JPH06197772A - 有機酸及びエタノールの製造方法及びそれに用いる複合型リアクター - Google Patents
有機酸及びエタノールの製造方法及びそれに用いる複合型リアクターInfo
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- JPH06197772A JPH06197772A JP5014411A JP1441193A JPH06197772A JP H06197772 A JPH06197772 A JP H06197772A JP 5014411 A JP5014411 A JP 5014411A JP 1441193 A JP1441193 A JP 1441193A JP H06197772 A JPH06197772 A JP H06197772A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 炭水化物を糖化菌で加水分解する帯域とその
加水分解生成物を発酵菌で発酵させる帯域とを別個に設
け、各帯域における培養液からそれぞれの菌体を分離除
去したのち、培養液のみを各帯域間に循環させることに
より、炭水化物から有機酸及びエタノールを製造する。 【効果】 炭水化物の同時糖化発酵に際し、糖化菌と発
酵菌とをそれぞれの至適条件下が別個に培養しうる上、
各培養条件の制御を容易に行いうるので、効率よくエタ
ノールや乳酸を製造することができる。
加水分解生成物を発酵菌で発酵させる帯域とを別個に設
け、各帯域における培養液からそれぞれの菌体を分離除
去したのち、培養液のみを各帯域間に循環させることに
より、炭水化物から有機酸及びエタノールを製造する。 【効果】 炭水化物の同時糖化発酵に際し、糖化菌と発
酵菌とをそれぞれの至適条件下が別個に培養しうる上、
各培養条件の制御を容易に行いうるので、効率よくエタ
ノールや乳酸を製造することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭水化物例えばデンプ
ンを発酵させて効率よく乳酸やエタノールを製造する方
法及びそれに用いるリアクターに関するものである。さ
らに詳しくいえば、本発明は、好気性菌と嫌気性菌を別
々のリアクターにおいて、それぞれの最適条件下で培養
しながら、基質のみをその両方のリアクター間に循環さ
せながら、炭水化物の加水分解すなわち糖化と、それに
よって生成するオリゴ糖の発酵を別々のリアクターで同
時に行うことにより、効率よく乳酸やエタノールを製造
する方法及びそのためのリアクターに関するものであ
る。
ンを発酵させて効率よく乳酸やエタノールを製造する方
法及びそれに用いるリアクターに関するものである。さ
らに詳しくいえば、本発明は、好気性菌と嫌気性菌を別
々のリアクターにおいて、それぞれの最適条件下で培養
しながら、基質のみをその両方のリアクター間に循環さ
せながら、炭水化物の加水分解すなわち糖化と、それに
よって生成するオリゴ糖の発酵を別々のリアクターで同
時に行うことにより、効率よく乳酸やエタノールを製造
する方法及びそのためのリアクターに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、炭水化物を糖化発酵させて、乳酸
やエタノールを製造するには、炭水化物を糖化する菌
と、糖化により生成したオリゴ糖を発酵するための菌と
を１つのリアクター内で混合培養し、これに基質を供給
して同時に糖化発酵する方法が行われている。
やエタノールを製造するには、炭水化物を糖化する菌
と、糖化により生成したオリゴ糖を発酵するための菌と
を１つのリアクター内で混合培養し、これに基質を供給
して同時に糖化発酵する方法が行われている。
【０００３】しかしながら、一般に微生物の生育条件
は、その種類ごとに異なるため、２種以上の菌を混合培
養する場合には、各菌株の増殖状態を個々に把握するこ
とが困難であり、したがって個々の菌株の生育に適した
環境制御を行うことができず、各菌株の能力を十分に発
揮させることができなかった。この傾向は、特に好気性
菌と嫌気性菌の場合に顕著であり、好気性菌の最適条件
を選べば嫌気性菌の活性が低下し、逆に嫌気性菌の最適
条件を選べば好気性菌の活性が低下するため両者の活性
を同時に高めるという培養条件を設定することは不可能
であった。
は、その種類ごとに異なるため、２種以上の菌を混合培
養する場合には、各菌株の増殖状態を個々に把握するこ
