CN103906846A - 来自生物燃料生产工艺的共产物及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明包括生产用于动物饲料的共产物和用作来源于生物燃料生产工艺的动物饲料共产物的组合物的方法。更具体地，本发明包括来自至少一种工艺进料流的用于动物饲料的共产物，例如来自油水解的脂肪酸、来自稀釜馏物蒸发的脂质、糖浆、酒糟、酒糟及可溶物、来自发酵前的醪的固体、以及来自发酵后的全釜馏物的固体。

Description

来自生物燃料生产工艺的共产物及制备方法

技术领域

本发明涉及产生共产物和组合物的方法，它们用作来源于生物燃料生产工艺的共产物。例如本发明涉及来自至少一种工艺进料流的用于动物饲料的共产物，例如来自油水解的脂肪酸、来自稀釜馏物蒸发的脂质、糖浆、酒糟(distillers grains)、酒糟及可溶物、来自发酵前的醪的固体、以及来自发酵后的全釜馏物的固体。

背景技术

生物燃料是以某种方式来源于生物质的广泛的燃料。受到诸如油价飙升、对能源安全需求的增加、对来自化石燃料的温室气体排放的担心、和政府津贴因素的推动，生物燃料正在获得增加的公众和科学关注。生物燃料在2008年提供了1.8％的世界运输燃料。在2007年世界范围内对生物燃料生产能力的投资超过了$40亿并且保持持续增长。根据International EnergyAgency，生物燃料具有到2050年满足超过世界四分之一的运输燃料需求的潜力。

除了生物燃料之外，生物燃料生产工艺(例如乙醇和丁醇生产工艺)也产生副产物如干酒糟及可溶物(DDGS)(“酒糟共产物(distillers co-products)”)。酒糟共产物能够给醇生产者提供经济利益。例如，可转化DDGS用作动物饲料、食物成分、和工业产品。对酒糟共产物替代用途的开发最小化处理发酵副产物的需求和成本。

酒糟共产物的营养物特征可存在变化性。这种变化性可取决于例如在生物燃料生产工艺中使用的不同原料来源。因此，需要开发产生酒糟共产物的方法和营养定制特定动物饲料或动物饲料市场(例如牲畜、反刍动物、牛、奶厂、猪、山羊、绵羊、家禽、马、水产养殖、或家养宠物如狗、猫、和兔子)的酒糟共产物的方法。例如，赖氨酸是一种重要的动物饲料营养添加剂，因为当优化某些动物如产肉的猪和鸡的生长时它是限制性氨基酸。赖氨酸补充允许使用较低成本的植物蛋白(例如玉米而非大豆)，同时保持高生长速率并限制氮排泄的污染。此外，需要具有延长储存寿命的始终可再现质量的酒糟共产物。

本发明满足这些及其它优点，并提供另外相关优点，如通过以下实施例的描述将显而易见的。

发明内容

本发明涉及生产酒糟共产物的方法，该方法包括提供具有至少两种工艺进料流的醇生产工艺，其中将至少两种工艺进料流混合以产生酒糟共产物。在一些实施例中，至少两种工艺进料流包括下列中的至少两种：(i)来自油水解的脂肪酸，(ii)来自稀釜馏物蒸发的脂质，(iii)糖浆，(iv)酒糟(DG)，(v)酒糟及可溶物(DGS)，(vi)来自发酵前的醪的固体，(vii)来自发酵后的全釜馏物的固体，(viii)油，和(ix)微生物。在一些实施例中，脂肪酸来自玉米油水解。在一些实施例中，DG是干酒糟(DDG)或湿酒糟(WDG)。在一些实施例中，DGS是干酒糟及可溶物(DDGS)或湿酒糟及可溶物(WDGS)。在一些实施例中，醇生产工艺是丁醇生产工艺。

