[发明专利]产生发酵产物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及将植物材料发酵成期望的发酵产物的方法。本发明还涉及使用一种或多种发酵生物从植物材料产生发酵产物的方法，和能够在这样的方法中使用的组合物。

背景技术

大量难以通过合成产生的商业产品如今是通过发酵生物产生的。这些产物包括醇类(例如，乙醇、甲醇、丁醇、1，3-丙二醇)；有机酸(例如，柠檬酸、乙酸、衣康酸、乳酸、葡糖酸、葡糖酸盐或酯、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)；气体(例如，H₂和CO₂)，和更多复杂的化合物，包括，例如，抗生素(例如，青霉素和四环素)；酶；维生素(例如，核黄素、B₁₂、β-胡萝卜素)；和激素。发酵也通常用在消费品酒精(例如，啤酒和葡萄酒)、乳品(例如，在酸奶(yogurt)和乳酪(cheese)的生产中)、皮革和烟草工业中。

大量通过发酵由含淀粉和/或含木素纤维素材料的降解所提供的糖来产生发酵产物(如乙醇)的方法是本领域已知的。

然而，从这些植物材料产生发酵产物(如乙醇)仍然太过昂贵。因此，需要提供能够增加发酵产物产率并由此降低生产成本的方法。

发明概述

本发明涉及将植物来源的材料发酵成发酵产物的方法。本发明还提供使用发酵生物从植物来源的材料产生发酵产物的方法。最后本发明涉及适于在本发明的这些方法中使用的组合物。

根据本发明，起始材料(即，供所讨论的发酵生物用的底物)可以是任何植物材料或植物来源的材料。所述材料可以是经处理的或未经处理的。所述起始材料可以是含淀粉材料。所述淀粉材料可以是含木素纤维素材料。

在第一方面本发明涉及使用发酵生物在发酵培养基中将植物材料发酵成发酵产物的方法，其中在所述发酵培养基中存在一种或多种焦磷酸酶。根据本发明，焦磷酸酶的浓度/剂量水平与发酵之前和/或发酵过程中不添加焦磷酸酶时相比是增加的。

在第二方面本发明涉及从含淀粉材料产生发酵产物的方法，包括如下步骤：

i)液化含淀粉材料；

ii)糖化经液化的材料；和

iii)用一种或多种发酵生物根据本发明的发酵方法发酵。

在第三方面本发明涉及从含淀粉材料产生发酵产物的方法，包括如下步骤：

(a)在低于所述含淀粉材料的初始糊化温度的温度糖化含淀粉材料；和

(b)使用发酵生物发酵；

其中发酵根据本发明的发酵方法进行。

在第四方面本发明涉及从含木素纤维素材料产生发酵产物的方法，包括如下步骤：

(a)预处理含木素纤维素材料；

(b)水解所述材料；

(c)使用发酵生物根据本发明的发酵方法发酵。

在第五方面本发明涉及包含一种或多种焦磷酸酶的组合物。

在第六方面本发明涉及焦磷酸酶用于改进发酵工艺过程中的发酵产物产率(yield)和/或发酵速率的用途。

在第七方面本发明涉及用编码焦磷酸酶的多核苷酸序列转化的转基因植物材料。

在第八方面本发明涉及用编码焦磷酸酶的多核苷酸转化的修饰的发酵生物，其中所述发酵生物能够在发酵条件下表达焦磷酸酶。

附图简述

图1a.焦磷酸酶对PCS水解物48小时发酵之后的残余葡萄糖的作用。

图1b.焦磷酸酶对PCS水解物48小时发酵之后的残余木糖的作用。

图2.焦磷酸酶对PCS水解物48小时发酵之后的乙醇产生的作用。

图3.在SSF方法中存在或不存在镁或锰金属离子条件下面包酵母焦磷酸酶对乙醇产率的作用。

图4.在SSF方法中存在或不存在镁或锰金属离子条件下芽孢杆菌属(Bacillus)焦磷酸酶对乙醇产率的作用。

图5.在SSF方法中大肠杆菌焦磷酸酶对乙醇产率的作用。

图6.在SSF方法中烟草焦磷酸酶对乙醇产率的作用。

发明详述

本发明涉及将植物材料发酵成期望的发酵产物的方法。本发明还提供使用发酵生物从植物材料产生期望的发酵产物的方法。最后本发明涉及包含一种或多种焦磷酸酶的组合物。