月桂冠総合研究所は、化石燃料に代わる新しい燃料として期待されているバイオエタノールの新たな生産技術を開発した。もみ殻や稲わらなど、食用でない植物原料からも、直接エタノールが生産できる画期的な技術で、麹菌の遺伝子を清酒酵母に組み込んだ「スーパー酵母」によって実現した。
植物を発酵可能な状態にするための前処理は、従来の化学薬品を使う方法に拠らず、高温・高圧状態の水によって行う。この研究は、独立行政法人科学技術振興機構(JST)の革新技術開発研究事業の一環として、東北大学、神戸大学、京都大学の研究者らとともに取り組んだ。その成果は3月28日、名古屋市の名城大学で開催された(社)日本農芸化学会の2008年度大会で発表された。
バイオエタノールの原料となる植物のセルロースは、化学的に安定し、強固な構造を持っているため、まず「亜臨界水処理」と呼ぶ方法で前処理することで、構造を弱め発酵可能な状態にする。「亜臨界」では、水が150~370度の高温で高圧の状態にあり、強い酸性を示すが、温度や圧力が下がると、速やかに中性に戻る。臨界点(水の場合374度、218気圧の高温・高圧)を超える「超臨界」状態での処理よりも簡易な装置で、植物のセルロースを前処理できる。すでに実用化されている硫酸など、化学薬品による前処理に比べて、環境への影響や安全性の面ですぐれている。
アルコールをつくる「スーパー酵母」は、麹菌から見出したセルロース分解酵素をつくる遺伝子を清酒酵母に組み込むことで、酵母の細胞表面へ、酵素を千手観音の手のように高密度に並べたもの。酒造りでは、通常麹が米のデンプンを糖に分解し、一方でその糖を酵母によって発酵させる2つの経路が進行して、アルコールがつくられる。今回開発したスーパー酵母には、麹菌の機能を組み込んでいるため、亜臨界水で前処理したセルロースから単独でエタノールを作ることができる。
「亜臨界水処理」により、クリーンで簡易に前処理を行うとともに、「スーパー酵母」を用いたシンプルな方法で、高効率にエタノールを生産する技術により、植物原料が発生する場所ごとに分散して、小規模なプラントを用いて処理することも可能になる。もみ殻や稲わらからエタノールが生成できることも実験により、確認しており、今後実用に供せられるよう、アルコールの収量・収率をあげる研究も進めていく。
同研究所では、日本の酒造りの中で培われた発酵技術、微生物や酵素の利用技術を、バイオエタノールの生産に生かすことが、地球環境問題解決の一助になればと考えている。