[发明专利]用于发酵富含碳水化合物的作物的方法有效
| 申请号： | 201580059385.1 | 申请日： | 2015-12-12 |
| 公开（公告）号： | CN107109440B | 公开（公告）日： | 2018-09-11 |
| 发明（设计）人： | 爱德华·布莱恩·哈姆里克 | 申请（专利权）人： | 爱德华·布莱恩·哈姆里克 |
| 主分类号： | C12P7/06 | 分类号： | C12P7/06 |
| 代理公司： | 北京安信方达知识产权代理有限公司 11262 | 代理人： | 王玮玮;郑霞 |
| 地址： | 美国佛*** | 国省代码： | 美国;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 简单糖 富含 酵母 扩散 富含碳水化合物 质外体 乙醇 菊粉 发酵 淀粉酶 细胞壁 杂交种 薄壁组织 淀粉颗粒 淀粉作物 方法使用 热带玉米 真空灌注 真空汽提 甘薯 胞间隙 不溶性 果胶酶 菊粉酶 甜高粱 山药 甜菜 木薯 薄壁 变体 降解 淀粉 灌注 甘蔗 土豆 果实 保存 | ||
【说明书】：
提供了一种用于发酵富含碳水化合物的作物的方法。甜菜、甘蔗、甜高粱、热带玉米杂交种和果实富含简单糖；土豆、甘薯、木薯和山药富含淀粉；并且洋姜富含菊粉。该方法使用真空灌注将酵母灌注到薄壁组织的胞间隙(质外体)中。简单糖扩散到该质外体中、与该酵母接触并产生乙醇。乙醇可以通过真空汽提或粉碎从作物中提取，或可以将其留在淀粉作物中以对其保存。在一些变体中，果胶酶降解薄壁细胞壁以加速简单糖向酵母的扩散，加速淀粉酶向淀粉颗粒的扩散，或加速菊粉酶向不溶性菊粉的扩散。
优先权数据
本国际专利申请要求于2015年12月11日提交的美国专利申请号14/966,650、2015年11月13日提交的美国专利申请号14/940,390、2015年3月30日提交的美国临时专利申请号62/139,881、和2015年3月3日提交的美国临时专利申请号62/127,637的优先权，这些专利各自特此通过引用并入本申请。
发明领域
本发明总体上涉及用于发酵富含碳水化合物的作物的方法。
发明背景
许多发酵微生物将碳水化合物转化为乙醇。最广泛使用的发酵微生物，啤酒酵母和面包酵母,是酿酒酵母的菌株。乙醇具有作为饮料、运输燃料和其他有机化合物的前体的显著的经济价值。
发酵微生物可以将葡萄糖、果糖、麦芽糖(葡萄糖二聚体)和蔗糖(葡萄糖-果糖二聚体)直接转化为乙醇。在此，葡萄糖和果糖的单体和二聚体将被称为简单糖，并且将简单糖转化为乙醇的发酵微生物将被称为酵母。
酵母在无氧(没有氧)环境中将简单糖发酵成乙醇。将1摩尔葡萄糖或果糖(或0.5摩尔蔗糖)发酵成2摩尔乙醇和2摩尔二氧化碳，并释放出118kJ的热量。这意味着发酵18％的糖溶液将导致34℃的温升，这意味着需要冷却发酵培养基。发酵1升18％的糖溶液(1摩尔葡萄糖)也将产生2摩尔的二氧化碳，其具有在20℃和大气压下的约48升的体积。典型的酵母在20℃-40℃之间最有效地发酵，但具有下降至5℃的显著的发酵活性(白葡萄酒在7℃-15℃之间发酵)。酵母细胞在高于42℃的温度下逐渐死亡。酿酒酵母对pH相对不敏感，并且将在从2.9至7.2的pH范围内发酵。这在Arroyo-López，“温度、pH以及糖浓度对酿酒酵母、非酿酒酵母及其种间杂种的生长参数的影响(Effects of temperature，pH and sugarconcentration on the growth parameters of Saccharomyces cerevisiae，S.kudriavzevii and their interspecific hybrid)”，国际食品微生物学杂志(International journal of food microbiology)131.2(2009)：120-127(将其特此通过引用结合在此)中更详细地进行描述。
大多数酿酒酵母菌株具有约10微米的直径。具有约5微米的细胞大小的酿酒酵母菌株是Dry，可从美国乔治亚州德卢斯的Lallemand Biofuels&DistilledSpirits公司获得。它产生最高达按体积计20％(按重量计16％)的乙醇浓度，因此可以通过此酵母发酵具有最高达按重量计32％碳水化合物的富含碳水化合物的作物。这意味着可以在发酵前将作物脱水，使得所得到的乙醇浓度更高。
在简单糖存在下，酵母细胞粘附于表面(如薄壁细胞)。这在Verstrepen和Klis，“酵母的絮凝、粘附和生物膜形成(Flocculation,adhesion and biofilm formation inyeasts)”，分子微生物学(Molecular microbiology)60.1(2006)：5-15(将其特此通过引用结合在此)中进行了描述。
