[发明专利]发酵工艺

说明书

本发明提供了通过增加通过乙酰乳酸的通量用于改变发酵的代谢产物谱的方法。该方法包括增加来源于乙酰乳酸的一种或多种产物的生产。本发明还提供的是通过气态底物的微生物发酵用于增加2，3‑丁二醇的生产的方法，该方法包括给发酵提供化合物，所述化合物抑制将乙酰乳酸转化成支链氨基酸的一种或多种酶。本发明还提供了用于增加相对于其他发酵产物例如乙醇和乙酸的2，3‑丁二醇生产的方法。

本申请为申请日为2014年9月22日、申请号为201480052139.9、发明名称为“发酵工艺”的中国专利申请的分案申请。

与相关申请的交叉参考

本专利申请要求来自于2013年9月22日提交的临时申请号61/880,970的优先权，所述临时申请的内容以引用的方式在此并入。

技术领域

本发明涉及使用化合物用于改变发酵系统的代谢产物谱的方法。特别地，本发明涉及用于增加来源于乙酰乳酸的产物生产的方法。

背景技术

用于运输的生物燃料是吸引人的汽油替代物，并且作为低浓度掺和物快速渗透燃料市场。来源于天然植物来源的生物燃料比来源于化石资源的燃料(例如汽油)更具环境可持续性，其使用允许减少所谓的化石二氧化碳(CO₂)气体水平，所述二氧化碳气体由于燃料燃烧而被释放到大气内。此外，生物燃料可在许多地区中局部产生，并且可作用于减少对输入的化石能源的依赖。适合于用作生物燃料的醇包括乙醇、丁醇和2，3-丁二醇。

乙醇正迅速地变成全世界主要的富氢液体运输燃料。2002年全世界的乙醇消耗估计为108亿加仑。由于欧洲、日本、美国和几个发展中国家对乙醇的兴趣增加，燃料乙醇工业的全球市场也预测在未来急剧增长。

丁二醇包括1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇和2，3-丁二醇，可视为具有超过乙醇的各种优点。如同乙醇，丁二醇可直接用作汽车燃料添加剂。它们还可相对容易地转化成许多其他潜在更高价值和/或更高能量的产物。例如，2，3-丁二醇可在两步工艺中容易地转化成可用作航空燃料的八碳二聚体。

2，3-丁二醇由其双功能主链获得其多用性，即2个羟基位于邻位C原子处，从而允许该分子相当容易地转化成诸如丁二烯、丁二酮、乙偶姻、甲基乙基酮等的物质。这些化学化合物用作制造广泛范围的工业生产的化学品的基础分子。

此外，2，3-丁二醇可用作内燃机中的燃料。它在几个方面更类似于汽油而不是乙醇。随着环境可持续性燃料生产和应用中的兴趣加强，对产生2，3-丁二醇(通常被称为生物丁醇)的生物过程中的关注已增加。

一氧化碳(CO)是有机材料例如煤炭或油和油衍生的产物不完全燃烧的主要副产物。尽管含碳前体的完全燃烧获得CO2和水作为唯一终产物，但一些工业工艺需要高温，从而有利于一氧化碳超过CO2的积累。一个例子是钢铁工业，其中需要高温来生成所需钢铁品质。例如，据报道澳大利亚的钢铁工业每年产生超过500,000吨CO且将其释放到大气内。

此外，CO也是合成气的主要组分，其中不同量的CO和H2通过含碳燃料的气化而生成。例如，合成气可通过分解废木料和木材的有机生物质来产生，以生成燃料和更复杂化学品的生产的前体。

CO释放到大气内可具有显著的环境影响。另外，可能需要缴纳排放税，从而增加工业工厂的成本。因为CO是反应能量富含分子，所以它可用作各种化学品生产的前体化合物。然而，这种有价值的原料未用于产生2，3-丁二醇。