[發明專利]從碳水化合物材料產生糖的方法

在審

• 申請號: 201980036114.2
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN112204151A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 伯圖斯·諾丹姆;赫爾曼·揚·佩爾
• 申請（專利權）人: 帝斯曼知識產權資產管理有限公司
• 主分類號: C12P19/02
• 分類號: C12P19/02;C12P19/14;C12P7/10
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 肖善強

本發明涉及由木質纖維素材料制備糖和/或發酵產物的方法。

技術領域

本申請涉及通過酶水解從碳水化合物材料制備糖產物的方法和通過糖發酵制備發酵產物的方法。

背景技術

木質纖維素材料主要由纖維素、半纖維素和木質素組成，并提供用于生成化石燃料的替代能源的有吸引力的平臺。該材料可大量獲得并可轉化成有價值的產物，例如糖或生物燃料，例如生物乙醇。

由木質纖維素材料產生發酵產物在本領域中是已知的并且通常包括預處理、水解、發酵和任選地回收發酵產物的步驟。

通常，產生的糖通過微生物例如酵母轉化成有價值的發酵產物，例如乙醇。發酵在相同或不同的容器中以單獨的、優選厭氧的工藝步驟進行。

通常，在來自木質纖維素材料的發酵產物的整個產生過程中，酶的生產成本是主要的成本因素。迄今為止，通過施加具有更寬和/或更高的(比)水解活性的來自單一或多種微生物來源的酶產物(參見WO 2008/008793)可實現酶生產成本的降低。這導致較低的酶需求、更快的轉化速率和/或更高的轉化產率并因此降低總生產成本。

除了酶的優化，工藝設計的優化是降低糖產物和發酵產物生產總成本的關鍵工具。例如，由于糖降解產物而導致的糖損失隨著產率降低而增加。由于糖降解產物會抑制發酵，應優化工藝設計以減少這些糖降解產物的量。

出于經濟原因，因此期望在涉及碳水化合物材料的預處理、水解和發酵的過程中包括旨在降低總生產成本的新穎的和創新的工藝配置。

發明內容

本申請的目的是提供一種從碳水化合物材料制備糖產物和/或發酵產物的改進方法。通過使用特定的水解條件改善該方法。

具體實施方式

在整個本發明的說明書和所附權利要求書中，詞語“包含”和“包括”以及各種詞性變體例如“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”和“包括(including)”將被非排他性地解釋。也就是說，在上下文允許的情況下，這些詞語意在傳達可能包含的其他未明確敘述的元素或數字。不定冠詞(“a”和“an”)在本文中用于指代該冠詞的語法對象的一個或多個(即一個或至少一個)。通過示例，“元素”(“an element”)可以表示一個元素或多于一個元素。

本文描述了一種由碳水化合物材料制備糖產物的方法，所述方法包括以下步驟：(a)預處理碳水化合物材料，(b)在60℃至65℃的溫度下用酶組合物液化預處理的碳水化合物材料1至20小時以產生液化的碳水化合物材料，(c)在50℃至60℃的溫度下用酶組合物將液化的碳水化合物材料糖化1至120小時以產生糖產物，其中在糖化期間加入氧，和(d)任選地，回收糖產物。術語“糖產物”、“一種或多種糖”或“糖”在本文可互換使用。可替代地，可以使用術語“水解的碳水化合物材料”代替這些術語。

本文描述了一種由碳水化合物材料制備糖產物的方法，所述方法包括以下步驟：(a)在第一反應器中預處理碳水化合物材料；(b)在第二反應器中在60℃至65℃的溫度下用酶組合物液化預處理的碳水化合物材料1至20小時以產生液化的碳水化合物材料，(c)在第三反應器中在50℃至60℃的溫度下用酶組合物將液化的碳水化合物材料糖化1至120小時以產生糖產物，其中在糖化期間加入氧，和(d)任選地，回收糖產物。如本文所用，“反應器”還可以表示多于一個反應器。因此，“第一反應器”也可以表示一系列的第一反應器。

本文還描述了一種由碳水化合物材料制備發酵產物的方法，所述方法包括以下步驟：(a)預處理碳水化合物材料，(b)在60℃至65℃的溫度下用酶組合物液化預處理的碳水化合物材料1至20小時以產生液化的碳水化合物材料，(c)在50℃至60℃的溫度下用酶組合物將液化的碳水化合物材料糖化1至120小時以產生糖產物，其中在糖化期間加入氧，(d)發酵糖產物以產生發酵產物，和(e)任選地，回收發酵產物。