JPS5851757B2 - 酵母の培養法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、酵母の培養法に関する。

詳しくは炭素源として炭水化物等を使用し、その炭素源
の不足を排出気体中のエタノール濃度を測定することに
より予知して炭素源としての炭水化物等を補給添加しつ
つ酵母を培養する酵母の培養方法に関する。

酵母を好気的条件下に培養する際の炭水化物等を補給添
加する方法としては、従来より知られている方法として
は、（１）予め定められたプログラムに従って炭水化物
等を補給添加する方法。

（２）炭水化物等の消費に伴って変化する培養液中の溶
存酸素濃度やｐＨ等の変動を測定して、その変動した値
を利用してそれを感知して、炭水化物等を補給する方法
が知られている。

しかしく１）の方法については、予め定められたプログ
ラムに則って補給添加を行うので、酵母の実際の消費速
度に見合った補給速度よりも過剰になったり、不足にな
ったりする場合が多く、その補正は煩雑であり、培養が
不安定となる欠点がある。

また（２）の方法については酵母の増殖度及び基質の量
を直接に測定して補給添加を行う方法でないので、基質
不足の場合を生じたり、培養液中の基質である該炭水化
物等の濃度の変動があったりして、培養成績が一定しな
い欠点があった。

本発明者らは、上記の欠点を克服するために、鋭意研究
した結果、以下のような補給添加方法を採用すれば、従
来の補給添加法の欠点である基質の過不足を生じる欠点
を除き、円滑な基質の補給添加が達成されることを見出
した。

即ち、酵母を炭水化物を炭素源として好気的条件下に培
養した場合に培養槽よりの排出気体中のエタノール濃度
を測定し、該エタノール濃度が予め定めた値より低（な
ったときに基質である炭水化物を含む溶液を少量ずつ添
加するか、またはそのエタノール濃度の一定量以下の量
を感知して基質補給系を作動させる等の方法によって、
自動的に基質を少量ずつ添加することを特徴とする酵母
の培養法である。

以下本発明の方法を具体的に説明する。

ここに、酵母とは、サツカロマイセス （Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ ）、キャンデイダ（Ｃ
ａｎｄｉｄａ ）、デバリオマイセス（Ｄｅｂａｒｙｏ
ｍｙｃｅｓ ） 、ピヒア（Ｐ １ｃｈｉａ ）、ハン
ゼヌラ（Ｈａｎｓｅｎｕｌａ ）、ミコトルラ（Ｍｙｃ
ｏｔｏｒｕｌａ ）などの酵母類を包含し、好気条件下
で炭水化物などよりエタノールを生成し、かつ該炭水化
物などを資化して増殖する能力のある酵母類なら全て用
いることができる。

更に、炭水化物としては、例えば、グルコース、フラク
トース、マンノース、シュクロース、マルトース、殿粉
糖化液、甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜又はこれらの含有物など上
記の酵母類が資化し得るものは全て使用することができ
る。

その他の培地組成については、特に限定はなく常用のも
のが用いられ、窒素源としては例えば、アンモニウム塩
、尿素、その他コーンステイープリカー（Ｃ８Ｌ）、酵
母エキス（ＹＥ）、米糠又は皺等の糟糠類などが用いら
れ、塩類としては例えば、リン酸塩、カリウム塩、マグ
ネシウム塩、カルシウム塩、鉄塩、マンガン塩、亜鉛塩
、銅塩などが必要に応じて用いられ、その他必要に応じ
て、ビタミン類、アミノ酸などの成長促進物質なども添
加される。

酵母の培養は好気条件下で行われ、酵母の培養に使用す
るいずれの通気攪拌培養装置でも使用可能であるが、重
要なことは、その排出気体のエタノール濃度を測定する
ため、密閉培養槽によって、ウオターシール槽などの前
に排出ガスを捕集測定する装置を付属させる必要のある
ことである。

培養槽からの排出気体中のエタノール濃度の測定方法は
、どのような方法を用いてもよく、例えばガスクロマト
グラフィー法、半導体式ガス濃度計などが定量目的に好
適であり、自動制御にはプロセスガスクロマトグラフィ
ーとして組み入れられる。

