[发明专利]采用丝状真菌菌株生产酶的方法

说明书

本发明涉及采用属于丝状真菌家族的微生物菌株生产纤维素分解酶和/或半纤维素分解酶的方法，所述方法包括以下步骤：(a)在至少一种碳基生长基质的存在下，在搅拌和曝气生物反应器中，在含水培养基中生长真菌的第一步骤，(b)在至少一种诱导性碳基基质的存在下，从第一步骤(a)中获得的含水培养基开始，生产酶以及诱导产生疏水蛋白的第二步骤，以及，在步骤(d)中，将步骤(b)中产生的疏水蛋白的至少一部分重新引入到生长步骤(a)中。

技术领域

本发明涉及采用丝状真菌生产纤维素酶的方法，该酶是例如用于生产“第二代”(2G)糖液的方法中的木质纤维素生物质的酶促水解所需的。这些糖液可用于经由化学或生物化学/发酵途径生产其他产物(例如，醇类，例如乙醇生物燃料，或者丁醇或其他分子，例如溶剂，例如丙酮和其他生物基分子等)。纤维素酶也可以用于其他工艺，特别是用于化学、造纸或纺织工业中。

以该实施的具体实例为例，开发经济上可行的生产第二代(2G)生物燃料的方法是众多研究的主题。这些生物燃料主要由木质基质，例如各种木材(硬木和软木，芒草或SRC，其是短轮伐期灌木丛的缩写)、农业副产物(麦秸、稻秸、玉米芯等)或产生自其他农业食品、造纸等行业的副产物生产。当与由甘蔗、玉米、小麦或甜菜生产的“第一代”生物燃料相比时，就农业用地的使用而言，第二代生物燃料与生存作物产生更少的竞争问题。

木质纤维素生物质的特征在于由三种主要级分组成的复杂结构：纤维素(35％-50％)，其是一种基本上由己糖组成的多糖；半纤维素(20％-30％)，其是一种基本上由戊糖组成的多糖；和木质素(15％-25％)，其是一种具有复杂结构和高分子量的聚合物，由通过醚键连接的芳族醇组成。这些不同的分子是植物壁的固有性质的原因并将它们自身组织成复杂的缠结体。在组成木质纤维素生物质的这三种基础聚合物中，纤维素和半纤维素是能够生产2G糖液的基础聚合物。

通常，将生物质转化为乙醇生物燃料的方法涉及若干个步骤：预处理使纤维素能与纤维素酶接触。酶促水解步骤将纤维素转化为糖，例如葡萄糖，其然后在发酵步骤的过程中通常使用酿酒酵母被转化为乙醇。最后，蒸馏步骤可以从发酵液(fermentation must)中分离并回收乙醇。

如上所述，应该注意的是，也可以选择在单体糖诸如葡萄糖、木糖等的生产中停止该方法以对它们原样（as such）进行改质，或者对它们进行不同的处理以获得其他生物基醇或分子。

背景技术

各种技术-经济研究表明，降低纤维素酶的成本是由木质纤维素原料生物生产乙醇方法中的关键点之一。目前，工业纤维素酶主要通过丝状真菌里氏木霉(Trichoderma reesei)生产，因为其具有高分泌能力。

自二十世纪70年代以来，在将组成多糖水解成可发酵的糖之后，将木质纤维素材料转化为乙醇已经成为了众多研究的主题。例如，可以提及国家可再生能量实验室的参考研究(Process Design and Economics for Biochemical Conversion ofLignocellulosic Biomass to Ethanol，Humbird等人，NREL/TP-5100-57764，2011年5月)。

木质纤维素材料是基于纤维素的材料，即由超过90重量％的纤维素组成的材料，和/或是木质纤维素材料，即由纤维素、半纤维素（其是基本上由戊糖和己糖组成的多糖）以及木质素（其是基于酚类化合物的具有复杂结构和高分子量的大分子）组成的材料。

木材、秸秆和玉米芯是最常用的木质纤维素材料，但其他资源、专用林业作物、来自制醇、制糖和谷类植物的残余物、来自造纸工业的产物和残余物以及来自木质纤维素材料的转化的产物也是可用的。它们大多数由约35％-50％的纤维素、20％-30％的半纤维素和15％-25％的木质素组成。