【日本酒の発酵】が地球を救う？『酒バイオテクノロジー』驚きの実態

皆さんは、地球温暖化防止のために何をしていますか？

様々な取り組みがある中でもっとも身近にあるのが「ゴミの分別」です。

可燃ゴミの量は年間6000万tと言われており、この膨大な廃棄物の再利用が急がれています。

では、ゴミ分別以外で家庭でエコ活動を進めるにはどうしたら良いのでしょうか。

実は、ガソリンを大量に使う運輸部門と同程度に、私たちの家庭が二酸化炭素を排出して地球を温めているのはご存知でしょうか。

^{🔗温室効果ガスインベントリオフィスを参照して筆者作成}

その原因はガス、灯油、ガソリン、電気等を使う事で発生する二酸化炭素。

…とは言っても、地球のために電気を止めたり車を使うのを今すぐやめる、なんてことは非現実的です。

そこで石油燃料に変わる代替エネルギーが必要になってきますが、そのクリーンなエネルギーの生産のために、日本酒の発酵技術が生かされています。

中国やインドでは、微生物で廃棄物をクリーンエネルギー変える方法も使われはじめています。

今回の記事では、

地球温暖化によって稲作はどんな影響を受けるのか
稲ワラを「バイオエタノール」に変える日本酒の発酵技術「バイオテクノロジー」
産業廃棄物を「微生物」でバイオエタノールや天然ガスに変える、中国の巨大「バイオエタノール」工場

について説明いたします。

【日本酒と発酵】地球は「医者から見放された患者」

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Max Seigalさん(@maxwilderness)がシェアした投稿 – 2019年 6月月25日午後2時35分PDT

地球は、すでに産業革命当時（18世紀後半から19世紀）から1℃温度が上昇しています。

そんな地球の状態は、どんな手を打っても無駄と診断された「医者から見放された患者の状態」と例える科学者もいます。

皆さんは「まさか！たった1℃温度が上がっただけで？」と驚きませんでしたか？

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Wildlife | Nature | Adventureさん(@wildlifenooky)がシェアした投稿 – 2019年 7月月7日午後8時43分PDT

しかし、これは現実です。ほんの1℃の上昇で、南極では氷山が急速に溶け始め、世界的に嵐や竜巻、森林火災、干ばつ、熱波が発生しているのです。

日本に来る台風にも影響

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Prepare your self before he is coming. Scientists are agree that warmer ocean temperatures and higher sea levels are expected to intensify the impacts of hurricanes. #hurricane #globalwarming ##sea #beach #toptags @quick.tag #sand #water #wave #waves #blue #love #sun #nature #ocean #lake #instagood #photooftheday #climatechange #carbonemissions #gretathunberg Photo credit: la-umc.org

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それだけではありません。

海外の事例だけではなく、日本を毎年襲う台風もこれまでにないダメージを私たちに与えています。

その原因は、

極地での温暖化が急速に進むことで、これまでの気圧の勾配に変化が生じ、熱帯低気圧を移動させる風が弱まっている
それが原因で台風上陸後の移動速度は30%遅くなり、いつまでも同じ地域に居座り、家屋倒壊や洪水などの災害を起こす

科学者たちは、早ければ今後11年以内に、さらに地球の温度は0.5℃上昇する、つまり1.5℃に到達する、と予想しています^＊1。

そうなると日本では、真夏日が、さらに53日も増える計算になります。

稲作への影響

私たちが地球温暖化の進行に対してなんの手も打たなかった場合（今から手を打っても地球温暖化は阻むことができない、と言う意見もありますが）、2081年から2100年つまり、約60年後からの日本の米は、収量が増加する地域と減少する地域の差が大きくなる、との研究結果もあります。

