JPS60244287A - セルラ−ゼ生産用基質の製造法 - Google Patents

セルラ−ゼ生産用基質の製造法

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JPS60244287A
JPS60244287A JP10224684A JP10224684A JPS60244287A JP S60244287 A JPS60244287 A JP S60244287A JP 10224684 A JP10224684 A JP 10224684A JP 10224684 A JP10224684 A JP 10224684A JP S60244287 A JPS60244287 A JP S60244287A
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hypochlorous acid
cellulase
bagasse
treated
alkali
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Mutsuo Shimamura
嶋村 睦夫
Masayuki Shimada
島田 政幸
Takayuki Matsuda
孝之 松田
Shinichi Matsumoto
信一 松本
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセルラーゼ(セルロース加水分解酵素)生産用
基質の製造法、更に詳しくは、セルロース系バイオマス
資源(以下、単にバイオマスと称することがある)上次
亜塩素酸系化合物で処理することを%黴とするセルラー
ゼ生産用基質の製造法に関する。
近年、セルロース系バイオマス資源上酵素分解によシ糖
化してその構成単位であるグルコース、キシロースとな
し、更にこれを発酵して得られるエタノール全液体燃料
もしくは化学原料として利用することが検討されている
。然し、バイオマスにセルロースの結晶構造やりダニ7
等の夾雑物のためにそのままでは糖化されに(い性質の
ものである。そこで、バイオマスをボールミルやロール
ミル等で機械的に破砕する方法、アルカリ、カドキセン
等の化学薬剤による処理t−施す方法、あるいはア七ト
ン、エタノール等の有機溶媒によ多処理する方法等によ
り前処理が行われている。一方、このように前処理され
たバイオマス全セルラーゼ生産用基質として利用しよう
とすると、純セルロースを基質に用いた場合に比べて充
分なセルラーゼ生産性が得られないという欠点があった
。このため、従来より純セルロースが基質として用いら
れているが、この方法はセルラーゼ生産性は高いものの
、高価格でアク、セルラーゼ生産コストの大部分を占め
てしまうという難点があった0本発明は、斯かる実状に
おいて、セルロース系バイオマスのセルラーゼ生産用炭
素源への応用について鋭意研究を行った結果、バイオマ
スを次亜塩素酸系化合物で処理すると、セルラーゼの生
産性が著しく向上し、かつセルラーゼ全簡易かつ安価に
製造できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち本発明に、セルロース系バイオマス資源ケ次亜
塩素酸系化合物で処理することを特徴とするセルラーゼ
生産用基質の製造法葡提供するものである。
本発明で使用されるバイオマスとしては、特に制限はな
く、例えば通常入手可能なバガス等を挙げることができ
る。バイオマスは、乾燥後、10メツシユ以下に粉砕し
て使用するのが好ましい。
また、更にこれは予めアルカリ処理などの化学的iσ処
理を行なって2くのが好ましい。
本発明で使用される次亜塩素酸系化合物としては、例え
ばCa (C1O)2、NaC102KC1O等の次亜
塩素酸のアルカリ金塊塩又はアルカリ土類金属塩等の0
5〜20重量%(以下、単にチで示す〕、好ましくに3
〜5%水浴液が挙げられる。ノ(イオマスは、該水溶液
中に2〜20チ、好ましくは5〜lOチ配合される。
本発明の製造法は、例えば次亜塩素酸系化合物中にバイ
オマスを懸濁し、5〜50℃、好ましくは20〜30’
