Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
## （４）随伴侵入生物リスク評価手法の開発

随伴侵入生物のリスク評価は以下のような項目を提案する。

## Ⅰ．歷史的・地理的特性

1. 適地の気象条件

①繁殖・増殖に国内の気候が適しているか

②寄主（便乗寄主を含む）にとって国内の気候が適しているか

### 2. 過去の履歴

①人工的な環境（ハウスや畑地など）に適応している

②ほかの国や地域で侵入履歴がある

③病害虫化したことがある

④既に国内で定着している記録はない

3．生物地理的特性

①同じ地域外からの侵入

## Ⅱ．生物学的·生態学的特性

4．随伴形態（見つけやすさ）

①寄生性／便乘性

### 5 \. 增殖

① 1 個体からの増殖が可能

②侵入先に増殖可能なホストがいる

③潜在的な増殖率が高い（大発生の可能性がある）

## 6 ．移動分散

①風

②便乗または寄主と共に移動

③水

④主に人為

⑤一度に大量に分散

### 7. 抵抗性

①環境耐性のあるステージを持つ

②薬剤抵抗性が記録されている

③天敵が侵入地に分布していない

## Ⅲ．経済への影響

8．病原体・害虫のステイタス

①農業病害虫

②林業病害虫

③绿化植物·庭園病害虫

④人の健康への負の影響

⑤日常生活の質を低下させる（不快害虫、設備の劣化など）

9．対象作物の重要性

①国内の主要作物の病害虫である（または主要作物に間接的に負の影響を与える）
②国内の広域で栽培（飼育）されている作物に影響がある

③寄主範囲が広い／多くの作物に影響がある

### I V. 生態系への影響

①自然生態系内で競争排除が起こる

②ホストを殺傷する

③生態系の優占種あるいはキーストン種に大きな負の影響を与える

④上記以外の重要な種（希少種、フラグシップ種など）に負の影響を与える

それぞれは質問形式であり、正は1～2，負は0で得点する。また非意図的に導入される外来種の多くは、事前に生態がわかることはほとんどない。そのため不明な事項は近縁種から推測する。また無理に点数をつけずに、プラス評価とすることで、図10のように示すことができる。

これまでにIUCNの侵入生物ワーストリストに掲載されたり、病害虫として複数の国で検疫・防除の対象となったりしている生物を使ってリスク評価を行ってみた。その結果、合計点37点としたとき、スコアが10以下は低リスク、11～19は中程度のリスク、20～は高リスクと評価することが適当であると考えた。これを元に最近日本での定着が確認された随伴寄生生物を評価したところ、ほとんどの寄生者が低～中程度のリスクと評価された。しかし検疫対象ではない製材やチップ、生昆虫などの輸入品には多くの寄生生物が生きたまま随伴して導入されていることから、これらの輸入物品は侵入経路として警戒する必要があると考えた。

図10. 随伴菌のリスク評価結果

色の薄い部分は不明のため＋とした項目
本手法では農林業害虫や人に健康被害を与える病原菌などの寄生生物が、必ずしもハイリスクとは評価されない。これは生態系リスクをより高く評価できるように手法開発を行ったためである。農林業病害虫や病原菌はリスク項目Ⅲ—8で確認の後、それぞれ農林水産省、厚生省などの担当機関で処理することを想定した。従って本手法によってのみ評価する場合は、項目に対して重み付けをする必要があると考える。また項目への回答が不明な場合は、プラスとして1点と同様に扱うことを試みたが、既に侵入生物化した生物の侵入前後を想定してプラス評価に対する検討を行った結果、プラスは侵入後に0になることもそのまま1点となることもあった。外来生物は在来生態系にはなかった異分子であることから、基本的には定着前に駆除すべきと考える。しかし実際は防除コストとの関係から駆除が決定されることから、プラスの数は実際のリスクというよりは、駆除決定の判断材料として利用されるべきだろう。

今後はこれらの検疫手法等について開発が必要である。本研究では侵入経路のリスク評価に利用した。その結果、既に検疫対象となっている生花や土、樹皮などのリスクは高かった。現在検疫の対象になっていない製材や加工材、輸入が許可されている生きた昆虫類は、リスクの高い寄生生物を随伴させてはいなかったが、随伴生物そのものは種類、頻度共に高かった。これらのことから生物資材に関しては、輸入直前の薬剤等による処理やランダムなチェックが必要といえる。また肉眼で見ることのできない生物に対しては検疫の技術を高度化すると共に、輸入の事前に文献等を利用した随伴生物のチェックを行うことが必要であると考える。

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

寄主と寄生生物の共進化はしばしば推測されているが、共進化関係を破壊した場合や、ホストスイッチが起こることを想定したリスク評価はほとんど行われていない。本サブテーマでは生物資材に随伴して侵入する小型生物のインベントリ作成を大きな目的としているが、生体試料を入手した際には操作実験等を用いて、リスク評価を行っている。ホストスイッチは予測が難しく、また室内操作実験の結果をどのように評価すべきかについても合意は得られていない。クワガタムシの事例のように、過去にホストスイッチが起こったと推測できる試料に基づく生態観察やスイッチの年代推定などは、この点に関して貴重な知見となる。現在までのところ本サブテーマによる知見から、寄生生物は共種分化とホストスイッチを繰り返しながら、新たな共生関係を構築してきたと考える。

タイワンタケクマバチの分布拡大予測のために、低温反応を調べた。その結果、このハチは日長等ではなく単に低温によって不活発になること、外気温が-3℃より低くなり凍結することによって死亡することが示唆された。このことは熱帯性の生物の分布拡大予測に関して重要な知見となる。

## （２）環境政策への貢献

1）22年度愛知県移入種検討会において、本研究における分布拡大調査と生態解明によりタイワンタケクマバチが公表すべき移入種の候補となった。

2）タイワンタケクマバチが定着した豊田市を中心に、研究者を中心としたタイワンタケクマバチ談話会を結成した。今後越冬巣の防除など、市民参加型の外来種駆除に貢献できるものと考え
る。

3）セイヨウオオマルハナバチがマルハナバチ類を不姫化させる在来線虫に寄生されることがわかり、また6月以降は寄生率が上昇することから、今後、同種の防除時期決定に貢献できるものと考える。

4）見えない随伴侵入生物のなかで、陸上生態系にリスクがあることが予想され、生物資材と共に導入されるものについてリスク評価法を開発した。今後はこれらの生物が導入される侵入経路を特定し、随伴侵入生物の制御に関する実用的な提言をする予定である。

### 6 \. 引用文献

1) Okabe K & Goka K (2008). Potential impacts on Japanese fauna of canestriniid mites (Acari: Astigmata) accidentally introduced with pet lucanid beetles from Southeast Asia. Biodiversity and Conservation 17, 71-81.

