LU82240A1 - Culture thermophile anaerobie productrice d'ethanol - Google Patents
Culture thermophile anaerobie productrice d'ethanol Download PDFInfo
- Publication number
- LU82240A1 LU82240A1 LU82240A LU82240A LU82240A1 LU 82240 A1 LU82240 A1 LU 82240A1 LU 82240 A LU82240 A LU 82240A LU 82240 A LU82240 A LU 82240A LU 82240 A1 LU82240 A1 LU 82240A1
- Authority
- LU
- Luxembourg
- Prior art keywords
- ethanol
- thermocellum
- mixed
- strain
- ethanolicus
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
- C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
- C12P7/10—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing cellulosic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P39/00—Processes involving microorganisms of different genera in the same process, simultaneously
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
- C12R2001/145—Clostridium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/801—Anerobic cultivation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/8215—Microorganisms
- Y10S435/822—Microorganisms using bacteria or actinomycetales
- Y10S435/842—Clostridium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Virology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
2.4304 ow
Demande de brevet de.......JLQ.....mars... 1980..........
Désignation de l'Inventeur « 0 i_e soussigné . Monsieur Charles München, conseil.....en brevêts à Luxembour ............................................................lia.*.....ho.u..l.e..v.a.r.d.....Prl.n.c.e.-.H.e.n.u..........................._...........................................................................
agissant en qualité de déposant — de mandataire du déposant — f) .UNITED.....STATES.....DEPARTMENT.....OF.....ENERGY,..........................................
Wasli ngton D. C. 20545 ,......................................................... ..
; ..........E.ta.ts.r.il.n.is.......d..'..Äiii£.r..i.qii.£................................................................................................................................................................
(1) de l’invention concernant : "Culture thermophile anaérobie productrice d1êtha η ο 1 désigne comme inventeur (s) :
Monsieur Lars Gerhard LJUNGDAHL
1. Nom et prénoms.....Qepa rtnTe nt.....o f.....B i o-ehemi-s try..................................................................................................
A, University of Georgia .............................Athens',......Georgi a......30602 ,......ΕΤ-ΟΤΑ":............................................................................
2. Nom et prénoms.............Monsieur Jurgen Kurt Wilhelm WIE G E L
ï n s t i t ut f ü rMi’ ¥ro b To1 o g Ί e
Ad resse ..............................U.n.iv.:e..r..s..i..tä.t Go.t.t.i.n.g.e.n..........................................................................................................................
République Fédérale d'Allemagne 3. Nom et prénoms..............................................................................................................................................................................................................................
Adresse .......................................................................................................................................................................................................................................
Il affirme la sincérité des indications susmentionnées et déclare en assumer l’entière responsabilité.
Luxemoburg . 15 avril ,„80 ...............................................?.............................................., le................................................................................19................
I .......‘..-.i». yu4*.<Ou,.
I le prépesé, ^ _____—-— (signature) A 680 2&_ (') Nom, prénoms, firme, adresse.
" X' ..
) ·· 4 j :
, » « f V r.·Cl-iii UE LUXEIvIBOt'üG
du ......Λ ..-!* . ..... ÇMonsieur îe Ministre ,,,. . ^¾¾ de l'Économie Nationale et des Classes Moyennes
Titre delivre : ....................... fö.
§3%^^ Service de la Frc-pnétê Industrielle
— — — - - - LUXEMBOURG
Demande de Brevet d’invention I. ReQuÊle L ' t //1!E E S//AÏ ES0εPARTItENT 0F l N F FSV , J'? s h 1 η σic-n F. C. 2f.5 ' 5 (l! FUts-l'ris d1 *-r.-Sric:ue* rsρrêssntê rsr ücr.sieur Chsrlas T u b c ,:n, .conseil £_»Lr-jivets § Luxerûhc-urg s ...e o i ? s e r t =n cwclîtê de (2) r:ncrtâi re dépose........ ce ..„.il*.....BA1A......Ιΐ^Ο.....ouatr? ‘ vi net s ........... (3i 1 r — a ......t.rt.V.itb..... heures, eu Ministère de l'Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : : 1. le présente requête pour l'obtention d'un, brevet d’invention concernant : ...‘.".Cvl.t.:j.r5......tluCTTTlils ‘ - -''.r„oç....w..r:.c?.v;vir/;.? *' '- thûn.ll.l.s...
déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que inveûteur(s) est (sont) : £. 1ε c élévation de nouvoir, datêe-de ...·' · . ·’ " r t: Ί.Γ..? té t é ’I» rll..; *_? .teil *·'.Γ *? . _ t r 'ά ' y ; ! :: 7 S. la cçscription en langue...........................................—.....—.................. de l'invention en deux exemplarres ; 4........................... planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la ouitiance des taxes versées au Bureau ce l'Enreaistrenaent è Luxembourg, ie.....-Mt......i·.;::.............................................................................. ~ ... ..............................
revendique pour la susdite ce.r.snâe de orever la priorité c ure >ces· âruaëie's.i de (6) ATM? t d M _n.v s P t ic r.........dtpcs£s, 6r_ .. ·'V: : - / r; ;. .:/.- T - : : l.i....................................
