JP2010000024A - New microorganism and method for producing ethanol using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a yeast that efficiently produces ethanol from glucose and xylose in the presence of the glucose and xylose, and a method for producing ethanol using the same. <P>SOLUTION: There is provided a microorganism belonging to Pachysolen tannophilus producing ethanol from glucose and xylose in the presence of the glucose and xylose. Among these, Pachysolen tannophilus MKY0802OK (Deposit No.FERM ABP-10965) which does not accept catabolite repression from glucose is preferably used. Ethanol can be efficiently produced using the microorganism from glucose and xylose which can be contained in a lignocellulose-based biomass hydrolyzate. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、新規微生物およびこれを用いたエタノールの生産方法に関する。詳しくは、本発明は、グルコースおよびキシロース存在下で、グルコースおよびキシロースからエタノールを効率よく生産することができる新規微生物ならびにこれを用いたエタノールの生産方法に関する。   The present invention relates to a novel microorganism and a method for producing ethanol using the same. Specifically, the present invention relates to a novel microorganism capable of efficiently producing ethanol from glucose and xylose in the presence of glucose and xylose, and a method for producing ethanol using the same.

産業革命以来、エネルギー資源として、石油、石炭、および天然ガスなどの化石燃料が大量に使用されてきた。その結果、今日、二酸化炭素などの温室効果ガスによる地球温暖化は、もはや一刻の猶予も無いほど深刻化している。さらに、これまでの主要なエネルギー資源であった石油の可採年数が数十年との予測がされており、これらの化石燃料に取って代わる、地球に優しい新たなエネルギー資源の確保が急務となっている。これらの問題の一つの解決策として、バイオマス(再生可能な、生物由来の有機性資源で化石資源を除いたもの)からエタノールを生産し、このエタノールを新たなエネルギー資源として用いるとする、バイオマスエタノール(バイオエタノール)の研究・開発が世界各地で進められている。バイオエタノールに含まれる炭素は光合成により固定された大気中の二酸化炭素に由来することから、燃焼しても大気中の二酸化炭素量の総量は増加しない。したがって、再生可能な自然エネルギーとしての将来性が期待されている。   Since the industrial revolution, fossil fuels such as oil, coal, and natural gas have been used in large quantities as energy resources. As a result, global warming due to greenhouse gases such as carbon dioxide is becoming increasingly serious today. Furthermore, it has been predicted that oil, which has been a major energy resource so far, has been available for several decades, and there is an urgent need to secure a new earth-friendly energy resource to replace these fossil fuels. It has become. One solution to these problems is to produce ethanol from biomass (renewable, bio-derived organic resources excluding fossil resources) and use this ethanol as a new energy resource. (Bioethanol) is being researched and developed around the world. Since carbon contained in bioethanol is derived from carbon dioxide in the atmosphere fixed by photosynthesis, the total amount of carbon dioxide in the atmosphere does not increase even when burned. Therefore, the future potential as renewable natural energy is expected.

こうした中、バイオマスとしてトウモロコシやサトウキビなどの可食部に含まれるデンプン質または糖質を用いたエタノール生産が、米国やブラジルなどで大規模に行われている。しかしながら、これらの食糧資源をバイオエタノールの原料とすることで、食糧価格の高騰や、発展途上国での深刻な食糧不足を引き起こすことが懸念され始めた。そこで、米国では、作物の非可食部のリグノセルロース系バイオマスの有効利用を図るために、セルロースをグルコースに分解する酵素であるセルラーゼの研究開発に国を挙げて取り組んでいる。本発明者は、こうした状況を鑑みて、作物の非可食部である葉や茎など(ソフトバイオマス)や木材など(ハードバイオマス)に含まれるリグノセルロース系バイオマスを原料とするエタノールの生産技術の開発に取り組んできた。   Under such circumstances, ethanol production using starch or sugar contained in edible parts such as corn and sugarcane as biomass is performed on a large scale in the United States, Brazil and the like. However, using these food resources as raw materials for bioethanol has started to raise concerns about rising food prices and serious food shortages in developing countries. Therefore, in the United States, in order to make effective use of lignocellulosic biomass in non-edible parts of crops, the country is working on research and development of cellulase, an enzyme that breaks down cellulose into glucose. In view of such a situation, the present inventor has developed an ethanol production technology using lignocellulosic biomass contained in leaves (eg, soft biomass) and wood (hard biomass), which are non-edible parts of crops. I have been working on development.

リグノセルロース系バイオマスからエタノールを生産するには、まず、リグノセルロースを加水分解により糖化する段階を経る。ここで得られるリグノセルロース系加水分解物中には、グルコースおよびキシロースが混在する。しかしながら、キシロースを資化してエタノールを生産できる微生物は、現時点では僅かな種類しか知られていない。   In order to produce ethanol from lignocellulosic biomass, first, the lignocellulose is saccharified by hydrolysis. Glucose and xylose are mixed in the lignocellulose hydrolyzate obtained here. However, only a few types of microorganisms that can assimilate xylose and produce ethanol are known at present.

非特許文献1では、グルコースおよびキシロースのどちらもエタノールに変換可能な微生物として、Pichia stipilis、Candida shehatae、およびPachysolen tannophilusが報告されている。また、非特許文献1に記載のように、グルコースからエタノールへの変換効率が高いSaccharomyces cerevisiaeなどにキシロースからエタノールへの反応に関与する一連の酵素遺伝子を導入する試みもなされている。
Jeffries,W.J.,and Jin Y.S.,Advanced in Applied Microbiology,47,221−268(2000).
Non-Patent Document 1 reports Pichia stipilis, Candida shehatae, and Pachysolen tanophilus as microorganisms that can convert both glucose and xylose into ethanol. In addition, as described in Non-Patent Document 1, attempts have been made to introduce a series of enzyme genes involved in the reaction from xylose to ethanol into Saccharomyces cerevisiae having high conversion efficiency from glucose to ethanol.
Jeffries, W.M. J. et al. , And Jin Y. S. , Advanced in Applied Microbiology, 47, 221-268 (2000).

しかしながら、非特許文献1に記載の微生物を用いて、グルコースおよびキシロースの共存下で発酵を行うと、グルコースによるカタボライトレプレッション(異化代謝産物抑制)により、グルコースがほぼ全て消費されるまでキシロースは実質的に代謝されない。また、酵素遺伝子を導入した微生物を用いて発酵を行ったとしても、グルコースおよびキシロースの共存下ではカタボライトレプレッションは避けることができない。したがって、上記の従来技術を用いても、グルコースおよびキシロースが共存する培地を用いて両方の糖からエタノールを生産するとなると、発酵に長時間を要するために生産性が低いという問題点があった。   However, when fermentation is performed in the coexistence of glucose and xylose using the microorganism described in Non-Patent Document 1, xylose is substantially reduced until almost all glucose is consumed due to catabolite repression (catabolic metabolite suppression) by glucose. Is not metabolized. Even if fermentation is performed using a microorganism into which an enzyme gene has been introduced, catabolite repression cannot be avoided in the presence of glucose and xylose. Therefore, even when the above-described conventional technique is used, when ethanol is produced from both sugars using a medium in which glucose and xylose coexist, there is a problem that productivity is low because fermentation takes a long time.

そこで本発明は、グルコースおよびキシロース存在下で、グルコースおよびキシロースからエタノールを効率よく生産する微生物ならびにこれを用いたエタノールの生産方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a microorganism that efficiently produces ethanol from glucose and xylose in the presence of glucose and xylose, and a method for producing ethanol using the microorganism.

本発明者は、上記の問題を解決すべく、鋭意研究を行った。その結果、グルコースおよびキシロース存在下でのエタノール生産能に優れる、パチソレン・タノフィルス(Pachysolen tannophilus)に属する微生物を用いることによって、グルコースおよびキシロースからエタノールを効率よく生産できることを見出した。   The present inventor has intensively studied to solve the above problems. As a result, it was found that ethanol can be efficiently produced from glucose and xylose by using a microorganism belonging to Pachisolen tanophilus, which is excellent in ethanol-producing ability in the presence of glucose and xylose.

すなわち、本発明は、グルコースおよびキシロース存在下で、グルコースおよびキシロースからエタノールを生産可能な、パチソレン・タノフィルス(Pachysolen tannophilus)に属する微生物である。   That is, the present invention is a microorganism belonging to Pachisolen tanophilus that can produce ethanol from glucose and xylose in the presence of glucose and xylose.

本発明によれば、グルコースおよびキシロース存在下で、グルコースおよびキシロースからエタノールを効率よく生産することができる。   According to the present invention, ethanol can be efficiently produced from glucose and xylose in the presence of glucose and xylose.

以下、本発明の好ましい実施形態を説明する。なお、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきであり、以下の形態のみに制限されない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. The technical scope of the present invention should be determined based on the description of the scope of claims, and is not limited to the following embodiments.

本実施形態は、グルコースおよびキシロース存在下で、グルコースおよびキシロースからエタノールを生産可能な、パチソレン・タノフィルス(Pachysolen tannophilus)に属する微生物に関する。   This embodiment relates to a microorganism belonging to Pachisolen tanophilus that can produce ethanol from glucose and xylose in the presence of glucose and xylose.

