JPH0121758B2 - - Google Patents

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JPH0121758B2
JPH0121758B2 JP59230899A JP23089984A JPH0121758B2 JP H0121758 B2 JPH0121758 B2 JP H0121758B2 JP 59230899 A JP59230899 A JP 59230899A JP 23089984 A JP23089984 A JP 23089984A JP H0121758 B2 JPH0121758 B2 JP H0121758B2
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JP
Japan
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yeast
medium
note
spores
bacterial
Prior art date
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Application number
JP59230899A
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Japanese (ja)
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JPS61108379A (en
Inventor
Shinichi Asano
Kenji Kida
Motozumi Yamadaki
Shigeru Morimura
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Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
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Publication date
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Publication of JPH0121758B2 publication Critical patent/JPH0121758B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/02Preparation of hybrid cells by fusion of two or more cells, e.g. protoplast fusion
    • C12N15/04Fungi
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野 この発明は、優れた凝集性と優れたアルコール
発酵能とを兼ね備えた新規酵母に関するものであ
る。 近年、石油代替エネルギーとして、石油化学に
よらずに得られる発酵アルコールが注目されてい
る。これはさとうきびやこれから採つた糖蜜、さ
つまいも、じやがいも、とうもろこしなどのセル
ロース質またはでん粉質を原料とし、これらを微
生物の働きによつて発酵させることにより製造さ
れる。 一般にアルコール発酵では、アルコールの生産
性は発酵槽内の菌体濃度に比例する。そこで発酵
槽内の菌体濃度を高める手段として、優れた凝集
性を有する酵母を用いることが考えられる。すな
わち、酵母が優れた凝集性を有していると、酵母
の沈降速度が速くなり、そのため固液分離が迅速
かつ容易になし得る。そして例えば回分発酵にお
いては、発酵液を単に静置するだけで菌体を沈降
堆積させることができ、発酵液と菌体の分離を容
易に行なつて菌体を再使用に供することができ
る。また連続発酵においては、小径の流動部とこ
れの上に連設された菌体沈降用の大径の沈降部と
これに内装された菌体沈降部材とを主体とした塔
型発酵槽を用いることにより、培地の供給量が増
大しても菌体を沈降させてその流出を防止するこ
とができる。このように凝集性を有する酵母を用
いると、凝集性を有しない酵母を用いた場合に比
べて多くの利点があり、そのため新規凝集性酵母
が要望せられている。 従来技術およびその問題点 従来から、上記の要望にこたえるべく、凝集性
酵母を取得する試みがなされて来たが、従来の酵
母は自然界から得られた野生株(たとえば財団法
人発酵研究所保存菌IFO―2018)であつた。しか
しこのような野生株は、凝集性の点で特に問題な
いとしても、アルコール発酵能の点で満足なもの
ではなかつた(後記する表3参照)。 この発明は、上記のような実情からなされたも
のであつて、優れた凝集性を有しかつアルコール
発酵能においても申し分のない新規酵母を提供す
ることを目的とする。 問題点を解決するための手段 この発明は、 ・ DF値5なる凝集性を有し、 ・ 廃糖蜜340g/と硫酸アンモニウムとピロ
亜硫酸カリウムのPH4.5の混合液を遠心分離
し、得られた上澄液の70mlに菌株の前培養液
7mlを加えて、回分培養を行なうことによ
り、24時間後および48時間後にそれぞれ55.7
g/および56.0g/のエタノールを生成
する。 酵母サツカロマイセス・セルビシエ
(Saccharomyces cerevisiae) FRM17VM2―1(微工研菌寄第7792号)。(以下これ
を「この発明による酵母と記す)である。 この明細書において、酵母の凝集性の程度
(Degree of flocculation)は、以下に示すギリ
ランド・テスト(Gilliland test)(European
Journal of Applied Microbiology and
Biotechnology第7巻、第227―234頁、1979年)
により求められたDF値で表示される。すなわち
供試菌株をYPG培地(注1)で30℃で16時間振
蘯培養した後、菌体の沈降速度、沈降菌体の容量
および硬さを肉眼観察により対照菌体と比較し、
表1に示すDF値0から5の6段階で凝集の程度
を表示する。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD This invention relates to a novel yeast that has both excellent flocculating properties and excellent alcoholic fermentation ability. In recent years, fermented alcohol, which can be obtained without petrochemistry, has been attracting attention as an energy alternative to petroleum. It is manufactured from sugar cane, molasses extracted from sugar cane, cellulosic or starchy materials such as sweet potatoes, potatoes, and corn, and by fermenting them using the action of microorganisms. Generally, in alcohol fermentation, alcohol productivity is proportional to the bacterial cell concentration in the fermenter. Therefore, as a means to increase the bacterial cell concentration in the fermenter, it is possible to use yeast that has excellent flocculating properties. That is, when yeast has excellent flocculating properties, the sedimentation rate of yeast becomes faster, and therefore solid-liquid separation can be performed quickly and easily. For example, in batch fermentation, the bacterial cells can be deposited by simply allowing the fermentation liquid to stand still, and the fermentation liquid and the bacterial cells can be easily separated and the cells can be reused. In continuous fermentation, a tower-type fermenter is used, which mainly consists of a small-diameter flow section, a large-diameter sedimentation section for bacterial cell sedimentation connected above the flow section, and a bacterial cell sedimentation member built into this. Thereby, even if the amount of culture medium supplied