Cで30分以上、好ましくは1〜3時間攪拌処理を行な
ったのち、F液がpH7付近となるまで充分水洗してか
らケーキ’&F取することにより実施される。
叙上の如く、本発明によればバイオマスを有効に利用で
きる定め安価に、しかも操作上の煩雑さもなく短時間に
セルラーゼ生産用基質全製造することができる。
次に実施例全挙げて本発明を説明する。
実施例1 10メツシユ以下に粉砕したバガスを、1%NaOH溶
液中で1200にて30分間蒸煮処理し、残液全戸数・
水洗してアルカリ処理バガスを得た0次いでこのアルカ
リ処理バガスを乾燥重量の10′倍量の水に懸濁し、次
いでその3%相肖量のCaCCBD)tをmえ、1時間
室温にてときどき攪拌しながら処理した。その後水洗・
濾過τ(り返し、洗浄後のpHが7前後となった時点で
ケーキを回収してアルカリ−次亜塩素酸処理バガスを得
た。
斯(シて得られたアルカリ処理バガス、アルカリ−次亜
塩素酸処理バガス、及びMA科バガスの成分全分析した
結果を第1表に示す。なお、分析結果は乾燥試料中のセ
ルロース含量、ヘミセルロース含量及びリグニン含量全
百分率で示した。
第 1 表 第1表より、次亜塩素酸処理によって原料バガス中のヘ
ミセルロース及びリグニンが著L<減少していることが
認められる。
次に原料バガス、アルカリ処理バガス及びアルカリ−次
亜塩素酸処理バガスを用いてセルラーゼの生産培養試験
、及び糖化試験を行なった。
しセルラーゼの生産培養試験〕 下記組成の液体培地に公知のセルラーゼ生産菌であるト
リコデルマ・リーセイQ M 9414 (ATCC2
6921)’1kWalして28−1=I C(D温度
で7日間培養した。この培養液(以下、酵素液と称する
)のセルラーゼ活性、カルボキシメチルセルロース(C
MC)分解活性、β−グルコシダーゼ活性及び可溶性た
んぼ(量を下記方法によシ測定した。その結果を第2表
に示す。
培地の組成: 炭素源 30り KH2PO4−49 (NH4)2SO44y 尿素 1タ ポリペプトン 0.21 CaCt20.3 f MtSO< ・7L0 0.3 t FeSOa ” 7H205t’? Mn5O6−7H701,6W znS0467H201,4’9 COCt2・6H202,0ツ TIWeen 80 1 f 蒸留水 1000m pHs、 s セルラーゼ活性: 酵素液のP紙に対する分解労金もってセルラーゼ活性(
以下、FPAと称する)を評価した。すなわち、F紙(
ワラトモン凰1、l ×6 cm ) 50Wk基質と
し、これに酵素液0.5 ml!と0.05 Mりエン
酸緩衝液(PH4,8) 1.0−を加え、50Cにて
60分間酵素反応を行なった後、直ちにジニトロサリチ
ル酸試薬3.01−刀nえ、100℃にて5分間加熱し
発色させる。次いで水16m1′に加え、55Qnrr
z7)波長で比色定量して還元力をめた。
FPA活性は、1分間に工μmotのグルコースに相当
する還元力を生成する酵素活性t■年単位したO CMC分解活性: CMCt−1%濃度溶解した0、 05 Mクエン酸緩
衝液(IJH4,8) 0.5+dK酵素液0.5d’
に7JDえ5゜Cにて30分間酵素反応を行った後、以
下FPA測定時と同様の操作によ、9CMC活性を測定
した。
CMC分解活性単位は、1分間にLzzmotのグルコ
ースに相当する還元力にあたる酵素活性’kl単位とし
た。
β−グルコシダーゼ活性: 5mMのバラニトロフェニルβ−Dグルコピラノシド溶
液0.5 mti基質とし、これに0.2 M酢酸緩衝
液(pH5,0) ’k 1. O−及び酵素液0.1
mg’171gえ、50℃にて20分間酵素反応を行な
った後、生成したパラニトロフェノール’に400nm
の波長で吸光度全測定した。β−グルコシダーゼ活性4
1分間に1μm□tのパラニトロフェノールを生成する
酵素量全1単位とした。
可溶性たんばく量: 酵素液中の可溶性たんばく量を、牛血清アルブミンを標
準とするローリ−法により定量した。
第2表 第2表から明らかな如(、アルカリ処理後に次亜塩素酸
処理することによシ、セルラーゼをはじめ可溶性たんば
くの生産量の増大が認められた。
〔糖化試験〕
10〇−容三角フラスコにアルカリ処理バガス又はアル