本発明の微生物は、グルコースおよびキシロース存在下で、グルコースおよびキシロースからエタノールを生産可能な、パチソレン・タノフィルス(Pachysolen tannophilus)に属する微生物であれば、いずれの微生物であっても構わない。このようなパチソレン・タノフィルスに属する微生物のうち、グルコースによるカタボライトレプレッションを受けない微生物であることが好ましい。本明細書において、「グルコースによるカタボライトレプレッションを受けない」(以下、単に「カタボライトレプレッションを受けない」ともいう)とは、微生物がグルコースとキシロースとを実質的に同時に資化することを意味する。換言すると、微生物がグルコース存在下でキシロースを資化することを意味する。具体的には、培地中に存在するグルコースの濃度が0.1g/L以上、好ましくは0.5〜20g/L、より好ましくは1〜20g/L、さらに好ましくは2〜18g/L、特に好ましくは3〜15gL、最も好ましくは5〜13g/Lの時点で、キシロースの資化が開始されることを意味する。   The microorganism of the present invention may be any microorganism as long as it is a microorganism belonging to Pachisolen tanophilus that can produce ethanol from glucose and xylose in the presence of glucose and xylose. Of the microorganisms belonging to Pachisolene / Tanofilus, it is preferable to be a microorganism that does not receive catabolite repression by glucose. In the present specification, “not subject to catabolite repression by glucose” (hereinafter also simply referred to as “not subject to catabolite repression”) means that a microorganism assimilate glucose and xylose substantially simultaneously. To do. In other words, it means that the microorganism assimilate xylose in the presence of glucose. Specifically, the concentration of glucose present in the medium is 0.1 g / L or more, preferably 0.5 to 20 g / L, more preferably 1 to 20 g / L, still more preferably 2 to 18 g / L, particularly It means that assimilation of xylose is started at a time point of preferably 3 to 15 gL, most preferably 5 to 13 g / L.

このようなカタボライトレプレッションを受けない微生物としては、本発明者によって新たに見出された微生物であるパチソレン・タノフィルス MKY0802OK(Pachysolen tannophilus MKY0802OK)(以下単に「本発明の菌株」とも称する)であることがより好ましい。以下で、パチソレン・タノフィルス MKY0802OKについて説明する。   The microorganism not subjected to such catabolite repression is a newly discovered microorganism by the present inventor, Pachisolen Tanophilus MKY0802OK (Pachysolen tanophilus MKY0802OK) (hereinafter also simply referred to as “the strain of the present invention”). Is more preferable. Hereinafter, Pachisolene and Tanofilus MKY0802OK will be described.

[1次スクリーニング]
神奈川県藤沢市の15ヶ所の排水溝から、排水1mLを100サンプル採取した。該サンプルの排水1mLを5mLの滅菌蒸留水に懸濁して、試料原液を調製した。これを適宜希釈した最終希釈液を、0.1mLずつコーンラージ棒を用いて、下記表1に示す組成の稲わら加水分解物を含有する寒天培地に塗布し、32℃のインキュベーターを用いて培養した。培養開始から3日目に、寒天培地上に形成されたコロニーを白金耳を用いて釣り上げて、下記表1に示す組成の稲わら加水分解物を含有する斜面培地(スラント)に移植した。そして、上記全100サンプルから、280株の酵母と推定される菌株を分離した。
[Primary screening]
100 samples of 1 mL of wastewater were collected from 15 drains in Fujisawa City, Kanagawa Prefecture. A sample stock solution was prepared by suspending 1 mL of the waste water of the sample in 5 mL of sterile distilled water. The final diluted solution obtained by appropriately diluting this was applied to an agar medium containing rice straw hydrolyzate having the composition shown in Table 1 below using a corn large rod in 0.1 mL, and cultured in an incubator at 32 ° C. did. On the third day from the start of culture, colonies formed on the agar medium were picked up using platinum ears and transplanted to a slant medium (slant) containing rice straw hydrolyzate having the composition shown in Table 1 below. And the strain estimated to be 280 strains of yeast was isolated from all 100 samples.

Figure 2010000024
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[2次スクリーニング]
100mL三角フラスコに、下記表2に示す組成の稲わら加水分解物を含有する培養培地10mLを入れ、この培養培地に上記1次スクリーニングで分離した菌株を1白金耳接種した。これを恒温振盪培養装置を用いて32℃で5日間振盪培養した(回転半径:2cm、回転数:220rpm)。培養終了後、培養液を遠心分離することによって、菌体と上澄みに分離し、この上澄みに含まれる全糖、グルコース、およびエタノールを定量した。なお、全糖の定量は、中村道徳編、貝沼圭二編、「生物化学実験法(25)澱粉・関連糖質酵素実験法」、学会出版センター版、1989年10月発行、206頁に記載の硫酸フェノール法に準じて行った。グルコースの定量は、和光純薬工業株式会社製、グルコースCIIテストワコーを用いて行った。エタノールの定量は、株式会社ジェイ・ケイ・インターナショナル製、F−キットを用いて行った。上記操作を1次スクリーニングで得た菌株280株全てについて行い、エタノール生産性に最も優れた菌を1株選別した。
[Secondary screening]
A 100 mL Erlenmeyer flask was charged with 10 mL of a culture medium containing rice straw hydrolyzate having the composition shown in Table 2 below, and 1 platinum loop of the strain isolated in the primary screening was inoculated into this culture medium. This was cultured with shaking at 32 ° C. for 5 days using a constant temperature shaking culture apparatus (rotating radius: 2 cm, rotating speed: 220 rpm). After completion of the culture, the culture solution was centrifuged to separate the cells and the supernatant, and total sugar, glucose, and ethanol contained in the supernatant were quantified. The quantification of total sugar is described in Michinori Nakamura, Junji Kakinuma, “Biochemical Experimental Method (25) Starch / Related Glycoenzyme Experimental Method”, published by the Japan Society for Publishing Center, October 1989, page 206. It carried out according to the sulfuric acid phenol method. Glucose was quantified using Wako Pure Chemical Industries, Ltd., glucose CII test Wako. The ethanol was quantified using an F-kit manufactured by JK International. The above operation was performed for all 280 strains obtained in the primary screening, and one strain having the best ethanol productivity was selected.

Figure 2010000024
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[分類学的性質]
上記でスクリーニングした菌株の分類学的性質を以下に述べる。
[Taxonomic properties]
The taxonomic properties of the strains screened above are described below.

(a)形態的性質   (A) Morphological properties

Figure 2010000024
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Figure 2010000024
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(b)胞子の形成
<YM平板培地上、25℃で、培養開始から7日目>
栄養細胞より伸び、厚膜化した管と、管の先端に子嚢様の器官が認められたが、子嚢胞子の形成は認められなかった。
(B) Spore formation <Day 7 from the start of culture at 25 ° C. on a YM plate medium>
A tube that grew from the vegetative cell and became thicker, and an ascending sac-like organ was observed at the tip of the tube, but no ascospore formation was observed.

(c)生理学的性質
下記表中、「+」は陽性を、「−」は陰性を、「W(weak)」は弱い陽性を、「S(slow)」は試験開始後に2週間から3週間以上かけて徐々に反応が認められたことを、「L(latant)」は試験開始前2週間以降に急速に陽性反応が認められたことを表す。
(C) Physiological properties In the table below, “+” indicates positive, “−” indicates negative, “W (weak)” indicates weak positive, and “S (slow)” indicates 2 to 3 weeks after the start of the test. “L (latant)” indicates that a positive reaction was rapidly recognized after 2 weeks before the start of the test.

Figure 2010000024
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(d)同定
アポロンDB−FUに対するBLAST(Altschul et al.,1997)相同性検索の結果、本菌株の26S rDNA−D1/D2塩基配列は、子嚢菌系酵母の一種であるPachsolen tannophilusの基準株NRRL Y−2460(受託番号:U76346)に対して100%の相同率を示した。GenBank/DDBJ/EMBLなどの国際塩基配列データベースに対する相同性検索の結果においても、本菌株の26S rDNA−D1/D2塩基配列は、P.tannophilusの基準株NRRL Y−2460(受託番号:EU011641、U76346)に対して100%の相同率を示した。アポロンDB−FUに対する相同性検索で得られた上位10塩基配列をもとに作成した系統樹において、本菌株は、P.tannophilusの基準株NRRL Y−2460(受託番号:U76346)と同一の系統枝を形成し、さらにこの系統枝の信頼性を示すブーストラップ値は100%で支持された。以上のことから、26S rDNA−D1/D2塩基配列解析の結果において、本菌株はP.tannophilusに帰属する菌種であると推定された。
(D) Identification As a result of BLAST (Altschul et al., 1997) homology search for Apollon DB-FU, the 26S rDNA-D1 / D2 base sequence of this strain is a reference strain of Pachsolen tanophilus, a kind of ascomycetous yeast. It showed 100% homology to NRRL Y-2460 T (Accession Number: U76346). The 26S rDNA-D1 / D2 nucleotide sequence of this strain is also found in P. cerevisiae in the results of homology searches against international nucleotide sequence databases such as GenBank / DDBJ / EMBL. It showed 100% homology to the tanophilus reference strain NRRL Y-2460 T (Accession Numbers: EU011641, U76346). In a phylogenetic tree created based on the top 10 base sequences obtained by homology search for apolone DB-FU, The same phylogenetic branch was formed with the tanophilus reference strain NRRL Y-2460 T (accession number: U76346), and the bootstrap value indicating the reliability of this phylogenetic branch was supported at 100%. From the above, in the result of the 26S rDNA-D1 / D2 nucleotide sequence analysis, It was presumed to be a bacterial species belonging to tanophilus.

