[發(fā)明專利]發(fā)酵產(chǎn)品產(chǎn)生方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680004345.8
• 申請日: 2006-02-07
• 公開（公告）號: CN101115843A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬德斯·T·史密斯;約翰·雷斯;凱文·S·溫格;里克·M·費斯特森
• 申請（專利權(quán)）人: 諾維信北美公司
• 主分類號: C12P7/06
• 分類號: C12P7/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 張文輝

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)品的方法，例如乙醇，所述方法從含淀粉材料產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)品，包括降解包含于含淀粉材料中的蛋白質(zhì)。

發(fā)明背景

大量難以合成生產(chǎn)的商業(yè)產(chǎn)品可以通過發(fā)酵產(chǎn)生。這種產(chǎn)品包括酒精(例如，乙醇、甲醇、丁醇、1，3-丙二醇)；有機(jī)酸(例如，檸檬酸、乙酸、衣康酸、乳酸、葡糖酸、葡糖酸鹽、乳酸、琥珀酸、2，5-二酮-D-葡糖酸)；酮(例如，丙酮)；氨基酸(例如，谷氨酸)；氣體(例如，H₂和CO₂)，和更復(fù)雜的化合物，包括，舉例來說，抗生素(例如，青霉素和四環(huán)素)；酶；維生素(例如，核黃素、B₁₂、β-胡蘿卜素)；激素；以及通常用在消耗性的酒精(例如，啤酒和葡萄酒)、乳制品(例如，在酸奶和干酪的生產(chǎn)中)、皮革和煙草工業(yè)中的產(chǎn)品。

乙醇具有廣泛的應(yīng)用，包括，作為化工原料、汽油添加劑或直餾(straight)液體燃料。作為燃料或燃料添加劑，乙醇顯著地減少氣體排放同時改進(jìn)發(fā)動機(jī)性能。作為可再生燃料，乙醇減少對有限的并且主要是外來的化石燃料資源的國家依賴，同時減少大氣層中二氧化碳的凈累積。

通常乙醇通過液化含淀粉材料，接著是相繼或同時的糖化作用和發(fā)酵作用而產(chǎn)生。液化包括淀粉的糊化，與之同時或在其之后添加α-淀粉酶以降解淀粉成為糊精。當(dāng)產(chǎn)生乙醇時，將液化的含淀粉材料糖化。糖化是將糊精轉(zhuǎn)化成低分子DP_1-3糖的步驟，例如，酵母能夠?qū)⒃撎寝D(zhuǎn)化成為乙醇。

美國專利編號5,231,017A公開的乙醇產(chǎn)生方法包含(a)在α-淀粉酶存在下液化原料，(b)在葡糖淀粉酶存在下糖化液化醪(liquefied?mash)，(c)發(fā)酵和(d)乙醇回收，其中在糖化和/或發(fā)酵期間將蛋白酶引入液化醪。

加拿大專利1,143,677公開從淀粉原料產(chǎn)生乙醇的方法，其通過用源自康寧木霉(Trichoderma?knigii)培養(yǎng)物的淀粉分解酶和纖維素酶制備物水解所述原材料，該制備物包含水解酶和多種淀粉分解酶的復(fù)合物，所述水解酶包括C₁酶、外切葡聚糖酶、內(nèi)切葡聚糖酶、纖維二糖酶、木聚糖酶、β-葡糖苷酶、蛋白酶。

Mullins?et?al.，″Biomass″16(1988)2，pp.77-87論證向醪液添加堿性蛋白酶導(dǎo)致氨基氮的增加，其足以支持加速的乙醇發(fā)酵速率。

存在對進(jìn)一步改進(jìn)發(fā)酵產(chǎn)品產(chǎn)生方法的需求。

發(fā)明概述

本發(fā)明的一方面涉及從含淀粉材料產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)品的方法，所述產(chǎn)品例如乙醇，該方法包含

(a)用α-淀粉酶液化所述含淀粉材料；

(b)用蛋白酶處理；????

(c)在糖源產(chǎn)生酶(carbohydrate-source?generating?enzyme)存在下糖化；

(d)在發(fā)酵生物存在下發(fā)酵。

步驟(a)和(b)中所述的液化和蛋白質(zhì)降解可以同時或相繼地(sequentially)進(jìn)行。同樣所述糖化和發(fā)酵步驟可以同時(SSF)或相繼地進(jìn)行。

附圖簡述

圖1顯示SSF之后的乙醇收率(glg?Ds)1)用蛋白酶ALC(Alc)液化后處理和2)不用酶(NE-無酶)，其是于多種溫度、處理時間和pH下進(jìn)行；

圖2顯示達(dá)到在沒有液化后(post-liquefaction)對照發(fā)酵中所觀察到的乙醇產(chǎn)率發(fā)酵理論上所需的時間。數(shù)值基于每克玉米醪(mash)的重量損失；

圖3顯示甘油/乙醇關(guān)系(g/g)1)用蛋白酶ALC(Alc)液化后處理和2)不用酶(NE-無酶)，于多種溫度、處理時間和pH條件下；

圖4顯示殘基葡萄糖[g/gDS]1)用蛋白酶ALC(Alc)液化后處理和2)不用酶(NE-無酶)，于多種溫度、處理時間和pH條件下；

圖5顯示兩種蛋白酶與無蛋白酶對照比較，于67.5℃同時液化和蛋白質(zhì)降解的重量損失與發(fā)酵時間之間函數(shù)的分布圖(profile)；

圖6顯示兩種蛋白酶與無蛋白酶對照比較，于70℃同時液化和蛋白質(zhì)降解的重量損失與發(fā)酵時間之間函數(shù)的分布圖；

圖7顯示當(dāng)液化和蛋白質(zhì)降解同時進(jìn)行時，70小時發(fā)酵之后的乙醇收率(g/g?DS)，其分別是于67.5℃和70℃、有和無蛋白酶條件下進(jìn)行。

圖8顯示當(dāng)液化和蛋白質(zhì)降解同時進(jìn)行時，70小時發(fā)酵之后的甘油水平(g/g?DS)，其分別于67.5℃和70℃、有和無蛋白酶條件下。