JP5742102B2 - Method for producing alcohol from oil pods - Google Patents

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Description

本発明は油糧粕からのアルコール製造方法に関し、特にトウモロコシ胚芽粕からのエタノール製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing alcohol from oil pods, and more particularly to a method for producing ethanol from corn germ cake.

糖・デンプン等を原料とするエタノール製造では、将来的に食料問題と競合するため、糖・デンプンに依存しない新しいバイオエタノール製造法の開発が求められている。バイオエタノール原料となるトウモロコシの生産は年々増加しており、デンプン以外のセルロース系廃棄物からのバイオエタノール生産は、ますます重要視されている。例えば、トウモロコシstoverと呼ばれる皮や芯、茎などの廃棄物を希硫酸法で加水分解処理を行ない、ヘミセルロースを分解した後、セルラーゼによって糖にする方法が知られている(非特許文献1)
また、セルロースをセルラーゼにより加水分解してグルコースを経て酵母により発酵することでエタノールへの変換が可能である。セルラーゼ高生産菌としては、糸状真菌Trichoderma reeseiが知られており、セルロースをグルコースに完全分解可能な複数のセルラーゼを持つことが知られている(非特許文献2)。
In ethanol production using sugar, starch, etc. as raw materials, in order to compete with food problems in the future, development of a new bioethanol production method independent of sugar and starch is required. Production of corn, which is a raw material for bioethanol, has been increasing year by year, and production of bioethanol from cellulosic waste other than starch has become increasingly important. For example, a method of hydrolyzing waste such as corn stover, such as skin, core, and stem by dilute sulfuric acid method to decompose hemicellulose and then converting it into sugar by cellulase is known (Non-patent Document 1).
Moreover, it can be converted to ethanol by hydrolyzing cellulose with cellulase and fermenting with yeast via glucose. As a cellulase high-producing bacterium, the filamentous fungus Trichoderma reesei is known, and it is known to have a plurality of cellulases capable of completely degrading cellulose into glucose (Non-patent Document 2).

また、バイオマスに含まれるセルロースおよびヘミセルロースを酵素分解し、次いで、セルロースおよびヘミセルロースの酵素分解により生成した糖類を発酵させることによりエタノールを生成するバイオエタノールの製造方法が開示されている。このバイオエタノールの製造方法は、バイオマスに含まれるリグニンを破壊処理するとともに、当該バイオマスに含まれるセルロースおよびヘミセルロースの構造分解処理する前処理工程と、この前処理工程にて構造分解処理を施したセルロースおよびヘミセルロースを酵素分解させる酵素分解工程と、この酵素分解工程にて生成した糖類を発酵させる発酵工程と、この酵素分解工程にて生成した糖類を含む溶液と、上記発酵工程にて生成したエタノールを含む溶液との熱交換を行う熱交換工程と、上記発酵工程にて生成したエタノールを含む溶液から発酵菌を分離する発酵菌分離工程を有することを特徴としている(特許文献1)。   Moreover, the manufacturing method of the bioethanol which produces | generates ethanol by carrying out the enzymatic decomposition of the cellulose and hemicellulose which are contained in biomass, and then fermenting the saccharide produced | generated by the enzymatic decomposition of cellulose and hemicellulose is disclosed. The bioethanol production method includes a pretreatment step for destroying lignin contained in biomass and a structure decomposition treatment of cellulose and hemicellulose contained in the biomass, and cellulose subjected to structure decomposition treatment in this pretreatment step. And an enzymatic decomposition step for enzymatically decomposing hemicellulose, a fermentation step for fermenting the saccharide produced in the enzymatic decomposition step, a solution containing the saccharide produced in the enzymatic decomposition step, and ethanol produced in the fermentation step It has the heat exchange process which heat-exchanges with the solution which contains, and the fermentation bacteria isolation | separation process which isolate | separates fermentation bacteria from the solution containing the ethanol produced | generated at the said fermentation process (patent document 1).

また、キシロースを代謝可能なアーミング酵母として、ともにピチア・スチピチス由来のキシロースレダクターゼ(XR)遺伝子およびキシリトールデヒドロゲナーゼ(XDH)遺伝子であるXYL1(INSDアクセッション番号X59465)およびXYL2(INSDアクセッション番号X55392)、ならびにサッカロマイセス・セレビシエ由来キシルロキナーゼ(XK)遺伝子であるXKS1(INSDアクセッション番号X82408)遺伝子の細胞内発現のためのプラスミドpIUX1X2XKの構築についても知られている(特許文献2)。   Moreover, as arming yeast capable of metabolizing xylose, XYL1 (INSD accession number X59465) and XYL2 (INSD accession number X55392), both xylose reductase (XR) gene and xylitol dehydrogenase (XDH) gene derived from Pichia stipitis, In addition, the construction of plasmid pIUX1X2XK for intracellular expression of XKS1 (INSD accession number X82408) gene, which is a xylulokinase (XK) gene derived from Saccharomyces cerevisiae, is also known (Patent Document 2).

一方、コーン胚芽を搾油した後のトウモロコシ胚芽粕は、飼料原料として用いられているが、飼料原料としての粗たんぱく質含有量を上げるためにたんぱく質溶液の吸着などを行なうなどさらなる加工処理が行なわれている。
このため、トウモロコシ胚芽粕などの油糧粕は、付加価値の高い資材ではなく、この有効利用が望まれていた。
On the other hand, corn germ cake after corn germ oiling is used as a feed material, but further processing such as adsorption of protein solution is performed to increase the content of crude protein as feed material. Yes.
For this reason, oil pods such as corn germ meal are not high-value-added materials, and their effective use has been desired.

特開2009−100713JP2009-100713 特開2008-193935JP2008-193935

http://sugar.lin.go.jp/japan/view/jv_0610b.htmlhttp://sugar.lin.go.jp/japan/view/jv_0610b.html http://pelican.nagaokaut.ac.jp/GER/study/e15.htmlhttp://pelican.nagaokaut.ac.jp/GER/study/e15.html

本発明は、トウモロコシ胚芽粕などの油糧粕を、酵素加水分解反応によって糖化およびアルコール発酵、特にエタノール発酵を行ない、低環境負荷で低エネルギーのバイオエタノール生産技術の開発を目的とする。   An object of the present invention is to develop a bioethanol production technique with low environmental load and low energy by saccharifying and alcoholic fermentation, particularly ethanol fermentation, by an enzymatic hydrolysis reaction of an oilseed meal such as corn germ meal.

