽出方法により抽出し、後述の工程（ｂ）を経ることで、１回のみの抽出工程によっても、従来技術に比べて大量の還元糖を製造することができる。
【００４１】
抽出されたセルロース及びヘミセルロース含有抽出液は、後述の「２−４．セルロース及びヘミセルロース含有抽出液のｐＨの調整」に従って、必要に応じてｐＨ調整されてから工程（ｂ）に供される。また必要に応じて残渣固形分を公知の方法で取り除いてから工程（ｂ）に供してもよい。
【００４２】
２−２．工程（ａ２）
工程（ａ２）は、コーヒー豆廃棄物から水性溶媒を用いて１００〜２５０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程である。
【００４３】
水性溶媒の種類としては１００〜２５０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出することができるものであれば、特に限定されるものではないが、各種水溶液、具体的には緩衝剤水溶液が挙げられる。
【００４４】
セルロース及びヘミセルロース含有抽出液の抽出は、コーヒー豆廃棄物を水性溶媒中に浸漬すること等により行うことができる。浸漬後に必要に応じて抽出を促進し得るような工程をさらに加えてもよい。そのような工程としては、例えば、溶媒を撹拌する工程等が挙げられる。
【００４５】
コーヒー豆廃棄物の量としては、セルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出することができる限り特に限定されるものではないが、還元糖の収率という観点では、溶媒に対するコーヒー豆廃棄物の重量部比が乾燥重量換算で１０重量％以下であれば好ましい。
【００４６】
抽出温度は、還元糖の収率の観点から１２０〜２３０℃が好ましく、１４５〜２１０℃がより好ましく、１６０〜２００℃がさらに好ましく、１７０〜１９０℃がよりさらに好ましく、１７５〜１８５℃が特に好ましい。
【００４７】
抽出時間は、セルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出することができる限り特に限定されるものではないが、還元糖の収率という観点から、好ましくは３０分〜４時間であり、より好ましくは３０分〜２時間である。
【００４８】
上記の抽出工程は、１回のみ実施してもよいし、さらに抽出効率を高めるため、必要に応じて、抽出工程後に残渣固形分として得られるコーヒー豆廃棄物に対して複数回繰り返し実施してもよい。コーヒー豆廃棄物を原料とし且つ上記抽出方法により抽出し、後述の工程（ｂ）を経ることで、１回のみの抽出工程によっても、従来技術に比べて大量の還元糖を製造することができる。
【００４９】
抽出されたセルロース及びヘミセルロース含有抽出液は、後述の「２−４．セルロース及びヘミセルロース含有抽出液のｐＨの調整」に従って、必要に応じてｐＨ調整されてから工程（ｂ）に供される。また必要に応じて残渣固形分を公知の方法で取り除いてから工程（ｂ）に供してもよい。
【００５０】
２−３．工程（ａ３）
工程（ａ３）は、コーヒー豆廃棄物から０．１〜２Ｎのアルカリ性溶媒を用いて１０〜４０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出する工程である。
【００５１】
アルカリ性溶媒の種類としては０．１〜２Ｎにおいて１０〜４０℃でセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出することができるものであれば、特に限定されるものではない。還元糖の収率の観点からは、強アルカリ性溶媒が好ましい。例えば、アルカリ金属水酸化物、又はアルカリ土類金属水酸化物の水溶液が挙げられる。還元糖の収率の観点からは、アルカリ金属水酸化物の水溶液が好ましい。具体的には、アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び水酸化リチウム等が挙げられ、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム溶媒が好ましく挙げられ、水酸化ナトリウム溶媒がより好ましく挙げられる。