3e ...il ..? 1. b L t......11. iï.......S t ., s......1 P.... *' .. r -IA? Fr..............................................................................................(6, 4 ......................................................................................................................................................................................................................................................
V » »' ·. " · - -i - - * .* * EU. ηοπτ CE*........ .......\ Γ .·. .r m \...r............................................................................................................................................................................... 'Q; élit ccuuuüe pour lui (elle.· et. s: désigné, pour sort ruauùstaîre. έ Luxembourg ............................... ...
JJ.L?......1.11 /Τί £i/c....../ r \ f : £ - · : r. - *............‘ ............. ..................................................... .......^............................ π 0 sollicite la délivrance c'ul brevet d’inventior. pour l’obi et décrit et représenté dans les arm eues » . S : susmentionnées, — avec- ajournement de cette délivrance à .....................aJ.____________________ mois.
r ~ % * - A /
Le ...pé -· ' - r.y ...................
y__.
II. Procès-verbal dr IL; è:
Le susdite demande de brevet convention ε été déposée au Ministère de l’Économie Nationale et ces Classes Moyennes. Service de la Propriété Industrielle a Luxembourg, en ente du : 1 ::r; 1 ' : ' f' J ‘5 3 \ p-d-
u 1 u I
/' . 1 * fl /;... ............. _ _________ ____________________ .' .............. . ................................................................... .............
----^ u-- -i.r; _ ·'. r. ' . ---.---_. - — - -1 --- - .· - - -- -- t P.-. ----.---------. -C - - - .
Revendication de la priorité r*: eonwpondâniô(âj
Ciepû,$v. 4r.faJ/.»j9L,_- H. 9393 le.-0¾ ____
Cas 878 sous le n° P-5^66¾_ JD/625
BREVET D'INVENTION
Culture thermophile anaérobie productrice d'éthanol.
Invention : Lars G. Ljungdahl Jurgen K.W. Wiegel
UNITED STATES DEPARTMENT OF ENERGY
Culture thermophile anaérobie productrice d'éthanol.
La présente invention concerne une culture mixte de micro-organismes thermophiles anaérobies et plus particulièrement une culture mixte d’un organisme anaérobie glycolytique thermophile 5 nouvellement découvert, Thermoanaerobacter ethanolicus. et de Clostridium thermocellum. En outre, l'invention concerne le nouveau· procédé pour produire de l'éthanol à partir de cellulose par fermentation .dans un milieu nutritif avec une culture mixte préparée à partir de cultures biologiquement pures de Thermoanaerobacter 10 ethanolicus et de Clostridium thermocellum.
On a isolé et caractérisé relativement peu de microorganismes anaérobies qui poussent sur des hydrates de carbone (micro-organismes glycolytiques) et donnent de l'éthanol dans des conditions thermophiles et thermophiles extrêmes. Des exemples 15 représentatifs de bactéries anaérobies glycolytiques bien caractérisées, qui poussent dans un milieu de culture dans la gamme thermophile à thermophile extrême, appartiennent au genre Clostridium et comprennent : C. thermoaceticum. Ç. tartarivorum. C. thermosaccharo-lyticum. C. thermocellum. C. thermocellulaseum et C. thermohydrosul-20 furicum. Des souches de ces derniers organismes ont été isolées et caractérisées par J. Wiegel et L.G. Ljungdahl (voir Abstract I 75 de l'Abstract of the Annual Meeting of the American Society of Micro-biology, Las Vegas, Nevada, Etats-Unis d'Amérique, 1978 et J. Bac-teriology, septembre 1979, sous presse). Une souche néotype de 25 C. thermohydrosulfuricum E 100-69 a été isolée des liqueurs d'une usine autrichienne de betteraves à sucre par F. HoLlaus et U. Sleytr (voir Arch. Mikrobiol. 8j6, pages 129-146, 1972).
