JPS61108381A - 新規凝集性酵母 - Google Patents

新規凝集性酵母

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JPS61108381A
JPS61108381A JP59230901A JP23090184A JPS61108381A JP S61108381 A JPS61108381 A JP S61108381A JP 59230901 A JP59230901 A JP 59230901A JP 23090184 A JP23090184 A JP 23090184A JP S61108381 A JPS61108381 A JP S61108381A
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spores
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建次 木田
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山抱 基純
Shigeru Morimura
茂 森村
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、優れた凝集性を有する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った糖蜜、さつまいも、じゃがいも
、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って発酵させること
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、発酵法と菌体の分離を容易に行
なっ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
材とを主体とした基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
得られた野生株であって、たとえば土壌を探査し特定の
土壌から分離したものであった。
しかしこのように自然界から所望の菌株を見つけ出して
分離する作業は、はなはだ煩わしい3のであり、また所
望の菌株を採取できる確実性の乏しいものであった。
この発明は上記のような実情からなされたものであって
、優れた凝集性を有しかつ実験室で得ることのできる新
規凝集性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 この発明の第1のものは新規酵母すなわち優れた凝集性
を有する酵母サツカロマイセス(Saccharomy
ces) (F RV   −3) S 1M17  
M2 (機工研菌寄第7800号)(以下、これを「この発明
による酵母」と記す)であり、また第2の発明は第1発
明による酵母を用いることを特徴とするアルコール発酵
法である。
この明細書において、酵母の凝集性の程度(DelJr
eeof flOcculation)は、以下に示す
ギリランド・テスト(Gilliland  test
)(European Journal  of At
)l)Iied MiCrObiOlooVand  
Biotechno1ooV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1
6時間振盪培養した後、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株と比較し、表1
に示すDF(iioから5の6段階で凝集の程度を表示
する。
(以下余白) 表  1 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、7〜9vo1%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、シュークロース、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1Q1ポリペプトン2Q、グル
コース2g、蒸留水100層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、p
H3,O〜7.0好ましくはpH3゜5〜6.0で行な
われる。
つぎに、この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、DF値3の凝集性を有する酵母
サツカロ?イセス(Saccharomyces )F
RV   −3(機工研菌寄第7789号)M17M2 を胞子形成処理し、得られた胞子を培養することにより
製造される。
胞子形成処理は常法に従ってなされる。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。
上記酵母FRM1□VM2 3は、凝集性を有する酵母
サツカロマイセス・セルビシエ(Saccharomy
ces cerevisiae) RM −17(機工
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(saccharomycescerevisiae
) VM −2(機工研菌寄第7788号) (以下、
単にVM−2と記す)とをプロトプラスト融合処理し、
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って行なわれる。通常は
細胞数107〜108個/111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
(iioの酵母サツカロマイセス・セルビシエ(Sac
charomyces cerevisiae) I 
F O−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
異胞子を培養することにより製造され、またVM−2は
凝集性を有しない酵母サツカロマイセスφセルビシエ(
Saccharomyces cerevisiae)
EY−1(機工研菌寄第7793号)をやはり胞子形成
処理し、得られた胞子を変異処理し、変異胞子を培養す
ることにより製造される。
胞子形成処理は上述したようになされる。
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−ニドOキノリンー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
によっても行なわれるが、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。
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(iioであって全く凝集性を
示さず、また下記表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。
表  2 表2中、ラフィノースの発酵性は、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、サッカO?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 5tud