本発明の油糧粕からのアルコール製造方法は、油糧粕を菌体による糖化分解を行なう糖化分解工程と、この糖化分解工程で得られた糖をアルコール発酵する工程とを備え、上記油糧粕が食用油製造工程で発生するトウモロコシ胚芽粕であり、上記菌体が糸状菌であることを特徴とする。特に上記アルコールがエタノールであることを特徴とする。
また、上記トウモロコシ胚芽粕が搾油後の酸性胚芽粕であることを特徴とする。
また、上記糸状菌がTrichoderma reeseiであり、酸性領域において糖化分解を行なうことを特徴とする。
また、上記アルコール発酵がアーミング酵母を用いるアルコール発酵であり、上記アーミング酵母がキシロースおよびセロオリゴ糖を資化できるアーミング酵母であることを特徴とする。
The method for producing alcohol from oil mash according to the present invention includes a saccharification / decomposition step of saccharifying / degrading oil basin with bacterial cells, and a step of subjecting the sugar obtained in the saccharification / decomposition step to alcohol fermentation, The cocoon is a corn germ cocoon generated in the edible oil production process, and the cell is a filamentous fungus. In particular, the alcohol is ethanol.
The corn germ cake is an acidic germ cake after oil extraction.
The filamentous fungus is Trichoderma reesei and is characterized by performing saccharification / decomposition in an acidic region.
The alcohol fermentation is alcohol fermentation using an arming yeast, and the arming yeast is an arming yeast that can assimilate xylose and cellooligosaccharide.

本発明のアルコール製造方法は、油糧粕としてのトウモロコシ胚芽粕をそのまま使用して糖化分解、発酵させるので、過激な酸処理や熱エネルギーを必要とすることなく、短時間で糖化分解および発酵により、付加価値が低い油糧粕をバイオマス資源として有効利用が図れる。   In the alcohol production method of the present invention, corn germ cake as an oil pod is used as it is for saccharification and fermentation, so that saccharification and fermentation can be carried out in a short time without requiring extreme acid treatment or heat energy. Therefore, oil pods with low added value can be effectively used as biomass resources.

トウモロコシ粒の分別工程を示す図である。It is a figure which shows the classification process of a corn grain. 糖化分解後の溶液中に含まれるブドウ糖・セロオリゴ糖などを示すTLCである。It is TLC which shows glucose, cellooligosaccharide etc. which are contained in the solution after saccharification decomposition. 糖化分解後の溶液中に含まれる還元糖の測定結果である。It is a measurement result of the reducing sugar contained in the solution after saccharification / decomposition. 糖化分解におけるヘミセルラーゼの濃度と反応時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the density | concentration of hemicellulase in saccharification and reaction time. 還元糖の生成割合をトウモロコシ胚芽粕(固形分換算)中の割合で示す図である。It is a figure which shows the production | generation ratio of a reducing sugar in the ratio in corn germ rice cake (solid content conversion). キシロースを代謝可能なアーミング酵母のプラスミドマップである。It is a plasmid map of the arming yeast which can metabolize xylose. セロオリゴ糖を資化できるアーミング酵母のプラスミドマップである。It is a plasmid map of the arming yeast which can assimilate cellooligosaccharide. アルコール発酵前後の組成変化を示す液体クロマトグラフィー図である。It is a liquid chromatography figure which shows the composition change before and behind alcohol fermentation.

トウモロコシ胚芽粕は、植物油脂の製造から得られる副産物資源の一つである。トウモロコシ食用油を製造する際にトウモロコシの胚芽に含まれる油分を搾油・抽出を行なった後に産出される油糧粕である。同じく油糧穀物として知られている大豆やなたねとは異なり、トウモロコシは胚芽中に油分が局在するため、トウモロコシ粒を原材料とするのではなく胚芽だけ分別されコーン油製造に用いられる。トウモロコシ粒の分別工程について、図1に示す。   Corn germ rice is one of the by-product resources obtained from the production of vegetable oils. It is an oil pod produced after squeezing and extracting oil contained in corn germ when producing corn edible oil. Unlike soybeans and rapeseed, which are also known as oil cereals, corn has oil localized in the germ, so the corn is not used as a raw material, but only the germ is separated and used for corn oil production. The corn grain fractionation process is shown in FIG.

トウモロコシ粒は澱粉原料としてスターチメーカーに利用される。トウモロコシ粒は果皮(約5質量%(以下、質量%を%と略記する))、胚乳(75〜80%)、胚芽(10〜15%)、油分(約5%)に大別されるが、澱粉質は胚乳の部分に含まれるため、現在スターチメーカーは主にウェットミリングと呼ばれる工程によって、胚乳と胚芽との分別を行なう。この工程では希薄な亜硫酸溶液にトウモロコシ粒を約48時間浸積させ、トウモロコシ粒を膨潤させ分別を行なう。浸積により、別れた胚乳は水分を含み下部に沈降し、油分を多く含む胚芽は上部に集まる。これを比重差により集め乾燥させた後、胚乳の部分はコーンスターチの製造原料として利用され、胚芽の部分は副産物として、植物油脂原料となる。胚芽はもともと約35%程度の油分を含むが、ウェットミリングによって、胚芽に含まれる可溶性たんぱく質などが抽出され、油分の濃縮が起こり、結果的に約50%の油分を含む油糧原料となる。大豆やなたねと比べ、胚芽の発生数量は少なくなるが、単位当たり油分を多く含む原料であるため、植物油脂の製造効率はよい原料である。この胚芽に含まれる油分は圧搾と呼ばれる工程により約半分の油が搾油され、残りは有機溶剤のn−ヘキサンにより抽出をされ、トウモロコシ粗油が得られ、以降の精製工程を経て、食用のコーン油となる。   Corn grains are used as starch raw materials by starch makers. Corn grains are roughly divided into pericarp (about 5% by mass (hereinafter abbreviated as%)), endosperm (75-80%), germ (10-15%), and oil (about 5%). Since starch is contained in the endosperm portion, starch makers currently separate endosperm from germ by a process called wet milling. In this step, corn kernels are immersed in a dilute sulfite solution for about 48 hours to swell and separate the corn kernels. By soaking, the separated endosperm contains water and settles in the lower part, and the germ containing much oil gathers in the upper part. After collecting and drying this due to a difference in specific gravity, the endosperm portion is used as a raw material for producing corn starch, and the germ portion is used as a vegetable oil raw material as a by-product. Germ originally contains about 35% oil, but by wet milling, soluble proteins contained in the germ are extracted and the oil is concentrated, resulting in an oil raw material containing about 50% oil. Compared to soybeans and rapeseed, the number of germs generated is small, but since it is a raw material containing a large amount of oil per unit, it is a raw material with good production efficiency of vegetable oils. About half of the oil contained in the germ is extracted by a process called pressing, and the rest is extracted with an organic solvent n-hexane to obtain crude corn oil. Become oil.