北海道が米どころになり、山田錦は収量が減少

^{出典：環境省 [🔗地球温暖化「日本への影響」ー新たなシナリオに基づく総合的影響予測と適応策ー]}

例えば、赤で示されるゾーン。寒冷な北海道や岩手県などですが、そこでの米は120%の増収。

それに反して紫色で示された山田錦生産地の兵庫県、山陰・山陽地方は米栽培不適地になるとの予測です。

上記の画像は2081年以降の推定図ですが、2081年まで待たなくても、

土地の気候が変わるので、今まで栽培していた稲では対応できなくなる
特に酒米は気温が上がると収穫量が落ちる
カメムシが多量に繁殖し変色米が多くなり、一等米と認められなくなる

との状況に陥り、酒造りに用いる良質な原料米の確保が難しくなりそうです。

また、発酵温度が上がりすぎることで酒質の低下が発生、冷却装置のためにさらなる出費が必要となり、電気を使うことで、ますます地球温暖化への片棒を担ぐことになる、ということで事態は堂々巡りです。

実際に、アイスドームで保存した日本酒がウリだったのに、地球温暖化の影響でアイスドームが溶けてしまうことで−15℃以下にならず、醸造不能になった酒造も存在します（現在は氷温庫を設置して貯蔵）。

【日本酒と発酵】「パリ協定」は画期的と言われたが

^{経済産業省資源エネルギー庁「日本のエネルギー2018 エネルギーの今を知る10の質問」より筆者作成}

中国の経済成長には目覚ましいものがあり、環境への配慮も現在進行中です。

しかし、アメリカはパリ協定を離脱する、と言い出しています。ロシアもいまだにパリ協定を批准していない状況で、各国の足並みが揃っていません。

そうは言うものの、温暖化の影響を防ぐためには、少しでも温暖化をくい止める努力が必要であることは言うまでもありません。

そのために、今まで利用していなかった「バイオマス」から新しいエネルギー源を創出しよう、との動きが世界中で活発になっています。

【日本酒と発酵】日本酒発酵技術を利用して稲ワラからバイオ燃料

^{出典：農林水産省[（1）地球温暖化対策の加速化　エ　バイオマス利活用の加速化]}

バイオマスとは、再生可能な有機物の総称です。

バイオマスは地球の温暖化防止に「待った！」をかける力強い味方。ちなみに、石油の原料になっている化石資源は含まれません。

バイオマスの特徴は、生物が作った有機物であるがゆえに「環境を汚染しない」ということ。

BIOは「生物資源」、MASSは「量」を表し、以下の種類があります。

木質系バイオマス…間伐材、建設発生木材、廃材、流木、竹など
家畜系バイオマス…排泄物など
食品系バイオマス…生ゴミ、食品廃棄物など
植物系バイオマス…稲わら、麦わら、籾がらなど

このうち植物系バイオマスに日本酒の発酵技術が使われ、バイオ燃料（ガソリン代替燃料：バイオエタノール）を作り出しているのです。

バイオエタノールは、燃焼しても大気中の二酸化炭素を増加させない、という特性を持っています。

日本酒発酵技術を利用した、バイオマスからバイオエタノール生成への過程

さて、皆さんは日本にはどれくらいのバイオマスがあるのかご存知ですか？

「農産物非食用部」に分類されている稲わらや籾がらなどに限って言えば、その年間発生量は約1200万トン（2015年）。そのうち利用された量はわずか31%のみ^＊2。

日本酒発酵技術で、植物系バイオマスからバイオエタノールを作る方法

^{response[稲わらからバイオ燃料を一貫生産三菱重工が技術を確立]より写真ACを利用して筆者作成}

誰もが地球の未来に不安を抱く中、三菱重工は日本酒の発酵技術を利用してバイオ燃料を製造することに挑戦しました。

このプロジェクトは、三菱重工が前処理と糖化を受け持ちましたが、その後の発酵過程では白鶴酒造が酵母を加えて発酵させています。

三菱重工は、熱水と酵素だけで植物バイオマスから糖を精製。
白鶴酒造は神戸大学と協力して、様々な酵母から適正な酵母を選抜。その酵母を遺伝子組換えを行うことなく育成し、稲わらなどからバイオエタノールに変換する技術を確立。
関西化学機械製作は、自動車燃料としての規格を満たすエタノール精製技術を磨き、石油代替として使えるように蒸留・脱水、さらに精製。