Outre ces espèces bien connues, on a isolé et caractérisé deux souches ne formant pas de spores, représentant de nouvelles 30 espèces d'un nouveau genre. Les anaérobies thermophiles nouvellement découverts ont été isolés dans des cultures biologiquement pures et dénommés Thermoanaerobacter ethanolicus. Une souche représentative de ce nouveau micro-organisme dans une sous-culture biologiquement pure, dénommée JW 200, a été déposée dans la collection de 35 souches de l'American Type Culture Collection, à Rockville, Maryland, Etats-Unis d'Amérique, sous le n° ATCC 31550. Dans l'isolement, la \ 2 purification et la caractérisation de cette nouvelle espèce qui n'est pas un Clostridium, la demanderesse a trouvé que la nouvelle espèce est un producteur efficace d'éthanol à partir de divers hydrates de carbone, en particulier des mono- et disaccharides les plus courants.
5 Thermoanaerobacter éthanolicus a été décrit par la demanderesse dans une demande de brevet déposée ce jour intitulée "Culture thermophile anaérobie et son application à la production d'éthanol" sous le n° 80 . Comme décrit dans cette demande, T. ethanolicus est cultivé dans 10 un milieu nutritif aqueux dans des conditions thermophiles anaérobies et utilisé dans un nouveau procédé pour produire de l'éthanol, qui consiste à soumettre des hydrates de carbone, en particulier les saccharides, à l'action de fermentation du nouveau micro-organisme T. ethanolicus dans une culture biologiquement pure 15 pour former de l'éthanol et à récupérer ledit éthanol. Bien que T, ethanolicus fasse fermenter efficacement divers sucres pour donner de l'éthanol, l'une des caractéristiques de l'anaérobie est qu'il ne fait pas fermenter la cellulose. On sait qu'un micro-organisme anaérobie isolé en 1950, Clostridium thermocellum, fait fermenter la 20 cellulose en donnant de l'hydrogène, du dioxyde de carbone, de l'éthanol, du formiate, de l'acétate, du lactate et, à un moindre degré, des acides dicarboxyliques, à des températures thermophiles (voir McBee, R. H., 1950, The anaérobie thermophilic cellulolytic bacteria. Bacteriol. Rev. 14, pages 51-63). Cependant, la demanderesse 25 a découvert que, dans le système de cellulase clostridienne produit dans cette fermentation, certains des produits formés par l'action de la cellulase, tels que cellobiose et glucose, tendent à inhiber la croissance de Ci. thermocellum en réduisant le système de cellulase. D'autres sucres qui peuvent être présents dans un milieu de fermen-30 tation, comme le lactose, peuvent également inhiber la cellulase.
Bien que C). thermocellum utilise ces sucres, la croissance est lente et le rendement en produits, tels que l'éthanol, est faible. Ainsi donc, C, thermocellum sous forme biologiquement pure, bien qu'il soit utile pour dégrader la cellulose, ne fait pas fermenter effi-35 cacement le substrat de sucre produit et, en effet, la fermentation est inhibée par l'accumulation du substrat. Une souche représentative 3 de. G. thermocellum nouvellement isolée, dénommée JW 200 a été déposée à la collection de souches de l'American Type Culture Collection, à Rockville, Maryland, Etats-Unis d'Amérique sous le n° ATCC 31549.
Ces micro-organismes sont, bien entendu, utilisables 5 pour la fermentation anaérobie possible de divers hydrates de carbone, tels que les saccharides, et dans des cultures mixtes pour dégrader efficacement la cellulose pour la production d'éthanol et d'autres produits de fermentation dans des conditions thermophiles. La fermentation du sucre par la levure (espèce Saccharomyces), comme il 10 est bien connu, doit être effectuée à moins d'environ 37°C dans des conditions semi-aérobies pour donner de l'éthanol. En outre, les conditions doivent être soigneusement contrôlées pour éviter la contamination par des bactéries, champignons et moisissures nuisibles.
L'invention a donc pour objet un nouveau système 15 nutritif de culture mixte de micro-organismes produisant de l'éthanol dans des conditions thermophiles anaérobies. L'invention a également pour objet un procédé pour produire de l'éthanol par la combinaison de cultures biologiquement pures de certaines anaérobies thermophiles. L'invention a également pour objet la combinaison de cultures biolo-20 giquement pures du micro-organisme nouveau T. ethanolicus et du micro-organisme connu thermocellum pour la fermentation efficace de la cellulose pour produire de l'éthanol.
Selon l'invention, on propose une culture mixte pour le nouveau micro-organisme T. ethanolicus et C. thermo-25 cellum. Dans un milieu nutritif de culture mixte qui contient de la cellulose, on a combiné ces micro-organismes et on les a cultivés pour la fermentation efficace de ladite cellulose pour produire des quantités récupérables d'éthanol. Cette nouvelle fermentation est effectuée en conditions thermophiles anaérobies. Outre ce nouveau 30 procédé, l'invention concerne un procédé pour la production directe d'éthanol à partir de cellulose,qui consiste à soumettre ladite cellulose à l'action de fermentation du nouveau micro-organisme T, ethanolicus combiné avec G. thermocellum dans un milieu nutritif de culture mixte pour former de l'éthanol et à récupérer ledit 35 éthanol. Ce procédé est mis en oeuvre dans des conditions thermophiles et dans des conditions thermophiles extrêmes anaérobies.
