(57)【要約】【課題】  大掛かりな処理装置を用いることなく、植物組織を分解することができる植物組織処理剤および植物組織処理方法を提供する。【解決手段】  植物組織に添加して植物組織の分解抽出工程を促進させる植物組織処理剤であって水酸化リチウムまたは水酸化ナトリウムのいずれかまたはそれらの組み合わせを主剤とするものである。この植物組織処理剤を植物組織に添加し、植物組織の分解工程および植物由来物質の抽出工程を促進させる。植物組織の分解抽出工程の後、水溶性成分と油溶性成分を分離する分離工程を備えることもできる。植物組織としては、木材、草本、製紙工程から排出されるパルプ液に含まれる植物片残渣などがある。また、浸漬液側、植物組織残渣側には、植物組織の分解により得られたセルロースなどの植物由来物質が含まれている。セルロースの利用としてセルラーゼを用いてグルコースを得たりすることもできる。【選択図】図１
2016193594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物組織構造が物理的または化学的に未破壊状態の木材片または草本片に添加することにより前記植物組織の分解を促進させ、セルロース等の植物由来物質を抽出する植物組織処理方法であって、前記植物組織の分解および前記植物由来物質の抽出を行う分割抽出処理を水酸化リチウムまたは水酸化ナトリウムのいずれかまたはそれらの組み合わせを主剤とする植物組織処理剤の存在下、常温、常圧で行うことを特徴とする植物組織処理方法。
【請求項２】
前記分解抽出工程の後、浸漬液に溶出している前記植物由来物質を抽出する浸漬液処理工程と、前記植物組織の残渣に残存している前記植物由来物質を抽出する残渣処理工程を含む植物組織処理方法。
【請求項３】
前記浸漬液および前記植物組織の残渣を水洗して得た液体に対して、二酸化炭素を反応させ、液分中に含まれている前記主剤中の金属元素を炭酸加工物として回収する回収工程を備えた請求項１または２に記載の植物組織処理方法。
【請求項４】
前記植物組織が、木材、草本、製紙工程から排出されるパルプ液に含まれる植物片残渣のいずれかである請求項１から３のいずれか１項に記載の植物組織処理方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の植物組織処理方法で用いる前記主剤からなる植物組織処理剤。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の植物組織処理方法により抽出した植物由来物質を包含した原料組成物。
【請求項７】
請求項１に記載の植物組織処理方法により、前記植物組織の分解を促進させ、前記植物組織の体積を小さくする植物組織の嵩低減方法。
【請求項８】
前記植物組織が、稲わら、麦わら、ササ、ススキ、スイッチグラス、ジャイアントミスカンサス、木材間伐材樹皮のいずれかまたはそれらの組み合わせである請求項７に記載の植物組織の嵩低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物組織構造が物理的または化学的に未破壊状態の木材片または草本片の植物組織に添加することによって、その植物組織の分解を促進し、セルロース等の植物由来物質を抽出する植物組織処理方法、その主剤、その植物組織処理方法で抽出した原料組成物、および植物組織の嵩低減方法に関する。特に、大掛かりな処理装置を用いたり過剰なエネルギーを投入したりすることなく植物組織を簡単に分解し、植物組織から植物組織由来物質を容易に抽出することができるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
木材は、古くから多く利用されており、建築材料、燃料、紙パルプ材料など、その用途は多様である。このように伝統的には構造物としての木材そのものや、ほぐした木質繊維の利用が中心であった。
近年は、木材や草本類に含まれる植物組織由来物質を取り出して化合物としての素材利用が注目されている。近年、木材や草本等の植物組織から抽出される植物組織由来物質はそれぞれ産業上の利用価値があり、それら抽出物を多様な用途で積極的に利用する試みが進んでいる。
【０００３】
