CN111902542A

CN111902542A - 乙醇的制造方法和乙醇组合物

Info

Publication number: CN111902542A
Application number: CN201980021946.7A
Authority: CN
Inventors: 西山典秀; 佐藤周知; 滨地心; 夏山和都
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2020-11-06
Also published as: EP3778909A1; WO2019188839A1; EP3778909A4; JP6745414B2; JPWO2019188839A1

Abstract

本发明的目的是提供降低对细菌的灭菌性、提高乙醇生产性的制造方法和对细菌的灭菌性降低的乙醇组合物。在对碳源进行微生物发酵来制造乙醇的方法中，将微生物发酵槽内的2‑丙醇浓度设为小于2ppm。

Description

乙醇的制造方法和乙醇组合物

相关申请的相互参照

本申请主张基于2018年3月27日申请的日本专利申请2018-60699号、2018年3月27日申请的日本专利申请2018-60746号和2018年3月30日申请的日本专利申请2018-69742号的优先权，它们全部的公开内容通过参照而设为本说明书的公开内容的一部分。

技术领域

本发明涉及乙醇的制造方法和乙醇组合物。

背景技术

近年，从应对全球变暖、有效活用废弃物的观点出发，以植物资源为原料的生物质的利用受到关注。通常，作为用于由生物质制造乙醇等化合物的原料，经常使用甘蔗等糖类、玉米等淀粉类。然而，这些原料本来用作食物或饲料，在长期性地用作工业用资源的情况下，引起与食物或饲料用途的竞争，存在导致原料价格的高涨的风险。

因此，正在推进将木质类的建筑废材、农业废弃物等不可食用生物质资源用作能量资源的技术开发。作为不可食用生物质，可举出地球上最丰富的纤维素，但是，其中大部分是作为木质纤维素而存在，所述木质纤维素是芳香族聚合物与木质素、半纤维素形成的复合体。

在利用了木质纤维素类生物质的乙醇生产中，通常通过酵母将通过预处理、酶糖化处理而获得的糖进行厌氧发酵，从而转换为乙醇。尽管能够由木质纤维素类生物质获得大量木糖，但是野生型的酵母不具有木糖同化能力。因此，如日本特开2014-193152号公报所述，研究了使用通过基因操作而赋予了木糖同化能力的酵母。

然而，就通过基因操作赋予了木糖同化能力的酵母而言，由于根据卡塔赫纳生物安全议定书的各国法规制度，为了进行使用，需要在取得各种环境数据、建设封闭设备等方面进行大量投资。特别是在日本，所述问题是显著的，在制造乙醇这样的低价物质时，存在从成本方面出发难以使用基因重组酵母的问题。

因此，近年来，如日本特表2010-500026号公报和日本特表2012-526552号公报所示，同时具备葡萄糖、木糖同化能力的大肠杆菌等真细菌受到关注，但是，由于与酵母相比，大肠杆菌对于自己生成的乙醇耐受性较差，因此，存在微生物发酵液的乙醇浓度不能提高、生产性比酵母法低这样的问题。

此外，已知如果在田地、园艺施设、家庭菜园等中，连作茄科、葫芦科、豆科和十字花科等作物，则经常使土壤中的植物病原菌、线虫增加，导致生长较差并枯萎。已知这样的连作损害可通过轮作来解决，但是还存在由于商业计划、土地面积等理由而必须进行连作的情况，在这种情况下，进行嫁接苗的使用、使用药剂进行的消毒等。

然而，就使用嫁接苗来应对连作损害而言，在导致成本的增加的同时，不能直接性解决，无法多年避免连作损害。此外，作为使用药剂进行的主要消毒方法，有通过土壤蒸熏进行的土壤灭菌，撒布了各种农药。然而，就这些药剂而言，存在可能残留于土壤、对人体有害这样的问题，存在无法使用有机农业的表达的风险。

因此，近年，作为不影响人体并用于在非农药的情况下得到与农药同样的效果的方法之一，日本特开2010-106034号公报、国际公开2007/129467号A1中记载的使用了低浓度乙醇水溶液的土壤还原灭菌方法受到关注。该方法通过将低浓度乙醇投入土壤中，通过使包含乙醇同化菌的土壤微生物群繁殖，而使土壤内的氧被消耗，变成无氧(还原)状态。其结果，是减少并杀死病原性土壤微生物等的方法。

发明内容

发明所解决的技术问题

当使用真细菌或古细菌进行微生物发酵时，存在以下问题：由于细菌被自己生成的乙醇杀死，因此不能提高微生物发酵槽内的乙醇浓度。

此外，使用了低浓度乙醇水溶液的土壤还原灭菌方法中，存在于仅使用太阳热的条件下散布乙醇后，必须用薄膜包覆土壤并保持2～3周时间这样的问题。此外，预计如果包含乙醇同化菌的土壤微生物群(以下，简称为微生物群)在早期进行繁殖，则时间缩短，但是存在以下这样的新问题：当使乙醇水溶液中的乙醇浓度增加时，由于乙醇的灭菌性(抑菌性)，而使土壤微生物群被灭菌。