y J第2版、N0rth−Holland Publ
ishing社発行、1970年)。
すなわち、この属に属する酵母は、 ・多極出芽によって増殖する。
・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じか形成しない。
・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、凝集性(
DF値−3)を有する酵母から優れた凝集性(DF値=
5)を有する新規酵母を得ることができる。したがって
従来のように自然界から所望の菌株を見つけ出して土壌
から分離するといった煩わしい作業が必要でない上に、
所望の凝集性酵母を確実に製造することができる。
そしてこうして得られた凝集性1tHEt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。
I 製造例 (a)  RM−17のI製 凝集性を有しない酵母サツカロマイセス・セルビシx 
(Saccharomyces cerevisiae
)  I F 0−0224をY−PG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日間培養を行なった
。こうして胞子を形成させた。
ついで胞子数が107個/wになるように、子のうを無
菌水1N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)2III
l中で30℃で1時間振盪して、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1wで洗浄してリ
ン酸緩衝液3m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o、im添加し、懸濁液を30℃で2時間振盪した
。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0.27mに懸濁させ、懸濁液に5%
チオ硫酸ナトリウム水溶液3mを添加して、懸濁液を3
0℃で10分間振盪した。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1mで2回洗浄して同
緩衝液511Ilに懸濁させ、懸濁液を水冷下に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、懸濁液を無菌水で11度1/10
5〜1/10’に希釈し、希釈懸濁液0.1w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った。すなわ
ち、殺菌したベルベット布地を用いて、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・セルピシエ(5accha
roiyces cerevisiae)  RM −
17(機工研菌奇第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った。
(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) E Y −1(機工研菌寄
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 cerevi
siae) V M −2(機工研菌奇第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101!!lで30℃で16時
間振盪培養し、集菌後無菌水1711/で洗浄した。つ
いでこれをプロトプラスト“m製液(注7)約2111
に懸濁させ、懸濁液を30℃で1時間振盪し、集菌後等
張液(注8)12/で2回洗浄を行なった。
VM−2についても上記と同じ操作で処理を行なった。
ついでこうして得られたRM−17の処理菌体とVM−
2の処理国体とを同量(il[l胞数10B個/wずつ
)とって混合し、集菌後混合物を等張渡0.1w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)
2層を添加した。この懸濁液を30’C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
体を等張渡1w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渡で濃度1/10〜1/1
02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、ある程度のi柔性(DF値=3
)を有する融合株を分離し、この株を酵母サツカロマイ
セス(saccharomyces ) F RV  
 −3M17  M2 (機工研菌奇第7789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−2)は上記最小培地に生育できなかった。
(d)   (FRV   −3)81の調製M17 
 M2 プロトプラスト融合酵母である上記FRM1□VM2−
3をYPG寒天培地(注2)t’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日間培養を行なった。こうして胞子を形成させ
た。
ついで胞子数が107個/wになるように、子のうを無
菌水1mに懸濁させ、集国後すン酸!II液(注4)で
洗浄した。ついで子のうを溶菌酵素溶液(注5)2w中
で30℃で1時間振盪して、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1wで洗浄してリ
ン酸緩衝液5dに懸濁させ、懸濁液を水冷下に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、懸濁液を無菌水で濃度1/105〜
1/10’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。
こうして得られた菌株20株のうち優れた凝集性を有す
るもの12株を得(頻度60%)、これら・12株のう
ちの1株を酵母サツカロマイセス(Saccharom
yces) (F RM 17V M2−3 )31(
機工研菌寄”第7800号)とした。
■ 凝集性およびアルコール発酵能の測定IFO−02
24、RM−17、EY−1、VM−2、FRM17■
M2−3およびこれを上記の如く胞子成形処理して得た
処理酵母について、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340にI//に硫酸アンモニ
ウム3.4g/ lとピロ亜硫酸カリウム0.20/l
とを混合溶解した後、硫酸でpHを4、5に調整し、混
合液を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70wずつとり、8液にそ
れぞれ菌株の前培養液を7IIIl加え、これらを30
℃で間欠撹拌(30秒間撹拌と10分間静置の反復)し
てRM−17の回分培養を行ない、24時間後および4
8時間後の各培養液についてそれぞれエタノール生成門
をガスクロマトグラフィーにより測定した。
測定結果は下記表3のとおりである。