4
Pour les buts de l’invention, le terme "thermophile" désigne une température de culture comprise entre environ 45 et 70°C et le terme "thermophile extrême" désigne les températures de culture supérieures à environ 70°C.
5 Sans vouloir limiter par une théorie particulière quel conque le procédé de l'invention, il semble, d'après ce qui suit, que la combinaison de T. ethanolicus et Ç. thermocellum facilite fortement la dégradation de la cellulose, évite l'inhibition de la fermentation comme décrit ci-dessus et déplace la fermentation vers la production 10 d'éthanol.
‘ Comme décrit dans la demande de brevet français n° 80 citée ci-dessus, le micro-organisme T. ethanolicus a été découvert et isolé dans des échantillons de boue de sources chaudes du Yellowstone National Park, Wyoming, Etats-Unis d'Amérique. Une 15 souche JW-201 a été isolée dans une source acide, la Dragon Mouth, ayant un pH d'environ 5,5 et la seconde souche JW-200 dans une source alcaline, la White Creek, d'un pH d'environ 8,8. Les souches sont très semblables et ont été découvertes en association avec les souches de Clostridium thermophiles anaérobies mentionnées ci-dessus.
20 Bien que les nouvelles souches de micro-organismes partagent l'aptitude à faire fermenter les hydrates de carbone à des températures thermophiles avec les Clostridium mentionnés ci-dessus, elles ne forment pas de spores et sont donc exclues du genre Clostridium. Au vu de la morphologie et des caractéristiques de 25 fermentation, on pense que ces souches sont un nouveau genre, l'espèce désignée ci-après Thermoanaerobacter ethanolicus. la souche ATCC 31550, étant représentative de ces souches.
L'isolement de T. ethanolicus sous une forme biologiquement pure a été effectué en utilisant la technique anaérobie 30 selon Hungate, Bacteriol. Rev. 14, pages 1-49, modifiée par Bryant et Robinson, J. Dairy Science 44, pages 1446-1456, cette technique étant familière à l'homme de l'art. Le milieu utilisé pour les cultures d'isolement et d'enrichissement et pour entretenir des souches isolées présente la composition préférée suivante : KH2P04 : 35 1,5 g/1; Na2HP04,12H20 : 4,2 g/1; NH^Cl : 0,5 g/1; MgCl2 : 0,18 g/1; extrait de levure (Difco) : 2,0 g/1; glucose : 8,0 g/1; et solution 5 minérale de Wolfe : 5 ml. Le milieu est préparé en conditions anaérobies et doit être conservé en atmosphère de gaz inerte tel qu'azote ou argon. Le pH du milieu est de l'ordre d'environ 6,8 à 7,8, de préférence 7,3, et on l'ajuste selon le besoin avec une 5 solution anaérobie,stérile de NaOH ou HCl. Les cultures de réserve sont entretenues sur le même milieu solidifié avec 2% de gélose et stockées à 4°C. Les cultures sur milieu liquide peuvent être conservées à -18°C après addition d'un égal volume de glycérol.
Bien que le glucose soit le substrat hydrocarboné 10 préféré dans le milieu nutritif cité à titre d'exemple, on peut ‘ utiliser d'autres monosaccharides, tels que xÿlose, ribose, mannose, fructose et galactose, et des disa.ccharides, tels que saccharose, lactose, maltose et cellobiose. La croissance a également lieu sur pyruvate, pectine et amidon. On notera que T. ethanolieus nécessite 15 pour pousser de l'extrait de levure. Sans extrait de levure, on n'obtient pas de croissance dans les sous-cultures ultérieures. Bien que la croissance soit beaucoup plus faible qu'en présence de glucose, des concentrations d'extrait de levure de plus de 0,5% peuvent servir de seule source de carbone, d'azote et d'énergie. Cependant, 20 comme on le verra dans l'exemple ci-après, les cultures pures de T. ethanolieus ne font pas fermenter la cellulose.
On peut préparer convenablement des cultures biologiquement pures de Thermoanaerobacter ethanolieus ATCC 31550 (JW 200) à utiliser selon l'invention en utilisant le même milieu nutritif 25 que pour l'isolement en conditions anaérobies à des températures d'environ 36 à 78°C, la température optimale de croissance étant d'environ 68°C. La période de doublement à 68°C est d'environ 90 min. Cette croissance ne dépend pas du pH, en ce qu'elle a lieu dans la gamme de pH très large de 4,5 à 9,8. Pour la croissance optimale, 30 le pH du milieu doit être compris entre environ 5,7 et 8,6, le pH préféré étant d'environ 7,3.