油分を除かれたトウモロコシ胚芽は大豆やなたねと同様にトウモロコシ胚芽粕となる。トウモロコシ胚芽粕の成分を分析した結果を表1に示す。表1は製造ロットの異なるトウモロコシ胚芽粕A、BおよびCの分析値と、それらの平均値を表している。
表1に示すように、トウモロコシ胚芽粕中に含まれる窒素(N)含量またはこれに基づく粗たんぱく質値(N%×6.25)は約20%と低い。また、胚乳と胚芽の分別におけるウェットミリングで酸が使用されるため、胚芽は酸性を示し、搾油後も胚芽粕はpH3.5〜4.0の酸性が確認される。さらにトウモロコシ胚芽中には澱粉質を殆ど含まない。このため、トウモロコシ胚芽粕は、大豆粕やなたね粕よりも飼料原料や肥料原料としての利用価値が低い。
また、トウモロコシ胚芽粕中に含まれる、セルロース質の含有量は平均値として、セルロース10.9%、ヘミセルロース23.3%、リグニン0.6%であり、粗繊維と可溶性無窒素物を合わせた含有量約63.5%中の50〜55%程度がセルロース質に該当する。
The corn germ from which the oil has been removed becomes a corn germ bud, similar to soybeans and rapeseed. Table 1 shows the results of analyzing the components of corn germ meal. Table 1 shows the analytical values of corn germ cakes A, B and C of different production lots and their average values.
As shown in Table 1, the nitrogen (N) content contained in corn germ cake or the crude protein value (N% × 6.25) based thereon is as low as about 20%. Moreover, since an acid is used in wet milling in the classification of endosperm and germ, the germ shows acidity, and the germ bud is confirmed to have an acidity of pH 3.5 to 4.0 even after oil extraction. Further, corn germ contains almost no starch. For this reason, corn germ rice is less useful as a feed material or fertilizer material than soybean meal or rapeseed meal.
In addition, the average content of cellulose contained in the corn germ cake is 10.9% cellulose, 23.3% hemicellulose, and 0.6% lignin, and the crude fibers and soluble nitrogen-free materials are combined. About 50 to 55% of the content of about 63.5% corresponds to the cellulose.

次に、トウモロコシ胚芽粕は、後述する微生物による糖化分解工程において、胚芽粕に含まれる他の微生物が影響を与えることも考えられる。そこでトウモロコシ胚芽粕に含まれる微生物が如何なるものか以下に示す微生物試験方法で確認を行なった。結果を表2に示す。
(1)一般生菌数は、トウモロコシ胚芽粕1gを10mlと100mlの滅菌水にけん濁を行ない、軽く遠心分離を行なった後、上澄み液を標準寒天培地に加え、37℃で48時間培養後に寒天上に形成されるコロニー数の計測を行なった。
(2)大腸菌群数は、トウモロコシ胚芽粕1gを10mlと100mlの滅菌水にけん濁を行ない、軽く遠心分離を行なった後、上澄み液をX−gal寒天培地に加え、37℃で24時間培養後に寒天上に青いコロニー(陽性)が形成されるか確認を行なった。
(3)カビ・酵母は、トウモロコシ胚芽粕1gを10mlと100mlの滅菌水にけん濁を行ない、軽く遠心分離を行なった後、上澄み液をポテトデキストロース寒天培地に加え、30℃、5日間後形成された寒天上のコロニー数の計測を行なった。
(4)サルモネラ菌は、食品衛生検査指針(微生物編)に掲載されている試験法を一部改良して行なった。即ち、サンプル量として、トウモロコシ胚芽粕を10g取り、BPW培地で前培養を行ない、次ぎにHTT培地で選択増菌培養、次いでDHL寒天培地とBG寒天培地で分離培養を行ない、寒天上に形成されるコロニーの観察を行なった。
Next, the corn germ cake may be influenced by other microorganisms contained in the germ cake in the saccharification / decomposition process by microorganisms described later. Therefore, the following microorganism test method was used to confirm what kind of microorganisms were contained in corn germ buds. The results are shown in Table 2.
(1) The general viable cell count is as follows. 1 g of corn germ cake is suspended in 10 ml and 100 ml of sterilized water, and after light centrifugation, the supernatant is added to a standard agar medium and cultured at 37 ° C. for 48 hours. The number of colonies formed on the agar was counted.
(2) For the number of coliforms, 1 g of corn germ cake was suspended in 10 ml and 100 ml of sterilized water, and after light centrifugation, the supernatant was added to X-gal agar medium and cultured at 37 ° C. for 24 hours. Later, it was confirmed whether a blue colony (positive) was formed on the agar.
(3) Mold / yeast is suspended in 10 ml and 100 ml of sterilized water with 1 g of corn germ cake, lightly centrifuged, and then the supernatant is added to potato dextrose agar medium at 30 ° C. for 5 days. The number of colonies on the agar was measured.
(4) Salmonella was tested by partially improving the test method published in the Food Sanitation Inspection Guidelines (Microbiology). That is, 10 g of corn germ cake is taken as a sample amount, pre-cultured with BPW medium, then selectively enriched with HTT medium, then separated and cultured with DHL agar medium and BG agar medium, and formed on agar. Colonies were observed.

表2に示すように、10倍希釈での測定で一般生菌数が40個、カビ・酵母数が10個検出された。大腸菌群とサルモネラ菌は検出されなかった。トウモロコシ胚芽粕が酸性であるため、計測される菌数の数も大豆粕やなたね粕に比べ、少ないと考えられる。また、トウモロコシ胚芽粕を121℃、20分の条件でオートクレイブした後、同様に微生物試験を行なった結果、上記菌数は全く検出されなかった。   As shown in Table 2, the number of general viable bacteria was 40, and the number of molds and yeasts was 10 by measurement at 10-fold dilution. Coliform bacteria and Salmonella were not detected. Because corn germ cake is acidic, the number of bacteria measured is considered to be less than that of soybean meal and rapeseed meal. Moreover, after autoclaving the corn germ buds at 121 ° C. for 20 minutes, the same microbial test was performed. As a result, the above bacterial count was not detected at all.

上述したように、トウモロコシ胚芽粕は、セルロース質が多く、酸性状態で得られ、飼料原料や肥料原料としての利用価値が低く、付加価値の高い資材ではなく、その有効利用が望まれている。
なお、図1は、油糧粕の原料として、本発明の好ましい例としてのトウモロコシ胚芽粕の分別について説明したが、同様にたんぱく質含量が低く飼料原料や肥料原料としての利用価値が低い油糧粕もその有効利用が望まれている。
As described above, corn germ cake is rich in cellulosic matter and obtained in an acidic state, has low utility value as a feed raw material or fertilizer raw material, and is not a high value-added material, but its effective use is desired.
In addition, although FIG. 1 demonstrated the fractionation of the corn germ rice cake as a preferable example of this invention as a raw material of an oil candy, it is similarly an oil potato with a low protein content and a low utility value as a feed raw material or a fertilizer raw material. The effective use is also desired.