2) Okabe K, Makino S & Endo T (2008). Polymorphism in the deutonymph and adult of Sennertia alfkeni (Acari: Chaetodactylidae) associated with the large carpenter bee, Xylocopa appendiculata circumvolans (Hymenoptera: Apidae). Journal of Natural History 42, 1361-1384.

3) Needham GR, Page RE Jr, D-Baker M & Bowman CE (1988). Africanized Honey bees and bee mites. Ellis Horwood Limited.

## 7 ．国際共同研究等の状況

1) The micro- and macro-invasives in forest ecosystems（森林生態系における可視～顕微サイズの侵入生物プロジェクト），Dr Simon Lawson, Queensland Forest Research Institute, Australia：数年後に日豪二国間または多国間の国際プロジェクトを構築するため、侵入生物データベース構築を開始した。

2）Conservation of Forest Biodiversity （森林の生物多様性保全のための日加共同プロジェクト），Dr David Langer，Canadian Forest Service，Canada：侵入生物、気候変動、森林の人為的改变等、森林の生物多様性の減少要因の解明のための日加二国間プロジェクトを提案している。

3）IUFRO Working Unit 7.03.12 （国際森林研究機関連合ワーキンググループ；侵入生物），Dr Kerry Britton，USDA Forest Service，USA：現在、日、北南米、アフリカ、EU諸国など20カ国以上が参加する侵入生物に関するワーキンググループで、シンポジウム開催、共有データベースの構築など主に情報交換のための定期的な活動をしている。

4) Determination of the rage of Xyleborus glabratus and the fungal symbionts associated with this ambrosia beetle in Asia (アジアにおけるハギキクイムシと共生菌の分布範囲の調査), Drs. S.W. Fraedrich, T. C. Harrington, J. L. Hanula, S. S. Lu, J. H. Sun, P. T. Hoa, W. Sittichaya, N. Kulkarni, R. J. Rabaglia, M. F. Cooperband: 北米に侵入してクスノキ科樹木に大きな被害を出しているハギキクイムシと随伴病原共生菌の分布解明のため、6カ国の研究者による共同調査を行っている。

5）International Nematology Symposium in Hanoi （ハノイで開かれる国際線虫学シンポジウム），Dr. Le Xuan Canh, Institute of Ecology and Biological Resources, Vietnam: 2009年
開催予定の同シンポジウムの組織委員会に参加して、外来線虫を含む寄生性線虫に関するプログラムに貢献している。

6) Pine wilt disease（マツ材線虫病に関するプロジェクト），Dr. Marta Vasconcelos,

University Catolica, Portugal: 近年ポルトガルに侵入したマツノザイセンチュウ及びそれが引き起こすマツ材線虫病に関して情報交換を開始し、侵入線虫の実態調査と防除に関する共同研究の立案中である。

7) Phoretic Arthropods of the red imported fire ant （外来ヒアリの便乗生物の探索），Dr John Moser, USDA Forest Service, USA: ヒアリに随伴するダニのリスク評価のために情報交換を行っている。

8) Survey of native forest species in Asia （アジアの在来森林生物調査）, Dr Chi-Yu Chen, National Chung Hsing University, Taiwan: 現在欧米のみならず日本でもアジア原産の導入種が増加していることから、台湾、中国を始めとする原産地の分布及び生態調査のための研究協力体制を構築した。

9）APFSIN(Asia Pacific Forest Invasive Species Network: アジア環太平洋森林侵入生物ネットワーク)，Dr Kfri Sankaran，ネットワーク代表：森林総合研究所に拠点を設け東南アジア、環太平洋諸国が参画しているネットワークに積極的に参加する。「APFISN Workshop on Pathways of biological invasions into forests」では日本の現状報告を行い、韓国、中国、モンゴルと分科会を結成した。

## 8 ．研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

1) Masuya H, Braiser C, Ichihara Y, Kubono T & Kanzaki N (2006). First report of the dutch elm disease pathogens Ophiostoma ulmi and O. novo-ulmi in Japan. New Disease Report, 20 http://www.bspp.org.uk/publications/new-disease-reports/ndr.php?id=0（オープンアクセス）

2）升屋勇人(2009.) 菌類とキクイムシの関係. 日本森林学会誌 91, 444-456.

3）岡部貴美子(2009)キクイムシ関連ダニの系統と生態．日本森林学会誌91，461-468.

4) Okabe K, Masuya H, Kawazoe K & Makino S (2010). Invasion pathway and potential risks of a bamboo-nesting carpenter bee, Xylocopa tranquebarorum (Hymenoptera, Apidae), and its micro-associated mite introduced into Japan. Applied Entomology and Zoology 45, 329-337.

5) Kawazoe K, Okabe K, Kawakita A & Kato M (2010). An alien Sennertia mite (Acari: Chaetodactylidae) associated with an introduced Oriental bamboo-nesting large carpenter bee (Hymenoptera: Apidae: Xylocopa) invading the central Honshu Island, Japan. Entomological Science 13, 303-310.

6) Kanzaki N, Taki H, Masuya H, Okabe K, Tanaka R & Abe F (2011). Diversity of stag beetle-associated nematodes in Japan. Environmental Entomology 40, 281-288.

7) Kanzaki N, Taki H, Masuya H & Okabe K (2011). Bursaphelenchus tadamiensis n. sp., isolated
from a lucanid beetle, $ Dorcus\ striatipennis $ from Japan. Nematology (In press)

くその他誌上発表（査読なし）>

1）岡部貴美子(2010.)豊田市に定着したタイワンタケクマバチは悪者だろうか？月報Rio No. 1431-2.

2）岡部貴美子(2010). 非意図的に導入される外来森林性物の現状と課題—タイワンタケクマバチおよび随伴侵入したタイワンタケクマバチコナダニの事例—. 海外の森林と林業 No.79 31-35.

3）升屋勇人,市原優,窪野高徳,神崎菜摘(2010)．日本におけるニレ類立枯病菌の分布．森林防疫59：220-225.

4) Masuya H, Okabe K & Kanzaki N(2010). Impacts of invasive tree pathogens on forest ecosystems in Japan. International Forestry Review 12, 366.

5）升屋勇人(2010)．外国から侵入した樹木病原菌．山林12月号p44-47.