木材や草本等の植物組織は、化学構造が異なる多種多様な物質が含まれている複合体である。植物組織を構成する物質としては、セルロース、ヘミセルロース、リグニン、タンニン、スベリンなどが含まれている。そのため、これら植物組織由来物質を利用する際には、利用目的とする植物組織由来物質を植物組織から抽出し、それ以外の物質を除去しなければならない場合もあり得る。
セルロースは、例えば、衣料用繊維、合成樹脂の原料として利用が進んでいる。セルロースを分解して得られるグルコースは、バイオエタノールの原料になる等バイオマス関連において特に重要な物質である。
ヘミセルロースは、例えば、製紙のほか、他の抽出成分と合わせることにより化学製品の製造等に用いられ、工業原材料として広く用いられている。
リグニンは、例えば、セルロースなどと結合して細胞間を接着・固化する性質を利用した接着剤、医薬、消毒剤等の原材料として広く利用されている。
タンニンは、例えば、皮革の鞣し（いわゆるタンニン鞣し）に必要不可欠の物質であり、皮革工業に広く利用されている。
スベリンは、例えば、スベリン酸として、アルキド樹脂、ポリアミド等の製造原料となる物質であり、工業原材料として広く用いられている。
このように、植物組織由来物質には、多様な利用用途があり、産業上の利用価値は高く、工業原材料としての潜在的重要が大きいものである。
【０００４】
従来技術において、これら植物組織由来物質を得るための植物組織処理方法としては、高温高圧下で濃硫酸など強酸または強アルカリ（特に水酸化ナトリウム）を用いる加水分解法（特許文献１）、環状炭酸類と酸を用いた加水分解法（特許文献２）などが知られている。また、爆砕処理という爆発的な圧力変化により木質繊維などを物理的に破壊・破砕する処理方法も知られている。このように、木材を出発原料として素材利用する際には高温高圧下での処理や爆砕処理など多大なエネルギー投入が必須である。
【０００５】
また、近年バイオマス利用が進み、様々なバイオマス利用装置が稼働しているが、その炭素源であるバイオマスの安定供給、保存性の向上、輸送コストの低減などが課題となっている。バイオマスは、一般には、木材のみならず、稲わら、麦わら、ササ、ススキ、スイッチグラス、ジャイアントミスカンサスなどの草木や、木材間伐材の樹皮などが利用されている。木材の場合は塊のままでは運搬や保存に不便である。また、草木は嵩密度が低く体積が大きくやはり運搬や保存に不便である。いずれも植物組織の分解を促進して粉体化することが好ましい。
【０００６】
【特許文献１】特開平２−２３３７０１号公報
【特許文献２】特開平１１−８０３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、植物組織内の構成物質であるセルロースや植物由来物質の利用を目指して成分分離を行う上で、上記従来法は、いずれも高温高圧下において耐酸性または耐アルカリ性を持つ頑丈で大掛かりな高価な装置類や、爆砕処理という強烈な圧力変化に耐える頑丈で大掛かりな高価な装置類が必要となってしまうという問題がある。また、処理の過程で投入する酸、アルカリ、環状炭酸類、芳香族系グリコールエーテルなどの施用物を除去する後処理工程などが必要となり、コスト増加の一因になっていた。
【０００８】
また、一方、植物由来物質を抽出した植物組織残渣の有効利用を考えた場合、バイオマスの炭素源とすることができるが、木材や草木などから炭素源を製作する場合、木材の場合であれば塊のままでは運搬や保存に不便である。また、草木であれば嵩密度が低く体積が大きくやはり運搬や保存に不便である。いずれも植物組織の分解を促進して粉体化することが好ましい。
【０００９】
そこで、上記問題に鑑み、本発明は、大掛かりな処理装置を用いたり過剰なエネルギーを投入したりすることなく植物組織を簡単に分解しつつ、植物組織から植物組織由来物質を容易に抽出することができる植物組織処理剤および植物組織処理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】
【００１０】
本発明は、植物組織構造が物理的または化学的に未破壊状態の木材片または草本片に添加することにより前記植物組織の分解を促進させ、セルロース等の植物由来物質を抽出する植物組織処理方法であって、前記植物組織の分解および前記植物由来物質の抽出を行う分割抽出処理を水酸化リチウムまたは水酸化ナトリウムのいずれかまたはそれらの組み合わせを主剤とする植物組織処理剤の存在下、常温、常圧で行うことを特徴とする植物組織処理方法である。