とが困難であり、したがって個々の菌株の生育に適した
環境制御を行うことができず、各菌株の能力を十分に発
揮させることができなかった。この傾向は、特に好気性
菌と嫌気性菌の場合に顕著であり、好気性菌の最適条件
を選べば嫌気性菌の活性が低下し、逆に嫌気性菌の最適
条件を選べば好気性菌の活性が低下するため両者の活性
を同時に高めるという培養条件を設定することは不可能
であった。
【０００４】例えば、ハグストローム（Ｈａｇｇｓｔｒ
ｏｍ）らは、サッカロミコプシス・フィブリガー（Ｓａ
ｃｃｈａｒｏｍｙｃｏｐｓｉｓ ｆｉｂｕｌｉｇｅｒ）
とラクトコッカス・ラクティス（Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕ
ｓ ｌａｃｔｉｃ）との混合培養で、可溶性デンプンか
ら有機酸とエタノールを製造する方法を提案している
が、１５．０ｇ／Ｌのデンプンから１．４ｇ／ＬのＬ‐
乳酸が得られたにすぎず、全生成物の収率は０．３５〜
０．４０にすぎない［「アプライド・マイクロバイオロ
ジカル・バイオテクノロジー（Ａｐｐｌ．Ｍｉｃｒｏｂ
ｉｏｌ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．）」、第１２巻、第２
１６〜２１９ページ（１９８１）］。また黒沢らは、ア
スペルギルス・アワモリ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｕｓ ａｗ
ａｍｏｒｉ）とラクトコッカス・ラクティスとを共同固
定化培養して、可溶性デンプンから乳酸を製造する方法
を提案しているが、この方法においても乳酸の生産収率
は０．６６にすぎなかった。
ｏｍ）らは、サッカロミコプシス・フィブリガー（Ｓａ
ｃｃｈａｒｏｍｙｃｏｐｓｉｓ ｆｉｂｕｌｉｇｅｒ）
とラクトコッカス・ラクティス（Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕ
ｓ ｌａｃｔｉｃ）との混合培養で、可溶性デンプンか
ら有機酸とエタノールを製造する方法を提案している
が、１５．０ｇ／Ｌのデンプンから１．４ｇ／ＬのＬ‐
乳酸が得られたにすぎず、全生成物の収率は０．３５〜
０．４０にすぎない［「アプライド・マイクロバイオロ
ジカル・バイオテクノロジー（Ａｐｐｌ．Ｍｉｃｒｏｂ
ｉｏｌ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．）」、第１２巻、第２
１６〜２１９ページ（１９８１）］。また黒沢らは、ア
スペルギルス・アワモリ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｕｓ ａｗ
ａｍｏｒｉ）とラクトコッカス・ラクティスとを共同固
定化培養して、可溶性デンプンから乳酸を製造する方法
を提案しているが、この方法においても乳酸の生産収率
は０．６６にすぎなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の同時糖化発酵法の欠点を克服し、２種以上の菌株
を用いた培養において、それぞれの菌株をその最適条件
下で培養させ、所望の物質を効率よく生成させることを
目的としてなされたものである。
従来の同時糖化発酵法の欠点を克服し、２種以上の菌株
を用いた培養において、それぞれの菌株をその最適条件
下で培養させ、所望の物質を効率よく生成させることを
目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、炭水化物
を同時糖化発酵させて、乳酸及びエタノールを高収率で
得る方法について種々研究を重ねた結果、炭水化物を加
水分解する好気性菌と、それによって生成したオリゴ糖
を乳酸及びエタノールに変換する嫌気性菌をそれぞれ別
々の帯域において、それらの最適条件下で培養し、それ
らの帯域の間を基質のみ循環させて同時培養することに
より、その目的を達成しうることを見出し、この知見に
基づいて本発明をなすに至った。
を同時糖化発酵させて、乳酸及びエタノールを高収率で
得る方法について種々研究を重ねた結果、炭水化物を加
水分解する好気性菌と、それによって生成したオリゴ糖
を乳酸及びエタノールに変換する嫌気性菌をそれぞれ別
々の帯域において、それらの最適条件下で培養し、それ
らの帯域の間を基質のみ循環させて同時培養することに
より、その目的を達成しうることを見出し、この知見に
基づいて本発明をなすに至った。
【０００７】すなわち、本発明は、炭水化物を糖化菌及
