JPS63240775A - アルコ−ル発酵力の高い酵母菌株 - Google Patents

アルコ−ル発酵力の高い酵母菌株

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JPS63240775A
JPS63240775A JP62185565A JP18556587A JPS63240775A JP S63240775 A JPS63240775 A JP S63240775A JP 62185565 A JP62185565 A JP 62185565A JP 18556587 A JP18556587 A JP 18556587A JP S63240775 A JPS63240775 A JP S63240775A
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yeast
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beet molasses
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Kazuo Saito
斎藤 和夫
Hitoshi Shimoii
仁 下飯
Shunichi Sato
俊一 佐藤
Makoto Tadenuma
蓼沼 誠
Kiyoshi Yoshizawa
吉沢 淑
Kazuhito Moriya
森屋 和仁
Chikashi Izumi
泉 近
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Hokkaido Sugar Co Ltd
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HOKKAIDO TOGYO KK
TAX ADM AGENCY
National Tax Administration Agency
Hokkaido Sugar Co Ltd
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    • 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

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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】 (産業上の利用方法) この発明は、例えば甜菜糖蜜を原料とするアルコールの
生産においてアルコール発酵力の高い酵母菌株に関する
ものである。
(従来の技術) 甘蔗糖蜜はアルコール発酵の原料或はパン酵母培養等多
方面に利用されている。
これに対して甜菜から砂糖を分離した後に排出される甜
菜糖蜜は、現在のところ飼料用添加物として利用されて
いるに過ず、その用途は限られている。
甜菜1蜜の用途拡大の一つとしてアルコール発酵による
スピリッツの生産が考えられるが、本発明者等は先に、
サツカロマイセス(SaccharomyceS)属セ
レエウィジェ(cerevisiae)に属する凝集性
の180株(国税庁醸造試験新番号)及びキラー性の9
09−1株(国税庁醸造試験新番号)の2株の酵母菌株
か甜菜糖蜜並びに甘蔗糖蜜に対して優れたアルコール発
酵力を示すことを見出した。
(発明か解決しようとする問題点) しかし、酵母菌株を使用して工業的にアルコール発酵に
よりアルコール生産を行なわせる場合、野生酵母に対す
るキラー性、及び凝集性等が要求されるか、上記酵母菌
株はキラー性、凝集性何れか一方の性質しか有していな
い。
(問題点を解決するための手段) この発明は、上記実情に鑑み、醒菜糖蜜を原料としてア
ルコール発酵を行なわせた場合にもアルコール分及び発
酵歩合が高く、しかもキラー性、凝集性向れの性質をも
兼備えた酵母菌株を見出すべく鋭意実験と研究を重ねた
結果、サツカロマイセス(Saccharomyces
)属セレエウィジx (cerevisiae) H−
1株で表示される酵母菌株及びその変異株であってサツ
カロマイセス(Saccharomyces)属セレエ
