新的产乙醇梭菌属物种CLOSTRIDIUM COSKATII制造技术

本发明专利技术提供了新的梭菌属细菌物种（Clostridium?coskatii?ATCC号PTA-10522，“PS02”）。在厌氧条件下，C.coskatii可以将CO和/或H2和/或CO2转化成乙醇或乙酸。从而，该新的细菌能将废气（例如，合成气和炼油厂废气）转变成有用的产物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域涉及新的细菌物种，其能从由氢(H2)和二氧化碳(CO2CO2)和/或一氧化碳(CO)组成的气体混合物中产生乙醇。特别地，本专利技术提供了具有ATCC号PTA-10522的鉴定特征的新梭菌属物种，Clostridium coskatii (PS02),以及使用该新梭菌属物种,从 H2和/或CO2和/或CO气体中合成乙醇和其他有用产物的方法。
技术介绍
目前，生物燃料生产(从生物质中产生燃料，例如乙醇)的主要方法是通过直接发酵，其在美国占 90% 的乙醇产量(Licht, F. O. (2001) World Ethanol Markets, Analysisand Outlook,Kent,英国)。直接发酵是这样的方法,其中糖解微生物,例如酵母或细菌将糖转化成乙醇。这些糖可以是简单的(如葡萄糖)或复杂的(如淀粉、纤维素、半纤维素)。玉米淀粉是在当今乙醇生产工厂中使用的主要底物。在乙醇的直接发酵产生中使用玉米淀粉的一个缺点是，玉米是许多人类和动物食物的组分。因此，将玉米用于产生乙醇使得其不足以供给人类和动物消耗。也正在研究其他底物，例如木质纤维素生物质(如草、小树、纸废物或木屑)，用于生物燃料的直接发酵。然而，它们也具有局限性。木质纤维素由纤维素、半纤维素、果胶和木质素组成，在微生物可以利用该底物之前，其需要预处理过程，以将生物质降解成其各个糖组分。这增加了材料、工厂设计和废物处理领域中更多的花费。此外,大约22-35%的木质纤维素部分由木质素组成，其不能通过当前的直接发酵方法使用，并将其作为难以处理的废弃材料从工艺中丢弃。生物燃料产生的另一备选方法是间接发酵。间接发酵是这样的工艺，其中从含碳的非食物农业和工业废弃材料中产生可以提供电子源(例如H2和CO)和碳源(例如CO和CO2)的富含能量的气体，并然后转移到生物反应器中，在生物反应器厌氧细菌将气体转化成生物燃料。当木质纤维素的生物质热解(燃烧)时产生的气体是可用于间接发酵的废气类型的实例。合成气体(也称为“合成气”)(主要为CO、H2和CO2)是热解的生物质或煤的产物，并且已经确认了其在生物质至燃料乙醇的间接发酵中的潜在作用(Zeikus, J. G, AnnuRev. Microbiol. 34 :423-464 (1980))。富含能量的废气的另一来源是碱性氧气炼钢(LD转化炉)工艺，其产生了由70%C0、1-2%H2和10-15%C02组成的显著体积的废气，所述废气也适用于使用间接发酵法产生生物燃料。厌氧微生物例如产乙酸菌提供了通过间接发酵法，将废气转化成有用产物，例如乙醇和正丁醇的可行途径。此类细菌催化H2和CO2和/或CO至生物燃料的转化，具有比通过Fischer-Tropsch方法或者使用CC^PH2的其他化学生物燃料产生方法所达到的特异性、产率和能量消耗更高的特异性、更高的产率和更低的能量消耗。已经鉴定了几种能从废气和其他底物中产生生物燃料的微生物，并描述如下。已经描述了使用合成气的三种主要组分(h2+co2或CO或h2+co2和CO)的至少之一作为底物，用于产生生物燃料、乙醇、正丁醇或这些醇的混合物的六种产乙酸细菌。这些产乙酸细菌包括食甲基丁酸杆菌(Butyribacterium methylotrophicum) (Grethlein 等人，1990 ;Jain 等人，1994b)、Clostridium ragsdalei (Huhnke 等人，2008)、Clostridiumcarboxidivorans (Liou,等人，2005)、穆尔氏菌属(Moorella)物种 HUC22-1 (Inokuma,等人，2007)、Clostridium autoethanogenum (Abrini 等人，1994)和扬氏梭菌(Clostridiumljungdahlii) (Arora 等人，1995 ；Barik 等人，1988 ；Barik 等人 1990 ；和 Tanner 等人，1993)。在这些代表中，已知仅有三种产乙酸菌(扬氏梭菌、Clostridium ragsdalei和Clostridium autoethanogenum)可以将CO或CO和/或H2和CO2的混合物转化成乙酸和乙醇。因此,它们是唯一已知的能形成单一醇(乙醇)终产物,而同时使用合成气体流的全部组分的生物。在本文件中，该组细菌称为产乙醇梭菌(clostridial ethanologens),其具有 显著的商业重要性，因为间接发酵法的经济学优点在于(a)同时使用H2和CO，使得组合转化率超过90%，和(b)产生了单一醇，其允许使用简化的和更便宜的生物燃料回收系统。在从合成气体产生生物燃料的文献中描述了六种产乙醇梭菌(I)扬氏梭菌PETCt (ATCC号49587和DSMZ号13528):该生物为该物种的原始型菌株保藏物(Tanner等人，1993)。参见美国专利号5，173,429。(2)扬氏梭菌ERI-2 (ATCC号55380):该生物的系统发生状况仍不清楚，因为其明显与PETC型菌株不同，但其并没有包括于已批准的细菌名称列表(Approved Lists ofBacterial Names)的列表中(Skerman 等人，1989)。参见美国专利号 5，593，886。(3)扬氏梭菌C-Ol ;(ATCC号55988):该生物的系统发生状况仍不清楚，因为其明显与PETC型菌株不同，但其并没有包括于已批准的细菌名称列表(Approved Lists ofBacterial Names)的列表中(Skerman 等人，1989)。参见美国专利号 6，136, 577。(4)扬氏梭菌0-52; (ATCC号55989):该生物的系统发生状况仍不清楚，因为其明显与PETC型菌株不同，但其并没有包括于已批准的细菌名称列表(Approved Lists ofBacterial Names)的列表中(Skerman 等人，1989)。参见美国专利号 6，136, 577。(5) Clostridium ragsdalei ; (ATCC 号 BAA-622):参见美国专利号 US20080057554(EP2061872A2)。(6) Clostridium autoethanogenum ； (DSMZ 号 10061)该分离物由 Abrini 等人，1994年描述为其从CO、H2和CO2的混合物中产生乙醇和乙酸。除描述用于生物燃料产生的特定产乙醇梭菌属的用途的专利外，如上文所定义，存在以下方法专利，用于从废气例如合成气体中产生生物燃料。某些专利还涵盖了已知从废气中产生多种醇(主要为乙醇和正丁醇)的微生物(例如，Clostridiumcarboxidivorans)(I)Lewis 等人的美国专利号 US20070275447A1 公开了 Clostridiumcarboxidivorans ATCC号BAA-624,其是一种能从废气例如合成气体中合成生物燃料,包括乙醇和正丁醇的新的厌氧梭菌属细菌物种。(2) Jain 等人的美国专利号 5，192，673 公开了 Clostridium acetobytylicum 的突变菌株和用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：J·A·扎恩，J·萨克塞纳，
申请(专利权)人：科斯卡塔公司，
类型：
国别省市：