本发明的实施例涉及从醇工艺生产用于动物饲料的酒糟共产物的方法，其包括提供具有至少一种工艺进料流的醇(例如丁醇)生产工艺，其中使用所述至少一种工艺进料流来产生用于动物饲料的酒糟共产物，其具有改善的粗蛋白和粗脂肪含量。在一些实施例中，可存在至少两种或至少三种工艺进料流，其中将工艺进料流混合以产生用于动物饲料的酒糟共产物。在一些实施例中，工艺进料流可包括(i)脂肪酸，(ii)脂质，(iii)糖浆，(iv)酒糟(DG)，(v)酒糟及可溶物(DGS)，(vi)来自发酵前的醪的固体，(vii)来自发酵后的全釜馏物的固体，(viii)油，和/或(ix)微生物。在一些实施例中，脂肪酸可来源于油水解。在一些实施例中，脂肪酸来自玉米油水解(COFA)。在一些实施例中，脂质可来源于稀釜馏物的蒸发。在一些实施例中，DG是干酒糟(DDG)、湿酒糟(WDG)、干酒糟及可溶物(DDGS)、或湿酒糟及可溶物(WDGS)。在一些实施例中，动物饲料可具有至少约20％的粗蛋白含量。在一些实施例中，动物饲料可具有至少约25％的粗蛋白含量。在一些实施例中，用于动物饲料的酒糟共产物具有小于15％的粗脂肪含量。在一些实施例中，用于动物饲料的酒糟共产物具有小于10％的粗脂肪含量。在一些实施例中，用于动物饲料的酒糟共产物具有小于约10％的脂肪酸含量。在一些实施例中，脂肪酸含量为包含用于动物饲料的酒糟共产物的动物饲料组合物提供附加的能量和营养物。在一些实施例中，醇生产工艺是丁醇生产工艺。在一些实施例中，在丁醇生产工艺中产生的丁醇用作丁醇生产工艺的至少一种进料流的溶剂洗剂。在一些实施例中，将第一进料流与第二进料流混合来产生用于动物饲料的酒糟共产物，其具有提高的贮存稳定性。在一些实施例中，用于动物饲料的酒糟共产物具有改善的颜色特征。

本发明还涉及用于动物饲料组合物的酒糟共产物，其包含按酒糟共产物重量计至少约20％的粗蛋白和按重量计小于约10％的粗脂肪，其中该组合物具有改善的动物饲料或动物饲料市场的营养物特征。在一些实施例中，用于动物饲料组合物的酒糟共产物还包含按重量计的小于约10％的脂肪酸。在一些实施例中，用于动物饲料组合物的酒糟共产物还包含按重量计的小于约10％的脂肪酸酯。在一些实施例中，用于动物饲料组合物的酒糟共产物还包含按重量计不超过约5％的赖氨酸。在一些实施例中，用于动物饲料组合物的酒糟共产物具有牛、奶厂、牲畜、猪、家禽、马、水产养殖、或家养宠物饲料市场的营养物特征。在一些实施例中，用于动物饲料组合物的酒糟共产物还包括用一种或多种附加组分补充用于动物饲料组合物的酒糟共产物，所述附加组分选自氨基酸、维生素、矿物、营养物、风味增强剂、消化刺激剂、或颜色增强剂。

本发明的实施例涉及生产用于动物饲料的酒糟共产物的方法，该方法包括提供具有至少三种工艺进料流的丁醇生产工艺，其中将至少三种工艺进料流混合以产生用于动物饲料的酒糟共产物，其具有至少约20％的粗蛋白含量。在一些实施例中，工艺进料流包括下列中的至少三种：(i)来自油水解的脂肪酸，(ii)来自稀釜馏物蒸发的脂质，(iii)糖浆，(iv)酒糟(DG)，(v)酒糟及可溶物(DGS)，(vi)来自发酵前的醪的固体，和(vii)来自发酵后的全釜馏物的固体。在一些实施例中，脂肪酸来自玉米油水解(COFA)。在一些实施例中，DG是干酒糟(DDG)、湿酒糟(WDG)、干酒糟及可溶物(DDGS)、或湿酒糟及可溶物(WDGS)。在一些实施例中，用于动物饲料的酒糟共产物具有小于10％的粗脂肪含量。在一些实施例中，用于动物饲料的酒糟共产物具有小于约10％的脂肪酸含量。

本发明的实施例也涉及从丁醇生产工艺中生产高价值动物饲料组分的方法，该方法包括提供具有至少一种工艺进料流的丁醇生产工艺来优化动物饲料或动物饲料市场的粗蛋白和粗脂肪含量。

本发明的实施例也涉及减轻发酵污染物对用于动物饲料的酒糟共产物生产的影响的方法，该方法包括在发酵前分离丁醇生产工艺的至少一种进料流。

本发明的实施例也涉及减少用于动物饲料的酒糟共产物中的霉菌毒素污染的方法，该方法包括分离有助于用于动物饲料的酒糟共产物生产的丁醇生产工艺的进料流，以及除去或纯化具有霉菌毒素污染可能的进料流。

本发明的实施例也涉及减少用于动物饲料的酒糟共产物的脂质含量变化性的方法，该方法包括分离有助于用于动物饲料的酒糟共产物生产的丁醇生产工艺的进料流，以及将进料流混合以获得受控的脂质含量。