increases, the bacterial cells can be sedimented and their outflow can be prevented. As described above, the use of yeast that has flocculating properties has many advantages over the use of yeast that does not have flocculating properties, and therefore new flocculating yeasts are in demand. Prior art and its problems In the past, attempts have been made to obtain flocculating yeast in order to meet the above-mentioned demands, but the conventional yeasts are wild strains obtained from nature (for example, fermentation research institute preserved bacteria). IFO-2018). However, although such wild strains had no particular problems in terms of flocculation, they were not satisfactory in terms of alcohol fermentation ability (see Table 3 below). The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a new yeast that has excellent flocculating properties and is also excellent in alcohol fermentation ability. Means for Solving the Problems This invention has: - a flocculating property with a DF value of 5; - a mixture of 340 g of blackstrap molasses, ammonium sulfate, and potassium pyrosulfite with a pH of 4.5, which is centrifuged, By adding 7 ml of the preculture solution of the bacterial strain to 70 ml of the clear solution and performing batch culture, 55.7
g/ and 56.0 g/ of ethanol. Yeast Saccharomyces cerevisiae FR M17 V M2 -1 (Feikoken Bacteria No. 7792). (hereinafter referred to as "yeast according to the present invention"). In this specification, the degree of flocculation of yeast is measured using the Gilliland test (European test) shown below.
Journal of Applied Microbiology and
Biotechnology Vol. 7, pp. 227-234, 1979)
The DF value calculated by is displayed. That is, after culturing the test bacterial strain in YPG medium (Note 1) at 30°C for 16 hours, the sedimentation rate of the bacterial cells, the volume and hardness of the sedimented bacterial cells were compared with the control bacterial cells by visual observation,
The degree of aggregation is displayed in six stages from DF value 0 to 5 shown in Table 1.

【表】 この発明による酵母は下記の菌学的性質を有す
る。すなわちこの酵母は、 ・ DF値5なる凝集性を有し、液体培養では著
しい沈降性を示す。 ・ 廃糖蜜(たとえば15%の全糖分を含む廃糖
蜜)を発酵し、7〜9vol%のエタノールを生成
する。 ・ 寒天平板上で多少硬い集落を形成する。 ・ 胞子形成能を有する。 この発明による酵母の培地としては、炭素源、
窒素源、無機イオン、さらに必要ならば有機微量
栄養素を含有する通常の培地が使用できる。炭素
源としてはグルコース、ガラクトース、フラクト
ース、シユークロース、スターチ加水分解物、果
汁、セルロース分解物などの炭水化物がよく用い
られる。特に好適な培地は、酵母エキス1g、ポ
リペプトン2g、グルコース2g、蒸留水100ml
よりなる培地であり、この培地のPHは無調整で
5.5である。 培養は温度25〜40℃好ましくは30〜37℃で、PH
3.0〜7.0好ましくはPH3.5〜6.0で行なわれる。 つぎに、発明による酵母の製造法について説明
する。 この発明による酵母は、凝集性を有する酵母サ
ツカロマイセス・セルビシエ(Saccharomyces
cerevisiae)RM―17(微工研菌寄第7770号)(以
下、単にRM―17と記す)と、凝集性を有しない
酵母サツカロマイセス・セルビシエ
(Saccharomyces cerevisiae)VM―2(微工研
菌寄第7788号)(以下、単にVM―2と記す)と
をプロトプラス融合処理し、融合菌体を培養する
ことにより製造される。 プロトプラスト融合は常法によつて行なわれ
る。通常は細胞数107〜109個/mlの濃度の各菌体
懸濁液を調製し、これら懸濁液を好ましくは等量
混合した後、酵母細胞壁溶解酵素を含むプロトプ
ラスト調製液で混合物を処理するか、または各菌
体懸濁液を同調製液で処理した後これらを混合す
る。 RM―17は財団法人発酵研究所の保存菌である
DF値0の酵母サツカロマイセス・セルビシエ
(Saccharomyces cerevisiae)IFO―0224(以下、
単にIFO―0224と記す)を胞子形成処理し、得ら
れた胞子を変異処理し、変異胞子を培養し、得ら
れた集落からレプリカ法によつて変異株を検出
し、これを分離することにより製造される。 胞子形成処理は常法に従つてなされる。通常は
凝集性を有しない酵母をYPG寒天培地(注2)
で培養した後、胞子形成寒天培地(注3)に塗抹
する方法がとられる。また単独胞子由来の細胞を
得るには、酵母細胞壁溶解用の溶菌酵素を用いて
子のうを溶解した後、マイクロマニプユレータを
用いて胞子を分離する方法、または同じく溶菌酵
素で子のうを溶解した後、超音波処理により胞子
を分散させ、胞子を栄養寒天培地で培養する方法
がとられる。 また変異処理は、胞子形成処理により得られた
胞子または子のうに公知の突然変異処理、たとえ
ば紫外線、X線、γ線を照射する物理的方法、エ
チルメタンスルホネート、N―メチル―N′―ニ
トロ―N―ニトロソグアニジン、4―ニトロキノ
リン―N―オキサイドなどの変異誘起剤を接触し
た後に選択培地に生育する化学的方法のいずれに
よつても行なわれるが、エチルメタンスルホネー
トを用いる方法が特に好ましい。 変異株の検出はレプリカ法によつて行なう。す
なわち、変異胞子をYPG寒天培地のような完全
培地で培養することによつて得られた集落のプレ
ートをマスタープレートとし、殺菌した布地など
を用いて、同プレート上の集落を所定の栄養要素
を含まない最少培地のプレート上に移し、同培地
でこれを培養する。上記の栄養要素を必要とする
集落は最少培地のプレート上では発育しないの
で、このプレート上の集落とマスタープレート上
の集落とを比較することによつて、容易に栄養要
求性株を検出することができる。 検出した栄養要求性株をついでマスタープレー
トから釣菌して他の菌体から分離する。こうし
て、所望の凝集性を有する酵母を得る。 上記一連の製造過程において、培地および培養
条件は、前述した酵母自体の培地および培養条件
と同じである。 IFO―0224はDF値0であつて全く凝集性を示
さない。また、サツカロマイセス・セルビシエに
属する酵母は、下記表2に示すごとき諸性質(発
酵性および資化性の有無、生理的性質)を有す
る。
[Table] The yeast according to the present invention has the following mycological properties. That is, this yeast: - Has a flocculating property with a DF value of 5, and exhibits a remarkable sedimentation property in liquid culture. - Fermenting blackstrap molasses (for example, blackstrap molasses with 15% total sugar content) to produce 7-9 vol% ethanol.・ Forms somewhat hard colonies on the agar plate.・Has spore-forming ability. The yeast culture medium according to this invention includes a carbon source,