本発明者らは、研究を通じて、水酸化リチウムや水酸化ナトリウムは、植物組織の破壊能力が大きく、工業用途に耐える程度の植物組織由来物質の植物組織処理剤として利用可能であることを初めて突き止めた。
【００１１】
本発明の植物組織処理方法は、高温高圧下で強酸や強アルカリによる加水分解処理や、爆砕処理などの高エネルギー処理ではなく、植物組織を簡単に分解しつつ、植物組織から植物組織由来物質を容易に抽出することができるものである。
木材、草本類の基本構成である植物組織はセルロース、ヘミセルロース、リグニンであり、セルロースを中心にヘミセルロース、リグニンが強固に絡み合った組織構造をしており、それら基本構造の分解が難しい。特にセルロースの抽出は難しい。従来技術では、木材資源を利用する際、爆砕処理等の物理処理や、高温高圧で強酸または強アルカリを用いた加水分解処理等の熱化学処理を行ってセルロースを抽出するという前処理工程が必須工程であったが、本発明は、従来技術における加水分解処理や爆砕処理等の前処理工程を一切用いずに、水酸化リチウムの持つ高い極性と浸透性によって容易にセルロースレベルまでの分解処理を実施できるという発見に基づくものである。
本発明の植物組織処理方法を用いれば、植物組織からセルロース、ヘミセルロース、リグニン、タンニン、スベリンなどの植物由来物質が取り出しやすくなる。
【００１２】
植物組織処理剤としては、水酸化リチウムまたは水酸化ナトリウムのいずれかまたはそれらの組み合わせが主剤である。配合としては、それら主剤の濃度は１ｗ％から一水塩を構成する５０ｗ％台まであり得るが、３ｗ％から１０ｗ％、特に７ｗ％程度が好ましい。植物組織をこれら濃度範囲の植物組織処理剤の水溶液に常温常圧で浸漬させることにより、比較的短期間の処理時間によって植物組織から内部の植物組織由来物質を抽出することができる。
植物組織としては、木材、草本、製紙工程から排出されるパルプ液に含まれる植物片残渣などを利用することができる。
【００１３】
本発明の植物組織処理方法において、植物由来物質を効率的に収集するため、上記の分解抽出工程の後、さらに、浸漬液に溶出している植物由来物質を抽出する浸漬液処理工程と、植物組織の残渣に残存している植物由来物質を抽出する残渣処理工程を後続させることができる。
本発明者らは実験を重ねた結果、分解抽出工程の結果、分解した植物由来物質は浸漬液側にも溶出するし、残渣側にも残存している。浸漬液側にはセルロース分子やヘミセルロース分子の形で溶出しており、残渣側には一部が植物組織として維持されている部分が残っている場合もあるが、内部では植物組織が破壊され、セルロース分子内の水素結合やヘミセルロース分子などの共有結合が断裂している割合が多くなっている。
【００１４】
主剤として使用したリチウムやナトリウムの回収に関しては、浸漬液および植物組織の残渣を水洗して得た液体に対して、二酸化炭素を反応させ、液分中に含まれている主剤中の金属元素を炭酸加工物として析出して回収する回収工程を備えることができる。
【００１５】
植物組織残渣側の処理としては、水洗工程での水洗処理後の植物組織残渣を乾燥させる乾燥工程と、乾燥工程での乾燥処理後の植物組織残渣を粉砕する粉末化工程を備えた製造工程により、効率的に植物組織の粉体を得ることができる。例えば、粉体化後、バイオマスの原料として使用することもできる。
【００１６】
また、本発明は植物組織の嵩低減方法に応用することができる。つまり、本発明の植物組織処理方法を用いて植物組織の分解抽出工程を促進させれば、植物組織の嵩密度を増加せしめて体積を小さくすることができる。
【００１７】