本发明的实施例也涉及提高用于动物饲料的酒糟共产物的甘油三酯含量的方法，该方法包括与特定用于动物饲料组合物的酒糟共产物的较低甘油三酯含量的进料流相比，将含有较高甘油三酯的丁醇生产工艺进料流以提高的比率混合。

本发明的实施例也涉及通过本发明方法生产的用于动物饲料的酒糟共产物。

本发明的实施例也涉及用于动物饲料组合物的酒糟共产物，其包含至少约20％或至少约25％的粗蛋白和小于约10％或小于约15％的粗脂肪，其中该组合物具有动物饲料或动物饲料市场的营养物特征。在一些实施例中，用于动物饲料组合物的酒糟共产物还包含小于约10％的脂肪酸异丁酯。在一些实施例中，用于动物饲料组合物的酒糟共产物还包含小于约5％的赖氨酸。在一些实施例中，该组合物具有猪饲料市场、奶厂饲料市场(例如奶牛饲料市场)、牛饲料市场、家禽饲料市场(例如鸡饲料市场)、马饲料市场、水产养殖饲料市场、牲畜饲料市场、和/或家养宠物饲料市场的营养物特征。

本发明发酵工序的最终产物是产物醇例如丁醇或乙醇。根据该方法生产的最终产物可与发酵液体培养基分离和/或从其中纯化出来。用于分离和纯化的方法是已知的，例如使培养基经受提取、全蒸发、或蒸馏。在一些实施例中，可通过例如离心成液相和固相以及最终产物如醇和回收固体将醪分离。醇可通过诸如蒸馏和分子筛脱水或超滤的方法进行回收。

在一些实施例中，丁醇收率可按体积计大于约8％，约10％，约12％，约14％，约16％或约18％。

在一些实施例中，丁醇是单独或其混合物形式的1-丁醇(1-BuOH)、2-丁醇(2-BuOH)、叔丁醇(tert-BuOH)、和/或异丁醇(iBuOH、i-BuOH或I-BUOH)。

本文所述实施例的另外特征和优点，以及多个实施例的构成及操作参照附图详细地描述如下。注意到下述实施例不限于本文所述的具体实施例。此类实施例本文仅用于说明目的。基于本文包含的教导内容，附加实施例对于相关领域的技术人员将是显而易见的。

附图说明

图1a示意性地示出本发明示例性方法和系统的工艺进料流。

图1b示出用于加工原料的湿磨法的例子。

图1c示出用于加工原料的干磨法的例子。

图2示意性地示出本发明的示例性方法和系统，其中在发酵前移除固体。

图3示意性地示出本发明的示例性替代方法和系统，其中在发酵前移除固体。

图4示意性地示出本发明的示例性替代方法和系统，其中在发酵前移除固体和油。

图5示意性地示出本发明的示例性替代方法和系统，其中在发酵前移除固体。

图6示意性地示出本发明的示例性替代方法和系统，它们用于生产产物醇。

图7示意性地示出本发明的示例性替代方法和系统，它们用于生产产物醇，其中在发酵前移除固体。

图8示意性地示出本发明的另一个示例性替代方法和系统，它们用于生产产物醇，其中在发酵前移除固体。

图9示出示例性的用于动物饲料的酒糟共产物的工艺进料流的质量平衡。

在图中，像附图标号指示相同的或功能类似的元件。

具体实施方式

除非另行定义，否则本文所用的所有科技术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的一样。如发生矛盾，以本专利申请(包括其定义)为准。此外，除非上下文另有所需，单数术语将包括复数并且复数术语将包括单数。为所有目的，所有的出版物、专利、以及本文提及的其它参考资料均全文以引用方式并入本文。除非另外指明，本文所述的百分比值酌情是根据工艺进料流、酒糟共产物、或组合物的重量百分比。

为了进一步限定本发明，本文提供了以下术语和定义。

如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或它们的任何其它变型将被理解为是指包括指定的整数或整数组但不排除任何其它整数或整数组。例如，包含一系列元素的组合物、混合物、工艺、方法、制品或设备不必仅限于那些元素，而可以包括其它未明确列出的元素，或此类组合物、混合物、工艺、方法、制品或设备固有的元素。此外，除非另外特别说明，否则“或”是指包含性的或，而不是指排它性的或。例如，以下任何一个均表示满足条件A或B：A是真的(或存在的)且B是假的(或不存在的)、A是假的(或不存在的)且B是真的(或存在的)、以及A和B都是真的(或存在的)。

同样，涉及元素或组分实例(即次数)的数目在本发明元素或组分前的不定冠词“一个”或“一种”旨在是非限制性的。因此，应将“一个”或“一种”理解为包括一个或至少一个，并且元素或组分的词语单数形式也包括复数指代，除非有数字明显表示单数。

