发酵产品产生方法技术

本发明专利技术涉及发酵产品产生方法，具体地涉及用于从含淀粉材料产生发酵产品的方法，其包含用α-淀粉酶液化所述含淀粉材料；用蛋白酶处理；在糖源产生酶存在下糖化；在发酵生物存在下发酵。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术申请是基于申请日为2006年2月7日、申请号为“200680004345.8”(国际申请号为PCT/US2006/006966)、名称为“发酵产品产生方法”的专利技术专利申请的分案申请。专利
本专利技术涉及产生发酵产品的方法，例如乙醇，所述方法从含淀粉材料产生发酵产品，包括降解包含于含淀粉材料中的蛋白质。专利技术背景大量难以合成生产的商业产品可以通过发酵产生。这种产品包括酒精(例如，乙醇、甲醇、丁醇、1,3-丙二醇)；有机酸(例如，柠檬酸、乙酸、衣康酸、乳酸、葡糖酸、葡糖酸盐、乳酸、琥珀酸、2,5-二酮-D-葡糖酸)；酮(例如，丙酮)；氨基酸(例如，谷氨酸)；气体(例如，H2和CO2)，和更复杂的化合物，包括，举例来说，抗生素(例如，青霉素和四环素)；酶；维生素(例如，核黄素、B12、β-胡萝卜素)；激素；以及通常用在消耗性的酒精(例如，啤酒和葡萄酒)、乳制品(例如，在酸奶和干酪的生产中)、皮革和烟草工业中的产品。乙醇具有广泛的应用，包括，作为化工原料、汽油添加剂或直馏(straight)液体燃料。作为燃料或燃料添加剂，乙醇显著地减少气体排放同时改进发动机性能。作为可再生燃料，乙醇减少对有限的并且主要是外来的化石燃料资源的国家依赖，同时减少大气层中二氧化碳的净累积。通常乙醇通过液化含淀粉材料，接着是相继或同时的糖化作用和发酵作用而产生。液化包括淀粉的糊化，与之同时或在其之后添加α-淀粉酶以降解淀粉成为糊精。当产生乙醇时，将液化的含淀粉材料糖化。糖化是将糊精转化成低分子DP1-3糖的步骤，例如，酵母能够将该糖转化成为乙醇。美国专利编号5,231,017A公开的乙醇产生方法包含(a)在α-淀粉酶存在下液化原料，(b)在葡糖淀粉酶存在下糖化液化醪(liquefied mash)，(c)发酵和(d)乙醇回收，其中在糖化和/或发酵期间将蛋白酶引入液化醪。加拿大专利1,143,677公开从淀粉原料产生乙醇的方法，其通过用源自康宁木霉(Trichoderma)培养物的淀粉分解酶和纤维素酶制备物水解所述原材料，该制备物包含水解酶和多种淀粉分解酶的复合物，所述水解酶包括C1酶、外切葡聚糖酶、内切葡聚糖酶、纤维二糖酶、木聚糖酶、β-葡糖苷酶、蛋白酶。Mullins等,\Biomass\16(1988)2,pp.77-87论证向醪液添加碱性蛋白酶导致氨基氮的增加，其足以支持加速的乙醇发酵速率。存在对进一步改进发酵产品产生方法的需求。专利技术概述本专利技术的一方面涉及从含淀粉材料产生发酵产品的方法，所述产品例如乙醇，该方法包括：(a)用α-淀粉酶液化所述含淀粉材料；(b)用蛋白酶处理；(c)在糖源产生酶(carbohydrate-source generating enzyme)存在下糖化；(d)在发酵生物存在下发酵。步骤(a)和(b)中所述的液化和蛋白质降解可以同时或相继地(sequentially)进行。同样所述糖化和发酵步骤可以同时(SSF)或相继地进行。具体地，本专利技术涉及如下各项：1.从含淀粉材料生产发酵产品的方法，包含：(a)用α-淀粉酶液化所述含淀粉材料；(b)用蛋白酶处理；(c)在糖源产生酶存在下糖化；(d)在发酵生物存在下发酵。2.项1的方法，其中步骤(a)和(b)同时或相继地进行。3.项2的方法，其中在步骤(b)用蛋白酶处理液化醪。4.项1-3中任一项的方法，进一步包含步骤：(e)蒸馏以获得发酵产品。5.项1-4中任一项的方法，其中所述发酵产品是乙醇。6.项1的方法，其中步骤(a)使用细菌α-淀粉酶或真菌α-淀粉酶进行。7.