植物組織の嵩低減方法に適した植物組織としては、稲わら、麦わら、ササ、ススキ、スイッチグラス、ジャイアントミスカンサス、木材間伐材樹皮などがある。バイオマスの原料として様々なものがあるが、これらは比較的に体積が大きく保存に不利であるところ、本発明の嵩低減方法を用いれば植物組織の保存コストを低減させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の植物組織の分解を促進する植物組織処理方法によれば、木材や草本等の植物組織を常温常圧下で水酸化リチウム溶液や水酸化ナトリウム溶液のいずれかまたはそれらの組み合わせの主剤に浸漬するという極めて簡単な工程により、植物組織から植物組織由来物質を抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の植物組織処理方法の工程を簡単に示すフロー図である。
【図２】圧縮試験にかけたスギ試験片の耐圧変化の結果を示す図である。
【図３】図２の結果をグラフ化した図である。
【図４】圧縮試験にかけたブナ試験片の耐圧変化の結果を示す図である。
【図５】図４の結果をグラフ化した図である。
【図６】セルロース反応工程（５）の結果得られたグルコース収量結果を示す図である。
【図７】植物組織の分解抽出工程、その後取り出した植物組織残渣の水洗工程、さらに乾燥工程の結果を示す図である。
【図８】植物組織の乾燥工程後に取り出した植物組織残渣の状態および粉砕のし易さを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の植物組織の分解を促進する植物組織処理方法および植物組織処理剤の実施形態を説明する。ただし、本発明の技術的範囲は以下の実施形態に示した具体的な用途や形状・寸法などには限定されない。
【実施例１】
【００２１】
本発明の植物組織処理方法の工程について説明する。
図１は本発明の植物組織処理方法の工程を簡単に示すフロー図である。
本発明の植物組織処理方法の工程の概略は、原料となる木材や稲わらなどの植物組織に対して植物組織処理剤を添加し、植物組織の分解抽出工程を促進させ、植物由来物質を抽出する方法である。この本発明の植物由来物質の製造方法によって製造した植物由来物質は、それらを包含する原料組成物として得られ、様々な工業用途に利用可能な原材料となり得る。
なお、本発明の植物組織処理方法の必須の工程は、分解抽出工程（１）であり、その他の分離工程（２）〜セルラーゼ反応工程（６）などは一例に過ぎず、用途や内容に応じてそれら工程の他にも多様な処理工程があり得る。
本実施例１では以下、分解抽出工程（１）について中心に述べる。
【００２２】
図１に示した分解抽出工程（１）において、投入される原材料となる植物組織としては、木材、草本の天然植物資源や、化学処理済みの植物資源などで良い。例えば、天然植物資源としては、稲わら、麦わら、ササ、ススキ、スイッチグラス、ジャイアントミスカンサス、木材間伐材樹皮のいずれかまたはそれらの組み合わせなどで良い。例えば、化学処理済みの植物資源としては、製紙工程から排出されるパルプ液に含まれる植物片残渣などなども利用可能である。
【００２３】
また、図１に示した分解抽出工程（１）において、投入される植物組織処理剤は、水酸化リチウムまたは水酸化ナトリウムのいずれかまたはそれらの組み合わせを主剤とするものである。この例は、水酸化リチウムとする。
なお、本発明の植物組織処理剤は、同じアルカリ金属水酸化物であっても、他のアルカリ金属水酸化物を主剤とするものを用いてもかならずしも本発明と同等の効果を得ることはできない。一般的に、アルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム溶液、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液、水酸化カルシウム溶液などが広く用いられているが、植物組織の破壊能力についてはアルカリ金属水酸化物すべてに広く見られる性質とまでは言えない。本発明者らの研究により、水酸化リチウムの持つ植物組織の破壊能力は、他のアルカリ金属水酸化物の持つ植物組織の破壊能力より明確に大きいことを初めて突き止めた。また、水酸化ナトリウムは水酸化リチウムに比べて植物組織の破壊能力は若干劣るものの、本願の植物組織処理剤として排除するものではない。
【００２４】
植物組織処理剤のｐＨは、ｐＨ１３以下の弱アルカリ性に調製した。
温度および圧力は、常温常圧で施用させれば良いが、処理速度の一層の向上のため高温高圧下の処理環境とすることを排除はしない。例えば、温度は５℃から２００℃の範囲が好ましい。
【００２５】