カリ−次亜塩素酸処理バガスを乾燥重量にして5v入れ
、F’PAが75 U/+−の市販セルラーゼ(セルラ
ーゼ・アマノTAP−6)の0.05 Mりエン酸緩衝
液溶液(pH4,8’)50°−を加え、50℃にて4
8時間、135ストロークの往復振とり機で攪拌しなが
ら糖化反応を行ない、生成するグルコースを高速液体ク
ロマトグラフィーにて定量した。その結果、アルカリ処
理バガス及びアルカリ・次亜塩素酸処理バガスの各基質
5fからグルコースがそれぞれ3.Of及び2.959
が生成した。
この結果から本発明による処理バガスはセルラーゼ生成
用基質として優れたものであシ、糖化に対してはアルカ
リ処理バガスと同等の効果を奏することが明らかとなっ
た。
実施例2 前記第2表に示す組成の液体培地において、炭素源とし
てアルカリ処理バガス又はアルカリ・次亜塩素酸処理バ
ガスをセルロース濃度が3%となるよう゛に加えた以外
は同組成の培地2.5tを5を容発酵槽に入れ、これに
公知のセルラーゼ生産菌であシ当出願人の保存するトリ
コデルマ属の変異株随627株の種培養液を4%添加し
、pH4,0〜5.4及び溶存酸素量t−20〜50%
となるように制御しながら28Cにて7日間培養してセ
ルラーゼの生産性を実施例1と同様にして調べた。その
′結果を第3表に示す。
第3表 第3表より、アルカリ処理バガスに比べて本発明による
処理バガスの方がセルラーゼ生産性が高いことがわかる
更に、使用炭素源全セルロース製置が5チとなるように
加えた以外は上記と同様にして培養を行なったところ第
4表に示す結果を得た。
第4表 M4表に示す如く、アルカリ処理バガスを基質とした培
養でに菌の生育阻害によフセルラーゼがほとんど生産さ
れないのに対し、本発明(よる処理バガスでは何らの阻
害を受けることなくセルラーゼが生産され、本発明方法
によ)製造されたセルラーゼ生産用基質は優れた効果を
奏する。
実施例3゜ 沖縄産原料バガス’1r10メツシュ以下に粉砕後、ア
ルカリ処理を施さずにそのまま乾燥重量の10倍Iの水
に懸濁し、更にその3チ相当量のCa(CtO)を金入
れ、ときどき攪拌しながら30分間処理し、以下実施例
1と同様に水洗・濾過をくシ返したのちケーキを回収し
た。この1回次亜塩素酸処理バガスの1mを再度上記の
操作に付してケーキを回収し2回次亜塩素酸処理バガス
とした。次にこの1回次亜塩素酸処理バガスと2回次亜
塩素戚処理バガスt−実施例五のセルラーゼ生産培養試
験と同様にしてセルラーゼの生産性を調べた。その結果
全第5表に示す。
第5表 m5表から明らかな如く、本発明の次亜塩素酸カルシウ
ムにより処理した場合に、比較例の未処理バガスの場合
と比べ著しくセルラーゼ、可溶性たんぽ(の生産量が増
加してお)、また1回次亜塩素酸処理バガスよりは2回
次亜塩素酸処理ノくガス全円いた場合にセルラーゼ、可
溶性たんばくの生産量がさらに増加することが認められ
る。
の代りにNaCIJ:J又uKcto、”を使用してア
ルカリ・次亜塩素酸バガスを得た。また、これとは別に
アルカリ処理を施さずに原料バガスk Ca(CtO)
z、NaCtO又はKCl0だけで処理して次亜塩素酸
ノくガスを得た。これらについて実施例1と同様にして
セルラーゼの生産性を調べた結果を第6表に示すO第6
表 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 セルロース系バイオマス資源を次亜塩素酸系化合
    物で処理することを特徴とするセルラーゼ生産用基質の
    製造法。 2 次亜塩素酸系化合物が次亜塩素酸のアルカリ金属又
    はアルカリ土類金属塩の0.5〜20%水溶液である特
    許請求の範囲第1項記載の製造法。 3、 セルロース系バイオマスが、アルカリ処理すれた
    ものである特許請求の範囲第1項又は第2項記載の製造
    法。
JP10224684A 1984-05-21 1984-05-21 セルラ−ゼ生産用基質の製造法 Granted JPS60244287A (ja)

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