Conventional media containing nitrogen sources, inorganic ions and, if necessary, organic micronutrients can be used. Carbohydrates such as glucose, galactose, fructose, sucrose, starch hydrolyzate, fruit juice, and cellulose decomposition products are often used as carbon sources. A particularly suitable medium is 1 g of yeast extract, 2 g of polypeptone, 2 g of glucose, 100 ml of distilled water.
The pH of this medium is not adjusted.
It is 5.5. Culture at a temperature of 25-40℃, preferably 30-37℃, and a pH of
It is carried out at a pH of 3.0 to 7.0, preferably 3.5 to 6.0. Next, the method for producing yeast according to the invention will be explained. The yeast according to the present invention is a yeast called Saccharomyces cerevisiae, which has flocculating properties.
cerevisiae) RM-17 (hereinafter referred to simply as RM-17), and the non-flocculating yeast Saccharomyces cerevisiae VM-2 (February 2011). No. 7788) (hereinafter simply referred to as VM-2) by protoplus fusion treatment and culturing the fused bacterial cells. Protoplast fusion is performed by conventional methods. Usually, each cell suspension with a concentration of 10 7 to 10 9 cells/ml is prepared, these suspensions are preferably mixed in equal amounts, and then the mixture is mixed with a protoplast preparation solution containing yeast cell wall lytic enzyme. or, each bacterial cell suspension is treated with the same preparation solution and then mixed. RM-17 is a preserved bacteria of the Fermentation Research Institute.
Yeast Saccharomyces cerevisiae IFO-0224 (hereinafter referred to as
(simply referred to as IFO-0224) is subjected to sporulation treatment, the resulting spores are subjected to mutation treatment, the mutant spores are cultured, the mutant strain is detected from the obtained colony by the replica method, and the mutant strain is isolated. Manufactured. Sporulation treatment is carried out according to conventional methods. Normally, yeast that does not have flocculating properties are grown on YPG agar medium (Note 2).
After culturing on a spore-forming agar medium (Note 3), a method is used. To obtain cells derived from single spores, the asci are lysed using a lytic enzyme for lysing yeast cell walls, and then the spores are separated using a micromanipulator, or the asci are separated using a lytic enzyme. After dissolving the spores, the spores are dispersed by ultrasonication, and the spores are then cultured on a nutrient agar medium. The mutation treatment may also include physical methods of irradiating the spores or asci obtained by sporulation treatment with ultraviolet rays, X-rays, gamma rays, ethyl methanesulfonate, N-methyl-N'-nitro -N-nitrosoguanidine, 4-nitroquinoline-N-oxide, or any other chemical method that involves contact with a mutagenic agent followed by growth on a selective medium, but a method using ethyl methanesulfonate is particularly preferred. . Detection of mutant strains is performed by the replica method. That is, a plate of colonies obtained by culturing mutant spores on a complete medium such as YPG agar medium is used as a master plate, and the colonies on the same plate are treated with predetermined nutritional elements using sterilized cloth. Transfer it to a plate of minimal medium without containing it, and culture it in the same medium. Colonies that require the above nutritional elements do not grow on minimal medium plates, so auxotrophic strains can be easily detected by comparing the colonies on this plate with those on the master plate. Can be done. The detected auxotrophic strain is then picked from the master plate and separated from other bacterial cells. In this way, yeast having the desired flocculating properties is obtained. In the series of production steps described above, the medium and culture conditions are the same as those of the yeast itself described above. IFO-0224 has a DF value of 0 and shows no cohesiveness. Further, yeast belonging to Satucharomyces cerevisiae has various properties (presence or absence of fermentability and assimilation, physiological properties) as shown in Table 2 below.

