オイルパーム廃棄木の搾汁残渣はバイオエタノールの有望な資源となる

要約

オイルパーム廃棄木の搾汁後の繊維残渣を柔組織および維管束に分別し、それぞれ前処理することで、高い糖化効率を有するバイオエタノール発酵生産が可能となる。廃棄木の搾汁残渣から得られる発酵可能糖に対し約82％の高変換効率でエタノールを生産することができる。

キーワード

バイオエタノールオイルパーム廃棄木糖化発酵技術

背景・ねらい

オイルパームは生産性を維持するために約25年間隔で伐採、再植されるが、伐採されたパーム廃棄木が大量に発生している。パーム廃棄木から搾汁により得られる樹液には、グルコースやスクロースなど発酵可能な遊離糖が豊富に含まれている。JIRCASではこの樹液からのバイオエタノールおよび乳酸生産技術を開発している¹⁾。本研究では、オイルパーム廃棄木の樹液だけでなく、搾汁の際に排出される繊維残渣もまたバイオエタノールに変換可能な有望な資源となることを示す。

成果の内容・特徴

樹液搾汁後の繊維残渣は柔組織と維管束で構成される（図１）。この柔組織と維管束は、その形状や重量の差を用い容易に分別できる（国際農林水産業研究成果情報第18号）。柔組織と維管束を分別することで、柔組織中に特異的に含まれるデンプンを利用することができる³⁾。
柔組織および維管束の成分量（%, w/w）は、それぞれリグニン26.8%、23.6%、デンプン46.7%、0.2%、セルロース40.3%、49.1%、キシラン18.7% 、19.0%、アラビナン4.4%、1.1%であった。デンプン以外の成分は類似した含有量で構成されている³⁾。
搾汁後の繊維残渣はアルカリ前処理（5%水酸化ナトリウム、150°C、3時間処理）および市販セルラーゼ酵素（18.5ユニット/ｇ乾燥繊維残渣）により91％の高い糖化効率を得ることができる³⁾。
パーム廃棄木の搾汁後の繊維残渣100ｇから25ｇのエタノールを生産することが可能である（表１）。これは樹液以外の繊維残渣が有する利用可能な発酵糖の約82％がエタノールへ変換できることを示しており、樹液と共に搾汁後の繊維残渣も極めて有望な資源となる³⁾。

成果の活用面・留意点

柔組織はデンプンを含むため、セルラーゼ以外にデンプン分解酵素の併用が効果的である。
五炭糖発酵性酵母を用いることで、キシラン分解由来のキシロースなどの五炭糖も利用できるためバイオエタノール生産量を向上させることができる。
繊維残渣の前処理はアルカリ前処理以外、水熱前処理でも高い糖化効率を示す。
樹液の有用性が示されていることに加えて、最近では、その搾汁残渣の利用も注目されてきている。本提案のようにエタノール生産の原料、又は吸水性素材⁴⁾、燃料用ペレット（特許出願中）にも利用可能であるが、コスト等を検討し総合的な利用方法を考慮する必要がある。