来自纤维素系生物质的乙醇生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过使用纤维素系生物质水解物的乙醇发酵生产乙醇的方法。
【背景技术】
[0002]纤维素系生物质从环境方面出发作为利用微生物的发酵的乙醇生产原料受到注目。尤其是最近从未利用生物质的有效活用的观点出发，正在研究如木材、纸类、或蔗渣(甘蔗的渣)、玉米秸杆(玉米的芯、茎、叶等)以及稻类的农业废弃物等纤维素系的生物质原料的利用(专利文献I?3)。
[0003]然而，为了使用纤维素系生物质通过微生物的发酵生产乙醇，需要将纤维素系生物质中含有的纤维素或半纤维素、它们的一部分解物即多糖类进行分解，得到以作为己糖的葡萄糖、甘露糖和半乳糖或作为戊糖的木糖为主成分的糖化液，将该糖化液中的糖供给至微生物的发酵。并且，作为该纤维素系生物质的分解方法，已知稀硫酸法或水热分解法等水解法和酶法。其中，酶法中的糖化在糖化液不生成糠醛、5-羟基甲基糠醛(HMF)等呋喃化合物、乙酸、甲酸、乙酰丙酸的过度分解物，但需要多种类且大量的酶，对于工业化在成本方面存在问题。另一方面，已知稀硫酸法、水热分解法等水解法在成本方面有优势，但生成糠醛、5-羟基甲基糠醛(HMF)等呋喃化合物、乙酸、甲酸、乙酰丙酸等弱酸等各种过度分解物(副生成物)，这些副生成物阻碍来自单糖的乙醇生产(非专利文献I?3)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2006-88136号公报
[0007]专利文献2:日本特开2008-54676号公报
[0008]专利文献3:日本特开2008-260811号公报
[0009]非专利文献
[0010]非专利文献1:A.Petersson 等，“A 5-hydroxymethyl furfural reducingenzymes encoded by the Saccharomyces cerevisiae ADH6 gene conveys HMFtolerance，，，Yeast 2006 年，第 23 卷，p.455-464
[0011]非专利文献2:J.A.van Maris 等，“Alcoholic fermentat1n of carbon sourcesin b1mass hydrolysates by Saccharomyces cerevisiae”， Antonie van Leeusenhoek，2006 年，第 90 卷，p.391-418
[0012]非专利文献3:E.Palmqvist 和 B.Hahn-Hagardal，“Fermentat1n oflignocellulosic hydrolysate.11:1nhibitors and mechanisms of inhibit1n，，，B1resource Technology，2000 年，第 74 卷，p.25-33
【发明内容】
[0013]本发明的课题提供即使在纤维素系生物质水解物中存在发酵阻碍物质的情况下也可有效地生产乙醇的方法。
[0014]本发明的发明人等为了解决上述课题进行了深入研究，其结果发现，在使用含有纤维素系生物质水解物的发酵用液生产乙醇的方法中，通过使用属于中间假丝酵母的酵母在特定的通气条件下发酵，即使在发酵用液中存在来自纤维素系生物质水解物的发酵阻碍物质的情况下也能够持续有效地生成乙醇，完成了本发明。
[0015]SP，本发明提供以下〔I〕?〔3〕。
[0016]〔I〕一种乙醇的生产方法，其特征在于，向发酵槽内的空气供给速度为0.0001?100L/小时/g干燥菌体重量的条件下，使用属于中间假丝酵母(Candida intermedia)的酵母使含纤维素系生物质水解物的发酵用液发酵。
[0017]〔2〕如〔I〕所述的乙醇的生产方法，其中，发酵是将含纤维素系生物质水解物的发酵用液以0.0002?2L/小时/g干燥菌体重量的供给速度供给至发酵槽内的连续法。
[0018]〔3〕如〔I〕或〔2〕所述的乙醇的生产方法，其中，属于中间假丝酵母(Candidaintermedia)的酵母是被命名为4-6-4T2且以FERM BP-11509保藏的酵母。
[0019]根据本发明的乙醇的生产方法，可以由存在发酵阻碍物质的纤维素系生物质水解物有效地生产乙醇。
【附图说明】
[0020]图1是表示在发酵用液中添加乙酸0.5质量％ (0.08mol/L)，利用各酵母生产乙醇时的乙醇浓度经时变化的图。
[0021]图2是表示在发酵用液中添加乙酸0.3质量％ (0.05mol/L)、糠醛0.1质量％(0.0I Omo I/L)和HMF0.1质量％ (0.008mol/L)，利用各酵母生产乙醇时的乙醇浓度经时变化的图。
[0022]图3是表示在发酵用液中添加乙酸0.3质量％ (0.050mol/L)、乙酰丙酸0.3质量％ (0.026mol/L)和甲酸0.2质量％ (0.043mol/L)，利用各酵母生产乙醇时的乙醇浓度经时变化的图。
[0023]图4是表示在发酵用液中添加糠醛0.22质量％ (0.023mol/L)或HMF0.68质量％(0.054mol/L)，利用中间假丝酵母4-6-4T2(FERM BP-11509)生产乙醇时的乙醇浓度经时变化的图。
[0024]图5是表示中间假丝酵母NBRC10601的连续发酵中的乙醇生产浓度经时变化的图。
[0025]图6是表示中间假丝酵母4-6-4T2(FERM BP-11509)的连续发酵中的乙醇生产浓度经时变化的图。
【具体实施方式】
[0026](I)酵母
[0027]本发明的乙醇的生产方法使用属于中间假丝酵母(Candida intermedia)的酵母。作为该酵母，只要是属于中间假丝酵母(Candida intermedia)的酵母则没有特别限定，例如，可以是可从独立行政法人制品评价技术基础机构(NITE)获得的中间假丝酵母“NBRC10601”等，也可以是中间假丝酵母的突变株。其中，特别优选使用以下酵母:本发明的发明人通过以中间假丝酵母“NBRC10601”为亲株按照常用方法使其自然突变，挑选与亲株相比乙醇生产能力高的菌株而取得的中间假丝酵母被命名为“4-6-4T2”，并以“FERMBP-11509”保藏在独立行政法人制品评价技术基础机构专利生物保藏中心(NITE)(日本国茨城县筑波市东I 丁目I番地I中央第6)的酵母(原保藏日，2011年9月6日)。
[0028]上述4-6-4T2具有在葡萄糖和木糖的共存下由葡萄糖和木糖短时间且高效地生产乙醇的能力。这里，是指在葡萄糖和木糖的共存下在至少含有葡萄糖和木糖的原料液体(发酵用液)中使4-6-4T2共存。如上所述，以往的酵母的木糖的消耗效率不充分，或具有来自葡萄糖或木糖中的任一者的乙醇生产能力，但葡萄糖和木糖这两者存在时，由于分解代谢产物阻抑，直至葡萄糖完全地消耗为止木糖几乎没有消耗，4-6-4T2即使在葡萄糖和木糖这两者存在的情况下，也具有来自这两者的短时间且高效地生产乙醇的能力。
[0029]此外，4-6-4T2可由含有葡萄糖和木糖的原料液体短时间且高效地生产乙醇，但此时几乎未生成作为副生成物的木糖醇。此外，4-6-4T2除来自这种糖的乙醇的生产能力以夕卜，具有与亲株同等的性质。
[0030]另外，作为可生产来自纤维素系生物质水解物的乙醇的酵母，还已知树干毕赤酵母(Pichia stipitis)，休哈塔假丝酵母(Candida