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化學品的制造方法與流程

文檔序號:11647246閱讀:554來源:國知局
本申請發(fā)明是申請?zhí)枮?01380005123.8、發(fā)明名稱為化學品的制造方法、申請日為2013年1月11日的申請的分案申請。本發(fā)明涉及使用了包含六碳糖和五碳糖的發(fā)酵原料的通過連續(xù)發(fā)酵來制造化學品的方法。
背景技術
:以乳酸等生物分解性聚合物原料、乙醇等生物燃料為代表的來源于生物質(zhì)的化學品作為二氧化碳向大氣中的排放問題和/或能源問題的顯在化、以及可持續(xù)性(sustainability)和生命周期評估(lca)對應型制品,受到強烈關注。作為這些生物分解性聚合物原料、生物燃料的制造方法,一般使用從玉米等可食性生物質(zhì)純化而得的六碳糖葡萄糖作為微生物的發(fā)酵原料,作為發(fā)酵產(chǎn)物得到,但如果使用可食性生物質(zhì),則可能由于與食物競爭而引起價格高漲,不能實現(xiàn)穩(wěn)定的原料供應。于是,進行了使用來源于稻秸等非可食性生物質(zhì)的糖作為微生物的發(fā)酵原料的嘗試(參照專利文獻1)。使用來源于非可食性生物質(zhì)的糖作為發(fā)酵原料時,將非可食生物質(zhì)所含的纖維素、半纖維素等通過糖化酶分解成糖,但此時不僅得到葡萄糖等六碳糖,還同時得到木糖等五碳糖,在使用來源于非可食性生物質(zhì)的糖作為微生物的發(fā)酵原料的情況下,需要使用六碳糖與五碳糖的混合糖作為發(fā)酵原料(參照專利文獻1)。在使用六碳糖與五碳糖的混合糖時,需要使用除了六碳糖的代謝途徑之外還具有五碳糖的代謝途徑的微生物。作為五碳糖的代謝途徑,已知通過戊糖還原酶和五醇脫氫酶的代謝途徑,已知作為第一階段,戊糖還原酶與五碳糖作用而生成五醇,作為第二階段,五醇脫氫酶與五醇作用。然而,實際上第一階段所生成的五醇不進入第二階段以后的代謝途徑而蓄積在培養(yǎng)液中,因而存在生產(chǎn)收率不提高這樣的課題。作為以作為六碳糖與五碳糖的混合糖的來源于非可食性生物質(zhì)的糖為微生物的發(fā)酵原料的發(fā)酵方法,可采用連續(xù)發(fā)酵,但實際對于連續(xù)發(fā)酵時的發(fā)酵收率并未確認(參照專利文獻1)。另一方面,還已知將六碳糖與五碳糖的混合糖作為發(fā)酵原料進行連續(xù)發(fā)酵時,與分批發(fā)酵相比發(fā)酵收率顯著降低(參照非專利文獻1)。因此,想要在以六碳糖與五碳糖的混合糖為發(fā)酵原料的具有通過戊糖還原酶和五醇脫氫酶的五碳糖的代謝途徑的微生物的發(fā)酵中提高發(fā)酵收率時,到目前為止的技術常識是認為,需要通過突變導入和/或基因?qū)雭磉M行木糖代謝途徑的改良。現(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1:wo2010/067785非專利文獻非專利文獻1:susant.toon等,enhancedcofermentationofglucoseandxylosebyrecombinantsaccharomycesyeaststrainsinbatchandcontinuousoperatingmodes.,appliedbiochemistryandbiotechnology.,(1997),63-65,243-255.技術實現(xiàn)要素:發(fā)明要解決的課題本發(fā)明的課題是,提高以六碳糖與五碳糖的混合糖作為具有通過戊糖還原酶和五醇脫氫酶的五碳糖代謝途徑的微生物的發(fā)酵原料進行發(fā)酵時的發(fā)酵收率。用于解決課題的方法本發(fā)明者們對上述課題進行了深入研究,結(jié)果通過在使用具有戊糖還原酶和戊糖脫氫酶的微生物時,用包含六碳糖和五碳糖的發(fā)酵原料進行使用分離膜的連續(xù)發(fā)酵,從而解決了上述課題,實現(xiàn)了從六碳糖與五碳糖的混合糖中的收率提高,完成了本發(fā)明。即,本發(fā)明如以下(1)~(7)。(1)化學品的制造方法,是通過連續(xù)發(fā)酵來制造化學品的方法,包括:將微生物的培養(yǎng)液用分離膜過濾,將未過濾液保持在或回流至培養(yǎng)液中,在培養(yǎng)液中補加發(fā)酵原料,和回收過濾液中的生產(chǎn)物,所述發(fā)酵原料包含五碳糖和六碳糖,所述微生物是具有使用戊糖還原酶和五醇脫氫酶來代謝五碳糖的途徑的微生物。(2)根據(jù)(1)所述的化學品的制造方法,在體積傳氧系數(shù)即kla為5~300小時-1的條件下進行連續(xù)發(fā)酵。(3)根據(jù)(1)或(2)所述的化學品的制造方法,所述發(fā)酵原料中所含的五碳糖與六碳糖的比率為1:9~9:1。(4)根據(jù)(1)或(2)所述的化學品的制造方法,所述發(fā)酵原料包含來源于生物質(zhì)的糖液。(5)根據(jù)(1)~(4)的任一項所述的化學品的制造方法,五碳糖是木糖。(6)根據(jù)(1)~(5)的任一項所述的化學品的制造方法,戊糖還原酶是木糖還原酶。(7)根據(jù)(1)~(6)的任一項所述的化學品的制造方法,五醇脫氫酶是木糖醇脫氫酶。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明,可以大幅提高使用包含五碳糖和六碳糖的發(fā)酵原料的具有戊糖還原酶和戊糖脫氫酶的微生物的各種化學品的發(fā)酵生產(chǎn)的效率收率。具體實施方式本發(fā)明的化學品的制造方法的特征在于,是作為發(fā)酵原料使用包含五碳糖和六碳糖的混合糖的發(fā)酵原料,培養(yǎng)具有戊糖還原酶和戊糖脫氫酶的微生物,將其培養(yǎng)液用分離膜過濾,將未過濾液保持在或回流至培養(yǎng)液中,并且在培養(yǎng)液中補加發(fā)酵原料,回收過濾液中的生產(chǎn)物的連續(xù)發(fā)酵。五碳糖是指構(gòu)成糖的碳的數(shù)為5的糖,也稱為戊糖(pentose)。有1位具有醛基的戊醛糖和2位具有酮基的戊酮糖。作為戊醛糖,可列舉木糖、阿拉伯糖、核糖、來蘇糖,作為戊酮糖,可列舉核酮糖、木酮糖。作為本發(fā)明中使用的五碳糖,只要是微生物能夠同化的五碳糖則可以是任一種,從自然界的存在比例和/或獲得的容易性等觀點出發(fā),優(yōu)選木糖、阿拉伯糖,更優(yōu)選木糖。六碳糖是構(gòu)成糖的碳的數(shù)為6的糖,也稱為己糖(hexose)。有1位具有醛基的醛糖和2位具有酮基的酮糖。作為醛糖,可列舉葡萄糖、甘露糖、半乳糖、阿洛糖、古洛糖、塔羅糖等,作為酮糖,可列舉果糖、阿洛酮糖、山梨糖等。作為本發(fā)明中使用的六碳糖,只要是微生物能夠同化的六碳糖就可以是任一種,從自然界中的存在比例和/或獲得容易性等觀點出發(fā),優(yōu)選葡萄糖、甘露糖、半乳糖,更優(yōu)選葡萄糖。關于本發(fā)明中使用的混合糖不特別限定,但由于包含六碳糖與五碳糖兩者,因而優(yōu)選使用來源于含纖維素的生物質(zhì)的糖液。含纖維素的生物質(zhì)可列舉甘蔗渣、柳枝稷、玉米秸、稻秸、麥秸等草木系生物質(zhì)、和樹木、廢建材等木質(zhì)系生物質(zhì)等為例。含纖維素的生物質(zhì)含有作為糖脫水縮合而成的多糖的纖維素或者半纖維素,通過將這樣的多糖水解來制造可作為發(fā)酵原料利用的糖液。