具体的には、排出気体中のエタノール濃度が０．０１〜
０．５μｌ／ｌの範囲に入ったときに基質液を添加する
。

基質、炭水化物溶液などの添加方法は少量を断続的に添
加しても、連続的に添加しても要は排出気体中のエタノ
ール濃度を上記の範囲内に保てはよい。

これらの炭水化物溶液は例えば、グルコースなどの水溶
液、殿粉の酸糖化液又は酵素糖化液、甜菜糖蜜液、甘蔗
糖蜜液、果汁液などであり、炭水化物濃度が高いことが
一般には望ましい。

以上述べた本発明の利点は、本発明の方法の実施によっ
て培養液中の基質濃度が酵母の増殖に好適な濃度に常に
保たれるために、酵母菌体の収率、収量がよ（、安価に
酵母菌体が製造される点にある。

例えば従来法では菌体収率４０〜４５％、菌体収量３？
／ｄｌが普通であるが、本発明の方法によって菌体収率
５５％、菌体収率５ｆ？／ｄ１以上にも及び、従来に見
られない優れた成績が安定して得られることが可能とな
った。

以下本発明の実施例を示す。

実施例 １ 結晶グルコース１．５ ？／ｄ１１ＫＨ２Ｐ０． ０．
３グ／ｄｌ、、ＭｇＳＯ４・７ Ｈ２Ｏ０，０５？／ｄ
ｌ。

（ＮＴ（４） ２ ＳＯ４０，５ｆ？／ｄＪ！、 Ｃａ
Ｃ１２・２ Ｈ２００、０５ｙ／ｄｌ、 コーンステ
イープリカー１．０ｍｌ／ｄｌ、シリコン消泡剤０．０
１ ’ｉｆ／ｄｉからなる組成の培地１９Ｊを３０Ｊ容
の培養槽に仕込み１２０℃で１０分間殺菌冷却後ｐＨ５
，５に調整した。

これにサツカロマイセス・セレビシェ（Ｓａｃｃｈａｒ
ｏｍｙｃｅｓ ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ ）ＣＢ Ｓ １
５２３のルー培養菌体を１１滅菌水に懸濁したものを接
種し、３０℃で通気量１０１／血、攪拌数３５０ｒｐｍ
、内圧０．５ ｋｇ ／ｃｒｔｆで２４時間培養して、
これを前培養液とした。

一方、酵素糖化液（グルコースとして）０．５グ／ｄｌ
、 ＫＨ２ＰＯ４０，６？／ｃｔｌ、Ｍｇ５Ｏ，・７
Ｈ２Ｏ０，１？ ／ｄ１１（ＮＨ４）２ Ｓｏ。

１、 Ｏｆｌ／ｄｌ、 ＣａＣｌ２・２Ｈ２００，０５
？／ｄｌ、コーンステイープリカー４ ｍｌ ／ｃｌｌ
、シリコーン消泡剤０．０１ ｆ／ｄｌからなる組成の
培地１８１を７０１容の発酵槽に仕込み、１２０℃で１
０分間殺菌冷却後ｐＨ５，５に調整し、前記の前培養液
２１を接種し通気量１ｏｌ！、’＝、攪拌数３５Ｏｒｐ
ｍ、３０℃内圧０．５ｋｇ／ｃａで培養を開始した。

ｐＨはアンモニアガスによって５．５に制御した。

別に酵素糖化液（グルコースとして）３６？／ｄｌ、Ｋ
Ｈ２Ｐ０，０．６グ／ｄｌ、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２００，
１？ ／ｄｌ、（ＮＨ４） ２ ＳＯ４１，０グ／ｄｌ
、ＣａＣｌ２” ２Ｈ２００，０５？／ｄｌ、 コーン
、；＜ティープリカー４．０ ｒｒＬｌ／ｄｌからなる
組成のフィード液を殺菌後、ｐＨ５，５に調整してフィ
ード槽に用意した。

また排気パイプライン中にエタノールガス濃度計を設置
し、排気ガス中のエタール濃度が１００μｌ／ｌ以下に
なったら少量ずつのフィード液が発酵槽に注入されるよ
うに制御しておく。