び乳酸菌を用いて同時糖化発酵させ、乳酸及びエタノー
ルを製造するに当り、前記糖化菌と発酵菌をそれぞれ別
個の発酵帯域において培養し、それぞれの培養液から、
その中に含まれている各菌体を除去したのち、両帯域間
を循環させることを特徴とする有機酸及びエタノールの
製造方法及びこの方法を好適に実施するための、炭水化
物を加水分解する好気性菌を収容した、空気供給手段を
備えた第一リアクター、オリゴ糖から有機酸又はエタノ
ールを発酵生産する嫌気性菌を収容した第二リアクタ
ー、第一リアクターの培養液を第二リアクターへ循環さ
せる導管、第二リアクターの培養液を第一リアクターへ
菌体分離手段を介して循環させる導管及びこれら導管に
それぞれ連結した培養液を強制循環させるための送液ポ
ンプから構成された複合型リアクターを提供するもので
ある。
び乳酸菌を用いて同時糖化発酵させ、乳酸及びエタノー
ルを製造するに当り、前記糖化菌と発酵菌をそれぞれ別
個の発酵帯域において培養し、それぞれの培養液から、
その中に含まれている各菌体を除去したのち、両帯域間
を循環させることを特徴とする有機酸及びエタノールの
製造方法及びこの方法を好適に実施するための、炭水化
物を加水分解する好気性菌を収容した、空気供給手段を
備えた第一リアクター、オリゴ糖から有機酸又はエタノ
ールを発酵生産する嫌気性菌を収容した第二リアクタ
ー、第一リアクターの培養液を第二リアクターへ循環さ
せる導管、第二リアクターの培養液を第一リアクターへ
菌体分離手段を介して循環させる導管及びこれら導管に
それぞれ連結した培養液を強制循環させるための送液ポ
ンプから構成された複合型リアクターを提供するもので
ある。
【０００８】本発明方法において用いる好気性菌として
は、アスペルギルス・アワモリが好適であるが、そのほ
か炭水化物すなわちデンプンを加水分解してグルコース
やマルトースのようなオリゴ糖に変換しうる好気性菌で
あればどのようなものも用いることができる。また嫌気
性菌としてはラクトコッカス・ラクティスが好適である
が、そのほかグルコースやマルトースのようなオリゴ糖
を発酵して乳酸やエタノールを生成しうる嫌気性菌であ
ればどのようなものも用いることができる。
は、アスペルギルス・アワモリが好適であるが、そのほ
か炭水化物すなわちデンプンを加水分解してグルコース
やマルトースのようなオリゴ糖に変換しうる好気性菌で
あればどのようなものも用いることができる。また嫌気
性菌としてはラクトコッカス・ラクティスが好適である
が、そのほかグルコースやマルトースのようなオリゴ糖
を発酵して乳酸やエタノールを生成しうる嫌気性菌であ
ればどのようなものも用いることができる。
【０００９】他方、本発明方法において原料として用い
る炭水化物には、例えばバレイショデンプン、カンショ
デンプン、トウモロコシデンプンなどのデンプン類が含
まれるが、そのほかこれまで農産物加工廃棄物として未
利用のまま処分されていたバレイショ残渣なども用いる
ことができる。
る炭水化物には、例えばバレイショデンプン、カンショ
デンプン、トウモロコシデンプンなどのデンプン類が含
まれるが、そのほかこれまで農産物加工廃棄物として未
利用のまま処分されていたバレイショ残渣なども用いる
ことができる。
【００１０】次に、添付図面に従って本発明の実施態様
の１例を説明する。図１は、本発明の複合型リアクター
の要部を示す系統図であって、このものは、好気性菌を
収容した第一リアクター１と嫌気性菌を収容した第二リ
アクター２から構成され、第一リアクター１は、空気供
給手段３が備えられている。これらの２個のリアクター
１，２はそれぞれ管路４，６及び管路４′，６′によっ
て連結され、管路４と６及び管路４′と６′の間にはそ
れぞれ菌体分離手段７，７′例えば限外ろ過膜モジュー
ルが配設され、そこで各リアクターからの培養液中の菌
体が完全に除去され、この菌体はそれぞれ管路５又は
５′を通って各リアクターに戻される。８は、各培養液
を引制循環させるための送液ポンプである。
の１例を説明する。図１は、本発明の複合型リアクター
の要部を示す系統図であって、このものは、好気性菌を
収容した第一リアクター１と嫌気性菌を収容した第二リ
アクター２から構成され、第一リアクター１は、空気供
給手段３が備えられている。これらの２個のリアクター
１，２はそれぞれ管路４，６及び管路４′，６′によっ
て連結され、管路４と６及び管路４′と６′の間にはそ
れぞれ菌体分離手段７，７′例えば限外ろ過膜モジュー