ヴイジz (cerevisiae) M −9株て表
示される酵母菌株が上述の目的に適う酵母菌株であるこ
とを見出したものである。
この発明に係るサツカロマイセス(5accharoI
Iyces)属セレエヴイジx (cerevisia
e) H−1株及びM−9株は、工業技術院微生物工業
技術研究所に微工研菌寄第8885号及び微工研菌寄第
9401号として寄託されている。
上記H−1株はサツカロマイセス(Saccharom
yces)属セレエヴイジx (cerevisiae
)の909−1株とサツカロマイセス(Sacchar
omyces)属セレエヴイジェ(cerevisia
e)の180株を親株とするもので、親株である909
−1株(2倍体)はへテロタリツクなキラー酵母であり
、サツカロマイセス(Saccha、rolIlyce
s)属セレエヴイジ、:c (cerevisiac)
の180株(2倍体)はホモタリックな凝集性酵母であ
り、H−1株の製造は次の要領で行なう。
キラー性酵母であるサツカロマイセス(5acchar
oBces)属セレエヴイシエ(cerevisiae
)の909−1株(ヘテロタリック、2倍体)を胞子形
成させ、細胞壁溶解酵素(Zymolyase 10O
T)て胞子を露出分散させた後、完全培地(YPDプレ
ート)上でコロニーを生育させる。生育したコロニーに
ついて甜菜糖蜜によるアルコール発酵力や発酵後半の生
存率等てスクリーニングし、優れた半数体く接合型a)
を分離した。これをA−4株とする。
一方、凝集性酵母であるサツカロマイセス(Sacch
aromyces)属セレエウィシx (cerevi
siae)の180株(完全ホモタリツク、2倍体)を
胞子形成させ、形成した子のう胞子4分子の各々に上記
A−4株を胞子対細胞(spore to cell)
て直接接合させる。約172の確立で接合するか、この
接合子の形成を確認しつつ、この接合子を完全培地上で
培養し、コロニーの数珠を得る。これらの接合株につい
て甜菜糖蜜によるアルコール発酵力と発酵後半の生存率
でスクリーニングを行ない、その中て発酵力及び発酵後
半の生存率の高い株を選択した。これがこの発明に係る
H−1株である。
このH−1株のr ”The Yeast ” a t
axonomicstudy 3rd ed(N、J、
W、Kreger−van Rij編)」によルタキソ
ノミ・ンクテスト(TへxONOMICTESTS)の
結果は下記に示す通りである。
胞子形成(Spore Formation) :陽性
糖類の発酵ニゲルコース、ガラクトース、スクロース、
マルトース、ラフィノース いずれも陽性 炭素源の資化性ニゲルコース、ガラクトース、スクロー
ス、マルトース、トレハロース、ラフィノース、α−メ
チル−D−タルコサイトいずれも陽性、メレチトース、
DL−乳酸いずれも弱陽性 硝酸塩の資化性:なし ビタミン要求性、なし 37°Cにおける生育:あり 10%食塩培地における生育:あり これによりH−1株はサツカロマイセス(3accha
rolIlyces)属セレエウ°イジx (cere
visiae)であると、同定された。
更に1本願発明者等は上記H−1株より優れた発酵力の
強い酵母を得る目的で研究を行なった。
即ち、本願発明者等の研究によれば、甜菜糖蜜のアルコ
ール発酵後の蒸留廃液(以下、ウェストと略す)中て酵
母を培養すると死滅していくという現象か認められた。
これは、ウェスト中に何等かの増殖阻害物質が存在する
と考えられるか、その阻害物質に耐性のあるH−1株の
変異株を取得することによって、よりアルコール発酵力
の強い酵母か取得てきるとの結論に達した。
そこて、H−1株の変異株であるM−9株の製法は次の
要領で行なう。
即ち、H−1株を甜菜糖蜜のアルコール発酵後のウェス
ト中て培養を繰返し、培養後の菌体なウェスト寒天培地
に接種し、培養してコロニーを生育させる。生育したコ
ロニーについて甜菜糖蜜によるアルコール発酵力や発酵
後半の生存率等でスクリーニングし、優れた株を分離し
た。これをW−9株とする。
更に、W−9株を2−デオキシクルコース(2DOG)
入り甜菜糖糖蜜中で培養を繰返し、培養後の菌株を2D
OG入り甜菜糖蜜寒天培地に接種し、培養してコロニー
