[发明专利]用于在有效降低水用量的低磷酸盐培养基中发酵含有CO的气态底物的方法

说明书

提供了在低磷酸盐培养基中发酵含有CO的气态底物的方法。所述方法包括使包括至少一种过渡金属元素的液体培养基与包括至少一种其它过渡金属元素和一种非金属元素的液体培养基共混，以提供发酵培养基。所述方法有效防止一种或多种过渡金属元素与一种或多种非金属元素沉淀。用于所述方法的发酵培养基采用需要显著较低量的水和降低水平的磷酸盐的方式制备。

本申请要求2013年6月10日提交的美国临时申请61/833,240的权益，其通过引用而全文结合到本文中。

提供了在低磷酸盐培养基中发酵含有CO的气态底物的方法。更具体地，所述方法包括在采用需要较低量的水的方式制备的培养基中发酵所述含有CO的气态底物。

背景

产乙酸微生物可通过气态底物的发酵由一氧化碳(CO)产生乙醇。利用来自梭状芽孢杆菌(Clostridium)属的厌氧微生物的发酵产生乙醇和其它有用的产物。例如，美国专利5,173,429描述杨氏梭菌(Clostridium ljungdahlii)ATCC No. 49587，一种由合成气体产生乙醇和乙酸盐的厌氧微生物。美国专利5,807,722描述了利用杨氏梭菌(Clostridium ljungdahlii)ATCC No. 55380用于将废气转化为有机酸和醇的方法和设备。美国专利6,136,577描述了利用杨氏梭菌(Clostridium ljungdahlii)ATCC No. 55988和55989用于将废气转化为乙醇的方法和设备。

发酵方法通常需要大量的水和营养物。降低水用量，消除某些组分，和降低所需浓度水平的其它组分同时保持醇生产率可提供显著的成本节约，尤其是在工业规模发酵中。

概述

提供了利用较低量的水用于发酵含有CO的气态底物的方法。用于所述方法的发酵培养基采用需要显著较低量的水和降低水平的磷酸盐的方式制备。

发酵方法包括使包括至少一种过渡金属元素的液体培养基与包括至少至少一种其它过渡金属元素和一种非金属元素的液体培养基共混，以提供发酵培养基。所述方法包括使含有CO的底物与所述发酵培养基接触，和发酵所述含有CO的底物，以提供酸性pH。所述方法有效防止一种或多种过渡金属元素与一种或多种非金属元素沉淀，并且有效利用约2美制加仑或更少的提供至发酵培养基的水/美制加仑产生的乙醇。

用于发酵含有CO的底物的方法包括向发酵器提供含有CO的底物，和使所述含有CO的底物与发酵培养基接触。所述方法包括通过以下方法提供发酵培养基：所述方法包括使包括一种或多种选自Zn、Co和Ni的元素的第一溶液与包括一种或多种选自W和Se的元素的第二溶液共混，其量有效提供具有约30 mS/cm或更少的电导率和约3 mM或更少的磷酸盐的发酵培养基。发酵所述含有CO的底物有效提供10 g总醇/(L·天)或更多的STY，并且有效利用约2美制加仑或更少的提供至发酵培养基的水/美制加仑产生的乙醇。

在另一方面，在制备发酵培养基中用于降低水用量的方法包括使包括选自Zn、Co、Ni中的一种或多种的元素的溶液与包括选自W、Se中的一种或多种的元素的溶液共混，其量有效提供具有约30 mS/cm或更少的电导率的发酵培养基。发酵培养基需要比具有多于约3mM磷酸盐的发酵培养基少约10%-约40%的水。

附图简述

由下图，所述方法的若干方面的以上和其它方面、特征和优点将更加显而易见。

图1说明在低磷酸盐培养基上稳态杨氏梭菌培养物的性能，并且使用NH₄OH作为碱来控制pH和用作氮源。

详述

以下描述不是采用限制性含义，而是仅用于描述示例性实施方案的通用原则的目的。本发明的范围应参考权利要求来确定。