JP6167758B2 - エタノールの製造方法 - Google Patents
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Description
(1)イサチェンキア・オリエンタリス(Issatchenkia orientalis)酵母を用いて酢酸を含む培地中で糖類を発酵する工程を含む、エタノールの製造方法。
(2)培地中の酢酸濃度が0.1〜1.0%(w/v)である、(1)に記載のエタノール製造方法。
(3)イサチェンキア・オリエンタリス(Issatchenkia orientalis)酵母が、キシロース代謝遺伝子を発現できるように改変した酵母である、(1)又は(2)に記載のエタノールの製造方法。
(4)キシロース代謝遺伝子が、キシロースレダクターゼ遺伝子、キシリトールデヒドロゲナーゼ遺伝子またはキシルロキナーゼ遺伝子のうち少なくとも1種の遺伝子である、(3)に記載のエタノールの製造方法。
(6)糖類が、セルラーゼを用いてセルロース系バイオマスを糖化することにより得られた糖類である、(1)から(5)の何れかに記載のエタノールの製造方法。
(7)セルロース系バイオマスの糖化と発酵とを同時に併行して行う、(6)に記載のエタノールの製造方法。
イサチェンキア・オリエンタリス酵母MF-121株を用いて、グルコースを基質とした発酵試験を実施した。
MF121株を1200mlのYMG培地において37℃で24時間、好気条件下で振とう培養を行った。YMG培地の組成は、0.5%(w/v)ペプトン、0.3%(w/v)イーストエクストラクト、0.3%(w/v)モルトエクストラクト、3%(w/v)グルコース、pH5.6である。遠心分離により集菌後、滅菌水で洗浄し、滅菌水240mlに懸濁した。この細胞縣濁液10mlを加えた発酵培地(1%(w/v)コーンスティープリカー、0.2%(w/v)尿素、3%(w/v)グルコース)に0.1〜0.7%(w/v)の酢酸を添加し、pH5.0に調整した。37℃で8時間、微好気条件下で振とう培養を行った。対照として、酢酸無添加の試験を同様に実施した。試験はn=3で行った。
結果を表1に示した。酢酸を無添加で培養を行った試験区のエタノール生産量を100%とした場合、酢酸0.1〜0.7%(w/v)を添加した試験区でエタノール生産量が増加した。酢酸0.4%(w/v)を添加した発酵培地で培養を行った試験区では、酢酸を無添加で培養を行った試験区と比較して、エタノール生産量が15%増加した。
イサチェンキア・オリエンタリス酵母MF-121株を用いて下記文献に記載の方法に準じてキシロース発酵性イサチェンキア・オリエンタリス酵母を作製した。下記文献には、出芽酵母Saccharomyces cerevisiae等の酵母で実施されている方法が記載されている。
Eliasson, A. et al., Applied and Environmental Microbiology, Vol.66, No.8, pages 3381-3386, 2000;及び
Matsushika, A. et al., Bioresource Technology, Vol.100, pages 2392-2398, 2009)。
結果を表2に示した。酢酸を無添加で培養を行った試験区のエタノール生産量を100%とした場合、酢酸0.1〜0.7%(w/v)を添加した試験区でエタノール生産量が増加した。酢酸0.4%(w/v)を添加した発酵培地で培養を行った試験区では、酢酸を無添加で培養を行った試験区と比較して、エタノール生産量が23%増加した。
イサチェンキア・オリエンタリス酵母MF-121株を用いて、パルプを基質とした併行糖化発酵試験を実施した。パルプはユーカリ・グロブラスのチップを亜硫酸ナトリウム30%(w/v)と水酸化ナトリウム1%(w/v)を含む薬液中で170℃、1時間加熱処理後、レファイナーでディスクのクリアランス0.5mmの設定で磨砕し、水で洗浄したものを用いた。MF121株を50mlのYMG培地に植菌し、37℃で8時間、好気条件下で振とう培養し、前々培養菌液とした。YMG培地の組成は、0.5%(w/v)ペプトン、0.3%(w/v)イーストエクストラクト、0.3%(w/v)モルトエクストラクト、3%(w/v)グルコース、pH5.6である。前々培養液は5Lジャーファーメンター中の2Lの発酵培地(1%(w/v)コーンスティープリカー、0.2%(w/v)尿素、3%(w/v)グルコース)に植菌し、37℃で一晩、好気条件、攪拌190rpm、pH5.0で酵母を増殖させた。
結果を表3に示した。酢酸を無添加で併行糖化発酵を行った試験区のエタノール生産量を100%とした場合、酢酸を0.4%(w/v)になるように添加した試験区では、エタノール生産量が21%増加した。
<酢酸添加試験2>で使用した五炭糖発酵株を用いて、パルプを基質とした併行糖化発酵試験を実施した。<酢酸添加実験3>と同様の方法で酵母菌を培養し、併行糖化発酵開始時に酢酸を酢酸濃度0.4%(w/v)になるよう添加した。対照として、酢酸無添加の試験を実施した。試験はn=2で行った。
培養後のエタノール濃度を、バイオセンサー(王子計測機器)を用いて測定した。
結果を表4に示した。酢酸を無添加で併行糖化発酵を行った試験区のエタノール生産量を100%とした場合、酢酸を0.4%(w/v)になるように添加した試験区では、エタノール生産量が17%増加した。
Claims (6)
- イサチェンキア・オリエンタリス(Issatchenkia orientalis)酵母を用いて酢酸を含む培地中で糖類を発酵する工程を含む、エタノールの製造方法であって、培地中の酢酸濃度が0.1〜1.0%(w/v)である前記方法。
- イサチェンキア・オリエンタリス(Issatchenkia orientalis)酵母が、キシロース代謝遺伝子を発現できるように改変した酵母である、請求項1に記載のエタノールの製造方法。
- キシロース代謝遺伝子が、キシロースレダクターゼ遺伝子、キシリトールデヒドロゲナーゼ遺伝子またはキシルロキナーゼ遺伝子のうち少なくとも1種の遺伝子である、請求項2に記載のエタノールの製造方法。
- 糖類が、グルコース及び/又はキシロースである、請求項1から3の何れか1項に記載のエタノールの製造方法。
- 糖類が、セルラーゼを用いてセルロース系バイオマスを糖化することにより得られた糖類である、請求項1から4の何れか1項に記載のエタノールの製造方法。
- セルロース系バイオマスの糖化と発酵とを同時に併行して行う、請求項5に記載のエタノールの製造方法。
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