來源于含纖維素的生物質(zhì)的糖液的制備方法可以是任何方法,作為這樣的糖的制造方法,公開了使用濃硫酸將生物質(zhì)進行酸水解來制造糖液的方法(日本特表平11-506934號公報、日本特開2005-229821號公報),將生物質(zhì)用稀硫酸進行水解處理后進一步進行纖維素酶等的酶處理從而制造糖液的方法(a.aden等,“l(fā)ignocellulosicbiomasstoethanolprocessdesignandeconomicsutilizingco-currentdiluteacidprehydrolysisandenzymatichydrolysisforcornstover”nreltechnicalreport(2002))。另外作為不使用酸的方法,公開了使用250~500℃左右的亞臨界水將生物質(zhì)進行水解來制造糖液的方法(日本特開2003-212888號公報),以及將生物質(zhì)進行亞臨界水處理后進一步進行酶處理從而制造糖液的方法(日本特開2001-95597號公報),將生物質(zhì)用240~280℃的加壓熱水進行水解處理后進一步進行酶處理從而制造糖液的方法(日本特許3041380號公報)。如以上那樣的處理之后,還可以將所得的糖液進行純化。其方法在例如wo2010/067785中公開。作為混合糖所含的五碳糖與六碳糖的重量比率,可以是任何比率,但如果作為混合糖中的五碳糖與六碳糖的重量比率表示為(五碳糖):(六碳糖),則優(yōu)選為1:9~9:1。這是假定來源于含纖維素的生物質(zhì)的糖液為混合糖時的糖比率。作為混合糖的總糖濃度,在微生物不受到底物抑制的程度內(nèi)優(yōu)選為高濃度。如果糖濃度過低,則生產(chǎn)效率差,因而優(yōu)選為20g/l以上。作為優(yōu)選的總糖濃度的范圍,為20~500g/l。鑒于上述,則五碳糖的濃度優(yōu)選為5g/l以上,六碳糖的濃度優(yōu)選為5g/l以上。另外,作為發(fā)酵原料所含的氮源可使用氨氣、氨水、銨鹽類、尿素、硝酸鹽類、其他輔助使用的有機氮源例如油粕類、大豆水解液、酪蛋白分解物、其他氨基酸、維生素類、玉米漿、酵母或酵母提取物、肉提取物、胨等肽類、各種發(fā)酵菌體及其水解物等。作為無機鹽類,可適宜添加使用磷酸鹽、鎂鹽、鈣鹽、鐵鹽和錳鹽等。本發(fā)明中使用的微生物為了生長繁殖而需要特定的營養(yǎng)素時,可以將其營養(yǎng)物作為標準品或含有該營養(yǎng)物的天然物添加。另外,還可以根據(jù)需要使用消泡劑。在本發(fā)明中,培養(yǎng)液是指微生物在發(fā)酵原料中增殖而得的液體。補加的發(fā)酵原料的組成可以由培養(yǎng)開始時的發(fā)酵原料組成適宜變更,以使目的化學品的生產(chǎn)性變高。接下來,對于可以在本發(fā)明的化學品的制造方法中使用的微生物進行說明。對于本發(fā)明的微生物,只要是具有戊糖還原酶和戊糖脫氫酶的微生物就不特別限定。進而,使用的微生物可以是從自然環(huán)境中分離的微生物,也可以是通過突變和/或基因重組而部分性質(zhì)被改變的微生物。戊糖還原酶是還原酶的一種,是指以nadh或nadph為輔酶具有將戊醛糖轉(zhuǎn)換為糖醇的活性的酶。例如,木糖還原酶相當于例如ec1.1.1.307、ec1.1.1.21,是將木糖轉(zhuǎn)換為木糖醇的酶。阿拉伯糖還原酶相當于例如ec1.1.1.21,是將阿拉伯糖轉(zhuǎn)換為阿糖醇的酶。另外,即使不是以上述ec編號分類的酶,只要是具有上述活性的酶,也包含在本發(fā)明中的戊糖還原酶中。五醇脫氫酶是脫氫酶的一種,是以nad+作為輔酶將五醇轉(zhuǎn)換為戊酮糖的酶。例如,木糖醇脫氫酶相當于例如ec1.1.1.9、ec1.1.1.10,是將木糖醇轉(zhuǎn)換為木酮糖的酶。阿糖醇脫氫酶相當于例如ec1.1.1.11、ec1.1.1.12,是將阿糖醇轉(zhuǎn)換為核糖的酶。即使是分類上與五醇脫氫酶不同的酶,只要是具有上述活性的酶,也包含在本發(fā)明中的五醇脫氫酶中。能代謝戊糖的微生物作為具有戊糖還原酶和戊糖脫氫酶的微生物而已知。例如,畢赤酵母(pichia)屬、假絲酵母(candida)屬、管囊酵母(pachysolen)屬、克魯維酵母屬(kluyveromyces)、漢遜酵母屬(hansenula)球擬酵母屬(torulopsis)、德巴利氏酵母屬(debaryomyces)、伊薩酵母屬(issachenkia)、酒香酵母屬(brettanomyces)、リンドネラ屬(lindnera)、威克漢姆酵母屬(wickerhamomyces)等。具體可列舉樹干畢赤酵母(pichiastipitis)、ピキア·メキシカーナ(pichiamexcana)、休哈塔假絲酵母(candidashehatae)、產(chǎn)朊假絲酵母(candidautilis)、熱帶假絲酵母(candidatropicalis)、纖維假絲酵母(candidatenuis)、博伊丁假絲酵母(candidaboidinii)、キャンディダ·ソノレンシス(candidasonorensis)、キャンディダ·ディッデンシ(candidadiddensiae)、中間假絲酵母(candidaintermedia)、近平滑假絲酵母菌(candidaparapsilosis)、キャンディダ·メタノソルボーサ(candidamethanosorbosa)、キャンディダ·ウィッカーハミイ(candidawickerhamii)、嗜鞣管囊酵母(pachysolentannophilus)、馬克斯克魯維酵母(kluyveromycesmarxianus)、乳酸克魯維酵母(kluyveromyceslactis)、イッサチェンキア·オリエンタリス(issachenkiaorientalis)、漢遜德巴利氏酵母(debaryomyceshansenii)、多形漢遜酵母(hansenulapolymorpha)、球擬酵母(torulopsisbombicola)、納氏酒香酵母(brettanomycesnaardenensis)、リンドネラ·ロダネンシス(lindnerarhodanensis)、ウィッカーハモミセス·ラバウレンシス(wickerhamomycesrabaulensis)等。它們具有戊糖還原酶和戊糖脫氫酶,可以通過利用kegg(kyotoencyclopediaofgenesandgenomes,京都基因與基因組百科全書)、genbank等的web所公開的數(shù)據(jù)庫進行檢索而簡單地獲知。另外,即使是數(shù)據(jù)庫中無信息的微生物,也可以通過以下[1]、[2]所示的酶活性測定來獲知。[1]戊糖還原酶活性測定在包含200mm的木糖(或阿拉伯糖等的戊糖)、和100μl的1.5mm的nad(p)h的50mm的磷酸緩沖液(900μl)中添加培養(yǎng)微生物的菌體提取液,在30℃監(jiān)測反應所生成的nad(p)+特異的340nm的吸光度的減少,從而可以測定戊糖還原酶活性。[2]五醇脫氫酶活性測定在包含50mm的mgcl2、300mm的木糖醇(或阿拉伯糖等的戊糖)和100μl的10mm的nad(p)+的50mm的tris-hcl緩沖液900μl中添加培養(yǎng)微生物的菌體提取液,在35℃監(jiān)測反應所生成的nad(p)h特異的340nm的吸光度的增加,從而可以測定五醇脫氫酶活性。進而,即使是細菌、面包酵母等本來不具有戊糖還原酶和戊糖脫氫酶活性的微生物,只要通過基因重組使其表達該酶,則也包含在本發(fā)明中。