【表】 表2中、ラフイノースの発酵性は、結合部が切
断されて生じる構成単糖フラクトース、グルコー
スおよびガラクトースのうちいくつの糖を発酵で
きるかにより表示される。すなわち、発酵性1/3
とはフラクトースのみを発酵する場合を、発酵性
2/3とはフラクトースおよびグルコースを発酵す
る場合を、および発酵性3/3とはすべての構成単
糖を発酵する場合をそれぞれ意味する。 なお、サツカロマイセス(Saccharomyces)
属に属する酵母は下記のような菌学的性質を有す
ることが知られている(J.Lodder著「The
Yeasts,A Taxonomic Study」第2版、
North―Holland Publishing社発行、1970年)。 すなわち、この属に属する酵母は、 ・ 多極出芽によつて増殖する。 ・ 子のう胞子を形成する。 ・ 硝酸塩を資化しない。 ・ 真菌糸を欠くかまたはわずかしか形成しな
い。 ・ 成熟子のうは容易に開裂しない。 ・ 胞子の形状は球形ないし卵形である。 ・ グルコースをよく発酵する。 ・ 麦芽汁培地に皮膜を形成しない。 発明の効果 この発明は以上のとおり構成されているので、
野生株以上に優れた凝集性を有しかつアルコール
発酵能においても申し分のない新規酵母を得るこ
とができる。したがつてこうして得られた凝集性
酵母を用いてアルコール発酵を行なうことによ
り、冒頭で説明したように回分発酵においても連
続発酵においてもアルコール発酵槽内の菌体濃度
を高く維持して、エタノールの生産性を大幅に向
上することができる。 実施例 つぎにこの発明の実施例を示し、上記効果を実
証する。 製造例 (a) RM―17の調整 凝集性を有しない酵母サツカロマイセス・セル
ビシエ(Saccharomyces cerevisias)IFO―
0224をYPG寒天培地(注2)で30℃で24時間培
養し、ついで胞子形成寒天培地(注3)に塗抹
し、30℃で3〜5日間培養を行なつた。こうして
胞子を形成させた。 ついで胞子数が107個/mlになるように、子の
うを無菌水1mlに懸濁させ、集菌後リン酸緩衝液
(注4)で洗浄した。ついで子のうを溶菌酵素溶
液(注5)2ml中で30℃で1時間振蘯して、子の
うを溶解させた。ついで集菌後、遊離した胞子を
無菌水1mlで洗浄してリン酸緩衝液3mlに懸濁さ
せた。 この懸濁液に変異誘起剤としてエチルメタンス
ルホネートを0.1ml添加し、懸濁液を30℃で2時
間振蘯した。こうして胞子を変異処理した。つい
で集菌後、変異胞子をリン酸緩衝液0.2mlに懸濁
させ、懸濁液に5%チオ硫酸ナトリウム水溶液3
mlを添加して、懸濁液を30℃で10分間振蘯した。
こうして変異誘起剤を中和した。 集菌後、変異胞子をリン酸緩衝液1mlで2回洗
浄して同緩衝液5mlに懸濁させ、懸濁液を氷冷下
に3分間超音波処理することにより変異胞子を懸
濁液中に分散させた。ついで集菌後、懸濁液を集
菌水で濃度1/105〜1/106に希釈し、希釈懸濁液
0.1mlをYPG寒天培地(注2)に塗抹して30℃で
48時間培養し、単独胞子由来の集落を得た。 こうして得られた集落のプレートをマスタープ
レートとしてレプリカ法により変異株の検出を行
なつた。すなわち、殺菌したベルベツト布地を用
いて、前記マスタープレートの集落を最小培地
(注6)にレプリカし、同培地で30℃で4日間培
養し、最小培地で増殖できない菌株をマスタープ
レートにおいて検出し、これを栄養要求性変異株
としてマスタープレートから釣菌した。 その結果マスタープレートの菌株25株のうち凝
集性に優れた株サツカロマイセス・セルビシエ
(Saccharomyces cerevisiae)RM―17(微工研
菌寄第7770号)を得た。この株はアデニンおよび
ヒスチジン要求性の菌株であつた。 (b) VM―2の調製 工業技術院微生物工業技術研究所応用技術部生
物化学工学研究室から分譲を受けた凝集性を有し
ない酵母サツカロマイセス・セルビシエ
(Saccharomyces cerevisiae)EY―1(微工研菌
寄第7793号)をRM―17の調製と同じ操作で変異
処理し、レプリカ法によりイソロイシンおよびバ
リン要求性の栄養要求性変異株として酵母サツカ
ロマイセス・セルビシエ(Saccharomyces
cerevisiae)VM―2(微工研菌寄第7788号)を得
た。 (c) RM―17とVM―2のプロトプラスト融合 RM―17をYPD培地10mlで30℃で16時間振蘯
培養し、集菌後無菌水1mlで洗浄した。ついでこ
れをプロトプラスト調製液(注7)約2mlに懸濁
させ、懸濁液を30℃で1時間振蘯し、集菌後等張
液(注8)1mlで2回洗浄を行なつた。 VM―2についても上記と同じ操作で処理を行
なつた。 ついでこうして得られたRM―17の処理菌体と
VM―2の処理菌体とを同量(細胞数108個/ml
ずつ)とつて混合し、集菌後混合物を等張液0.1
mlに懸濁させ、懸濁液にポリエチレングリコール
水溶液(注9)2mlを添加した。この懸濁液を30
℃で15分間静置してプロトプラスト融合を完結し
た。ついで集菌後、菌体を等張液1mlに懸濁し、
懸濁液を20℃で15分間静置した。ついで懸濁液を
等張液で濃度1/10〜1/102に希釈し、希釈懸濁液
を最小培地(注6)に塗抹し、重層用培地(注
10)を重層した。この状態で30℃で4日間培養を
行ない、優れた凝集性を有する融合株を22株分離
し、そのうちの1株を酵母サツカロマイセス
(Saccharomyces)FRM17VM2―1(微工研菌寄第
7792号)とした。 なお、プロトプラスト融合に用いた両親株
(RM―17とVM―25は上記最小培地に生育でき
なかつた。 凝集性およびアルコール発酵能の測定 IFO―2018,IFO―0224,RM―17,EY―1,
VM―2およびFRM17VM2―1について、それぞ
れ凝集性の程度を示すDF値およびアルコール発
酵能を測定した。 DF値は前述した方法で求めた。 またアルコール発酵能は下記の方法で求めた。
すなわち沖縄産の廃糖蜜340g/に硫酸アンモ
ニウム3.4g/とピロ亜硫酸カリウム0.2g/
とを混合溶解した後、硫酸でPHを4.5に調整し、
混合物を3000回転/分で10分間遠心分離機にかけ
た。こうして得られた上澄液を70mlずつとり、各
液にそれぞれ菌株の前培養液を7ml加え、これら
を30℃で間欠攪拌(30秒間撹拌と10分間静置の反
復)して回分培養を行ない、24時間後および48時
間後の各培養液についてそれぞれエタノール生成