因此，本发明提供降低对细菌的灭菌性、提高乙醇生产性的制造方法和对细菌的灭菌性降低的乙醇组合物。

解决问题的技术手段

发明人等进行了深入研究，结果发现，通过将微生物发酵槽中的2-丙醇浓度控制在特定量以下，而能够使微生物发酵液的乙醇浓度增加。此外，本发明的乙醇组合物是在低浓度下的灭菌性降低的物质。

即，本发明的主旨如下。

[1]一种乙醇的制造方法，其中，在通过真细菌或古细菌对碳源进行微生物发酵来制造乙醇的方法中，将微生物发酵槽内的2-丙醇浓度设为小于2ppm。

[2]根据[1]的乙醇的制造方法，其中，

所述碳源包含生物质资源。

[3]根据[2]的乙醇的制造方法，其中，

所述生物质资源是不可食用原料。

[4]根据[2]或[3]的乙醇的制造方法，其中，

所述生物质资源是废弃物。

[5]根据[1]～[4]中的任一项的乙醇的制造方法，其中，

所述微生物为真细菌。

[6]根据[1]～[5]中的任一项的乙醇的制造方法，其中，

将微生物发酵槽内的乙醇浓度设为0.1质量％以上且15质量％以下。

[7]一种乙醇，其是通过[1]～[6]中的任一项的方法制造的乙醇。

[8]一种乙醇组合物，其中，

2-丙醇浓度小于2ppm。

[9]一种乙醇组合物，其以0.001ppm以上且1000ppm以下的浓度包含碳原子数6～14的饱和烃化合物。

[10]根据[9]的乙醇组合物，其包含50质量％以上的乙醇。

[11]根据[8]～[10]中的任一项的乙醇组合物，其进一步以0.001ppm～800ppm的浓度包含碳原子数6～14的芳香族烃化合物。

[12]根据[8]～[11]中的任一项的乙醇组合物，其中，

所述饱和烃化合物为选自庚烷、辛烷和癸烷中的1种以上。

[13]一种乙醇组合物，其以0.001ppm～100ppm的浓度包含碳原子数6～14的芳香族化合物。

[14]根据[13]的乙醇组合物，其中，

所述芳香族化合物为选自甲苯、苯、乙苯、二甲苯和萘中的1种以上。

[15]根据[8]、[13]或[14]所述的乙醇组合物，其进一步以0.001ppm～1000ppm的浓度包含碳原子数6～14的饱和烃化合物。

[16]根据[8]～[15]中的任一项的乙醇组合物，其包含50质量％以上的乙醇。

[17]一种乙醇组合物，其以0.001ppm～1000ppm的浓度包含正癸烷。

[18]根据[17]所述的乙醇组合物，其以0.001ppm～800ppm的浓度包含乙苯。

[19]一种乙醇组合物，其以0.001ppm～100ppm的浓度包含乙苯。

[20]根据[19]的乙醇组合物，其以0.001ppm～1000ppm的浓度包含正癸烷。

[21]一种土壤消毒方法，其中，

将[8]～[20]中的任一项的乙醇组合物用水稀释，将稀释后的乙醇浓度为0.1质量～15质量％的乙醇水溶液散布于土壤。

发明效果

由于根据本发明的乙醇的制造方法，能够使微生物发酵槽的乙醇浓度的上限增加，因此能够在使单位时间的生产量增加的同时使后续的蒸馏成本降低。

此外，就本发明的所述效果而言，即使在进行了与乙醇制造有关的基因重组的真细菌的情况下，也能够期待同样的效果。

此外，本发明的乙醇组合物在约1～15质量％的低浓度条件下，灭菌性较低。因此，优选用作用于皮肤的化妆品的溶剂、土壤还原灭菌用乙醇等。

具体实施方式

以下，将对实施本发明的优选方式的一个实例进行说明。但是，下述实施方式是用于说明本发明的示例，本发明不限于下述实施方式。此外，在本发明中没有特别说明的情况下，ppm意味着质量ppm。

[乙醇的制造法]

<微生物>

就能够用于本发明的方法的微生物而言，只要是具备乙醇生产性的真细菌或古细菌，就没有特别限定，但是通常可举出：发酵单胞菌属、大肠杆菌、棒状杆菌属、梭菌属、盐单胞菌属等真细菌、盐杆菌纲等古细菌，从乙醇生产性的观点出发，优选为发酵单胞菌属、大肠杆菌、棒状杆菌属、梭菌属、盐单胞菌属的真细菌，更优选使用大肠杆菌、梭菌属的细菌。

作为所述真细菌的更具体的实例，可优选使用：运动发酵单胞菌、基因重组大肠杆菌(KO11菌株)、Clostridium ljungdahlii、产乙醇自养厌氧菌(Clost ridiumautoethanogenum)、盐单胞菌(Halomonas sp.KM-1菌株)。

