[发明专利]发酵方法

说明书

技术领域

本发明涉及增强发酵以供产生发酵产物的方法。具体而言，本发明涉及在使用一种或多种发酵生物从植物材料产生乙醇的工艺中增强发酵。

发明背景

大量难以合成产生的商品如今可通过发酵生物产生。此类产品包括醇(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/酯、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)，以及更复杂的化合物，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。发酵亦常用于可消费的醇(例如啤酒和葡萄酒)，奶制品(例如产生酸奶和奶酪方面)，皮革，和烟草工业。

本领域中已知大量通过发酵由含淀粉材料和/或含木素纤维素材料的降解提供的糖而产生发酵产物如乙醇的方法。

然而，从此类植物材料产生发酵产物如乙醇仍然过于昂贵。因此，存在提供可缩短发酵时间，增加发酵速率，或增加发酵产物的产量，并由此减少生产成本的方法的需要。

发明内容

在第一个方面，本发明涉及使用发酵生物在发酵培养基中发酵来源于植物材料的糖的方法，其中将一种或多种GH61多肽添加至所述发酵培养基。根据本发明，与未将任何GH61多肽添加至所述发酵培养基时GH61多肽的浓度相比，在发酵过程中GH61多肽的浓度更大。

根据本发明，起始材料(即对于所讨论的发酵生物的底物)可为任何植物材料，特别是植物来源的材料。

在第二个方面，本发明涉及从含木素纤维素材料产生发酵产物的工艺，其包括下述步骤：

(a)预处理所述含木素纤维素材料；

(b)水解所述材料；

(c)依照本发明的发酵方法使用发酵生物进行发酵。

在第三个方面，本发明涉及GH61多肽在本发明的发酵方法或工艺中的用途。

在第四个方面，本发明涉及经修饰的发酵生物，其中发酵生物用编码GH61多肽的多核苷酸转化，其中所述发酵生物能够在发酵条件下表达GH61多肽。

附图说明

图1说明在发酵过程中经时GH61a多肽对乙醇产量的作用。

图2说明在发酵过程中经时GH61a多肽对葡萄糖浓度的作用。

图3说明在发酵过程中经时GH61a多肽对木糖浓度的作用。

发明详述

家族61糖苷水解酶(GH61)

根据本发明，GH61多肽是根据Henrissat B.，1991，A classification of glycosyl hydrolases based on amino-acid sequence similarities，Biochem.J.280：309-316，及Henrissat B.和Bairoch A.，1996，Updating the sequence-based classification of glycosyl hydrolases，Biochem.J.316：695-696属于糖苷水解酶家族61的多肽。

WO 2005/074647、WO 2005/074656和WO 2010/138754分别公开了来自土生梭孢霉(Thielavia terrestris)、橙橘嗜热子囊菌(Thermoascus aurantiacus)和烟曲霉(Aspergillus fumigatus)的GH61多肽。此类多肽表征为其增强纤维素分解活性的能力。根据本发明，术语“纤维素分解增强活性”意指由Gh61多肽催化的生物活性，其增强具有纤维素分解活性的酶对纤维素材料的水解。就本发明而言，纤维素分解增强活性通过在下述条件下测量来自纤维素分解酶对纤维素材料的水解的还原糖的增加或纤维二糖和葡萄糖的总量的增加来确定：1-50mg总蛋白/g PCS(经预处理的玉米秸秆)中的纤维素，其中总蛋白组成为50-99.5％w/w纤维素分解酶蛋白和0.5-50％w/w具有纤维素分解增强活性的GH61多肽的蛋白，在50℃进行1至7日，与用相等的不含纤维素分解增强活性的总蛋白加载(1-50mg纤维素分解蛋白/g PCS中的纤维素)的对照水解相比较。

具有纤维素分解增强活性的GH61多肽通过减少达到相同程度的水解所需的纤维素分解酶的量来增强具有纤维素分解酶活性的酶对纤维素材料的水解。