【００５２】
アルカリ性溶媒は、還元糖の収率の観点では０．３〜１Ｎであれば好ましく、０．４〜０．６Ｎであればより好ましい。
【００５３】
セルロース及びヘミセルロース含有抽出液の抽出は、コーヒー豆廃棄物を０．１〜２Ｎのアルカリ性溶媒中に浸漬すること等により行うことができる。浸漬後に必要に応じて抽出を促進し得るような工程をさらに加えてもよい。そのような工程としては、例えば、溶媒を撹拌する工程等が挙げられる。
【００５４】
コーヒー豆廃棄物の量としては、セルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出することができる限り特に限定されるものではないが、還元糖の収率という観点では、溶媒に対するコーヒー豆廃棄物の重量部比が乾燥重量換算で１０重量％以下であれば好ましい。
【００５５】
抽出温度は、エネルギー効率の観点から１０〜３０℃が好ましく、１０〜２０℃がより好ましい。
【００５６】
抽出時間は、セルロース及びヘミセルロース含有抽出液を抽出することができる限り特に限定されるものではないが、還元糖の収率という観点から、好ましくは３０分以上であり、より好ましくは１時間以上であり、さらに好ましくは２時間以上である。
【００５７】
上記の抽出工程は、１回のみ実施してもよいし、さらに抽出効率を高めるため、必要に応じて、抽出工程後に残渣固形分として得られるコーヒー豆廃棄物に対して複数回繰り返し実施してもよい。コーヒー豆廃棄物を原料とし且つ上記抽出方法により抽出し、後述の工程（ｂ）を経ることで、１回のみの抽出工程によっても、従来技術に比べて大量の還元糖を製造することができる。
【００５８】
抽出されたセルロース及びヘミセルロース含有抽出液は、後述の「２−４．セルロース及びヘミセルロース含有抽出液のｐＨの調整」に従って、必要に応じてｐＨ調整されてから工程（ｂ）に供される。また必要に応じて残渣固形分を公知の方法で取り除いてから工程（ｂ）に供してもよい。
【００５９】
２−４．セルロース及びヘミセルロース含有抽出液のｐＨ調整
上記工程（ａ１）、（ａ２）、又は（ａ３）によって抽出されたセルロース及びヘミセルロース含有抽出液のｐＨがｐＨ３〜８の範囲にある場合は、該セルロース及びヘミセルロース含有抽出液をそのまま工程（ｂ）に供することができる。上記工程（ａ１）、（ａ２）、又は（ａ３）によって抽出されたセルロース及びヘミセルロース含有抽出液のｐＨがｐＨ３〜８の範囲にない場合は、該セルロース及びヘミセルロース含有抽出液のｐＨをｐＨ３〜８に調整することにより、ｐＨ３〜８のセルロース及びヘミセルロース含有抽出液が得られる。
【００６０】
成分が溶解している溶液のｐＨを変化させると、通常であれば溶解成分が析出すると予測される。本発明者らは、上記工程（ａ１）、（ａ２）、又は（ａ３）によって抽出されたセルロース及びヘミセルロース含有抽出液は、ｐＨをｐＨ３〜８の領域に調整してもセルロース及びヘミセルロースが上記予測に反して固体となって析出しないという驚くべき知見を得た。
【００６１】
ｐＨ３〜８で作用する加水分解酵素は一般に入手しやすいため、ｐＨ３〜８に調整すれば次の工程（ｂ）で加水分解酵素を選択する際に有利である。
【００６２】
具体的なｐＨは、工程（ｂ）で使用する加水分解酵素の種類並びに活性等の特性に応じて適宜設定することができる。例えば、加水分解酵素として、ヘミセルラーゼ及びセルラーゼの混合物を用いる場合、ｐＨ３〜７が好ましく、ｐＨ４〜６がより好ましく、ｐＨ４〜５がさらに好ましい。
【００６３】