Un certain nombre de chercheurs ont isolé, cultivé et caractérisé Clostridium thermocellum. Outre le travail de McBee mentionné ci-dessus, on citera : 35 Alexander, J. L. 1969. Purification and specificity of cellobiose phosphorylase from Clostridium thermocellum, J. Biol, Chem.
243, pages 2899-2904.
6
S
Patni, N. J, et J, K. Alexander. 1971a. Utilization of glucose by Clostridium thermocellum; Presence o£ glucokinase and other glycolytic enzymes in cell extracts. J. Bacteriol. 105, pages ‘ 220-225.
5 Patni, N. J. et J. K. Alexander. 1971b. Catabolism of fructose and , mannitol in Clostridium thermocellum. Presence of phosphoenol- pyruvate : fructose phosphotransferase, fructose 1-phosphate kinase, phosphoenolpyruvate; mannitol phosphotransferase and mannitol 1-phosphate dehydrogenase in cell extracts. J. Bacte-10 riol. 105, pages 226-231.
Lee, B, H, and X, H. Blackburn, 1975, Cellulose production by a thermophilic Clostridium species. Appl. Microbiol. 30, pages 346-353.
Ng, T. K., P. J. Weimer and J. G. Zeikus, 1977, Cellulolytic and 15 physiological properties of Clostridium thermocellum. Arch.
Microbiol. 114, pages 1-7.
La demanderesse a isolé une souche de C. thermocellum ATCC 31549 (JW 20) dans une balle de coton en Louisiane, Etats-Unis d'Amérique. Comme avec T. ethanolicus. cette souche de C, thermo-20 cellum a été isolée sous forme biologiquement pure en utilisant la technique de Hungate, modifiée par Bryant et Robinson. Le milieu nutritif décrit ci-dessus utilisé pour T. ethanolicus a été utilisé pour l'isolement et l'enrichissement de G. thermocellum, sauf que l'on utilise 10,8 g/1 de cellulose au lieu de glucose pour le 25 substrat et on augmente la quantité d'extrait de levure à 5,0 g/1.
♦
Le milieu est préparé en conditions anaérobies et doit être stocké en atmosphère de gaz inerte tel qu'azote ou argon. Le pH du milieu est dans la gamme d'environ 6,8 à 7,8, de préférence 7,3.
On peut avantageusement faire pousser C. thermocellum 30 dans le même milieu de substrat que pour l'isolement en conditions anaérobies à des températures entre 45 et 65°C, la température optimale de croissance étant d'environ 60°C, Le pH préféré pour la croissance est d'environ 7,5.
Le même milieu contenant de la cellulose utilisé pour 35 .l'isolement et la culture de C, thermocellum est utilisé pour la fermentation combinée de la cellulose utilisant T. ethanolicus 7 et C. thermocellum en conditions thermophiles anaérobies. Comme on le verra dans l'exemple ci-après, cette fermentation directe de la cellulose donne un rendement notable en éthanol. On produit jusqu'à 1,46 mole d'éthanol par motif glucose de la cellulose à 5 une température de 60°C et à un pH de 7,5 en conditions anaérobies. L'éthanol produit dans cette fermentation peut être récupéré par des techniques classiques de distillation.
L'exemple suivant illustre l'invention sans toutefois en limiter la portée.
10 EXEMPLE
* Fermentation de la cellulose ' On effectue la fermentation de la cellulose en utilisant T. ethanolicus et C. thermocellum en cultures pures et en cultures mixtes. Toutes les fermentations sont effectuées en atmosphère d'argon 15 à 60°C pendant 168 h. Les incubations sont effectuées dans 50 ml du milieu décrit ci-dessus avec 540 mg de cellulose (au lieu de glucose) et 0,5¾ d'extrait de levure. pH initial 7,5. Les résultats de ces fermentations sont indiqués dans le tableau ci-dessous. Dans l'essai A, le pH est contrôlé pendant la fermentation et maintenu 20 à 7,5, tandis que, dans l'essai B, on laisse le pH diminuer par suite de la formation d'acides.
TABLEAU
Ç. thermocellum T. ethanolicus C.-thermocellum 4- T. ethanolicus
25 A B
Cellulose mg 351 4 500 372 fermentée mM 2,13 0,024 3,05 2,27
Ethanol produit mM 1,79 0,05 4,45 2,33 30 Ethanol(mole) 0,84 - 1,46 1,05 par motif glucose de la cellulose j 8 à >
Cet exemple montre que la combinaison de C. thermocellum avec T. ethanoljcus augmente fortement le taux de dégradation de la cellulose et que cette combinaison déplace la fermentation vers une production nettement plus grande d'éthanol. Cet exemple indique 5 également que l'on obtient les meilleurs résultats lorsque l'on contrôle le pH au cours de la fermentation.
Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus à titre d'illustration et que l'homme de l'art pourra y apporter des modifications 10 sans sortir du cadre de l'invention, » 4
Claims (10)
1. Culture microbiologique mixte, caractérisée en ce qu’elle contient une souche dénommée Thermoanaerobacter ethanolicus et une souche dénommée Clostridium thermocellum.
2. Culture mixte selon la revendication 1, caractérisée en ce que la souche Thermoanaerobacter ethanolicus est T. ethanolicus 'ATCC 31550.
3. Culture mixte selon la revendication 1, caractérisée en ce que la souche Clostridium thermocellum est C. thermocellum
10 ATCC 31549,
4. Utilisation de la culture mixte selon la revendication 1 pour la production d'éthanol en quantités récupérables par fermentation dans un milieu nutritif aqueux contenant de la cellulose.
5. Culture mixte, caractérisée en ce qu'elle comprend 15 une souche biologiquement pure de Thermoanaerobacter ethanolicus et une souche de Clostridium thermocellum dans un milieu nutritif aqueux.
6. Culture thermophile anaérobie mixte, caractérisée en ce qu'elle contient Thermoanaerobacter ethanolicus et Clostridium 20 thermocellum.
7. Procédé microbiologique, caractérisé en ce qu'il consiste à cultiver Thermoanaerobacter ethanolicus et Clostridium thermocellum dans un milieu nutritif mixte contenant de la cellulose en conditions . * thermophiles anaérobies jusqu'à production d'une quantité récupérable * 25 d'éthanol.
8. Procédé pour la production d'éthanol à partir de cellulose, caractérisé en ce que l'on soumet ladite cellulose à l'action de fermentation de Thermoanaerobacter ethanolicus et de Clostridium thermocellum dans un milieu nutritif mixte pour former 30 de l'éthanol et on récupère ledit éthanol,
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre ledit procédé en conditions thermophiles anaérobies.
10. Ethanol, caractérisé en ce qu'il est produit par un 35 procédé selon la revendication 7, 8 ou 9. Dessins : —planches A D „ panes dont -J— de 9arde . v --- K * ......&.......pagçs de description j nr"r r d? r~. sndica-i ~
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US7428679 | 1979-09-11 | ||
US06/074,286 US4292406A (en) | 1979-09-11 | 1979-09-11 | Anaerobic thermophilic culture system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
LU82240A1 true LU82240A1 (fr) | 1980-06-06 |
Family
ID=22118771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
LU82240A LU82240A1 (fr) | 1979-09-11 | 1980-03-10 | Culture thermophile anaerobie productrice d'ethanol |
Country Status (17)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4292406A (fr) |
JP (1) | JPS5642582A (fr) |
AR (1) | AR223514A1 (fr) |
AU (1) | AU5633080A (fr) |
BE (1) | BE882162A (fr) |
BR (1) | BR8001309A (fr) |
CA (1) | CA1142464A (fr) |
DE (1) | DE2944042A1 (fr) |
DK (1) | DK160880A (fr) |
ES (1) | ES8103168A1 (fr) |
FR (1) | FR2464992A1 (fr) |
GB (1) | GB2075546B (fr) |
IT (1) | IT1130942B (fr) |
LU (1) | LU82240A1 (fr) |
NL (1) | NL8000338A (fr) |
SE (1) | SE7909324L (fr) |
ZA (1) | ZA797047B (fr) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0143490A2 (fr) * | 1983-11-22 | 1985-06-05 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Procédé pour la préparation de produits contenant des oligosaccharides à partir de biomasse, produits contenant les oligosaccharides et leur usage |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4400470A (en) * | 1981-01-14 | 1983-08-23 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Use of co-cultures in the production of ethanol by the fermentation of biomass |
US4652526A (en) * | 1981-07-29 | 1987-03-24 | The Curators Of The University Of Missouri | Ethanol-producing mutants of Clostridium thermosaccharolyticum |
JPS5828289A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-19 | Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd | 発酵法によるアルコ−ルの製造法 |
US4385117A (en) * | 1981-08-12 | 1983-05-24 | University Of Georgia Research Foundation, Inc. | High ethanol producing derivatives of Thermoanaerobacter ethanolicus |
