JPH0528102B2 - - Google Patents

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JPH0528102B2
JPH0528102B2 JP61170297A JP17029786A JPH0528102B2 JP H0528102 B2 JPH0528102 B2 JP H0528102B2 JP 61170297 A JP61170297 A JP 61170297A JP 17029786 A JP17029786 A JP 17029786A JP H0528102 B2 JPH0528102 B2 JP H0528102B2
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JP
Japan
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fermentation
yeast
ethanol
column
medium
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JP61170297A
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JPS6265679A (ja
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Hiroshi Kuryama
Yorikazu Sonoda
Harumi Kobayashi
Yoshio Seko
Toshio Murakami
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • 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
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕 本発明はエタノール生産能が高く、且つ凝集性
の高い新規な微生物に関するものである。 〔従来技術〕 従来、微生物によるエタノールの製造法はエネ
ルギー変換法としてみた場合、必ずしもエネルギ
ー収支が良好と言えず、また単位発酵槽容積あた
りの生産も高くない。このため、近年、生産性の
向上及び生産コストの低減を目的として新しい発
酵技術の開発が進められ、アルギン酸カルシウ
ム、光硬化性ポリマーなどに酵母を包括固定し連
続発酵に用いる固定化酵母法と凝集性を有する酵
母を用い菌体を自然沈降させ発酵槽に再循環或い
は次の発酵に使用する凝集性酵母法が高い生産性
お与え且つ生産コストを大巾に低下させる方法と
して注目を集めている。特に凝集性酵母を用いる
方法は既設の施設がそのまま使える点また操作も
容易である点から実用性の高い方法として注目さ
れている。 しかしながらケーンジユース等の実用原料を用
いたこれまでの報告によれば、その生産性は10〜
16g//hであり、固定化酵母法による生産性
と同等かやや低いものであつた。 〔目的〕 そこで、本発明者らは、エタノール発酵の生産
性向上には基本的に、優良酵母菌の選択が重要で
あるとの観点から、広く、海外及び国内の土壌、
果皮、発酵食品等よりエタノール発酵能の優れた
酵母の分離を進めるとともに得られた酵母菌の各
種変異処理によりなお優秀な酵母の分離、選択を
進めてきたところ、既知の凝集酵母に較べて高い
発酵能を有する凝集性菌株を得ることができた。 そして、本酵母菌株を用いて菌体再循環連続エ
タノール発酵を試みたところ、従来報告されてい
たサツカロマイセス属などの凝集酵母を用いる連
続発酵に較べて2ないし3倍の高い生産性が得ら
れることを見出した。本発明は以上の知見に基づ
き開発されたものである。 すなわち、本発明は新たに分離された新規なサ
ツカマイセス・セルビシエIR−2株に関するも
のである。 〔構成〕 以下、本発明を具体的に説明する。 本発明に用いられるサツカロマイセス・セルビ
シエにIR−2株の菌学的性質は以下に示すとお
りである。 菌学的性質 A 細胞及びコロニーの形態 グルコース(2%)、イースエトキス(0.5
%)、ペプトン(1%)の液体倍地で25℃3日
間培養後の細胞の形態は楕円〜長円形で細胞径
は長径が4.0〜9.0μm、短径が3.0〜5.0μmであ
つた。細胞は1個または2個つらなつて存在し
た。 バクトイーストモルフオロジー寒天培地上で
4日間及び3週間培養後のコロニーは黄白色、
表面及び周囲の滑らかな状態にあつた。また同
じ培地上でのスライドカルチヤー3週間後の顕
微鏡観察の結果、菌糸及び偽菌糸の形成は認め
られなかつた。Fowell酢酸ナトリウム培地上
で3日後子のう胞子の形成が観察された。子の
う中の胞子数は1〜4個であり胞子はほぼ球形
でありまたその表面は滑らかであつた。 B 生理的諸性質 (a) 各種炭素源の発酵性(ダーラム管法によ
る) 発酵可能糖類:D−グルコース、D−ガラク
トース、マルトース、シユークロース、ラ
フイノース1/3 非発酵性糖類:α−α−トレハロース、メリ
ビオース、ラクトース、セロビオース、メ
レジトース、メチル−α−D−グルコシ
ド、イヌリン、可溶性でんぷん (b) 各種炭素源の資化性 資可能化合物:D−グルコース、D−ガラクト
ース、シユークロス、マルトース、ラフイ
ノース、エタノール 資化不能化合物:L−ソルボース、セロビオー
ス、α−α−トレハロース、ラクトース、
メリビオース、メレジトース、D−リボー
ス、D−キシロース、L−アラビノース、
