JPH0257176A - 新規なサッカロマイセス・ディアスタティカスの変異株及びこれを用いるアルコール発酵法 - Google Patents

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、高温耐性、凝集沈降性、澱粉資化性を有する
微生物とこの微生物を用いたアルコール発酵法に関する
もので、詳しくは４０℃付近の高温下でも増殖でき、従
って、高温下でのアルコール発酵が可能であり、しかも
凝集沈降性及び澱粉資化性を示す微生物とこれを用いた
従来より広い条件でのアルコール発酵法に関するもので
ある。

「従来の技術」 ゛ｒルコール生産用酵ｔすに要求される性質としては、
アルコール発酵能をはじめとして、澱粉資化性、高温耐
性、凝集沈降性、アルコール耐性、低発泡性、その他多
くのものがある。

このうち澱粉資化性を示す酵母としては、サッカロマイ
セス・ディアスタティカス（５ａｃｃｈａｒ。

ｍｙｃａｓＷＡ　ｄｉａｓＬａｔｉｃｕｓ）が知られて
いる。この酵母は酵素°ｒミラーゼを生産し、この酵素
の作用により澱粉がグルコースに糖化（分解）される。

そして、酵母は生成したグルコースを原料としてエタノ
ール発酵を行う。

一方、高温耐性と凝集沈降性を示す酵母としては、サツ
カロマイセス・セレヴイシェ（３Ｂｃｈａｒ。

ｍｙｃｃｓ属ｃｃｒｅｖｉｓｉａｅ）　ＡＭ１２菌株が
報告されている（特開昭５９−１３５８９６号公報）。

「発明が解決しようとする課題」 −１−記の従来のアルコール発酵に用いられている酵Ｉ
サツカロマイセス・セレヴイシェの中には、高温耐性、
凝集沈降性等の性質を有する菌もあるが、澱粉類等の多
糖質原料を資化できる菌は知られていない。

また、−１−記の澱粉を資化する酵母として知られてい
るサッカロマイセス・ディアスタティカスでは、高温耐
性、凝集沈降性を有する酵母は知られていない。

従って、アルコール生産用酵１９に要求される高温耐性
、凝集沈降性、澱粉資化性等の諸性質を併せ持つ菌株は
、従来知られておらず、以下のような問題があった。

Ａ、サツカロマイセス・セレヴイシェによるエタノール
発酵では、 （１）原料は糖みつ等この菌が資化できる単糖あるいは
三糖に限られていた。

（２）澱粉類等の多糖質を原料とするには、先ず多糖質
をアミラーゼ等の酵素でグルコース等の単糖に分解する
糖化工程が必要であり、しかもアミラーゼ等の酵素は高
価であった。

Ｂ、サッカロマイセス・ディアスタティカスによるエタ
ノール発酵では、 （１）原料は限定されないが、高温耐性を有していない
ため、発酵時に発生する発酵熱の冷却や発酵終了後のエ
タノール回収のための蒸留に多大のエネルギーを必要と
した。

（２）凝集沈降性を有していないため、発酵終了時に酵
母を発酵液から除去するために遠心分離等の固液分離プ
ロセスを必要とした。

本発明は、このような問題のない新規な微生物と、この
微生物を用いたアルコール発酵法を提供することを目的
としてなされたものである。

１課題を解決するための手段１ 本発明は、上記目的を、 （１）サッカロマイセス・ディアスタティカスに属し、
高温耐性、凝集沈降性及び澱粉資化性を有することを特
徴とする新規なサッカロマイセス・ディアスタティカス
の変異株と、 （２）この（１）の新規なサッカロマイセス・ディアス
タティカスの変異株を用い、多糖質及び／又は単一 糖質を原料とし、４０℃までの温度で発酵を行うことを
特徴とするアルコール発酵法 により解決するものである。

本発明における新規なサッカロマイセス・ディアスタテ
ィカスは、２倍体であるサッカロマイセス・ディアスタ
ティカス（ＩＰｏ　１０４６株）から１倍体を分離し、
更にこの１倍体株を変異誘発剤を用い突然変異処理をし
たものであり、サッカロマイセス・ディアスタティカス
（ＳａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｄｉａｓＬａｔｉｃｕｓ
）　ＴＳ−１７と命名し、通商産業省工業技術研究所に
寄託し、微工研菌寄第１００６２号（ＦＥＲＭ　Ｉ’−
１００６２）の寄託番号を得ている。

本発明において、」−記の変異誘発剤としては、エチレ
ンメタンスルホネート、エチルメタンスルホネート、Ｎ
−メチル−Ｎニトロ−１１−＝ニトロソグアニンジン、
亜硝酸、アクリフラビン、その他のアクリジン色素等が
使用できる。