また、簡易形態観察の結果、本菌株の栄養細胞は、広楕円形から楕円形であり、栄養増殖は、多極出芽によることが観察され、P.tannophilusの形態学的特徴と一致した(Kurtzman and Fell,1998)。子嚢胞子の形成は認められなかったが、Pachsolen属を特徴付ける栄養細胞より伸びた厚膜化した管と、管先端に子嚢様の器官の形成が認められた。   Moreover, as a result of simple morphological observation, the vegetative cells of this strain were observed to have a wide oval shape to an oval shape, and vegetative growth was observed to be due to multipolar budding. Consistent with the morphological characteristics of tanophilus (Kurtzman and Fell, 1998). Ascospore formation was not observed, but a thickened tube extending from the vegetative cells that characterize the genus Pachsolen, and formation of an ascending organ at the tip of the tube were observed.

さらに、生理性状試験の結果を、26S rDNA−D1/D2塩基配列解析の結果において本菌株が帰属すると推定されたP.tannophilus(Kurtzman and Fell,1998)と比較したところ、本菌株はガラクトース発酵性を示し、コハク酸を資化しない点においてP.tannophilusとは異なる性質を示したが、その他の生理・生化学的特徴においてはP.tannophilusと類似した性状を示し、26S rDNA−D1/D2塩基配列解析の結果を支持した。   Furthermore, the results of the physiological property test were estimated from the results of 26S rDNA-D1 / D2 nucleotide sequence analysis to which the present strain was attributed. When compared with tanophilus (Kurtzman and Fell, 1998), this strain exhibits galactose fermentability and does not assimilate succinic acid. Although it showed different properties from Tanophilus, P. It showed properties similar to tanophilus and supported the results of 26S rDNA-D1 / D2 nucleotide sequence analysis.

以上の26S rDNA−D1/D2塩基配列解析、簡易形態観察および生理性状試験の結果より、簡易形態観察において子嚢胞子の形成は認められなかったものの、P.tannophilusの特徴である栄養細胞から伸びた厚膜化した管と、管先端部に子嚢様の器官が認められたこと、生理性状試験の結果が26S rDNA−D1/D2塩基配列解析の結果をほぼ支持したことなどから総合的に鑑みて、本菌株はPachysolen tannophilusに帰属する新規な菌であると判断し、パチソレン・タノフィルス MKY0802OK(Pachysolen tannophilus MKY0802OK)と命名した。   From the results of the above 26S rDNA-D1 / D2 nucleotide sequence analysis, simple morphology observation, and physiological property test, although ascospore formation was not observed in the simple morphology observation, The thickened tube extending from vegetative cells, which is the characteristic of tannophilus, and the ascending sac-like organ at the distal end of the tube were observed. Considering comprehensively from the fact that it was almost supported, this strain was judged to be a novel bacterium belonging to Pachysolen tanophilus, and named Pachysolen tanophilus MKY0802OK (Pachysolen tanophilus MKY0802OK).

なお、本菌株は、2008年5月13日付けで独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに受託番号FERM ABP−10965として、MKY0802OKの名称で寄託されている。   In addition, this strain was deposited on May 13, 2008 at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Biological Deposit Center under the name MKY0802OK under the accession number FERM ABP-10965.

[エタノールの生産方法]
上述した本発明の微生物を、培地中で培養することによりエタノールを生産することができる。以下で本発明の微生物を用いたエタノールの生産方法について説明する。
[Ethanol production method]
Ethanol can be produced by culturing the above-described microorganism of the present invention in a medium. Hereinafter, a method for producing ethanol using the microorganism of the present invention will be described.

本発明の微生物を培養する培地としては、微生物の増殖が可能な培地であれば従来公知のものを適宜採用することができる。培地に含まれる栄養源には、通常使用される炭素源、窒素源、無機物などが含まれる。   As a medium for culturing the microorganism of the present invention, a conventionally known medium can be appropriately employed as long as it is a medium capable of growing the microorganism. The nutrient sources contained in the medium include commonly used carbon sources, nitrogen sources, inorganic substances, and the like.

炭素源としては、例えば、グルコース、ガラクトース、フルクトース、およびキシロースなどの単糖、マルトース、ラクトース、およびスクロースなどの二糖、グリセリンおよびキシリトールなどの糖アルコールといった糖類が挙げられ、これらを単独であるいは2種以上を組み合わせて使用できる。本発明においては、これらの炭素源のうち、グルコースおよびキシロースを含むことが好ましい。本発明の微生物によると、グルコースおよびキシロース存在下であっても、カタボライトレプレッションを受けないために、グルコースおよびキシロースからエタノールを効率よく生産することができる。よって、培地に炭素源としてグルコースおよびキシロースを含むことにより、本発明の効果が一層顕著なものとなる。   Examples of the carbon source include saccharides such as monosaccharides such as glucose, galactose, fructose, and xylose, disaccharides such as maltose, lactose, and sucrose, and sugar alcohols such as glycerin and xylitol. Can be used in combination with more than one species. In the present invention, among these carbon sources, glucose and xylose are preferably included. According to the microorganism of the present invention, ethanol is efficiently produced from glucose and xylose because it does not undergo catabolite repression even in the presence of glucose and xylose. Therefore, the effect of the present invention becomes more remarkable by including glucose and xylose as carbon sources in the medium.

従来のカタボライトレプレッションを受ける微生物は、培地中の残存グルコースの濃度がほぼ0g/Lとなるまで、キシロースの資化を開始しない。また、従来のカタボライトレプレッションを受ける微生物は、一般の微生物と同様に、資化可能な栄養源の濃度が低下するにつれて発酵速度が低下するので、グルコース濃度が低下してからグルコースをほぼ全て消費するまでに長時間を要する。例えば、一般的なカタボライトレプレッションを受ける微生物では、グルコース濃度が2g/Lとなってからほぼ0g/Lとなるまでに3〜4日を要する。しかしながら、本発明の微生物はカタボライトレプレッションを受けず、グルコース存在下でもキシロースを資化することができるので、上記のようなグルコース濃度が低下してからグルコース濃度がほぼ0g/Lとなるまでの時間を必要としない。よって、グルコースおよびキシロースを含む培地であっても、短時間で効率よくグルコースおよびキシロースからエタノールを生産することが可能となる。   Microorganisms that undergo conventional catabolite repression do not start assimilating xylose until the concentration of residual glucose in the medium is approximately 0 g / L. In addition, microorganisms that are subject to conventional catabolite repression, like general microorganisms, have a fermentation rate that decreases as the concentration of assimilable nutrients decreases, so almost all glucose is consumed after the glucose concentration decreases. It takes a long time to do. For example, in a microorganism that receives general catabolite repression, it takes 3 to 4 days for the glucose concentration to reach approximately 0 g / L after reaching 2 g / L. However, since the microorganism of the present invention is not subject to catabolite repression and can assimilate xylose even in the presence of glucose, the glucose concentration decreases from the above to a glucose concentration of almost 0 g / L. I don't need time. Therefore, even in a medium containing glucose and xylose, ethanol can be efficiently produced from glucose and xylose in a short time.

窒素源としては、例えば、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウムなどのアンモニウム塩、尿素、L−グルタミン酸などのアミノ酸類、あるいは尿酸などの無機あるいは有機の窒素化合物が使用できる。さらに、窒素源としては、ペプトン、ポリペプトン、肉エキス、酵母エキス、大豆加水分解物、大豆粉末、ミルクカゼイン、カザミノ酸、コーンスティープリカーなどの窒素含有天然物を使用してもよい。これらのうち、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、尿素、L−グルタミン酸などのアミノ酸類、尿酸などの無機あるいは有機窒素化合物、ペプトン、肉エキス、酵母エキスなの窒素含有天然物が好ましい。これらの窒素源は、単独であるいは2種以上を組み合わせて使用できる。   As the nitrogen source, for example, ammonium salts such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, and ammonium nitrate, amino acids such as urea and L-glutamic acid, and inorganic or organic nitrogen compounds such as uric acid can be used. Furthermore, nitrogen-containing natural products such as peptone, polypeptone, meat extract, yeast extract, soybean hydrolysate, soybean powder, milk casein, casamino acid, corn steep liquor and the like may be used as the nitrogen source. Among these, amino acids such as ammonium chloride, ammonium sulfate, urea, and L-glutamic acid, and inorganic or organic nitrogen compounds such as uric acid, nitrogen-containing natural products such as peptone, meat extract, and yeast extract are preferable. These nitrogen sources can be used alone or in combination of two or more.

無機物としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アンモニウムなどの、マグネシウム、マンガン、カルシウム、ナトリウム、カリウム、銅、鉄および亜鉛などのリン酸塩、塩酸塩、硫酸塩および酢酸塩などが用いられる。そのほか、チアミン、ビオチンなどのビタミン類、さらに必要に応じて、アデニン、ウラシルなどの核酸関連物質が使用されてもよい。これらの無機物は、単独であるいは2種以上を組み合わせて使用できる。   Examples of inorganic substances include sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, potassium phosphate, sodium phosphate, magnesium sulfate, ammonium sulfate, and other phosphates such as magnesium, manganese, calcium, sodium, potassium, copper, iron, and zinc. Hydrochloride, sulfate, acetate and the like are used. In addition, vitamins such as thiamine and biotin, and if necessary, nucleic acid-related substances such as adenine and uracil may be used. These inorganic substances can be used alone or in combination of two or more.