を生育させる。これによってカタボライトリプレッショ
ンが解除されたコロニーが得られる。このコロニーにつ
いて再び甜菜糖蜜によるアルコール発酵力や発酵後半の
生存率等てスクリーニングし、優れた発酵力を持つ株を
分離した。これかこの発明に係るM−9株である。
このM−9株について前記H−1株と同様なタキソノミ
ック テストを行なったところ前記同様な結果か得られ
た。
この結果M−9株はサツカロマイセス(Sacchar
omyces)属セレエヴイジz (cerevisi
ae)であって、H−1株の変異株であると同定された
(発明の効果) 更に、本願発明者等の研究によればH−1株及びM−9
株には甜菜糖蜜等に優れたアルコール発酵力を示すと共
に、凝集性、キラー性、連続利用性、発酵力の再現性等
についても優れた性質を有している。特に、M−9株は
凝集性及び連続利用性、発酵力の再現性について親株で
あるH−1株より優れた性質を有している。
なお、上記菌株を利用してアルコール生産を行なう場合
の原料としては、甜菜糖蜜の他に、甘蔗糖蜜、甘藷、馬
鈴薯、とうもろこし、キャッサハ、米、農産廃棄物、お
よびこれらの加水分解物等を使用することができる。ま
た、この発明に係る菌株はキラー性かあるのて、滅菌工
程を簡略化し、例えば無蒸煮物を原料とすることもてき
る。
アルコール発酵のための上記菌株の使用量は、原料の種
類により異なるか、甜菜糖蜜を原料とした回分発酵の場
合、105〜108Ce11S/IM1の植菌量てよく
、また連続利用の場合も1(15〜l09cells/
mlの槽内菌体濃度てよい。
更に、アルコール発酵条件は、一般にPH4〜6、温度
は25〜37℃(好ましくは30°C付近)である。
アルコール発酵方法は、攪拌槽による回分発酵法でも連
続利用法てもよい。回分法で行なう場合は主にスピリッ
ツ等の生産に適し、連続法の場合は主に燃料アルコール
の生産に適する。
なお1この発明に係るH−1株及びM−9株は凝集沈降
性かよいので、連続利用法を使用した場合、高濃度仕込
の発酵を行なうことがてき、また沈降槽も特別な分離手
段を設けることなく、コンパクトなものにすることかで
きるなどの利点がある。
(実施例) 以下、この発明の実施例を示す。
実施例1(H−1株の育種法) キラー性酵母であるサツカロマイセス(Sacchar
omyces)屈セレエウ゛イシx (cercvis
iae) 909−1株(ヘテロタリ・ンク 2倍体)
を胞子形成培Jf!! (酢酸カリウム1z、イースト
エキス0.2z、クルコース0.2z、寒天2%)て胞
子形成させる。形成した子のう胞子4分子について細胞
壁溶解酵素<lymolyase 100T)て胞子を
露出分散させた後、マイクロマニプレータて解剖し、完
全培地(イーストエキス1z、ペプトン2z、グルコー
ス2z、寒天22)に接種、培養し、生育したコロニー
について下記の条件て発酵テストを行なった。
[発酵テストの条件コ 前培養、甜菜糖蜜を全糖分10% 、PH5,0、KH
2PO4を700ppmとなるように培養培地を調整し
、オートクレーブ後、保存スラントより一白金耳接種し
、30°C12日間振どう培養を行なう。
発酵試験:甜菜糖蜜を全糖分24L  PI+5.0に
なるように培養培地を調整し、オートクレーブを行ない
、その25a1に前培養酵母懸濁液を4.0×10’c
ells/mlとなるように接種した。
発酵力の最も優れ、しかも発酵後半でも生存率の高いA
−4株を取得した。
一方、サツカロマイセス(5accharo[l1yc
es)属セレエウイシx (cerevisiae)の
180株(完全ホモタリック、2倍体)を胞子形成培地
上て培養し、形成した子のう胞子4分子の各々と上記A
−4株とを胞子対細胞(spore to cell)
で直接接合させる。これを30°C程度の温度で完全培
地上で培養し、顕微鏡下で接合子の形成を経時的に確認
して接合子を形成したものを性的交雑(mating)
 L/た株として選択し、再び上記の発酵テストを行な
い、その中て発酵力及び発酵後半の生存率の高い株を選
択した。このようにしてH−1株を得た。
上記製法によるH−1株製造と同程度の発酵力を有する
菌株の出現率は70%以上である。
実施例2(!it菜糖蜜を原料とする30°CてのH−
1株によるエタノール発酵テスト) 前培養:実施例1と同し 発酵試験:甜菜側布を全糖分242.P115.0、K
lI□P0.700ppmに培養培地調整した。この培
養培地を用い、10100O容発酵瓶(実仕込量500
+nl)内てH−1株を、培養温度30℃、PH5,0
、緩速攪拌(100〜200rpm)、鎌気条件下て培
養し、エタノール発酵を行なった。
比較のためH−1株の親株である909−1株、A−4
株、180株を同一条件下でエタノール発酵を行なわせ
た。この結果を第1図及び第2図に示す。
第1.2図の結果から親株909−1株については、エ
タノール生産速度は比較的速いか、3日後て12V/V
%と頭打ちになり、菌体生存率も急速に下降する。
これに対して909−1株より分離したA−4株は3日
以降もエタノール生産速度は下降しないか、エタノール
の生産は12.5V/V$程度に留まっている。
一方、180株は立ちあがりがやや遅れているか、5日
後ても徐々にではあるが、エタノールを生産しており、
生存率も極めて高いが、エタノールの生産は12V/V
%に留まっている。
これに対してH−1株は初期エタノール生産速度が90
9−1株、A−4株、180株を上廻り、しかもエタノ
ールの生産は5日後で13V/V%に達する。したかっ
て最終エタノール濃度も909−1株、180株より短
時間内にl V/Vx上廻る結果となる。
実施例3(甘蔗a蜜を原料とする30’CてのH−1株
によるエタノール発酵テスト) 前項H:2%YM培地(市版品Difco社製、 YM
 br。
th)をオートクレーブ後、保存スラントより一白金耳
接種し、30°C12日間振どう培養を行なう。
発酵試験:甘蔗糖蜜を全糖分24% 、 Pl+5.0
になるように培養培地を調整し、助成剤として(NH4
)2S0,0. IL KH□PO,0,1%を加え、
オートクレーブ後、その250m1に前培養酵母懸濁液
を4.0×107cells/ll1lとなるようにH
−1株を接種してエタノール発酵を行なった。
比較のため909−1株、180株と従来甘蔗糖蜜アル
コール発酵の実用株として使用されてきた台研(Tai
ken)396株を同一条件下で行なわせた。この結果
を第3図に示す。
第3図より明らかなように、甘蔗糖蜜な同一糖濃度の甜
菜糖蜜とを比べると、上記何れの酵母菌株を使用したエ
タノール発酵テスl〜においても発酵の立ちあかりは極
めて速く、3日後に13V/V$以上になった。
このうち、H−1株、909−1株、180株ハ従来ノ
実用株であるTa1ken 396株に比べて立ちあが
りか速く、特にこの発明に係るH−1株は立ちあがりが
速いことか明らかとなった。
実施例4(H−1株の凝集沈降テスト)H−1株並びに
対照として909−1株を、温度30°C1嫌気条件、
攪拌下て培養したとき、攪拌時の培養液及び攪拌終了後
1分間静養後の培養液にツイテ濁度(0,D:波長66
0nm、 10111111(? )Ltによる吸光度
)と培養液中に占る菌体の容量百分率(V/V%)を以
下に示す。
濁度(0,D) 攪拌時(0,D)   静置工分後(0,D)H−1株
 8.56      0.12909−1株8.44
     7.20培養液に占る菌体の容量百分率(%
) 攪拌時(z)   静置1分後<’t、>H−1株 +
00   5 (95%は上澄み)909−1株 10
0   98(2鬼は上澄み)以上の結果より明らかな
ように、909−1株を使用した場合攪拌終了後1分間
静置しても懸濁状態にあったか、H−1株においては攪
拌を停止すると、直ちに凝集沈降し、1分以内に完全に
沈降分離した。この場合、菌体は沈降圧密されて培養液
全容績の1710以下となり、上澄みは菌体を含まず透
明となり、強い凝集力を示す。
このH−1株の性質により、培養後の菌体分離工程にお
いて、遠心分#機やセパレータ等の機器を使用すること
なく、単に静置するだけで、数分のうちに培養液から菌
体分離が可能となり、直ちに上澄み液は蒸留工程等へ送
り、沈降菌体はリサイクルして再利用することが可能と
なる。
実施例5(H−1株の連続利用性) 前培養:甜菜糖蜜を全糖分10% 、 PI!5.0.