D−アラビノース、L−ラムノース、可溶
性でんぷん、イヌリン、グリセロール、エ
リスリトール、リビトール、D−グルシト
ール、D−マニトール、乳酸、コハク酸、
クエン酸 (c) 窒素資源化性テスト 資化不能化合物:硝酸カリウム、亜硝酸ナト
リウム、一塩酸エチルアミン、二塩酸カダ
ベリン、L−リジン (d) アルブチン分解性 陰性 (e) ビタミン不含培地での生育 陰性 (f)高温での成育 37℃ 陽性 42℃ 陽性 (g) 50%グルコース イーストエキス 寒天培地
上での生育 陰性 (h) 100ppmシクロヘキシミド培地での生育 陰性 以上の菌学的性質に基づき、The yeasts a
taxonomic study 第3版(1984、Elsevier
Science Publishers B.V.−Amsterdam)及びJ.
A.Barnett、R.W.Payne&D.Yarrow著
YEASTS:Characteristics and Identifcation
第1版(1983Cambridge University Press)
により検索したところ、本菌株はサツカロマイセ
ス・セルビシエと認められ、サツカロマイセス・
セルビシエIR−2株と命名し、微工研条寄第754
号として寄託されている。 本発明に発酵原料として好ましく用いられる炭
水化物として砂糖きび汁(ケーンジユース)、廃
糖蜜、でんぷん糖化液、セルロース糖化液が挙げ
られるが、でんぷん質原料を用いる場合まずアミ
ラーゼなどの酵素で糖化した後、本発明の酵母を
添加してもよいが、原料に本発明の酵母とアミラ
ーゼなどの酵素を同時に添加して発酵させてもよ
い。 また、栄養源としてはリン酸一カリウム、硫酸
マグネシウム等の無機塩類、及びイースエトキ
ス、ポリペプトンなどの有機栄養源を添加しても
よい。 窒素源としては硫安、尿素などの添加が望まし
い。 培養温度は15℃から42℃の範囲で望ましくは28
℃から35℃の範囲である。培養液のPHは、2.5か
ら7.0の範囲で、望ましくは3.5から6.0の間であ
る。 これらの培養液を用いたエタノール発酵は通常
の発酵槽による回分発酵及び連続発酵でもよく、
また後述の如き塔型の発酵槽を用いてもよい。回
分法においては、発酵の終了後短時間ただ静置す
るだけで容易に本酵母は沈澱し、密度の高いスラ
リーを形成するため短時間で清澄な発酵液を得る
ことができ、また発酵槽底部に濃厚な酵母スラリ
ーを得ることができる。従つて、上層発酵液をぬ
きとり、原料液を加えた後、直ちに高い濃度の酵
母菌体により次の発酵をくり返すことで菌体濃度
も増大するため、単位時間、単位発酵容量あたり
のエタノール発酵速度が飛躍的に高くなる。また
酵母の沈降分離に遠心分離等の余分な工程がいら
ないため、エネルギーの節約にもなる。また連続
発酵法においては酵母の凝集沈降性が優れている
ので、小型で簡単な沈降槽により容易に発酵液よ
り菌を分離することができ、これを連続的に発酵
槽へ返送することで、高い菌体濃度が維持される
ため、高いアルコール生産性が得られる。 ここで参考のため本酵母の凝集状態における発
酵能を他の酵母のそれと比較した結果を表−1に
示す。 これは回分発酵終了時になお少量の培地を加
え、エタノール発酵に伴ない生成する炭酸ガス量
を計測して求めたものである。発酵能は単位菌体
量あたり換算し、相対値で示した。凝集能は、発
酵終了液をよく振とうした後メスシリンダーへ移
し、1分後の菌の沈降層の高さを容量百分率で示
したものである。この値の小さい程、凝集性がよ
く、沈降速度が速いことになる。
【表】 が示される。
以下に本菌株IR−2を用いたエタノール発酵
の実施例を示し、本発明をより具体的に説明す
る。なお、実施例で用いた各種の測定法は次のと
おりである。 (1) エタノール濃度 発酵液を20000Gで5分間冷却遠心機にて遠
心分離後、上清を蒸留水にて100培に希釈し、
ガスクロマトグラフイーにより測定した。使用
カラムは長さ2.1mで内径3mmのガラス製であ
り、ポリエチレングリコール6000をコーテイン
グしとたユニポートR(ガスクロ工業社製)を
充てんして用いた。カラム温度100℃、試料注
入部温度140℃、キヤリヤガスは窒素ガスを用
い、50ml/minで通気した。 (2) 糖濃度 発酵液を(1)と同様に遠心分離した上清を10%
HC1によりPH2.0以下とし、30分間湯浴上で加
水分解した後一般に用いられるているソモギー
変法により測定した。 (3) フラクトース濃度 高速液体クロマトグラフイーにより測定し
た。使用カラムは、SIL−NH2(日本分光社製)
をつめた長さ250mm、内径4.6mmのステンレスカ
ラムで温度は50℃に保つた。溶離液は、アセト
ニトリル(75%)+0.015M KH2PO4(25%)を
用い、1.0ml/minで通液した。 (4) 菌体濃度 発酵液はを目盛つき遠心分離用チユーブにと
り、3500rpmで10分間遠心分離後の沈澱層の容
積を測定し、湿潤容量百分率で表わした。また
実施例にあたつてはケーンジユースのモデル培
地として台湾産非精製糖の溶解液を用いた。 実施例 1 図1に示す第1塔1、第2塔2及び沈降層3よ
りなる二連塔型発酵システムを用い、菌体再循環
連続エタノール発酵を行なつた。第1塔及び第2
塔の実効容積はそれぞれ225mlであり、沈降層の
実効容積は25mlであつた。用いた培地組成は、1
あたり台湾紅糖(非精製糖)140g(塩酸加水
分解後の単糖濃度として125g)、リン酸−カリウ
ム0.2g、硫酸マグネシウム7水塩0.1g、塩化カ
ルシウム2水塩0.1g、硫安1.5gであつた。オー