１作用］ 本発明における上記の新規な菌株サッカロマイセス・デ
ィアスタティカスＴＳ−、１７株は、−１−記の１倍体
の分離及び突然変異処理により、従来のサッカロマイセ
ス・ディアスタティカス（＋ｐｏ　ｔｏ４ｓ株）が有す
る澱粉資化性の他に、新たに凝集沈降性と高温耐性を有
するようになったものである。

サッカロマイセス・ディアスタティカスＴＳ−１７株の
菌学的性質； 本発明のサッカロマイセス・ディアスタティカスＴＳ−
１７株の菌学的性質は以下に示す通りである。

■生育状態及び形状 ■生理的性質 最適生育条件 生育範囲 硝酸塩同化 脂肪の分解 尿素の分解 ３０℃、　　　　　Ｉ）１１５ ２８〜４０６Ｃ，ｐｔ＋ａ〜８ ゼラチン液化 生育最適シュクロース濃度 カロチノイド生成 有機酸の生成 澱粉様物質の生成 ビタミン要求性 ■炭素原の資化性 （１）Ｉ）−アラビノース （２）Ｌ−アラビノース （３）Ｄ−リボース （４）Ｄ−キシロース （５）Ｄ−グルコース 発酵性 資化性 ５０％ 」 （６）Ｄ−−マンノース （７）Ｄ−ガラクトース 発酵性 資化性 （８）Ｌ−ラムノース （９）Ｄ−−フルクトース （１０）Ｔ、−−ソルボース （ＩＩ）麦芽糖 発酵性 」 一ト （遅） （１２）ショ糖 （１３）乳糖 資化性 発酵性 資化性 発酵性 資化性 ＋ 十 （１４）メリビオース （１５）セロビオース （１６）ラフィノース　　　発酵性　＋（１／３）資化
性　＋ （１７）フルクトース　　　　　　　　＋（１８）デキ
ストリン　　　　　　　　＋（１９）化溶性澱粉　　　
　発酵性　　ト資化性 （２０）コハク酸 上記のように、サッカロマイセス・ディアスタティカス
ＴＳ−１７菌株の菌学的性質は、高温耐性、凝集沈澱性
を有すること以外は、サツカロマイセス・ディアスタテ
イカスのそれと同じであるから、ＴＳ−１７１株ｉ；！
サツカロマイセス・ディアスタテイカスに属する。

また、本発明は、このような特質を有する新規なサッカ
ロマイセス・ディアスタティカスＴＳ−１７閑株を用い
、４０℃までの高温条件下でアルコール発酵が行われる
。

しかも、このアルコール発酵の原料としては、単糖質の
ものに限らず、多糖質のものも使用できる。多糖質のも
のを原料とする場合には、糖化と発酵が同時に進行する
ため、従来のように糖化と発酵の工程をそれぞれ別個に
する必要はない。

更に、新規なサッカロマイセス・ディアスタティカスＴ
Ｓ−１７菌株は凝集沈降性を有するため、回分発酵を行
う場合には、操作が簡単で、かっ高収率のアルコール発
酵が行なわれる。

「実施例」 実施例１　（サッカロマイセス・ディアスタティカスＴ
Ｓ−１７閑株の取得） Ａ、１倍体株の分離 サッカロマイセス・ディアスタティカス（ＩＦＤ１０４
６株）を胞子形成培養地（酢酸カリウム１％。

グルコース０．０５％、酵母エキス０．１％、寒天２％
）において３０℃で２０間培養し、子のう胞子を形成さ
せた。

これを１．０ｍｇ／ｍｌのザイモリアーゼ−２０Ｔを含
むトリス−塩酸緩衝液（６，７ｍＭ、　ｐ＋１８．０）
中に懸濁させ、３０℃で１６時間培養して子のう胞子を
溶解させ、中に含まれる１倍体株を取得した。

Ｂ、エチルメタンスルホネートによる突然変異処理 ０．３％ＥＭＳ　（エチルメタンスルホネート：突然変
異の誘起源）２％を含む０．２ＭＩＪン酸緩衝波緩衝液
Ｈ８，０）中に、上記Ａで取得した１倍体株を１０＠個
／１になるよう懸濁させ、３０℃で１時間処理した。

処理した菌体を滅菌水で洗浄し、リジン含有培地（グル
コース５％、イースト・ニトロジエン・ベース６．５％
、リジン０．００２％、寒天２％）上で３０℃で培養し
、コロニーを形成した。

更に、このコロニーを最小借地（グルコース５％、イー
スト・ニトロジエン・ベース６．５％、寒天２％）にレ
プリカして、両者の比較からリジン要求変異株としてサ
ッカロマイセス・ディアスタティカスＴＳ−１７株を取
得した。