ｐＨの調整は、アルカリ性溶媒又は酸性溶媒を用いて任意の方法で行うことができる。アルカリ性溶媒としては２Ｎの水酸化ナトリウムが挙げられ、酸性溶媒としては２Ｎの塩酸が挙げられる。アルカリ性溶媒又は酸性溶媒の濃度としては０．１〜２Ｎのものが好ましい。
【００６４】
必要に応じて、ｐＨ調整後にセルロース及びヘミセルロース含有抽出液を一定時間静置してもよい。
【００６５】
３．工程（ｂ）
工程（ｂ）は、工程（ａ）で得られたｐＨ３〜８のセルロース及びヘミセルロース含有抽出液に対してヘミセルラーゼ及びセルラーゼからなる群から選択される少なくとも１種の加水分解酵素を作用させることにより、還元糖を得る工程である。
【００６６】
ｐＨ調整されたセルロース及びヘミセルロース含有抽出液に対して加水分解酵素を添加し、当該加水分解酵素が作用し得る温度でこれを作用させることにより還元糖を得ることができる。
【００６７】
加水分解酵素の反応条件（温度、酵素添加量、及び時間等）は、使用する加水分解酵素の種類及び活性等の特性に応じて適宜設定される。
【００６８】
反応温度としては、３０〜６０℃であれば好ましく、４０〜５５℃であればより好ましい。
【００６９】
上記温度の範囲内において、経時的に温度を適宜変化させてもよい。ヘミセルラーゼ及びセルラーゼからなる群より選択される少なくとも２種の加水分解酵素を用いる場合は、各酵素の至適温度を考慮した上で反応温度を適宜設定することができる。
【００７０】
加水分解酵素の反応溶液中における酵素の添加量は、抽出に用いたコーヒー豆廃棄物の量に応じて適宜設定できる。例えば、乾燥重量１ｇのコーヒー豆廃棄物から抽出したセルロース及びヘミセルロース含有抽出液に対しては、５００〜２０００ＨＣＵ単位の酵素量が好ましく、８００〜１８００ＨＣＵ単位の酵素量がより好ましく１１００〜１５００ＨＣＵ単位の酵素量がさらに好ましい。また別の例としては、乾燥重量１ｇのコーヒー豆廃棄物から抽出したセルロース及びヘミセルロース含有抽出液に対して、１００〜４００ＣＳＵ単位の酵素量が好ましく、１６０〜３６０ＣＳＵ単位の酵素量がより好ましく、２２０〜３００ＣＳＵ単位の酵素量がさらに好ましい。
【００７１】
なお、酵素活性の単位であるＨＣＵ単位（ヘミセルラーゼ分解活性）は、アラビノキシランを基質とし、酵素がｐＨ４．５、４０℃で１０分間作用した時、反応初期に１μｍｏｌのグルコース量に相当する還元力の増加をもたらす酵素量を１単位と定義する単位である。ＣＳＵ単位（セルラーゼ分解活性）は、ＣＭＣを基質とし、酵素がｐＨ４．２、４０℃で１０分間作用した時、反応初期に１μｍｏｌのグルコース量に相当する還元力の増加をもたらす酵素量を１単位と定義する単位である。
【００７２】
反応時間は、加水分解の進行の程度に応じて適宜決定すればよい。反応時間としては、１２〜２４０時間であれば好ましく、１２〜９６時間であればより好ましく、２４〜４８時間であればさらに好ましい。
【００７３】
最終的に必要に応じてさらに加水分解酵素の反応を停止させるための工程を設けてもよい。反応を停止する工程としては、例えば、アルカリ処理もしくは加熱処理する工程等が挙げられる。
【００７４】
ヘミセルラーゼとしては、弱酸性から中性で作用するキシラナーゼが好ましい。
【００７５】
セルラーゼとしては、弱酸性から中性で作用するセルラーゼが好ましい。
【００７６】
還元糖の収率の観点からは、ヘミセルラーゼ及びセルラーゼの混合物が好ましい。
【００７７】
ヘミセルラーゼ及びセルラーゼの混合物としては、例えば、トリコデルマ属、アスペルギルス属、バチルス属、オウレオバシジム属、ストレプトマイセス属、及びフミコーラ属等の微生物の産生するもの等を用いることができる。また、市販されているものを用いることもできる。市販されているものとしては、例えば、セルロシンＴＰ２５（エイチビィアイ株式会社）、セルロシンＡＣ４０（エイチビィアイ株式会社）、セルロシンＨＣ１００（エイチビィアイ株式会社）等が挙げられる。
【００７８】
