研究開発された技術紹介

食品産業界から期待されている希少糖を高純度かつ低価格で提供するために、「バイオマス糖化技術」と「光触媒による糖変換技術」により、キノコ廃培地からの希少糖生産法を実用化するものである。具体的にはバイオマス糖化工程の低コスト化及び精製・濃縮工程の最適化を図り、さらに光触媒反応による糖の変換を一貫して行う方法を確立する。併行して、事業化へ向けた希少糖の安全性試験を実施する。

・キノコ廃培地からの希少糖生産法の確立
-キノコ廃培地から希少糖の原料糖(D-グルコース、D-キシロース等)を得る工程について、ベンチスケール設備(前処理設備、糖化設備、精製・濃縮設備、及び糖化効率を評価する分析設備で構成)の構築を行った。
-糖化法として酸分解条件・酵素糖化条件を検討し、当初の見積もりの糖収量(D-キシロース収率10%、Dグルコース酸分解収率30%、D-グルコース酵素糖化収率8%)を得ることができた。
-一定の精製条件を満たせば、試薬グルコースと同等の希少糖生成率で光触媒反応を進行させられることが確認できた。
-キノコ廃培地糖化工程で排出される残渣から燃料ペレットや建材ボードを試作した。
・希少糖の安全性試験
-希少糖の代謝・吸収・排泄に関する分析法を確立した。
-開発候補希少糖の遺伝毒性試験、単回投与毒性試験、反復投与毒性試験を完了した。

・キノコ廃培地からの希少糖生産法の確立
-キノコ廃培地糖化法の工程および設備構成を決定した。また、その構成の最適化を完了した。
-キノコ廃培地から希少糖が生産できることを確認した。
-キノコ廃培地糖化工程で排出される残渣から燃料ペレットや建材ボードを試作した。
-上記燃料ペレットの高発熱型では、木質ペレットの2倍(石炭と同等以上の発熱量)が確認された。
・希少糖の安全性試験
-希少糖の代謝・吸収・排泄に関する予備データを取得した。
-開発候補希少糖D-アラビノースについて、遺伝毒性試験、単回投与毒性試験、13週反復投与毒性試験を完了した。
-希少糖の安全性試験に必要な希少糖サンプルの製造、規格分析、安定性試験を全て完了した。

事業成果の一部として、キノコ廃菌床利用ペレットの特許は出願済（特願2021－183127）

今回の成果により、キノコ廃培地から希少糖D-アラビノース、D-エリスロース、D-トレオースを低コストに高純度で生産することが可能となる。また、キノコ廃培地の糖化工程で排出される残渣からは燃料ペレット(従来の木質ペレットの2倍以上の発熱量)や建材ボード(均一なボード成型を実現)を製造できる。

希少糖製品を食品として事業化するとともに、食品以外の用途での実用化も検討する予定である。また、食品メーカーによる官能評価試験において、D-アラビノースは味質に優れた点があるとの評価を得た。

今回の成果によるキノコ廃培地からの希少糖生産工程の確立は、高純度希少糖を複数種類供給できる体制の構築につながるとともに、キノコ生産における課題であった大量排出されるキノコ廃培地の有効利用法を提案するものである。本技術はゼロエミッションの実現を目指すものであり、環境資源循環技術としても貢献できる。

希少糖製品の食品として事業化については、まずは食品分類や食品添加物の許認可制度への対応における課題を解決していく。希少糖の製造自体はある程度の規模で実施できる体制があるので、食品としての事業化に並行して食品以外の用途の探索も行い、　希少糖製品の新規市場開拓も検討していく。また、キノコ廃培地糖化時の残渣を利用した燃料用ペレットや建材ボード等の製造に関しても、大手メーカーを交えた形で事業化へ向けた検討を進めている。

・製造コスト
-希少糖製造コストの低減は、今後も継続して取り組むべき課題である。ただし、希少糖の変換技術の核となる光触媒技術は既に様々な分野で利用され、日々研究開発が進んでいる。光触媒研究機関と協力して、より良い触媒材料の探索や変換反応の改良に取り組むことで、希少糖生成効率が飛躍的に向上する可能性がある。
・食品分類や食品添加物の許認可制度への対応
-希少糖を食品として実用化するにあたり、食品分類や食品添加物の許認可制度を考慮しながら市販に向けてどのように対応していくか、という点について課題が見えてきた。希少糖は、自然界に稀ではあるが天然にも存在する糖であるので、食経験の調査等を進めることによって食経験のある物質として証明ができ、その結果、食品に分類されるとなれば、販売までの道筋は近いものとなる。一方で、食品ではなく食品添加物の分類となると、医薬品に準じた安全性試験の実施および食品安全委員会での許認可を受ける必要性が生じる。この場合の予算や試験実施期間の確保も検討しつつ、希少糖の食品以外の用途についても検討を進める。