6）神崎菜摘，升屋勇人，岡部貴美子(2010)．「随伴侵入」する微小生物の現状と問題点．森林防疫60，4-11.

## （2） 口頭発表（学会）

1) Okabe K, Masuya H & Makihara H: 2nd meeting of IUFRO Working Unit 7.03.12 (2008)

「Potential invasive arthropods and microorganisms associated with international trade – a Japanese case study-」

2) Okabe K, Masuya H & Goka K: The 11th Pacific Science Inter-Congress (2009)

Invisible invasion by mites and microbes with imported pet beetles from Southe

3）岡部貴美子：第120回日本森林学会大会（2009）「キクイムシと共に移動するダニ達」

4）川添和英、岡部貴美子、川北篤、加藤真：第69回日本昆虫学会大会、三重大学（2009）「東洋区産タイワンタケクマバチとそれに便乗するコナダニの東海地方への侵入とその潜在的リスク」

5）岡部貴美子,神崎菜摘,升屋勇人：第57回日本生態学会大会、東京大学、(2010)「クワガタムシ共生生物の多様性 クワガタにまつわるエトセトラー」

6）神崎菜摘，滝久智，升屋勇人，岡部貴美子，田中龍聖，安部布樹子：第54回応用動物昆虫学会、千葉大学、（2010）

「8種の国内産クワガタムシ類より検出された便乗線虫」

7）岡部貴美子,川添和英,升屋勇人,牧野俊一：第54回応用動物昆虫学会、千葉大学、（2010）「イワンタケクマバチの侵入と随伴ダニのリスク」

8)岡部貴美子,升屋勇人：第54回応用動物昆虫学会・小集会、千葉大学、(2010)「木材に随伴侵入して侵入する生き物たち～昆虫、ダニ、センチュウ、菌～」

11) Kosaka H, Sayama K, Kanzaki N, Makino S & Okabe K: Proceedings of International Symposium of Nematology (2010) [Sphaerularia sp. from the introduced bumblebee, Bombus terrestris, naturalized in Hokkaido, Japan]

12）小坂肇,神崎菜摘,佐山勝彦,牧野俊一、岡部貴美子：日本線虫学会大会(2010）「北海道産セイ
ヨウオオマルハナバチの寄生線虫」

13) Okabe K, Masuya H, Kwazoe K, Makino S & Goka K : International Congress of Acarology XIII (2010) 「An unintentionally introduced mite associated with a bamboo nesting carpenter bee through international trade」

14）神崎菜摘，滝久智，升屋 勇人，岡部 貴美子：第121回日本森林学会大会、筑波大学、（2010）「スジクワガタより分離された Bursaphelenchus 属線虫」

（3）出願特許

特記すべき事項はなし

（４）シンポジウム、セミナーの開催（主催のもの）

特記すべき事項はなし（サブテーマ1主催のセミナーに参画）

（５）マスコミ等への公表・報道等

1) 森林総合研究所プレスリリース（2010年1月6日）
## プレスリリース

## 平成22年 1月 6日

独立行政法人森林総合研究所

## ニレ類立枯病菌の分布について

ポイント

森林微生物の探索・収集を進める中で、北海道で二レ類立枯病菌の分布を確認

国内のニレ類には立枯れ被害の報告は無い。

今後は、どのようにして国内に分布したかなどの研究や実態調査を継続

## 概要

森林総合研究所は、国内の森林微生物の探索・収集を進める中で、イギリス森林研究所(英国)の協力を得て、ニレ類立枯病菌(Ophiostoma ulmとそこから種分化したO.novo-ulmi)が日本にも分布していることを発見しました。

本病は、北米、ヨーロッパにおいてニレ類に被害を与える樹木の病害ですが、国内におけるこれまでの探索では見つかっていませんでした。今回、北海道においてハルニレ、オヒョウの倒木やシカによる剥皮被害木及びそれに穿孔しているニレノオオキクイムシ(Scolytus esuriens)からOphiostoma ulmおよびO.novo-ulmの両方が検出され、北海道における分布が明らかになりました。

現在まで国内の二類において立枯れ被害の報告はなく、また、本病に対して国産二類は抵抗性があるという見解があることから、危急な被害の発生はないと考えられますが、従来国内で確認されていなかった二類立枯病菌の分布が明らかになったことから、今後も引き続き、その歴史や現状、在来の二類やキクイムシとの関係を明らかにするため、遺伝子解析を進めるとともに、現地での調査を継続することとしています。

予算: 地球環境研究総合推進費「非意図的随伴侵入生物の生態リスク評価と対策に関する研究」

## 問い合わせ先など

独立行政法人森林総合研究所理事長鈴木和夫

研究推進責任者: 森林総合研究所 研究コーディネータ 藤田 和幸

## （６）その他

特に記載すべき事項はない。
# 平成 24 年度 環境研究総合推進費補助金 研究事業 総合研究報告書

草木質系バイオマスの常温脱水脱油技術による石炭・油代替燃料への転換（K112033）

平成25年3月

名古屋大学 大学院工学研究科 神田 英輝

一般財団法人電力中央研究所 李鵬
補助事業名	環境研究総合推進費補助金研究事業（平成23年度～平成24年度）
所 管	環境省
国庫補助金	20,788,000円
研究課題名	草木質系バイオマスの常温脱水脱油技術による石炭・油代替燃料への転換
研究期間	平成23年6月1日～平成25年3月31日
研究代表者名	神田 英輝 （名古屋大学大学院工学研究科）
研究分担者名	李鵬 （一般財団法人 電力中央研究所）
## 概要

一般にバイオマスの含水率は大きいので、圧搾や遠心分離などの機械的脱水操作によって、バイオマスから水が除去される。しかし、バイオマスが微粉状の場合には、脱水操作を経ても含水率が大きい粘土状の状態になる。一般に、粘土状のバイオマスの含水率をさらに低減する場合、燃焼排ガスと直接接触させる方式が用いられる。この方法では、粉塵が発生する問題や、水の蒸発潜熱の回収が出来ないので膨大な熱量を要するといった問題が生じる。

一方で、飲料水の濃縮などで一般に利用されている蒸気再圧縮方式などの、水の蒸発潜熱を回収する間接加熱方式は、これらのバイオマスには不向きである。これは、バイオマスの含水率が減少するに伴い、バイオマスが伝熱管の表面に固結して被膜を形成し、伝熱を阻害するためである。また、木質バイオマスなどの場合にも、チップ状の形態では伝熱管との接触が「面」ではなく「点」になるので、十分な伝熱性能が得られない $ ^{[1]} $ 。