<碳源>

在本发明的方法中，就用作微生物发酵的原料的碳源而言，只要是包含碳的原料，就没有特别限定，但是优选包含生物质资源。作为生物质资源，可以是可食用原料或不可食用原料，但是从保护食物资源的观点出发，优选为不可食用原料，更优选为不可食用废弃物原料。具体而言，可将甘蔗、玉米等可食用原料、制纸用树木、森林残留物、间伐材等的薄片或树皮、由木本植物的树桩产生的芽、由锯木厂等产生的锯屑或锯末、街道树的修剪的树枝和树叶、建筑废材等木质类生物质原料、洋麻、稻梗、麦秆、玉米芯、蔗渣等草类生物质原料、农业废弃物、油料作物、橡胶等工艺作物的残渣、源自木材的纸、废纸、纸浆、纸浆污泥、污泥、污水污泥、食品废弃物等用作原料，其中，更优选包含木质类生物质原料、农业废弃物、污水污泥、食品废弃物中的任一项。

此外，本发明的方法中使用的碳源还包含经过以下预处理工序而得到物质，所述预处理工序例如为将所述生物质资源进行剪切、裁切、破碎、磨碎等的机械处理；用酸·碱、各种化学试剂进行的化学处理；加热、熏蒸等热处理；通过添加酶、其他微生物进行的糖化处理；通过不完全燃烧(CO化)进行的气化处理等。

<机械处理>

在进行机械处理的情况下，可举出生物质资源的剪切、裁切、破碎、磨碎等任意机械性手段，使生物质资源变得易于糖化和发酵的状态。对使用的机械装置没有特别限定，但是例如可使用：单轴破碎机、双轴破碎机、锤式破碎机、精炼机、捏合机、球磨机等。

<化学处理>

在进行化学处理的情况下，可将生物质资源浸渍于含有选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠和碳酸氢钠中的1种以上的碱性化学试剂的溶液或含有亚硫酸钠和选自所述碱性化学试剂中的1种以上的碱性化学试剂的溶液中。对于接触温度、时间，可根据目标生物质资源而适宜设定。

<气化处理>

气化处理是通过在气化部中使生物质资源气化而生成包含一氧化碳的原料气体的工序。气化部是使碳源进行燃烧(不完全燃烧)的炉，例如可举出：竖炉、窑炉、流动床炉、气化重整炉等气化炉。

<糖化处理>

可通过将生物质资源与适量的水和酶混合，然后设定为适当的温度来进行糖化处理。更具体而言，可通过添加纤维素酶、半纤维素酶作为酶，来进行生物质资源的糖化(例如，纤维素→葡萄糖，半纤维素→葡萄糖、木糖)。

<微生物发酵工序>

微生物发酵工序是通过在微生物发酵槽中用真细菌或古细菌使所述碳源进行微生物发酵，来制造乙醇的工序。微生物发酵槽优选设为连续发酵装置。通常，微生物发酵槽可使用任意形状的，可举出：搅拌型、气升型、气泡塔型、环型、开放键型(Open bond type)、光生物型(Photo bio type)。

微生物发酵槽内的乙醇浓度可根据微生物特性适宜调整，但是通常为0.01质量％以上，优选为0.1质量％以上，更优选为1质量％以上，进一步优选为3质量％以上，另一方面，上限通常为15质量％以下，优选为12质量％以下，更优选为10质量％以下，进一步优选为8质量％以下。当乙醇浓度较低时，后续的纯化工序中的纯化成本倾向于增加，当乙醇浓度过高时，由于乙醇的灭菌性，因此微生物的生存率倾向于降低。需要说明的是，本发明中的微生物发酵槽内的乙醇浓度是指从微生物发酵槽排出的时间点的乙醇浓度。

在本发明中，连续地将碳源和微生物培养液供给至微生物发酵槽中，但是碳源和微生物培养液不需要同时进行供给，可以将碳源供给至预先供给有微生物培养液的微生物发酵槽。此外，在将糖化处理与微生物发酵同时进行的情况下，可以使所述酶包含于培养基中。

在本发明中，微生物发酵槽内的2-丙醇浓度小于2ppm。微生物发酵槽内中的2-丙醇浓度优选为1.8ppm以下，优选为1.5ppm以下，更优选为1.2ppm以下，进一步优选为1ppm以下，另一方面，下限没有特别限定，但是通常为0.0001ppm以上，优选为0.001ppm以上，更优选为0.01ppm以上，进一步优选为0.1ppm以上。当微生物发酵槽内的2-丙醇浓度过高时，微生物被自己生成的乙醇灭菌并杀死。当2-丙醇浓度过低时，由于除去成本增加，因此生产性劣化。需要说明的是，在本发明中，将2-丙醇浓度设为小于2ppm是指在整个培养期间50％以上的时间中控制为所述范围内。

在本发明中，通过将微生物发酵槽内的2-丙醇浓度设为小于2ppm而使微生物的乙醇耐受性提高的理由尚未明确，但是可推测如下。

以往，已知木质类、草类的原料，特别是木质类建筑废材包含挥发性有机化合物(VOC)，通常包含2-丙醇等作为该VOC成分(JIS1964:2015附件A1等)。其中，2-丙醇的沸点等特性与乙醇类似，在通常的蒸馏等情况下难以分离。因此，就生物质资源中包含的2-丙醇而言，即使经过了通常的预处理工序，微生物发酵槽和制品也包含微量的2-丙醇。

