[发明专利]用于生产酶的方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于生产酶的方法。具体而言，本发明涉及用于单细胞油过程中生产酶的过程和所述酶在相同或其他过程中的应用。

背景技术

某些微生物能够在合适的生理条件下积累胞内三酰甘油，单细胞油。已经利用该特性主要生产专门用途和高价值产品如化妆品和营养应用的单细胞油。迄今，已经通过其中生产的工艺经济性和适用性并不占优明显地位的小规模或中等规模生产过程满足用于这些目的的单细胞油的需求。

目前，对于使用非化石原料作为运输用燃料前体的化石原料的替代物，存在日益增加的兴趣。主要挑战似乎是单细胞油的生产应当以如此庞大的规模进行，从而不可避免对于加工大规模含水微生物常见的问题。在特征上，单细胞油生产过程需要高能量输入并产生大量的含水侧流和单细胞碎片。因此，用于超大规模含水微生物加工的目前技术似乎不是经济可行的并且涉及几个有关环境的问题。

碳水化合物是地球上储量最丰富的生物质并且因此大规模生产单细胞油的唯一现实底物。木质纤维素是地球上最丰富的碳水化合物来源。然而，木质纤维素生物材料或其他复合生物材料需要充分加工以使它们由微生物可用作养分和用作单细胞油的来源。伴随木质纤维素生物质的加工，同时将出现不可发酵的侧流（side stream），如木质素。在另一方面，单细胞油生产过程本身产生仍含有相当量养分的细胞物质和侧流。

已经在现有技术的一些出版物中提出再利用各种发酵过程的侧流和总体过程经济性的改善。单细胞油生产的数量上占优势的侧流是发酵废水和从细胞取出油后剩余的细胞碎片。US 2009/0064567 A1公开了通过培育原生藻菌(Stramenopile)界微生物借助异养发酵生产生物油。此公开提出使脱脂生物质或水解的生物质再循环至用于培养微生物的培养基。

发明简述

本发明的一个目的是为现有技术中遇到的问题提供解决方案。具体而言，本发明旨在为大规模生产单细胞油中遇到的问题提供技术上有益的解决方案。

具体而言，本发明的一个目的是提供解决方案，所述解决方案使提高大规模单细胞油生产的经济性成为可能。

本发明的另一个目的是提供解决方案，所述解决方案使减低大规模单细胞油生产造成的环境负担成为可能。

本发明特别旨在解决与制造交通用生物燃料相关的问题。

为实现这些目的，本发明特征在于独立权利要求所列的特征。其他权利要求代表本发明的优选实施方案。

本发明方法基于以下发现：单细胞油生产过程的侧流包含显著量的养分，所述养分可以充当微生物(例如产油微生物)的碳源。

现在已经令人惊讶地发现在单细胞油生产过程的侧流还包含显著量的蛋白质，尤其酶。因此，所述微生物培养物或其级分可以用作酶的来源或用作酶制备物或用作酶制备物的组分。

在一个方面，本发明提供用于生产酶的过程，所述过程包括在适于单细胞油产生和适于酶产生的条件下培育能够同时产生单细胞油(脂质)和酶的微生物，并且所述单细胞油(脂质)和酶由所述微生物产生。

在本发明的一个实施方案中，回收包含微生物细胞和使用过的培养基的微生物培养物。

在本发明的另一个实施方案中，讲上清液和/或微生物细胞与微生物培养物分离并且回收所述上清液和/或细胞。

此外，在本发明的另一个实施方案中，在微生物培养物中或在上清液中富集蛋白质级分并且回收富集的蛋白质级分。这可以通过例如浓缩微生物培养物的水相(培养液)或上清液实现。

此外，在本发明的另一个实施方案中，通过自溶或诱导的细胞溶解从细胞回收由微生物产生的胞内酶。可以从上清液收获从细胞释放的酶。

根据本发明的一个优选实施方案，酶从上清液回收。分泌至培养基或因细胞溶解所释放的酶是细胞外的并且可以从上清液回收。

根据本发明的又一个实施方案，培养基是固态或半固态的并且将酶在回收之前导入水相。

在本发明的多种实施方案中，从微生物培养物或其级分以催化活性形式回收酶。

在本发明的一个实施方案中，将包含催化活性酶的微生物培养物或液相导入相同的生物技术过程中，或用所述酶预处理所述过程中使用的原料，如聚合物生物质。

在本发明的另一个实施方案中，将包含催化活性酶的微生物培养物或液相导入另一个过程中，或将所述过程中使用的原料（如聚合物生物质）预处理。

在本发明的又一个实施方案中，将包含微生物产生的酶的微生物培养物或液相导入使用不能产生酶的微生物的生物技术过程中，或将所述过程中使用的原料（如聚合物生物质）预处理。