作為本來不具有戊糖還原酶和戊糖脫氫酶活性的微生物已知的可列舉,大腸菌(escherichiacoli)、釀酒酵母(saccharomycescerevisiae)、光滑假絲酵母(candidaglabrata)、谷氨酸棒狀桿菌(corynebacteriumglutamicum)、凝結(jié)芽孢桿菌(bacilluscoagulans)、枯草芽胞桿菌(bacillussubtillis)、スポロラクトバチルス·ラエボラクティカス(sporolactobacilluslaevolacticus)、多粘類芽孢桿菌(paenibacilluspolymixa)、運動發(fā)酵單孢菌(zymomonasmobilis)、棕櫚發(fā)酵單孢菌(zymobacterpalmae)等。作為通過基因重組來制作表達該酶的微生物的方法,在日本特開2009-112289等中公開。進而,還可以將具有該酶的微生物通過突變導入和/或基因重組而強化發(fā)酵能力,和/或?qū)胪鈦砘蚨a(chǎn)本來不產(chǎn)生的物質(zhì)。具體地,是除了木糖還原酶和木糖醇脫氫酶之外還導入木糖異構(gòu)酶,使作用于木糖醇的代謝物木酮糖的木酮糖激酶高表達,或?qū)Σ簧a(chǎn)d-乳酸的微生物導入d-乳酸脫氫酶,等等。接下來,對于在本發(fā)明中作為分離膜使用的多孔性膜進行說明。對于本發(fā)明中使用的多孔質(zhì)膜不特別限定,只要具有將在微生物的利用攪拌型培養(yǎng)器或者攪拌型生物反應器的培養(yǎng)中所得的培養(yǎng)液從微生物進行分離過濾的功能即可,可以使用例如多孔質(zhì)陶瓷膜、多孔質(zhì)玻璃膜、多孔質(zhì)有機高分子膜、金屬纖維編織體、無紡布等。其中特別是多孔質(zhì)有機高分子膜或陶瓷膜是合適的。對于本發(fā)明中作為分離膜使用的多孔性膜的構(gòu)成進行說明。本發(fā)明中使用的多孔性膜優(yōu)選具有適應被處理水的水質(zhì)和/或用途的分離性能和透水性能。多孔性膜從阻擋性能和透水性能、分離性能、例如耐污染性的觀點出發(fā),優(yōu)選為包含多孔質(zhì)樹脂層的多孔性膜。包含多孔質(zhì)樹脂層的多孔性膜優(yōu)選在多孔質(zhì)基材的表面具有作為分離功能層發(fā)揮作用的多孔質(zhì)樹脂層。多孔質(zhì)基材支撐多孔質(zhì)樹脂層而賦予分離膜以強度。本發(fā)明中使用的多孔性膜在多孔質(zhì)基材的表面具有多孔質(zhì)樹脂層時,無論多孔質(zhì)樹脂層滲透到多孔質(zhì)基材中,還是多孔質(zhì)樹脂層不滲透到多孔質(zhì)基材中,任一者均可,可根據(jù)用途選擇。多孔質(zhì)基材的平均厚度優(yōu)選為50μm~3000μm。多孔質(zhì)基材的材質(zhì)包含有機材料和/或無機材料等,期望使用有機纖維。優(yōu)選的多孔質(zhì)基材是由纖維素纖維、三乙酸纖維素纖維、聚酯纖維、聚丙烯纖維和聚乙烯纖維等有機纖維制成的紡織布和/或無紡布,更優(yōu)選使用密度的控制比較容易、制造也容易且廉價的無紡布。多孔質(zhì)樹脂層可以適合使用有機高分子膜。作為有機高分子膜的材質(zhì),可列舉例如,聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚偏-1,1-二氟乙烯系樹脂、聚砜系樹脂、聚醚砜系樹脂、聚丙烯腈系樹脂、纖維素系樹脂和三乙酸纖維素系樹脂等。有機高分子膜也可以是以這些樹脂為主成分的樹脂的混合物。這里主成分是指該成分含有50重量%以上、優(yōu)選60重量%以上。有機高分子膜的材質(zhì)優(yōu)選使用利用溶液的制膜容易且物理耐久性和/或耐化學性也優(yōu)異的聚氯乙烯系樹脂、聚偏-1,1-二氟乙烯系樹脂、聚砜系樹脂、聚醚砜系樹脂和聚丙烯腈系樹脂,最優(yōu)選使用聚偏-1,1-二氟乙烯系樹脂或以其為主成分的樹脂。這里,作為聚偏-1,1-二氟乙烯系樹脂,優(yōu)選使用偏-1,1-二氟乙烯的均聚物。進而,聚偏-1,1-二氟乙烯系樹脂還優(yōu)選使用與可與偏-1,1-二氟乙烯共聚的乙烯基系單體的共聚物。作為可與偏-1,1-二氟乙烯共聚的乙烯基系單體,可例示四氟乙烯、六氟丙烯和三氯氟乙烯等。對本發(fā)明中作為分離膜使用的多孔性膜不特別限定,只要發(fā)酵中使用的微生物能夠通過即可,但期望不易發(fā)生由發(fā)酵中使用的微生物的分泌物和/或發(fā)酵原料中的微粒造成的堵塞、且過濾性能為長時間穩(wěn)定地繼續(xù)的范圍。因此,優(yōu)選多孔性分離膜的平均細孔徑為0.01μm以上且小于5μm。另外,進一步優(yōu)選如果多孔性膜的平均細孔徑為0.01μm以上且小于1μm,則可以兼?zhèn)湮⑸飼恍孤┑母吲懦屎透咄杆?,可以具有更高的精度和再現(xiàn)性地實現(xiàn)長時間保持透水性。如果與微生物的大小接近,則有時這些物質(zhì)直接塞住孔,所以多孔性膜的平均細孔徑優(yōu)選小于1μm。為了防止微生物的漏出、即排除率降低的不良狀況發(fā)生,多孔性膜的平均細孔徑優(yōu)選與微生物的大小相比不過大。在使用微生物中細胞較小的細菌等時,作為平均細孔徑優(yōu)選為0.4μm以下,如果小于0.2μm,則可以更適合地實施。另外,有時微生物生產(chǎn)除了作為所期望的生產(chǎn)物的化學品以外的物質(zhì),例如,蛋白質(zhì)和/或多糖類等易凝集的物質(zhì),進而,有時由于培養(yǎng)液中的微生物的一部分死亡而生成細胞的破碎物,為了避免這些物質(zhì)造成的多孔性膜的堵塞,平均細孔徑更適合為0.1μm以下。如果平均細孔徑過小,則多孔性膜的透水性能降低,即使膜不污染也不能有效地運轉(zhuǎn),因而本發(fā)明中的多孔性膜的平均細孔徑優(yōu)選為0.01μm以上,更優(yōu)選為0.02μm以上,進一步優(yōu)選為0.04μm以上。這里,平均細孔徑可以通過測定在倍率10,000倍的掃描型電子顯微鏡觀察中能夠在9.2μm×10.4μm的范圍內(nèi)觀察到的全部細孔的直徑,并進行平均來求得。平均細孔徑或者也可以使用掃描型電子顯微鏡以倍率10,000倍將膜表面拍攝照片,隨機選擇10個以上、優(yōu)選20個以上的細孔測定它們的細孔直徑,并進行數(shù)平均而求得。在細孔不是圓形時,通過用圖像處理裝置等求出具有與細孔所具有的面積相等的面積的圓(等價圓),以等價圓直徑作為細孔的直徑的方法來求得。本發(fā)明中使用的多孔性膜的平均細孔徑的標準偏差σ優(yōu)選為0.1μm以下。平均細孔徑的標準偏差σ越小越好。平均細孔徑的標準偏差σ可以將上述的能夠在9.2μm×10.4μm的范圍內(nèi)觀察到的細孔數(shù)作為n,將測定的各個直徑作為xk,將細孔直徑的平均作為x(ave),通過下述式(1)算出。在本發(fā)明中使用的多孔性膜中,發(fā)酵培養(yǎng)液的透過性是重要的性能之一。作為多孔性膜的透過性的指標,可以利用使用前的多孔性膜的純水透過系數(shù)。在本發(fā)明中,多孔性膜的純水透過系數(shù),在使用溫度為25℃的反滲透膜純化水,以頭高1m測定透水量進行計算時,優(yōu)選為5.6×10-10m3/m2/s/pa以上,如果純水透過系數(shù)為5.6×10-10m3/m2/s/pa~6×10-7m3/m2/s/pa,則可以得到實用上充分的透過水量。在本發(fā)明中使用的多孔性膜中,表面粗糙度是與表面垂直方向的高度的平均值。膜表面粗糙度是為了附著于分離膜表面的微生物容易通過因由攪拌和/或循環(huán)泵產(chǎn)生的液流帶來的膜面清洗效果而剝離的因子之一。對多孔性膜的表面粗糙度不特別限定,只要是附著于膜的微生物、以及其他固形物可被剝離的范圍即可,優(yōu)選為0.1μm以下。如果表面粗糙度為0.1μm以下,附著于膜的微生物、以及其他固形物容易被剝離。