并且，认为就这样的微量成分而言，如果是通常用于灭菌的浓度的纯化乙醇，则不影响灭菌性(抑菌性)，但是在约1～15质量％的低浓度乙醇的存在下，极大地影响对微生物的灭菌性。

即，认为低浓度乙醇对微生物的灭菌作用通过扰乱细胞膜而抑制细胞内基质的流出、营养成分的摄入，推测通过使培养液中包含脱脂性比乙醇高的2-丙醇，来增加灭菌效果。

认为本发明可通过在预处理、培养工序的阶段控制原料中的2-丙醇的量，而比现有技术进一步抑制乙醇的灭菌性，以较高的生产性制造乙醇。

此外，认为通过本发明的方法制造的乙醇组合物，在以1～15质量％的乙醇浓度进行使用时，以与以上同样的理由使灭菌性降低。

在本发明中，就控制微生物发酵槽内的2-丙醇的方法而言，如果是公知的手段，则没有特别限定，例如仅使用原料中的2-丙醇较少的原料，在原料～微生物发酵工序中的任意阶段，进行下述工序：与具备除去2-丙醇能力的离子交换树脂、活性炭、沸石等进行接触的工序；通过干燥工序、糖化处理等变为溶液后，通过蒸馏进行分离的工序；通过各种树枝状分子膜、沸石膜等进行的膜分离工序。

<纯化工序>

在基于本发明的乙醇的制造方法中，可以将经过微生物发酵而得到的乙醇含有液在之后供给至以纯化为目的的纯化工序。纯化工序是在纯化部中，将发酵工序中得到的乙醇含有液分离为目标乙醇的浓度较高的馏出液和降低了目标乙醇的浓度的残留液的工序。就纯化工序中使用的装置而言，例如可举出：蒸馏装置、包含渗透气化膜的处理装置、包含沸石脱水膜的处理装置、除去沸点比乙醇低的低沸点物质的处理装置、除去沸点比乙醇高的高沸点物质的处理装置、包含离子交换膜的处理装置等。这些装置可以单独使用一种或组合使用两种以上。作为单元操作，可以优选使用加热蒸馏、膜分离。

在蒸馏的情况下，可使用蒸馏装置。乙醇蒸馏期间的蒸馏器内的温度没有特别限定，但是优选为100℃以下，更优选为约70～95℃。可通过将蒸馏器内的温度设定在所述范围内，而更可靠地进行需要的乙醇与其它成分的分离，即，乙醇的蒸馏(纯化)。

乙醇蒸馏期间的蒸馏装置内的压力可以为常压，但是优选小于大气压，更优选为约60～95kPa(表压)。可通过将蒸馏装置内的压力设定在所述范围内，而提高乙醇的分离效率，进而提高乙醇的收率。

在膜分离的情况下，可适当使用公知的分离膜，例如可优选使用沸石膜。

纯化工序中分离的馏出液中包含的乙醇的浓度优选为20质量％～99.9质量％，更优选为60质量％～99.99质量％。另一方面，残留液中包含的乙醇的浓度优选为0.001质量％～10质量％，更优选为0.01质量％～5质量％。

此外，可通过上述方式适当设定蒸馏时的温度、压力、分离膜，来降低纯化乙醇中的2-异丙醇。

[乙醇组合物]

根据本发明的第一实施方式，乙醇组合物中的2-丙醇浓度小于2ppm。乙醇组合物中的2-丙醇浓度优选为1.8ppm以下，优选为1.5ppm以下，更优选为1.2ppm以下，进一步优选为1ppm以下，另一方面，下限通常为0ppm以上，优选为0.001ppm以上，更优选为0.01ppm以上。当乙醇组合物中的2-丙醇含量在所述范围内时，在以低浓度使用的情况下乙醇组合物的灭菌性降低。

本发明的乙醇组合物中的乙醇浓度没有特别限定，但是相对于乙醇组合物总量，通常为1质量％以上，优选为3质量％以上，更优选为10质量％以上，进一步优选为50质量％以上，特别优选为90质量％以上，最优选为98质量％以上，另一方面，上限通常为99.999质量％以下，优选为99％以下，更优选为90质量％以下，进一步优选为80质量％以下，特别优选为60质量％以下，最优选为15质量％以下。本发明的乙醇组合物中的乙醇浓度根据目标用途进行设定即可，如果是消毒用乙醇，则优选使用75质量％以上的，如果是土壤消毒用乙醇，则优选使用50质量％以上的，上限也同样根据用途适宜地设定。作为乙醇通常的流通方式，从输送成本的观点出发，经常作为95％以上的乙醇组合物销售，用水、溶剂进行与目标浓度对应的稀释。