量をガスクロマトグラフイーにより測定した。 測定結果は下記表3のとおりである。
[Table] In Table 2, the fermentability of raffinose is expressed by how many sugars it can ferment out of the constituent monosaccharides fructose, glucose, and galactose produced by cleavage of the bond. That is, fermentability 1/3
"fermentability" means the case where only fructose is fermented, "2/3 fermentability" means the case where fructose and glucose are fermented, and "fermentability 3/3" means the case where all the constituent monosaccharides are fermented. In addition, Saccharomyces
Yeast belonging to the genus are known to have the following mycological properties (J. Lodder, “The
Yeasts, A Taxonomic Study” 2nd edition,
North-Holland Publishing, 1970). That is, yeast belonging to this genus: • Propagate by multipolar budding. - Forms ascospores.・Do not assimilate nitrates. - Lacking or forming only a few fungal threads.・Mature asci do not cleave easily.・The shape of the spores is spherical or oval. - Ferment glucose well. - Does not form a film on the wort medium. Effects of the invention Since this invention is configured as described above,
It is possible to obtain a new yeast that has better flocculation than the wild strain and also has excellent alcohol fermentation ability. Therefore, by carrying out alcohol fermentation using the flocculating yeast obtained in this way, the bacterial cell concentration in the alcohol fermenter can be maintained at a high level in both batch fermentation and continuous fermentation, as explained at the beginning, and the production of ethanol can be improved. Productivity can be significantly improved. Examples Next, examples of the present invention will be shown to demonstrate the above effects. Production example (a) Preparation of RM-17 Non-flocculating yeast Saccharomyces cerevisias IFO-
0224 was cultured on a YPG agar medium (Note 2) at 30°C for 24 hours, then spread on a sporulation agar medium (Note 3), and cultured at 30°C for 3 to 5 days. In this way, spores were formed. Next, the asci were suspended in 1 ml of sterile water so that the number of spores was 10 7 /ml, and after collection, the cells were washed with phosphate buffer (Note 4). The ascus was then shaken in 2 ml of lytic enzyme solution (note 5) at 30°C for 1 hour to dissolve the ascus. After bacterial collection, the released spores were washed with 1 ml of sterile water and suspended in 3 ml of phosphate buffer. To this suspension was added 0.1 ml of ethyl methanesulfonate as a mutagenic agent, and the suspension was shaken at 30°C for 2 hours. The spores were thus mutated. After collecting the bacteria, the mutant spores were suspended in 0.2 ml of phosphate buffer, and the suspension was added with 3 ml of 5% sodium thiosulfate aqueous solution.
ml was added and the suspension was shaken for 10 minutes at 30°C.