明白了進一步優(yōu)選通過使用多孔性膜的膜表面粗糙度為0.1μm以下、平均細孔徑為0.01μm以上且小于1μm、多孔性膜的純水透過系數(shù)為2×10-9m3/m2/s/pa以上的多孔性膜,不過度需要膜面清洗所需的動力的運轉(zhuǎn)可以更容易。通過使多孔性膜的表面粗糙度為0.1μm以下,可以降低在微生物的過濾中在膜表面發(fā)生的剪切力,微生物的破壞被抑制,多孔性膜的堵塞也被抑制,從而長時間穩(wěn)定的過濾可以更容易。另外,通過使多孔性膜的表面粗糙度為0.1μm以下,可以以更低的膜間壓差實施連續(xù)發(fā)酵,即使在多孔性膜堵塞時,與以高膜間壓差運轉(zhuǎn)的情況下相比,清洗恢復性也更良好。通過抑制多孔性膜的堵塞,可以實現(xiàn)穩(wěn)定的連續(xù)發(fā)酵,因此多孔性膜的表面粗糙度越小越好。這里,多孔性膜的膜表面粗糙度使用下述原子力顯微鏡裝置(afm)在下述條件下測定。·裝置原子力顯微鏡裝置(digitalinstruments(株)制“nanoscopeiiia”)·樣品制備測定時,膜樣品在常溫下浸漬于乙醇中15分鐘后,在ro水中浸漬清洗24小時后,風干使用。ro水是指使用作為過濾膜的一種的反滲透膜(ro膜)進行過濾,排除離子、鹽類等雜質(zhì)后的水。ro膜的孔的大小大概為2nm以下。膜表面粗糙度drough通過上述原子力顯微鏡裝置(afm),由各點的z軸方向的高度,通過下述式(2)算出。drough:平均表面粗糙度(μm)zn:z軸方向的高度(μm)掃描范圍的平均高度(μm)本發(fā)明中使用的多孔性膜的形狀優(yōu)選為平膜。多孔性膜的形狀為平膜時,其平均厚度可根據(jù)用途選擇。多孔性膜的形狀為平膜時的平均厚度優(yōu)選為20μm~5000μm,更優(yōu)選50μm~2000μm。另外,本發(fā)明中使用的多孔性膜的形狀優(yōu)選為中空絲膜。多孔性膜為中空絲膜時,中空絲的內(nèi)徑優(yōu)選為200μm~5000μm,膜厚優(yōu)選為20μm~2000μm。另外,中空絲的內(nèi)部還可以含有將有機纖維或無機纖維制成了筒狀紡織物和/或編織物。此外,前述多孔性膜可以通過例如wo2007/097260所記載的制造方法來制造。另外,作為其他優(yōu)選方式,本發(fā)明中的分離膜可以是至少包含陶瓷的膜。本發(fā)明中的陶瓷是指含有金屬氧化物、通過高溫下的熱處理被燒硬而得的物質(zhì)。作為金屬氧化物,可以例示氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋯等。分離膜可以僅由金屬氧化物形成,也可以包含二氧化硅和/或碳化硅、作為二氧化硅與金屬氧化物的化合物的莫來石、堇青石等。對形成分離膜的除陶瓷以外的成分,只要能夠形成作為分離膜的多孔質(zhì)體,就不特別限定。分離膜包含陶瓷時對其形狀也不特別限定,可以使用獨塊(monolith)膜、平膜、管狀膜等任一種。從向容器內(nèi)的填充效率的觀點考慮,優(yōu)選柱狀結(jié)構(gòu)、且較長方向具有貫通孔的結(jié)構(gòu)的分離膜。從填充效率提高的觀點考慮,優(yōu)選獨塊(monolith)膜。優(yōu)選在較長方向具有貫通孔的理由如下。將具有柱狀結(jié)構(gòu)的分離膜收納在組件容器中作為分離膜組件使用時,分離膜可以從外壓式和內(nèi)壓式中選擇合適的方式進行組件化、過濾。本發(fā)明中,此后,將分離膜與發(fā)酵培養(yǎng)液相接的側(cè)稱為1次側(cè),將過濾而得到包含化學品的濾液的側(cè)稱為2次側(cè)。如果使用內(nèi)壓式組件,則由于1次側(cè)的流路狹窄,因而可以在進行錯流過濾時節(jié)約循環(huán)泵的輸出功率。進而,將堆積在分離膜表面的污濁物排出組件外的作用變強,容易保持分離膜表面清潔,因而優(yōu)選。但是,為了獲得該效果,內(nèi)壓式的分離膜具有發(fā)酵培養(yǎng)液的入口和出口是前提。如果此時的入口和出口是配置于一條直線上的貫通孔的狀態(tài),則通液阻抗變小,因而優(yōu)選。進而通過使分離膜為柱狀結(jié)構(gòu)、貫通孔在較長方向空出,可以使收納分離膜的容器變細。如果分離膜組件細,則從制造和/或操作的觀點考慮,可以優(yōu)選使用。對分離膜的孔隙率不特別限定,如果過低,則過濾效率變差,如果過高,則強度降低。為了兼具過濾效率和分離膜的強度、還具有對反復蒸氣滅菌的耐性,優(yōu)選為20%~60%。此外孔隙率通過以下式確定??紫堵蔥%]=100×(濕潤膜重量[g]-干燥膜重量[g])/水比重[g/cm3]/(膜體積[cm3])。分離膜的平均孔徑優(yōu)選為0.01μm~1μm,如果是具有該范圍的平均孔徑的膜,則分離膜不易堵塞、且過濾效率也優(yōu)異。另外,如果平均孔徑為0.02μm~0.2μm的范圍,則不易發(fā)生以蛋白質(zhì)、多糖類等為例的由微生物和/或培養(yǎng)細胞產(chǎn)生的發(fā)酵副生成物、培養(yǎng)液中的微生物/培養(yǎng)細胞死亡而產(chǎn)生的細胞破碎物這樣的容易堵塞分離膜的物質(zhì)的堵塞,因而特別優(yōu)選。具有貫通孔的柱狀結(jié)構(gòu)的分離膜以外表面為2次側(cè),因而為了收集過濾液,優(yōu)選設置組件容器,作為在組件容器內(nèi)填充了分離膜的組件使用。填充在1支組件中的分離膜為1支以上。組件容器優(yōu)選由能耐受反復的蒸氣滅菌處理的原料制成。作為能耐受蒸氣滅菌處理的原料,可例示例如不銹鋼、平均孔隙率低的陶瓷等。這樣的陶瓷膜組件可以通過例如wo2012/086763所記載的制造方法來制造,但也可以利用市售品。如果作為市售品具體例示,則可列舉membralox精濾膜(pall)、陶瓷膜過濾器セフィルトmf膜(日本ガイシ)等。接下來,對于連續(xù)發(fā)酵進行說明。本發(fā)明中的連續(xù)發(fā)酵的特征在于,是將微生物的培養(yǎng)液用分離膜過濾,將未過濾液保持在或回流至培養(yǎng)液中,并且在培養(yǎng)液中補加發(fā)酵原料,從過濾液中回收生產(chǎn)物的連續(xù)發(fā)酵。微生物的培養(yǎng)設定為適合所使用的微生物的ph和溫度即可,只要是微生物能生長繁殖的范圍就不特別限定,通常在ph為4~8、溫度為20~75℃的范圍進行。培養(yǎng)液的ph通過無機或者有機酸、堿性物質(zhì)、以及尿素、碳酸鈣、氨氣等調(diào)節(jié)到通常的ph4~8范圍內(nèi)的預先設定的值。另外,連續(xù)發(fā)酵中培養(yǎng)液中的糖濃度從生產(chǎn)性的觀點出發(fā),希望保持5g/l以下??梢愿鶕?jù)連續(xù)發(fā)酵的培養(yǎng)基的供給速度、培養(yǎng)液的過濾速度、或者供給培養(yǎng)基中的糖濃度來調(diào)節(jié)。另外作為其他手段,可列舉調(diào)節(jié)氧供給量。本發(fā)明中使用的具有戊糖還原酶和戊糖脫氫酶的微生物大多氧氣濃度越高戊糖的代謝越有利。通常已知利用葡萄糖的乙醇發(fā)酵等在不利用氧氣的厭氧條件下效率良好地進行。但是,在戊糖的代謝中需氧條件更加有利。認為這是因為,戊糖還原酶大多利用nadh作為輔酶,生成戊糖代謝途徑的氧化還原平衡的失調(diào),由于該失調(diào),利用氧氣的途徑被過度利用。在一部分微生物中,具有能夠利用nadh和nadph兩者的作為雙酶的戊糖還原酶。這樣的酶可以在氧氣被限制的狀況下防止nad/nadh氧化還原系統(tǒng)的失調(diào)(代謝工學‐原理と方法論‐(代謝工學-原理和方法論-)、グレゴリ·n·ステファノポーラス等、東京電機大學出版、p174(2002))。