[发明专利]糖化和发酵纤维素材料的方法

说明书

对序列表的引用

本申请包含计算机可读形式的序列表，将该序列表通过引用结合在此。

背景

纤维素材料为产生化石燃料的可替代能源提供了一个有吸引力的平 台。将纤维素材料(例如，来自木质纤维素原料)转化成生物燃料具有如 下优点，即易于获得大量原料、避免燃烧或填埋材料的合意性以及生物燃 料(如乙醇)的清洁性。木材、农业废弃物、草本作物以及城市固体废物 已被认为是用于生物燃料生产的原料。一旦将纤维素材料糖化并转化成可 发酵的糖(例如，葡萄糖)，那么这些可发酵的糖就可以被酵母发酵成生 物燃料(如乙醇)。

在过去十年里已经研发了新的且改进的酶和酶组合物并且已经使得预 处理的纤维素材料的糖化变得更有效。然而，仍需要改进预处理的纤维素 材料的糖化以及用于生产生物燃料的方法。

发明概述

在此描述了将纤维素材料糖化成可发酵的糖的方法。还描述了通过糖 化和发酵从纤维素材料(如预处理的纤维素材料)生产发酵产物(如乙 醇)的方法。

在一个方面中，本发明涉及糖化纤维素材料的方法，这些方法包括在 浓度处于至少0.5％的饱和度的溶解氧的存在下使该纤维素材料经受过氧化 氢酶、纤维素分解酶组合物和GH61多肽。

在另一个方面中，本发明涉及生产发酵产物的方法，这些方法包括：

(a)在浓度处于至少0.5％的饱和度的溶解氧的存在下使纤维素材料经受 过氧化氢酶、纤维素分解酶组合物和GH61多肽；

(b)用一种或多种发酵微生物发酵该糖化的纤维素材料；并且

(c)任选地从(b)中回收该发酵产物。

在一个实施例中，纤维素材料已经例如通过化学和/或物理预处理(如 稀酸和/或蒸汽爆炸预处理)而被预处理。在一个实施例中，纤维素材料是 未洗涤的，如未洗涤的预处理的玉米秸杆(uwPCS)。

使用本发明的方法将预处理的纤维素材料糖化/水解成糖。可以将这些 糖转化为许多有用的所希望的物质，例如燃料、可饮用乙醇和/或发酵产物 (例如，酸、醇、酮、气体等)。

糖化的预处理的纤维素材料可以是以下糖，这些糖可以用在用于生产 糖浆(例如，高果糖玉米糖浆(HFCS))和/或塑料(例如，聚乙烯、聚苯 乙烯和聚丙烯)、聚乳酸(例如，用于生产PET)的工艺中。

定义

α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶：术语“α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶”意指一种α-L-阿拉伯呋喃糖苷阿拉伯呋喃水解酶(EC3.2.1.55)，其催化α-L-阿拉伯糖苷中的末端非还原性α-L-阿拉伯呋喃糖苷残基的水解。该酶对α-L-阿拉伯呋喃糖苷、包含(1,3)-和/或(1,5)-键的α-L-阿拉伯聚糖、阿拉伯糖基木聚糖以及阿拉伯半乳聚糖起作用。α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶还被称为阿拉伯糖苷酶、α-阿拉伯糖苷酶、α-L-阿拉伯糖苷酶、α-阿拉伯呋喃糖苷酶、多糖α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶、α-L-阿拉伯呋喃糖苷水解酶、L-阿拉伯糖苷酶、或α-L-阿拉伯聚糖酶。出于本发明的目的，使用每ml的100mM乙酸钠(pH5)中5mg的中等粘度小麦阿拉伯糖基木聚糖(麦格酶国际爱尔兰股份有限公司(MegazymeInternationalIreland,Ltd.)，布瑞公司(Bray,Co.)，威克洛郡，爱尔兰)以总体积200微升在40℃下持续30分钟，随后通过HPX-87H柱色谱(伯乐实验室有限公司(Bio-RadLaboratories,Inc.)，赫拉克勒斯，加利福尼亚州，美国)进行阿拉伯糖分析来确定α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶活性。

α-葡糖醛酸糖苷酶：术语“α-葡糖醛酸糖苷酶”意指一种α-D-葡糖苷 酸葡糖醛酸水解酶(EC3.2.1.139)，其催化α-D-葡糖苷酸水解成D-葡糖醛 酸酯和醇。出于本发明的目的，根据德弗里斯(deVries)，1998，细菌学 杂志(J.Bacteriol.)180:243-249来确定α-葡糖醛酸糖苷酶活性。一个单位 的α-葡糖醛酸糖苷酶等于在pH5、40℃下每分钟能够释放1微摩尔葡糖醛酸 或4-O-甲基葡糖醛酸的酶量。