本発明のアルコール、特にエタノール製造方法は、油糧粕、特にトウモロコシ胚芽粕中に含まれる上記セルロース質を微生物の培養を通じて、ブドウ糖・セロオリゴ糖などに分解する糖化分解工程を経る。
糖化分解に用いる微生物としては、糸状菌、細菌、放射菌であることが好ましく、これらの中で糸状菌が好ましい。また、糸状菌の中でもTrichoderma reeseiが好ましい。
その理由は、Trichoderma reeseiが(1)セルラーゼ酵素の高生産菌である、(2)複数種のセルラーゼ酵素を発現・生産する、(3)成長が早く、増殖力が強い、(4)成育阻害に強く、成育域が広い、(5)遺伝子組み換えなどの研究が盛んである等である。例えば発現するセルラーゼファミリーの生産量比率を遺伝子操作することにより、最もセルロース質の分解効率のよい酵素発現・生産を調節できる。
The method for producing alcohol, particularly ethanol, of the present invention undergoes a saccharification / decomposition step of degrading the cellulose contained in oil pods, particularly corn germ buds, into glucose, cellooligosaccharides and the like through culturing microorganisms.
The microorganism used for saccharification / decomposition is preferably a filamentous fungus, a bacterium, or a radioactive bacterium, and among these, a filamentous fungus is preferable. Of the filamentous fungi, Trichoderma reesei is preferable.
The reason for this is that Trichoderma reesei is (1) a cellulase enzyme-producing bacterium, (2) expresses and produces a plurality of cellulase enzymes, (3) grows fast and has strong proliferative power, (4) growth inhibition Strong growth, wide growth area, (5) active research on gene recombination, etc. For example, the expression and production of the enzyme having the highest cellulose decomposition efficiency can be controlled by genetically manipulating the production ratio of the cellulase family to be expressed.

糸状菌Trichoderma reeseiを、独立行政法人製品評価技術基盤機構の生物遺伝資源部門(NBRC)より入手し、トウモロコシ胚芽粕中のセルロース質の糖化分解を検討した。
トウモロコシ胚芽粕は前述したとおり、pHが3.5〜4.0の範囲にあるため、これをTrichoderma reeseiにより培養を行なうにおいて、このpH領域においてこの糸状菌の成育が可能かどうかについて検討した。
Potato extract 4g、Glucose 20g、Agar 15gを滅菌水1Lに溶解後、オートクレイブ滅菌を行なったPDA培地に硫酸を用いて、pH3.9、pH4.2、pH4.5、pH4.7、pH4.9になるようにpH調整を行ない、Trichoderma reeseiを温度30℃にて5日間振盪培養した結果、pH3.9では若干の成育の遅れは見られたが、全ての培地液体中に分生子の形成が確認され、5日目には十分な成育が確認できた。この結果から、Trichoderma reeseiはトウモロコシ胚芽粕(pH3.85)と同様なpH領域においても、成育が可能であることが分かった。
The filamentous fungus Trichoderma reesei was obtained from the Biological Genetic Resource Department (NBRC) of the National Institute for Product Evaluation and Technology, and the saccharification and decomposition of cellulosic substances in corn germ buds were examined.
As described above, corn germ buds have a pH in the range of 3.5 to 4.0. Therefore, when cultivated with Trichoderma reesei, it was examined whether this filamentous fungus can grow in this pH region.
Potato extract 4 g, Glucose 20 g, and Agar 15 g were dissolved in 1 L of sterilized water, and then autoclaved and sterilized in PDA medium using sulfuric acid, pH 3.9, pH 4.2, pH 4.5, pH 4.7, pH 4.9. The pH was adjusted so that Trichoderma reesei was cultured with shaking at 30 ° C. for 5 days. As a result, a slight delay in growth was observed at pH 3.9, but conidia formation was observed in all medium liquids. On the fifth day, sufficient growth was confirmed. From this result, it was found that Trichoderma reesei can grow in the same pH range as that of corn germ cake (pH 3.85).

培養おいて基質であるトウモロコシ胚芽粕の濃度を5%とし、以下の6条件で30℃、5日間振盪培養を行ない、Trichoderma reeseiの培養状況およびトウモロコシ胚芽粕の分解度合いを調査した。
(1)培地+トウモロコシ胚芽粕滅菌処理有り、pH 6.0
(2)培地+トウモロコシ胚芽粕滅菌処理無し、pH 6.0
(3)水+トウモロコシ胚芽粕滅菌処理有り、pH 6.5
(4)水+トウモロコシ胚芽粕滅菌処理無し、pH 6.5
(5)水+トウモロコシ胚芽粕滅菌処理有り、pH 3.5
(6)水+トウモロコシ胚芽粕滅菌処理無し、pH 3.5
なお、(1)および(2)の条件で使用した培地は、グルタミン酸ナトリウム5.26g、りん酸水素二カリウム5.26g、硫酸マグネシウム七水和物1.05g、塩化ナトリウム2.11gに水を加えて1Lとし、121℃、20分オートクレイブ滅菌を行なった組成を用いた。(3)〜(6)は、培地を使用せずに水だけで培養した。
30℃、5日間振盪培養後、培養状態を目視で観察すると共に、遠心分離により上澄み溶液の回収を行ない、この溶液中に含まれるブドウ糖・セロオリゴ糖などを薄層クロマトグラフィー(TLC)により、定性分析を行なった。結果を図2に示す。
The concentration of the corn germ pod as a substrate in the culture was 5%, and shaking culture was performed at 30 ° C. for 5 days under the following 6 conditions, and the culture state of Trichoderma reesei and the degradation degree of corn germ bud were investigated.
(1) Medium + corn germ sterilized, pH 6.0
(2) No medium + corn germ sterilization treatment, pH 6.0
(3) Water + corn germ sterilized, pH 6.5
(4) No water + corn germ sterilization treatment, pH 6.5
(5) Water + corn germ sterilized, pH 3.5
(6) No water + corn germ sterilization treatment, pH 3.5
The medium used under the conditions (1) and (2) was prepared by adding water to 5.26 g of sodium glutamate, 5.26 g of dipotassium hydrogen phosphate, 1.05 g of magnesium sulfate heptahydrate, and 2.11 g of sodium chloride. In addition, the composition was made up to 1 L and autoclaved at 121 ° C. for 20 minutes. (3) to (6) were cultured only with water without using a medium.
After shaking culture at 30 ° C. for 5 days, the culture state is visually observed, and the supernatant solution is collected by centrifugation, and glucose, cellooligosaccharides, etc. contained in this solution are qualitatively analyzed by thin layer chromatography (TLC). Analysis was performed. The results are shown in FIG.