因此,需要根據(jù)所使用的微生物來適宜設定氧氣供給量,但即使是如上所的雙酶,也有時與nadph相比,nadh更易被利用,此時在需氧條件下也可以代謝。因此,本發(fā)明中的培養(yǎng)的氧條件是,體積傳氧系數(shù)kla(小時-1)(以下,僅簡稱為kla)為優(yōu)選5~300小時-1,更優(yōu)選10~250小時-1,進一步優(yōu)選20~200小時-1。如果kla為5小時-1以下,則有時由于糖消耗速度降低而生產(chǎn)效率不提高。另外,如果kla為300小時-1以上,則有時由于發(fā)泡過盛而給連續(xù)發(fā)酵帶來障礙。kla是顯示在通氣攪拌時在單位時間內(nèi)從氣相向液相轉(zhuǎn)移氧而生成溶存氧的能力的物理量,用以下式(3)定義(參照生物工學實驗書、日本生物工學會編、培風館、p.310(1992))。dc/dt=kla×(c*-c)···(3)。這里,c:培養(yǎng)液中的溶存氧濃度do(ppm)、c*:沒有由微生物造成的氧消耗的情況下與氣相平衡的溶存氧濃度do(ppm)、kla:體積傳氧系數(shù)(小時-1)。由上述式(3)導出下述式(4),因而通過將c*-c的對數(shù)相對于通氣的時間作圖,可以求出kla。in(c*-c)=-kla×t···(4)。另外,本發(fā)明中的kla是可通過氣體置換法(動力學法)測定的數(shù)值。氣體置換法(動力學法)是,在插入了溶存氧濃度電極的通氣攪拌培養(yǎng)裝置中加入水或者所使用的培養(yǎng)基,將這些液體中的氧用氮氣置換而降低該液體的氧濃度,接下來將氮氣切換為壓縮空氣,測定規(guī)定的通氣速度、攪拌速度和溫度下的溶存氧的上升過程,從而計算kla的方法。kla可以通過將通氣條件與攪拌條件組合進行通氣攪拌培養(yǎng)來適宜設定。關于此時的通氣,通氣的氣體也可以根據(jù)培養(yǎng)條件而改變。例如,為了將溶存氧濃度保持得較高,可以使用在空氣中加入氧氣將氧濃度保持在21%以上,或者對培養(yǎng)液加壓,提高攪拌速度,提高通氣速度等方法。本發(fā)明中的kla通過上述方法進行直接測定而求得即可,但在kla較低的范圍,因為已知在攪拌速度一定下如以下式(5)所示,kla與通氣速度成比例,所以也可以通過計算來求。具體地,可以在攪拌速度一定下使通氣速度適當?shù)刈兓M行kla測定,將所得的kla相對于通氣速度作圖,代入式(5)求出常數(shù)a和b,從而進行設定。kla=a×v+b···(5)。這里,v:通氣速度(vvm);a,b:常數(shù)。在kla變高脫離式(5)的情況下,進行直接測定來求kla。本發(fā)明的化學品的制造方法中,對過濾時的膜間壓差不特別限定,只要能夠過濾發(fā)酵培養(yǎng)液即可。但是,如果對于有機高分子膜,用高于150kpa的膜間壓差進行過濾處理,則有機高分子膜的結(jié)構(gòu)被破壞的可能性變高,有時生產(chǎn)化學品的能力降低。另外,如果是低于0.1kpa的膜間壓差,則有時不能充分得到發(fā)酵培養(yǎng)液的透過水量,有制造化學品時的生產(chǎn)性降低的傾向。本發(fā)明的化學品的制造方法中,對于有機高分子膜通過使作為過濾壓力的膜間壓差優(yōu)選為0.1kpa~150kpa的范圍,從而發(fā)酵培養(yǎng)液的透過水量多,也不會由于膜的結(jié)構(gòu)的破壞而化學品制造能力降低,因而可以維持高的化學品生產(chǎn)能力。膜間壓差對于有機高分子膜優(yōu)選為0.1kpa~50kpa的范圍,進一步優(yōu)選0.1kpa~20kpa的范圍。在使用陶瓷膜時對過濾時的膜間壓差也不特別限定,只要能夠過濾發(fā)酵培養(yǎng)液即可,優(yōu)選為500kpa以下。如果在500kpa以上運轉(zhuǎn),則有時發(fā)生膜的堵塞,連續(xù)發(fā)酵運轉(zhuǎn)發(fā)生不良。作為過濾的驅(qū)動力,可以通過利用了發(fā)酵液與多孔性膜處理水的液位差(水頭差)的虹吸管、或錯流循環(huán)泵而在分離膜產(chǎn)生膜間壓差。另外,作為過濾的驅(qū)動力,可以在分離膜2次側(cè)設置抽吸泵。另外,使用錯流循環(huán)泵時可以通過抽吸壓力來控制膜間壓差。進而,也可以通過導入發(fā)酵液側(cè)的壓力的氣體或液體的壓力來控制膜間壓差。進行這些壓力控制時,以發(fā)酵液側(cè)的壓力與多孔性膜處理水側(cè)的壓力差作為膜間壓差,用于膜間壓差的控制。另外,在本發(fā)明的化學品的制造方法中,還可以在培養(yǎng)初期進行分批培養(yǎng)或補料分批培養(yǎng)使微生物濃度變高后,開始連續(xù)發(fā)酵(培養(yǎng)液的過濾)。另外,還可以接種高濃度的菌體,在培養(yǎng)開始的同時進行連續(xù)發(fā)酵。在本發(fā)明的化學品的制造方法中,可以從適當?shù)臅r期開始進行培養(yǎng)基供給和培養(yǎng)液的過濾。培養(yǎng)基供給和培養(yǎng)液的過濾的開始時間未必相同。另外,培養(yǎng)基供給和培養(yǎng)液的過濾可以是連續(xù)的,也可以是間歇的。只要在原料培養(yǎng)液中添加菌體增殖所需的營養(yǎng)素,使菌體增殖能連續(xù)地進行即可。關于培養(yǎng)液中的微生物的濃度,只要是效率良好地生成化學品所優(yōu)選的濃度即可。培養(yǎng)液中的微生物的濃度,作為一例,通過將干燥重量維持在5g/l以上,可得到良好的生產(chǎn)效率。在本發(fā)明的化學品的制造方法中,還可以通過在連續(xù)發(fā)酵的中途根據(jù)需要從發(fā)酵槽內(nèi)除去包含微生物的培養(yǎng)液的一部分,然后用培養(yǎng)基稀釋,來調(diào)整培養(yǎng)槽內(nèi)的微生物濃度。例如,如果發(fā)酵槽內(nèi)的微生物濃度過度變高,則容易發(fā)生分離膜的堵塞,因而有時通過除去包含微生物的培養(yǎng)液的一部分,用培養(yǎng)基稀釋,可以容易地避免堵塞。另外,有時根據(jù)發(fā)酵槽內(nèi)的微生物濃度不同而化學品的生產(chǎn)性能變化,還可以以生產(chǎn)性能作為指標,通過除去包含微生物的培養(yǎng)液的一部分并用培養(yǎng)基稀釋,來維持生產(chǎn)性能。按照本發(fā)明的化學品的制造方法進行連續(xù)發(fā)酵時,與現(xiàn)有的培養(yǎng)相比,可以實現(xiàn)發(fā)酵收率極好的連續(xù)發(fā)酵。這里,連續(xù)發(fā)酵中的發(fā)酵收率通過以下式(6)計算。收率(g/g)=生成物量(g)÷{投入糖(g)-未利用糖(g)}···(6)。本發(fā)明中使用的連續(xù)發(fā)酵裝置只要是將微生物的發(fā)酵培養(yǎng)液用分離膜過濾,在從濾液回收生產(chǎn)物的同時將未過濾液保持在或回流至所述發(fā)酵培養(yǎng)液中,并且在所述發(fā)酵培養(yǎng)液中補加發(fā)酵原料,并回收過濾液中的生產(chǎn)物的利用連續(xù)發(fā)酵來制造化學品的制造裝置,就不特別限定,如果列舉具體例,則在使用有機高分子膜時,可以使用wo2007/097260所記載的裝置。另外,在使用陶瓷膜時,可以使用wo2012/086763所記載的裝置。作為通過本發(fā)明的化學品的制造方法制造的化學品,只要是上述微生物在培養(yǎng)液中生產(chǎn)的物質(zhì)就不限制。通過本發(fā)明的化學品的制造方法制造的化學品可列舉醇、有機酸、氨基酸、核酸等在發(fā)酵工業(yè)中大量生產(chǎn)的物質(zhì)。