炭素源としての上記の糖類は、デンプンおよびセルロースなどの炭水化物を加水分解(以下、「糖化」とも称する)することによって得られる。また、上記炭素源で挙げた糖、デンプン、およびセルロースを含むバイオマスを加水分解することによっても得ることができる。バイオマスとしては、糖質を主成分とする糖質系バイオマス、デンプンを主成分とするデンプン系バイオマス、リグノセルロースを主成分とするリグノセルロース系バイオマスが挙げられる。具体的には、糖質系バイオマスとしては、サトウキビ、甜菜、およびスイートソルガムなどが挙げられ、デンプン系バイオマスとしては、イネ、小麦、大麦、トウモロコシ、ジャガイモ、サツマイモ、およびキャッサバなどが挙げられ、リグノセルロース系バイオマスとしては、稲わら、籾殻、麦わら、バガス、ヤシ殻、コーンコブ、雑草、木材、パルプ、および紙などが挙げられる。このうち、炭素源として、リグノセルロース系バイオマスの加水分解物を用いることが好ましい。リグノセルロース系バイオマスは、加水分解によりグルコースおよびキシロースを生成することから、リグノセルロース系バイオマスの加水分解物を本発明の微生物を培養する培地に添加することによって、本発明の効果をより一層顕著なものとする。また、リグノセルロース系バイオマスの加水分解物は、グルコースおよびキシロースなどの炭素源以外にも、本発明の微生物の増殖に必要な窒素源および無機塩も含有するので、別途、培地に窒素源および無機塩を添加する必要がないか、あるいはその添加量を大幅に減らすことができる。さらに、リグノセルロース系バイオマスは食糧資源ではないので、食糧危機を増長させる虞もない。   The above saccharides as a carbon source can be obtained by hydrolyzing carbohydrates such as starch and cellulose (hereinafter also referred to as “saccharification”). It can also be obtained by hydrolyzing biomass containing sugar, starch, and cellulose mentioned in the above carbon source. Examples of biomass include saccharide-based biomass mainly composed of sugar, starch-based biomass mainly composed of starch, and lignocellulose-based biomass mainly composed of lignocellulose. Specifically, sugar-based biomass includes sugarcane, sugar beet, sweet sorghum, and starch-based biomass includes rice, wheat, barley, corn, potato, sweet potato, cassava, and ligno. Examples of cellulosic biomass include rice straw, rice husk, wheat straw, bagasse, coconut husk, corn cob, weed, wood, pulp, and paper. Among these, it is preferable to use a hydrolyzate of lignocellulosic biomass as a carbon source. Since lignocellulosic biomass produces glucose and xylose by hydrolysis, the effect of the present invention can be further enhanced by adding a hydrolyzate of lignocellulosic biomass to the medium for culturing the microorganism of the present invention. Shall. In addition to the carbon sources such as glucose and xylose, the hydrolyzate of lignocellulosic biomass also contains a nitrogen source and an inorganic salt necessary for the growth of the microorganism of the present invention. It is not necessary to add salt or the amount added can be greatly reduced. Furthermore, since lignocellulosic biomass is not a food resource, there is no risk of increasing the food crisis.

上記バイオマスは、従来公知の方法で加水分解することによって、炭素源である糖類を生じる。加水分解の方法としては、主に、酸分解および酵素分解が挙げられるが、環境保全の観点からは酵素分解を用いることが好ましい。酸分解に用いる酸としては、例えば、硫酸、塩酸、および硝酸などが挙げられ、これらを単独であるいは2種以上を組み合わせて使用できる。また、酵素分解に用いられる酵素としては、例えば、アミラーゼ、セルラーゼ、グルコアミラーゼ、キシラナーゼ、ヘミセルラーゼなどが挙げられる。これらの加水分解酵素は、バイオマス中に含まれる多糖類の種類によって、単独であるいは2種以上を組み合わせて使用できる。例えば、上述のリグノセルロース系バイオマスには、主に、セルロース、ヘミセルロース、リグニンなどが含まれるので、セルラーゼもしくはヘミセルラーゼを単独で、またはセルラーゼおよびヘミセルラーゼを組み合わせて用いることができる。また、セルラーゼとヘミセルラーゼの機能を併せ持つメイセラーゼ(明治製菓株式会社製)およびスミチームC(新日本化学工業株式会社製)などの加水分解酵素を用いることもできる。具体的な加水分解の方法は特に制限されないが、リグノセルロース系バイオマスの加水分解においては、加水分解反応の前に粉砕などの前処理を行うことが好ましい。前処理の具体的な方法としては、稲わらやコーンコブなどの試料を2〜3日間乾燥し、カッターまたはミキサーなどを用いて、2〜3cm程度に裁断する。これをボールミルなどで砕片化し、シフターなどでふるいにかけることによって、2mm程度の粉末状にする方法が挙げられる。また、連続式振動ミルなどを用いることで、該方法を工業的規模で実施することも可能である。かような方法などを用いて試料を粉砕することによって、後の加水分解反応の反応効率を向上することができる。   The said biomass hydrolyzes by a conventionally well-known method, and produces saccharide | sugar which is a carbon source. The hydrolysis method mainly includes acid decomposition and enzymatic decomposition, but it is preferable to use enzymatic decomposition from the viewpoint of environmental conservation. Examples of the acid used for the acid decomposition include sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid, and these can be used alone or in combination of two or more. Examples of the enzyme used for enzymatic degradation include amylase, cellulase, glucoamylase, xylanase, hemicellulase and the like. These hydrolases can be used alone or in combination of two or more depending on the type of polysaccharide contained in the biomass. For example, since the above lignocellulosic biomass mainly includes cellulose, hemicellulose, lignin and the like, cellulase or hemicellulase can be used alone or in combination with cellulase and hemicellulase. In addition, hydrolases such as Maycellase (manufactured by Meiji Seika Co., Ltd.) and Sumiteam C (manufactured by Shin Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) having the functions of cellulase and hemicellulase can also be used. The specific hydrolysis method is not particularly limited, but in the hydrolysis of lignocellulosic biomass, pretreatment such as pulverization is preferably performed before the hydrolysis reaction. As a specific method for the pretreatment, a sample such as rice straw or corn cob is dried for 2 to 3 days and cut into about 2 to 3 cm using a cutter or a mixer. There is a method in which this is crushed with a ball mill or the like and sieved with a shifter or the like to form a powder of about 2 mm. Further, the method can be carried out on an industrial scale by using a continuous vibration mill or the like. By crushing the sample using such a method, the reaction efficiency of the subsequent hydrolysis reaction can be improved.

培養条件は、本発明の微生物の増殖が実質的に阻害されず、エタノールを生産できる範囲であれば、特に制限なく当業者によって適宜調整されうるが、培養温度は、通常は20〜40℃、好ましくは30〜35℃である。また、培地のpHは、通常は4〜7であるが、滅菌後の培地における雑菌の増殖を抑えるためには、4〜5であることが好ましい。培養前または培養中にpHが4未満となる場合は、アンモニアなどを用いてpH制御を行うことが好ましい。   The culture conditions can be appropriately adjusted by those skilled in the art without particular limitation as long as the growth of the microorganism of the present invention is not substantially inhibited and ethanol can be produced. The culture temperature is usually 20 to 40 ° C. Preferably it is 30-35 degreeC. Moreover, although the pH of a culture medium is 4-7 normally, in order to suppress the proliferation of various germs in the culture medium after sterilization, it is preferable that it is 4-5. When the pH is less than 4 before or during the culture, it is preferable to control the pH using ammonia or the like.

培養方法は、嫌気的条件および好気的条件のいずれの培養方法も用いることができ、培地に含まれる栄養源の組成によって、当業者が適宜選択することができる。本発明の微生物は、嫌気的条件および好気的条件のいずれの条件であっても、グルコースおよびキシロースからエタノールを生産することができるが、グルコースからのエタノール生産速度は、嫌気的条件の方が多少速い。一方、キシロースからのエタノール生産速度は好気的条件の方が格段に速い。そこで、グルコースおよびキシロース共存下において、嫌気的条件および好気的条件を組み合わせた多段培養または多段階培養を用いることによって、従来の培養方法よりもエタノール生産効率およびエタノール収率を著しく向上できる。なお、本明細書において多段培養とは、それぞれ培養条件の異なる複数の培養槽を用いて培養することを意味する。また、多段階培養とは、1つの培養槽で複数の培養条件を用いて培養することを意味する。すなわち、多段培養または多段階培養は、複数の培養条件(段階)を含むが、その段階数は、好ましくは2〜3段階であり、より好ましくは2段階である。複数の培養条件としては、嫌気的条件および好気的条件だけに限らず、例えば、熟成条件を設ける場合も含まれ、培地組成、温度、pHなどに関する各種培養条件も含む。   As the culture method, any one of anaerobic conditions and aerobic conditions can be used, and can be appropriately selected by those skilled in the art depending on the composition of the nutrient source contained in the medium. The microorganism of the present invention can produce ethanol from glucose and xylose under either anaerobic condition or aerobic condition, but the rate of ethanol production from glucose is better under anaerobic conditions. Slightly faster. On the other hand, the rate of ethanol production from xylose is much faster under aerobic conditions. Therefore, by using multi-stage culture or multi-stage culture in which anaerobic conditions and aerobic conditions are combined in the presence of glucose and xylose, ethanol production efficiency and ethanol yield can be significantly improved over conventional culture methods. In addition, in this specification, multistage culture means culturing using a plurality of culture vessels having different culture conditions. Moreover, multistage culture means culturing using a plurality of culture conditions in one culture tank. That is, multistage culture or multistage culture includes a plurality of culture conditions (stages), and the number of stages is preferably 2 to 3 stages, more preferably 2 stages. The plurality of culture conditions are not limited to anaerobic conditions and aerobic conditions, but include, for example, cases where aging conditions are provided, and also include various culture conditions relating to medium composition, temperature, pH, and the like.