(以下余白) 表3 表3から明らかなように、ある程度の凝集性<DF値=
3)を有する融合酵母FRM17■、2−3を胞子形成
処理することにより、優れた凝集性(DF値=5)を有
する酵母(FRM17V   −3)81を得ることが
できる。
■ 使用例(アルコール連続発酵) (FRV   −3>81を用いてつきのM17  M
2 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700d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)によって同種(1)の底
部に供給され、反応液はポンプ(3)で同種の頂部から
底部に戻され、槽頂の菌体沈降部(4)から流出するよ
うになっている。
500−坂ロフラスコにおいてYPG培地(注1>10
0−を−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(FRV 
  −3)8M17  M2 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(FRV   −3)SlのM17  
M2 前培養液を得た。
フィリピン産廃糖蜜培地(注目)700dが入っている
発酵槽(1)に上記前培養液100dを入れ、発酵温度
30℃で8時間回分培養を行なった。ついで上記廃糖蜜
培地を発酵槽゛(1)に流量35d/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
増加でいって連続発酵を行なった。
その結果、培地供給量を175IId/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1〜4n+mのフロックが形成され
て、槽内の菌体濃度(注12ンは47a/lという高い
値に維持された。また産生アルコールは61g//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16o//・時という高い値に達した
■ 比較例 酵母として(FRM17VM2−3)Slの代わりにE
Y−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70d/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。
V 培地および試薬 培地および試薬はそれぞれつきのとおりである。
(注1)  ♀PG培地 酵母エキス    10o// ポリペプトン   20Q// グルコース    20g// (注2)   YPG寒天培地 酵母エキス    10g/l ポリペプトン   2(1// グルコース    20CI/I 寒天       20g// (注3)  胞子形成培地 酢酸ナトリウム   5にJ/1 寒天       20(:l// (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2
wと、2−メルカプトエタノール1.4μlとの混合液 (注6)  最小培地 Difco−Yeast Nitrogen Ba5e
 WloAmino acid(oi fco社製) 
  6.70//グルコース        20Q/
/寒天           20G / /(注7)
  プロトプラストw4製液 1.5M塩化カリウム、o、a7I2/と、2/15M
リン酸緩衝液(pH7,5>  1.0IIllと、2
−メルカプトエタノール1.4μlと、サイモリアーゼ
20丁(生化学工業社製)を0.1Mリン緩衝液(1)
87.5)に0.25%溶かした溶液0.2層との混合
液(注8)  等張渡 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     5.6a / 1ポリエチレングリコー
ル (PEG−6000)      300Q//(注1
0)   重層用培地 グルコース        20Q/1o+rco−y
east Nttroaen Ba5e WloAmi
no acid(Difco社製)   6.7a//
Dirco−Bact Agar(Difco社!$1
)30Q/1 (注目)   フィリピン産廃糖蜜培地フィリピン産廃
糖蜜   280o//硫酸アンモニウム    2.
8g# ピロ亜硫酸カリウム/   、0.5g//消泡剤  
       0.2a//とよりなる混合液を硫酸で
I)H4,5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11当り1時間に生産されるア ルコールの重量(a)
【図面の簡単な説明】
第1図は連続発酵の70−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。 以  上 特許出願人   日立造船 株式会社 外4名 第1図 第−図 41!(h″1) 手続補正書 昭和60年2月 7日 1、事件の表示  昭和59年特許願230901号2
、発明の名称 新規凝集性酵母およびアルコール発酵法3、補正をする
者 事件との関係   特許出願人 住 所    大阪市西区江戸堀1丁目6番14号名 
称    (511)日立造船株式会社外1名 4、代理人 住 所  大阪市南区鰻谷西之町57番地の6外4名 5、補正命令の日付 6、補正により増加する発明の数 7、補正の対象   明Illの発明の詳細な説明の項
8、補正の内容 (1)  明細14頁5行「3の」を「もの」に訂正す
る。 (2)  明細!24頁表3全体を別紙のとおりに訂正
する。 以上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)優れた凝集性を有する酵母サッカロマイセス(S
    accharomyces)(FR_M_1_7V_M
    _2−3)S1(微工研菌寄第7800号)。
  2. (2)凝集性がDF値で表わして5である特許請求の範
    囲第1項記載の酵母。
  3. (3)優れた凝集性を有する酵母サッカロマイセス(S
    accharomyces)(FR_M_1_7V_M
    _2−3)S1(微工研菌寄第7800号)を用いるこ
    とを特徴とするアルコール発酵法。
JP59230901A 1984-10-31 1984-10-31 新規凝集性酵母 Granted JPS61108381A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59230901A JPS61108381A (ja) 1984-10-31 1984-10-31 新規凝集性酵母

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021058102A (ja) * 2019-10-03 2021-04-15 学校法人帝京大学 天然酵母の胞子形成法

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JP2021058102A (ja) * 2019-10-03 2021-04-15 学校法人帝京大学 天然酵母の胞子形成法

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