产生发酵产物的方法技术

本发明专利技术涉及用于从含淀粉材料产生发酵产物的方法，其中使用热稳定性糖源生成酶在发酵或SSF之前将液化醪糖化或预糖化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从含淀粉材料。
技术介绍
从含淀粉材料产生发酵产物如乙醇在本领域是公知的。工业上，目前主要使用两种不同种类的方法。最常用的方法，通常称作“常规方法”，包括在高温使用细菌α-淀粉酶液化经糊化的淀粉，然后在葡糖淀粉酶和发酵生物的存在下进行同时糖化和发酵。另一种通常称作“生淀粉水解”方法(“RSH”方法)的公知的方法类型包括在起始糊化温度之下在酸性真菌α-淀粉酶和葡糖淀粉酶的存在下同时糖化和发酵粒状淀粉。尽管在过去十年间对于发酵产物产生方法的显著改进，仍有显著量的残余淀粉材料未转化为所需的发酵产物如乙醇。至少一些未转化的残余淀粉材料，例如糖和糊精，以无法发酵的Maillard产物的形式存在。因此，仍有下述期望和需求即提供从含淀粉材料产生发酵产物如乙醇的方法，其可与常规方法相比提供更高的发酵产物收率。
技术实现思路
本专利技术涉及使用发酵生物从含淀粉材料产生发酵产物如乙醇的方法。在本专利技术的第一个方面，本专利技术涉及从含淀粉材料产生发酵产物如乙醇的方法，其包括下述步骤i)使用α -淀粉酶液化含淀粉材料；ii)使用糖源生成酶糖化，其中所述糖源生成酶在70°C，pH 5. 3具有至少70%相对活性的热稳定性(如实施例4中所述确定的)；iii)使用发酵生物发酵。在一个实施方案中，添加至步骤ii)的糖源生成酶是葡糖淀粉酶，如本文中的SEQ ID N0:9 或 PCT/CN10/071753 中作为 SEQ ID NO:2 公开的草酸青霉(Penicilliumoxalicum)葡糖淀粉酶。专利技术详述本专利技术涉及使用发酵生物从含淀粉材料产生发酵产物如乙醇的方法。本专利技术人发现，本专利技术的方法相对于常规方法具有多种优点。如例如实施例5中所示，在方法中将在70°C，pH 5. 3具有至少70%相对活性的热稳定性(如实施例4中所述确定)的葡糖淀粉酶如草酸青霉葡糖淀粉酶在预糖化(pH 5.0，70°C )过程中添加，与在液化(pH 4.5，85°C )过程中添加相同葡糖淀粉酶相比，导致更高的葡萄糖水平。当将相同的葡糖淀粉酶在液化过程中添加时，当不在发酵过程额外添加葡糖淀粉酶时，其性能不佳，导致显著较低的发酵速率和较低的乙醇效价。然而，当在预糖化过程中添加葡糖淀粉酶时，则当不在发酵过程额外添加葡糖淀粉酶时，其仍性能良好，具有降低所需的酶蛋白的潜力。此外，由于所用的酶的较高热稳定性，可减少酶剂量。本专利技术的方法仅需要对现存方法和方法设备进行有限的改变，因此仅需有限的资本投资。在第一个方面本专利技术涉及从含淀粉材料产生发酵产物如乙醇的方法，其包括下述步骤i)使用α -淀粉酶液化含淀粉材料；ii)使用糖源生成酶糖化，其中所述糖源生成酶在70°C，pH 5. 3具有至少70%相对活性的热稳定性(如实施例4中所述确定)；iii)使用发酵生物发酵。液化步骤i)液化步骤i)可在本领域公知的条件下在α -淀粉酶的存在下进行。在一个实施方案中，本专利技术的方法在液化步骤i)之前，进一步包括下述步骤a)减少含淀粉材料的粒度；b)形成包含所述含淀粉材料和水的浆料。含淀粉起始材料,如全谷粒,可通过磨制减少粒径，以打开其结构，并允许进一步加工。通常有两种类型的磨制方法湿磨和干磨。在干磨中，将整粒磨碎并使用。湿磨给出胚和粗粉(淀粉颗粒和蛋白质)的良好分离，并通常用于使用淀粉水解物产生例如糖浆的场合。干磨和湿磨在本领域是公知的。根据本专利技术，优选干磨。在一个实施方案中，将粒径减少至O. 05至3. Omm,优选O. I至O. 5mm,或使得至少30%，优选至少50%，更优选至少70%，甚至更优选90%的含淀粉材料可穿过具有O. 