[发明专利]葡萄糖制备用酵母及使用其的葡萄糖制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及葡萄糖制备用酵母及使用其的葡萄糖制备方法。

背景技术

近年来，从资源的有效利用及环境保护这两方面考虑，作为化石资源的替代品，生物质资源(biomass resources)的利用备受关注。其中，考虑到粮食用与工业用的生产平衡，目前为止集中开发了利用木材等以纤维素为主要成分的非可食(工业用)生物质的方法。上述利用工业用生物质的技术中，对从工业用生物质中分离或精制纤维素的步骤、和将所得纤维素分解后转化为单糖的糖化步骤进行了大量的技术开发。

糖化大致分为酸糖化法和酶糖化法。其中，酶糖化法为常温·常压反应，而且不使用危险药品且没有副反应，因此与酸糖化法相比，从降低能量消耗及环境负荷方面考虑，较为优选。

酶糖化法使用分解纤维素的酶(纤维素酶)来进行糖化。利用精制的纤维素酶由纤维素原料制备葡萄糖，已知有下述方法：使用木霉(Trichoderma)属丝状菌(非专利文献1)、或曲霉(Aspergillus)属丝状菌(非专利文献2)等微生物分泌的酶。但是，使用精制酶的步骤中，由于难以分离生成的葡萄糖溶液和酶，所以结果不得不舍去酶，在工业上于成本方面是不利的，考虑到以葡萄糖为原料的常用化学品的生产时，必须进行创新的工艺开发。

另一方面，利用基因重组技术，可以使微生物生产大量的纤维素酶。但是，存在下述缺点：在微生物的菌体内生产纤维素酶时，作为基质的纤维素原料与纤维素酶无法接触，无法进行糖化。

作为克服了上述缺点的技术，近年来开发了称作武装酵母(Arming yeast)的、在细胞表面呈递酶的酵母(非专利文献3)。上述技术是使用酵母作为酶的载体的技术，可以利用通常进行的酵母培养方法来生成酶。进而，由于在细胞表面呈递酶，所以存在于反应液中的基质可以与酶接触。进而，上述武装酵母具有凝集性和沉淀性，可以容易地从反应液中回收。因此，通过将酵母回收，可以简便地将酶与生成的葡萄糖溶液分离，将酶进行再利用。

至今为止，开发了在表面呈递脂肪酶来制备光学活性体的技术(专利文献1)、和将分解淀粉的葡糖淀粉酶呈递、直接由淀粉生成乙醇的酵母(非专利文献4)。进而，报道了一种武装酵母，所述武装酵母使纤维素酶呈递在细胞表面，从纤维素原料中直接发酵生成乙醇(非专利文献5及专利文献2)。但是，非专利文献5中报道了在未检测到葡萄糖的情况下，将生成的葡萄糖立即用于乙醇生产。如上所述，虽然存在由纤维素原料生成葡萄糖的微生物，但是由于生成的葡萄糖是微生物生命活动中重要的碳源，所以会被该微生物迅速地代谢，难以使葡萄糖蓄积在反应液中。

非专利文献1：Montenecourt，Trends in Biotechnology，Vol.1，No.5，pp.156-161(1983)

非专利文献2：Takada et.al.，Bioscience，Biotechnology and Biochemistry，62(8)，pp.1615-1618(1998)

非专利文献3：Ueda et.al.，Journal of Bioscience and Bioengineering，Vol.90，No.2，pp.125-136(2000)

非专利文献4：Teik Seong Khaw et.al.，Journal of Bioscience and Bioengineering，Vol.103，No.1，pp.95-97(2007)

非专利文献5：Fujita et.al.，Applied and Environmental Microbiology，Vol.70，No.2，pp.1207-1212(2004)

专利文献1：日本特开平11-290078号公报

专利文献2：国际公开第01/79483号说明书

发明内容

如上所述，使用精制酶的方法的工业化通常在成本方面不利。另外，在细胞表层呈递纤维素酶的武装酵母，因酵母的糖代谢功能而立即利用生成的葡萄糖，无法蓄积葡萄糖。因此，迫切期望开发出显示纤维素分解活性、且不利用生成的葡萄糖的生物催化剂。除此之外，还迫切期望开发出能够重复使用的酶。

本发明的目的在于提供葡萄糖制备用酵母、及使用其的葡萄糖制备方法，所述葡萄糖制备用酵母可以以高收量高效地由纤维素制备葡萄糖、且可以重复使用。

本发明是鉴于上述情况而完成的，本发明提供葡萄糖制备用酵母及使用其的葡萄糖制备方法。