本发明的乙醇组合物可以包含碳原子数6～14的芳香族化合物。作为碳原子数6～14的芳香族化合物，例如可举出：苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、异丙基苯、乙苯、丁苯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基二甲苯、对叔丁基苯乙烯、乙基苯乙烯等单环芳香族化合物；萘、菲、蒽、芘等多环芳香族化合物，优选为碳原子数6～10，更优选为碳原子数6～8的化合物，其中，在单环芳香族化合物中，优选具备一个以上的碳原子数1～4的烷基链的化合物，更优选具备一个碳原子数1～4的烷基链的化合物。更具体而言，进一步优选包含苯、甲苯、二甲苯、乙苯中的任一项，特别优选包含甲苯。

就乙醇组合物中包含芳香族化合物的情况下的量而言，乙醇组合物中的芳香族化合物的总和为0.001ppm以上，优选为0.005ppm以上，更优选为0.01ppm以上，进一步优选为0.1ppm％以上，另一方面，上限为100ppm以下，优选为80ppm以下，更优选为50ppm以下，进一步优选为30ppm以下，特别优选为20ppm以下，最优选为10ppm以下，特别优选为1ppm以下。当乙醇组合物中以所述范围包含芳香族化合物时，乙醇组合物的灭菌性倾向于降低。

本发明的乙醇组合物可以包含碳原子数6～14的饱和烃化合物。

在本发明的乙醇组合物包含碳原子数6～14的饱和烃化合物的情况下，例如可举出：己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷，其中，优选碳原子数7～11的饱和烃化合物，更优选碳原子数7～10的饱和烃化合物，进一步优选庚烷、辛烷、癸烷，最优选碳原子数10的正癸烷。当饱和烃化合物的碳原子数在所述范围内时，倾向于抑制乙醇的灭菌性。

在乙醇组合物中包含饱和烃化合物的情况下，乙醇组合物中的饱和烃化合物的总和通常为0.001ppm以上，优选为0.005ppm以上，更优选为0.01ppm以上，进一步优选为0.1质量％以上，另一方面，上限通常为100ppm以下，优选为80ppm以下，更优选为50质量ppm以下，进一步优选为10ppm以下，特别优选为1ppm以下。当乙醇组合物中以所述范围包含饱和烃时，倾向于抑制乙醇组合物的灭菌性。

乙醇组合物中包含的任意成分可通过添加至纯化乙醇来对其含量进行调整。

根据本发明的第二实施方式，本发明的乙醇组合物以0.001ppm～100ppm的浓度包含碳原子数6～14的芳香族化合物。

本发明的乙醇组合物中的乙醇浓度没有特别限定，但是相对于乙醇组合物总量，通常为40质量％以上，优选为50质量％以上，更优选为60质量％以上，进一步优选为75质量％以上，特别优选为90质量％以上，最优选为98质量％以上，另一方面，上限通常为99.999质量％以下，优选为99％以下，更优选为90质量％以下，进一步优选为80质量％以下，特别优选为小于60质量％。本发明的乙醇组合物中的乙醇浓度根据目标用途进行设定即可，如果是化妆品等溶剂，则优选使用90质量％以上的，如果是消毒用乙醇，则优选使用75质量％以上的，如果是土壤消毒用乙醇，则优选使用50质量％以上的，上限也可同样根据用途适宜地设定。作为本发明的乙醇组合物的实施方式，经常用水、溶剂稀释之后进行使用，但是从输送成本等方面出发，优选乙醇组合物的浓度较高的制品。

但是，作为土壤消毒用乙醇，就通过建材超市(home center)等零售店销售的情况、用户临时保管的情况而言，根据日本的消防法的规定，优选不需要作为危险物特别管理的小于60质量％的乙醇浓度。需要说明的是，作为现有的土壤还原消毒用材料，销售有JAPAN ALCOHOL株式会社的产品名：EKOROJIARU(注册商标)等。

本发明的乙醇组合物包含碳原子数6～14的芳香族化合物。作为碳原子数6～14的芳香族化合物，例如可举出：苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、异丙基苯、乙苯、丁苯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基二甲苯、对叔丁基苯乙烯、乙基苯乙烯等单环芳香族化合物；萘、菲、蒽、芘等多环芳香族化合物，从土壤分解性的观点出发，优选为碳原子数6～10，更优选为碳原子数6～8的化合物即可，其中，在单环芳香族化合物中，优选具备一个以上的碳原子数1～4的烷基链的化合物，更优选具备一个碳原子数1～4的烷基链的化合物。更具体而言，进一步优选包含苯、甲苯、二甲苯、乙苯中的任一项，特别优选包含乙苯。

就乙醇组合物中包含的芳香族化合物的含量而言，乙醇组合物中的芳香族化合物的总和为0.001ppm以上，优选为0.005ppm以上，更优选为0.01ppm以上，进一步优选为0.1ppm％以上，另一方面，上限为100ppm以下，优选为80ppm以下，更优选为50ppm以下，进一步优选为30ppm以下，特别优选为20ppm以下，最优选为10ppm以下。芳香族化合物大多是具有细胞毒性的化合物，当含量过多时，微生物的生存率降低，同时发生土壤污染。此外，当芳香族化合物的含量过少时，不能得到降低对于微生物群的灭菌性的效果。

