<論文>リグノセルロースのマイクロ波照射 : 第7報セルロースのマイクロ波照射と酵素糖化

Abstract

アビセルSFセルロース(粒子サイズ6～10μm)と七ルロースバウダーD(粒子サイズ150～400μm)の二種のセルロースを含水・密閉下マイクロ波加熱した後酵素糖化した。マイクロ波照射後直ちに湿度が上界し,10～12分の処理で230℃とたった。温度の上昇に伴ない酸の生成が認められ,PHぱ低下した。230℃の加熱では約009meqの酸が生成しPHは3.0～3.2とたった。還元糖の生或は180℃以上の加熱で認められ,235℃ではアビセルSFセルロースの場合10.5%,セルロースパウダーDの場合6.5%であった。マイクロ波加熱によりセルロースが分解しグルコースとセロオリゴ糖が生成した。このセルロースの加熱分解は水層の紫外吸収スペクトルを測定することによりモニターした。また,235℃以上に加熱することによりセルロース中に混在しているヘミセルロース系多糖を除去することができた。マイクロ波加熱後酵素糖化を行なったところ,210℃以下の加熱では糖化半ば低下するが,220℃以上の加熱では急激に糖化半が向上することがわかった。糖化率は245℃の加熱では,アビセルSFセルロースの場合81%,セルロースパウダーDの場合60%であった。以上の結果から,マイクロ波加熱前処理はリグノセルロースのみならず,セルロースの酵素糖化においても効果的であると判明された。

Avicel SF Cellulose (particle size 6～10μm) and Cellulose Powder D (particle size 150～400μm) were heated by microwave irradiation in the presence of water and enzymatically saccharified. The acidity of the microwave-irradiated solution increased with increasing temperature and reached about 0.09 meq at 230℃. Reducing sugar productions initiated at 180℃, and reached 10.5% (Avicel SF Cellulose) and 6.5% (Cellulose Powder D) at 235℃. A portion of cellulose was degraded into glucose and cello-oligosaccharides. The extent of decom- position of cellulose was also evaluated by measuring ultraviolet spectra of the water- soluble fractions. A small amount of hemicellulosic polysaccharides contaminated in these commercially available cellulose preparations could be removed by microwave irradiation at 235℃. Although the enzymatic susceptibility of the microwave-irradiated celluloses slightly dropped up to 210℃, it rapidly increased with increasing temperature above 220℃. The extent of saccharification reached 81% (Avicel SF Cellulose) and 60% (Cellulose Powder D) at 245℃. The present results indicate the applicability of microwave heating pretreatment for enzymatic saccharification of celluloses.