糖化酶组合物、糖化反应液和糖的制造方法技术

将纤维素和半纤维素的至少一方进行糖化的糖化反应液，其中，以分散状态含有纤维素和半纤维素的至少一方、糖化酶和胶态二氧化硅，且未固定化于胶态二氧化硅的糖化酶相对于全部糖化酶的比例为25％～100％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及糖化酶组合物、糖化反应液和糖的制造方法。
技术介绍
一直以来，已知以包含纤维素或半纤维素的纤维素系生物质为原料制造乙醇的纤维素系生物乙醇。作为从包含纤维素或半纤维素的纤维素系生物质生成葡萄糖这样的糖的方法(糖化技术)，已知在纤维素系生物质中加入硫酸进行水解的方法，但有反应器的腐蚀、废液处理的问题。另外，例如，还提出了使用在碳、沸石等上担载了磺基的固体酸催化剂将纤维素系生物质糖化的方法，但因为是固体彼此的反应，所以不仅反应速度极慢，而且还有未反应残渣与固体酸催化剂的分离困难这样的问题。进而，上述任一方法中水解的控制均困难，反应过度进行的结果还有糖自身分解、糖的收率降低的问题。另一方面，还已知使用酶进行糖化的方法(参照专利文献1)。该方法包括将原料用加压热水处理的热水处理工序，将该热水处理物进行机械粉碎处理的机械粉碎处理工序和将该机械粉碎物用酶进行糖化处理的糖化处理工序。然而，在该方法中，有用酶进行糖化时的反应速度慢、所得的糖化液的浓度不能说充分这样的问题。于是，提出了通过使酶担载于二氧化硅系介孔材料上使用，可以使酶比溶解状态更高浓度地在反应系中存在，从而更有效地进行酶反应这样的方法(参照专利文献2)。然而，在该方法中，有需要将酶吸附固定化于担载体的工序这样的问题，另外，有可能固定化后的酶与未固定化的酶相比反应效率降低至40～50％左右这样的问题。进而，因为是固体彼此的反应，所以还有未反应残渣与固定了酶的担载体的分离困难这样的问题。另外，还已知将硅溶胶与酶混合，制成硅胶后粉末化而得的固定化酶(参照专利文献3、4)。这样的固定化酶虽然能够进行酶的回收，但反应效率本身低。此外，还已知将0.5μm～100μm的二氧化硅粉末与酶混合而水解包含纤维素的植物纤维的方法，但存在混合二氧化硅粉末的效果不明，未反应残渣与悬浮的二氧化硅粉末的分离困难这样的问题(参照专利文献5)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2006-136263号公报专利文献2:日本特开2009-125006号公报专利文献3:日本特公昭63-2595号公报专利文献4:日本特公昭63-21475号公报专利文献5:日本特开平10-66594号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是鉴于上述事实而做出的，目的是提供通过简便的工序提高利用酶的糖化反应的速度的糖化酶组合物、糖化反应液和糖的制造方法。用于解决课题的方法用于实现所述目的专利技术的第1方式是糖化反应液，其特征在于，是将纤维素和半纤维素的至少一方进行糖化的糖化反应液，其中，以分散状态含有纤维素和半纤维素的至少一方、糖化酶和胶态二氧化硅，且未固定化于胶态二氧化硅的糖化酶相对于全部糖化酶的比例为25％～100％。其中，优选所述胶态二氧化硅的平均一次粒径为1nm～400nm，且利用动态光散射法的测定粒径为大于等于5nm且小于500nm。另外，优选所述糖化酶的浓度为0.005质量％～3.0质量％。另外，优选所述胶态二氧化硅的浓度为0.005质量％～40质量％。另外，优选所述糖化酶与所述胶态二氧化硅的质量比率(糖化酶/胶态二氧化硅)为0.002～300。另外，优选pH值为3～11。另外，优选所述糖化酶包含来源于曲霉属(Aspergillus)的糖化酶和来源于木霉属(Trichoderma)的糖化酶的至少一方。另外，本专利技术的第2方式是糖化酶组合物，其特征在于，是将纤维素和半纤维素的至少一方的糖化组合物，其中，以分散状态含有糖化酶、和平均一次粒径为1nm～400nm且利用动态光散射法的测定粒径大于等于5nm且小于500nm的胶态二氧化硅，且未固定化于胶态二氧化硅的糖化酶相对于全部糖化酶的比例为25％～100％。另外，本专利技术的第3方式是糖的制造方法，其特征在于，使用权利要求1～7的任一项所述的糖化反应液来制造糖。另外，优选糖化反应的反应温度为5℃～100℃。附图说明图1显示糖化组合物中未固定化于胶态二氧化硅的糖化酶相对于全部糖化酶的比例的pH值依赖性。图2显示糖化反应液的酶反应14天后的糖化率的pH值依赖性。图3显示糖化反应液的酶反应7天后的糖化组合物中未固定化于胶态二氧化硅的糖化酶相对于全部糖化酶的比例的依赖性。