[發(fā)明專利]發(fā)酵產(chǎn)品產(chǎn)生方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510094551.3
• 申請(qǐng)日: 2006-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN104694595A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬德斯·T·史密斯;約翰·雷斯;凱文·S·溫格;里克·M·費(fèi)斯特森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 諾維信北美公司
• 主分類號(hào): C12P19/14
• 分類號(hào): C12P19/14;C12P7/06
• 代理公司: 北京市嘉元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11484
• 代理人: 劉彬

本發(fā)明申請(qǐng)是基于申請(qǐng)日為2006年2月7日、申請(qǐng)?zhí)枮椤?00680004345.8”(國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2006/006966)、名稱為“發(fā)酵產(chǎn)品產(chǎn)生方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

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(lái)說(shuō)，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(shí)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能。作為可再生燃料，乙醇減少對(duì)有限的并且主要是外來(lái)的化石燃料資源的國(guó)家依賴，同時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)，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(guó)專利編號(hào)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)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等,Biomass16(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(duì)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，該方法包括：

(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(shí)或相繼地(sequentially)進(jìn)行。同樣所述糖化和發(fā)酵步驟可以同時(shí)(SSF)或相繼地進(jìn)行。

具體地，本發(fā)明涉及如下各項(xiàng)：

1.從含淀粉材料生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品的方法，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)生酶存在下糖化；

(d)在發(fā)酵生物存在下發(fā)酵。

2.項(xiàng)1的方法，其中步驟(a)和(b)同時(shí)或相繼地進(jìn)行。

3.項(xiàng)2的方法，其中在步驟(b)用蛋白酶處理液化醪。

4.項(xiàng)1-3中任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包含步驟：

(e)蒸餾以獲得發(fā)酵產(chǎn)品。

5.項(xiàng)1-4中任一項(xiàng)的方法，其中所述發(fā)酵產(chǎn)品是乙醇。

6.項(xiàng)1的方法，其中步驟(a)使用細(xì)菌α-淀粉酶或真菌α-淀粉酶進(jìn)行。

7.項(xiàng)6的方法，其中所述細(xì)菌α-淀粉酶是芽孢桿菌屬α-淀粉酶，優(yōu)選源自嗜熱脂肪芽孢桿菌α-淀粉酶或其變體，所述變體具有突變：R179*和G180*或I181*+G182*，特別是I181*+G182*+N193F。

8.項(xiàng)6或7的方法，其中所述細(xì)菌α-淀粉酶以0.0005-5KNU每g?DS之間的量使用，優(yōu)選0.001-1KNU每g?DS，例如大約0.050KNU每g?DS。