上記培養方法の好ましい一実施形態としては、本発明の微生物をグルコースおよびキシロース共存下で培養する際に、グルコースからのエタノール生産速度が速い嫌気的条件で培養する段階と、キシロースからのエタノール生産速度が速い好気的条件で培養する段階とを含み、嫌気的条件から好気的条件への培養条件を切り替える多段階培養を用いる方法が挙げられる。嫌気条件から好気条件への培養条件の切り替えは、排出される二酸化炭素(炭酸ガス)濃度などをオンラインでモニタリングすることによって呼吸速度を算出し、該呼吸速度の値によって決定するプログラム制御によって行われうる。該培養方法では、通常、嫌気的条件での培養の開始直後、呼吸速度は急激に上昇し、培養開始後12〜24時間程度でピークに達する。この嫌気的条件での培養の際は、主にグルコースが資化されるが、多少のキシロースも同時に資化されうる。そして、グルコースが消費され、培地中のグルコース濃度が低下するにつれ、呼吸速度も低下する。呼吸速度が所定の下限値に達したら、培養槽の撹拌数または通気量を上げることによって、溶存酸素濃度が培養開始前の溶存酸素濃度に対して10〜20%程度に維持されるような好気的条件に切り替える。この好気的条件での培養では、キシロースが資化される。かような多段階培養において、嫌気的条件から好気的条件への切り替えは、呼吸速度をモニタリングすることによって行われうる。呼吸速度は、オンラインで測定した培地中の排出ガス中の炭酸ガス濃度から、下記数式1に従って算出される。   As a preferred embodiment of the above culture method, when the microorganism of the present invention is cultured in the presence of glucose and xylose, the culture is performed under anaerobic conditions where the ethanol production rate from glucose is high, and the ethanol production rate from xylose. And a step of culturing under an aerobic condition that is fast, and a method using multi-stage culture that switches the culture condition from an anaerobic condition to an aerobic condition. Switching the culture conditions from anaerobic conditions to aerobic conditions is performed by program control that calculates the respiratory rate by online monitoring the concentration of carbon dioxide (carbon dioxide) discharged and determines the value based on the value of the respiratory rate. It can be broken. In this culture method, the respiration rate usually increases rapidly immediately after the start of the culture under anaerobic conditions, and reaches a peak about 12 to 24 hours after the start of the culture. In the culture under the anaerobic condition, glucose is mainly assimilated, but some xylose can be assimilated at the same time. And as glucose is consumed and the glucose concentration in the medium decreases, the respiration rate also decreases. When the respiration rate reaches a predetermined lower limit, the dissolved oxygen concentration is preferably maintained at about 10 to 20% with respect to the dissolved oxygen concentration before the start of culture by increasing the number of agitation in the culture tank or the aeration rate. Switch to temper conditions. In the culture under the aerobic condition, xylose is assimilated. In such multi-stage culture, switching from anaerobic conditions to aerobic conditions can be performed by monitoring the respiratory rate. The respiration rate is calculated according to the following formula 1 from the carbon dioxide concentration in the exhaust gas in the medium measured online.

Figure 2010000024
Figure 2010000024

(上記数式1中、RQは呼吸速度[gmolCO/Lh]を表し、Qは今通気量[L/min]を表し、Cは炭酸ガス濃度[%(v/v)]を表し、Vは培地(培養液)量[L]を表す。)
なお、炭酸ガス濃度は、本技術分野で一般的に使用される排気ガス分析装置を用いて測定することができる。一般に、呼吸速度は培養開始とともに上昇し、ピークに達した後に急速に減少してゼロ付近まで低下する。そこで、呼吸速度がピークに達した後、呼吸速度の値がそのピーク値に対して0〜40%、好ましくは0〜20%になった時点で、培養槽の撹拌数または通気量を上げることによって嫌気的条件から好気的条件への切り替えを行う。また、嫌気条件から好気条件への切り替えは、培地中のグルコース濃度を、グルコースセンサー等を用いてモニタリングすることによっても行われうる。この場合、グルコース濃度が0〜3%、好ましくは0〜1%となった時点で好気的条件への切り替えを行う。呼吸速度またはグルコース濃度が上記範囲になった時点で切り替えを行うことによって、短時間で、高収率でエタノールを生産することが可能となる。
(In the above Equation 1, RQ represents the respiration rate [gmolCO 2 / Lh], Q represents the current ventilation rate [L / min], C represents the carbon dioxide concentration [% (v / v)], and V L Represents the amount of culture medium (L) [L].
The carbon dioxide concentration can be measured using an exhaust gas analyzer generally used in this technical field. In general, the respiration rate increases with the start of culture, rapidly decreases after reaching a peak, and decreases to near zero. Therefore, after the respiration rate reaches the peak, when the respiration rate value becomes 0 to 40%, preferably 0 to 20%, the number of agitation or aeration in the culture tank is increased. To switch from anaerobic conditions to aerobic conditions. Further, switching from the anaerobic condition to the aerobic condition can also be performed by monitoring the glucose concentration in the medium using a glucose sensor or the like. In this case, switching to the aerobic condition is performed when the glucose concentration becomes 0 to 3%, preferably 0 to 1%. By performing switching when the respiration rate or glucose concentration falls within the above range, ethanol can be produced in a high yield in a short time.

培養に用いる培養槽は、従来公知のものを適宜採用することができる。炭素源としてバイオマスの加水分解物、特に、リグノセルロース系バイオマスの加水分解物を用いる場合は、撹拌装置を備えた培養槽を用いることが好ましい。リグノセルロース系バイオマスを加水分解処理した懸濁液を含む培地は、不溶成分が槽底に沈降しやすいので、エタノール生産速度を向上させるには撹拌が有効である。また、キシロース存在下での培養では、上述の通り好気的条件が好ましいので、通気撹拌型培養槽であることが好ましいが、一定以上の通気線速度が確保可能であれば、気泡塔型培養槽であっても構わない。   A conventionally well-known thing can be employ | adopted suitably for the culture tank used for culture | cultivation. When using a hydrolyzate of biomass as the carbon source, particularly a hydrolyzate of lignocellulosic biomass, it is preferable to use a culture tank equipped with a stirrer. In the medium containing the suspension obtained by hydrolyzing lignocellulosic biomass, insoluble components are likely to settle to the bottom of the tank, so that stirring is effective for improving the ethanol production rate. Further, in the culture in the presence of xylose, an aerobic condition is preferable as described above. Therefore, an aeration-stirring type culture tank is preferable. It may be a tank.

培養方式は、エタノールの生産環境や生産規模に応じて、従来公知の方式を適宜選択することが可能である。培養方式としては、例えば、回分培養、連続培養、フェッドバッチ培養、および反復回分培養などが挙げられる。このうち、本発明の微生物の培養特性に鑑みると、連続培養を用いることが好ましい。好ましい実施形態としては、グルコースの資化に好適な条件を設定した培養槽と、キシロースの資化に好適な条件を設定した培養槽からなる2段連続培養システムが挙げられる。例えば、1槽目をグルコースの資化に好適な嫌気的条件に設定し、2槽目をキシロースの資化に好適な条件に設定し、かつ1槽目でグルコースが完全に消費されるような条件に設定することによって、高速で、高効率な連続エタノール生産を可能とする。このような連続培養において、培地の供給および回収の速度は、下記数式2のように希釈率によって表すことができる。   As the culture method, a conventionally known method can be appropriately selected according to the ethanol production environment and production scale. Examples of the culture method include batch culture, continuous culture, fed batch culture, and repeated batch culture. Among these, it is preferable to use continuous culture in view of the culture characteristics of the microorganism of the present invention. As a preferred embodiment, there is a two-stage continuous culture system comprising a culture tank set with conditions suitable for glucose utilization and a culture tank set with conditions suitable for xylose utilization. For example, the first tank is set to anaerobic conditions suitable for glucose utilization, the second tank is set to conditions suitable for xylose utilization, and glucose is completely consumed in the first tank. By setting the conditions, it enables high-speed and highly efficient continuous ethanol production. In such continuous culture, the rate of supply and recovery of the medium can be expressed by the dilution rate as shown in Equation 2 below.

Figure 2010000024
Figure 2010000024

(上記数式2中、Dは希釈率[1/day]を表し、Fは流速[L/day]を表し、Vは各培養槽中の培地の容量[L]を表す。)
例えば、培地の容量が1.5Lであり、流速が0.75L/dayである場合の希釈率は0.5[1/day]となる。該希釈率は、ウォッシュアウトが起こらない条件であれば、0.1〜1.0[1/day]の範囲内で、当業者が適宜選択できる。かような連続培養方式は、工業的規模でのエタノール生産にも適用可能である。
(In Equation 2 above, D represents the dilution rate [1 / day], F represents the flow rate [L / day], and V represents the volume [L] of the medium in each culture tank.)
For example, when the medium volume is 1.5 L and the flow rate is 0.75 L / day, the dilution rate is 0.5 [1 / day]. The dilution rate can be appropriately selected by those skilled in the art within the range of 0.1 to 1.0 [1 / day] as long as no washout occurs. Such a continuous culture method can be applied to ethanol production on an industrial scale.

