发酵产品方法技术

本发明专利技术涉及用于从粒状淀粉产生乙醇产品的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于从粒状淀粉产生发酵产品的方法。使用酶的新组合促进了高干燥固体糖化醪(high dry solid mash)的加工。
技术介绍
用于将粒状淀粉转化成发酵产品，例如乙醇产品的方法，在WO03/066826、WO 04/080923和WO 04/081193中公开。为了使这种方法有利可图，存在对于能够加工高干燥固体糖化醪的新方法的需求。本专利技术的目的是提供这种改进的方法，其用于将粒状淀粉转化成发酵产品。专利技术概述本专利技术人令人惊讶地发现，在粒状淀粉的液化和糖化中，使用包含糖结合模块(CBM)的酸性α-淀粉酶促进高干燥固体糖化醪的加工。本专利技术人还令人惊讶地发现，在粒状淀粉的液化和糖化中，使用包含糖结合模块(CBM)的酸性α-淀粉酶与降粘酶(viscosity reducing enzyme)，例如木聚糖酶和β-葡聚糖酶的组合，促进高干燥固体糖化醪的加工，即使当粗磨谷粉(grit)包含具有高木聚糖和β-葡聚糖含量的干磨的(dry milled)大麦、黑麦或小麦和其他谷物类型时。通过包含CBM的酸性α-淀粉酶的优良的原淀粉降解能力的效果和/或降粘酶的作用，加工较高干燥固体糖化醪，能够获得较高的乙醇收率以及由此获得较高的生产力(productivity)和处理量(throughput)。在本专利技术的方法中，应用降粘酶例如β-葡聚糖酶和木聚糖酶降解葡聚糖和木聚糖，由此减少糖化醪的粘度。粘度减少导致液化糖化醪的流率(flow rate)增加，由此增加生产工厂的生产能力。此外，本专利技术提供简化的方法，其中能够将单独的降粘步骤省略。对先前水解非淀粉多糖如阿拉伯糖基木聚糖和β-葡聚糖的蒸馏加工的效果，是总体提高的生产能力，以及更好的热传递和相转移。对先前水解非淀粉多糖以及更完全水解淀粉多糖的副产品如蒸馏器的干酒糟(distiller’s dry grain)的效果，是整体改进的进料转化，以及更好的营养物消化吸收率(digestivity)，所述营养物如矿物质、蛋白质、脂质和残余淀粉。因此本专利技术提供用于从粒状淀粉产生乙醇产品的方法，该方法没有所述淀粉的预先糊化(prior gelatinization)。在第一个方面，本专利技术提供包含如下步骤的方法，a)提供包含水和粒状淀粉的浆液，b)在下列物质存在下保持所述浆液i)包含糖结合模块的酸性α-淀粉酶，和ii)发酵生物，以产生发酵产品和，c)任选地回收发酵产品。所述发酵生物优选为酵母，并且所述发酵产品优选乙醇。在第二个方面，本专利技术提供组合物，其包含i)包含CBM的酸性α-淀粉酶和，ii)木聚糖酶，和/或iii)β-葡聚糖酶，和/或iv)葡糖淀粉酶。专利技术详述通过本专利技术的方法，能够将粒状淀粉水解成麦芽糖、葡萄糖或特制糖浆(specialty syrup)，其用于作为甜味剂或作为其它糖类例如果糖的前体。还可以将麦芽糖和/或葡萄糖发酵成乙醇产品或其它发酵产品，例如柠檬酸、谷氨酸单钠(monosodium glutamate)、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钙、葡萄糖酸钾、葡糖酸-δ-内酯或异抗坏血酸钠(sodium erythorbate)、衣康酸(itaconicacid)、乳酸、葡萄糖酸；酮；氨基酸、谷氨酸(谷氨酸单钠)、青霉素、四环素；酶；维生素，例如核黄素(riboflavin)、B12、β-胡萝卜素或激素。术语“乙醇产品”的意思是包含乙醇的产品，例如燃料乙醇、饮用和工业乙醇。然而，所述乙醇产品还可以是啤酒，该啤酒可以是任何类型的啤酒。优选的啤酒类型包含爱儿啤酒(ale)、烈性黑啤酒(stout)、钵尔透黑啤酒(porter)、陈贮啤酒(lager)、苦味酒(bitter)、麦芽酒(malt liquor)、happoushu、高醇啤酒(high-alcohol beer)、低醇啤酒(low-alcohol beer)、低热量啤酒(low-calorie beer)或清淡啤酒(light beer)。