JP2013531992A5

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Publication number: JP2013531992A5
Application number: JP2013515530A
Authority: JP
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2014-07-03

Claims

（ａ）発酵性炭素源から生成物アルコールを生成する組み換え微生物を含む発酵ブロスを提供する工程であって、前記組み換え微生物が、ピルビン酸デカルボキシラーゼ活性の減少または消失を含む工程と；
（ｂ）前記発酵ブロスを発酵性炭素源と接触させ、それによって、前記組み換え微生物が前記発酵性炭素源を消費し、前記生成物アルコールを生成する工程と；
（ｃ）前記発酵プロセス中の工程においてバイオマスから誘導される脂肪酸と前記発酵ブロスを接触させる工程であって、前記脂肪酸の存在下での前記組み換え微生物の（ｉ）増殖速度および（ii）発酵性炭素消費の少なくとも一方が、前記脂肪酸がない場合の前記組み換え微生物の前記増殖速度および／または前記発酵性炭素消費より高い工程と
を含む方法。 (A) providing a fermentation broth comprising a recombinant microorganism that produces product alcohol from a fermentable carbon source, wherein the recombinant microorganism comprises a reduction or elimination of pyruvate decarboxylase activity;
(B) contacting the fermentation broth with a fermentable carbon source, whereby the recombinant microorganism consumes the fermentable carbon source and produces the product alcohol;
(C) contacting the fermentation broth with a fatty acid derived from biomass in a step in the fermentation process, wherein (i) growth rate and (ii) fermentability of the recombinant microorganism in the presence of the fatty acid A process wherein at least one of the carbon consumption is higher than the growth rate and / or the fermentable carbon consumption of the recombinant microorganism in the absence of the fatty acid.

工程（ｂ）および（ｃ）がほぼ同時に行われる、請求項１に記載の方法。 The method of claim 1, wherein steps (b) and (c) are performed substantially simultaneously.

前記発酵性炭素源が前記バイオマスに由来する、請求項１に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the fermentable carbon source is derived from the biomass.

生成物アルコールを生成するための方法であって：
（ａ）発酵性炭素源および油を含むバイオマスを提供する工程と；
（ｂ）前記油の少なくとも一部を脂肪酸へと転化して、前記脂肪酸を含むバイオマスを形成する工程と；
（ｃ）発酵性炭素源から生成物アルコールを生成することが可能な組み換え微生物を含む発酵ブロスと前記バイオマスを接触させる工程であって、前記組み換え微生物が、ピルビン酸デカルボキシラーゼ活性の減少または消失を含む工程と；
（ｄ）前記脂肪酸を前記発酵ブロスと接触させる工程であって、前記脂肪酸の存在下での前記組み換え微生物の（ｉ）増殖速度および（ii）発酵性炭素消費の少なくとも一方が、前記脂肪酸がない場合の前記組み換え微生物の前記増殖速度および／または前記発酵性炭素消費より高く；場合により前記発酵性炭素源を発酵させて、生成物アルコールを生成する工程をさらに含む工程と
を含む方法。 A method for producing a product alcohol comprising:
(A) providing a biomass comprising a fermentable carbon source and oil;
(B) converting at least a portion of the oil into fatty acids to form biomass containing the fatty acids;
(C) contacting the biomass with a fermentation broth containing a recombinant microorganism capable of producing a product alcohol from a fermentable carbon source, wherein the recombinant microorganism reduces or eliminates pyruvate decarboxylase activity. Including a process;
(D) contacting the fatty acid with the fermentation broth, wherein at least one of (i) growth rate and (ii) fermentable carbon consumption of the recombinant microorganism in the presence of the fatty acid is free of the fatty acid. Higher than the growth rate of the recombinant microorganism and / or the fermentable carbon consumption; optionally further fermenting the fermentable carbon source to produce a product alcohol.