图4显示糖化反应液的酶反应14天后的糖化率的二氧化硅浓度依赖性。图5显示糖化反应液的酶反应14天后的糖化率在糖化酶/胶态二氧化硅比0.1～300的范围内的依赖性。图6显示糖化反应液的酶反应14天后的糖化率在糖化酶/胶态二氧化硅比0.003～0.1的范围内的依赖性。图7显示糖化反应液的酶反应14天后的糖化率的平均一次粒径依赖性。具体实施方式本专利技术中，作为原料使用纤维素和半纤维素的至少一方。该纤维素或半纤维素在例如阔叶树、针叶树等农林水产物资源、或该农林水产物资源的废弃物这样的纤维素系生物质中含有。更具体地，可列举甘蔗渣、稻草、玉米秸秆、油棕空果串、木材纤维、木材碎片、单板屑、木粉、纸浆类、废纸类、棉、海鞘、醋酸菌等。另外，这些原料只要是来源于纤维素系生物质的原料就不特别限定，可以单独使用1种，也可以2种以上混合使用。其中，优选为桉树木粉(阔叶树)、柳杉木粉(针叶树)、甘蔗渣、稻草、玉米秸秆、油棕空果串、棉所含的纤维素或半纤维素。虽然原因不确定，但这些情况下容易解纤，能够以比较高的收率获得糖。其中，纤维素是指葡萄糖通过β-1,4糖苷键聚合而成的聚合物。半纤维素是指葡萄糖、木糖、甘露糖、半乳糖等通过糖苷键聚合而成的聚合物，是指纤维素以外的水不溶性的多糖类。另外，纤维素也可以包含作为其部分分解物的纤维寡糖、纤维二糖，可以是结晶性的也可以是非结晶性的。另外，也可以是羧甲基化、醛化或酯化的衍生物。此外，纤维素或半纤维素如上所述，只要是来源于生物质的就不特别限定，可以来源于植物、来源于真菌、来源于细菌。作为本专利技术的糖化酶，使用以纤维素酶为主体的糖化酶。该纤维素酶是指将纤维素或半纤维素分解到葡萄糖等糖的酶。作为生产该糖化酶的微生物，不特别限定，可列举例如，支顶孢属(Acremonium)菌、曲霉属(Aspergillus)菌、毛壳属(Chaetomium)菌、镰孢属(Fusarium)菌、腐质霉属(Humicola)菌、耙齿菌属(Irpex)菌、平革菌属(Phanerochaete)菌、青霉属(Penicillium)菌、裂褶菌属(Schizophyllum)菌、分枝孢属(Sporotrichum)菌、栓菌属(Trametes)菌、木霉属(Trichoderma)菌等，除此以外，还可列举梭菌属(Clostridium)菌、假单胞菌属(Pseudomonas)菌、纤维单胞菌属(Cellulomonas)菌、瘤胃球菌属(Ruminococcus)菌、芽孢杆菌属(Bacillus)菌等细菌、硫化叶菌属(Sulfolobus)菌、链霉菌属(Streptomyces)菌、高温放线菌属(Thermoactinomyces)菌、高温单孢菌属(Thermomonospora)菌等放线菌。此外，这些酶可以被人工改变。另外，这些酶可以单独使用1种，也可以2种以上混合使用。其中，特别优选来源于曲霉属(Aspergillus)的酶和来源于木霉属(Trichoderma)的酶。因为对结晶性纤维素活性高。另外，纤维素酶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种糖化反应液，其特征在于，是将纤维素和半纤维素的至少一方进行糖化的糖化反应液，其中，以分散状态含有纤维素和半纤维素的至少一方、糖化酶和胶态二氧化硅，且未固定化于胶态二氧化硅的糖化酶相对于全部糖化酶的比例为25％～100％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.07 JP 2014-1617881.一种糖化反应液，其特征在于，是将纤维素和半纤维素的至少一方进行糖化的糖化反应液，其中，以分散状态含有纤维素和半纤维素的至少一方、糖化酶和胶态二氧化硅，且未固定化于胶态二氧化硅的糖化酶相对于全部糖化酶的比例为25％～100％。2.根据权利要求1所述的糖化反应液，其特征在于，所述胶态二氧化硅的平均一次粒径为1nm～400nm，且利用动态光散射法的测定粒径为大于等于5nm且小于500nm。3.根据权利要求1或2所述的糖化反应液，其特征在于，所述糖化酶的浓度为0.005质量％～3.0质量％。4.根据权利要求1～3的任一项所述的糖化反应液，其特征在于，所述胶态二氧化硅的浓度为0.005质量％～40质量％。5.根据权利要求1～4的任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：关口和敏，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP