JPS6342690A

JPS6342690A - 高温発酵性酵母によるエタノ−ルの製造法

Info

Publication number: JPS6342690A
Application number: JP61186219A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Shimada; 島田　政幸; Shinichi Matsumoto; 信一松本
Original assignee: Research Association for Petroleum Alternatives Development
Current assignee: Research Association for Petroleum Alternatives Development
Priority date: 1986-08-08
Filing date: 1986-08-08
Publication date: 1988-02-23
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: JPH0691828B2

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〕本発明は、エタノールの製造法に関し、さらに詳しくは
、糖類乃至多糖類を原料とした、発酵法によるエタノー
ルの製造法に関する。

〔従来の技術およびその問題点〕

一般に発酵法によるエタノール生産においては、直接発
酵可能な糖質原料を選ぶか、または多糖類を適当な方法
で、発酵可能な糖類にまで加水分解し、あるいは加水分
解しながら、エタノール発酵を行々っている。

特許、セルロース系、６イオマスから、燃料用エタノー
ルを生産するには、安価で、効率のよい発酵法が必要で
、種々の方法が考案されている。

効率のよいエタノール発酵のためには、反応速度の上昇
と雑菌汚染防止の観点から、高温発酵菌が好ましく、例
えばサツカロミセス０ウノ之ラム（Ｓａｃｃｈａｒｏｍ
ｙｃｅｓ　ｕｖａｒｕｍ　）（Ｂｒｏｖｎ＋Ｓ暢Ｗ、ｅ
ｔ　ａｌ　：　Ｂｉｏｔｅｅｈ−Ｌｅｔｔ・４　ｅ２６
９〜２７４．（１９８２）％　ザイモモナスφモビリス
（Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ　ｍｏｂｉｌｉｓ　）（Ｌ＠ｅ　
令ｔａｌ　：　Ｂｉｏｔａｃｈ、Ｌ＋ｅｔｔ、３　＋　
２９１〜２９６　＋（１９８１）、６るいは、クリベロ
ミセス・マルキシアナス（Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙ　ｃｅ
ｓ　ｍａｒｘｉａｎｕｇ　）（Ｈｕｇｈｅｇ　Ｄ、Ｂ、
　ｅｔ　ａｌ　：　Ｂｉｏｔｅｃｈ、Ｌｅｔｔ、　５　
＋１〜６．（１９８４）などが報告されている。

しかしながら、これらの菌は生育条件として相当程度の
高温耐性を有するが、上記文献は、４０℃前後の温度に
おけるエタノール発酵について検討がなされているにす
ぎないと共に、原料も発酵容易なグルコースであり、安
価な多糖類を原料とする方法においては成功していない
。

例えば、前述のＨｕ　ｇｈ　ｅ　ｓらの文献によれば、
クリベロミセス・マルキシアナスハ、クルコースを１４
０〜１６０　ｆ／を含む培地で、４８℃までの培養を行
ない、対理論値５１％のエタノール収率を得ている。し
かし、糖蜜全原料とした培地では、対理論値収率が、３
０℃で、７０．８％；４０℃で、８３−０％；４３℃で
、６７．５％；４５℃で、５１．９％であるが、４８℃
では収得に成功していない。また、２５〜３０時間にお
ける、菌体の生産量を見ると、３０℃で約８．９ｔ／ｌ
；４ｏ℃で約６、□ｒ／ｚ；４３℃で約４．２ｔ／ｌ；
４５℃で約３．２ｔ／ｌ；４８℃で約１．５　ｆ　／　
ｔとなっており、温度上昇に伴う、菌体生成量の減少が
急である。

従って、実用的なエタノール発酵を行うためには、高温
において高いエタノール発酵能と高い増殖能を有する菌
が望まれる。

〔問題点を解決するだめの手段〕

斯かる実状において、本発明者は鋭意研究を行った結果
、今回、本発明者によって新たに分離され、クリベロミ
セス・マルキシアナス２８０株（Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙ
ｃｅａ　ｍａｒｘｉａｎｕｓ２８０）と命名された菌株
が上記条件を具備することを見出し、本発明を完成した
。

従って、本発明は、糖類乃至多糖類を原料として発酵法
によりエタノールを製造する方法において、クリベロミ
セス・マルキシアナス２８０株（微工研菌寄第８７９５
号）またはその天然乃至人工変異株を用いて発酵を行う
ことを特徴とするエタノールの製造法を提供するもので
ある。

本発明で使用する上記菌株り次の性質を有する。

（１）形態的性質麦芽エキス培地（３０℃、２４時間）における栄養細胞
は、球形または楕円形で、大きさは２．５〜５．０μ×
４．０〜６．５μで、多極出芽する。コーン・ミール寒
天培地（スライド培養）で、仮性菌糸を形成する。胞子
形成は、ＭｃＣ１ａｒｙ培地において、１〜４個の子の
う胞子を形成し、形状は球形である。

（２）生理的性質 ■　温度２０〜４５℃でよく生育し、最適温度は３０〜
３５℃である。

■　硝酸カリウムを単一窒素源として生育しない。

■　エチルアミンを単一窒素源として生育する０ ■　ゼラチンを液化しない。

■　Ｎａ０２９％培地で生育する。

■　５０％グルコース寒天培地で生育しない。

■　色素を生成しない。

■　アルブチンを分解する。

■　ビタミン欠培地に生育せず、ナイアシンを要求する
。

［相］　シクロヘキシミド耐性あり（＞１０００１１Ｉ
Ｉ／ｄ） ■　デンゾン類似物質の生成はない。

Ｏエステルの生産性なし。

［相］　顕著な有機酸の生成はない。

ｑ◆　尿素の加水分解性は陰性。

［相］　細胞外デオキシリ〆ヌクレアーゼ（ＤＮａｓｅ
　）の生産性なし。

［相］　シアゾニウム・ブルー・Ｂ　（ＤＢＢ　）によ
る、コロニーの呈色反応は無呈色。

■　ユビキノンタイプは％　Ｑ６である。

（３）糖の発酵性グルコース　　　　　　　　　士ガラクトース　　　　　　　　＋ α−メチルグルコシド　　　　　　　　　−−７＝蔗糖　　　　十麦芽糖　　　　　　　　− セロビオース　　　　　　　　　− トレハロース　　　　　　　　　　− 乳糖　　　　十メリビオース　　　　　　　　− ラフィノース　　　　　　　　　＋（１／３）メリゾト
ース　　　　　　　　　− イヌリン　　　　　　　　　　＋可溶性澱粉　　　　　　　− （４）単一炭素源の資化Ｄ−グルコース　　　　　　　＋Ｄ−ガラクトース　　　　　　士ソルボース　　　　　　　　　　− α−メチルグルコシド　　　　− サリシン　　　　　　　　　　　＋アルブチン　　　　　　　　　　＋蔗糖　　　　十麦芽糖　　　　　　　　　士メリピオース　　　　　　　　　− セロビオース　　　　　　　　　＋トレハロース　　　　　　　　　　− 乳糖　　　　十ラフィノース　　　　　　　　　＋メリゾトース　　　　　　　　− イヌリン　　　　　　　　　＋可溶性澱粉　　　　　　　− Ｄ−キシロース　　　　　　　＋Ｄ−アラビノース　　　　　　　− Ｌ−アラビノース　　　　　　　　＋Ｄ−リボース　　　　　　　　士Ｌ−ラムノース　　　　　　　− エタノール　　　　　　　　　　− グリセロール　　　　　　　　− エリトリット　　　　　　　　　＋アトニット　　　　　　　　　　　＋ズルシット　　　　　　　　　　　− Ｄ−マンニット　　　　　　　　− Ｄ−ソルビット　　　　　　　　− イノシット　　　　　　　　　　− 以上の結果に基づき、Ｋｒｅｇｅｒ　−Ｖａｎ＋　Ｒｉ
ｊ著”　Ｔｈｅ　Ｙｅａｓｔ　”第３版により検索した
ところ、本菌株は、Ｋｌｕｙｖ＠ｒｏｍｙｃｅｓ　ｍａ
ｒｘｉａｎｕｓに属すると考えられた。そこで、アメリ
カン・タイプカルチャー・コレクション（ＡＴＣＣ）及
び（財）発酵研究所（ＩＦＯ）より、標準株を入手して
、炭素源の資化性について、比較試験を行なった。

その結果は、第１表のとおりでアシ、本菌株は麦芽楯及
びクエン酸の資化性で、標準株と異なったが、その他の
性質はよく一致したので、本菌株をクリベロミセス・マ
ルキシアナス（Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃｅｓ　ｍａｒｘ
ｉａｎｕ＋ｓ　）　２８０株と命名し、微生物工業技術
研究所に、微工研菌寄第８７９５号として寄託した。

以下余白第１表　炭素源の資化性１２一本発明の菌株を用いてエタノール発酵を行なうには、グ
ルコース、蔗糖などの直接発酵可能な糖質培地は勿論、
セルロース等の多糖類を適宜な方法で加水分解した培地
、乃至はその加水分解が進行中の培地（ＳＳＦ　）に、
本菌株を接種し、発酵を行う。温度は４０℃以上で、発
酵時間は２４〜７２時間が好ましい。

斯くして、培地中に生成したエタノールは、蒸留などの
従来技術により、容易に取シ出すことができる。

〔作用及び発明の効果〕

実用培地においては、高温域におけるエタノール発酵能
力と共に、増殖能力の高い菌株が望まれる。特にセルロ
ース系の多糖類を原料とする、同時糖化発酵（ＳＳＦ　
）においては、使用するセルラーゼの活性適温が、５０
℃近くにあるためにこれに近似した温度で、十分な発酵
能力と増殖能力をもつ、本発明の菌株はその効果が大き
い。

前述のＨｕｇｈｅｓらの−Ｋｌｕｙｖｅｒｏｍｙｃｅｇ
ｍａｒｘｉａｎｕｓと、本発明のそれとを対比すると、
まず、エタノール生産能力は、第２図のとおりである。

Ｈｕｇｈ＠ｓらのデータは、培養３０時間までしかない
ので、３０時間におけるエタノール生成量を見ると、３
０〜４３℃では、Ｈｕ　ｇｈ　ｅ　ｓらの菌が高い値を
示し、４５〜４８℃では、両者はほぼ同一のレベルであ
る。

これに対して、増殖能力は、第１図のとおシで、３０℃
ではｌｉｕｇｈｅｓらの菌が高いが、４０〜４８℃にお
いてはいずれも本発明の菌が高い値を示しており、した
がって総合的に、実用培地における高温域でのアルコー
ル発酵には、本発明の菌の方が有効である。

〔実施例〕

以下、実施例により、本発明の詳細な説明する。

実施例１（基本培地によるアルコール発酵）クリベロミ
セス・マルキシアナス２８０株、サツカロミセス・セル
ビシェＡＴＣＣ４１２６株およびサツカロミセス・ウノ
々ラムＡＴＣＣ２６６０２株を、２％グルコース、０．
５％Ａｉ！ゾトン、０．３％酵母エキス、０．３％麦芽
エキスからなる培地２０１を含む１００−三角フラスコ
に、斜面培地より１白金耳植菌し、３０℃にて２４時間
振盪培養した。各種酵母菌体を遠心分離により集菌した
後、グルコース１５％、酵母エキス１％、ＮａＣｔｏ、
　１％、ＣａＣ４０，０２％、ＫＨ２ＰＯ４０，２％、
ＦｅＣ７３・６　Ｈ２Ｏ０，００１％、ＭｇＳＯ４・７
Ｈ，ＯＯ，１７％、ＮＨ４Ｃｌ　０．２％の培地２５１
１／’に含む１００　ｍｌ三角フラスコに、初発酵母数
Ｉ　Ｘ　１０’　ｃｅｌｌｓ　／ｖｄｌになるように接
種し、所定温度で４８時間静置培養することによりアル
コール発酵を行なった。

結果を第２表に示した。表からも明らかなように、４１
２６株、２６６０２株は、４３℃以上ではエタノール生
産能が極端に低下するのに対して、２８０株は４５℃で
も、７．２％のエタノールを生成した。

第２表実施例２（糖蜜培地によるアルコール発酵）クリベロミ
セス・マルキシアナス２８０株とサツカロミセス・ウバ
７ムＡＴＣＣ２６６０２株を、糖蜜（直接還元糖をグル
コース換算で１５％含む）、尿素０．２％、Ｍｇ５Ｏ，
・７Ｈ２００，０１％からなる培地にてアルコール発酵
を行なった。培養方法は、実施例１と同様である。結果
を第３表に示した。２６６０２株は４５℃以上ではｔｌ
とんど発酵を行なわないが、２８０株は４５℃において
も６．２％のエタノールを生成した。

第３表実施例３（化学処理バガス糖化液によるアルコール発酵
）２５０９／ｌの化学処理Ａ　カ、Ｘ、を１２ＦＰＵ／ｄ
のセルラーゼで、５０℃にて、７２時間分解さセ、クル
コース１２．７％、キシロース１．９６％を含む糖化ｉ
を得た。得られた糖化液に、あらかじめ培養しておいた
酵母クリペロミセス・マルキシアナス２８０株及びサツ
カロミセス・ラバラムＡＴＣＣ２６６０２株を接種し、
アルコール発＃金行なった。

結果は第４表のとおりであり、２６６０２株を使用した
発酵試験では、４３℃以上においてはエタノールの生産
がほとんど認められないが、２８０株の場合は４３℃に
て５．６％、４５℃にて３．６％のエタノールが生成さ
れた。

第４表実施例４（同時糖化発酵プロセスによる化学処理バガス
からのアルコール発酵）１１のｏ−０５ＭクエｙｅＲＭ衝液（ｐＨ４，８）の入
った３ｔシャーファーメンタ−に化学処４゜環バガス２
０　Ｏｆ　、　１０　ＦＰＵ　／ｘｌノセルラーゼ及び
あらかじめ培養した酵母クリベロミセス・マルキシアナ
ス２８０株、また祉サッカロミセス・ラバラムＡＴＣＣ
２６６０２株を接種した。初発酵母数は、１〜２　Ｘ　
１０”　ｃｅｌｌｓ／ＷＳ温度４５℃において攪拌（２
００〜３００ｒｐｍ）Ｌ？ｚからアルコール発酵を行な
った。その発酵経過を第３図に示した。

２６６０２株では、反応開始とともに酵母数の急激な低
下が見られ、反応液のグルコース量は直線的に増加し、
最終アルコール濃度は約３％であった。一方、２８０株
の場合は酵母数の減少も見られず、最終的に５％のエタ
ノールが生産された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の菌株とに＊ｍａｒｘｉａｎｕｓ　Ｈ
ｕｇｈａｓの増殖能力の対比を示す。第２図は、本発明の菌株とに、ｍａｒｘｉ　ａｎｕｓ　
Ｈｕｇｈｅｓのエタノール生産能力の対比を示す。第３図は、同時糖化発酵（ＳＳＦ　）プロセスにおける
、本発明の菌株と、Ｓ、ｕｖ　ａｒｕｍ（ＡＴＣＣ２６
６０２）の発酵経過を示す。以上

Claims

【特許請求の範囲】１、糖類乃至多糖類を原料として発酵法によりエタノー
ルを製造する方法において、クリベロミセス・マルキシ
アナス２８０株（微工研菌寄第８７９５号）またはその
天然乃至人工変異株を用いて発酵を行うことを特徴とす
るエタノールの製造法。２、発酵が同時糖化発酵である特許請求の範囲第１項記
載のエタノールの製造法。３、原料が化学処理バガスである特許請求の範囲第１項
又は第２項記載のエタノールの製造法。