US4812410A (en) * | 1985-04-12 | 1989-03-14 | George Weston Limited | Continuous process for ethanol production by bacterial fermentation |
US4808527A (en) * | 1985-04-12 | 1989-02-28 | George Weston Limited | Continuous process for ethanol production by bacterial fermentation |
US4808526A (en) * | 1985-04-12 | 1989-02-28 | George Weston Limited | Continuous process for ethanol production by bacterial fermentation |
US4816399A (en) * | 1985-04-12 | 1989-03-28 | George Weston Limited | Continuous process for ethanol production by bacterial fermentation |
FR2612549B1 (fr) * | 1987-03-20 | 1989-06-30 | Cahors App Elec | Armement isolant pour poteau de support de lignes electriques et son procede de fabrication |
US4840902A (en) * | 1987-05-04 | 1989-06-20 | George Weston Limited | Continuous process for ethanol production by bacterial fermentation using pH control |
US5158887A (en) * | 1990-09-09 | 1992-10-27 | Hsu Edward J | Process for massive conversion of clostridia in synchronized cells of elongated length or refractile endospores |
US7052901B2 (en) * | 2000-10-31 | 2006-05-30 | Baker Hughes Incorporated | Bacteria-based and enzyme-based mechanisms and products for viscosity reduction breaking of viscoelastic fluids |
US20070275447A1 (en) * | 2006-05-25 | 2007-11-29 | Lewis Randy S | Indirect or direct fermentation of biomass to fuel alcohol |
US7704723B2 (en) * | 2006-08-31 | 2010-04-27 | The Board Of Regents For Oklahoma State University | Isolation and characterization of novel clostridial species |
CA2823043C (fr) | 2006-10-26 | 2014-08-19 | Xyleco, Inc. | Methode de traitement d'une biomasse incluant un rayonnement par faisceau electronique |
US7815741B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-10-19 | Olson David A | Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose |
US7815876B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-10-19 | Olson David A | Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose |
US8236535B2 (en) | 2008-04-30 | 2012-08-07 | Xyleco, Inc. | Processing biomass |
US8212087B2 (en) | 2008-04-30 | 2012-07-03 | Xyleco, Inc. | Processing biomass |
GB2462642A (en) * | 2008-08-14 | 2010-02-17 | Statoilhydro Asa | Production of alcohol from a cellulosic material |
US20120108798A1 (en) * | 2008-10-17 | 2012-05-03 | Mascoma Corporation | Production Of Pure Lignin From Lignocellulosic Biomass |
US9850512B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-12-26 | The Research Foundation For The State University Of New York | Hydrolysis of cellulosic fines in primary clarified sludge of paper mills and the addition of a surfactant to increase the yield |
US9951363B2 (en) | 2014-03-14 | 2018-04-24 | The Research Foundation for the State University of New York College of Environmental Science and Forestry | Enzymatic hydrolysis of old corrugated cardboard (OCC) fines from recycled linerboard mill waste rejects |
CN106893745A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-06-27 | 浙江畯和生物科技有限公司 | 一种木质纤维素生物质的高效转化利用方法 |
CN112852683B (zh) * | 2021-03-24 | 2022-10-25 | 华南理工大学 | 一株嗜热解糖厌氧杆菌及其应用 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3711392A (en) * | 1971-02-16 | 1973-01-16 | J Metzger | Method for the utilization of organic waste material |
US4094742A (en) * | 1977-03-04 | 1978-06-13 | General Electric Company | Production of ethanol from cellulose using a thermophilic mixed culture |
-
1979
- 1979-09-11 US US06/074,286 patent/US4292406A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-10-31 GB GB7937794A patent/GB2075546B/en not_active Expired
- 1979-10-31 DE DE19792944042 patent/DE2944042A1/de not_active Withdrawn
- 1979-11-01 JP JP14195079A patent/JPS5642582A/ja active Pending
- 1979-11-12 SE SE7909324A patent/SE7909324L/xx not_active Application Discontinuation
- 1979-12-28 ZA ZA00797047A patent/ZA797047B/xx unknown
-
1980
- 1980-01-18 NL NL8000338A patent/NL8000338A/nl not_active Application Discontinuation
- 1980-03-04 ES ES489173A patent/ES8103168A1/es not_active Expired
- 1980-03-05 BR BR8001309A patent/BR8001309A/pt unknown
- 1980-03-07 IT IT20453/80A patent/IT1130942B/it active