以下、植物組織処理方法の分解抽出工程の検証実験について述べる。
［試験片］
実験に用いる植物組織の試験片として、スギ、ブナを用意した。
用意した各々の試験片は、１ｃｍ角で高さを２ｃｍとした。
【００２６】
［植物組織処理剤の調製］
本発明の植物組織処理剤として、水酸化リチウムを用意した。植物組織処理剤として水酸化リチウム濃度は７ｗ％となるよう調製した。量はビーカーに入れた木片が十分に浸漬される程度の量を用意した。ｐＨは１０から１２程度になるよう調製した。
比較製剤として、同じアルカリ金属水酸化物である水酸化ナトリウムを用意した。植物組織処理剤として水酸化ナトリウム濃度は１１．８ｗ％とした。ｐＨは１０から１２程度になるよう調製した。
【００２７】
［植物組織処理方法］
植物組織処理方法は、用意した試験片をビーカーに入れ、試験片が十分に浸漬する程度、植物組織処理剤を投入し、浮かないようガラス栓により押さえた。
そのまま、所定時間の経過を待った。
【００２８】
［効果検証］
植物組織の破壊の進行は、試験片の耐圧強度の変化を調べる圧縮試験にかけることで評価した。試験片の初期状態はいわゆるコルク質、木質のもので硬くまとまっており、崩れることはない。しかし、植物組織の破壊が進行するといわゆる脆くなり始め、進行が進むと粗い粉体のような破壊状態になってゆく。この物理的変化は試験片の圧縮耐圧変化を調べることで評価できる。
【００２９】
［結果］
植物組織の破壊の進行については、水酸化リチウム溶液に浸漬した試験区分は、いずれも水酸化ナトリウム溶液に浸漬した試験区分よりも破壊が進行していることが確認できた。
水酸化リチウム溶液に浸漬したスギ材、ブナ材についてはそれぞれ試験時間内では粉体までの破壊はなかったが脆くなっていることが触感により確認できた。なお、参考までにコルク材を用いた場合は、粗い粉体、いわゆる粉々になるまでの破壊が見られた。
一方、水酸化ナトリウム溶液に浸漬したスギ材、ブナ材についても試験時間内では木材の硬さの変化が小さいことが触感により確認できた。なお、参考までにコルク材の試験区分では、表面の一部は粗くなり一部が分解されているもののかなりの弾力が残っており、破壊の進行が小さいことが分かった。
【００３０】
スギ材の圧縮試験にかけた試験片の耐圧変化の結果を図２および図３に示す。図２は測定結果、図３はそれをグラフ化したものである。
図２および図３に示すように、水酸化リチウム溶液に浸漬したスギ材の試験区分は脆性が大きくなるよう変化していることが分かる。水酸化ナトリウム溶液に浸漬したスギ材の試験区分も同様、脆性が大きくなるよう変化していることが分かる。
また、ブナ材の圧縮試験にかけた試験片の耐圧変化の結果を図４および図５に示す。図４は測定結果、図５はそれをグラフ化したものである。
図４および図５に示すように、水酸化リチウム溶液に浸漬したブナ材の試験区分は脆性が大きくなるよう変化していることが分かる。水酸化ナトリウム溶液に浸漬したブナ材の試験区分も同様、脆性が大きくなるよう変化していることが分かる。
【００３１】
次に、植物由来構造物の溶脱について述べる。
水酸化リチウム溶液に浸漬した試験区分は、スギ材、ブナ材のいずれも試験区分でも溶液の色が時間経過とともに透明色から茶系の濃色に変化しており、植物由来構造物が溶脱している様子が見られた。
一方、水酸化ナトリウム溶液に浸漬した試験区分は、溶液の色の変化が水酸化リチウム溶液に浸漬した試験区分より早いが、溶液の色が両者では若干違った。
【００３２】
図２〜図５の結果から、水酸化リチウムを主剤とする本発明の植物組織処理剤によれば、常温常圧で植物組織を破壊し、組織内部にある構成物を溶脱させる働きがあることが検証できた。
【実施例２】
【００３３】
実施例２は、植物組織処理の分解抽出工程の結果得られた浸漬液側の利用と、残渣側の利用を説明する。
本実施例２は、実施例１に示した植物組織の分解抽出工程を経て得られた浸漬液または植物組織残渣に対する後処理を行い、バイオマスの炭素源等の有用物質を得るものである。
【００３４】
［浸漬液の分離工程］
図１の浸漬液側の工程として、分離工程（２）について述べる。
本発明の植物組織処理剤を用いた分解抽出工程の後、浸漬液には植物由来構成物質の一部が溶出している。図１に示すように、分解抽出工程の後工程である分離工程により利用可能な形に分離することができる。分離・抽出の方法は様々あり得る。
