加工生物质制造技术

本发明专利技术涉及加工至少部分从相对于其野生型修饰的植物物质获得的原料，以生成可用中间物和产物，例如能量、燃料、食物或材料。例如，描述了可处理此类原料物质，例如以减少所述原料的所述顽拗性，以及使用所述处理的原料物质生成中间物或产物，如通过糖化和/或发酵的系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及加工至少部分从相对于其野生型修饰的植物物质获得的原料，以生成可用中间物和产物，例如能量、燃料、食物或材料。例如，描述了可处理此类原料物质，例如以减少所述原料的所述顽拗性，以及使用所述处理的原料物质生成中间物或产物，如通过糖化和/或发酵的系统。【专利说明】加工生物质相关申请案本专利申请要求提交于2011年2月14日的美国临时申请序列N0.61/442，781的优先权。该临时申请的完整公开内容据此以引用的方式并入本文。专利技术背景纤维素和木质纤维素物质可大量制备、加工并且用于多种应用。通常此类物质使用一次，然后作为废弃物丢弃，或只是作为废弃物质，如蔗渣、锯屑和秸杆。在一些情况下，纤维素和木质纤维素物质通过种植和收割植物获得。专利技术概要一般来讲，本专利技术涉及 使用和/或加工原料物质，如纤维素和/或木质纤维素原料物质，包括相对于其野生型修饰的植物，如经基因修饰的植物，以及中间物和由其制备的产物。本文所述的多种方法提供了可更容易被多种微生物利用，以制备可用中间物和产物，如能量、燃料、食物或材料的物质。在一个方面，本专利技术的特征是制备产物的方法，该方法包括物理处理至少部分从相对于植物的野生型品种修饰的植物，如经基因修饰的植物获得的纤维素、木质纤维素和/或淀粉原料。在一些实施例中，可使用整个植物。在某些实施例中，利用植物的一部分。一些具体实施包括下列一个或多个特征。原料可包括具有重组DNA和/或重组基因的植物。修饰植物可表达一种或多种重组物质，例如蛋白质、聚合物和/或大分子。该方法还可包括从原料物质例如药物、营养物、蛋白质、脂肪、维生素、油、纤维、矿物、糖、碳水化合物和醇获得。原料可包括作物残留物，如玉米棒和/或玉米秸杆、小麦秸杆，或原料可以是经基因修饰的玉米、小麦或大豆植物。该方法还可包括用生物体和/或酶处理原料，在一些情况下制备糖，如溶液或悬浮液的形式。任选地，糖可以是发酵的。物理处理可包括原料的辐照。在一些具体实施中，辐照的原料可用作可食用物质，如作为动物饲料。如果需要，酶例如纤维素酶可加入可食用物质，例如以便增加营养价值释放。辐照在一些情况下可使用一种或多种电子束装置进行。在一些情况下，辐照包括给原料施加约5兆拉德至约50兆拉德的辐射总剂量。在进一步加工和/或使用前储存之前，辐照可对物质杀菌。在优选的具体实施中，辐照减少了原料的顽拗性。植物可以例如通过包括如下的修饰来修饰:增强对昆虫、真菌疾病和其他害虫和致病原的抗性；增加对除草剂的耐受性；增加耐旱性；延伸温度范围；增强对贫瘠土壤的耐受性；增强稳定性或储藏期限；增加产率；增加果实大小；增强茎杆；增强抗破损性；减少作物成熟的时间；统一发芽时间；提高或改变淀粉产量；增加营养物质产量，例如增加类固醇、甾醇、激素、脂肪酸、甘油、聚羟基链烷酸酯、氨基酸、维生素和/或蛋白质产量；改变木质素含量；增强纤维素、半纤维素和/或木质素降解；包括表型标记物以允许定性检测；减少顽拗性和增强植酸代谢。植物可以是例如经基因修饰的苜蓿、马铃薯、甜菜、玉米、小麦、棉花、油菜籽、稻谷或甘蔗植物。原料可包括来自修饰植物的作物残留物，例如原料可包括玉米棒和/或玉米秸杆。植物可以是例如经基因修饰的玉米或大豆植物，或任何多种栽培的经基因修饰的植物。在另一个方面，本专利技术的特征是包含糖的产物，所述糖来源于至少部分从相对于植物的野生型品种修饰的植物,例如经基因修饰的植物获得的原料。在另外的方面，本专利技术的特征是包含辐照的纤维素或木质纤维素原料的产物，所述原料至少部分从相对于植物的野生型品种修饰的植物获得。