 KII□P04か7圓ppm含まれるように培養培地
を調整後、スラントから1白金耳接種、30°C,2日
間振どう培養する。
発酵試験 全糖分28%、PI!5.0に調整した甜菜
糖蜜250m1 ヘ初発菌数か5 X IO’ccll
s/ml となるよう発酵させ、発酵後、上澄みを捨て
再び上記甜菜糖蜜を添加し、発酵を行なわせ、この操作
を4回繰り返して行なった。
発酵は、全て発酵栓を付けて嫌気条件の下て行ない、攪
拌はマクネテック スターラー約200’rpmで行な
った。
Ethanol  初発菌数 発酵後菌数(V/V%)
  (cells/ml)  (cells/m1)1
回目   13.2  5.Ox 10’   3.4
x 10’2回目    12.7  3.4 x 1
054.Ox 10′33回目   1:1.0  4
.Ox 10’   3.5x 10’4回目   1
3.0  3.5 x 10’   3.Ox 10’
実施例6(H−1株のキラー性) 培養培地として全糖分24%、PH5,0の甜菜糖蜜を
用い、協会701号(K−701)を酵母fi5 X 
10Qcells/mlと、H−1株を酵母数5 X 
107cells/mlとなる様に接種し、30°Cて
攪拌して混合培養して培養後1日後のに一701株の生
菌数をβ−アラニンプレートでカウントした。
また、対照として同一条件でに一701株のみを接種、
培養してその生菌数をカウントした。
甜菜S室中の生菌数(eel Is/ml)以上の結果
より明らかなように、接種時にはH−1株の10倍存在
していたに〜701株は1日後て約1/1000となり
死滅して行くことかわかる。〜方H−1株の菌数は変ら
ず、この結果H−1株に他の酵母に対するキラー性かあ
ることか明らかとなフた。
実施例7 (M−9株の育種法) 実施例1で得られたキラー性凝集性酵母であるサツカロ
マイセス(Saccharomyces)属セレエウイ
シx (cerevisiae) H−1株をウェスト
培地(T。
C50,OOOPPM、全糖分2.5Lpf15.0)
テ培養シ、30°Cての培養後の生存菌体を再び上記ウ
ェスト培地に接種し培養を行ない、このプロセスを11
)回繰返して行なった。培養後の菌体なウェスト寒天培
地(寒天2%)に接種、30°Cて培養し、生育したコ
ロニーについて下記の条件で発酵テストを行なった。
[発酵テストの条件コ 前培養:甜菜糖蜜な全糖分IO’L 、 PH5,0、
KH21’04を7(1(11)l)ff+となるよう
に培養培地を調整し。
オートクレーフ後、保存スラントより一白金耳接種し、
30°C22日間振どう培養を行なう。
発酵試験: gtt菜糖蜜を全糖分2信、 PH5,0
になるように培養培地を調整し、オートクレーフを行な
い、その2501に前培養酵母懸濁液を4.0×10’
cclls/ml となるように接種した。
発酵力の最も優れ、しかも発酵後半ても生存率の高いW
〜9株を取得した。
更に、甜菜糖蜜培地(全糖分10%pH5,0KII2
P0.700ppm)へ2−デオキシクルコースを15
0ppmとなるように加え、W−9株を接種し、培養を
行なった。培養後、上記組成の2−デオキシグリコース
入り甜菜糖蜜寒天培地(寒天2X)上に生育するコロニ
ーを釣り、同一操作を繰返して3回行なう。培養後の菌
体を上記寒天培地に接種、培養し、生育したコロニーに
ついて前述の条件で発酵テストを行なった。その結果発
酵力の最も優れ、しかも発酵後半ても生存率の高いM−
9株を取得した。
実施例8(甜菜糖蜜を原料とする30°CでのM−9株
によるエタノール発酵テスト) 前培養・実施例7と同じ 発酵試験:甜菜糖蜜を全糖分24%、P115.0、K
+12PO4700ppmに培養培地調整した。この培
養培地を用い、10100O容発酵瓶(実仕込1500