植物由来物質の中には、いわゆる水溶性のものと油溶性のものがあるが、これらは油分と水分の分離によりそれぞれ分離抽出することができる。図１に示す分離工程により、分離抽出した水分層に溶存している水溶性成分は脱水処理により濃縮することができ、また、油分層に溶存している油溶性成分は脱油処理により濃縮することができる。
【００３５】
次に、残渣側の処理として、図１の水洗工程（３）以降について述べる。
図１の水洗工程（３）は、分解抽出工程（１）の後、分解処理済の植物組織残渣を取り出して水洗する工程である。分解抽出工程（１）では植物組織処理剤に浸漬されているので植物組織内部には植物組織処理剤が多量に残存している。この植物組織処理剤の成分はバイオマスの炭素源生成には不要であるので、除去する必要がある。植物組織処理剤は実施例１で示したように水酸化リチウムなどのアルカリ金属化合物であるので水溶性を示すので、水洗することによりほぼ洗い流すことが可能である。
水洗工程（３）の後、植物組織残渣は乾燥工程（５）に移行し、水洗した水洗処理水はリチウム回収工程（４）に移行する。
【００３６】
リチウム回収工程（４）は、水洗処理水に包含されているリチウムを回収する工程である。リチウムは素材として経済価値のあるものであり、分解抽出工程に使用した水酸化リチウムはそのまま廃棄するのは勿体なく、リチウムを回収して再利用することが好ましい。
リチウム回収工程（４）では水洗処理水に対して二酸化炭素を投入する。
水酸化リチウムは、二酸化炭素を加えることにより、炭酸リチウムに変化させると溶解度が大きく変化して沈殿するため、リチウムは炭酸リチウムの形で容易に回収することができる。
2LiOH・H2O+CO2 → Li2CO3+3H2O
炭酸リチウムの形でも経済価値の大きな物質であり、そのまま炭酸リチウムとして利用も可能である。
【００３７】
また、炭酸リチウムに対して水酸化カルシウムを反応させることにより、水酸化リチウムを生成して再利用することも可能である。
Li2CO3＋Ca(OH)2 → 2LiOH+CaCO3
【００３８】
セルラーゼ反応工程（５）は、水洗工程（３）の処理後の植物組織残渣中に残存しているセルロースに対して、（１→４）−β−グルコシド結合の加水分解酵素であるセルラーゼを施用してセルロース分解を行う工程である。
セルロース分解酵素であるセルラーゼには多様な菌がある。用いる菌種は限定されず、セルロース分解を行うものであれば良い。
セルラーゼ反応工程はセルロースを分解してグルコースを生成する反応である。
【００３９】
次に、濾過工程（６）について述べる。残渣側の工程におけるセルラーゼ反応工程（５）により生成されたグルコースを濾過により取り出す工程である。
グルコースは糖化が進んだ物質であり、例えば、バイオエタノールを得るための基本原料となるものであり、バイオマス利用に適した物質である。
グルコースは液分に溶出しているので、濾過工程（６）によりグルコースと、残渣を簡単に分離することができる。
【００４０】
濾過工程（６）で残渣として回収されたものは、脆くなっており、特別な粉砕機でなくともボールミル等の汎用的な粉砕機を用いて粉砕することができ、それもバイオマス源として利用用途に応じた原料となる。
これらの工程で得られたセルロースに対してセルロース分解酵素であるセルラーゼを適温で反応させれば、セルロース分解反応によりグルコースを生成することができる。
【００４１】
［検証実験］
以下、図１に示した分解抽出工程（１）と水洗工程（３）とセルラーゼ反応工程（５）をトレースし、グルコース生成に関する検証実験について述べる。
実証実験を通じて、本発明の植物組織処理方法によりセルロースが取り出すことができ、優れたグルコース収量が得られるということを示す。
まず、分解抽出工程（１）をトレースする実験に用いた植物組織の試験体は、スギ木屑１．０ｇとした。
【００４２】
分解抽出工程（１）における植物組織処理剤として、水酸化リチウムを用いた試験区分と、水酸化ナトリウムを用いた試験区分を用意した。
水酸化リチウムを用いた試験区分では、７ｗｔ％の水酸化リチウム溶液を用いた。水酸化ナトリウムを用いた試験区分では、１１．８ｗｔ％の水酸化ナトリウム溶液を用いた。