The mutagen was thus neutralized. After collection, the mutant spores are washed twice with 1 ml of phosphate buffer, suspended in 5 ml of the same buffer, and the suspension is sonicated for 3 minutes on ice to remove the mutant spores in the suspension. dispersed into. After collecting bacteria, dilute the suspension with collection water to a concentration of 1/10 5 to 1/10 6 to obtain a diluted suspension.
Spread 0.1ml onto YPG agar medium (Note 2) and incubate at 30℃.
After culturing for 48 hours, colonies derived from single spores were obtained. Using the colony plate thus obtained as a master plate, mutant strains were detected by the replica method. That is, using sterilized velvet cloth, replicate the colony on the master plate onto a minimal medium (Note 6), culture it on the same medium at 30°C for 4 days, and detect strains that cannot grow on the minimal medium on the master plate, This was harvested from the master plate as an auxotrophic mutant strain. As a result, out of the 25 strains on the master plate, a strain of Saccharomyces cerevisiae RM-17 (Feikoken Bacterial Collection No. 7770) with excellent aggregation properties was obtained. This strain was an adenine and histidine auxotrophic strain. (b) Preparation of VM-2 The non-agglutinating yeast Saccharomyces cerevisiae EY-1 (Saccharomyces cerevisiae), which was provided by the Biochemical Engineering Laboratory, Department of Applied Technology, Institute of Microbial Technology, Agency of Industrial Science and Technology, was used. No. 7793) was mutated in the same manner as for the preparation of RM-17, and the yeast Saccharomyces cerevisiae was produced as an auxotrophic mutant strain requiring isoleucine and valine by the replica method.
cerevisiae) VM-2 (Feikoken Bibori No. 7788) was obtained. (c) Protoplast fusion of RM-17 and VM-2 RM-17 was cultured in 10 ml of YPD medium at 30°C for 16 hours with shaking, and after harvesting, it was washed with 1 ml of sterile water. This was then suspended in approximately 2 ml of protoplast preparation solution (Note 7), the suspension was shaken at 30°C for 1 hour, and after bacterial collection, the cells were washed twice with 1 ml of isotonic solution (Note 8). VM-2 was also processed using the same operations as above. Next, the treated bacterial cells of RM-17 obtained in this way and
Same amount of VM-2 treated bacteria ( 10 cells/ml)
After collecting the bacteria, dilute the mixture into an isotonic solution of 0.1
ml, and 2 ml of polyethylene glycol aqueous solution (Note 9) was added to the suspension. 30% of this suspension
Protoplast fusion was completed by standing at ℃ for 15 minutes. Then, after collecting bacteria, suspend the bacterial cells in 1 ml of isotonic solution,
The suspension was allowed to stand at 20°C for 15 minutes. Next, dilute the suspension with an isotonic solution to a concentration of 1/10 to 1/10 2 , smear the diluted suspension on a minimal medium (Note 6), and add it to the overlay medium (Note 6).
10) were layered. Cultivation was carried out at 30°C for 4 days under this condition , and 22 fusion strains with excellent flocculation properties were isolated.
No. 7792). In addition, the parent strains (RM-17 and VM-25) used for protoplast fusion could not grow in the above minimal medium. Measurement of flocculation and alcohol fermentation ability IFO-2018, IFO-0224, RM-17, EY-1 ,
For VM-2 and FR M17 V M2-1 , the DF value indicating the degree of flocculation and the alcohol fermentation ability were measured, respectively. The DF value was determined by the method described above. In addition, alcohol fermentation ability was determined by the following method.
In other words, 340 g of blackstrap molasses from Okinawa, 3.4 g of ammonium sulfate, and 0.2 g of potassium pyrosulfite.
After mixing and dissolving, adjust the pH to 4.5 with sulfuric acid,
The mixture was centrifuged at 3000 rpm for 10 minutes. Take 70 ml of the supernatant liquid obtained in this way, add 7 ml of the preculture solution of each strain to each liquid, and perform batch culture by intermittently stirring (stirring for 30 seconds and standing still for 10 minutes) at 30°C. After 24 hours and 48 hours, the amount of ethanol produced in each culture solution was measured by gas chromatography. The measurement results are shown in Table 3 below.