3社協力のもと、地球温暖化防止、そして脱二酸化炭素化の1つの切り札として、新たなエネルギーシステムの構築が行われたのです。

なぜビールでもワインでもなくて日本酒の発酵技術を使う？

その理由は、世界でも稀と言われる日本酒の並行複発酵技術を用いることで、純度の高いエタノールを生成できるからです。

ビールの発酵方法…単行複発酵と呼ばれ、糖化とアルコール発酵は別々に行われます。
ワインの発酵方法…単発酵と呼ばれ、すでにぶどうに糖分が含まれているのでアルコール発酵だけが行われます。
それに対して、日本酒はデンプンの糖化とアルコール発酵を1つのタンクの中で同時に行う並行複発酵です。

日本酒の原料である米にはそれ単体で発酵できる糖分が含まれていないため、アルコール発酵はできません。

そこで、まず、蒸した米に麹を加えて米のデンプンを糖化させブドウ糖に変えます。

その後酵母を加えて、アルコール発酵をさせます。これを1つのタンクの中で同時に行うので並行複発酵と呼ばれ、高品質のアルコールを作ることが可能です。

「日本酒の並行複発酵」についてはこちら

↓

🍶日本酒メディア

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日本酒ビギナーの方向けに、日本酒に関する素朴な疑問をいくつか紹介し解決したいと思います…

完成したエタノールのランニングコストは1Lにつき90円未満（2009年当時）。エタノール濃度は99.5%で純度が高く、当時の軽油よりも安価に仕上がっています。

【日本酒と発酵】日本酒のバイオテクノロジーがさらに進化

三菱重工と白鶴酒造等のバイオエタノール生成とは別に、月桂冠はスーパー酵母を開発し、効率的にエタノールを作り出すことに成功しています^＊3。

これは、日本酒酵母に麹菌のセルロース分解酵素の遺伝子を組み込む、という方法を用いたものです。

セルロース分解酵素が組み込まれた日本酒酵母は「スーパー酵母」と呼ばれ、単独で糖化と発酵を同時に行い、さらに多くのアルコールの生産が可能になります。

また、強力なセルロース分解酵素を大量に生産できる機能を麹菌に持たせた「スーパー麹菌」も開発しています。

植物原料の前処理まで麹菌に行わせ、その後、スーパー酵母にグルコースへの分解とエタノールへの変換を担わせることで、バイオ燃料生産がますます現実的なものとなりました。

【日本酒と発酵】バイオマスを利用したバイオエタノール生産の現状

日本酒の発酵技術を利用したバイオエタノール生産技術ですが、現在ではどのような取り組みが行われているのでしょうか。

日本酒発酵技術利用は、日本ではまだ一部実用化の段階

2019年現在では、

木質系、草本系のセルロース原料を加圧熱水や酸、アルカリ、糖化酵素等を利用して前処理・糖化した上でエタノール発酵を行う技術で、技術的には研究・実証段階…

出典：農林水産省[バイオマス利用技術の現状とロードマップについて]

と発表されています。

古来からの日本酒バイオテクノロジーを使ったバイオエタノールがそろそろお目見えして、石油燃料依存から脱却し始めるのは時間の問題のようにもうかがえますね。

日本酒発酵技術から発展したゼオライト

三菱重工を中心としたバイオマス利用のエタノール製造についてご説明してきましたが、研究が始まった当時は脱水・精製は関西化学機械製作が担当していました。

しかし、現在では三菱グループの三菱ケミカルが「多数の分子サイズの隙間を持つ、触媒や吸着材に使用されるゼオライト」に発展させています。

このゼオライトは、最先端のゼオライト膜脱水システムで「ZEBREX」と名付けられ、アメリカのバイオテクノロジー企業「Aemetis」に納入。

アメリカではこのゼオライト膜を利用することで、1年間で約1万6千tの二酸化炭素排出量を削減することが可能になるとのことです。

日本酒の醸造技術を使って成功したバイオエタノール製造ですが、それぞれの研究が発展して地球温暖化防止のために使われるとは、一日本酒ファンとしても非常に誇らしく思えます。