分解抽出処理工程における浸漬時間は６０分とした。
【００４３】
次に、分解抽出工程（１）の結果として得られたスギ木屑の残渣を約６０分間流水にさらして水洗することにより水洗工程（３）をトレースした。
次に、セルラーゼ反応工程（５）を行った。
水洗工程（３）後のスギ木屑残渣に対して、適度な水分を含ませて試験片の温度を５２〜５５℃に保ち、セルラーゼとしてトリコデルマ由来セルラーゼを添加し、セルロース反応工程（５）を行った。
【００４４】
図６は、セルロース反応工程（５）の結果得られたグルコース収量結果を示す図である。
図６に示すように、スギ木屑１．０ｇから優れた収量のグルコースが得られたことが分かる。なお、水酸化リチウムを主剤とするもの方が水酸化ナトリウムを主剤とするものより収量が大きいことが分かる。
【実施例３】
【００４５】
実施例３として、本発明の植物組織処理方法を適用し、植物組織の分解を促進させて植物組織の体積を小さくする嵩低減方法の実施例について述べる。
以下の検証実験では、植物組織として「稲わら」を用いた例として各工程の結果を検証する。
また、比較実験として、本発明の水酸化リチウムを主剤とした植物組織処理剤を用いた試験区分（以下、水酸化リチウム溶液試験区分と略記する。）と、水酸化ナトリウムを主剤とした植物組織処理剤を用いた試験区分（以下、水酸化ナトリウム溶液試験区分と略記する。）と、コントロールとして植物組織処理剤を用いずに単なる精製水を用いた試験区分（以下、精製水試験区分と略記する。）を用意して実験した。
【００４６】
実験に用いる植物組織である稲わらは、あらかじめ自然乾燥し、約３０ｍｍの長さにカットしたものを用いた。カットした稲わらを０．５ｇずつ用意した。
各試験区分において、水酸化リチウム溶液の濃度は７ｗ％、ｐＨは１０から１２程度になるよう調製されており、水酸化ナトリウム溶液の濃度は１１．６ｗ％、ｐＨは１０から１２程度になるよう調製したものを用いた。
図１における分解抽出工程（１）は、各試験区分とも溶液に６時間浸漬することで行った。
なお、分解抽出工程（１）の結果得られた植物組織残渣は乾燥させて保存に適した形態とすることが好ましい。
【００４７】
図７は、植物組織の分解抽出工程、その後取り出した植物組織残渣の水洗工程、さらに乾燥工程の結果を示す図である。
図７（ａ）は、植物組織の分解抽出工程（１）の結果を示す図である。
図７（ａ）に示すように、水酸化リチウム溶液試験区分では浸漬溶液の色が時間経過とともに透明色から茶系の濃色に変化しており、植物由来構造物が溶脱している様子が見られる。
【００４８】
一方、水酸化ナトリウム溶液試験区分では、溶液の色の変化が水酸化リチウム溶液試験区分の溶液の色の変化とは若干違っているが、時間経過とともに透明色から茶系の濃色に変化しており、植物由来構造物が溶脱している様子が見られる。
精製水試験区分では精製水は透明のままであり特段何も溶脱していないことが分かる。
【００４９】
図７（ｂ）は、それぞれの試験区分から植物組織残渣を取り出した様子を示す図である。水酸化リチウム溶液試験区分ではかなり脆くなっていることが触感で感得された。水酸化ナトリウム溶液試験区分では全体に粘り気があり、若干植物組織が軟らかくなっているようであったが脆くなっているとまでは言えないことが触感で感得された。精製水試験区分は明らかに湿っているのみである。
【００５０】
図７（ｃ）は、水洗処理工程（３）を終えた状態の各試験区分の植物組織残渣の様子を示す図である。なお、ナイロン製ナット上で１８日間、風通しの良い屋内で室内風乾を行なった。
水酸化リチウム溶液試験区分では乾燥してさらに脆くなっていることが触感で感得された。水酸化ナトリウム溶液試験区分では乾燥により少し縮んだ感じであるが繊維がしっかりと残存しており脆くなっているとまでは言えないことが触感で感得された。精製水試験区分は原材料の稲わらの初期状態に戻った感じであった。
【００５１】
図８は、植物組織残渣の粉砕し易さを示す図である。
図８の上段は、植物組織残渣を簡単に指で擦った状態を示す図である。