本発明の作用効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。   The effect of this invention is demonstrated using a following example and a comparative example. However, the technical scope of the present invention is not limited only to the following examples.

[培養特性の比較]
本発明の菌株であるパチソレン・タノフィルス MKY0802OKと、標準的なエタノール発酵酵母(Saccharomyces cerevisiae NBRC2018)との培養特性を比較した。
[Comparison of culture characteristics]
The culture characteristics of Pachisoren tanophilus MKY0802OK, which is a strain of the present invention, and standard ethanol-fermenting yeast (Saccharomyces cerevisiae NBRC2018) were compared.

<実施例1>
3Lジャーファーメンター(3MD、株式会社丸菱バイオエンジ製)に培地(YPXD培地)1Lを入れ、L−乳酸でpHを4に調整し、オートクレーブで121℃、20分間滅菌した。これに、予め500mL三角フラスコ(YPXD培地100mL)で2日間往復振盪培養したパチソレン・タノフィルス MKY0802OKの前培養液を植菌した。通気量を0.25vvmとして、微生物が沈降しないように50rpmで穏やかに撹拌しながら、30℃で培養した。培養開始前(0日)ならびに2、4、6、8、および10日後の培地中のキシロース濃度、グルコース濃度、およびエタノール濃度を測定した。なお、YPXD培地は、リグノセルロース系バイオマスの加水分解物と同様に、炭素源としてグルコースおよびキシロースを含む。YPXD培地の組成を下記表10に示す。
<Example 1>
1 L of a medium (YPXD medium) was placed in a 3 L jar fermenter (3MD, manufactured by Maruhishi Bioengineer Co., Ltd.), adjusted to pH 4 with L-lactic acid, and sterilized at 121 ° C. for 20 minutes in an autoclave. This was inoculated with a preculture solution of Pachisol / Tanofilus MKY0802OK that had been shaken and cultured in a 500 mL Erlenmeyer flask (YPXD medium 100 mL) for 2 days in advance. The aeration amount was 0.25 vvm, and the cells were cultured at 30 ° C. with gentle agitation at 50 rpm so that the microorganisms did not settle. The xylose concentration, glucose concentration, and ethanol concentration in the medium before the start of culture (day 0) and after 2, 4, 6, 8, and 10 days were measured. The YPXD medium contains glucose and xylose as a carbon source, like the hydrolyzate of lignocellulosic biomass. The composition of the YPXD medium is shown in Table 10 below.

Figure 2010000024
Figure 2010000024

<実施例2>
500mL三角フラスコにに培地(YPD培地)100mLを入れ、L−乳酸でpHを4に調整し、オートクレーブで121℃、20分間滅菌した。これに、予め500mL三角フラスコ(YPD培地100mL)で2日間往復振盪培養したパチソレン・タノフィルス MKY0802OKの前培養液を植菌した。上記培養液を2つ用意し、それぞれ30℃で静置培養による嫌気発酵または往復振盪培養による好気発酵を行った。YPD培地の組成を下記表11に示す。
<Example 2>
A 500 mL Erlenmeyer flask was charged with 100 mL of medium (YPD medium), adjusted to pH 4 with L-lactic acid, and sterilized with an autoclave at 121 ° C. for 20 minutes. This was inoculated with a pre-culture solution of Pachisoren / Tanofilus MKY0802 which was previously shake-cultured for 2 days in a 500 mL Erlenmeyer flask (YPD medium 100 mL). Two of the above culture solutions were prepared, and anaerobic fermentation by stationary culture or aerobic fermentation by reciprocal shaking culture was performed at 30 ° C., respectively. The composition of the YPD medium is shown in Table 11 below.

Figure 2010000024
Figure 2010000024

<実施例3>
培地としてYPX培地を用いたこと以外は、実施例2と同様の方法で培養を行った。YPX培地の組成を下記表12に示す。
<Example 3>
Culturing was performed in the same manner as in Example 2 except that YPX medium was used as the medium. The composition of the YPX medium is shown in Table 12 below.

Figure 2010000024
Figure 2010000024

<比較例1>
微生物として、標準的なエタノール発酵酵母(Saccharomyces cerevisiae NBRC2018)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で培養を行った。
<Comparative Example 1>
The culture was performed in the same manner as in Example 1 except that standard ethanol-fermenting yeast (Saccharomyces cerevisiae NBRC2018) was used as the microorganism.

<比較例2>
微生物として、標準的なエタノール発酵酵母(Saccharomyces cerevisiae NBRC2018)を用いたこと以外は、実施例2と同様の方法で培養を行った。
<Comparative example 2>
The culture was performed in the same manner as in Example 2 except that standard ethanol-fermenting yeast (Saccharomyces cerevisiae NBRC2018) was used as the microorganism.

<比較例3>
微生物として、標準的なエタノール発酵酵母(Saccharomyces cerevisiae NBRC2018)を用いたこと以外は、実施例3と同様の方法で培養を行った。
<Comparative Example 3>
Culturing was performed in the same manner as in Example 3 except that standard ethanol-fermenting yeast (Saccharomyces cerevisiae NBRC2018) was used as the microorganism.

実施例1および比較例1の結果を図1に示す。実施例1のパチソレン・タノフィルス MKY0802OKは、培養開始直後から、速い速度でグルコースを資化し、6日後でグルコースをほぼ全て消費した。また、2日後以降、グルコースの資化と同時にキシロースを資化していることが示された。そして、グルコースの資化速度が遅くなった4日後ごろから、キシロースの資化速度が上昇した。培養8日後で、ほぼ全てのキシロースが消費された。エタノールの収率は、グルコースおよびキシロースの合計量に対して38質量%(理論収率に対して73%)であった。一方、比較例1の標準的なエタノール発酵酵母は、実施例1と同様に培養開始直後からグルコースの資化が始まり、4日後でほぼ全てのグルコースが資化された。しかしながら、キシロースは培養10日後においても全く資化されなかった。エタノールの収率は、グルコース量に対して40質量%であり、グルコースおよびキシロースの合計量に対して25質量%であった。   The results of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIG. The Pachisolene tanofilus MKY0802OK of Example 1 assimilated glucose at a high rate immediately after the start of the culture, and consumed almost all glucose after 6 days. In addition, after 2 days, it was shown that xylose was assimilated simultaneously with glucose. Then, the utilization rate of xylose increased from about 4 days after the utilization rate of glucose slowed down. After 8 days of culture, almost all xylose was consumed. The ethanol yield was 38% by mass (73% of the theoretical yield) with respect to the total amount of glucose and xylose. On the other hand, in the standard ethanol-fermenting yeast of Comparative Example 1, as in Example 1, assimilation of glucose started immediately after the start of culture, and almost all glucose was assimilated after 4 days. However, xylose was not assimilated at all even after 10 days of culture. The yield of ethanol was 40% by mass with respect to the amount of glucose and 25% by mass with respect to the total amount of glucose and xylose.

実施例2および3ならびに比較例2および3の結果を下記表13に示す。   The results of Examples 2 and 3 and Comparative Examples 2 and 3 are shown in Table 13 below.

Figure 2010000024
Figure 2010000024

[カタボライトレプレッションの影響の比較]
本発明の菌株であるパチソレン・タノフィルス MKY0802OKと、カタボライトレプレッションを受ける典型的な微生物であるパチソレン・タノフィルス NBRC1007(Pachysolen tannophilus Boidin & Adzet NBRC1007)との培養特性を比較した。なお、本発明の菌株であるパチソレン・タノフィルス MKY0802OKについては、上記実施例1と同一のデータを用いて比較した。
[Comparison of catabolite repression effects]
The culture characteristics of the strain of the present invention, Pachisoren tanophilus MKY0802OK, and Pachisoren tanophilus NBRC1007 (Pachisolen tanophilus Bodyin & Adzet NBRC1007), which is a typical microorganism subjected to catabolite repression, were compared. In addition, about the Pachisoren-Tanofilus MKY0802OK which is a strain of this invention, it compared using the same data as the said Example 1.

<比較例4>
微生物として、カタボライトレプレッションを受ける典型的な微生物であるパチソレン・タノフィルス NBRC1007(Pachysolen tannophilus NBRC1007)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で培養を行った。
<Comparative example 4>
Culturing was carried out in the same manner as in Example 1 except that Pachisolen tanofilus NBRC1007 (Pachysolen tanophilus NBRC1007), which is a typical microorganism that receives catabolite repression, was used as the microorganism.

結果を図2に示す。上述の通り、実施例1はほぼ全てのグルコースが消費される培養6日後までに、キシロースの70%程度が資化された。つまり、グルコースとキシロースとが同時に資化されることが示された。グルコースおよびキシロースからなる全糖は、8日後にほぼ全て消費され、発酵が完結した。一方、比較例4は少なくとも90%以上のグルコースが消費された6日後まで、キシロースは全く資化されなかった。そして、培養10日後であってもなお10g/Lのキシロースが残存していた。   The results are shown in FIG. As described above, in Example 1, about 70% of xylose was assimilated by 6 days after the culture when almost all glucose was consumed. That is, it was shown that glucose and xylose are assimilated simultaneously. Almost all the sugar consisting of glucose and xylose was consumed after 8 days, and the fermentation was complete. On the other hand, in Comparative Example 4, xylose was not assimilated until 6 days after at least 90% or more of glucose was consumed. And even after 10 days of culture, 10 g / L of xylose still remained.