ルが配設され、そこで各リアクターからの培養液中の菌
体が完全に除去され、この菌体はそれぞれ管路５又は
５′を通って各リアクターに戻される。８は、各培養液
を引制循環させるための送液ポンプである。
【００１１】このような複合型リアクターを用いて本発
明方法を実施するには、第一リアクター１において好気
性菌例えばアスペルギルス・アワモリを培養し、第二リ
アクター２において嫌気性菌例えばラクトコッカス・ラ
クティスを培養する。この各培養に使用する栄養培地の
組成は従来使用されているものと同じで差しつえない。
次に、この第一リアクター１に炭水化物を装入し、液を
循環させながら反応を行わせる。この際の炭水化物濃度
は、系全体に基づき１〜５％程度が適当である。
明方法を実施するには、第一リアクター１において好気
性菌例えばアスペルギルス・アワモリを培養し、第二リ
アクター２において嫌気性菌例えばラクトコッカス・ラ
クティスを培養する。この各培養に使用する栄養培地の
組成は従来使用されているものと同じで差しつえない。
次に、この第一リアクター１に炭水化物を装入し、液を
循環させながら反応を行わせる。この際の炭水化物濃度
は、系全体に基づき１〜５％程度が適当である。
【００１２】このようにして、第一リアクター１及び第
二リアクター２のそれぞれの培養条件をその中の各菌株
の最適条件に設定し、数時間ないし数１０時間培養を継
続することにより、消費原料当りの生産収率０．７２又
はそれ以上の高い効率で乳酸又はエタノールを製造する
ことができる。
二リアクター２のそれぞれの培養条件をその中の各菌株
の最適条件に設定し、数時間ないし数１０時間培養を継
続することにより、消費原料当りの生産収率０．７２又
はそれ以上の高い効率で乳酸又はエタノールを製造する
ことができる。
【００１３】
【実施例】次に実施例により、本発明をさらに詳細に説
明する。
明する。
【００１４】装置としては、図１に示す構成に従って１
Ｌ容のリアクター（Ｆｉｎｅ、四口セパラブルフラス
コ）Ａ及びＢをチューブで接続し、その間に送液ポンプ
（Ｃｏｌｅ‐Ｐａｒｍｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃ
ｏ．、Ｍａｓｔｅｒ‐ｆｌｅｘ、ＰＡ‐２１Ｂ）を組み
込み、ポンプの出口側に分画分子量３×１０６の限外ろ
過（ＵＦ）膜（トーソー、ＵＦ‐３０００ＰＳ）を装着
したＵＦモジュール（同上、Ｍｏｄｅｌ ＳＣ‐６０）
を組み入れたものを用いた。
Ｌ容のリアクター（Ｆｉｎｅ、四口セパラブルフラス
コ）Ａ及びＢをチューブで接続し、その間に送液ポンプ
（Ｃｏｌｅ‐Ｐａｒｍｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃ
ｏ．、Ｍａｓｔｅｒ‐ｆｌｅｘ、ＰＡ‐２１Ｂ）を組み
込み、ポンプの出口側に分画分子量３×１０６の限外ろ
過（ＵＦ）膜（トーソー、ＵＦ‐３０００ＰＳ）を装着
したＵＦモジュール（同上、Ｍｏｄｅｌ ＳＣ‐６０）
を組み入れたものを用いた。
【００１５】実施例１ デンプンをグルコースに加水分解する菌として、好気性
のアスペルギルス・アワモリ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ
ａｗａｍｏｒｉ ＩＦＯ ４０３３）を使用した。ポ
テトデキストロース寒天培地（日水製薬、０５７０７）
に植菌し、３０℃で５日間培養して胞子を形成させた後
４℃で冷蔵した。グルコース及びマルトースを乳酸に変
換する菌として、嫌気性のラクトコッカス・ラクティス
（Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕｓ ｌａｃｔｉｓ ＩＦＯ １
２００７）を使用した。ＧＡＭブイヨン（日水製薬、０
５４２２）に寒天１．５％を添加した培地に穿刺培養
し、嫌気的に３０℃で２４時間培養した後、４℃で保存
した。これらの菌は１ケ月毎に植え替えた。ラクトコッ
カス・ラクティスを賦活するためグルコース２％、トリ
プトン０．５％、酵母抽出物０．５％、カサミノ酸０．
１％、Ｋ２ＨＰＯ４０．２５％、ＫＨ２ＰＯ４０．２５
％、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ ０．０５％及び２‐（Ｎ‐
モジュールモルホリノ）エタンスルホン酸（ＭＥＳ、同
仁）２％で構成される増殖培地（ｐＨ６．５）１０ｍｌ
の入った試験管に保存培地から植菌し、３０℃で２４時
間静止培養した。その後、同増殖培地２００ｍＬの入っ