水酸化リチウム溶液試験区分では、植物組織残渣が脆くなっており、指でも簡単にすり潰すことができ、繊維状に残るものは少なく、バラバラな小さな破砕片に砕けた。水酸化リチウム溶液試験区分では、浸漬時間を長くしたり撹拌を加えたりすることで繊維まで分解することができることが分かる。
【００５２】
一方、水酸化ナトリウム溶液試験区分では、植物組織残渣が軟らかくなっており、指でも押し潰すことができたが、繊維に沿って裂ける程度であり、小さな破砕片に砕けることはなかった。
精製水試験区分では、稲わらが乾燥しただけであり割ること自体も容易とは言えないものであった。
【００５３】
次に、図８の下段は、植物組織残渣を乳鉢ですり潰した状態を示す図である。
水酸化リチウム溶液試験区分では、植物組織残渣が脆くなっているので、乳鉢で軽く擦る程度でもすり潰すことができ、小さな粉体状になった。さらに力を込めて乳鉢ですり潰せばより粉末化が進んでいくことが分かった。つまり、植物組織残渣は容易に粉末化できるものであることが分かった。
【００５４】
一方、水酸化ナトリウム溶液試験区分では、植物組織残渣が軟らかくなっており、繊維に沿って裂けて行くが、繊維がバラバラになるだけで小さな破砕片になることはなかった。つまり、植物組織残渣は容易に粉末化できるものでないことが分かった。
【００５５】
なお、図８に示した結果から、本発明の植物組織処理方法によって植物組織残渣を効果的に粉末化することができる結果、嵩張っていた植物組織を粉末化することにより嵩密度を上げることができ、体積を小さくすることができることが分かる。
このように、植物組織をバイオマスの炭素源として利用する材料として体積を減らせることができれば、輸送、保存などのコストを低減することができる。
以上の検証は、小規模で手作業中心の検証であったが、ボールミルなどの機械的な粉砕機を用いて粉末化することができることは容易に理解できよう。
【００５６】
以上、本発明の植物組織の分解を促進する植物組織処理方法、その主剤、その植物組織処理方法で抽出した原料組成物、および植物組織の嵩低減方法の実施例が示された。
【００５７】
本発明によれば、植物組織をバイオマスの炭素源としての原材料へ生成する処理において、従来技術では必要とされていた、消費されてしまう処理剤（化学薬品）や、大掛かりな機械装置や、多量なエネルギーなどを不要とし、非常に簡易な方法かつ使用する処理剤も消費せずに、木材、草本類の植物組織から有用な植物由来成分を抽出することができ、かつ、植物組織を粉体化することができる。
特に、草本系抽出後の植物組織残渣、例えば稲わらの場合では、容易にその体積を数十分の一位に小さくすることが出来、生産地から消費地までのカーボンマイレイジ低減に大きく寄与するものである。貯蔵コストも低減できる。
【００５８】
本発明を用いれば、大きな土地も・大規模な装置も必要としないため、従来は農業の現場では活用が難しかった木材、草本類の植物組織から植物由来物質を簡易に抽出することおよびバイオマスの炭素源材料を得ることができ、農業地域での新しい雇用も生み出す可能性も持っている。
【００５９】
リチウムはバッテリーなどの材料として工業的利用が進んでいるが、水酸化リチウムをこのような形態で植物組織処理に活用することは現在まで無かったところ、新たな活用を見出した意義もある。無機材料で塩基性の化合物としては水酸化ナトリウムが多用されてきたが、水酸化リチウムは同じ塩基性を示す化合物であるところ両者には植物組織に対する分解能力において大きな差があることを見出した。
【００６０】
今般、本発明にあたって、見出した水酸化リチウムの植物組織に対する分解能力、植物由来物質の抽出能力は今まで知られていなかった水酸化リチウムの効果であり、当該効果を、発明者２名の名前を取って「吉村・堀井効果」と称することとする。
【００６１】
以上、本発明の植物組織処理剤および植物組織からの植物由来物質の製造方法の構成例における好ましい実施例を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、現在低迷している国内林業の活性化と、それ程大規模ではないにしろ、地域振興の一翼を担えることが考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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