【表】 表3から明らかなように、RM―17およびVM
―2は変異株であるため、アルコール発酵能は野
生型の親株の発酵能より劣るが、融合株である
FRM17VM2―1は野生株以上に優れた凝集性を有
しかつアルコール発酵能においても野生株と比べ
て遜色がない。 使用例(アルコール連続発酵) FRM17VM2―1を用いてつぎの操作によりアル
コール連続発酵を行ない、そのアルコール発酵能
を調べた。 発酵装置として、第1図に示すアルコール発酵
装置を用いた。これは実容積700mlのガラス製流
動層型発酵槽1を主体とし、温度制御およびPH制
御できるように構成されている。そして発酵原料
はポンプ2によつて同槽1の底部に供給され、反
応液はポンプ3で同槽の頂部から底部に戻され、
槽頂の菌体沈降部4から流出するようになつてい
る。 500ml坂口フラスコにおいてYPG培地(注1)
100mlを調整し、これを温度121℃で10分間殺菌し
た後、YPG寒天斜面培地(注2)に保存した
FRM17VM2―1株を1白菌耳植菌し、30℃で1夜
培養した。こうして活性なFRM17VM2―1の前培
養液を得た。 フイリピン産廃糖蜜培地(注11)700mlが入つ
ている発酵槽1に上記前培養液100mlを入れ、発
酵温度30℃で8時間回分培養を行なつた。ついで
上記廃糖蜜培地を発酵槽1に流量35ml/時(希釈
率=0.05時-1)で連続的に供給し、培地の供給量
を徐々に増加ていつて連続発酵を行なつた。 その結果、培地供給量を175ml/時(希釈率=
0.25時-1)に増加しても、本酵母の優れた凝集性
により、槽内に直径1〜4mmのフロツクが形成さ
れて、槽内の菌体濃度(注12)は47g/という
高い値に維持された。また産生アルコールは61
g/という高い濃度で得られ、アルコール生産
性(注13)は第2図に示すように16g/・時と
いう高い値に達した。 比較例 酵母としてFRM17VM2―1の代わりにEY―1を
用い、その他の事項を上記使用例と同じにして、
上記操作を繰返した。 その結果、培地供給量が70ml/時(希釈率=
0.1時-1)を超えると、アルコール生産性(注13)
は第2図に示すように4g/・時から急激に低
下した。 培地および試薬 培地および試薬はそれぞれつぎのとおりであ
る。 (注1) YPG培地 酵母エキス 10g/ ポリペプトン 20g/ グルコース 20g/ (注2) YPG寒天培地 酵母エキス 10g/ ポリペプトン 20g/ グリコース 20g/ 寒 天 20g/ (注3) 胞子形成培地 酢酸ナトリウム 5g/ 寒 天 20g/ (注4) リン酸緩衝液 0.1Mリン酸緩衝液 PH=7.5 (注5) 溶菌酵素溶液 0.1Mリン酸緩衝液(PH7.5)にザイモリア
ーゼ20T(生化学工業社製)を0.05%溶か
した溶液2mlと、2―メルカプトエタノー
ル1.4μとの混合液 (注6) 最小培地 Difco―Yeast Nitrogen Base W/O
Amino acid(Difco社製) 6.7g/ グルコース 20g/ 寒 天 20g/ (注7) プロトプラスト調製液 1.5M塩化カリウム0.8mlと、2/15Mリン
酸緩衝液(PH7.5)1.0mlと、2―メルカプ
トエタノール1.4μと、ザイモリアーゼ
20T(生化学工業社製)を0.1Mリン緩衝液
(PH7.5)に0.25%溶かした溶液0.2mlとの混
合物 (注8) 等張液 0.6M塩化カリウム水溶液 (注9) ポリエチレングリコール水溶液 塩化カルシウム 5.6g/ ポリエチレングリコール(PEG―6000)
300g/ (注10) 重層用培地 グルコース 20g/ Difco―Yeast Nitrogen Base W/O
Amino acid(Difco社製) 6.7g/ Difco―Bact Agar(Difco社製) 30g/ (注11) フイリピン産廃糖蜜培地 フイリピン産廃糖蜜 280g/ 硫酸アンモニウム 2.8g/ ピロ亜硫酸カリウム 0.5g/ 消泡剤 0.2g/ とよりなる混合液を硫酸でPH4.5に調整したもの (注12) 菌体濃度 発酵槽内の培養液を一定量とり、遠心分離
機で菌体を集め、洗浄後、これを温度800
℃で燃焼し、焼失した重量を菌体量として
算出したもの (注13) アルコール生産性 培養液1当り1時間に生産されるアルコ
ールの重量(g)
[Table] As is clear from Table 3, RM-17 and VM
-2 is a mutant strain, so its alcohol fermentation ability is inferior to that of the wild type parent strain, but it is a fusion strain.
FR M17 V M2-1 has better flocculation than the wild strain, and is comparable to the wild strain in terms of alcohol fermentation ability. Example of Use (Continuous Alcohol Fermentation) Using FR M17 V M2-1 , continuous alcohol fermentation was carried out by the following procedure, and its alcohol fermentation ability was investigated. As the fermentation apparatus, an alcohol fermentation apparatus shown in FIG. 1 was used. This mainly consists of a glass fluidized bed fermenter 1 with an actual volume of 700 ml, and is configured to be able to control temperature and pH. Then, the fermentation raw material is supplied to the bottom of the tank 1 by pump 2, and the reaction liquid is returned from the top to the bottom of the tank by pump 3.
