研究開発された技術紹介

燃料用エタノールは循環型社会構築と温暖化対策として世界的に増産が予想されるが、現在主流の糖・デンプン系バイオマスは世界的な食糧不足予想から増産理解は得られ難く、木質系はコストの壁を壊せてない。従って今後の需要増はセルロース系で賄われると予想される。本研究開発はバイオ技術を用いた高度発酵技術により収集コスト不要のセルロース系小麦麸、米糠、籾殻による地域分散型超高効率エタノール生産システムを開発する

小麦フスマを効率的に分解することができる酵素(セルラーゼ)を生産する遺伝子組換え麹菌と固体培養の最適化により従来比12倍以上のセルラーゼ生産性を達成した。この酵素を用い、最適化した水熱処理条件で処理した小麦フスマを液化・糖化した。これに新たに開発した糖化酵素遺伝子を組込んだ組換え酵母によりアルコール発酵における併行複発酵を行い、5.5%アルコール発酵液を得た。また多段式回分蒸留と新たに考案したセラミック膜による蒸気透過分離と浸透気化分離システムにより5.5%アルコール発酵液から99.5%バイオマスエタノールを生産することができた。これにより目標の一連のプロセスを開発することができた。
(新技術)
＜開発目標＞
・バイオテクノロジーと固体培養技術で複合酵素を安価に供給
・高効率酵母の育種と併行複発酵の最適化で高効率発酵
・ナノテク膜と最適化で蒸留・脱水コストの大幅な低減

開発したシステムは、新たに開発した下記の要素技術により構成されている。
・セルラーゼ高生産遺伝子組換え麹菌を開発
・セルラーゼ高生産遺伝子組換え麹菌と固体培養の最適化によりセルラーゼの生産性を従来比12倍以上に向上
・糖化酵素を生産する酵母を開発
・バイオマスのエタノール醗酵において併行複発酵を確立
・比較的小規模な地域分散型システムを可能とする、多段式回分蒸留と、セラミック膜による蒸気透過分離と浸透気化分離のシステムを開発

論文数：5件

セルロース系バイオマスの燃料用エタノール生産プラントの実用化は、世界情勢と国の施策に大きく依存する。単独企業の判断で事業化することは非常に難しい。わが国においても、諸外国においても国の施策に大きく依存している。したがって本プロジェクトメンバーは各担当テーマに関して国内外の企業・研究機関との共同研究開発プロジェクトに参加し、本プロジェクトで確立した要素技術を更に発展させることとした。テーマによっては2012年頃事業化プラントへの参加を視野に入れている。

バイオエタノールは非常に単価が低く、セルロース系バイオマスによる商業化までには、更にコスト低減の技術開発が必要である。特に更に高効率な酵素生産技術が望まれる。