加水分解酵素を作用させることにより還元糖を得る工程は、１回のみ実施してもよいし、同じ加水分解酵素を用いて、または別の加水分解酵素もしくは別の組み合わせの加水分解酵素群を用いて複数回繰り返し実施してもよい。
【００７９】
４．還元糖の利用について
本発明により得られた還元糖は、必要に応じて、公知の方法により精製される。精製方法としては例えば、遠心分離、ろ過、イオン交換等が挙げられる。この還元糖は各種公知の用途で利用することができる。特に、食品素材やバイオマスエネルギーにおけるキシロオリゴ糖やキシロースの供給源として好ましく利用される。
【実施例】
【００８０】
以下に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００８１】
実施例１．セルロース及びヘミセルロース含有抽出液の抽出
（１）硫酸溶媒を用いた抽出
コーヒー抽出後のコーヒー粕を乾燥させ、あらかじめミル（株式会社  スドー製）で細断したコーヒー豆廃棄物５ｇを０．７２Ｎ硫酸溶液１００ｍｌに加え、２０℃又は１００℃で２時間抽出処理を行った。２０℃の場合はスターラーバーで撹拌しながら抽出処理を行った。反応終了後に２Ｍ水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ４．５に調整し、調整したものをセルロース及びヘミセルロース含有抽出液とした。
【００８２】
（２）水性溶媒を用いた抽出
コーヒー抽出後のコーヒー粕を乾燥させ、あらかじめミル（株式会社  スドー製）で細断したコーヒー廃棄物２．５ｇを水５０ｍｌに加え、１３０℃、１６０℃、１８０℃、又は２００℃で１時間抽出処理を行った（耐圧硝子工業製  ポータブルリアクターＴＰＲ−１）。反応終了後、１３０℃で抽出した抽出液のｐＨを２Ｍ塩酸でｐＨ４．５に調整し、１６０℃、１８０℃、又は２００℃で抽出した抽出液のｐＨを２Ｍ水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ４．５に調整した。調整した抽出液をセルロース及びヘミセルロース含有抽出液とした。
【００８３】
（３）アルカリ性溶媒を用いた抽出
コーヒー抽出後のコーヒー粕を乾燥させ、あらかじめミル（株式会社  スドー製）で細断したコーヒー豆廃棄物５ｇを０．５Ｍ水酸化ナトリウム水溶液１００ｍｌに加え、１５℃で２時間スターラーバーを用いて攪拌することにより抽出処理を行った。反応終了後に２Ｍ塩酸溶液でｐＨ４．５に調整し、調整したものをセルロース及びヘミセルロース含有抽出液とした。
【００８４】
実施例２．セルロース及びヘミセルロース含有抽出液をセルロシンＴＰ２５（キシラナーゼ及びセルラーゼの混合物）で処理することによる、還元糖の取得
実施例１で得られたセルロース及びヘミセルロース含有抽出液に加水分解酵素としてセルロシンＴＰ２５（キシラナーゼ及びセルラーゼの混合物）（エイチビィアイ株式会社）を基質であるコーヒー廃棄物１ｇ（乾燥重量）に対して、ＨＣＵ換算で１３００単位相当を添加し、５０℃で酵素反応させた。
【００８５】
酵素反応開始後、０時間後、２４時間後、及び４８時間後に反応上清をとりＤＮＳ法（ジニトロサリチル酸法）により還元糖量を測定した。結果を図１に示す。図１中、白抜き三角印（△）は、硫酸溶液を用いて２０℃で抽出処理した場合を示し、バツ印（×）は、硫酸溶液を用いて１００℃で抽出処理した場合を示し、黒塗りひし形印（◆）は、水を用いて１３０℃で抽出処理した場合を示し、黒塗り四角印（■）は、水を用いて１６０℃で抽出処理した場合を示し、黒塗り三角印（▲）は、水を用いて１８０℃で抽出処理した場合を示し、白抜きひし形印（◇）は、水を用いて２００℃で抽出処理した場合を示し、白抜き四角印（□）は、水酸化ナトリウム水溶液を用いて１５℃で抽出処理した場合を示す。
【００８６】
また、酵素反応開始後、４８時間後に反応液全量を２，０００×ｇで１０分間遠心分離し、得られた沈殿の乾燥重量を測定した。これに基づいて可溶化率（％）を次の通り算出した。『可溶化率（％）＝｛（コーヒー廃棄物の乾燥重量（ｇ）−沈殿の乾燥重量（ｇ））／コーヒー廃棄物の乾燥重量（ｇ）｝×１００（％）』。結果を図２に示す。
【００８７】
実施例３．セルロース及びヘミセルロース含有抽出液をセルロシンＡＣ４０（セルラーゼ及びヘミセルラーゼの混合物）で処理することによる、還元糖の取得
実施例１で得られたセルロース及びヘミセルロース含有抽出液に加水分解酵素としてセルロシンＡＣ４０（セルラーゼ及びヘミセルラーゼの混合物）（エイチビィアイ株式会社）を基質であるコーヒー廃棄物１ｇ（乾燥重量）に対して、ＣＳＵ換算で２６０単位相当を添加し、５０℃で酵素反応させた。
【００８８】
酵素反応開始後、０時間後、２４時間後、及び４８時間後に反応上清をとりＤＮＳ法（ジニトロサリチル酸法）により還元糖量を測定した。結果を図３に示す。図３中、白抜き三角印（△）は、硫酸溶液を用いて２０℃で抽出処理した場合を示し、バツ印（×）は、硫酸溶液を用いて１００℃で抽出処理した場合を示し、黒塗りひし形印（◆）は、水を用いて１３０℃で抽出処理した場合を示し、黒塗り四角印（■）は、水を用いて１６０℃で抽出処理した場合を示し、黒塗り三角印（▲）は、水を用いて１８０℃で抽出処理した場合を示し、白抜きひし形印（◇）は、水を用いて２００℃で抽出処理した場合を示し、白抜き四角印（□）は、水酸化ナトリウム水溶液を用いて１５℃で抽出処理した場合を示す。
【００８９】
また、酵素反応開始後、４８時間後に反応液全量を２，０００×ｇで１０分間遠心分離し、得られた沈殿の乾燥重量を測定した。これに基づいて可溶化率（％）を次の通り算出した。『可溶化率（％）＝｛（コーヒー廃棄物の乾燥重量（ｇ）−沈殿の乾燥重量（ｇ））／コーヒー廃棄物の乾燥重量（ｇ）｝×１００（％）』。結果を図４に示す。
【００９０】
実施例４．セルロース及びヘミセルロース含有抽出液をセルロシンＴＰ２５（キシラナーゼ及びセルラーゼの混合物）並びにセルロシンＡＣ４０（セルラーゼ及びヘミセルラーゼの混合物）で処理することによる、還元糖の取得
実施例１で得られたセルロース及びヘミセルロース含有抽出液に加水分解酵素としてセルロシンＴＰ２５（キシラナーゼ及びセルラーゼの混合物）並びにセルロシンＡＣ４０（セルラーゼ及びヘミセルラーゼの混合物）（エイチビィアイ株式会社）を基質であるコーヒー廃棄物１ｇ（乾燥重量）に対して、ＣＳＵ換算で２６０単位相当を添加し、５０℃で酵素反応させた。
【００９１】
酵素反応開始後、０時間後、２４時間後、及び４８時間後に反応上清をとりＤＮＳ法（ジニトロサリチル酸法）により還元糖量を測定した。結果を図５に示す。図５中、白抜き三角印（△）は、硫酸溶液を用いて２０℃で抽出処理した場合を示し、バツ印（×）は、硫酸溶液を用いて１００℃で抽出処理した場合を示し、黒塗りひし形印（◆）は、水を用いて１３０℃で抽出処理した場合を示し、黒塗り四角印（■）は、水を用いて１６０℃で抽出処理した場合を示し、黒塗り三角印（▲）は、水を用いて１８０℃で抽出処理した場合を示し、白抜きひし形印（◇）は、水を用いて２００℃で抽出処理した場合を示し、白抜き四角印（□）は、水酸化ナトリウム水溶液を用いて１５℃で抽出処理した場合を示す。
【００９２】
また、酵素反応開始後、４８時間後に反応液全量を２，０００×ｇで１０分間遠心分離し、得られた沈殿の乾燥重量を測定した。これに基づいて可溶化率（％）を次の通り算出した。『可溶化率（％）＝｛（コーヒー廃棄物の乾燥重量（ｇ）−沈殿の乾燥重量（ｇ））／コーヒー廃棄物の乾燥重量（ｇ）｝×１００（％）』。結果を図６に示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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