た５００ｍＬ容の三角フラスコに移し、３０℃で１６時
間静止培養した。これを集菌し生産培地に供した。
のアスペルギルス・アワモリ（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ
ａｗａｍｏｒｉ ＩＦＯ ４０３３）を使用した。ポ
テトデキストロース寒天培地（日水製薬、０５７０７）
に植菌し、３０℃で５日間培養して胞子を形成させた後
４℃で冷蔵した。グルコース及びマルトースを乳酸に変
換する菌として、嫌気性のラクトコッカス・ラクティス
（Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕｓ ｌａｃｔｉｓ ＩＦＯ １
２００７）を使用した。ＧＡＭブイヨン（日水製薬、０
５４２２）に寒天１．５％を添加した培地に穿刺培養
し、嫌気的に３０℃で２４時間培養した後、４℃で保存
した。これらの菌は１ケ月毎に植え替えた。ラクトコッ
カス・ラクティスを賦活するためグルコース２％、トリ
プトン０．５％、酵母抽出物０．５％、カサミノ酸０．
１％、Ｋ２ＨＰＯ４０．２５％、ＫＨ２ＰＯ４０．２５
％、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ ０．０５％及び２‐（Ｎ‐
モジュールモルホリノ）エタンスルホン酸（ＭＥＳ、同
仁）２％で構成される増殖培地（ｐＨ６．５）１０ｍｌ
の入った試験管に保存培地から植菌し、３０℃で２４時
間静止培養した。その後、同増殖培地２００ｍＬの入っ
た５００ｍＬ容の三角フラスコに移し、３０℃で１６時
間静止培養した。これを集菌し生産培地に供した。
【００１６】６００ｍＬの生産培地を含むリアクターＡ
及びＢにそれぞれアスペルギルス・アワモリ及びラクト
コッカス・ラクティスを培養した。生産培地の組成はト
リプトン０．５％、酵母抽出物０．５％、カサミノ酸
０．１％、ＫＨ２ＰＯ４０．１％、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２
Ｏ ０．０５％で構成される。アスペルギルス・アワモ
リ側にのみ炭素源として粒状バレイショデンプン（以
下、粒状デンプンと略す）を５％入れた。同時糖化発酵
システムは２つのリアクターで構成されているので、シ
ステム全体でとらえる場合、デンプン濃度は上記の半分
となる。したがって、以下では粒状デンプン２．５％と
記述する。両培地とも初期ｐＨを６．５に調整した。乳
酸によるｐＨの低下を抑止するため、リアクターＡ及び
ＢにＣａＣＯ３をそれぞれ６及び９ｇ添加した。アスペ
ルギルス・アワモリ側のみ０．５ｖｖｍで通気しながら
マグネチックスターラーで撹拌した。アスペルギルス・
アワモリを胞子懸濁液の状態で生産培地に供して培養を
開始した。アスペルギルス・アワモリによるデンプンの
マルトース及びグルコースへの糖化が顕著になる２４時
間後に、集菌したラクトコッカス・ラクティスをリアク
ターＢに入れ、約２４０ｍｌ／ｈの初期透過液流量でポ
ンプによる培養液の循環を開始した。
及びＢにそれぞれアスペルギルス・アワモリ及びラクト
コッカス・ラクティスを培養した。生産培地の組成はト
リプトン０．５％、酵母抽出物０．５％、カサミノ酸
０．１％、ＫＨ２ＰＯ４０．１％、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２
Ｏ ０．０５％で構成される。アスペルギルス・アワモ
リ側にのみ炭素源として粒状バレイショデンプン（以
下、粒状デンプンと略す）を５％入れた。同時糖化発酵
システムは２つのリアクターで構成されているので、シ
ステム全体でとらえる場合、デンプン濃度は上記の半分
となる。したがって、以下では粒状デンプン２．５％と
記述する。両培地とも初期ｐＨを６．５に調整した。乳
酸によるｐＨの低下を抑止するため、リアクターＡ及び
ＢにＣａＣＯ３をそれぞれ６及び９ｇ添加した。アスペ
ルギルス・アワモリ側のみ０．５ｖｖｍで通気しながら
マグネチックスターラーで撹拌した。アスペルギルス・
アワモリを胞子懸濁液の状態で生産培地に供して培養を
開始した。アスペルギルス・アワモリによるデンプンの
マルトース及びグルコースへの糖化が顕著になる２４時
間後に、集菌したラクトコッカス・ラクティスをリアク
ターＢに入れ、約２４０ｍｌ／ｈの初期透過液流量でポ
ンプによる培養液の循環を開始した。
【００１７】この結果、２４時間目から３６時間目にか
けてアスペルギルス・アワモリが急激に増殖した。それ