在乙醇组合物中包含乙苯的情况下，以0.001ppm以上的浓度包含乙苯，优选为0.005ppm以上，更优选为0.01ppm以上，进一步优选为0.1质量％以上，另一方面，上限为100ppm以下，优选为80ppm以下，更优选为50ppm以下，进一步优选为30ppm以下，特别优选为10ppm以下，最优选为1ppm以下。由于乙苯可能具有细胞毒性，因此当乙苯的含量过多时，存在菌株死亡的风险、发生土壤污染的风险，当过少时，存在不能得到本发明的效果的风险。

就本发明的第二实施方式的乙醇组合物而言，作为碳原子数6～14的芳香族化合物以外的构成成分，可以进一步包含碳原子数6～14的饱和烃化合物。作为碳原子数6～14的饱和烃化合物，例如可举出：己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷，其中，优选碳原子数7～11的饱和烃化合物，更优选碳原子数7～10的饱和烃化合物，进一步优选庚烷、辛烷、癸烷，最优选碳原子数10的正癸烷。当饱和烃化合物的碳原子数在所述范围内时，倾向于抑制乙醇的灭菌性。

在乙醇组合物中包含饱和烃化合物的情况下，作为其总和，通常为0.001

ppm以上，优选为0.005ppm以上，更优选为0.01ppm以上，进一步优选为0.1质量％以上，另一方面，上限通常为1000ppm以下，优选为800ppm以下，更优选为500ppm以下，进一步优选为100ppm以下，特别优选为10ppm以下，最优选为1ppm以下。当饱和烃化合物的含量过多时，存在发生土壤污染的风险，当过少时，存在不能充分得到本发明的效果的风险。

此外，在乙醇组合物包含正癸烷的情况下，通常包含0.001ppm以上，优选为0.005ppm以上，更优选为0.01ppm以上，进一步优选为0.1质量％以上，另一方面，上限通常为1000ppm以下，优选为800ppm以下，更优选为500ppm以下，进一步优选为100ppm以下，特别优选为10ppm以下，最优选为1ppm以下。当正癸烷的含量过多时，存在发生土壤污染的风险，当过少时，存在不能充分得到本发明的效果的风险。

根据本发明的第三实施方式，本发明的乙醇组合物以0.001ppm～1000ppm的浓度包含碳原子数6～14的饱和烃化合物。

本发明的乙醇组合物包含碳原子数6～14的饱和烃化合物。作为饱和烃化合物，例如可举出：己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷，其中，优选碳原子数7～11的饱和烃化合物，更优选碳原子数7～10的饱和烃化合物，进一步优选庚烷、辛烷、癸烷，最优选碳原子数10的正癸烷。当饱和烃化合物的碳原子数在所述范围内时，倾向于抑制乙醇的灭菌性。

在本发明的乙醇组合物中，作为乙醇组合物中包含的饱和烃化合物的总和，为0.001ppm以上，优选为0.005ppm以上，更优选为0.01ppm以上，进一步优选为0.1质量％以上，另一方面，上限为1000ppm以下，优选为800ppm以下，更优选为500ppm以下，进一步优选为100ppm以下，特别优选为10ppm以下，最优选为1ppm以下。当饱和烃化合物的含量过多时，微生物的生存率降低，同时发生土壤污染。此外，当饱和烃化合物的含量过少时，不能得到降低对于微生物群的灭菌性的效果。

此外，在乙醇组合物包含正癸烷的情况下，其含量为0.001ppm以上，优选为0.005ppm以上，更优选为0.010ppm以上，进一步优选为0.1质量％以上，另一方面，上限为1000ppm以下，优选为800ppm以下，更优选为500ppm以下，进一步优选为100ppm以下，特别优选为10ppm以下，最优选为1ppm以下。当正癸烷的含量过多时，存在发生土壤污染的风险，当过少时，不能得到降低对于微生物群的灭菌性的效果。

就本发明的第三实施方式的乙醇组合物而言，作为碳原子数6～14的饱和烃化合物以外的构成成分，可以进一步包含碳原子数6～14的芳香族化合物。

作为碳原子数6～14的芳香族化合物，例如可举出：苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、异丙基苯、乙苯、丁苯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基二甲苯、对叔丁基苯乙烯、乙基苯乙烯等单环芳香族化合物；萘、菲、蒽、芘等多环芳香族化合物，从土壤分解性的观点出发，优选为碳原子数6～10，更优选为碳原子数6～8的化合物，其中，在单环芳香族化合物中，优选具备一个以上的碳原子数1～4的烷基链的化合物，更优选具备一个碳原子数1～4的烷基链的化合物。更具体而言，进一步优选包含苯、甲苯、二甲苯、乙苯中的任一项，特别优选包含乙苯。

