LAAN-A-LC080

SHIMADZU APPLICATION NEWS
島津アプリケーションニュース●高速液体クロマトグラフィー

L374

No.

HIGH PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPHY

バイオ燃料の分析（その３）バイオエタノール製造における糖類の分析
Analysis of Biofuel (Part 3)
Determination of Saccharides in Bioethanol Production

バイオエタノールは，サトウキビやトウモロコシをはエタノールを製造するための研究が活発に行われています。

じめとする様々なバイオマス原料を用いて，これらに由

ここでは，蒸発光散乱検出器 ELSD-LT2 を用いたバ来する糖を発酵させることにより製造されています。まイオエタノール生成に関係する糖類の分析例をご紹介した最近では，食料や飼料と競合しない木質系バイオマスます。

中のセルロースやヘミセルロースを原料として，バイオH.Terada■単糖類の分析
Analysis of Monosaccharides
バイオマス原料により，構成されている糖とその量がここでは，グルコース，キシロース，アラビノース，異なります。でんぷん，セルロースやヘミセルロースなガラクトース，マンノースとセロビオース※を，アミノ系どを分解した後にどのような単糖類がどれだけ含まれてシリカカラムを用いた親水性相互作用クロマトグラフィー

いるかをあらかじめ調べることは生成されるエタノール（HILIC）で分離し，蒸発光散乱検出器（ELSD）を用い量にも関わり非常に需要です。て検出しました。目的成分が溶出した後にカラム洗浄工

バイオマス原料中の単糖類として，グルコース，キシロー程を加えたグラジエント溶離法により一斉分析を行ってス，アラビノース，ガラクトースとマンノースを分析すいます。分析条件をTable 1に示します。上記6成分の混合る方法が ASTM E 1758-01 （米国材料試験協会規格）や標準試料を分析したクロマトグラムをFig.1に示します。

NREL（国立再生可能エネルギー研究所）のテクニカルレ
ポート TP-510-42618 に収載されています。両分析法と※NREL TP-510-42618 において，セロビオースは加水分解の進行度の確認用に分析されています。

も，原料であるバイオマス中の多糖類を硫酸で加水分解させ，生成した単糖類を配位子交換モードで分離して示差屈折率検出器で検出する方法が紹介されています。
mVTable 1

分析条件
Analytical Conditions: Unison UK-Amino (250 mm.L × 4.6 mmI.D. 3 μm)
ColumnMobile Phase : A ; Water
B ; Acetonitrile
B Conc.95 % (0 min) → 89 % (12 min) → 70 % (25 min)→ 30 % (25.01-30 min) → 95 % (30.01-40 min)
: 1.0 mL/min
Flow Rate
Column Temp. : 45 ˚CInjection Vol. : 10 μL: ELSD-LT2
Detection
Temperature : 40 ˚C:6Gain
Nebulizer Gas : N2Gas Pressure : 350 kPa

11010090807060■ Peaks
1. Arabinose
2. Xylose
3. Mannose
4. Galactose
5. Glucose
6. Cellobiose

6350

1402530

420100-100.0

Fig.1

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0min

単糖類5成分とセロビオースのクロマトグラム（各0.5 g/L）
Chromatogram of a Standard Mixture of 5 Monosaccharides
and Cellobiose (0.5 g/L each)

No.L374■オリゴ糖の分析
Analysis of Oligoaccharides
糖化処理では多糖であるでんぷん，セルロースやヘミ記オリゴ糖を分析することにより，糖化処理の進行につセルロースなどを単糖まで分解します。糖化過程では糖いての情報を得ることができます。

鎖が切れてオリゴ糖が中間生成物として生成しますが，Fig.2にマルトオリゴ糖，Fig.3にセロオリゴ糖※，Fig.4

原料として用いられるバイオマスにより，これらオリゴにキシロオリゴ糖※を分析したクロマトグラムをそれぞれ糖の種類が異なります。でんぷんからはグルコースがα1-示します。Table 2には分析条件を示します。

4グリコシド結合したマルトオリゴ糖が，木質系のバイオ

これらオリゴ糖をバイオマスの糖化処理液は，原料がマスに含まれているセルロースからはグルコースがβ1-4多糖類であるため親水性の高い夾雑成分が非常に多く含グリコシド結合したセロオリゴ糖が生成します。同じくまれていると考えられます。HILICでは，これら夾雑成分木質系のバイオマスに多く含まれるヘミセルロースにはがカラムに強く保持されるため，目的成分溶出後にカラキシラン，マンナン，グルコマンナンが含まれており，ム洗浄工程を加えることにより，これら成分がカラムに代表的なキシランからはキシロースがβ1-4 グルコシド結残存することを防いでいます。

合したキシロオリゴ糖が生成します。糖化処理工程で上mVTable 2150

分析条件
Analytical Conditions

125Column: Unison UK-Amino (250 mm.L × 4.6 mmI.D. 3 μm)
Mobile Phase : A ; Water
B ; Acetonitrile
B Conc.90 % (0 min) → 90 % (5 min) → 55 % (30 min)→ 30 % (31-36 min) → 90 % (36.01-51 min)
: 1.0 mL/min
Flow RateColumn Temp. : 25 ˚CInjection Vol. : 10 μL: ELSD-LT2
Detection
Temperature : 40 ˚C:6Gain
Nebulizer Gas : N2
Gas Pressure : 350 kPa

100■ Peaks
1. Glucose
2. Maltose
3. Maltotriose
4. Maltotetraose
5. Maltopentaose
6. Maltohexaose

5463275

1502500.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0minFig.2 マルトオリゴ糖類のクロマトグラム（各0.5 g/L）
Chromatogram of Malto-oligosaccharides (0.5 g/L each)

80
70
6050mV150■ Peaks
1. Glucose
2. Cellobiose
3. Cellotriose
4. Cellotetraose
5. Cellopentaose
6. Cellohexaose

125100352402032461■ Peaks
1. Xylose
2. Xylobiose
3. Xylotriose
4. Xylotetraose
5. Xylopentaose
6. Xylohexaose

75

430mV

50

52510000.0

61

5.0

10.0

15.020.025.030.00.0min

Fig.3 セロオリゴ糖類のクロマトグラム（0.2-0.5 g/L）
Chromatogram of Cello-oligosaccharides (0.2-0.5 g/L)

5.0

10.0

15.0

20.0

25.030.0min

Fig.4 キシロオリゴ糖類のクロマトグラム（0.2-0.6 g/L）
Chromatogram of Xylo-oligosaccharides (0.2-0.6 g/L)

※ セロオリゴ糖類およびキシロオリゴ糖類は，神戸大学大学院工学研究科応用化学専攻生物化学工学研究室様よりご提供いただきました。

初 版 発 行：2009年1月

分析計測事業部
応用技術部※本資料は発行時の情報に基づいて作成されており，予告なく改 訂 す ること が ありま す 。改 訂 版 は 下 記 の 会 員 制 W e bSolutions Navigatorで閲覧できます。
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2009.1