培養開始後１０時間よりフィード液の注入が開始し、以
後エタノール濃度の低下の指示と共に、遂次グルコース
フィード液が補給添加された。

攪拌数３５０ ｒｐｍ１通気量１０１／１ｎ１！１、内
圧０．５ｋｇ／ｃＬ温度３０℃で培養が継続され、２３
時間半で培養を終了した。

終了時の培養液は２６．５７であり、酵母菌体濃度５．
２０ ？／ｄｌで対糖菌体収率ば５６．５％であった。

実施例 ２ 炭水化物として、甜菜糖蜜を用い、酵母としてＩｔ’！
、９４例１と同様にサツカロミセスセレビシェＣＢ５１
５２３を用いて実施例１と同様に培養を実施し、培養時
間２４時間で培養を終了し、終了時の培養液は２７１で
、酵母菌体濃度５．３０Ｐで対糖菌体収率は５４．６％
であった。

実施例 ３ 炭水化物として、フラクトース液を用い、酵母としては
実施例１と同様にサツカロマイセスセレビシェＣＢ５１
５２３を用い、実施例１と同様に培養を実施して、培養
時間２５時間で培養を終了した。

培養終了時の培養液は２７１で、酵母菌体濃度は５．２
？／ｄｌ、対糖菌体収率は５３，６％であった。

実施例 ４ 炭水化物としては実施例１と同じく酵素糖化グルコース
液を用い、酵母菌株はキャンディダトロピカリス（Ｃａ
ｎｄｉｄａ ｔｒｏｐｉｅａｌｉｓ ） Ｉ ＦＯＯ
５８９を用い、実施例１と同様に排気ガス中のアルコー
ル濃度に応じて、糖液をフィードして培養を行い、培養
２４時間で培養を終了したが、終了時の培養液容積は２
７１、酵母菌体濃度５．６？／ｄｉ、対糖菌体収率は５
７．７％であった。

実施例 ５ 炭水化物として、酵素糖化グルコース液を用い、培養菌
株としてピヒア エソチェルシイイファンリイジ（Ｐｉ
ｃｈｉａ ｅｔｃｈｅｌｌｓｉｉ ｖａｎ Ｒｉｊ ）
ＣＢＳ２０１１を用いて実施例１と同様に排出ガス中の
エタノール濃度によって糖液のフィードを行い、培養時
間２４時間で培養を終了した。

終了時の培養液は２７１でその時における酵母菌体濃度
は、５．３？／ｄｉで対糖収率は５４．６％であった。

実施例 ６ 基質炭水化物として、酵素糖化グルコース液を用い、菌
株としてハンセヌラ アノマラ （Ｈａｎｓｅｎｕｌａ ａｎｏｍａｌａ ） ＡＴ Ｃ
Ｃ８１６８を用い、実施例１と同様に排出ガス中のエタ
ノール濃度に対応して糖液のフィードを行い、培養時間
２４時間で培養を終了した。

終了時の培養液は２７１で、酵母菌体濃度は５．ｌｆ！
／ｄｌ、対糖収率は５２．６％であった。

実施例 ７ 実施例１と同様に基質としては酵素糖化グルコース液を
、菌株としてサツカロマイセス セレビシェ ＣＢ５ｌ
５２３を用い、実施例１と同様な条件で酵母の培養を実
施した。

ただし、糖液のフィードを指示するための排出ガス中の
エタノール濃度を２５０μｌ／ｌに設定して糖液のフィ
ードを行って培養を続け、培養時間２３時間で終了し、
終了時の培養液の容積２６．５Ｊ、酵母菌体濃度５、０
ｔ／ｄｌ、対糖収率は５４．３％であった。

実施例 ８ 実施例１と同様の基質と菌株を用い、同様な条件で酵母
の培養を実施した。

ただし、糖液のフィードを指示するための排出ガス中の
エタノール濃度を５００μｌ／ｌに設定して、糖液のフ
ィードを実施した結果、培養時間２３時間で終了し、終
了時の培養液の容積２７７３で、酵母菌体濃度４．９！
／ｄｌ、対糖収率は５０．５％を得た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炭水化物を資化してエタノールを生成する能力を有
   する酵母を好気的条件下に該炭水化物を主炭素源として
   培養し、培養槽からの排出気体中のエタノール濃度を測
   定し、該エタノール濃度が予め定めた値より低くなった
   ときに、該炭素源を少量ずつ添加することを特徴とする
   酵母の培養法。