このような原因で、水の蒸発潜熱を十分に回収することが困難であり、バイオマスが有するエネルギーを超えるエネルギーを、水分の蒸発潜熱として加える必要が生じる。従って、エネルギー的に自立した、バイオマスからの水分除去プロセスの構築は難しい。

これに対して、バイオマスに含まれる水分を代替液体で抽出した後に、伝熱管で代替液体を加熱蒸発させることで、伝熱の問題を解決し、水分除去プロセスの省エネルギー化を図る考え方が古くからある $ ^{[2]} $ 。典型的な代替液体はアルコール類である。しかし、この場合には、抽出後のアルコール-水混合液を蒸留して、分離する必要が生じる。つまり、バイオマスの含水率の低減のためのエネルギーが、代替液体の蒸留のエネルギーに置き換わる。

この問題は、代替液体の沸点と水との混合性にある。水の沸点は100℃であり、水の蒸発には沸点（100℃）以上の熱源が必要である。また、エタノールの沸点は78.3℃であるうえに、水と完全混合する。さらに、エタノールの濃度が96重量%になると、共沸混合物となり、エタノールを分離回収するためのエネルギーが膨大になる。この課題を解決するため、アルコールに代わる適切な代替液体が求められていた。

本研究では、代替液体として液化ジメチルエーテル（DME）を用いた。液化DMEを用いてバイオマスに含まれる水分を抽出する原理・方法は、研究代表者らが2002年に特許出願し、2009年に登録された独自のものである $ ^{[3]} $ 。

液化 DME の標準沸点は $ -24.8^{\circ}C $ であり、 $ 20^{\circ}C $ での飽和蒸気圧は 0.51MPa である。常温における飽和蒸気圧の温度依存性を図 1 に示す $ ^{[4]} $ 。液化 DME は常温で水と部分混合する。液化 DME＋水系における DME モル分率を図 2 に示す $ ^{[5]} $ 。
このモル分率を重量換算にすると、すなわち、水の抽出に必要な液化 DME は、水の重量の $ (1 \div 0.072 = 13.9 $ 倍である。DME は元々ディーゼル代替燃料として開発された人造燃料であり、燃焼時に煤が生じない特徴から、クリーン燃料として中華人民共和国で普及している $ ^{[6]} $ 。また、液化 DME は、温室効果やオブン層の破壊の原因物質でもなく、他のエーテル類とは異なり長期保存においても過酸化物を形成せず、毒性はヘキサンよりも低い。欧州食品安全機関は、食品製造の抽出工程で液化 DME を導入してよいとの見解を示している $ ^{[7]} $ 。

続いて、液化 DME を用いてバイオマスに含まれる水・有機物を抽出する原

図１ DME飽和蒸気圧曲線

図 2 液化DME＋水系平衡線図

理・方法を示す。まず、バイオマスに含まれる水を、常温で液化したDMEで抽出する。その際、液化DMEに可溶な有機物も同時に抽出される。抽出操作の後、水－有機物－液化DMEの混合液をフラッシュ蒸留する。DMEは蒸気として、液体の水－有機物から分離される。水－有機物の液体は、容易に油水分離器で分離可能であり、液体のまま取り出される。一方、DME蒸気は冷却されて凝縮し、再び液化DMEとして用いられる。この原理・方法を図3に示す。

操作圧力は操作温度の飽和蒸気圧と同じである。また、図3に示した操作温度と圧力（30℃・0.7MPa）は一例である。操作温度が高いほど、装置外（環境中）に放出される熱量が多くなる一方で、液化DME＋水系における水のモル分率が高くなり、抽出に要する液化DMEの量が少なくなる。この相反する二つの要因から、操作温度は常温付近に決定される。
図３ 液化 DME を用いてバイオマスの水分・有機物を抽出する原理・方法

また、本方法では、DMEの飽和蒸気圧を調節することで、DMEの沸点を常温に設定することにより、DMEの蒸発と凝縮の熱源として、未利用の低レベル廃熱を利用可能になる。例えば、50℃程度の工場廃熱、20℃程度で年間を通して安定している下水熱、15℃程度の地中熱などを、熱源として利用できる場所であれば、これらの熱源を、季節に応じて、大気・河川水・海水などと適宜組み合わせることによって、DMEの蒸発と凝縮の循環サイクルを構築可能になる。この場合、液化DMEの送液ポンプの動力のみで抽出操作が可能になり、従来の高温乾燥技術や高レベル廃熱回収技術よりも、省エネルギー性に優れたプロセスとなる。

一方で、食品加工においては、食物系バイオマスからの油の抽出には、従来、高温乾燥＋ヘキサン抽出の組み合わせによる方法が用いられてきた $ ^{[8]} $ 。また、食品中の油脂の定量にはクロロホルム－メタノール－水混合物による、ブライ－ダイア－法が用いられる $ ^{[9]} $ 。しかし、これらの有機溶媒は沸点が高い（約70℃）問題があるうえ、有毒でもある（Hazard number：ヘキサン＝2、クロロホルム＝3、メタノール＝3）。また、前処理として乾燥や細胞破壊を要する。毒性が無く、前処理工程でのエネルギー消費も無い本方法は、グリーンケミストリーの観点からも優れている。既に、水分90％を超える微細藻類から、前処理（乾燥や細胞破壊）を行うことなく、ブライ－ダイア－法と同等の収率で、細胞内の油脂を直接抽出することに成功している $ ^{[10・11]} $ 。

本年度は、様々な植物系バイオマスに対して、液化ジメチルエーテル（DME）
を用いて、水分とバイオ油を抽出・除去し、各試料ごとに、液化DMEによる水分・揮発分の抽出特性を明らかにする。抽出後のバイオマス残渣について、各試料ごとに脱水前後の燃料性状の変化、および、石炭代替燃料としての適合性を明らかにする。また、抽出されたバイオ油については、バイオ油としての性状を明らかにする。これらにより、本手法を適用可能な草木質系バイオマスの特徴を明らかにする。また、草木質系バイオマスの自然発火性の変化を検討し、従来不可能だった遠距離輸送の可能性を明らかにする。また、除去された水分を、農業用水として循環利用可能か明らかにする。さらに、バイオ油に機能性物質が含有されているかについても検討し、バイオマス燃料と併産することによる、バイオマス燃料の低コスト化についても、その可能性を探索する。

## 研究 1

## 方法

## 実験サンプル

本研究では、大量に発生する植物系バイオマスとして、産業廃棄物である珈琲粕・使用後の茶殻・蜜柑表皮と、土木工事で大量に生じる雑草の廃棄物、一部の国で土壌改良に用いられている向日葵種の5種類を用いた。これらの、工業分析と元素分析による性状を表1に示す。

