糖液的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及由含纖維素的生物質制造糖液的方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，能量使用量和環(huán)境負荷少的、通過使用了纖維素酶的含纖維素的生物質 的水解來進行的糖液的制造方法被廣泛研究。但是，使用纖維素酶的糖液的制造方法的最 大缺點在于，由于纖維素酶的價格高，因而糖液制造成本增大。為了解決這樣的技術課題， 提出了將水解中使用的纖維素酶進行回收再利用的方法，但由于纖維素酶強烈吸附于水解 含纖維素的生物質時產生的水解殘渣上，所以酶的再利用性低成為課題。
[0003] 作為使吸附于水解殘渣的纖維素酶脫吸附、提高纖維素酶的回收率的方法，已知 將水解殘渣用PH8左右的堿性水溶液洗滌的方法（非專利文獻1)、在含纖維素的生物質的 水解物中添加非離子性表面活性劑的方法（專利文獻1)等。另一方面，作為降低纖維素酶 向水解殘渣的吸附的方法，已知在含纖維素的生物質的水解時，添加水溶性鹽類而將反應 液的電導率調整為5~25mS/cm的方法（專利文獻2)、相對于含纖維素的生物質的固體物 質重量添加1~10重量％的碳酸鈣粒子的方法（專利文獻3)等。
[0004] 現(xiàn)有技術文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1:日本特開昭63-87994號公報
[0007] 專利文獻2:日本專利第4947223號公報
[0008] 專利文獻3:日本特開2012-100617號公報
[0009] 非專利文獻
[0010]非專利文獻 1 :D.E.Otter等，"ElutionofTrichodermareeseiCellulosefrom CellulosebypHAdjustmentwithSodiumHydroxide'，BiotechnologyLetters(1984) Vol. 6、No. 6、369-374

【發(fā)明內容】

[0011] 發(fā)明要解決的課題
[0012] 如上所述，進行了各種通過將在含纖維素的生物質的水解中使用的纖維素酶回 收、再利用來削減纖維素酶的使用量的嘗試，但由于纖維素酶強烈吸附于水解殘渣上，因而 其回收率低，不能解決問題。
[0013]因此本發(fā)明的目的是提供能夠以高于現(xiàn)有的效率回收纖維素酶的糖液的制造方 法。
[0014] 用于解決課題的方法
[0015]本發(fā)明者為了解決上述課題而進行了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)，在將進行了前處理的 含纖維素的生物質用來源于絲狀菌的纖維素酶水解時，通過添加失活纖維素酶，能夠以高 效率回收來源于絲狀菌的纖維素酶的酶成分，從而完成了本發(fā)明。
[0016] gp，本發(fā)明具有以下的[1]~[8]的構成。
[0017] [1]糖液的制造方法，包括以下的工序⑴~（3)，
[0018] 工序（1):調制含纖維素的生物質的前處理物和失活纖維素酶的漿料的工序；
[0019] 工序（2):在工序（1)的漿料中添加來源于絲狀菌的纖維素酶進行水解的工序；
[0020] 工序（3):將工序（2)的水解物固液分離成溶液成分和水解殘渣，將溶液成分通過 超濾膜進行過濾，作為非透過液回收來源于絲狀菌的纖維素酶，作為透過液回收糖液的工 序。
[0021] [2]根據(jù)[1]所述的糖液的制造方法，失活纖維素酶是堿處理失活纖維素酶。
[0022] [3]根據(jù)[1]或[2]所述的糖液的制造方法，失活纖維素酶是將工序⑶的水解殘 渣浸漬在pH值11以上的堿性水溶液中調制而成的。
[0023] [4]根據(jù)[3]所述的糖液的制造方法，失活纖維素酶是將工序（3)的水解殘渣浸漬 在小于65°C的堿性水溶液中調制而成的。
[0024] [5]根據(jù)[1]~[4]的任一項所述的糖液的制造方法，失活纖維素酶至少包含 葡糖苷酶。