例如,作為醇,可列舉乙醇、異丁醇、異丙醇、正丁醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、甘油等,作為有機酸,可列舉乙酸、乳酸、丙酮酸、琥珀酸、蘋果酸、衣康酸、檸檬酸、己二酸等,作為核酸可列舉肌苷、鳥苷等核苷、肌苷酸、鳥苷酸等核苷酸、以及尸胺、腐胺等二胺化合物。另外,本發(fā)明還可以適用于酶、抗生素、重組蛋白質(zhì)這樣的物質(zhì)的生產(chǎn)。這些化學品可以通過周知的方法(膜分離、濃縮、蒸餾、晶析、提取等)從過濾液回收。實施例以下,列舉實施例具體說明本發(fā)明。但是,本發(fā)明不限于這些實施例。(參考例1)葡萄糖、木糖、乙醇的分析方法培養(yǎng)液中的葡萄糖、木糖和乙醇的濃度在下述所示的hplc條件下通過與標準品的比較來定量。柱:shodexsh1011(昭和電工株式會社制)轉(zhuǎn)移相:5mm硫酸(流速0.6ml/分鐘)反應液:無檢測方法:ri(差示折射率)溫度:65℃。(參考例2)乳酸的分析方法培養(yǎng)液中的乳酸在下述所示的hplc條件下通過與標準品的比較來定量。柱:shim-packspr-h(株式會社島津制作所制)轉(zhuǎn)移相:5mm對甲苯磺酸(流速0.8ml/分鐘)反應液:5mm對甲苯磺酸、20mmbis-tris、0.1mmedta·2na(流速0.8ml/分鐘)檢測方法:電導率溫度:45℃。(參考例3)戊糖還原酶活性的測定將熱帶假絲酵母nbrc0199株、樹干畢赤酵母nbrc1687株、wo2010/140602所記載的產(chǎn)朊假絲酵母culpldh株分別用白金耳接菌于5ml的ypx培養(yǎng)基(酵母提取物1%、細菌蛋白胨2%、木糖2%)中,在30℃振蕩培養(yǎng)一夜(前培養(yǎng))。第二天,在加入了50ml的ypx培養(yǎng)基的500ml的帶褶皺三角燒瓶中繼續(xù)接種前培養(yǎng)液,在30℃振蕩培養(yǎng)24小時。將回收的培養(yǎng)液用50mm的磷酸緩沖液清洗2次。用50mm的磷酸緩沖液將菌體再懸浮,用珠式勻漿器(珠φ0.5為0.6g、4000轉(zhuǎn)/分鐘、1分鐘×5次)破碎后,通過離心分離回收上清,將此作為菌體提取液。在包含200mm的木糖、和100μl的1.5mm的nad(p)h的50mm的磷酸緩沖液(900μl)中添加菌體提取液,連續(xù)地監(jiān)測在30℃使其反應時的340nm的吸光度。將未添加木糖的樣品作為空白,將與空白相比吸光度的減少較大的情況判定為有戊糖還原酶活性,結(jié)果可以確認3株均具有戊糖還原酶活性。(參考例4)五醇脫氫酶活性的測定將熱帶假絲酵母nbrc0199株、樹干畢赤酵母nbrc1687株、wo2010/140602所述的產(chǎn)朊假絲酵母culpldh株分別用白金耳接菌于5ml的ypx培養(yǎng)基(酵母提取物1%、細菌蛋白胨2%、木糖2%)中,在30℃振蕩培養(yǎng)一夜(前培養(yǎng))。第二天,在加入了50ml的ypx培養(yǎng)基的500ml的帶褶皺三角燒瓶中繼續(xù)接種前培養(yǎng)液,在30℃振蕩培養(yǎng)24小時。將回收的培養(yǎng)液用50mm的tris-hcl緩沖液清洗2次。用50mm的tris-hcl緩沖液將菌體再懸浮,用珠式勻漿器(珠φ0.5為0.6g、4000轉(zhuǎn)/分鐘、1分鐘×5次)破碎后,通過離心分離回收上清,將此作為菌體提取液。在包含50mm的mgcl2、300mm的木糖醇和100μl的10mm的nad(p)+的50mm的tris-hcl緩沖液900μl中添加菌體提取液,連續(xù)地監(jiān)測在35℃使其反應時的340nm的吸光度。將未添加木糖醇的樣品作為空白,將與空白相比吸光度的增加較大的情況判定為有五醇脫氫酶活性,結(jié)果可以確認3株均具有五醇脫氫酶活性。(參考例5)kla測定在培養(yǎng)槽中插入溶存氧電極(メトラートレド制)對各通氣攪拌條件測定溶存氧濃度,通過使用氮氣的動力學法求出kla。首先,在培養(yǎng)槽加入水1.5l,一邊將水溫調(diào)整為30℃一邊以一定的速度攪拌而將氮氣充分地吹入水中,在電極值變成最低值的時刻進行溶存氧電極的零校正。然后,測定將通氣氣體從氮氣切換為規(guī)定的通氣速度的空氣后的溶存氧濃度的經(jīng)時變化,求出kla。將在攪拌速度800轉(zhuǎn)/分鐘、溫度30℃通氣壓縮空氣時所得的針對各通氣攪拌條件的kla示于表1。表1對于表1的0.01~0.6vvm,將通氣速度與kla的關系作圖,算出式(5)的常數(shù)(a,b),結(jié)果為(284,0.49)。1.5vvm的值超出作圖的直線關系,因而在常數(shù)的算出中刨除來計算。(比較例1)以六碳糖為發(fā)酵原料通過熱帶假絲酵母的分批培養(yǎng)進行的乙醇的制造作為微生物,使用熱帶假絲酵母nbrc0199株,作為培養(yǎng)基使用ypd培養(yǎng)基(酵母提取物1%、細菌蛋白胨2%、葡萄糖7%)。將熱帶假絲酵母nbrc0199株在試管中用2ml的ypd培養(yǎng)基在30℃振蕩培養(yǎng)一夜(前前培養(yǎng))。將所得的培養(yǎng)液接菌于加入了50ml的ypd培養(yǎng)基的500ml容量的帶褶皺三角燒瓶中,振蕩培養(yǎng)一夜(前培養(yǎng))。將前培養(yǎng)液接菌于1.5l的ypd培養(yǎng)基中,將培養(yǎng)槽用附帶的攪拌機以800轉(zhuǎn)/分鐘攪拌,進行培養(yǎng)槽的通氣速度的調(diào)整、溫度調(diào)整,在以下的條件下進行16小時分批培養(yǎng),制造乙醇(表3)。培養(yǎng)槽容積:2l培養(yǎng)槽有效容積:1.5l溫度調(diào)整:30℃培養(yǎng)槽通氣速度:0.1vvm壓縮空氣培養(yǎng)槽攪拌速度:800轉(zhuǎn)/分鐘ph調(diào)整:無滅菌:培養(yǎng)槽和使用培養(yǎng)基全部通過121℃、20分鐘的高壓釜進行高壓蒸氣滅菌。(比較例2)以混合糖為發(fā)酵原料通過熱帶假絲酵母的分批培養(yǎng)進行的乙醇的制造作為培養(yǎng)基使用表2所示的組成的ypdx培養(yǎng)基,在與比較例1同樣的條件下進行23小時分批培養(yǎng),制造乙醇(表3)。表2成分含有比例葡萄糖3%木糖4%細菌蛋白胨2%酵母提取物1%(比較例3)以混合糖為發(fā)酵原料通過熱帶假絲酵母的連續(xù)發(fā)酵進行的乙醇的制造使用表2所示的組成的ypdx培養(yǎng)基作為培養(yǎng)基進行不利用分離膜的連續(xù)發(fā)酵。將熱帶假絲酵母nbrc0199株在試管中用2ml的ypd培養(yǎng)基在30℃振蕩培養(yǎng)一夜(前前前培養(yǎng))。將所得的培養(yǎng)液接菌于加入了50ml的ypd培養(yǎng)基的500ml容量的帶褶皺三角燒瓶中,振蕩培養(yǎng)一夜(前前培養(yǎng))。在加入了1.5l的ypdx培養(yǎng)基的連續(xù)發(fā)酵裝置(從wo2007/097260的圖2所示的裝置中除去分離膜元件后的裝置)中接菌前前培養(yǎng)液,將培養(yǎng)槽的攪拌速度、通氣速度、溫度調(diào)整為與比較例1相同的條件,進行16小時培養(yǎng)(前培養(yǎng))。前培養(yǎng)結(jié)束后,立即開始連續(xù)發(fā)酵,通過360小時的連續(xù)發(fā)酵來制造乙醇。