项6的方法，其中所述细菌α-淀粉酶是芽孢杆菌属α-淀粉酶，优选源自嗜热脂肪芽孢杆菌α-淀粉酶或其变体，所述变体具有突变：R179*和G180*或I181*+G182*，特别是I181*+G182*+N193F。8.项6或7的方法，其中所述细菌α-淀粉酶以0.0005-5KNU每g DS之间的量使用，优选0.001-1KNU每g DS，例如大约0.050KNU每g DS。9.项1-8中任一项的方法，其中所述液化期间的pH为大约4.5-7，优选5-6，优选大约5.4或5.6。10.项1-9中的方法，在步骤(a)之前，进一步包含步骤：i)碾磨含淀粉材料；ii)形成包含碾磨的含淀粉材料和水的浆。11.项10的方法，其中加热所述浆至初始糊化温度以上。12.项10或11的方法，其中在步骤(a)之前，将浆在95-140℃的温度，优选105-125℃的温度蒸汽蒸煮1-15分钟，优选3-10分钟，特别是约5分钟。13.项1的方法，其中步骤(b)作为液化后蛋白酶处理进行。14.项1-13中任一项的方法，其中所述蛋白酶是真菌、细菌或植物来源的。15.项1-13中任一项的方法，其中所述蛋白酶是内切蛋白酶和/或外切蛋白酶，优选是细菌或真菌来源。16.项1-12中任一项的方法，其中所述蛋白酶是金属蛋白酶。17.项1-16中任一项的方法，其中所述蛋白酶是真菌蛋白酶，其源自曲霉属，优选黑曲霉、斋藤曲霉、泡盛曲霉、棘孢曲霉、米曲霉；毛霉属，优选微小毛霉或米黑毛霉；根毛霉属，优选微小根毛霉或曼赫根毛霉；根霉属；念珠菌属；革盖菌属；内座壳菌；Enthomophtra；耙菌属；青霉属；小核菌属；嗜热子囊菌属，优选嗜热子囊菌和球拟酵母菌属。18.项1-16中任一项的方法，其中所述蛋白酶是细菌蛋白酶，其源自芽孢杆菌属，优选解淀粉芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌；拟诺卡氏菌属，优选Nocardiopsis prasina或Nocardiopsis dassonavilla。19.项1-18中任一项的方法，其中所述蛋白酶是源自大麦的植物蛋白酶。20.项1-20中任一项的方法，其中步骤(b)在对于所讨论蛋白酶最佳的条件进行。21.项1-20中任一项的方法，其中步骤(b)中的蛋白酶处理期间的温度在25-90℃的范围内，优选30-80℃，例如从65-75℃，特别大约50℃或70℃。22.项1-21中任一项的方法，其中步骤(b)中蛋白酶处理期间的pH在2-11。23.项1-22中任一项的方法，其中步骤(b)中液化的淀粉具有在20-50％(w/w)总固体(TS)，优选30-40％(w/w)TS的浓度。24.项1-19中任一项的方法，其中步骤(b)中的蛋白酶处理进行0.1至12小时，优选1至10小时，特别是2至8小时。25.项本文档来自技高网...

【技术保护点】
从含淀粉材料生产发酵产品的方法，包含：(a)用α‑淀粉酶液化所述含淀粉材料；(b)用蛋白酶处理；(c)在糖源产生酶存在下糖化；(d)在发酵生物存在下发酵。

【技术特征摘要】
2005.02.08 US 60/651,0011.从含淀粉材料生产发酵产品的方法，包含：
(a)用α-淀粉酶液化所述含淀粉材料；
(b)用蛋白酶处理；
(c)在糖源产生酶存在下糖化；
(d)在发酵生物存在下发酵。
2.权利要求1的方法，其中步骤(a)和(b)同时或相继地进行。
3.权利要求2的方法，其中在步骤(b)用蛋白酶处理液化醪。
4.权利要求1-3中任一项的方法，进一步包含步骤：
(e)蒸馏以获得发酵产品。
5.权利要求1-4中任一项的方法，其中所述发酵产品是乙醇。
6.权利要求1的方法，其中步骤(a)使用细菌α-淀粉酶或真菌α-淀粉酶
进行。
7.权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：马德斯·T·史密斯，约翰·雷斯，凯文·S·温格，里克·M·费斯特森，
申请(专利权)人：诺维信北美公司，
类型：发明
国别省市：美国;US