前記油の少なくとも一部を脂肪酸へと転化する前記工程（ｂ）が、前記油の一部を脂肪酸へと加水分解することが可能な１種またはそれ以上の物質と前記油を接触させる工程を含み、好ましくは前記１種またはそれ以上の物質が１種またはそれ以上の酵素を含み、より好ましくは前記１種またはそれ以上の酵素がリパーゼ酵素を含み、場合により工程（ｃ）の前に、前記油の少なくとも一部が加水分解された後、前記１種またはそれ以上の酵素を不活化させる工程をさらに含む、請求項４に記載の方法。 The step (b) of converting at least a part of the oil into a fatty acid comprises contacting the oil with one or more substances capable of hydrolyzing a part of the oil into a fatty acid. Preferably, the one or more substances comprise one or more enzymes, more preferably the one or more enzymes comprise a lipase enzyme, optionally prior to step (c), 5. The method of claim 4, further comprising inactivating the one or more enzymes after at least a portion of the oil has been hydrolyzed.

工程（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）のうちの１つまたはそれ以上が前記発酵槽中で行われるか、または工程（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）のうちの１つまたはそれ以上がほぼ同時に行われる、請求項４または５に記載の方法。 One or more of steps (b), (c), and (d) are performed in the fermentor, or one of steps (b), (c), and (d) 6. A method according to claim 4 or 5, wherein or more are performed substantially simultaneously.

前記油の少なくとも一部を脂肪酸へと転化する前記工程（ｂ）の前に、前記バイオマスから前記油を分離する工程をさらに含むか、または前記バイオマスを液化して、液化バイオマスを生成する工程であって、前記液化バイオマスがオリゴ糖を含む工程と；
オリゴ糖を発酵性糖へと転化することが可能な糖化酵素と前記液化バイオマスを接触させて、糖化されたバイオマスを形成する工程とをさらに含み、
工程（ｃ）が、前記糖化されたバイオマスを、組み換え微生物を含む前記発酵ブロスと接触させる工程を含む、請求項４〜６のいずれか１項に記載の方法。 Before the step (b) of converting at least a part of the oil into fatty acids, further comprising the step of separating the oil from the biomass, or by liquefying the biomass to produce liquefied biomass And wherein the liquefied biomass comprises an oligosaccharide;
Further comprising the step of contacting the liquefied biomass with a saccharification enzyme capable of converting oligosaccharides into fermentable sugars to form saccharified biomass,
The method according to any one of claims 4 to 6, wherein step (c) comprises contacting the saccharified biomass with the fermentation broth containing recombinant microorganisms.

生成物アルコールを生成するための方法であって：
（ａ）原料を提供する工程と；
（ｂ）前記原料を液化して、原料スラリーを生成する工程と；
（ｃ）前記原料スラリーを分離して、（ｉ）発酵性炭素源を含む水層、（ii）油層、および（iii）固体層を含む生成物を生成する工程と；
（ｄ）前記油層から油を得て、前記油の少なくとも一部を脂肪酸へと転化する工程と；
（ｅ）（ｃ）の前記水層を、発酵性炭素源から生成物アルコールを生成することが可能な組み換え微生物を含む発酵ブロスを含む発酵槽に供給する工程であって、前記組み換え微生物が、ピルビン酸デカルボキシラーゼ活性の減少または消失を含む工程と；
（ｆ）前記水層の前記発酵性炭素源を発酵させて、前記生成物アルコールを生成する工程と；
（ｇ）前記発酵ブロスを前記脂肪酸と接触させる工程であって、前記脂肪酸の存在下での前記組み換え微生物の（ｉ）増殖速度および（ｉｉ）発酵性炭素消費の少なくとも一方が、前記脂肪酸がない場合の前記組み換え微生物の前記増殖速度および／または前記発酵性炭素消費より高い工程と
を含む方法。 A method for producing a product alcohol comprising:
(A) providing a raw material;
(B) liquefying the raw material to produce a raw material slurry;
(C) separating the raw slurry and producing a product comprising (i) an aqueous layer containing a fermentable carbon source, (ii) an oil layer, and (iii) a solid layer;
(D) obtaining oil from the oil layer and converting at least a portion of the oil into fatty acids;
(E) supplying the aqueous layer of (c) to a fermentor containing a fermentation broth containing a recombinant microorganism capable of producing a product alcohol from a fermentable carbon source, wherein the recombinant microorganism comprises: Comprising reducing or eliminating pyruvate decarboxylase activity;
(F) fermenting the fermentable carbon source of the aqueous layer to produce the product alcohol;
(G) contacting the fermentation broth with the fatty acid, wherein at least one of (i) growth rate and (ii) fermentable carbon consumption of the recombinant microorganism in the presence of the fatty acid is free of the fatty acid The growth rate of said recombinant microorganism and / or a step higher than said fermentable carbon consumption.