- 1980-03-10 FR FR8005327A patent/FR2464992A1/fr active Granted
- 1980-03-10 AR AR280250A patent/AR223514A1/es active
- 1980-03-10 LU LU82240A patent/LU82240A1/fr unknown
- 1980-03-10 BE BE0/199741A patent/BE882162A/fr not_active IP Right Cessation
- 1980-03-11 AU AU56330/80A patent/AU5633080A/en not_active Abandoned
- 1980-04-16 DK DK160880A patent/DK160880A/da not_active Application Discontinuation
- 1980-05-14 CA CA000351938A patent/CA1142464A/fr not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0143490A2 (fr) * | 1983-11-22 | 1985-06-05 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Procédé pour la préparation de produits contenant des oligosaccharides à partir de biomasse, produits contenant les oligosaccharides et leur usage |
EP0143490A3 (en) * | 1983-11-22 | 1986-10-15 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for the preparation of oligosaccharides-containing products from biomass, oligosaccharides-containing products and their use |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT1130942B (it) | 1986-06-18 |
FR2464992B1 (fr) | 1983-04-22 |
BE882162A (fr) | 1980-07-01 |
DE2944042A1 (de) | 1981-04-16 |
JPS5642582A (en) | 1981-04-20 |
GB2075546A (en) | 1981-11-18 |
FR2464992A1 (fr) | 1981-03-20 |
SE7909324L (sv) | 1981-03-12 |
IT8020453A0 (it) | 1980-03-07 |
ES489173A0 (es) | 1981-02-16 |
GB2075546B (en) | 1983-11-09 |
DK160880A (da) | 1981-03-12 |
AU5633080A (en) | 1981-03-19 |
CA1142464A (fr) | 1983-03-08 |
US4292406A (en) | 1981-09-29 |
AR223514A1 (es) | 1981-08-31 |
ES8103168A1 (es) | 1981-02-16 |
BR8001309A (pt) | 1981-03-31 |
ZA797047B (en) | 1980-12-31 |
NL8000338A (nl) | 1981-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
LU82240A1 (fr) | Culture thermophile anaerobie productrice d'ethanol | |
JP4734425B2 (ja) | バイオ燃料および関連材料を製造するためのシステムおよび方法 | |
JP5498642B2 (ja) | (リグノ)セルロース材料の酵素による加水分解物のエタノール発酵からの蒸留残渣を用いてセルロース分解性およびヘミセルロース分解性の酵素を生産する方法 | |
FR2477572A1 (fr) | Procede de production d'ethanol comprenant la culture d'une souche de zymomonas mobilis specifique et ethanol produit par ledit procede | |
JP2012519500A (ja) | クロストリジウム(Clostridium)種からの発酵最終産物の生産 | |
NL8701616A (nl) | Fructosyltransferase en bereiding van fructose-oligomeren daarmee. | |
Frazer et al. | Effect of components of acid-hydrolysed hardwood on conversion of D-xylose to 2, 3-butanediol by Klebsiella pneumoniae | |
Camelia et al. | Yeast isolation and selection for bioethanol production from inulin hydrolysates | |
US5998181A (en) | Fermentation process for preparing xylitol using Candida tropicalis | |
JP5051727B2 (ja) | 耐熱性エタノール生産酵母及びこれを用いたエタノール生産方法 | |
WO2013171424A1 (fr) | Souche productrice de turanose et utilisations | |
KR101599997B1 (ko) | 신규한 고온 효모 피키아 길리에르몬디 y-2 및 이의 용도 | |
JPH0691828B2 (ja) | 高温発酵性酵母によるエタノ−ルの製造法 | |
US5158887A (en) | Process for massive conversion of clostridia in synchronized cells of elongated length or refractile endospores | |
US9546386B2 (en) | Glucose and xylose co-fermenting microorganism that expresses active glucoamylase | |
FR2464993A1 (fr) | Culture thermophile anaerobie et son application a la production d'ethanol | |
JPS61128898A (ja) | セルロ−スの糖化方法 | |
Sai Ram et al. | Characteristics of Clostridium thermocellum strain SS8: a broad saccharolytic thermophile | |
JP3007615B1 (ja) | カンジダトロピカリスを用いたキシリトール製造のための発酵法 | |
EP0318543B1 (fr) | Procede de production de cellulose bacterienne a partir de matiere d'origine vegetale | |
JP3468626B2 (ja) | β−グルコシダーゼおよびその製造方法 | |
EP0139546A2 (fr) | Procédé de production d'alcools par des fermentations microbiennes thermophiles, à de hautes concentrations de solvants organiques | |
FR2550222A1 (fr) | Utilisation conjointe de la fermentation acetonobutylique et de la fermentation alcoolique pour la conversion des plantes sucrieres en un melange de butanol, d'acetone et d'ethanol | |
FR2723103A1 (fr) | Procede de culture de bacteries thermophiles et hyperthermophiles anaerobies strictes non sulfato-reductrices | |
Hilary et al. | Preliminary investigation of the effect of the use of pineapple juice and the waste on ethanol production by Zymomonas mobilis |