にともない、１２時間目から３６時間目にかけてデンプ
ンからマルトースへの糖化が著しくなり、２４時間目か
らグルコースへの加水分解が進んだ。この２４時間目か
らラクトコッカス・ラクティスの培養とポンプによる基
質の循環を同時に始めた。マルトース及びグルコースを
乳酸に変換できるラクトコッカス・ラクティスは、３６
時間目から対数増殖期に入り乳酸の生成量が急増した。
このようにして、２菌株の細胞量の個別かつ定量的な測
定に成功し、それらの細胞増殖と基質消費・代謝生産物
生成との相関関係を把握することが可能になった。
けてアスペルギルス・アワモリが急激に増殖した。それ
にともない、１２時間目から３６時間目にかけてデンプ
ンからマルトースへの糖化が著しくなり、２４時間目か
らグルコースへの加水分解が進んだ。この２４時間目か
らラクトコッカス・ラクティスの培養とポンプによる基
質の循環を同時に始めた。マルトース及びグルコースを
乳酸に変換できるラクトコッカス・ラクティスは、３６
時間目から対数増殖期に入り乳酸の生成量が急増した。
このようにして、２菌株の細胞量の個別かつ定量的な測
定に成功し、それらの細胞増殖と基質消費・代謝生産物
生成との相関関係を把握することが可能になった。
【００１８】このようにして、培養開始から７２時間後
に１１．３ｇ／Ｌの乳酸が生成し、消費糖当りの生産収
率は０．７２に達した。したがって、既往の研究よりも
本実験の方が高い収率で乳酸を生産したといえる。この
ように本研究における乳酸の収率が高かった原因には２
つの理由が考えられる。第１は、酸素要求量の異なる２
種類の菌株を別々のリアクターに入れ、それぞれに適し
た酸素供給を行ったためであると考えられる。２番目の
理由は、ラクトコッカス・ラクティス側のリアクターに
は低分子の糖類しか供給されなかったため、アスペルギ
ルス・アワモリに比べてマルトース・グルコースと菌体
との接触率が高く、これらの糖がより選択的にラクトコ
ッカス・ラクティスにより代謝されたためであると考え
られる。
に１１．３ｇ／Ｌの乳酸が生成し、消費糖当りの生産収
率は０．７２に達した。したがって、既往の研究よりも
本実験の方が高い収率で乳酸を生産したといえる。この
ように本研究における乳酸の収率が高かった原因には２
つの理由が考えられる。第１は、酸素要求量の異なる２
種類の菌株を別々のリアクターに入れ、それぞれに適し
た酸素供給を行ったためであると考えられる。２番目の
理由は、ラクトコッカス・ラクティス側のリアクターに
は低分子の糖類しか供給されなかったため、アスペルギ
ルス・アワモリに比べてマルトース・グルコースと菌体
との接触率が高く、これらの糖がより選択的にラクトコ
ッカス・ラクティスにより代謝されたためであると考え
られる。
【００１９】実施例２ 未利用資源の再資源化を目的として、同時糖化発酵法を
用いたバレイショ残渣（川原澱粉工場、北海道士別市）
からの乳酸生産を行った。バレイショ残渣からデンプン
を抽出・濃縮したデンプン濃縮液を３％のデンプン濃度
に調整し、同時糖化発酵実験に使用した。また、ＵＦモ
ジュールの流路のつまりを防止するために流路を約２ｍ
ｍ深くした。細胞増殖、基質消費及び代謝生産物生成の
経時変化は、粒状デンプンの場合とほぼ同じような傾向
を示した。培養開始から７２時間後における生成乳酸濃
度は６．３ｇ／Ｌ、消費糖当りの生産収率は０．３６で
あった。
用いたバレイショ残渣（川原澱粉工場、北海道士別市）
からの乳酸生産を行った。バレイショ残渣からデンプン
を抽出・濃縮したデンプン濃縮液を３％のデンプン濃度
に調整し、同時糖化発酵実験に使用した。また、ＵＦモ
ジュールの流路のつまりを防止するために流路を約２ｍ
ｍ深くした。細胞増殖、基質消費及び代謝生産物生成の
経時変化は、粒状デンプンの場合とほぼ同じような傾向
を示した。培養開始から７２時間後における生成乳酸濃
度は６．３ｇ／Ｌ、消費糖当りの生産収率は０．３６で
あった。
【００２０】
【発明の効果】本発明によると、最適培養条件の異なる
２種の菌を別個のリアクターに収容し、それぞれの最適
培養条件で培養しながら、炭水化物の同時糖化発酵を行
うことができるため、１つのリアクターによる混合培養
に比べ非常に高い収率で乳酸及びエタノールを製造する
ことができる。
２種の菌を別個のリアクターに収容し、それぞれの最適
培養条件で培養しながら、炭水化物の同時糖化発酵を行
うことができるため、１つのリアクターによる混合培養
に比べ非常に高い収率で乳酸及びエタノールを製造する