产物还可包括微生物和/或酶，并且在一些情况下包括液体介质。不受任何理论的束缚，据信修饰植物的使用可优于非修饰的野生型。例如，增强对昆虫、真菌疾病和其他害虫和致病原的抗性；增加对除草剂的耐受性；增加耐旱性；延伸温度范围；增强对贫瘠土壤的耐受性；增加果实大小；增强茎杆；增强抗破损性；减少作物成熟的时间；统一发芽时间；可提供更高的产率和更多样化的原料来源，它们二者均可降低生物质原料的成本。在另一个例子中，增强稳定性或储藏期限对生物质库存质量可为有利的。在另一个例子中，增加营养物质产量，例如增加类固醇、留醇、激素、脂肪酸、甘油、聚羟基链烷酸酯、氨基酸、维生素和/或蛋白质产量可提供具有高营养质量的产物或中间物，所述高营养质量可改善工艺例如发酵，或产物例如动物饲料。此外，例如，提高或改变淀粉产量，改变木质素含量；和/或增强纤维素、半纤维素和/或木质素降解可减少原料的顽拗性，使其易于加工。如本文所用，术语“植物”是指植物界的任何多种光合作用、真核、多细胞生物，包括(但不限于)农作物、树、草和藻类。如本文所用，短语“结构修饰”原料意指以任何方式改变原料的分子结构，包括化学键合排列、晶体结构或原料的构象。所述改变可以是例如晶体结构完整性的改变，如通过结构内的微观断裂，所述微观断裂不能由物质结晶度的衍射测量反映。此类物质结构完整性的改变可通过测量不同水平结构修饰处理下产物的产率来间接测量。除此之外或作为另外一种选择，分子结构的改变可包括物质超分子结构的改变、物质的氧化、平均分子量的变化、平均结晶度的变化、表面 积的变化、聚合度的变化、孔隙度的变化、支化度的变化、接枝到其他物质上、晶畴大小的变化或总体域大小的变化。除非另外定义，本文所用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域的普通技术人员的通常理解相同的意义。虽然与本文所述的那些类似或等同的方法和材料可用于本专利技术的实施和测试，但合适的方法和材料在下文也有所描述。所有出版物、专利申请、专利和本文所述的其他参考文献全文以引用方式并入。材料、方法和例子仅出于示例性目的，不旨在进行限制。从以下【具体实施方式】和所附权利要求中，其他特征和优点将显而易见。【专利附图】【附图说明】图1是示出原料转化为产物和副产物的方框图。图2是示出原料的处理以及将处理的原料用于发酵工艺的方框图。【具体实施方式】从相对于野生型品种修饰，如通过基因修饰或其他类型修饰的植物获得的原料可加工以制备可用中间物和产物，例如本文所述的那些中间物和产物。本文所述的系统和工艺可用于原料物质，如易得但难以通过工艺例如发酵加工的纤维素和/或木质纤维素物质。本文所述的多种工艺可有效地降低原料的顽拗性水平，使其易于加工，例如通过生物加工(如，使用本文所述的任何微生物，例如同型产乙酸菌或异型产乙酸菌，和/或本文所述的任何酶)、热加工(如，气化或热解)或化学方法(如，酸水解或氧化)。原料可使用一种或多种本文所述的任何方法，例如机械处理、化学处理、辐射、声处理、氧化、热解或蒸汽爆破来处理或加工。各种处理系统和方法可结合两种、三种或甚至四种或更多种这些技术或本文或别处所述的其他技术使用。除减少顽拗性之外，上文概述的方法还可对木质纤维素或纤维素原料杀菌。这可为有利的，因为原料可感染例如细菌、酵母、昆虫和/或真菌，它们可对其他工艺具有有害影响和/或过早降解物质。原料物质，例如纤维素和木质纤维素原料物质，可从相对于野生型品种修饰的植物获得。此类修饰可以例如通过本文引用的任何专利或专利申请描述的任何方法进行。在另一个例子中，植物可通过选择和繁育的迭代步骤修饰，以获得植物中的所需性状。此外，植物的遗传物质可相对于野生型品种本文档来自技高网...

【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：M·梅多夫，T·马斯特曼，
申请(专利权)人：希乐克公司，
类型：
国别省市：