[發明專利]纖維素水解力強化酵母的制作和使用有效

申請號：	200980136588.0	申請日：	2009-09-16
公開（公告）號：	CN102159700A	公開（公告）日：	2011-08-17
發明（設計）人：	野田秀夫;金子昌平;近藤昭彥	申請（專利權）人：	關西化學機械制作株式會社;生物能源株式會社
主分類號：	C12N1/19	分類號：	C12N1/19;C12N15/09;C12P7/08
代理公司：	北京尚誠知識產權代理有限公司 11322	代理人：	龍淳
地址：	日本***	國省代碼：	日本;JP
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	纖維素水解強化酵母制作使用
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明涉及纖維素水解力強化酵母的制作和使用。

背景技術

近年，產自糧食谷物(例如玉米、薯類和甘蔗)的生物燃料增產招致食物價格上漲，產自非食用碳源軟生物質(例如稻秸、麥秸、甘蔗渣、稻殼、棉、竹、紙和玉米秸稈那樣的廢棄物)的乙醇生產成為當務之急。

提出了對包括纖維素和半纖維素的生物質施加酸處理或超臨界處理，將原料處理為發酵微生物能夠利用的葡萄糖的方案。

以往，作為以纖維素材料為原料制造葡萄糖的方法，有加酸糖化法和酶法糖化法。作為加酸糖化法，已知以高溫(200℃以上)使用稀酸將纖維素類物質糖化的稀酸糖化方法和以濃硫酸等將纖維素材料糖化的方法。但是，由于哪一種方法都在過于劇烈的條件下對纖維素材料進行水解，因此，引起作為纖維素材料的分解物葡萄糖的二次分解反應，糖化率低至約50％，另外，必須從糖化液除去葡萄糖的分解物。在不除去上述葡萄糖的分解物地將糖化液作為發酵用碳源利用時存在各種問題。

另一方面，酶法糖化法能夠在溫和的條件下進行纖維素材料的糖化，但糖化的反應速度慢，存在為了充分糖化需要長時間的問題。另外，由于在糖化中使用的市售的酶的效價低從而為了充分糖化必須使用大量酶，因此，存在使用的酶成本變高的問題。

通過使用生物工程學方法改變作為軟生物質主要成分的纖維素、半纖維素等本來無法利用的發酵微生物，嘗試使來自非食用碳源的直接乙醇發酵。作為這樣的生物工程學方法，合適地利用細胞表層表達技術。例如，通過細胞表層表達技術制作在表層表達水解纖維素的酶群的酵母(專利文獻1和2)。另外，酵母釀酒酵母菌(Saccharomyces?cerevisiae)不能代謝木糖，但是也嘗試制作在表層表達作為木聚糖分解酶的來自里氏木霉(Trichoderma?reesei)的木聚糖酶2(XYN?II)和來自米曲霉(Aspergillus?oryzae)的β-木糖苷酶(XylA)且表達木糖還原酶(XR)基因和木糖醇脫氫酶(XDH)基因(均來自樹干畢赤酵母(Pichia?stipitis))及木糖酮激酶(XK)基因(來自釀酒酵母菌)的釀酒酵母菌，使用該酵母從樺木材的木聚糖生產乙醇(非專利文獻1)。

但是，如果考察工業上的實用性，則必須進一步加以研討。在纖維素類生物質中存在結晶性部分和非結晶性部分。由酶進行的加水反應，非結晶性部分比結晶性部分容易進行，可以認為結晶性部分由于存在牢固的分子內、分子間氫鍵，因此水解速度慢。重要的是更高效地進行具有這樣的復雜結構的纖維素的水解。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際專利申請公開第01/79483號公報

專利文獻2：特開2008-86310號公報

專利文獻3：特開2006-255676號公報

非專利文獻

非專利文獻1：S.Katahira等，Applied?and?Enviromental?Microbiology，2004年，70卷，5407-5414頁

非專利文獻2：Appl.Microbiol.Biotech.，2002年，60卷，469-474頁

非專利文獻3：Applied?and?Enviromental?Microbiology，2002年，68卷，4517-4522頁

非專利文獻4：R.Akada等，Yeast，2006年，23卷，399-405頁

非專利文獻5：H.Okada等，J.Biosci.Bioeng.，1999年，88卷，563頁