[0025] [6]根據(jù)[1]~[5]的任一項所述的糖液的制造方法，工序（1)的漿料的pH值在 3. 0~7. 0的范圍。
[0026] [7]根據(jù)[1]~[6]的任一項所述的糖液的制造方法，來源于絲狀菌的纖維素酶來 源于木霉屬微生物。
[0027] [8]根據(jù)[1]~[7]的任一項所述的糖液的制造方法，工序⑴的前處理是稀硫酸 處理。
[0028] 發(fā)明的效果
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制來源于絲狀菌的纖維素酶向實施了前處理的含纖維素的生 物質的水解殘渣的吸附，特別是能夠以高效率回收和/或再利用在水解反應中發(fā)揮重要作 用的葡糖苷酶。其結果是能夠將糖液制造成本抑制得較低。
【附圖說明】
[0030] 圖1是顯示本發(fā)明的糖液的制造方法的實施方式的概略圖。
[0031] 圖2是顯示本發(fā)明的糖液的制造方法中失活纖維素酶的調制方法的一種方式的 概略圖。
[0032] 圖3是顯示浸漬水解殘渣的氨水溶液的pH值與從水解殘渣中回收的失活纖維素 酶的量的關系的圖。
【具體實施方式】
[0033] 以下，對于用于實施本發(fā)明的方式按照工序進行說明。
[0034] 工序（1):調制包含含纖維素的生物質的前處理物和失活纖維素酶的漿料的工序
[0035] 含纖維素的生物質可列舉甘蔗渣、柳枝稷、象草、蔗茅、玉米秸、甜菜漿、棉籽殼、棕 櫚殼、稻秸、麥秸、竹、細竹等草本系生物質、或者白樺、山毛櫸等樹木、廢建材等木質系生物 質。含纖維素的生物質中除了由糖構成的纖維素和半纖維素之外，還包含作為芳香族高分 子的木質素等，因而通過進行前處理，能夠提高纖維素酶的水解效率。
[0036] 作為含纖維素的生物質的前處理方法，可列舉利用硫酸等的酸處理、利用苛性鈉、 氨等的堿處理、水熱處理、亞臨界水處理、微粉碎處理、蒸煮處理，在本發(fā)明的糖液的制造方 法中來源于絲狀菌的纖維素酶的再利用性最高的是使用了稀硫酸處理物的情況，因而優(yōu)選 應用稀硫酸處理。
[0037] 含纖維素的生物質的前處理物中除了包含來源于含纖維素的生物質的固體成分 之外，還包含含纖維素的生物質所含的半纖維素的一部分水解而產生的含有木糖的溶液成 分。在本發(fā)明中，既可以將前處理物直接在后段工序中使用，或者也可以使用通過固液分離 而除掉含有木糖的溶液成分后的物質。
[0038] 失活纖維素酶是指失去了酶活性的纖維素酶，在本發(fā)明中，是指通過進行加熱 處理、堿處理、酸處理等使蛋白質的結構不穩(wěn)定化的處理而相對于處理前的殘存酶活性 (0-葡糖苷酶活性）小于10%的纖維素酶。對調制失活纖維素酶的方法不特別限定，可以 將上述所例示的處理單獨進行或多種組合進行，在本發(fā)明中，優(yōu)選使用通過堿處理而調制 的失活纖維素酶。此外，纖維素酶失活的溫度和/或pH值根據(jù)纖維素酶的種類不同而不同， 因而根據(jù)所使用的纖維素酶設定合適的變性條件即可。
[0039] 對本發(fā)明中使用的失活纖維素酶的種類不特別限定，但為了防止后述的工序（2) 中的來源于絲狀菌的纖維素酶向前處理物的吸附，失活纖維素酶也優(yōu)選使用來源于絲狀菌 的纖維素酶。在來源于絲狀菌的失活纖維素酶中，本發(fā)明的效果高的是失活葡糖苷酶， 失活纖維素酶優(yōu)選至少包含失活葡糖苷酶。
[0040] 另外，本發(fā)明以降低糖液的制造成本為課題，因而失活纖維素酶的調制方法也更 優(yōu)選能夠廉價地實施的方法，具體地，更優(yōu)選通過將后述的工序（3)所得的水解殘渣浸漬 于pH值11以上的堿性水溶液中來調制。這是因為，工序（3)的水解殘渣中吸附了在纖維素 的水解中使用的來源于絲狀菌的纖維素酶的一部分，可以將此作為失活纖維素酶再利用。
[0041] 將水解殘渣浸漬于堿性水溶液時的溫度，只要是吸附于水解殘渣的來源于絲狀菌 的纖維素酶脫吸附并失活這樣的范圍就不限定，如果浸漬溫度過高，則有時從水解殘渣脫 吸附的失活纖維素酶受到熱分解，不能充分獲得本發(fā)明的效果，因此優(yōu)選在低于65°C進行。
[0042] 對浸漬水解殘渣的時間不特別限定，但如果浸漬時間過短，則有