培養後、遠心分離(3000rpm、5分)を行なうことで上澄みと沈澱部に分離が見られた。培養条件(1)、(2)、(3)および(6)で明確にトウモロコシ胚芽粕の組織崩壊が沈澱部に確認された。つまり、糸状菌Trichoderma reesei によりトウモロコシ胚芽粕のセルロース質が分解されたことが考えられる。さらに上澄み液の外観も清澄なもの、濁りを生じているものに分かれ、培養条件(6)は、清澄な上澄み液が得られた。
また、図2に示す上澄み溶液のTLC分析結果から、上澄み溶液中にセルロース質の分解産物であるブドウ糖、セロオリゴ糖の定性スポットが確認された。
組織崩壊の目視結果と同様に培養条件(1)、(2)、(3)および(6)で確認されるスポットの濃度が高く、ブドウ糖・セロオリゴ糖への糖化分解が適切な条件であったと考えられる。
After culturing, separation was observed in the supernatant and the precipitate by centrifugation (3000 rpm, 5 minutes). Under the culture conditions (1), (2), (3) and (6), the tissue disruption of the corn germ bud was clearly confirmed in the precipitate. That is, it is considered that the cellulosic material of corn germ cake was decomposed by the filamentous fungus Trichoderma reesei. Furthermore, the appearance of the supernatant was divided into a clear one and a cloudy one, and a clear supernatant was obtained under the culture condition (6).
Moreover, from the TLC analysis result of the supernatant solution shown in FIG. 2, qualitative spots of glucose and cellooligosaccharide, which are cellulosic degradation products, were confirmed in the supernatant solution.
Similar to the visual result of tissue disintegration, the concentration of spots confirmed under the culture conditions (1), (2), (3) and (6) was high, and saccharification / degradation into glucose / cellooligosaccharide was an appropriate condition. Conceivable.

また、目視で確認された上澄み液の濁度は培養における他の菌類のコンタミ汚染度合いを示していると考えられる。即ち、糸状菌Trichoderma reeseiは他の細菌とくらべ個体が大きいため、遠心分離により簡単に沈澱するため、上澄み液には殆ど観察されなくなるが、他の細菌が混在しているとこれらは上澄み液に濁りを生じる。上記実験において、培養条件(6)は最も清澄な上澄み液が得られた。
以上の結果、本発明の糖化分解工程では、上澄み液が清澄でTLC分析による糖類への分解が優れている酸性領域における培養条件(6)が好ましい培養条件である。
さらに、酸性領域における培養条件(6)は、トウモロコシ胚芽粕の滅菌を行なう必要もなく、水を加えて培養を行なうことのみでセルロース質の分解産物であるブドウ糖・セロオリゴ糖が得られるため、実用化にむけて十分なコストダウンが図れる優れた糖化分解工程である。
Moreover, it is thought that the turbidity of the supernatant liquid visually confirmed indicates the degree of contamination of other fungi in the culture. That is, since the filamentous fungus Trichoderma reesei is larger than other bacteria and settles easily by centrifugation, it is hardly observed in the supernatant. However, if other bacteria are present, they are in the supernatant. Causes turbidity. In the above experiment, the clearest supernatant was obtained under the culture condition (6).
As a result, in the saccharification / decomposition step of the present invention, the culture condition (6) in the acidic region where the supernatant is clear and the decomposition into saccharides by TLC analysis is excellent is a preferable culture condition.
Furthermore, the culture condition (6) in the acidic region does not require sterilization of corn germ buds, and glucose and cellooligosaccharides, which are cellulosic degradation products, can be obtained simply by adding water and culturing. It is an excellent saccharification / decomposition process that can achieve a sufficient cost reduction.

上記糖化分解は、トウモロコシ胚芽粕に含まれるセルロースについて検討した。しかし、トウモロコシ胚芽粕には10.9%のセルロースだけでなく、23.3%のヘミセルロースも含まれている。このため、このヘミセルロースを糖化分解する菌について検討したところ、Aspergillus niger由来のヘミセルラーゼが好適であることが実験の結果分かった。
トウモロコシ胚芽粕の糖化分解工程において、Trichoderma reeseiとAspergillus niger由来のヘミセルラーゼとその両者が共存したときの還元糖やグルコースの生成量を確認するために、(1)トウモロコシ胚芽粕のみの場合、(2)トウモロコシ胚芽粕にTrichoderma reeseiだけを加えた場合、(3)上記ヘミセルラーゼだけを加えた場合、(4)Trichoderma reeseiとヘミセルラーゼ両方を加えた場合の4種類の条件を用いて、以下に示す糖化分解実験を行なった。
In the saccharification and decomposition, cellulose contained in corn germ cake was examined. However, corn germ cake contains not only 10.9% cellulose but also 23.3% hemicellulose. For this reason, when the microbe which saccharifies and decomposes this hemicellulose was examined, it turned out that the hemicellulase derived from Aspergillus niger is suitable.
In order to confirm the production amount of reducing sugar and glucose when hemicellulase derived from Trichoderma reesei and Aspergillus niger and both coexist in the saccharification / decomposition process of corn germ buds, (1) 2) When only Trichoderma reesei is added to the corn germ pod, (3) When only the above hemicellulase is added, (4) The following four conditions are used when both Trichoderma reesei and hemicellulase are added. The saccharification degradation experiment shown was conducted.

500mlのバッフル付三角フラスコに蒸留水に対してトウモロコシ胚芽粕が10%(w/v)となるように蒸留水100mlにトウモロコシ胚芽粕10gを加える。
そこに、(1)トウモロコシ胚芽粕のみの場合、(2)Trichoderma reeseiを培養したトウモロコシ胚芽粕を0.05g、(3)Aspergillus niger由来のヘミセルラーゼを0.01%、(4)Trichoderma reeseiを培養したトウモロコシ胚芽粕を0.05gおよび上記ヘミセルラーゼを0.01%の4条件で、37℃、160rpmで撹拌器を回転させながら2日間反応を行なった。
反応終了後、遠心分離によって上清を回収した。上清にどのようなオリゴ糖が含まれるかを確認するために、薄層クロマトグラフィー(TLC)によって確認したところ、上記(3)および(4)の条件の場合、顕著にグルコースが確認できた。また、反応後の上清に含まれる還元糖濃度をDNS法によって、また、グルコース濃度をグルコ−オキシダーゼ法によってそれぞれ測定した。測定結果をトウモロコシ胚芽粕中の割合に換算した結果を図3(a)および(b)に示す。図3(a)は還元糖の割合を示す図であり、図3(b)は還元糖に含まれるグルコースの割合を示す図である。
Add 10 g of corn germ cake to 100 ml of distilled water so that the corn germ cake becomes 10% (w / v) with respect to distilled water in a 500 ml baffled Erlenmeyer flask.
In the case of (1) corn germ cocoon alone, (2) 0.05 g corn germ cocoon cultured with Trichoderma reesei, (3) 0.01% hemicellulase derived from Aspergillus niger, (4) Trichoderma reesei The reaction was carried out for 2 days while rotating the stirrer at 37 ° C. and 160 rpm under 4 conditions of 0.05 g of cultured corn germ cake and 0.01% of the above hemicellulase.
After completion of the reaction, the supernatant was collected by centrifugation. In order to confirm what kind of oligosaccharide is contained in the supernatant, it was confirmed by thin layer chromatography (TLC). As a result, glucose was remarkably confirmed under the above conditions (3) and (4). . In addition, the reducing sugar concentration contained in the supernatant after the reaction was measured by the DNS method, and the glucose concentration was measured by the gluco-oxidase method. The results obtained by converting the measurement results into the proportion of corn germ cake are shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). FIG. 3 (a) is a diagram showing the proportion of reducing sugar, and FIG. 3 (b) is a diagram showing the proportion of glucose contained in the reducing sugar.