前記油の少なくとも一部を脂肪酸へと転化する前記工程（ｄ）が、前記油の一部を脂肪酸へと加水分解することが可能な１種またはそれ以上の物質と前記油を接触させる工程を含み、好ましくは前記１種またはそれ以上の物質が１種またはそれ以上の酵素を含み、より好ましくは前記１種またはそれ以上の酵素がリパーゼ酵素を含む、請求項８に記載の方法。 The step (d) of converting at least a part of the oil into a fatty acid comprises contacting the oil with one or more substances capable of hydrolyzing a part of the oil into a fatty acid. 9. The method of claim 8, wherein preferably the one or more substances comprise one or more enzymes, more preferably the one or more enzymes comprises a lipase enzyme.

前記脂肪酸が、オレイン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、およびそれらの混合物から選択される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the fatty acid is selected from oleic acid, palmitic acid, myristic acid, and mixtures thereof.

バイオマスが、トウモロコシの穀粒、トウモロコシの穂軸、トウモロコシの皮、トウモロコシの茎葉などの作物残渣、草、小麦、ライ麦、小麦のわら、大麦、大麦のわら、牧草、稲わら、スイッチグラス、古紙、サトウキビの絞りかす、ソルガム、サトウキビ、大豆、穀類の粉砕から得られる成分、セルロース系材料、リグノセルロース系材料、樹木、枝
、根、葉、木質チップ、おがくず、潅木および低木、野菜、果物、花、動物の糞尿、およびそれらの混合物に由来する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。 Biomass is crop residue such as corn kernel, corn cobs, corn peel, corn stover, grass, wheat, rye, wheat straw, barley, barley straw, pasture, rice straw, switchgrass, waste paper Sugarcane pomace, sorghum, sugarcane, soy, ingredients obtained from grinding cereals, cellulosic materials, lignocellulosic materials, trees, branches, roots, leaves, wood chips, sawdust, shrubs and shrubs, vegetables, fruits, 8. A method according to any one of claims 1 to 7 derived from flowers, animal manure, and mixtures thereof.

前記生成物アルコールがブタノールである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。 12. A process according to any one of the preceding claims, wherein the product alcohol is butanol.

前記発酵ブロスが、エタノールをさらに含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the fermentation broth further comprises ethanol.

前記組み換え微生物が、１つまたはそれ以上のピルビン酸デカルボキシラーゼ（ＰＤＣ）遺伝子欠失を有する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。 14. A method according to any one of claims 1 to 13, wherein the recombinant microorganism has one or more pyruvate decarboxylase (PDC) gene deletions.

原料が、トウモロコシの穀粒、トウモロコシの穂軸、トウモロコシの皮、トウモロコシの茎葉などの作物残渣、草、小麦、ライ麦、小麦のわら、大麦、大麦のわら、牧草、稲わら、スイッチグラス、古紙、サトウキビの絞りかす、ソルガム、サトウキビ、大豆、穀類の粉砕から得られる成分、セルロース系材料、リグノセルロース系材料、樹木、枝、根、葉、木質チップ、おがくず、潅木および低木、野菜、果物、花、動物の糞尿、およびそれらの混合物に由来する１種またはそれ以上の発酵性糖を含む、請求項８または９に記載の方法。 Ingredients are crop residues such as corn kernels, corn cob, corn peel, corn stover, grass, wheat, rye, wheat straw, barley, barley straw, pasture, rice straw, switchgrass, waste paper , Sugarcane pomace, sorghum, sugarcane, soybeans, ingredients obtained from grinding cereals, cellulosic materials, lignocellulosic materials, trees, branches, roots, leaves, wood chips, sawdust, shrubs and shrubs, vegetables, fruits, 10. The method of claim 8 or 9, comprising one or more fermentable sugars derived from flowers, animal manure, and mixtures thereof.