大手飲料メーカーの工場から入手した珈琲粕はペレット状であったため、粉砕したのちに篩いで1-4mmの大きさに揃えて用いた。茶殻の1葉の平均サイズは1.0 mm × 13.6mm × 0.5 mm（厚み）であり、そのまま用いた。蜜柑表皮は、平均で6.3 mm × 19.2 mm × 2.3 mm（厚み）に切断して用いた。雑草はイネ科の円錐形状であり、平均で4.3 mm（直径） × 28.1 mm（長さ）に切断して用いた。向日葵種は粉砕し、平均で3.9 mm（長径） × 2.6 mm（短径）の楕円体状にして用いた。

## 実験装置

これらのバイオマスを抽出カラムに充填し、液化 DME を流通させ、水とバイオ油を抽出する実験を行った。実験装置の概略を図 4 に示す。抽出カラム（体積：10cm³；内径，11.6mm）、DME と水とバイオ油の混合液の貯留部 A（体積：100cm³）、バイオ油の貯留部 B（体積：100cm³）で構成され、これらが直列に連結されている。本装置の特徴は、抽出後の DME－バイオ油の混合液の貯留部 A にある。貯留部 A には、油水分離後の混合液相を抜き出す管が挿入されている。DME を徐々に蒸発させると、過飽和になった水が分相して、無色透明な液体として下部に現れた。水相の上には厚み約 1mm のバイオ油の相が現れた。油水分
離後の液化 DME 相を抜き出す管の位置と、液化 DME 相の液面の位置を合わせるため、貯留部 A に純水および液化 DME を、抽出カラムを迂回する流路を用いて注入した。この操作の後、液化 DME 相を抜き出して貯留部 B に DME－バイオ油の混合液を移した。この操作を 5 回繰り返した後、減圧して DME だけを蒸発させ、貯留部 A に抽出した水を、貯留部 B にバイオ油を得た。DME の供給速度は $ 10(\pm1)\mathrm{cm}^{3}\mathrm{min}^{-1} $ であり、抽出温度は $ 20^{\circ}C $ である。3 回の試験を行い再現性を確認した。この後に示す数値はこれらの試験の平均値である。抽出カラムへの、珈琲粕(水分 42.2%)、茶殻(水分 76.2%)、蜜柑皮(水分 79.5%)、雑草(イネ科)の廃棄物(水分 58.0%)、向日葵種(水分 5.2%)の充填量は、各々、6.85g、4.84g、5.11g、5.11g、4.28g である。

これとは別に、一般に食品加工で用いられている、高温乾燥＋ヘキサン抽出法により、これらの実験サンプルからバイオ油を得た。ヘキサン抽出にはSoxhlet抽出器を用い、一般的な条件である70℃・18時間かけ、バイオ油を抽出した $ ^{[8]} $ 。

図 5 DME を用いるバイオマスからの水とバイオ油の抽出装置
## 分析方法

バイオ油および抽出残渣については、工業分析、元素分析、高位発熱量を JIS 法に準拠して実施した。水およびバイオ油中の溶存イオン定量分析は、JIS 法に準拠して実施した。バイオ油の分子量分布はゲル浸透クロマトグラフ法により分析した。その際の希釈溶媒は、クロロホルムとテトラヒドロフランであり、分子量はポリスチレン換算値であるので、絶対値での検討ではなく、早退比較での検討になる。また、バイオ油の含有成分は GC-MS により明らかにした。抽出残渣については、酸素反応性を明らかにした。酸素反応性は、断熱セル中の熱量計にサンプルを 0.8g 静置し、まず 50℃ の乾燥窒素で乾燥させ、熱的に平衡に達した後に、50℃ の乾燥空気を流通させ、酸素との反応による発熱挙動を、サンプルの温度上昇によって把握した。また、酸素との反応性は、DME 抽出残渣だけでなく、バイオマスを 50℃ の空気で乾燥させた乾燥バイオマスとも比較した。

## 研究結果

まず、DME 抽出によって得られた、バイオ油とバイオマス残渣の外観を図6に示す。残渣は乾燥し、バイオマスから色素がバイオ油とともに抽出されたため、残渣の色彩は明るく変色した。

続いて、使用した DME 量と、バイオマスからの水とバイオ油の抽出挙動を図7に示す。試料毎に初期含有水分量・バイオ油の量が異なるので、水は初期含有水分量で、バイオ油はバイオマス乾燥重量で規格化した。図7より、バイオマスの種類に依らず、水の抽出挙動はほぼ同じであることが明らかになった。一方で、バイオ油については、最終的に得られるバイオ油の量が多いほど、少ない DME 量で抽出可能であることが明らかになった。

DME で十分に抽出したバイオ油の量と、高温乾燥＋ヘキサン抽出を組み合わせた従来法で得られたバイオ油の量を比較した結果を、図8に示す。種子由来の珈琲粕と向日葵種の場合には、油脂が表面に露出していることから、従来法でもバイオ油を十分に抽出できた。このため、バイオ油の抽出量は、2つの方法でほぼ同じであった。一方で、茶殻・蜜柑表皮・雑草といった草系バイオマスは、微細な細胞の内部に油を含有しており、高温乾燥＋ヘキサン抽出を組み合わせた従来法では、バイオ油の抽出量は著しく低かった。これは、従来法では、バイオ油の抽出に細胞破壊が必要であることが原因だと考えられる。これに対して、抽出高温乾燥・細胞破壊の工程を経なくとも、水やバイオ油を抽出可能なDME抽出法の方が、従来法に比べて最大で8倍のバイオ油が得られた。この様に、従来ならば細胞破壊を要していたバイオマスに対して、DME抽出法は、高収率でバイオ油を得られる利点が明らかになった。
図6 元のバイオマス、DME抽出で得られた残渣とバイオ油の外観
図６ 元のバイオマス、DME抽出で得られた残渣とバイオ油の外観（続き）

DME で抽出したバイオ油と水の性状を表1に示す。茶殻から得られたバイオ油には窒素と酸素が多く含まれたものの、それ以外は、炭素が多く、また酸素が10%以下の良質のバイオ油が得られた。特に硫黄はどのバイオ油からも検出されなかった。

また、燃料不純物としてミネラル含有量を調べた。茶殻由来のバイオ油には多量のリンが、雑草由来のバイオ油には多量のマグネシウムが含まれており、これらを除去する精製工程が後段に必要である。また、珈琲粕と向日葵種由来のバイオ油は、比較的不純物が少ないことが明らかになった。

