[发明专利]在需氧条件下生产醇以及使用油醇萃取产物的方法

说明书

本发明涉及从碳源生产至少一种醇的方法，该方法包括：(a)在需氧条件下在含水培养基中生产醇；和(b)通过以下步骤从所述含水培养基萃取来自步骤(a)的醇：(bi)使所述含水培养基中的醇与至少一种萃取介质接触足以将所述醇从所述含水培养基萃取到所述萃取介质中的时间，(bii)使具有萃取的醇的所述萃取介质与所述含水培养基分离,其中所述萃取介质包含：‑油醇；或‑聚丙二醇和烷烃，其中所述醇包含至少3个碳原子。

发明领域

本发明涉及在需氧条件下从碳源生产醇(包括高级醇)的生物技术方法。特别地，所述方法涉及在氧气的存在下在水溶液中至少一种醇的生物技术生产和从所述水溶液萃取醇的手段。

发明背景

生产醇特别是乙醇的生物技术方法是本领域众所周知的。特别地，在各种碳源上使用产乙酸菌来生产乙醇和/或乙酸是众所周知的。然而，在大部分情况下，生产乙醇仅能在不存在氧气的情况下成功进行。这一现象至少被Brioukhanov, 2006, Imlay, 2006, Lan,2013等所证实，其中显示产乙酸菌在需氧条件下无法成功生产乙醇。因此，在本领域已知的目前方法中，含氧气的碳底物，诸如来自钢铁厂的废气首先处理以去除氧气，随后将它们引入产乙酸细胞以进行乙醇和/或乙酸生产。氧气分离步骤使得该处理花费更高且耗时。此外，在该分离步骤过程中可能存在原材料的一些损失。

因此，本领域存在对氧气存在下生产乙醇和/或乙酸的手段的需要。乙醇可随后用作用于生产高级碳化合物诸如醇、酸等的原材料。

例如，丁醇和高级醇具有几种用途，包括用作燃料。例如，丁醇在未来可以代替汽油，因为这两种燃料的能量含量几乎相同。此外，与乙醇相比，丁醇作为替代燃料具有几种其它优异的特性。这些包括，丁醇具有较高的能量含量，丁醇与乙醇或汽油相比较少“挥发”，且丁醇与乙醇相比易于运输。由于这些原因和更多原因，已经存在丁醇和/或相关高级醇的现有潜在市场。丁醇和其它高级醇也被用作工业溶剂。

类似地，丙醇是制药工业中使用的、用于树脂和纤维素酯以及其它化合物的溶剂。这种溶剂（其更好地称为异丙醇或2-丙醇）广泛用于印刷油墨上和印刷工业中。1-丙醇在自然界中通过多种微生物分解有机材料而产生，并且可以在植物和杂醇油中发现。1-丙醇也可以由石油化学衍生的乙烯生产，这是通过与一氧化碳和氢气反应以得到丙醛，其然后被氢化。它也是甲醇制造的副产物，并且可以直接由丙烷生产或由丙烯醛生产。丙醇还有另外的其它潜在用途。

所有这些醇目前都是通过裂化汽油或石油来生产的，这对环境有害。此外，商业上生产的这些醇中的大多数是通过常规程序如蒸馏提取的。使用这些常规手段蒸馏醇可能需要比提取的醇的输出能量容量更多的能量输入。

因此，需要基于石油的醇生产方法的环境友好且基于生物的有效替代方法和提取这些基于生物的醇的节能途径。

发明描述

本发明提供了在需氧条件下从碳源生产至少一种醇的生物技术手段。碳源可包括二氧化碳和/或一氧化碳。特别地，该方法包括至少两个部分。一部分涉及在含水培养基中从碳源形成醇，并且另一部分涉及从含水培养基中萃取醇。

在本发明的一个方面，提供了从碳源生产至少一种醇的方法，该方法包括：

(a)在需氧条件下在含水培养基中生产醇；和

(b)通过以下步骤从所述含水培养基萃取来自步骤(a)的醇：

(bi)使所述含水培养基中的醇与至少一种萃取介质接触足以将所述醇从所述含水培养基萃取到所述萃取介质中的时间，

(bii)使具有萃取的醇的所述萃取介质与所述含水培养基分离

其中所述萃取介质包含：

-油醇；或

-聚丙二醇和烷烃

其中所述醇包含至少3个碳原子。