术语“粒状淀粉”的意思是未加工的生的淀粉，即以其天然形式存在于谷类(cereal)、块茎或谷粒(grain)中的淀粉。淀粉在植物细胞中形成为不溶于水的微小颗粒。当置于冷水中时，淀粉颗粒可以吸收少量的液体并且膨胀。在高达50℃-75℃的温度，所述膨胀可以是可逆的。然而，在更高的温度开始不可逆的膨胀，其称为糊化。术语“起始糊化温度(initial gelatinization temperature)”的意思是淀粉糊化开始的最低温度。在水中加热的淀粉在50℃和75℃之间开始糊化；糊化的精确温度取决于具体的淀粉，并且能够容易地由熟练技术人员测定。因此，所述起始糊化温度可根据植物物种，根据植物物种的具体种类以及随生长条件而变化。在本专利技术的上下文中，给定淀粉的起始糊化温度是所述淀粉颗粒的双折射(birefringence)失去5％的温度，其使用由Gorinstein.S.和Lii.C.，Starch/Strke，Vol.44(12)pp.461-466(1992)所述的方法。多肽“同源性”的意思是两种氨基酸序列之间的同一性程度。同源性可以由本领域已知的计算机程序合适地测定，例如，GCG程序包中提供的GAP(Program Manual for the Wisconsin Package，Version 8，August 1994，GeneticsComputer Group，575 Science Drive，Madison，Wisconsin，USA 53711)(Needleman，S.B.and Wunsch，C.D.，(1970)，Journal of Molecular Biology，48，443-453)。使用下列用于多肽序列比较的设置GAP产生罚分(creation penalty)3.0和GAP延伸罚分0.1。术语“酸性α-淀粉酶”的意思是以有效量加入的α-淀粉酶活性(E.C.3.2.1.1)，其在pH3.0-7.0的范围内，优选3.5-6.0，或更优选4.0-5.0具有活性。酶包含CBM的酸性α-淀粉酶包含CBM的酸性α-淀粉酶是在EC 3.2.1.1之内的多肽，其具有酸性α-淀粉酶活性，并且包含糖结合模块，优选所述CBM是淀粉结合域(SBD)，并且优选家族CBM20的CBM。用于本专利技术的包含CBM的酸性α-淀粉酶可以是杂合体酶(hydrid enzyme)，或所述多肽可以是野生型酶，其已经包含具有α-淀粉酶活性的催化模块和糖结合模块。用于本专利技术的方法包含CBM的酸性α-淀粉酶还可以是这种野生型酶的变体。可以通过融合编码第一氨基酸序列的第一DNA序列和编码第二氨基酸的第二DNA序列来产生所述杂合体，或可将所述杂合体作为基于合适的CBM、接头和催化域的氨基酸序列的知识完全合成的基因产生。本文使用术语“杂合体酶”来表征多肽，所述多肽是包含CBM的酸性α-淀粉酶，该多肽包含第一氨基酸序列和第二氨基酸序列，所述第一氨基酸序列包含具有α-淀粉酶活性的催化模块，而所述第二氨基酸序列包含至少一个糖结合模块，其中所述第一和第二源自不同的来源。将术语“来源”理解为，但不限于，例如亲本多肽，例如酶，例如淀粉酶或葡糖淀粉酶，或具有其它催化活性、包含合适的催化模块和/或合适本文档来自技高网...

【技术保护点】
包括下列步骤的方法：　　　　（ａ）提供包含水和粒状淀粉的浆液；　　　　（ｂ）在下列物质存在下保持所述浆液以产生发酵产品：ｉ）包含糖结合模块的酸性α－淀粉酶，和和／或ｉｉ）发酵生物，和，　　　　（ｃ）任选地回收所述发酵产品。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯文佩德森，汉斯S奥尔森，
申请(专利权)人：诺维信公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]