一方で、抽出された水には、バイオマス由来のミネラルが多く含まれており、これらを農業用水として有効利用できると考えられる。なお、仮に通常の乾燥技術を用いてバイオマスを燃料化した場合には、抽出水に含まれるミネラルが、バイオマス残渣に残留することを意味する。この様に、DME 抽出法により、バ
図 7 DME 抽出法と高温乾燥＋ヘキサン抽出法によるバイオ油の抽出量の比較

イオマスから水を抽出することによって、ミネラルを減量した良質な石炭代替燃料に転換できることが明らかになった。

この DME 抽出によって得られたバイオマス残渣の性状を表2に示す。バイオ油の抽出量が多かった向日葵種を除いて、DME 抽出の前後で変化は小さく、事前に抽出後の性状を把握可能であるとともに、石炭代替燃料として十分な発熱量を有している。向日葵種の場合には、良質のバイオ油が多く抽出された影響で、元の向日葵種と比較すると、残渣に含まれる炭素と水素が減少し、窒素と酸素と硫黄が上昇した。続いて、ゲル浸透クロマトグラフ法によるバイオ油の分子量分布を図9に示す。何れのバイオ油も分子量1000程度の物質が主成分であることが明らかになった。更に、茶殻由来のバイオ油は分子量100程度の物質を、蜜柑皮由来のバイオ油は分子量数100程度の物質も含むこと、GC-MS分析により主成分は油脂であることが判明した（図10）。

長期保管や遠距離輸送において重要となる、バイオマス残渣の酸素との反応性を図 11a-e に示す。蜜柑皮残渣は、酸素との発熱反応が生じず、温度変化が認められなかった。しかし、それ以外では、通常の空気乾燥と同等以上の酸素との発熱反応が生じていた。
図 8a DME によるバイオマスからのバイオ油の抽出挙動

図 8b DME によるバイオマスからの水の抽出挙動
表 1 DME を用いて抽出したバイオ油と水の性状

分析項目(wt.% 乾燥基準)	珈琲粕	茶殼	蜜柑皮	雑草	向日葵種油	水
油	水	油	水	油	水	油	水
工業分析
灰分(±0.1)	LOQ	-	0.4	-	NS	-	0.1	-	LOQ	-
元素分析
C(±0.3)	77.0	-	68.4	-	NS	-	80.7	-	77.2	-
H(±0.1)	11.40	-	7.59	-	NS	-	12.1	-	10.50	-
N(±0.4)(油)	1.96	-	5.68	-	NS	-	3.60	-	2.32	-
O(±0.6)	9.6	-	17.7	-	NS	-	3.4	-	9.9	-
S	LOQ	-	LOQ	-	NS	-	LOQ	-	LOQ	-
不純物(ppm)
Na	210	100.4	110	200.4	49	80.7	89	250.2	240	NS
K	LOQ	40.5	210	440.2	LOQ	30.2	LOQ	130.9	LOQ	NS
Mg	LOQ	7.0	95	10.6	LOQ	5.0	1900	820.0	LOQ	NS
Ca	LOQ	10.6	LOQ	10.3	LOQ	10.1	LOQ	20.5	LOQ	NS
P	110	9.0	3300	280.2	990	10.2	160	10.3	62	NS
N(水)	-	LOQ	-	50.4	-	50.6	-	30.9	-	NS
高位発熱量(MJ kg-1)	38.9	-	31.8	-	40.8	-	42.1	-	40.1	-

NS: Not enough sample for the analysis.

LOQ: The data below limit of quantification.

このため、DME 抽出によって得られたバイオマス残渣の長期保管や遠距離輸送を可能にするため、DME 抽出残渣に対してペレット化処理（直径約 20mm×厚み約 8mm）を施して、酸素反応性について同じ試験を実施した。その結果、ペレット化処理を施された DME 抽出残渣は、酸素との反応による発熱現象は全く観察されなかった。このため、ペレット化処理によって、長期保管や遠距離輸送が可能になることが判明した。
表 2 バイオマス試料と、DME 抽出後のバイオマス残渣の性状

分析項目(wt.% 乾燥基準)	珈琲粕	茶殼	蜜柑皮	雑草	向日葵種
元の試料	抽出残渣	元の試料	抽出残渣	元の試料	抽出残渣	元の試料	抽出残渣	元の試料	抽出残渣
工業分析
水分(±0.3)(湿润基準)	42.2	6.6	76.2	6.4	79.5	13.0	58.0	5.4	5.2	0.0
灰分(±0.1)	0.7	1.9	4.7	5.3	2.4	2.3	7.0	6.9	4.0	8.3
揮発分(±0.4)	84.4	81.1	71.6	78.0	77.0	81.5	76.7	77.7	90.0	79.8
固定炭素(±0.4)	14.9	17.0	23.7	16.7	20.6	16.2	16.3	15.4	6.0	11.9
元素分析
C(±0.3)	55.7	51.5	52.7	48.8	48.6	46.3	48.7	46.9	65.2	45.9
H(±0.1)	8.12	6.97	6.34	6.43	6.55	6.59	6.78	6.55	10.40	6.75
N(±0.4)	2.03	2.43	3.91	4.05	0.82	0.96	2.05	2.10	4.12	9.27
O(±0.6)	33.4	37.1	32.3	35.4	41.6	43.9	35.4	37.4	16.1	29.2
S	0.13	0.15	0.24	0.28	0.07	0.07	0.21	0.22	0.26	0.61
高位発熱量(MJ kg−1)	24.3	21.1	21.2	20.0	18.7	18.1	20.1	18.8	31.4	20.2
図9 DMEを用いて抽出したバイオ油の分子量分布（ゲル浸透クロマトグラフ法：ポリスチレン換算分子量）
図10 DMEを用いて抽出したバイオ油のGCスペクトルと各ピークに対応する含有物質の種類
図 11a DME 抽出法で得た珈琲粕残渣と、通常乾燥した珈琲粕の昇温挙動

図 11b DME 抽出法で得た茶殻残渣と、通常乾燥した茶殻の昇温挙動
図 11c DME 抽出法で得た蜜柑皮残渣と、通常乾燥した蜜柑皮の昇温挙動

図 11d DME 抽出法で得た雑草残渣と、通常乾燥した雑草の昇温挙動
図 11e DME 抽出法で得た向日葵種残渣と、通常乾燥した向日葵種の昇温挙動
## 研究 2