酿酒酵母以冷冻干燥的形式出售，并且易于处理。它被归类为GRAS(通认安全的)，并且通常在日常饮食中消耗-例如，面包是用酿酒酵母酵母制成的。
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- 本发明公开了酒精制备领域内的一种糖类原料制备酒精的方法，包括以下步骤：（1）、糖类原料进行酸化处理得到酸化液；（2）、所述酸化液进行发酵得到发酵液和CO2；（3）、所述发酵液经过蒸馏后得到酒精和废液；所述糖类原料再酸化前进行稀释处理；所述CO2可以回收；所述废液进行送入厌氧池中处理后送入好氧池处理，得到的净水直接排放；所述厌氧池产生的沼气可以回收利用；通过将糖类原料进行酸化后再进行发酵处理得到发酵液，发酵液进行蒸馏后得到酒精，使得酒精的产能大大增加，更好的用于国防化工、医疗卫生、食品工业、工农业生产中，本发明可以用于酒精生产制备之中。
- 一种避免CO抑制产乙酸菌的方法-201380060090.7
- 大卫·斯科特·斯奈德 - 伊内奥斯生物股份公司
- 2013-09-18 - 2019-04-30 - C12P7/06
- 本发明提供一种使含CO的气态底物发酵的方法。通过在发酵期间控制CO浓度和使高或低CO浓度的影响最大限度地减小，所述方法有效减少迟滞时间，并使培养物保持在稳定态。所述方法包括将合成气提供到第一发酵区域，使合成气发酵，并测定第一发酵区域内发酵培养基中的CO浓度。如果第一发酵区域内发酵培养基中的CO浓度具有约0.12µM或更大值，则将提供到第一发酵区域的合成气的至少一部分提供到一个或多个后续发酵区域，其量有效提供在任何后续发酵区域中约0.12µM或更小的CO浓度。
- 酿酒酵母菌中染色质重塑因子基因在提高发酵酒精产率的应用-201910011798.2
- 蒋伶活 - 山东理工大学
- 2019-01-07 - 2019-04-23 - C12P7/06
- 本发明公开了一种酿酒酵母菌中染色质重塑因子基因在提高发酵酒精产率的应用。染色质重塑因子基因包括SPT10,SWI3,NGG1,UME6和RSC1基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1‑5所示。本发明为提高酒精发酵的生产效率提供了新的方法，为构建高产酒精的优良酿酒酵母工程菌株提供了重要的信息。
- 基于淀粉的增殖微生物的方法和系统-201780050330.3
- 科里·詹姆斯·萨克斯;玛尔歌泽塔·M·斯鲁普斯卡;大卫·查尔斯·卡尔森;本杰明·M·格德斯;尼拉康塔姆·V·纳雷德拉纳斯;大卫·D·布尚 - 波特研究公司
- 2017-06-12 - 2019-04-16 - C12P7/06
- 用于微生物的增殖的、包括作为碳源的来源自谷物的淀粉的系统和方法。
- 一种发酵生产酒精的方法及酒精-201811355145.8
- 佟毅;李义;刘辉;李凡;武丽达;王春才;张俊奇;袁敬伟 - 中粮生化能源（肇东）有限公司
- 2018-11-14 - 2019-04-05 - C12P7/06
- 本发明涉及一种发酵生产酒精的方法及产品，该方法是将玉米原料粉碎为下述程度的玉米粉，75‑85％的玉米粉可以通过20目筛，将筛上物和筛下物一起作为调成粉浆的原料，然后与水和清液配制成干物浓度为30‑34wt％的粉浆；向所述粉浆中加入淀粉酶进行液化，得到液化醪；调节所述液化醪的pH值为4.0‑4.8，然后接种酵母菌；向接种酵母菌后的液化醪中加入尿素、酸性蛋白酶、发酵促进剂和糖化酶进行发酵，制得发酵液，经发酵后，制得酒精。这种方法不仅能够降低成本并且酒精的产率较高。
- 一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法-201811628266.5
- 李冲伟;赵勃;徐建宗 - 黑龙江大学
- 2018-12-28 - 2019-03-29 - C12P7/06
- 一种沙枣与玉米联合制备乙醇的方法，它涉及乙醇制备领域。本发明为了解决采用低廉的玉米替代原料制备的乙醇产量低，以及酒糟中脂肪含量、粗蛋白含量高，粗纤维含量低的问题；本发明利用沙枣粉部分替代玉米粉生产乙醇，制备的乙醇浓度达到11.0％，高于纯玉米粉生产的乙醇浓度10.5％；相较于纯玉米粉酒精度提高4.76％。证实沙枣部分替代玉米生产酒精是可行的，为酒精企业的连续化生产提供了新的原料和额外保障；而且在一定程度上为沙枣资源合理利用提供了新模式，进而成为我国西北地区新的经济增长点。鉴于目前酒精生产的原料紧缺和生产成本问题，本发明对酒精的工业化生产和沙枣的深度利用具有重要的现实意义。本发明应用于乙醇领域。
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