実施例２（４０℃でのエタノール発酵試験）ＴＳ−１７
菌株及びサッカロマイセス・ディアスタティカス（ｕ＋
ｏ　１０４６）株をそれぞれ別々に５００ｍ１容肩付フ
ラスコ（培地量１００ｎ＋１）に入れ、ｐＨ５，０、往
復振とう（１８０ｏｓｃｉｌｌｕｓ／　ｉ＋ｉｎ、　　
１ｃｔｎ　５ｔｒｏｋｅ）条件下でエタノール発酵を実
施した。

培地はグルコース２％、１０％、２０％、ポリペプトン
１％、酵母エキス１％で、培養湿度は３０°Ｃ，４０℃
で行った。

これらの結果を第１図に示す。なお、３０℃におけるエ
タノール生産：武については両菌株ともほぼ同量であっ
たため、代表例としてＴＳｉ７ＳｉＯ４を示した。

第１図から明らかなように、培養温度３０℃では両菌株
とも理論収率に近いエタノール生産量を示し、４０℃で
は次のようなエタノール生産量を示している。

すなわち、サツカロマイセス・ディアスタテイカス（Ｉ
Ｐｏ　１０４６）株は、理論収率よりかなり少ないエタ
ノール生産Ｍを示すのに対し、ＴＳＩ７菌株は、原料の
グルコースの濃度が２０％付近では少ないエタノール生
産量を示し、グルコース濃度１０％付近まではＩ―記の
３０℃における両菌株と同等のエタノール生産量を示し
ている。

このことから、ＴＳ−１７菌が、高忍耐性を有している
ことが解る。

実施例３（Ｒ粉質化性試験） ＴＳ−１７菌株を、培地として澱粉２％、５％、１０％
、ポリペプトン１％、酵母エキス１％を用いる以外は実
施例２と同条件でエタノール発酵を行った。

この結果を第２図に示す。

第２図から明らかなように、４０℃では３０℃に比ベエ
タノール生産量は劣るものの、澱粉からエタノールの生
産が可能であることが解る。

実施例４（凝集沈澱性試験） 温度をそれぞれ３０°Ｃ１４０℃とした以外は実施例２
と同じ条件でＴＳ−１７菌株を培養したときの培養液の
濁度及び発酵液を２分間静置した場合のに澄液の濁度を
下表に示す。

実施例５（繰返し回分発酵試験） サッカロマイセス・ディアスタティカス゛ｒｓ−１７菌
株を、グルコース２０％、ポリペプトン１％、酵母エキ
ス１％からなる培地を用いる以外は実施例２と同一条件
で培養した。

２４ｈｒ後エタノールを生産した時点で菌株の凝集沈降
性を利用し、培養液の半分量を新しい培地と交換した。

すなわち、培養液を２分間静置し、菌体が沈降した後、
その上澄５０ｍ１を取り出し、新しい培地５０ｍ１を加
えることにより、培地を交換した。

この培地交換による繰返し回分発酵試験の結果を第３図
に示す。

ＴＳ−ＪＴ菌株は実施例２で示したように温度４０℃、
初期グルコース濃度２０％付近で培養した場合にはエタ
ノール生産量は理論収率より４０％弱低いものの、第３
図から明らかなように、凝集沈降性という特性を利用し
て繰り返し回分発酵を行うことにより、初期グルコース
′ａＸＩｆ　Ｘｏ％で得られる理論収率に近いエタノー
ル生産能力（第１図参照）を発揮させることができた。

更に、本実施例では示していないが、フラシュ発酵（エ
タノール濃度が約Ｉθ％となった時点で培地の一部を取
出し、減圧ドでエタノールを分離した後、再度もとの培
地に戻す操作を繰返す発酵法）を併用し、培地中エタノ
ール濃度を下げた状態で培養すれば、エタノール生産速
度は更に高いものとなる。

［発明の効果］ 本発明によれば、次のような効果を得ることができる。

（１）培養温度が４０℃までのエタノール発酵において
、多糖質、中糖質にかかわらず幅広い原料を用いること
ができる。

（２）多糖質を原料とする場合は、糖化工程、発酵工程
の２段階プロセスが１段階で済み、しかも高価なアミラ
ーゼ等の酵素も必要としない。

（３）凝集沈降性を有するため、固液分離プロセスを省
略できる。

（４）この（３）の性質故に、回分発酵を行う場合の操
作が容易であり、回分発酵によりかなり高い収率でアル
コールを生産することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の実施例における結果を示すグラフ
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）サッカロマイセス・ディアスタティカスに属し、
   高温耐性、凝集沈降性及び澱粉資化性を有することを特
   徴とする新規なサッカロマイセス・ディアスタティカス
   の変異株。（２）第１請求項の新規なサッカロマイセス
   ・ディアスタティカスの変異株を用い、多糖質及び／又
   は単糖質を原料とし、４０℃までの温度で発酵を行うこ
   とを特徴とするアルコール発酵法。