トクレーブで120℃、15分滅菌処理し本培地を培
地ボトル4より培地ポンプ5により連続的に第1
糖1に供給した。第1塔上部にPHセンサー10を
取付け、PH制御器11とアルカリ液供給ポンプ1
2により自動的に第1塔内の培養液PH3.9に制御
した。発酵槽内温度は塔の外側ジヤケツトに温水
を通水して32.5℃に制御した。 本システムにあらかじめグルコース10%、イー
ストエキス3%、ポリペプトン5%の培地で培養
したサツカロミセスセルビシエIR−2株
(FERM BP−754号)を乾燥菌体量として50
g/加えた後284ml/時の流量で上記台湾紅糖
の培地を供給させながら連続発酵を行なつた。連
続発酵開始後、第1塔下部よりエアポンプ9によ
り空気を80ml/分でまた第2塔2上部より出るガ
ス(主としてエタノール発酵に伴ない生成する炭
酸ガス)の一部を300ml/分でガスリサイクルポ
ンプ8により通気した。第1塔1中の培養液は通
気されたガスと共に第2塔下部へ連続的に流入す
る。第2塔2上部でガスと分離した発酵液は沈降
槽3に流入し、ここで酵母は直ちに沈降し底部に
高濃度の菌体スラリーを形成する。上層に形成さ
れた清澄な発酵終了液は発酵液抜出しポンプ6に
より排出され次の蒸留工程(本図には示されてい
ない)に移送される。沈降槽3下部にたまつた高
濃度の酵母菌体スラリーは菌体返送ポンプ7によ
り第1塔下部へ返送される。こうした方法により
納2週間にわたり安定してエタノール濃度54.6
g/、残糖4.3g/(うち発酵性残糖フラク
トース2.1g/)という効果が得られた。この
ときの発酵槽単位容積当りの生産速度は34.6g/
/hであり、エタノール収率は理論値の約90%
であつた。また歯車の湿潤容量百分率は33%に達
していた。なお菌体の返送速度は約2/時で行
なつた。これは返送比(返送速度/培値供給速
度)約7の条件であつた。 実施例 2 実施例1と同様の装置を用い、また同様の方法
でサツカロマイセスセルビシエIR−2株を培養
し、培地中の紅糖濃度をかえて、連続エタノール
発酵を行つた。実施例1の結果を含めて表−2に
結果を示す。培地供給速度は各条件において、糖
の利用率が98%以上となる範囲で可能な限り高い
値に設定した。また菌体返送比は、各条件毎に検
討し、より高い生産性が得られるよう設定した。
なお、他のPH、温度等は実施例1と同じである。
〔発明の効果〕
本発明のIR−2菌株は、エタノール生産性が
極めて高く、且つ菌の凝集能が優れているため、
工業的にエタノール生産を実施する場合、生産コ
ストを大巾に低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
図はエタノールの連続発酵装置のフローシート
を示し、図中の1は第1塔、2は第2塔、3は沈
降槽、4は培地ボトル、5は培地ポンプ、6は発
酵液抜出しポンプ、7は菌体返送ポンプ、8はガ
スリサイクルポンプ、9はエアーポンプ、10は
PHセンサー、11はPH制御器、12はアルカリ液
供給ポンプをそれぞれ示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 サツカロマイセス・セルビシエに属し、エタ
    ノール生産能が高く、且つ凝集性に優れた自然株
    由来の新規なサツカロマイセス・セルビシエIR
    −2株。
JP61170297A 1986-07-19 1986-07-19 新規なサツカロマイセス・セルビシエir−2株 Granted JPS6265679A (ja)

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JP61170297A JPS6265679A (ja) 1986-07-19 1986-07-19 新規なサツカロマイセス・セルビシエir−2株

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JP60085123A Division JPS61242584A (ja) 1985-04-20 1985-04-20 微生物によるエタノ−ルの製造法

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JPS6265679A JPS6265679A (ja) 1987-03-24
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001343910A (ja) * 2000-05-31 2001-12-14 Citizen Watch Co Ltd 時 計
PL1766007T3 (pl) * 2004-06-08 2012-02-29 Microbiogen Pty Ltd Nierekombinowane szczepy saccheromyces rosnące na ksylozie
JP5219074B2 (ja) 2008-01-24 2013-06-26 独立行政法人産業技術総合研究所 キシロース発酵能が優れた六炭糖・五炭糖同時発酵酵母およびそれを用いたエタノールの高効率生産方法

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JPS59135896A (ja) * 1982-12-17 1984-08-04 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd アルコ−ルの発酵生産法

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