図3(a)および(b)の結果から、Trichoderma reeseiやヘミセルラーゼだけを単独で添加した場合に比べて、Trichoderma reeseiとヘミセルラーゼ共存下の方が、反応2日目の段階ではより多くの還元糖およびグルコースを得ることができた。トウモロコシ胚芽粕から23.8%の還元糖、また18.4%のグルコースが得られた。さらに生成した還元糖に占めるグルコースの割合は77.3%と高く、得られた還元糖の大部分がグルコースであると分かった。トウモロコシ胚芽粕から23.8%の還元糖が得られたということは、トウモロコシ胚芽粕に含まれる総セルロースの69.6%を還元糖に分解できたことになる。この結果より、トウモロコシ胚芽粕からより多くの糖を得るためには、Trichoderma reeseiやヘミセルラーゼを単独で加えるのではなく、Trichoderma reeseiとヘミセルラーゼ両方を加えた方が効果的である。   From the results of FIGS. 3 (a) and (b), compared to the case where only Trichoderma reesei or hemicellulase was added alone, more of Trichoderma reesei and hemicellulase coexisted at the stage of the second day of the reaction. Reducing sugar and glucose could be obtained. 23.8% reducing sugar and 18.4% glucose were obtained from corn germ straw. Furthermore, the ratio of glucose to the produced reducing sugar was as high as 77.3%, and it was found that most of the obtained reducing sugar was glucose. The fact that 23.8% of reducing sugar was obtained from corn germ cake means that 69.6% of the total cellulose contained in corn germ cake could be decomposed into reducing sugar. From these results, it is more effective to add both Trichoderma reesei and hemicellulase, rather than adding Trichoderma reesei and hemicellulase alone, in order to obtain more sugar from corn germ buds.

Trichoderma reeseiとヘミセルラーゼとが共存した場合、最も多くの還元糖やグルコースが得られる反応時間を、Trichoderma reeseiの共在下でヘミセルラーゼ濃度を変え、還元糖濃度およびグルコース濃度の経時変化を以下の実験で調べた。
蒸留水に対してトウモロコシ胚芽粕が10%(w/v)となるように500mlのバッフル付三角フラスコに取り、そこへTrichoderma reeseiを培養したトウモロコシ胚芽粕を0.05g加えた。さらに、ヘミセルラーゼ濃度が0.1%、0.01%、0.005%、0.001%となるようにヘミセルラーゼを加え、37℃、160rpmで反応させ、24時間毎に3日間上清を1ml程度回収した。また、トウモロコシ胚芽粕のみの場合とヘミセルラーゼを加えずにTrichoderma reeseiだけを加えた場合も同様に行なった。上清にどのようなオリゴ糖が含まれるかを確認するために、薄層クロマトグラフィー(TLC)によって確認した(展開溶媒:酢酸エチル:メタノール:水=12:7:3、発色方法:硫酸噴霧)。次に上清の還元糖濃度をDNS法によって測定した。また、グルコース濃度をグルコーオキシダーゼ法によって測定した。測定結果を図4(a)および(b)に示す。図4(a)は還元糖の生成割合を示す図であり、図4(b)はグルコースの生成割合を示す図である。
When Trichoderma reesei coexists with hemicellulase, the reaction time for obtaining the most reducing sugar and glucose is changed. In the presence of Trichoderma reesei, the hemicellulase concentration is changed. I examined it.
A 500 ml baffled Erlenmeyer flask was taken so that the corn germ cake was 10% (w / v) with respect to distilled water, and 0.05 g of corn germ cake cultured with Trichoderma reesei was added thereto. Further, add hemicellulase so that the hemicellulase concentration becomes 0.1%, 0.01%, 0.005%, 0.001%, and react at 37 ° C. and 160 rpm. About 1 ml was recovered. Moreover, it carried out similarly in the case of adding only Trichoderma reesei without adding hemicellulase without adding hemicellulase. In order to confirm what kind of oligosaccharide is contained in the supernatant, it was confirmed by thin layer chromatography (TLC) (developing solvent: ethyl acetate: methanol: water = 12: 7: 3, color development method: sulfuric acid spray) ). Next, the reducing sugar concentration of the supernatant was measured by the DNS method. The glucose concentration was measured by the gluco-oxidase method. The measurement results are shown in FIGS. 4 (a) and (b). FIG. 4 (a) is a diagram showing the production rate of reducing sugar, and FIG. 4 (b) is a diagram showing the production rate of glucose.

図4(a)および(b)に示すように、還元糖およびグルコースの生成割合は、共にヘミセルラーゼ濃度が高くなるとともに増加した。また、還元糖、グルコース共に全ての場合において、反応48時間後で最も多く生成することが分かった。それ以降はTrichoderma reeseiによって生成された糖が代謝され、減少したと考えられる。
本発明における糖化分解工程において、ヘミセルラーゼの濃度は、トウモロコシ胚芽粕に対して、0.1%以上であることが好ましい。
また、糖化分解時間は、還元糖またはグルコースの生成割合が最大となる時間であることが好ましく、この時間は、予備的な糖化分解実験により求めることができる。
As shown in FIGS. 4 (a) and (b), the reducing sugar and glucose production ratios both increased with increasing hemicellulase concentration. It was also found that reducing sugars and glucose were most produced in 48 hours after the reaction. Since then, the sugars produced by Trichoderma reesei are thought to be metabolized and reduced.
In the saccharification / decomposition step of the present invention, the concentration of hemicellulase is preferably 0.1% or more with respect to corn germ meal.
The saccharification / decomposition time is preferably a time at which the production rate of reducing sugar or glucose is maximized, and this time can be determined by preliminary saccharification / decomposition experiments.