[リグノセルロース系バイオマスの加水分解物を用いたエタノールの生産]
<実施例4>
3Lジャーファーメンター(3MD、株式会社丸菱バイオエンジ製)に水道水1L、風乾した稲わらをポットミル(日陶科学株式会社製、ANZ−50S)を用いて粉砕した、稲わら粉砕物200gを懸濁し、L−乳酸を用いてpHを4.5に調整した。これにメイセラーゼ(明治製菓株式会社製)を加え、撹拌しながら40℃で24時間加水分解することによって、全糖濃度95g/L(グルコース濃度40g/L)の糖化液を得た。これに乾燥酵母(アサヒビール株式会社製、ID1409012)を10g添加し、オートクレーブで121℃、10分間殺菌処理した。これに、予め500mL三角フラスコ(YPXD培地100mL)で2日間往復振盪培養したパチソレン・タノフィルス MKY0802OKの前培養液を植菌した。通気量を0.2vvmとして、培地中の不溶物が沈降しないように50rpmで穏やかに撹拌しながら、32℃で培養した。培養開始前(0日)および培養開始から1〜4日後の全糖濃度、グルコース濃度、エタノール濃度、溶存酸素(DO)濃度、呼吸速度を測定した。なお、呼吸速度は培養1日後でピークに達し、その後減少し始めた。減少し始めるのと同時に撹拌数を制御し、培養液中の溶存酸素濃度が培養開始前の溶存酸素濃度に対して20%付近に維持されるように調整した。
[Production of ethanol using hydrolyzate of lignocellulosic biomass]
<Example 4>
1L of tap water and air-dried rice straw were pulverized in a 3L jar fermenter (3MD, manufactured by Maruhishi Bioengineering Co., Ltd.) using a pot mill (manufactured by Nippon Ceramic Science Co., Ltd., ANZ-50S). The suspension was suspended, and the pH was adjusted to 4.5 using L-lactic acid. Mecelase (manufactured by Meiji Seika Co., Ltd.) was added thereto and hydrolyzed at 40 ° C. for 24 hours with stirring to obtain a saccharified solution having a total sugar concentration of 95 g / L (glucose concentration of 40 g / L). 10 g of dry yeast (Asahi Breweries, ID1409012) was added thereto, and sterilized at 121 ° C. for 10 minutes in an autoclave. This was inoculated with a preculture solution of Pachisol / Tanofilus MKY0802OK that had been shaken and cultured in a 500 mL Erlenmeyer flask (YPXD medium 100 mL) for 2 days in advance. The aeration amount was 0.2 vvm, and the cells were cultured at 32 ° C. with gentle stirring at 50 rpm so that insoluble matters in the medium did not settle. The total sugar concentration, glucose concentration, ethanol concentration, dissolved oxygen (DO) concentration, and respiration rate were measured before the start of culture (day 0) and 1 to 4 days after the start of culture. The respiration rate reached its peak after 1 day of culture and then began to decrease. Simultaneously with the start of the decrease, the number of stirring was controlled, and the dissolved oxygen concentration in the culture solution was adjusted to be maintained at around 20% with respect to the dissolved oxygen concentration before the start of the culture.

なお、上記メイセラーゼの添加量は反応液中の初発酵素濃度が20u/mL(アビセラーゼ活性)となるように添加した。その際のアビセラーゼ活性は、以下の方法で測定した。   In addition, the addition amount of the said mecerase was added so that the initial enzyme concentration in a reaction liquid might be 20 u / mL (avicerase activity). The avicelase activity at that time was measured by the following method.

まず、培養液上澄みを0.1M酢酸緩衝液(pH4.5)で適当量に希釈したものをサンプル溶液とした。上記酢酸緩衝液2mLと2%アビセル溶液2.5mLを加え,振盪機付恒温槽(50℃)に入れて安定させた後、サンプル溶液0.5mLを加えて30分反応させた。反応終了後0.5N水酸化ナトリウム水溶液0.5mLを加えて反応を停止し、遠心分離で未反応アビセルを除去した後、反応溶液中の還元糖を酵素法により測定し、下記数式3からアビセラーゼ活性を求めた。   First, a sample solution was prepared by diluting the culture supernatant to an appropriate amount with 0.1 M acetate buffer (pH 4.5). 2 mL of the above-mentioned acetate buffer and 2.5 mL of 2% Avicel solution were added and placed in a constant temperature bath (50 ° C.) with a shaker to stabilize, then 0.5 mL of the sample solution was added and reacted for 30 minutes. After completion of the reaction, 0.5 mL of 0.5N aqueous sodium hydroxide solution was added to stop the reaction, and unreacted Avicel was removed by centrifugation. Then, the reducing sugar in the reaction solution was measured by an enzymatic method. Activity was sought.

Figure 2010000024
Figure 2010000024

結果を図3に示す。培養開始直後からグルコースが急速に消費されるのに伴い、呼吸速度が上昇して1日後にピークに達した。培地中のグルコースは2日後にほぼ全て消費された。最終的に、資化可能な糖がほぼ全て消費された4日後には、200g/Lの稲わらから33.0g/Lのエタノールが生産された。エタノールの収率は、稲わら(風乾物)に対しては17.0質量%、全糖に対しては37.2質量%であった。   The results are shown in FIG. As glucose was rapidly consumed immediately after the start of culture, the respiration rate increased and reached a peak after one day. Almost all glucose in the medium was consumed after 2 days. Eventually, 4 days after almost all of the associable sugar was consumed, 33.0 g / L ethanol was produced from 200 g / L rice straw. The yield of ethanol was 17.0% by mass for rice straw (air-dried product) and 37.2% by mass for total sugar.

<実施例5>
稲わらに代えて、コーンコブ(トウモロコシの軸穂を粉砕したもの)を用いたこと以外は、実施例4と同様の方法で、加水分解およびエタノールの生産を行った。なお、コーンコブを加水分解した後の糖化液中の糖の組成は、全糖110g/Lのうち、グルコース39g/L、キシロース26g/L、その他の糖45g/Lであった。
<Example 5>
Hydrolysis and ethanol production were carried out in the same manner as in Example 4, except that corn cob (a crushed corn cob) was used instead of rice straw. In addition, the composition of the saccharide in the saccharified solution after hydrolysis of corn cob was 39 g / L of glucose, 26 g / L of xylose, and 45 g / L of other saccharides out of 110 g / L of total saccharide.

結果を図4に示す。実施例2と同様に、培養開始直後からグルコースが急速に消費されるのに伴い、呼吸速度が上昇して1日後にピークに達した。培地中のグルコースは2日後でほぼ全て消費された。最終的に、資化可能な糖がほぼ全て消費された4日後には、200g/Lのコーンコブから34.0g/Lのエタノールが生産された。エタノールの収率は、コーンコブ(風乾物)に対しては17.0質量%、全糖に対しては30.9質量%であった。   The results are shown in FIG. As in Example 2, as the glucose was rapidly consumed immediately after the start of culture, the respiration rate increased and reached a peak one day later. Almost all glucose in the medium was consumed after 2 days. Finally, 34.0 g / L ethanol was produced from 200 g / L corn cob 4 days after almost all of the associable sugar was consumed. The ethanol yield was 17.0% by mass for corn cob (air-dried) and 30.9% by mass for total sugar.

<実施例6>
静岡県藤枝市清里の住宅地で採取した雑草(品種は不明)を風乾したものを、裁断機で2〜3cmに裁断し、これをボールミルを用いて2mm以下の粉末にした。この雑草粉末を用いたこと以外は、実施例4と同様の方法で、加水分解およびエタノールの生産を行った。なお、雑草を加水分解した後の糖化液中の糖の組成は、全糖120g/Lのうち、グルコース38g/L、キシロース30g/L、その他の糖56g/Lであった。
<Example 6>
Air-dried weeds (variety unknown) collected in a residential area in Kiyosato, Fujieda City, Shizuoka Prefecture were cut into 2 to 3 cm with a cutting machine, and this was made into a powder of 2 mm or less using a ball mill. Hydrolysis and ethanol production were performed in the same manner as in Example 4 except that this weed powder was used. In addition, the composition of the saccharide in the saccharified solution after hydrolyzing the weeds was 38 g / L of glucose, 30 g / L of xylose, and 56 g / L of other sugars out of 120 g / L of total sugar.

結果を図5に示す。実施例2および3と同様に、培養開始直後からグルコースが急速に消費されるのに伴い、呼吸速度が上昇して1日後にピークに達した。培地中のグルコースは2日後にほぼ全て消費された。資化可能な糖は3日後までにほぼ全て消費され、最終的に4日後には、200g/Lの雑草から35.1g/Lのエタノールが生産された。エタノールの収率は、雑草(風乾物)に対しては17.5質量%、全糖に対しては29.1質量%であった。   The results are shown in FIG. As in Examples 2 and 3, as glucose was rapidly consumed immediately after the start of culture, the respiration rate increased and reached a peak after 1 day. Almost all glucose in the medium was consumed after 2 days. Nearly all the assimilable sugar was consumed by 3 days, and finally, after 4 days, 35.1 g / L ethanol was produced from 200 g / L weeds. The ethanol yield was 17.5% by weight for weeds (air-dried) and 29.1% by weight for total sugars.