## 方法

## 実験サンプル

植物系バイオマスの燃料化において、高価な機能性物質を抽出して、燃料コストを低下させることは、バイオマス燃料の普及において重要である。このため、研究1における茶殻に含まれる、カフェインとカテキンに着目して、これらの液化DMEによる抽出挙動を把握した。

## 分析方法

緑茶の茶殻から水分を DME で抽出すると、抽出残渣（乾燥茶葉）および懸濁物を含む水溶液が得られる。原料茶葉（茶殻）中に残存していたカフェインやカテキンの、乾燥茶葉への残存量と、水溶液中への抽出量を定量測定した。

前処理として、原料茶葉（茶殻）10.0035g、抽出残渣3.0222gを100mL三角フラスコに入れた。ここにエタノール／水(75/25 v/v)100mLを加えて浸漬し、50℃で60分間抽出した（これを抽出液-1とする）。抽出液を取り除いた後、抽出後の茶葉を再度、新しいエタノール／水(75/25 v/v)100mLに浸漬し、50℃で60分間抽出した（これを抽出液-2とする）。これらはディスクフィルターでろ過後、HPLC分析に供した。

DME 抽出によって得られた水溶液に含まれる懸濁物は、遠心分離（3000RPM、30 min）によって沈降させ、上澄みを水溶部とした。この操作は繰り返し2回行い再現性を確認した。

遠心管に残留した懸濁物にエタノール／水(75/25 v/v)を加えて50mL溶液とした。一方の水溶部5mLにも、エタノール／水(75/25 v/v)を加えて50mL溶液とした。これらをディスクフィルターでろ過後、HPLC分析に供した。

標準溶液の調製は以下の通りである。カテキン類8成分を下表のとおり秤量し、エタノール／水(75/25 v/v)に溶解して2mL溶液とした。これを0.40mLとり、エタノール／水(75/25 v/v)を加えて1.0mL溶液とした。これらをカテキン類混合標準溶液とした。表3にカテキン類混合標準溶液の組成を示す。

また、カフェインは9.7mgとり、エタノール／水(75/25 v/v)に溶解して10mL 溶液の標準溶液とした(970 μg/mL)。
表 3 カテキン類混合標準溶液の組成

成分名	略号	秤量値(mg)
ガロカテキン	GC	0.49
エピガロカテキン	EGC	1.22
カテキン	C	0.48
エピカテキン	EC	1.26
エピガロカテキンガレート	EGCg	1.42
ガロカテキンガレート	GCg	0.44
エピカテキンガレート	ECg	1.18
カテキンガレート	Cg	0.46

HPLC 測定は以下の装置・条件にて行った。装置：島津製作所 LC-10A システム(system-4)、カラム：化学物質評価研究機構 L-Column ODS ( $ \phi $ 4.6mm×250mm)、移動相：溶離液 A：0.1％りん酸水／アセトニトリル（970/30）、溶離液 B：0.1％りん酸水／アセトニトリル（700/300）、流速：1.0mL/min.、カラム温度：35℃、検出法：UV 280nm、注入量：10μL、グラジエント条件：表4の通り。

表 4 グラジェント条件

Time [min]	A 濃度 [%]	B 濃度 [%]
0	100	0
30	0	100
31	100	0
40	100	0

茶殻・DME処理後の茶葉・処理液（抽出液）の懸濁物・同水溶部中のカフェイン・カテキン類濃度の分析結果を、表5、図12、図13に示す。8種類のカテキンのうち、エピガロカテキンガレート(EGCg)、エピガロカテキン(EGC)、エピカテキンガレート(ECg)が主要成分であることが判明した。カフェインは、DME処理後の乾燥茶葉で未検出であり、カフェインレスの茶葉の形で、高付加価値の機能性物質を作成可能であることが判明した。

また、DME 抽出処理後の各部位におけるカフェイン・カテキン類の構成比を図14に示す。抽出液の懸濁物中ではカフェイン濃度が高い。それ以外の成分の構成比は、試料ごとにあまり変わらないと言える。したがって、脱水処理で8種類のカテキンは原料茶葉中の組成をほぼ保ったまま、一部が脱水処理溶液に
抽出されるものと判断できる。

原料茶葉 1.00g から脱水処理後の乾燥茶葉 0.284g を得ることができる。残りは脱水処理溶液で 0.716g である。脱水処理溶液の 97.8% が水溶部であるので、水溶部は $ 0.700\mathrm{~g}~(=0.716\times0.978) $ となる。同様にして、懸濁物は $ 0.016\mathrm{~g}~(=0.716\times0.022) $ となる。この量と、分析して得られた各試料中の 8 種類のカテキン、カフェインの濃度との積を求め、原料茶葉 1.00g あたりの試料中含有量を成分ごとに計算した結果を表 6 に示す。元の原料茶葉中の各成分の含有量も表に加えて比較したところ、カフェインでの回収率が 45% と低く、脱水処理で変性などしてロスしているものと予想されるが、8 種類のカテキンの回収率は 70～94% と良好であった。このことから、8 種類のカテキンはあまり変性などせずに原料茶葉からの回収率が良く、脱水処理物に移行しているものと推定できる。
表5 茶殻・DD処理後の茶葉・処理液（抽出液）の懸濁物・同水溶部中のガフェイン・カテキン類濃度

試料名	試料中濃度(μg/g)
GC	EQC	C	EC	EGC	GC	EC	C	Caffeine
原料茶葉(茶菽)	抽出液-1	463	2865	78	629	5689	270	1204	57
抽出液-2	124	704	30	169	1748	92	370	21
脱水处理後の乾燥茶葉	抽出液-1	499	3677	94	526	11066	480	1976	89
抽出液-2	115	748	51	181	3597	178	631	60
脱水处理後の懸湧物	n=1	433	2148	190	954	6250	439	2671	249
n=2	425	1841	191	1033	5638	426	2608	255
脱水处理後の水溶部	n=1	339	2007	51	492	3112	159	733	40
n=2	344	1980	50	484	3069	155	723	40
図12 茶殻・DME処理後の茶葉中のカフェイン・カテキン類濃度

図13 処理液（抽出液）の懸濁物・同水溶部中のカフェイン・カテキン類濃度
図 14 DME 抽出処理後の各部位におけるカフェイン・カテキン類の構成比
表6 DME抽出处理後の各部位におけるカフェイン・カテキン類の含有量と回收率

