[发明专利]异丙醇生产细菌及使用其的异丙醇生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种异丙醇生产细菌及使用其的异丙醇生产方法。

背景技术

因为由来自植物的原料制备的异丙醇可以经脱水步骤转化为丙烯，所以有希望作为碳中和的丙烯的原料。目前，根据京都议定书有义务于2008年至2012年间所有发达国家二氧化碳排放量与1990年相比削减5％，碳中和的丙烯由于其广泛适用性对地球环境极其重要。

将来自植物的原料同化生产异丙醇的菌已经存在于自然界中(例如参见中国专利申请公开第CN1043956A及日本特开昭61-67493号公报)。但是，已知异丙醇的生产率低，并且副生出丁醇或乙醇等醇类。由于丁醇及乙醇与水的共沸点和异丙醇与水的共沸点相近，所以难以通过简单蒸馏等方法容易地将丁醇或乙醇与异丙醇分离。因此，认为为了从丁醇或乙醇与异丙醇共存的现有菌的发酵液中回收异丙醇，必须进行附加有精馏塔等设备的蒸馏，所以推测这一精制过程变得复杂。

中国专利申请公开第CN1043956A中记载了下述方法，所述方法将Clostridium Butanoiacetonicus G.V在添加有玉米和糖蜜的培养液中培养后，对所得的培养液进行蒸馏、再蒸馏、分馏，制备丁醇、乙醇、丙酮、异丙醇。但是，在该文献记载的实施例中，完全没有记载培养液中的丁醇、乙醇、丙酮及异丙醇的生成量，也没有记载最终利用分馏应得到的各成分的量。因此，由该文献实际上不能确认生产了异丙醇、丁醇、乙醇、丙酮。

在日本特开昭61-67493号公报中，记载了在培养梭状芽孢杆菌属细菌所得的培养液中，同时伴有与异丙醇相比大量的丁醇、和少量的乙醇及丙酮。根据该文献，作为从所得的培养液得到异丙醇的方法，记载了将培养液过滤，进行数次蒸馏，浓缩，通过盐析分离得到油分后，将得到的油分用具有分馏塔的装置进行分馏的方法是通常的分离精制方法。

另一方面，已知将来自梭状芽孢杆菌属细菌(丙酮丁醇梭菌：Clostridium Acetobutylicum)的乙酰乙酸脱羧酶、CoA转移酶及硫解酶的基因导入大肠杆菌中，培养所得的重组大肠杆菌来生产丙酮(例如，Lourdes L Bermejo et al.：Applied and EnvironmentalMicrobiology，Vol.64，NO.3，p.1079-1085，(1998)。

发明内容

如上所述，由于现有的异丙醇生产菌的异丙醇生产率低，并且培养液中副生大量的丁醇及乙醇等醇类，因此难以从培养液中回收异丙醇，在工业生产异丙醇方面存在问题。

本发明是鉴于上述情况而研究得到的，目的在于提供一种细菌，所述细菌副生醇类少、无需用于分离副生醇的特别步骤、能够生产进一步精制得到的异丙醇；以及使用该细菌的异丙醇生产方法及异丙醇生产装置。

本发明的第一方案提供一种被赋予乙酰乙酸脱羧酶活性、异丙醇脱氢酶活性、CoA转移酶活性及硫解酶活性，可以由来自植物的原料生产异丙醇的异丙醇生产细菌。

在本发明的第一方案中，优选上述乙酰乙酸脱羧酶活性、异丙醇脱氢酶活性、CoA转移酶活性及硫解酶活性分别通过导入编码来自下述细菌的各酶的基因而得到，所述细菌选自梭状芽孢杆菌属细菌、芽孢杆菌属细菌及埃希氏菌属细菌中的至少一种。

本发明的第二方案提供异丙醇生产方法，所述方法包括使用上述异丙醇生产细菌，由来自植物的原料生产异丙醇。

在本发明的第二方案中，优选包括边向含有上述异丙醇生产细菌及来自植物的原料的混合物中供给气体边培养该异丙醇生产细菌的培养步骤，和回收通过上述培养生成的异丙醇的回收步骤。

本发明的第三方案提供异丙醇生产装置，所述装置具有收纳含有上述异丙醇生产细菌及来自植物的原料的混合物的培养部，和与上述培养部连接同时在上述培养部中收纳的混合物中的位置处开口、向上述混合物中供给气体的气体供给部，和收纳捕集异丙醇的捕集液的捕集部，和连接上述培养部和上述捕集部、同时可以将在上述培养部内蒸发的异丙醇移动至上述捕集部的连接部。

附图说明

[图1]为表示本发明的异丙醇生产装置的一个实施方案的简要示意图。

具体实施方式

本发明的异丙醇生产细菌被赋予乙酰乙酸脱羧酶活性、异丙醇脱氢酶活性、CoA转移酶活性及硫解酶活性，可以由来自植物的原料生产异丙醇。

本发明的异丙醇的生产方法包括使用上述异丙醇生产细菌，由来自植物的原料生产异丙醇。