就乙醇组合物中包含芳香族化合物的情况下的含量而言，乙醇组合物中的芳香族化合物的总和通常为0.001ppm以上，优选为0.005ppm以上，更优选为0.01ppm以上，进一步优选为0.1ppm％以上，另一方面，上限通常为800ppm以下，优选为500ppm以下，更优选为100ppm以下，进一步优选为50ppm以下，特别优选为20ppm以下，最优选为10ppm以下。

芳香族化合物大多是具有细胞毒性的化合物，当含量过多时，存在微生物的生存率降低，同时发生土壤污染的风险，当含量过少时，存在不能得到降低对于微生物群的灭菌性的效果的风险。

此外，本发明的乙醇组合物可以包含乙苯。此时的乙醇组合物中的含量通常为0.001ppm以上，优选为0.005ppm以上，更优选为0.010ppm以上，进一步优选为0.1ppm％以上，另一方面，上限通常为800质量ppm以下，优选为500ppm以下，更优选为100ppm以下，进一步优选为50ppm以下，特别优选为20ppm以下，最优选为10ppm以下。由于乙苯具有细胞毒性，因此当乙苯的含量过多时，存在菌株死亡的风险、发生土壤污染的风险，当过少时，存在不能得到本发明的效果的风险。

本发明的目的是提供抑制了对土壤中包含乙醇同化菌的微生物群的灭菌性(抑菌性)的乙醇组合物，如果考虑所述技术常识，则优选进行土壤试验。然而，从设备、分析技术、试验时间的方面出发，难以在完全相同的条件下进行土壤试验并发现非偶然差异。因此，在本发明中，通过选择大肠杆菌作为真细菌(Bacteria)的模型生物，对其灭菌性进行评价，来代替土壤试验。其结果可以明确，与由石油合成的合成乙醇、源自生物质资源的糖发酵乙醇相比，含有微量芳香族化合物的本申请发明的乙醇组合物对于微生物群的灭菌性较缓和。

作为其理由，推测是因为：乙醇浓度为1～15wt％的低浓度乙醇中的灭菌作用，通过乙醇扰乱细胞膜(磷脂)的膜秩序，抑制部分菌体内容物的流出、抑制从菌体外部摄入营养。

因此，认为本发明中规定的碳原子数6～14的芳香族化合物具备较高的疏水性，从通过低浓度乙醇使细胞膜发生紊乱的位置(即亲水性局部变低的位置)移动至细胞膜内的疏水层，通过该疏水性修复细胞膜的紊乱，从而能够抑制乙醇的灭菌性。

此外，在芳香族化合物为苯的情况下，认为通过在细胞膜内的疏水层内移动(旋转)而从内部损伤细胞膜，特别是为具备烷基链的单环芳香族化合物、例如乙苯时，在与细胞膜平行的位置稳定化、摄入后，不对细胞膜产生不良影响，故为更优选的。

<用途>

由于本发明的乙醇组合物对微生物的灭菌性较低，因此对土壤灭菌剂、皮肤固有的细菌的影响较小，因此能够用作低刺激用途的香水等化妆品、乙醇衍生物的原料。

在将本发明的乙醇组合物用作土壤灭菌剂的情况下，优选以使得乙醇组合物中的乙醇浓度变为0.5～3％的方式将原液用水稀释，在散布于土壤后，用膜将土壤包覆。然后，将膜保持数周时间而使土壤中的氧被还原，除去各种好氧性的菌、虫。需要说明的是，更详细的使用方法公开于独立行政法人农业环境技术研究所(National Institute for Agro-Environmental Sciences)的“通过利用了低浓度乙醇的土壤还原作用进行的土壤消毒手册”中。

实施例

接下来，例举实施例对本发明进一步详细地说明，但是本发明不限于这些实施例。

<各种菌株、试剂、培养基、机器>

[表1]

<使用菌株>

缩写	菌株名	使用菌种
			S.aureus	金黄色葡萄球菌金黄亚种(Staphylococcus aureus subsp.aureus)	NBRC12732

[表2]

<使用培养基和试剂>

[表3]

<使用器具>

器具名称	厂商名
		15mL离心管	康宁日本
γ灭菌NE培养皿ECO(灭菌培养皿)	荣研化学

[表4]

<使用机器>

机器名称	厂商名
		孵化器(Incubator)	三洋电机
高压蒸汽灭菌器	平山制作所

<制造例1>

·乙醇A：99.5％乙醇组合物，

·乙醇B：JAPAN ALCOHOL株式会社制99.8％发酵乙醇产品名：TRA CEABLE 99 1级，

·乙醇C：95.2％发酵乙醇产品名：TRACEABLE 95 1级，

·乙醇D：JAPAN ALCOHOL株式会社制99.5％源自石油的合成乙醇产品名：99度合成醇，

通过基于酒精协会标准JAAS001“乙醇”的方法，进行各成分的评价。需要说明的是，2-丙醇的检测限是1ppm，但是其它各成分的检测下限是0.01ppm。将其结果示于表5。

[表5]

[实施例1]