05至3. Omm筛网，优选O. I至O. 5mm筛网的筛。在另一个实施方案中，至少50%，优选至少70%，更优选至少80%，特别是至少90%的含淀粉材料通过具有#6-8筛网的筛。水性浆料可含有10至55w/w%干固形物(DS)，优选25至45w/w%干固形物(DS)，更优选30至40 /\￥%干固形物(DS)的含淀粉材料。将浆料加热至糊化温度以上。在一个实施方案中，将浆料加热至糊化温度以上，优选至80至90°C，pH 4. 5-4. 8进行15至60分钟。在一个实施方案中，在步骤i)之前将浆料在95至140°C，优选105至125°C的温度喷射蒸煮1-15分钟，优选3-10分钟，特别是约5分钟。在一个实施方案中，液化过程中的pH是约4. O至7. 0，如4. 5至6. 0，如约5. 8，或4.5 至 4. 8。在一个实施方案中，所述Ct -淀粉酶是细菌α -淀粉酶或真菌α-淀粉酶。在一个优选实施方案中，所述α-淀粉酶是芽孢杆菌α-淀粉酶。合适的α-淀粉酶可见于下文“在液化过程中存在和/或添加的α -淀粉酶”。在一个优选实施方案中，所述α-淀粉酶是热稳定性α-淀粉酶。在一个具体实施方案中，所述细菌α-淀粉酶是芽孢杆菌α-淀粉酶，优选源自嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus) α -淀粉酶(有时称作嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophiIus))或其变体，其包含双缺失如 R179* 和 G180* 或I181*+G182*，特别是I181*+G182*+N193F。若其为嗜热淀粉芽孢杆菌α-淀粉酶，细菌α -淀粉酶通常以O. 0005-5KNU每g DS，优选O. 001-1KNU每gDS，如大约O. 06KNU每g DS,或 O. 0005-5KNU(S)每 g DS，优选 O. OOl-IKNU(S)每 g DS，如约 O. 060KNU (S)每 g DS 的量添加。蛋白酶可任选地在液化步骤i)，糖化步骤ii)，和/或发酵步骤iii)，如SSF过程5中存在。在一个实施方案中，所述蛋白酶是在液化步骤i)过程中添加的热稳定性蛋白酶。在一个实施方案中，蛋白酶，如热稳定性蛋白酶在糖化步骤ii)和/或发酵步骤iii)，如SSF过程中添加。蛋白酶包括热稳定性蛋白酶的实例，可见于下文“在本专利技术的方法步骤过程中添加的蛋白酶”部分。普鲁兰酶(pullulanase)(包括淀粉普鲁兰酶)可任选地在液化步骤i)，糖化步骤ii)，和/或发酵步骤iii)，如SSF过程中存在。在一个实施方案中，所述普鲁兰酶是在液化步骤i)过程中添加的热稳定性普鲁兰酶。普鲁兰酶包括热稳定性普鲁兰酶的实例，可见于下文“在本专利技术的方法步骤过程中存在和/或添加的普鲁兰酶”部分。糖化步骤ii)和/或发酵步骤iii)糖化步骤ii)和发酵步骤iii)可分别(顺序)或同时进行在一个优选的实施方案中，糖化作为预糖化进行，接着进行单独的发酵步骤iii)，或在发酵过程中完成糖化的步骤(SSF)，S卩，预糖化然后同时糖化和发酵(SSF)。在一个实施方案中，预糖化步骤在发酵之前完成。在一个实施方案中，在发酵步骤iii)过程中，即在糖化或预糖化之后，不添加其它糖源生成酶，如葡糖淀粉酶。预糖化在与发酵条件(即适应于发酵生物)相比更适于添加的酶(即适于糖源生成酶如葡糖淀粉酶的条件)的条件下进行。发酵通常在显著较低温度，例如25至40°C，如约32°C进行，而糖化或预糖化通常如下所示进行。当糖化步骤ii)作为预糖化步骤或单独的糖化步骤进行时，p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：R·戴恩哈默，G·科沃德凯利，李明，段俊欣，刘铮，福山志朗，绫部圭，
申请(专利权)人：诺维信公司，诺维信北美公司，
类型：
国别省市：