[稲わら加水分解物を用いた多段連続培養によるエタノールの生産]
<実施例7>
稲わら加水分解物を用いて、多段連続培養によるエタノールの生産を行った。多段連続培養について、図6に示す多段連続培養装置の模式図を用いて説明する。まず、培地供給槽100の培地は、送液ポンプ200を経て第1の発酵槽である嫌気発酵槽300へと送られる。嫌気発酵槽300で嫌気的発酵に供された培地は、続いて、送液ポンプ210を経て第2の発酵槽である好気発酵槽400へと送られる。好気発酵槽400には、エアーフィルター600を通過したコンプレッサー500からの空気が供給される。そして、好気発酵槽400で好気的発酵に供された培地は、最後に、送液ポンプ220を経て回収される。
[Production of ethanol by multi-stage continuous culture using rice straw hydrolyzate]
<Example 7>
Ethanol was produced by multistage continuous culture using rice straw hydrolyzate. The multistage continuous culture will be described with reference to the schematic diagram of the multistage continuous culture apparatus shown in FIG. First, the medium in the medium supply tank 100 is sent to the anaerobic fermenter 300 that is the first fermenter via the liquid feed pump 200. The medium subjected to anaerobic fermentation in the anaerobic fermentation tank 300 is subsequently sent to the aerobic fermentation tank 400 which is the second fermentation tank via the liquid feed pump 210. The aerobic fermenter 400 is supplied with air from the compressor 500 that has passed through the air filter 600. Then, the medium subjected to aerobic fermentation in the aerobic fermentation tank 400 is finally collected via the liquid feeding pump 220.

実施例1と同様の稲わら加水分解を含む培地を用いて、上記連続培養装置による多段連続培養を行った。まず、培地供給槽100から、嫌気発酵槽300および好気発酵槽400にそれぞれ1.5Lずつ培地を送液した。嫌気発酵槽300および好気発酵槽400の両方とも、不溶成分が沈降しない程度の撹拌と、培地中の溶存酸素濃度が培養開始前の溶存酸素濃度に対してほぼ0%の状態となる程度の通気を行いながら、30℃で2日間回分培養した。その後、培地供給槽100から嫌気発酵槽300へと、嫌気発酵槽300から好気発酵槽400へと、希釈率0.5(1/day)となるように培地を供給することによって、新たな培地を培地供給槽100から供給し、これと同じ速度で、好気発酵槽400から培養済みの培地を回収した。このようにして、多段連続培養を1ヶ月間行い、各発酵槽での全糖濃度、エタノール濃度、溶存酸素濃度を測定した。   Using the same medium containing rice straw hydrolysis as in Example 1, multistage continuous culture using the continuous culture apparatus was performed. First, 1.5 L each of the medium was fed from the medium supply tank 100 to the anaerobic fermenter 300 and the aerobic fermenter 400. Both the anaerobic fermenter 300 and the aerobic fermenter 400 are stirred so that insoluble components do not settle, and the dissolved oxygen concentration in the medium is in a state of almost 0% with respect to the dissolved oxygen concentration before the start of culture. The culture was carried out at 30 ° C. for 2 days with aeration. Then, a new culture medium is supplied by supplying the culture medium from the culture medium supply tank 100 to the anaerobic fermentation tank 300 and from the anaerobic fermentation tank 300 to the aerobic fermentation tank 400 so that the dilution rate is 0.5 (1 / day). The culture medium was supplied from the culture medium supply tank 100, and the cultured medium was collected from the aerobic fermentation tank 400 at the same rate. Thus, multistage continuous culture was performed for 1 month, and the total sugar concentration, ethanol concentration, and dissolved oxygen concentration in each fermenter were measured.

結果を図7および8に示す。培養開始2日後に回分培養から多段連続培養に切り替えた後、第1の発酵槽である嫌気発酵槽300では全糖濃度、エタノール濃度、溶存酸素濃度は培養開始から8〜10日後にほぼ定常状態に入り、10日後以降は、平均全糖濃度40g/L、平均エタノール濃度20g/Lに維持され、全糖に対するエタノール収率の平均は41質量%であった。なお、溶存酸素濃度は培養開始前の溶存酸素濃度に対してほぼ0%であった。一方、第2の発酵槽である好気発酵槽400では、多段連続培養に切り替えた後、培養開始から8〜10日後にほぼ定常状態に入り、10日後以降は、平均全糖濃度20g/L、平均エタノール濃度28g/Lに維持され、全糖に対するエタノール収率の平均は39質量%であった。なお、溶存酸素濃度は培養開始前の溶存酸素濃度に対して20%前後で推移した。この結果は、嫌気発酵槽300では主にグルコースを用いて、好気発酵槽では主にキシロースを用いてエタノール発酵が行われていることを示した。   The results are shown in FIGS. After switching from batch culture to multistage continuous culture two days after the start of culture, the total sugar concentration, ethanol concentration, and dissolved oxygen concentration are almost steady in 8 to 10 days after the start of culture in the anaerobic fermenter 300 as the first fermenter. After 10 days, the average total sugar concentration was maintained at 40 g / L and the average ethanol concentration was 20 g / L, and the average ethanol yield relative to the total sugar was 41% by mass. The dissolved oxygen concentration was almost 0% with respect to the dissolved oxygen concentration before the start of culture. On the other hand, in the aerobic fermenter 400 which is the second fermenter, after switching to the multistage continuous culture, it enters a steady state 8 to 10 days after the start of the culture, and after 10 days, the average total sugar concentration is 20 g / L. The average ethanol concentration was 28 g / L, and the average ethanol yield based on the total sugar was 39% by mass. In addition, the dissolved oxygen concentration transitioned around 20% with respect to the dissolved oxygen concentration before the start of culture. This result showed that ethanol fermentation was performed mainly using glucose in the anaerobic fermenter 300 and mainly using xylose in the aerobic fermenter.

本発明の菌株と標準的なエタノール発酵酵母との培養特性を比較したグラフである。It is the graph which compared the culture | cultivation characteristic of the strain of this invention and standard ethanol fermentation yeast. 本発明の菌株とカタボライトレプレッションを受ける典型的な酵母との培養特性を比較したグラフである。It is the graph which compared the culture | cultivation characteristic of the typical yeast which receives the strain of this invention, and a catabolite repression. 稲わら加水分解物を用いたエタノール生産を表すグラフである。It is a graph showing ethanol production using a rice straw hydrolyzate. コーンコブ加水分解物を用いたエタノール生産を表すグラフである。It is a graph showing ethanol production using a corn cob hydrolyzate. 雑草加水分解物を用いたエタノール生産を表すグラフである。It is a graph showing ethanol production using a weed hydrolyzate. 多段連続培養装置の模式図である。It is a schematic diagram of a multistage continuous culture apparatus. 多段連続培養における嫌気発酵槽でのエタノール生産を表すグラフである。It is a graph showing ethanol production in an anaerobic fermenter in multistage continuous culture. 多段連続培養における好気発酵槽でのエタノール生産を表すグラフである。It is a graph showing ethanol production in an aerobic fermenter in multistage continuous culture.

符号の説明Explanation of symbols

100 培地供給槽、
200、210、220 送液ポンプ、
300 嫌気発酵槽、
400 好気発酵槽、
500 コンプレッサー、
600 エアーフィルター。
100 medium supply tank,
200, 210, 220 Liquid feed pump,
300 anaerobic fermenters,
400 aerobic fermenter,
500 compressors,
600 Air filter.

Claims (9)

グルコースおよびキシロース存在下で、グルコースおよびキシロースからエタノールを生産可能な、パチソレン・タノフィルス(Pachysolen tannophilus)に属する微生物。   A microorganism belonging to Pachisolen tanophilus, capable of producing ethanol from glucose and xylose in the presence of glucose and xylose. グルコースによるカタボライトレプレッションを受けない、請求項1に記載の微生物。   The microorganism according to claim 1, which is not subjected to catabolite repression by glucose. MKY0802OK(受託番号:FERM ABP−10965)である、請求項1または2に記載の微生物。   The microorganism according to claim 1 or 2, which is MKY0802 OK (accession number: FERM ABP-10965). 培地中で請求項1〜3のいずれか1項に記載の微生物を培養することによる、エタノールの生産方法。   A method for producing ethanol by culturing the microorganism according to any one of claims 1 to 3 in a medium. 前記培地が、グルコースおよびキシロースを含む、請求項4に記載のエタノールの生産方法。   The method for producing ethanol according to claim 4, wherein the medium contains glucose and xylose. 前記培地が、リグノセルロース系バイオマス加水分解物を含む、請求項4または5に記載のエタノールの生産方法。   The method for producing ethanol according to claim 4 or 5, wherein the medium contains a lignocellulosic biomass hydrolyzate. 前記リグノセルロース系バイオマス加水分解物が、稲わら、籾殻、麦わら、バガス、ヤシ殻、コーンコブ、雑草、木材、パルプ、および紙からなる群から選択される少なくとも1種の加水分解物を含む、請求項6に記載のエタノールの生産方法。   The lignocellulosic biomass hydrolyzate comprises at least one hydrolyzate selected from the group consisting of rice straw, rice husk, wheat straw, bagasse, coconut husk, corn cob, weed, wood, pulp, and paper. Item 7. The method for producing ethanol according to Item 6. 前記培養が、好気的条件を用いる段階および嫌気的条件を用いる段階を含む、多段培養または多段階培養である、請求項4〜7のいずれか1項に記載のエタノールの生産方法。   The method for producing ethanol according to any one of claims 4 to 7, wherein the culture is a multi-stage culture or a multi-stage culture including a stage using an aerobic condition and a stage using an anaerobic condition. 前記培養が、連続培養である、請求項4〜8のいずれか1項に記載のエタノールの生産方法。   The method for producing ethanol according to any one of claims 4 to 8, wherein the culture is continuous culture.
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