糖化分解工程におけるトウモロコシ胚芽粕の最適な水分含量を調べるため、トウモロコシ胚芽粕に含まれる水分含量を変えて生成する還元糖量の違いを測定した。
原料となるトウモロコシ胚芽粕には10%の水分が含まれていることを考慮して、原料に対する水分含量が50%、60%、70%、80%、90%、91.8%となるようにトウモロコシ胚芽粕を調製した。また、水分含量が10%を対照とした。トウモロコシ胚芽粕に対して0.1%となるようにヘミセルラーゼを添加し、37℃で静置して反応させた。反応開始後24時間毎にサンプリングし、遠心分離によって上清を1ml回収した。得られたサンプルに含まれる還元糖濃度をDNS法によって測定した。結果を図5に示す。図5は還元糖の生成割合をトウモロコシ胚芽粕(固形分換算)中の割合で示す図である。
In order to investigate the optimal water content of corn germ cake in the saccharification and decomposition process, the difference in the amount of reducing sugar produced by changing the water content contained in corn germ cake was measured.
Considering that corn germ cake as a raw material contains 10% water, the water content of the raw material will be 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 91.8% Corn germ cake was prepared. The control was a water content of 10%. Hemicellulase was added so that it might become 0.1% with respect to a corn germ bud, and it was left still at 37 degreeC and made it react. Sampling was performed every 24 hours after the start of the reaction, and 1 ml of the supernatant was collected by centrifugation. The reducing sugar concentration contained in the obtained sample was measured by the DNS method. The results are shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the production rate of reducing sugar as a proportion in corn germ meal (in terms of solid content).

図5より、水分含量を多くする程、トウモロコシ胚芽粕の多くを還元糖に分解することができた。これは、水分含量が少ない程、還元糖の濃度が高く、そのため生成物による酵素反応の阻害が起こりやすくなるためであると考えられる。トウモロコシ胚芽粕をより多く分解し効率良く還元糖およびグルコースを得るには、加えるトウモロコシ胚芽粕量を増やすだけでなく水分含量を高くすることで、トウモロコシ胚芽粕をより多く分解させることが重要である。一方で、反応装置の容量を考慮すると、体積当たりにより多くのトウモロコシ胚芽粕を投入するには、水分含量を少なくすることが必要であるといえる。さらに、効率良く分解するためにはある程度の水分含量が必要となる。
水分含量としては、図5より、60%〜90%が好ましい。60%未満になると糖化分解反応が十分でなく、90%をこえると反応装置の容量が大きくなりすぎる。
As can be seen from FIG. 5, as the water content was increased, most of the corn germ cake could be decomposed into reducing sugar. This is thought to be because the lower the moisture content, the higher the concentration of reducing sugar, and the easier the inhibition of the enzyme reaction by the product. In order to decompose corn germ cake more and efficiently obtain reducing sugar and glucose, it is important not only to increase the amount of corn germ cake added, but also to increase the water content, thereby decomposing more corn germ cake . On the other hand, considering the capacity of the reactor, it can be said that it is necessary to reduce the water content in order to add more corn germ cake per volume. Furthermore, a certain water content is required for efficient decomposition.
As shown in FIG. 5, the moisture content is preferably 60% to 90%. If it is less than 60%, the saccharification / decomposition reaction is not sufficient, and if it exceeds 90%, the capacity of the reaction apparatus becomes too large.

アルコール発酵、特にエタノール発酵工程について説明する。
エタノール発酵工程に用いられるエタノール生産に優れた酵母として、Saccharomyces cerevisiaeがある。しかしこの酵母はグルコースを効率よくエタノールへと発酵できるが、キシロースなどに代表されるC5糖、およびセロオリゴ糖は資化することができない。これらの糖分からエタノール発酵が行なえる酵母を構築することで、トウモロコシ胚芽粕の糖化分解物から効率よくエタノール発酵が行なえる。そこで以下のアーミング酵母の構築を行なった。
The alcohol fermentation, particularly the ethanol fermentation process will be described.
Saccharomyces cerevisiae is known as a yeast excellent in ethanol production used in the ethanol fermentation process. However, this yeast can efficiently ferment glucose to ethanol, but C5 sugars such as xylose and cellooligosaccharides cannot be assimilated. By constructing a yeast that can perform ethanol fermentation from these sugars, ethanol fermentation can be efficiently performed from the saccharification and decomposition product of corn germ meal. Therefore, the following arming yeast was constructed.

<キシロースを代謝可能なアーミング酵母の構築>
酵母Saccharomyces cerevisiaeにキシロース代謝系を組み込むことで、C5及びC6糖を同時に発酵できる酵母を構築できる。そこで、酵母MT8−1を用いて、Pichia stipitis由来キシロースレダクターゼとキシリトールデヒドロゲナーゼを菌体内発現させ、S.cerevisiae由来キシルロキナーゼを過剰発現させる酵母の構築を行なった。上記3種類の酵素を組み込んだベクターpIUX1X2XKを酵母MT8−1に組み込んだ酵母を構築した。図6にプラスミドマップを示す。それぞれの酵素活性があることを確認し、3種類の酵素が組み込まれた酵母株を得た。
上記アーミング酵母は、特開2008−193935の明細書の実施例1に記載されている方法により構築することができる。
<Construction of arming yeast capable of metabolizing xylose>
By incorporating a xylose metabolic system into the yeast Saccharomyces cerevisiae, a yeast capable of simultaneously fermenting C5 and C6 sugars can be constructed. Thus, yeast yeast was used to construct Pichia stipitis-derived xylose reductase and xylitol dehydrogenase in the cells, and to overexpress S. cerevisiae-derived xylulokinase. A yeast was constructed in which the vector pIUX1X2XK into which the above three types of enzymes had been incorporated was incorporated into the yeast MT8-1. FIG. 6 shows a plasmid map. After confirming that each enzyme activity was present, a yeast strain in which three kinds of enzymes were incorporated was obtained.
The arming yeast can be constructed by the method described in Example 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-193935.