ことができる。
【図１】 本発明方法を実施するための複合型リアクタ
ーの１例を示す系統図。
ーの１例を示す系統図。
１ 第一リアクター ２ 第二リアクター ３ 空気供給手段 ４，５，６，４′，５′，６′ 管路 ７，７′ 菌体分離手段 ８ 送液ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１２Ｒ 1:01）
Claims (2)
- 【請求項１】 炭水化物を糖化菌及び乳酸菌を用いて同
時糖化発酵させ、乳酸及びエタノールを製造するに当
り、前記糖化菌と発酵菌をそれぞれ別個の発酵帯域にお
いて培養し、それぞれの培養液から、その中に含まれて
いる各菌体を除去したのち、両帯域間を循環させること
を特徴とする有機酸及びエタノールの製造方法。 - 【請求項２】 炭水化物を加水分解する好気性菌を収容
した、空気供給手段を備えた第一リアクター、オリゴ糖
から有機酸又はエタノールを発酵生産する嫌気性菌を収
容した第二リアクター、第一リアクターの培養液を第二
リアクターへ循環させる導管、第二リアクターの培養液
を第一リアクターへ菌体分離手段を介して循環させる導
管及びこれら導管にそれぞれ連結した培養液を強制循環
させるための送液ポンプから構成された複合型リアクタ
ー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01441193A JP3467521B2 (ja) | 1993-01-04 | 1993-01-04 | 乳酸の製造方法及びそれに用いる複合型リアクター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01441193A JP3467521B2 (ja) | 1993-01-04 | 1993-01-04 | 乳酸の製造方法及びそれに用いる複合型リアクター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06197772A true JPH06197772A (ja) | 1994-07-19 |
| JP3467521B2 JP3467521B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=11860304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01441193A Expired - Fee Related JP3467521B2 (ja) | 1993-01-04 | 1993-01-04 | 乳酸の製造方法及びそれに用いる複合型リアクター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3467521B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009240167A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Honda Motor Co Ltd | エタノールの製造方法 |
| JP2009240168A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Honda Motor Co Ltd | エタノールの製造方法 |
| JP2011041500A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Chiba Univ | 酵母Ｃｙｎｉｃｌｏｍｙｃｅｓｇｕｔｔｕｌａｔｕｓの分離・同定方法およびそれに用いるキット |
-
1993
- 1993-01-04 JP JP01441193A patent/JP3467521B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2009240167A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Honda Motor Co Ltd | エタノールの製造方法 |
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|---|---|
| JP3467521B2 (ja) | 2003-11-17 |
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