It is designed to flow out from the bacterial cell sedimentation section 4 at the top of the tank. YPG medium (Note 1) in a 500ml Sakaguchi flask
After adjusting 100 ml and sterilizing it at a temperature of 121°C for 10 minutes, it was stored in a YPG agar slant medium (Note 2).
FR M17 V M2-1 strain was inoculated into one white fungus ear and cultured overnight at 30°C. In this way, a preculture of active FR M17 V M2-1 was obtained. 100 ml of the above preculture solution was placed in fermenter 1 containing 700 ml of Philippine molasses medium (Note 11), and batch culture was carried out at a fermentation temperature of 30° C. for 8 hours. Next, the molasses medium was continuously supplied to the fermenter 1 at a flow rate of 35 ml/hour (dilution rate = 0.05 hour -1 ), and the supply amount of the medium was gradually increased to carry out continuous fermentation. As a result, the medium supply amount was 175ml/hour (dilution rate =
0.25 hours -1 ), the excellent flocculation properties of this yeast form flocs with a diameter of 1 to 4 mm in the tank, and the bacterial cell concentration (Note 12) in the tank remains at a high value of 47 g/1. was maintained. Also, the alcohol produced is 61
The alcohol productivity (Note 13) reached a high value of 16 g/hr as shown in Figure 2. Comparative example: Using EY-1 instead of FR M17 V M2-1 as the yeast, and keeping the other details the same as in the above usage example,
The above operation was repeated. As a result, the medium supply amount was 70ml/hour (dilution rate =
If it exceeds 0.1 h -1 ), alcohol productivity (Note 13)
As shown in FIG. 2, the amount decreased rapidly from 4 g/h. Medium and reagents The medium and reagents are as follows. (Note 1) YPG medium yeast extract 10g / polypeptone 20g / glucose 20g / (note 2) YPG agar medium yeast extract 10g / polypeptone 20g / glycose 20g / agar 20g / (note 3) Sporulation medium sodium acetate 5g / agar 20g/ (Note 4) Phosphate buffer 0.1M phosphate buffer PH = 7.5 (Note 5) Lytic enzyme solution 0.1M phosphate buffer (PH 7.5) with 0.05% Zymolyase 20T (Seikagaku Corporation) A mixture of 2ml of the dissolved solution and 1.4μ of 2-mercaptoethanol (Note 6) Minimal medium Difco-Yeast Nitrogen Base W/O
Amino acid (manufactured by Difco) 6.7g / Glucose 20g / Agar 20g / (Note 7) Protoplast preparation solution 1.5M potassium chloride 0.8ml, 2/15M phosphate buffer (PH7.5) 1.0ml, 2- Mercaptoethanol 1.4μ and zymolyase
Mixture with 0.2ml of 0.25% solution of 20T (manufactured by Seikagaku Corporation) in 0.1M phosphorus buffer (PH7.5) (Note 8) Isotonic solution 0.6M potassium chloride aqueous solution (Note 9) Polyethylene glycol aqueous solution chloride Calcium 5.6g/Polyethylene glycol (PEG-6000)
300g/ (Note 10) Overlay medium glucose 20g/ Difco-Yeast Nitrogen Base W/O
Amino acid (manufactured by Difco) 6.7g / Difco-Bact Agar (manufactured by Difco) 30g / (Note 11) Philippine molasses medium Philippine molasses 280g / Ammonium sulfate 2.8g / Potassium pyrosulfite 0.5g / Antifoaming agent 0.2g / (Note 12) Bacterial cell concentration Take a certain amount of the culture solution in the fermenter, collect the bacterial cells with a centrifuge, wash them, and heat them at a temperature of 800 ml.
Calculated as the amount of bacterial cells burned at ℃ (Note 13) Weight of alcohol produced in 1 hour per 1 alcohol-producing culture solution (g)

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は連続発酵のフローシート、第2図は希
釈率とアルコール生産性の関係を示すグラフであ
る。
FIG. 1 is a flow sheet for continuous fermentation, and FIG. 2 is a graph showing the relationship between dilution rate and alcohol productivity.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ・ DF値5なる凝集性を有し、 ・ 廃糖蜜340g/と硫酸アンモニウムとピ
ロ亜硫酸カリウムのPH4.5の混合液を遠心分
離し、得られた上澄液の70mlに菌株の前培養
液7mlを加えて、回分培養を行なうことによ
り、24時間後および48時間後にそれぞれ55.7
g/および56.0g/のエタノールを生成
する 酵母サツカロマイセス・セルビシエ
(Saccharomyces cerevisiae) FRM17VM2―1(微工研菌寄第7792号)。
[Claims] 1. Has a flocculating property with a DF value of 5. - A mixture of 340 g of blackstrap molasses and ammonium sulfate and potassium pyrosulfite at pH 4.5 is centrifuged, and 70 ml of the resulting supernatant is added to the By adding 7 ml of the preculture solution of the bacterial strain and performing batch culture, 55.7
The yeast Saccharomyces cerevisiae FR M17 V M2-1 (Feikoken Bacterial Serial No. 7792) produces ethanol of 56.0 g/g/ and 56.0 g/g/.
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