培養(yǎng)基的供給和包含微生物的培養(yǎng)液的取出使用ペリスタ生物微型泵ac-2120型(atto社),向培養(yǎng)槽內(nèi)直接供給培養(yǎng)基,從培養(yǎng)槽內(nèi)直接取出包含微生物的培養(yǎng)液。將包含微生物的培養(yǎng)液的取出速度設定為0.05l/小時,一邊控制培養(yǎng)基供給速度使得培養(yǎng)槽內(nèi)的培養(yǎng)液量為1.5l,一邊進行運轉(zhuǎn)(表3)。(實施例1)以混合糖為發(fā)酵原料通過熱帶假絲酵母的利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵進行的乙醇的制造1使用表2所示的組成的ypdx培養(yǎng)基作為培養(yǎng)基進行利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵。熱帶假絲酵母nbrc0199株在試管中用2ml的ypd培養(yǎng)基在30℃振蕩培養(yǎng)一夜(前前前培養(yǎng))。將所得的培養(yǎng)液接菌于加入了ypd培養(yǎng)基50ml的500ml容量的帶褶皺三角燒瓶中,振蕩培養(yǎng)一夜(前前培養(yǎng))。將前前培養(yǎng)液接菌于加入了1.5l的ypdx培養(yǎng)基的膜一體型的具備以下的條件的連續(xù)發(fā)酵裝置(wo2007/097260的圖2所示的裝置)中,將培養(yǎng)槽用附帶的攪拌機以800轉(zhuǎn)/分鐘攪拌,進行培養(yǎng)槽的通氣速度的調(diào)整、溫度調(diào)整,進行36小時培養(yǎng)(前培養(yǎng))。前培養(yǎng)結(jié)束后,立即開始連續(xù)發(fā)酵,進行乙醇的制造。培養(yǎng)基供給和培養(yǎng)液的過濾使用ペリスタ生物微型泵ac-2120型(atto社)。培養(yǎng)基供給向培養(yǎng)槽內(nèi)直接進行,培養(yǎng)液的過濾作為通過了固定了分離膜的元件的濾液的取出來進行。使培養(yǎng)液過濾速度為一定,一邊控制培養(yǎng)基供給速度使得培養(yǎng)槽內(nèi)的培養(yǎng)液量為1.5l,一邊使過濾時的膜間壓差在0.1~20.0kpa的范圍變化,通過370小時的連續(xù)發(fā)酵來制造乙醇(表3)。培養(yǎng)槽容積:2l培養(yǎng)槽有效容積:1.5l使用分離膜:聚偏-1,1-二氟乙烯過濾膜膜分離元件有效過濾面積:120cm2分離膜的純水透過系數(shù):50×10-9m3/m2/s/pa分離膜的平均細孔徑:0.1μm平均細孔徑的標準偏差:0.035μm分離膜的表面粗糙度:0.06μm溫度調(diào)整:30℃培養(yǎng)槽通氣速度:0.01vvm壓縮空氣培養(yǎng)槽攪拌速度:800轉(zhuǎn)/分鐘ph調(diào)整:無培養(yǎng)液過濾速度:0.05l/小時滅菌:包含分離膜元件的培養(yǎng)槽、和使用培養(yǎng)基全部通過121℃、20分鐘的高壓釜進行高壓蒸氣滅菌。(實施例2)以混合糖為發(fā)酵原料通過熱帶假絲酵母的利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵進行的乙醇的制造2使用熱帶假絲酵母nbrc0199株進行利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵。除了使培養(yǎng)槽通氣速度為0.1vvm壓縮空氣以外,在與實施例1同樣的條件下進行,通過369小時的連續(xù)發(fā)酵來制造乙醇(表3)。(實施例3)以混合糖為發(fā)酵原料通過熱帶假絲酵母的利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵進行的乙醇的制造3使用熱帶假絲酵母nbrc0199株進行利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵。除了使培養(yǎng)槽通氣速度為1.5vvm壓縮空氣以外,在與實施例1同樣的條件下進行,通過370小時的連續(xù)發(fā)酵來制造乙醇(表3)。表3(比較例4)以六碳糖為發(fā)酵原料通過樹干畢赤酵母的分批培養(yǎng)進行的乙醇的制造作為微生物,使用樹干畢赤酵母nbrc1687株,在與比較例1同樣的條件下進行40小時分批培養(yǎng),制造乙醇(表4)。(比較例5)以混合糖為發(fā)酵原料通過樹干畢赤酵母的分批培養(yǎng)進行的乙醇的制造作為微生物,使用樹干畢赤酵母nbrc1687株,在與比較例2同樣的條件下進行40小時分批培養(yǎng),制造乙醇(表4)。(比較例6)以混合糖為發(fā)酵原料通過樹干畢赤酵母的連續(xù)發(fā)酵進行的乙醇的制造作為微生物,使用樹干畢赤酵母nbrc1687株,用混合糖原料進行不利用分離膜的連續(xù)發(fā)酵。除了使前培養(yǎng)時間為40小時以外,在與比較例3同樣的條件下進行,通過368小時的連續(xù)發(fā)酵來制造乙醇(表4)。(實施例4)以混合糖為發(fā)酵原料通過樹干畢赤酵母的利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵進行的乙醇的制造1作為微生物,使用樹干畢赤酵母nbrc1687株,進行利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵。除了使前培養(yǎng)為48小時、膜間壓差為0.1~19.8kpa以外,在與實施例1同樣的條件下進行,通過370小時的連續(xù)發(fā)酵來制造乙醇(表4)。(實施例5)以混合糖為發(fā)酵原料通過樹干畢赤酵母的利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵進行的乙醇的制造2作為微生物,使用樹干畢赤酵母nbrc1687株,進行利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵。除了使前培養(yǎng)為40小時、膜間壓差為0.1~19.8kpa以外,在與實施例2同樣的條件下進行,通過369小時的連續(xù)發(fā)酵來制造乙醇(表4)。(實施例6)以混合糖為發(fā)酵原料通過樹干畢赤酵母的利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵進行的乙醇的制造3作為微生物,使用樹干畢赤酵母nbrc1687株,進行利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵。除了使前培養(yǎng)為36小時、膜間壓差為0.1~19.8kpa以外,在與實施例3同樣的條件下進行,通過370小時的連續(xù)發(fā)酵來制造乙醇(表4)。表4(比較例7)以六碳糖為發(fā)酵原料通過產(chǎn)朊假絲酵母的分批培養(yǎng)進行的d-乳酸的制造作為微生物,使用通過wo2010/140602所公開的方法制作的產(chǎn)朊假絲酵母culpldh株。除了將ph用1n氫氧化鈣調(diào)整為ph6.0以外,在與比較例1同樣的條件下進行40小時分批培養(yǎng),制造d-乳酸(表5)。(比較例8)以混合糖為發(fā)酵原料通過產(chǎn)朊假絲酵母的分批培養(yǎng)進行的d-乳酸的制造作為微生物使用產(chǎn)朊假絲酵母culpldh株,除了將ph用1n氫氧化鈣調(diào)整為ph6.0以外,在與比較例2同樣的條件進行40小時分批培養(yǎng),制造d-乳酸(表5)。