[發明專利]糖液的制造方法

有效

• 申請號: 201480039216.7
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN105452478B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 栗原宏征;石冢裕子;山田勝成
• 申請（專利權）人: 東麗株式會社
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C12P7/06;C12P19/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 曽禎;段承恩

雖然由生物質獲得的糖水溶液中包含各種發酵抑制物質，但是通過利用無葡萄糖和木糖同化性的微生物或源自該微生物的粗酶物對糖水溶液進行處理，可以簡便且低成本地除去源自生物質的發酵抑制物質。

技術領域

本發明涉及由生物質制造糖液的方法。

背景技術

以糖為原料的化學品的發酵生產工藝被用于各種工業原料生產中。作為成為該發酵原料的糖，現在工業上使用源自甘蔗、淀粉、甜菜等食用原料的糖，但是從今后世界人口增加引起食用原料價格的暴漲、或與食用競爭的倫理層面出發，構建由可再生的非食用資源、即含纖維素生物質有效地制造糖液的工藝，或者以所得糖液為發酵原料，有效地轉化為工業原料的工藝成為今后的課題。

作為由含纖維素生物質制造糖液的方法，公開了使用濃硫酸將纖維素和半纖維素進行酸水解來制造糖液的方法(專利文獻1或2)，在用稀硫酸將含纖維素生物質進行水解處理之后，進一步通過進行纖維素酶等酶處理來制造糖液的方法(非專利文獻1)。此外，作為不使用酸的方法，公開了使用250～500℃左右的亞臨界水將含纖維素生物質水解來制造糖液的方法(專利文獻3)；此外，在將含纖維素生物質進行亞臨界水處理之后，進一步通過酶處理來制造糖液的方法(專利文獻4)；此外，在用240～280℃的加壓熱水將含纖維素生物質進行水解處理之后，進一步通過酶處理來制造糖液的方法(專利文獻5)。

然而，在含纖維素生物質的水解中，存在下述問題：在纖維素或半纖維素成分等分解的同時，生成的葡萄糖、木糖等糖也進行分解反應，還生成糠醛、羥甲基糠醛等呋喃化合物，或甲酸、乙酸、乙酰丙酸等有機酸這樣的副產物。此外，由于含纖維素生物質包含作為芳香族聚合物的木質素成分，因此，在酸處理工序中，木質素成分分解，同時作為副產物生成低分子量的酚類等芳香族化合物。這些化合物由于在利用微生物的發酵工序中起到抑制作用，引起微生物的增殖抑制，使發酵產物的收率降低，因此被稱為發酵抑制物質，在將含纖維素生物質糖液作為發酵原料利用時是大問題。

作為在糖液制造過程中除去這樣的發酵抑制物質的方法，公開了稱為過量灰堿處理(over liming)的方法(非專利文獻2)。在該方法是在對酸處理后的纖維素或糖化液添加石灰進行中和的工序中，通過加熱到60℃附近并保持一定時間，從而將糠醛、HMF等發酵抑制物質與石膏成分一起除去的方法。然而，在過量灰堿處理中，存在甲酸、乙酸、乙酰丙酸等有機酸的除去效果少的問題。

此外，作為其他除去發酵抑制物質的方法，公開了通過向來自含纖維素生物質的糖液中吹入水蒸氣，從而蒸發除去發酵抑制物質的方法(專利文獻6)。然而，在這樣蒸發除去的方法中存在下述問題：依賴于發酵抑制物質的沸點，特別是沸點低的有機酸等發酵抑制物質的除去效率低，為了獲得充分的除去效率，必須投入大量的能量。

此外，也有用離子交換除去發酵抑制物質的方法(專利文獻7)，但是存在成本方面問題；也有使用木質系碳化物、即活性炭等吸附除去的方法，但是存在除去對象限定于疏水性化合物這樣的問題(專利文獻8)。

此外，也考慮了使用納濾膜或反滲透膜而將發酵抑制物質作為膜的透過液除去的方法，但是存在需要用于除去的附加分離設備、能量投入這樣的問題(專利文獻9)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表平11-506934號公報

專利文獻2：日本特開2005-229821號公報

專利文獻3：日本特開2003-212888號公報

專利文獻4：日本特開2001-95597號公報

專利文獻5：日本特許3041380號公報

專利文獻6：日本特開2004-187650號公報

專利文獻7：日本特表2001-511418號公報