<使用培养基和试剂的制备>

(1)SCDLP

用离子交换水将SCDLP肉汤培养基溶解，分别以9mL分配至15mL离心管中后，进行高压蒸气灭菌。

(2)样品液的制备

将乙醇A作为原液，将其用PW稀释以使其成为15质量％乙醇水溶液而得的溶液作为样品液。

(3)菌液的准备

(3-1)将S.aureus接种至SCD，在30～35℃下培养18～24小时。

(3-2)将出现的菌落接种至10mL的SCD-B，将在35℃下培养18～24小时而得到的物质作为菌液。

<灭菌效果试验>

(1)接种用菌液的制备

将菌液用PW稀释以制备为约10⁷～10⁸CFU/mL而得的菌液作为接种用菌液。

(2)接种用菌液的接种和作用

(2-1)分别将样品液10mL分配至3根15mL离心管后，各自接种0.1mL的接种用菌液，进行混和(样品数n＝3)。

(2-2)将对照物质(0％水溶液)10mL分配至1根15mL离心管后，接种0.1mL的接种用菌液，进行混和。

(2-3)在室温下，作用10分钟、30分钟后，分别将1mL接种至SCDLP 9mL中并进行混和。(中和液)

(3)活菌数测定

(3-1)将所述(2)中得到的中和液的一部分用SAL稀释来制备10倍稀释液。

(3-2)分别将1mL的各中和液和10倍稀释液接种至2个灭菌培养皿，添加保温在45℃以下的SCD-A并进行固化。

(3-3)在30～35℃下培养40～48小时。

(3-4)测量2个培养基上生长的菌落数并求出平均，换算为每1mL样品液和对照物质中的菌数。

<评价>

将样品数n＝3的平均值示于表2。此外，将对照物质(不添加乙醇A，仅水，n＝1)的结果也同样作为参考例1示于表6。

[比较例1]

除了用乙醇B代替乙醇A之外，以与实施例1同样的条件进行评价。将其结果示于表6。

[比较例2]

除了用乙醇D代替乙醇A之外，以与实施例1同样的条件进行评价。将其结果示于表6。

[表6]

由表6的结果可以看出，在使用了本发明的乙醇组合物的情况下，在乙醇浓度15％下，灭菌性明显降低。

因此可以明确，在微生物发酵槽中，在作为通过发酵制造的上限即15％以下的乙醇浓度下，能够抑制对微生物的灭菌性，得到更高浓度的乙醇培养液。

并且可以发现，相比于现有市售的各种乙醇，本发明的乙醇组合物的灭菌效果降低。

需要说明的是，尽管表中未显示，但是在浓度30％、45％进行了同样的实验，结果所有乙醇的情况下在10分钟以内活菌数变为0，因此发现本发明的乙醇组合物特别适合于低浓度的用途。

Claims

1.一种乙醇的制造方法，其中，

在通过真细菌或古细菌对碳源进行微生物发酵来制造乙醇的方法中，将微生物发酵槽内的2-丙醇浓度设为小于2ppm。

2.根据权利要求1所述的乙醇的制造方法，其中，

所述碳源包含生物质资源。

3.根据权利要求2所述的乙醇的制造方法，其中，

所述生物质资源是不可食用原料。

4.根据权利要求2或3所述的乙醇的制造方法，其中，

所述生物质资源是废弃物。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的乙醇的制造方法，其中，

所述微生物为真细菌。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的乙醇的制造方法，其中，

7.一种乙醇，其是通过权利要求1～6中任一项所述的方法制造的乙醇。

8.一种乙醇组合物，其中，

2-丙醇浓度小于2ppm。

9.一种乙醇组合物，其以0.001ppm以上且1000ppm以下的浓度包含碳原子数6～14的饱和烃化合物。

10.根据权利要求9所述的乙醇组合物，其包含50质量％以上的乙醇。

11.根据权利要求8～10中任一项所述的乙醇组合物，其进一步以0.001ppm～800ppm的浓度包含碳原子数6～14的芳香族烃化合物。

12.根据权利要求8～11中任一项所述的乙醇组合物，其中，

所述饱和烃化合物为选自庚烷、辛烷和癸烷中的1种以上。

13.一种乙醇组合物，其以0.001ppm～100ppm的浓度包含碳原子数6～14的芳香族化合物。

14.根据权利要求13所述的乙醇组合物，其中，

15.根据权利要求8、13或14所述的乙醇组合物，其进一步以0.001ppm～1000ppm的浓度包含碳原子数6～14的饱和烃化合物。

16.根据权利要求8～15中任一项所述的乙醇组合物，其包含50质量％以上的乙醇。

17.一种乙醇组合物，其以0.001ppm～1000ppm的浓度包含正癸烷。

18.根据权利要求17所述的乙醇组合物，其以0.001ppm～800ppm的浓度包含乙苯。

19.一种乙醇组合物，其以0.001ppm～100ppm的浓度包含乙苯。

20.根据权利要求19所述的乙醇组合物，其以0.001ppm～1000ppm的浓度包含正癸烷。

21.一种土壤消毒方法，其中，

将权利要求8～20中任一项所述的乙醇组合物用水稀释，将稀释后的乙醇浓度为0.1质量～15质量％的乙醇水溶液散布于土壤。