【日本酒と発酵】三菱ケミカルは日本酒と化学を融合

ゼオライトとは

ゼオライトが地球温暖化を食い止める一端として性能を発揮していることはわかりましたが、聞きなれない言葉なので調べてみました。

その結果、私のお粗末な例えで申し訳ないのですが、どうもスポンジをナノサイズまで小さくしたようなもの、という印象です。

粘土鉱物の一種である
主に火山や温泉付近にあり、日本でも天然の鉱物資源として産出されている
ゼオライトの特徴であるサブナノサイズの細孔による「分子ふるい効果」があるので、分離膜として利用できる
そのほか、吸着剤、乾燥剤、自動車から排出されるガスの除去剤としても使われている
食品に関しては、旨味成分濃縮のために使われる

ゼオライトで濃縮日本酒第一弾「琥珀露（こはくつゆ）」

ゼオライト膜を使った濃縮酒。その試験製造段階から協力されていた西野金陵の『琥珀露』をゲット！これが最初の濃縮酒！ pic.twitter.com/psalHTNsxF

— すまき俊悟 (@SmakiS) December 24, 2017

さて、海外でも活躍しているゼオライトですが、用途開発はさらに進展し、食品用脱水濃縮ゼオライト膜「KonKer™」に進化。

そして、香川県の酒造メーカーが食品用ゼオライト膜を使って、高アルコール度数の日本酒を作り出しています。

その日本酒が西野金陵酒造「琥珀露」。2015年のミラノ万博に出展された日本初の「KonKer酒」で、ゼオライト膜の食品への応用性を大いに示しました。

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「琥珀露」の味わいとは

純米大吟醸を通常の2倍に近いアルコール度数（30〜31度）に濃縮したもの、と説明されていますが、実際はゼオライト膜を通過した水分子だけを取り除いたものです。したがって、ゼオライト膜を通らなかった酒類側の水分は減少して、旨味も香りも高濃度に濃縮されています。

上質なお酒の余韻を楽しみたい人の、大人のお酒と言えますね。

「伊勢・志摩サミット」に登場！第2弾「Concentration 作凝縮H」

concentration 作凝縮H
三菱化学と共同開発で、ゼオライト膜がなんちゃのやつです。
これはびっくり、度数が30度あるのでキツい、濃ゆいのは当たり前なんですが、
果実香まで濃縮されててすんごくフルーティです。
鼻近づけるだけですごく香る。 pic.twitter.com/xBjVSAYOvO

— あおさん (@rody1230) May 3, 2017

こちらは、2016年伊勢・志摩サミットで提供された、「日本の美味しい食文化（日本酒）」と「日本の高い技術（化学）」のコラボ。日本の伝統的な文化と最新の技術を世界中に発信した「作凝縮H」です。

アルコール度数は「琥珀露」と同じく30度。

「作凝縮H」を並べたサミットのブースには開幕後すぐにプレスの人たちが長蛇の列を作り、「美味しい！」「酒の名前はなんだ！どこに売っているんだ」と次々に驚きの言葉を発しています。

特に女性には好評で、「上質なデザートワインのよう！」という声も上がりました。

来賓の評判も上々で、その後の限定販売では即売り切れ状態になるほどの人気だったとの事です。

※アルコール度数が高い「琥珀露」「作凝縮H」は、酒税法によって「雑酒」に分類されます。

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「デザートワインを超えるデザート日本酒」についてはこちら

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🍶日本酒メディア

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