(比較例9)以混合糖為發(fā)酵原料通過產(chǎn)朊假絲酵母的連續(xù)發(fā)酵進行的d-乳酸的制造作為微生物使用產(chǎn)朊假絲酵母culpldh株,進行不利用分離膜的連續(xù)發(fā)酵。除了使前培養(yǎng)為40小時、將ph用1n氫氧化鈣調(diào)整為ph6.0以外,在與比較例3同樣的條件下進行,通過368小時的連續(xù)發(fā)酵來制造d-乳酸(表5)。(實施例7)以混合糖為發(fā)酵原料通過產(chǎn)朊假絲酵母的利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵進行的d-乳酸的制造1作為微生物使用產(chǎn)朊假絲酵母culpldh株,進行利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵。除了使前培養(yǎng)為50小時、將ph用1n氫氧化鈣調(diào)整為ph6.0以外,在與實施例1同樣的條件下進行,通過370小時的連續(xù)發(fā)酵來制造d-乳酸(表5)。(實施例8)以混合糖為發(fā)酵原料通過產(chǎn)朊假絲酵母的利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵進行的d-乳酸的制造2作為微生物使用產(chǎn)朊假絲酵母culpldh株,進行利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵。除了使前培養(yǎng)為40小時、將ph用1n氫氧化鈣調(diào)整為ph6.0以外,在與實施例1同樣的條件下進行,通過369小時的連續(xù)發(fā)酵來制造d-乳酸(表5)。(實施例9)以混合糖為發(fā)酵原料通過產(chǎn)朊假絲酵母的利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵進行的d-乳酸的制造3作為微生物使用產(chǎn)朊假絲酵母culpldh株,進行利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵。除了使前培養(yǎng)為30小時、將ph用1n氫氧化鈣調(diào)整為ph6.0以外,在與實施例1同樣的條件下進行,通過370小時的連續(xù)發(fā)酵來制造d-乳酸(表5)。表5(比較例10)以混合糖為發(fā)酵原料通過熱帶假絲酵母的分批發(fā)酵進行的乙醇的制造2使用熱帶假絲酵母nbrc0199株,進行分批發(fā)酵。發(fā)酵培養(yǎng)基使用ypdx培養(yǎng)基,但從表2所示的組成變更糖濃度,以葡萄糖1%、木糖9%制備。其他運轉(zhuǎn)條件等與比較例2同樣地進行,通過42小時的分批發(fā)酵來制造乙醇(表6)。(比較例11)以混合糖為發(fā)酵原料通過熱帶假絲酵母的連續(xù)發(fā)酵進行的乙醇的制造2使用熱帶假絲酵母nbrc0199株,進行不利用分離膜的連續(xù)發(fā)酵。發(fā)酵培養(yǎng)基使用ypdx培養(yǎng)基,但從表2所示的組成變更糖濃度,以葡萄糖1%、木糖9%制備。其他運轉(zhuǎn)條件等與比較例3同樣地進行,通過400小時的連續(xù)發(fā)酵來制造乙醇(表6)。(實施例10)以混合糖為發(fā)酵原料通過熱帶假絲酵母的利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵進行的乙醇的制造4使用熱帶假絲酵母nbrc0199株,進行利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵。發(fā)酵培養(yǎng)基使用ypdx培養(yǎng)基,但從表2所示的組成變更糖濃度,以葡萄糖1%、木糖9%制備。其他運轉(zhuǎn)條件等與實施例1同樣地進行,通過420小時的連續(xù)發(fā)酵來制造乙醇(表6)。(實施例11)以混合糖為發(fā)酵原料通過熱帶假絲酵母的利用了陶瓷制分離膜的連續(xù)發(fā)酵進行的乙醇的制造5使用熱帶假絲酵母nbrc0199株,進行利用了陶瓷制分離膜的連續(xù)發(fā)酵。發(fā)酵培養(yǎng)基使用ypdx培養(yǎng)基,但從表2所示的組成變更糖濃度,以葡萄糖1%、木糖9%來制備。將熱帶假絲酵母nbrc0199株在試管中用2ml的ypd培養(yǎng)基在30℃振蕩培養(yǎng)一夜(前前前培養(yǎng))。將所得的培養(yǎng)液接菌于加入了ypd培養(yǎng)基50ml的500ml容量的帶褶皺三角燒瓶中,振蕩培養(yǎng)一夜(前前培養(yǎng))。將前前培養(yǎng)液接菌于加入了1.5l的ypdx培養(yǎng)基的膜分離型的連續(xù)發(fā)酵裝置(wo2012/086763的圖12所示的裝置)中,將培養(yǎng)槽用附帶的攪拌機以800轉(zhuǎn)/分鐘攪拌,進行培養(yǎng)槽的通氣速度的調(diào)整、溫度調(diào)整,進行36小時培養(yǎng)(前培養(yǎng))。前培養(yǎng)結(jié)束后,立即開始連續(xù)發(fā)酵。一邊將過濾時的膜間壓差調(diào)整為500kpa以下,一邊通過400小時的連續(xù)發(fā)酵來制造乙醇(表6)。培養(yǎng)槽容積:2l培養(yǎng)槽有效容積:1.5l使用分離膜:celfit精濾膜獨塊(monolith)φ4-19(日本ガイシ)膜分離元件長度:500mm分離膜的平均細孔徑:0.1μm溫度調(diào)整:30℃培養(yǎng)槽通氣速度:0.01vvm壓縮空氣培養(yǎng)槽攪拌速度:800轉(zhuǎn)/分鐘ph調(diào)整:無。表6(比較例12)以混合糖為發(fā)酵原料通過熱帶假絲酵母的分批培養(yǎng)進行的乙醇的制造3使用熱帶假絲酵母nbrc0199株,進行分批發(fā)酵。發(fā)酵原料利用wo2010/067785的實施例2所公開的利用納濾膜的制備方法制備的纖維素糖化液,通過適宜試劑將發(fā)酵培養(yǎng)基的組成調(diào)整成如表7所示那樣。其他運轉(zhuǎn)條件等與比較例3同樣地進行,通過72小時的分批發(fā)酵來制造乙醇(表8)。表7成分含有比例葡萄糖6%木糖3%細菌蛋白胨2%酵母提取物i%(比較例13)以混合糖為發(fā)酵原料通過熱帶假絲酵母的連續(xù)發(fā)酵進行的乙醇的制造3使用熱帶假絲酵母nbrc0199株,進行不利用分離膜的連續(xù)發(fā)酵。發(fā)酵培養(yǎng)基與比較例12同樣地使用表7所述的培養(yǎng)基。其他運轉(zhuǎn)條件等與比較例3同樣地進行,通過400小時的連續(xù)發(fā)酵來制造乙醇(表8)。(實施例12)以混合糖為發(fā)酵原料通過熱帶假絲酵母的利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵進行的乙醇的制造6使用熱帶假絲酵母nbrc0199株,進行利用了分離膜的連續(xù)發(fā)酵。發(fā)酵培養(yǎng)基與比較例12同樣地使用表7所述的培養(yǎng)基。其他運轉(zhuǎn)條件等與實施例1同樣地進行,通過456小時的連續(xù)發(fā)酵來制造乙醇(表8)。表8由以上的結(jié)果,可以從五碳糖與六碳糖的混合糖以高收率制造化學品。產(chǎn)業(yè)可利用性通過本發(fā)明,可以大幅提高使用了包含五碳糖和六碳糖的發(fā)酵原料的各種化學品的發(fā)酵生產(chǎn)的效率。當前第1頁12
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