[发明专利]用于封存二氧化碳和发酵生产有机化合物的方法

说明书

发明领域

本发明涉及使用厌氧微生物的生物学组分，特别是厌氧细菌的培养物或酶，作为用于通过与合适的有机底物反应来捕获并封存二氧化碳的剂。从该反应得到的产物是可用作产业例如食品产业、生物医药产业、化妆品产业以及畜牧产业中的原材料的有机分子。

现有技术

科学界当前的共识是CO₂的大气浓度将以与化石燃料的消耗成正比的方式持续增加，对全球气候影响显著。明显地，将来最佳的情形需要过渡到可再生能源，但是，可替代地或作为临时策略，封存或减少被视为减轻温室效应引起的气候变化的风险的主要目的。

因此，本发明的目的是提供一种用于减少二氧化碳的方法。

发明概述

上文所提到的目的已通过能够捕获二氧化碳并将其转化为可用作产业原材料的有机化合物的方法实现。因此，本发明涉及一种用于产生至少一种式(I)的有机化合物的方法：

其中

R是H或碱金属，

R₁是-H、-OH、-O-烷基、-O-CO-烷基、-NH₂、＝O、-NH-CO-烷基、-NH-烷基、-SH、-S-烷基，其中烷基是直链或支链的C1-C3,

R₂是-H、-OH、-NH₂，直链或支链的C1-C6烷基，或被至少一个-OH基团或-NH₂基团取代的直链或支链的C1-C6烷基，

条件是R₁和R₂不同时是-H，并且

如果R₁是＝O，R₂则不存在，

所述方法包括步骤：

i)提供分类学为栖热袍菌目(Thermotogales)的至少一种细菌，所述至少一种细菌包括丙酮酸:铁氧还蛋白氧化还原酶(PFOR)、铁氧还蛋白、乙酰-辅酶A合成酶，以及辅酶A；

ii)添加有机底物；

iii)添加CO₂；

iv)使所得到的混合物在厌氧条件下反应至少6小时；以及

v)分离如此获得的至少一种式(I)的有机化合物。

根据另一方面，本发明涉及一种用于实施所述方法的设备，所述设备包括：

-至少一个反应器，所述至少一个反应器配备有用于供给CO₂的入口、用于供给有机底物的入口、用于收集反应产物的出口，以及用于收集气体的出口；

-至少一个装置，所述至少一个装置用于分离反应产物；以及

-至少一个容器，所述至少一个容器用于收集所分离的至少一种式(I)的有机化合物。

在本发明中，当使用下列术语时：

-“有机底物”，意思是一种或更多种化合物，优选地甲酸或其盐、乙酸或其盐、丙酸及其盐、丁酸或其盐，所述一种或更多种化合物以纯的形式，或作为简单的有机基质，例如单糖、二糖、多糖、蛋白质的原位代谢产物，或作为复杂的有机基质例如食品加工产业、农业的副产物或废料的原位代谢产物，或藻类生物质的原位代谢产物；以及

-“CO₂”或“二氧化碳”，意思是所述组分可以是气体形式、纯的或与其他气体混合，或是无机盐形式、固体形式或在溶液中，或在能够释放它的有机基质中。

附图简述

从下面的详细描述以及为说明性而非限制性目的提供的工作实施例和所附的附图中，本发明的特性和优势将是明显的，其中：

-图1示出了四聚体蛋白PFOR的序列表；

-图2示出了在细菌那不勒斯栖热袍菌(T.neapolitana)中葡萄糖在CO₂存在下遵循的代谢途径；

-图3示出了(a)在细菌那不勒斯栖热袍菌中葡萄糖在CO₂存在下遵循的代谢途径，以及(b)对应的沿着所述途径发生的封存[¹³C]-CO₂反应；加粗线＝两个配对的碳之间的键；

-图4示出了在标准条件下生长并被以有规律的间隔供给N₂(TnN)或CO₂(TnC)的那不勒斯栖热袍菌培养物中的PFOR酶的表达的免疫印迹试验(WesternBlottest)的凝胶SDS-PAGE(10％)；