[发明专利]发酵方法和组合物

说明书

本发明申请是基于申请日为2003年6月11日，申请号为03825398.4(国 际申请号为PCT/US2003/018566)，发明名称为“发酵方法和组合物”的专 利申请的分案申请。

相关申请交互参考

本申请请求于2002年9月26日提交的申请号为60/413,730的美国临 时申请的优先权和利益，该文献内容在此全文引入作为参考。

发明领域

本申请涉及用于制备发酵产物的酶促方法和组合物，包括用于改进发 酵方法中酵母性能的方法和组合物。

发明背景

发酵方法可用于制备各很多种商品，包括醇(例如，乙醇、甲醇、丁醇)；有 机酸(例如，柠檬酸、乙酸、甲叉丁二酸、乳酸、葡糖酸)；酮(例如，丙酮)；氨 基酸(例如，谷氨酸)；气体(例如，H₂和CO₂)，以及更复杂的化合物，包括， 例如，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，以及难以合成制备的其他化合物。通常，发酵方法还用于 食用乙醇(例如，啤酒和葡萄酒)，奶制品(例如，制备酸乳酪和乳酪)，皮革 制品和烟草工业。

因此需要进一步改进发酵方法并需要改进的包括发酵步骤的方法。

发明概述

本发明提供了用于制备发酵产物的方法和组合物。本发明提供了用于 改进发酵方法中酵母性能的的方法和组合物，包括发酵方法的速度和/或产 量。本发明提供了用于制备乙醇的方法和组合物。

本发明的一个方面涉及一种发酵方法，该发酵方法中至少应用一种酯 酶。在一个优选实施方案中，本发明包括让发酵中使用的发酵微生物或培 养物与至少一种酯酶接触。所述酯酶可以应用于发酵方法中和/或所述酯 酶可以应用于发酵之前，例如发酵微生物的增殖过程中。

尽管未限定于于任何一种工作原理，但认为在发酵方法中应用根据本 发明的酯酶，可以促进发酵微生物内部和/或外部或发酵微生物细胞膜内脂 类组成/浓度改变，从而导致发酵期间发酵微生物溶质向内和/或向外运动的 改善，和/或提供更可代谢的能源。例如，如通过转变换发酵底物或发酵培 养基的组分，例如将谷类基质中的油类转变成发酵微生物可利用的组分， 如不饱和脂肪酸和甘油。

在本发明这方面的一个优选实施方案中，所述至少一种酯酶包括脂肪 分解酶，更优选脂肪酶。在本发明这方面的另一个优选实施方案中，所述 至少一种酯酶包括角质酶(cutinase)。在另一个优选实施方案中，所述至少一 种酯酶包括磷酸脂酶。在另一个优选实施方案中，所述至少一种酯酶选自 脂肪酶、角质酶、磷酸脂酶及其组合。

在一个优选实施方案中，本发明发酵方法与液化过程和/或糖化过程结 合使用，其中采用另外的酶促活性例如α-淀粉酶和葡糖淀粉酶活性来加工 基质，如淀粉底物。

在另一个优选实施方案中，发酵方法用于生产乙醇。根据该优选实施 方案，应用所述至少一种酯酶可提高发酵微生物对乙醇的耐受极限，从而 改善乙醇产量和/或加快发酵速度。在一个更优选的实施方案中，应用至少 一种脂肪分解酶来提高发酵微生物对乙醇的耐受，从而提高乙醇产量。

在另一个优选实施方案中，可将一种或多种其他的酶活性与本发明的 酯酶处理结合使用(例如之前、期间或之后)。优选的其他酶包括蛋白酶、植 酸酶、木聚糖酶和麦芽糖α-淀粉酶。

本发明另一方面涉及加入发酵微生物生长刺激物，与本申请所述的酶 促过程结合使用，以进一步改进发酵方法。优选的生长刺激物包括维生素 和矿物质。

本发明另一方面涉及发酵方法，该发酵方法中应用至少一种漆酶。有 效剂量的漆酶可在发酵期间应用，和/或在发酵之前例如在发酵微生物增殖 期间应用。虽然未限定于任何一种工作原理，但是在发酵方法中通过使用 至少一种漆酶，可促进抑制剂的氧化和氧气损耗，因而促进更适于发酵微 生物的缺氧环境的生成。