<セロオリゴ糖を資化できるアーミング酵母の構築>
酵母の表層にセロオリゴ糖分解酵素を提示させることで、セロオリゴ糖を直接発酵できる酵母を構築できる。そこで、上記キシロース代謝能を付与した酵母に更にβ.グルコシダーゼを表層提示させる酵母の構築を行なった。Aspergillus aculeatus由来のβ−glucosidase−1(BGL1)をα−agglutininで表層提示するプラスミドpIBG13を酵母に組み込み、キシロースおよびセロオリゴ糖の両方を資化する酵母を構築した。図7にプラスミドマップを示す。BGL活性があることも同様に確認した。
上記アーミング酵母は、特開2008−193935の明細書の実施例1に記載されている方法により構築することができる。
<Construction of arming yeast that can assimilate cellooligosaccharides>
By presenting cellooligosaccharide-degrading enzyme on the surface layer of yeast, a yeast capable of directly fermenting cellooligosaccharide can be constructed. Therefore, a yeast was constructed in which β-glucosidase was further displayed on the surface of the yeast having the ability to metabolize xylose. A plasmid pIBG13 that displays β-glucosidase-1 (BGL1) derived from Aspergillus acculeatus with α-agglutinin was incorporated into yeast, and yeast that assimilated both xylose and cellooligosaccharide was constructed. FIG. 7 shows a plasmid map. It was also confirmed that there was BGL activity.
The arming yeast can be constructed by the method described in Example 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-193935.

トウモロコシ胚芽粕から得られた糖類溶液を滅菌水で2倍に希釈し、上記セロオリゴ糖を資化できるアーミング酵母を酵母菌体量が40g/Lになるよう加えて30℃で4時間発酵を行なった。結果を図8に示す。図8はアルコール発酵前後の組成変化を示す液体クロマトグラフィー図である。
トウモロコシ胚芽粕の糖化分解工程後の分解産物にはおよそ5g/Lのグルコースが含まれている。4時間の発酵でグルコースが消滅してエタノールが生成することが分かる。エタノール収率は理論収率のおよそ8割であった。また、培養中に他の微生物による汚染もなく、エタノール発酵への阻害も確認されなかった。
A saccharide solution obtained from corn germ cake is diluted twice with sterilized water, arming yeast capable of assimilating the above-mentioned cellooligosaccharide is added so that the yeast cell mass becomes 40 g / L, and fermentation is performed at 30 ° C. for 4 hours. It was. The results are shown in FIG. FIG. 8 is a liquid chromatography diagram showing composition changes before and after alcoholic fermentation.
The degradation product after the saccharification / decomposition process of corn germ cake contains approximately 5 g / L of glucose. It can be seen that in 4 hours of fermentation, glucose disappears and ethanol is produced. The ethanol yield was approximately 80% of the theoretical yield. Moreover, there was no contamination by other microorganisms during the culture, and no inhibition on ethanol fermentation was confirmed.

搾油後のトウモロコシ胚芽粕(pH3.8、水分9.2%)を3000g、Trichoderma reeseiを培養したトウモロコシ胚芽粕を1g、ヘミセルラーゼ(天野エンザイム社製ヘミセルラーゼ「アマノ」90)を3g、蒸留水6000mlを加えて、37℃で48時間内容物を撹拌しながら糖化分解反応させた。なお、Trichoderma reeseiを培養したトウモロコシ胚芽粕は37℃、2日間の条件で培養したものを用いた。
糖化分解反応の結果、トウモロコシ胚芽粕は、Trichoderma reeseiとヘミセルラーゼの共存下で、トウモロコシ胚芽粕(固形分換算)全体に対して、13.8%の還元糖が得られ、4.69%のグルコースが得られた。
3000 g of corn germ cake after squeezing (pH 3.8, moisture 9.2%), 1 g of corn germ cake cultivated with Trichoderma reesei, 3 g of hemicellulase (hemocellulase “Amano” 90 manufactured by Amano Enzyme), distilled water 6000 ml was added, and the saccharification / decomposition reaction was performed while stirring the contents at 37 ° C. for 48 hours. In addition, the corn germ bud which culture | cultivated Trichoderma reesei used what was cultured on 37 degreeC and the conditions for 2 days.
As a result of the saccharification / decomposition reaction, 13.8% reducing sugar was obtained from the corn germ cake (solid content) in the presence of Trichoderma reesei and hemicellulase, and 4.69% Glucose was obtained.

糖化分解反応で得られた糖類溶液を蒸留水で2倍に希釈し、上記セロオリゴ糖を資化できるアーミング酵母を酵母菌体量が40g/Lになるよう加えて30℃で4時間発酵を行なった。
その結果、2.15%のエタノールが回収された。これは理論収率で糖類の90%がエタノールに変換されたことを表している。
The saccharide solution obtained by the saccharification / decomposition reaction is diluted twice with distilled water, and the above-described arming yeast capable of assimilating the cellooligosaccharide is added so that the amount of yeast cells becomes 40 g / L, followed by fermentation at 30 ° C. for 4 hours. It was.
As a result, 2.15% ethanol was recovered. This represents that 90% of the sugars were converted to ethanol in theoretical yield.

本発明のアルコール製造方法は、付加価値の低い油糧粕の有効利用が図れるので、環境負荷の少ないエタノール製造方法として利用できる。   The alcohol production method of the present invention can be used as an ethanol production method with a low environmental load because an oil pod having low added value can be effectively used.

Claims (5)

油糧粕を菌体による糖化分解を行なう糖化分解工程と、この糖化分解工程で得られた糖をアルコール発酵する工程とを備えたアルコール製造方法であって、
前記油糧粕は食用油製造工程で発生するトウモロコシ胚芽粕であり、
前記菌体は糸状菌であることを特徴とする油糧粕からのアルコール製造方法。
An alcohol production method comprising: a saccharification / decomposition step of saccharifying / degrading oil pods with bacterial cells; and a step of alcohol-fermenting the sugar obtained in the saccharification / decomposition step,
The oil pod is a corn germ pod generated in the edible oil production process,
The method for producing alcohol from oil pods, wherein the cells are filamentous fungi.
前記アルコールがエタノールであることを特徴とする請求項1記載のアルコール製造方法。   The method for producing alcohol according to claim 1, wherein the alcohol is ethanol. 前記トウモロコシ胚芽粕は、搾油後の酸性胚芽粕であることを特徴とする請求項1または請求項2記載のアルコール製造方法。   The alcohol production method according to claim 1, wherein the corn germ cake is an acidic germ cake after oil extraction. 前記糸状菌がTrichoderma reeseiであり、酸性領域において糖化分解を行なうことを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれか1項記載のアルコール製造方法。 The method for producing an alcohol according to any one of claims 1 to 3 , wherein the filamentous fungus is Trichoderma reesei, and saccharification is performed in an acidic region. 前記アルコール発酵がアーミング酵母を用いるアルコール発酵であり、前記アーミング酵母がキシロースおよびセロオリゴ糖を資化できるアーミング酵母であることを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれか1項記載のアルコール製造方法。 The alcohol production according to any one of claims 1 to 4 , wherein the alcohol fermentation is alcohol fermentation using an arming yeast, and the arming yeast is an arming yeast capable of assimilating xylose and cellooligosaccharide. Method.
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