成分名	含有量(mg)	回收率
脱水处理溶液(水浴部)	脱水处理溶液(热干燥茶)	脱水处理溶液(水浴部)	处理液(水浴部)	原料茶(茶)
GC	0.24	0.01	0.17	0.42	0.59	7.1%
EGC	1.40	0.03	1.26	2.68	3.57	7.5%
C	0.04	0.00	0.04	0.08	0.11	7.4%
EC	0.34	0.02	0.20	0.56	0.30	7.0%
EGC	2.16	0.09	4.16	6.42	7.44	8.6%
GC	0.11	0.01	0.19	0.30	0.36	8.4%
EGC	0.51	0.04	0.74	1.29	1.57	8.2%
C	0.03	0.00	0.04	0.07	0.08	9.4%
caffeine	0.50	0.05	0.00	0.54	1.21	4.5%
## 考察

この結果から、8種類のカテキンは各成分とも、乾燥茶葉に半分程度残留しており、残り半分は脱水処理溶液の水溶部に抽出されていることが分かった。また、DME抽出処理した乾燥茶葉からはカフェインが検出されず、カフェインレス茶葉として高価な機能性原料として販売可能である事も明らかになった。このように、DME抽出処理は、カフェインやカテキンを分離することにより、高価な機能性物質の併産も可能であり、従来のバイオマス燃料化工程にはない、新たな効果が得られることが判明した。

緑茶の茶殻を例に、DME 抽出処理による、機能性物質の併産工程の予測を、図15のフローで示す。通常、緑茶を細かく裁断された後に食品に添加して、緑茶に含まれるカフェイン・カテキン類を摂取するか、高温の水で緑茶として抽

図 15 緑茶の茶殻における DME 抽出処理による機能性物質の併産工程
出液に含まれるカフェイン・カテキン類を摂取する。これらが通常の機能性物質の製品製造工程となる。この緑茶の製造工程（HWE）において、高水分の茶殻が多量に発生する。茶殻には未利用のカフェイン・カテキン類が残存しているものの、通常の乾燥手法では水の蒸発潜熱を多量に投入する必要があり、その有効利用は困難である。ここで、DME抽出処理を用いれば、高水分の茶殻に含まれるカフェイン・カテキン類を、茶殻から分離することが可能である。

## 結論

茶殻の場合、抽出液にカフェイン・カテキン類が多量に含まれるので、抽出液を精製して、高付加価値なカフェイン・カテキン類の濃縮液を併産可能であると考えられる。これにより、バイオマス燃料のコスト低減が可能になる。

茶殻だけでなく、他の植物系バイオマスからも、高付加価値な機能性物質の併産ができれば、バイオマス燃料のコスト低減に寄与できる。候補物質としては、図10に示すGC-MSで検出された物質群が挙げられる。特に、ビタミン類など、高温乾燥処理によって分解されやすい物質に有効である。
## 研究 3

## 方法

木質系バイオマスである広葉樹、針葉樹各々について、樹皮、幹の各部位を研究1と同様に粉砕し、DME抽出処理によって、水分やバイオ油を抽出可能か検討した。特に、研究1で課題となった、空気中の酸素との反応性について、輸送や貯蔵時の安全性の確保の観点から重点的に検討した。

## 結果

広葉樹、針葉樹ともに、樹皮と幹からは、水分だけが完全に抽出され、バイオ油の原料となる有機物の抽出は確認されなかった。

また、研究1と同じ方法を用いて、空気中の酸素との反応に伴う温度変化を測定した結果、発熱現象が全く確認されなかった。

## 考察

本技術を適用すると、難粉砕性の木質バイオマスを、広葉樹、針葉樹の種類および樹皮や幹といった部位の種別を問わずに、水分抽出して乾燥させ、粉砕性の向上にも繋がると考えられる。

また、木質系バイオマスに本手法を適用すると、酸素との反応性がない木質系バイオマス燃料を、常温・省エネルギーで製造できることが明らかになった。
## 環境政策への貢献

現在世界で最も増加中の発電方式である石炭火力発電からの、 $ CO_{2} $ 排出量を大幅に削減するためには、食品系廃棄物をバイオマス燃料として利用する必要がある。しかし、食品系廃棄物は高水分で、粉砕性・燃焼性が悪く、発電効率が低下するので、事前に水分を蒸発する必要がある。しかし、この工程では、100℃以上に加熱するので、膨大な熱エネルギーを要する。このため、エネルギー収支をプラスにした、バイオマス燃料化が難しい。

また、バイオマス燃料は、化石燃料と比べてコスト面でも高価であり、普及させるには低コスト化技術の開発も不可欠である。一方で、農作物には、高付加価値な機能性成分が含まれているものの、食用に適さないために、蜜柑のように果実皮などの部位が大量に廃棄物になっている。

我が国のバイオマス資源（2005年の年間発生量：21,230万トン）のうち、食品廃棄物の発生量は約2,200万トンである。このうち約20%は肥飼料などに利用されているものの、約80%は焼却処理されており、CO $ _{2} $ 排出源となっている。すなわち、食品廃棄物のバイオマス燃料化は急務であるとされているにも係わらず、その進捗は遅い。

さらに、食品リサイクル法の施行により、廃棄物を未利用資源として捉え、有効利用しようとするニーズが顕著になっているが、高付加価値な機能性成分を生産するには至っていない。その理由として、食品廃棄物から機能性成分を取り出すには、細胞破壊が不可欠である点が挙げられる。我が国を代表する穀類である米糠を例にみると、米油としての用途以外の一般的な活用方法は、漬物加工の糠床、家畜の肥飼料、キノコの菌床などが殆どであり、米糠特有のγ-オリザノールを始めとする機能性成分の回収、活用に関する開発は進められているものの、有機溶媒などを使用するため、残存溶媒除去工程で高温に曝されることによるタンパク質、ペプチド、ビタミン類の熱変成への対応など多くの課題が残されている。

ここで、環境研究総合推進費補助金において、2011-2012年度の二ヶ年計画で実施した、液化DMEで抽出操作を行う手法では、常温・非加熱の操作条件で行うので、熱変性の恐れが無く、また揮発性が高い機能性成分の回収に対して適している。したがって、食品系廃棄物から機能性成分を高収率・省エネルギーで抽出でき、これらの併産によって、バイオマス燃料の低コスト化が可能になる。

更に、従来のバイオマス燃料化手法では、水分を蒸発させるために、エクセルギー率が高い『高温の熱源』と『電力』を消費する『エクセルギー消費技術』だったのに対して、液化 DME による本手法は、45℃の太陽光温水、15℃の海水といった、エクセルギー率が低い未利用熱源を、DME の抽出と循環再利用の