[发明专利]繁殖生物体及相关方法和组合物

说明书

本发明涉及在繁殖培养基中利用包括木糖（例如，来自预处理木质纤维素原料的木糖糖浆）的碳源和/或包括酒糟成分（例如，从玉米制乙醇过程中获得的稀酒糟）的营养源繁殖一种或多种生物体的方法。该生物体包括通过发酵可以将一种或多种单糖转化成醇的那些生物体，比如酵母。本发明还涉及相关的组合物。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年3月13日提交的、申请号为13/798,617且名称为“PROPAGATINGAN ORGANISM AND RELATED METHODS AND COMPOSITIONS”的美国非临时专利申请的权益，该申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及繁殖一种或多种生物体，该生物体可以通过发酵将一种或多种单糖转化为醇，比如乙醇。

背景技术

可以将一种或多种单糖转化成一种或多种生化物质的，比如生物燃料，的生物体是众所周知的。例如，基因修饰（被称为GM）的酵母和非转基因修饰（被称为非GM）的酵母都是可以通过发酵将糖转化为醇，比如乙醇和丁醇的众所周知的生物体。

通常，这样的生物体由制造商，例如，乙醇制造商，繁殖以产生用户想要的细胞团。但是，相比其它生物体，许多生物体是相当昂贵的。例如，比起非GM酵母，许多GM酵母可能是相对非常昂贵的。因此，在一些情况下，购买尽可能少的GM酵母，然后其可以使该酵母再生，以提供足够用于发酵的数量，对于乙醇制造商来说在经济上可能是可取的。

但是，繁殖酵母可能具有挑战性。例如，当在葡萄糖上生长时，即使在高度通气的条件下，如果培养基中葡萄糖浓度过高（例如，每升超过5克），一些生物体（比如，酿酒酵母）易受众所周知的“克勒勃屈利效应（Crabtree effect）”的影响。如果葡萄糖水平变得过高，酵母可以开始通过发酵途径制造乙醇，而非通过呼吸途径产生更多酵母（即，高水平葡萄糖抑制呼吸）。为了帮助防止克勒勃屈利效应，酵母制造商通常通过分批补料使酵母生长或放慢进料过程，其中以避免过度生产乙醇的速率引入生产酵母生物质的碳源（葡萄糖）。但是，分批补料系统可以是相当昂贵的，对乙醇制造商的控制和管理构成挑战。

由于控制分批处理可能相对更简单并且可能更能忍受处理参数的变化（例如，相对于碳源的变化水平和克勒勃屈利效应），需要发展利用分批处理协议而非分批补料处理协议繁殖生物体（比如，酵母）的方法。此外，需要利用可选择的、更易于使用的、和/或繁殖培养基所用的更经济的成分（例如，碳源、营养源等等）。

发明内容

本发明涉及使用营养源繁殖生物体的方法，该营养源包括酒糟成分（例如，稀酒糟），优选来自玉米制乙醇过程的酒糟成分。令人惊讶地，包括酒糟成分作为繁殖培养基的营养源的一部分（或全部）可以提供像常规营养源（比如，酵母提取物）一样好，或比常规营养源的结果。此外，已经发现，非常低量的初始细胞团可以用于繁殖生物体，比如，酵母（例如，每升培养基低至1.0克酵母，每升培养基低至0.02克酵母，或甚至更低）

此外，在繁殖培养基的营养成分中包括酒糟成分允许在木质纤维素乙醇过程中使用来自玉米制乙醇过程的副产物。在两个过程在同一位置的情况下，这可以是特别方便的。

进一步地，本发明涉及使用营养源和碳源繁殖生物体的方法，该营养源包括酒糟成分（例如，稀酒糟），该碳源具有木糖。对于可以使用木糖代替葡萄糖，或除了葡萄糖之外，使用木糖进行繁殖的生物体，使用木糖可以避免使用葡萄糖观察到的克勒勃屈利效应。例如，木糖水平可以在广泛的范围变化（例如，包括与会引起克勒勃屈利效应的葡萄糖水平对应的水平），但是通过有氧呼吸途径的繁殖会继续，而不转变成厌氧发酵途径从而过度生产乙醇。可以以这种方式使用木糖的生物体包括一些基因修饰的酵母。有利地，使用木糖可以防止“污染物”酵母（比如，野生型酿酒酵母）与目标为繁殖的生物体竞争。

进一步地，因为利用木糖可以避免克勒勃屈利效应，可以利用分批处理进行繁殖。