a+I)内てM−9株を、I X 10’ceus/m
lとなるように接種し、培養温度30℃、緩速攪拌(1
00〜200 rpn+)、嫌気条件下て培養し、エタ
ノール発酵を行なった。
比較のためM−9株の親株であるH−1株を同一条件下
てエタノール発酵を行なわせた。この結果を第4図に示
す。
この結果から親株については、エタノール生産速度は、
比較的速いか、5日後の12.8V/V鬼て頭打ちとな
った。
これに対して、M−9株は、初期エタノール生産速度か
H−1株を上まわり、しかもエタノールの生産は、5日
後で] 3.5V/V%に達する。したかって、最終エ
タノール濃度もH−1株より短時間のうちにIV/V%
上まわる結果となった。
また、発酵5日後の生菌数を下表に示す。
発酵5日後の生菌数(ce l Is/m I)この結
果より明らかなように、M−9株は発酵後半てもH−1
株より7倍多い菌体が存在し、接種時の菌数を維持して
いた。
実施例9 (M−9株の連続利用性) M−9株を用い、回分発酵を繰返し実験を行なった。
前培養:実施例7と同じ 発酵試験二全糖分1!J 、 pH5,0に調整した甜
菜糖蜜250m1へ初期菌数が1 x l08cell
s/mlとなるように前培養酵母懸濁液を接種し、30
’Cて攪拌し、2日間発酵させ、発酵後10分静置し、
上澄みを捨て、再び上記糖濃度の甜菜糖蜜を添加し、回
分発酵を行なわせ、この操作を5回繰返して行なった。
発酵は、全て発酵枠を付けて嫌気条件の下て行ない、攪
拌はマクネチックスターラーで約1100rp回転して
行なった。この結果を第5図及び下表に示す。
第5図に明らかなように、連続利用により生ノ%される
アルコールは、糖濃度15%の場合安定しており、また
上記表より酵母の生菌数は、接種時の菌数を維持するこ
とが明らかとなった。また、発酵終了後短時間て、且つ
静止するたけて容易に本酵母は沈殿し、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
とかてきる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例2におけるエタノール生産の経口変化
を示す図、第2図は、同じ〈実施例2における生菌数の
経日変化を示す図、第3図は、実施例3におけるエタノ
ール生産の経日変化を示す図、第4図は実施例8におけ
るエタノール生産の経口変化を示す図、第5図は実施例
9におけるアルコール発酵毎のエタノール生産の推移を
示す図である。 第2図 第3図 時間(り 第4図 時間(印

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)サッカロマイセス(Saccharomyces
    )属セレエヴィジェ(cerevisiae)H−1株
    (微工研菌寄第8885号)で表示されるアルコール発
    酵力の高い酵母菌株。
  2. (2)サッカロマイセス(Saccharomyces
    )属セレエヴィジェ(cerevisiae)M−9株
    (微工研菌寄第9401号)で表示されるアルコール発
    酵力の高い酵母菌株。
JP62185565A 1986-09-22 1987-07-27 アルコ−ル発酵力の高い酵母菌株 Granted JPS63240775A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/139,786 US4910144A (en) 1987-07-27 1987-12-30 Yeast strain with high power to produce alcohol by fermentation

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