如本文所用，术语“发明”或“本发明”为非限制性术语，并且不旨在意指本发明的任何单独实施例，而是涵盖如专利申请所述的所有可能的实施例。

如本文所用，修饰本发明的成分或反应物的量使用的术语“约”是指可以通过例如以下方式而发生的用数字表示的量的变化：在真实世界中用于产生浓缩物或溶液的一般测量和液体处理操作；通过这些操作中非故意的误差；用于制备组合物或执行方法的成分的制造、来源或纯度中的差异；等。术语“约”还包括由于产生自特定起始混合物的组合物的不同平衡条件而不同的量。无论是否通过术语“约”来修饰，权利要求包括量的等同量。在一些实施例中，术语“约”指在报告数值的10％范围内，或在报告数值的5％范围内。

如本文所用，“醇”或“产物醇”是指在发酵工序中能够由微生物产生的任何醇，所述微生物利用生物质作为可发酵碳底物的来源。醇包括但不限于C₁-C₈烷基醇。在一些实施例中，醇是C₂-C₈烷基醇。在其它实施例中，醇是C₂-C₅烷基醇。应当理解，C₁-C₈烷基醇包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇。同样地，C₂-C₈烷基醇包括但不限于乙醇、丙醇、丁醇和戊醇。

如本文所用，“丁醇”特指单独或其混合物形式的丁醇异构体：1-丁醇(1-BuOH)、2-丁醇(2-BuOH)、叔丁醇(tert-BuOH)、和/或异丁醇(iBuOH、i-BuOH或I-BUOH)。

如本文所用，“生物质”指包含可水解多糖的天然产物，所述多糖提供可发酵糖，包括来源于天然来源如玉米、甘蔗、小麦、纤维素或木质纤维素材料以及包含纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、低聚糖、二糖和/或单糖、以及它们的混合物的材料的任何糖和淀粉。生物质还可包含附加组分如蛋白质和/或脂质。生物质能够来源于单一来源，或生物质可包括来源于一种以上来源的混合物。例如，生物质能够包括玉米芯和玉米秸秆的混合物，或草和叶片的混合物。生物质包括但不限于生物能作物、农业残余物、市政固体垃圾、工业固体垃圾、来自造纸业的淤渣、庭院垃圾、木材和林业垃圾。生物质的例子包括但不限于：玉米粒、玉米棒、玉米纤维、作物残余物如玉米壳、玉米秸秆、草、小麦、黑麦、小麦秸秆、大麦、大麦秸秆、干草、稻秆、柳枝稷、废纸、甘蔗渣、高粱、甘蔗、大豆、从谷物的研磨中获得的组分、树、枝、根、叶、木片、木屑、灌木和灌丛、蔬菜、水果、花、动物粪肥、以及它们的混合物。例如，可通过本领域已知的任何加工方法，利用发酵加工生物质以由生物质形成麦芽浆、果汁、糖蜜或水解产物，所述方法例如研磨、处理和/或液化，并且它们包含可发酵糖并可包含水。例如，可通过本领域技术人员已知的任何方法来加工纤维素和/或木质纤维素生物质以获得包含可发酵糖的水解产物。在美国专利公开申请公布2007/0031918A1中公开了低氨预处理，该专利申请以引用方式并入本文。纤维素和/或木质纤维素生物质的酶促糖化通常利用酶聚生体来降解纤维素和半纤维素以产生包含糖的水解产物，所述糖包括葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。适用于纤维素和/或木质纤维素生物质的糖化酶综述于Lynd等人(Microbiol.Mol.Biol.Rev.66：506-577，2002)。

如本文所用，“原料”是指发酵工序中的原料，所述原料包含具有或不具有不溶解的固体的可发酵碳源，并且如果适用，所述原料在通过进一步加工(例如通过液化、糖化、或其它方法)已经从淀粉中释放可发酵碳源或从复糖降解中获取可发酵碳源之前或之后包含可发酵碳源。原料包括或来源于生物质。适合的原料包括但不限于黑麦、小麦、玉米、玉米醪、甘蔗、甘蔗醪、大麦、纤维素材料、木质纤维素材料、或它们的混合物。

如本文所用，“可发酵碳源”或“可发酵的碳底物”是指能够由微生物代谢以产生发酵醇的碳源。适宜的可发酵碳源包括但不限于单糖，如葡萄糖或果糖；二糖如乳糖或蔗糖；低聚糖；多糖如淀粉或纤维素；C5糖如木糖和阿拉伯糖；包括甲烷的一碳底物；以及它们的混合物。

如本文所用，“可发酵糖”是指能够由发酵微生物通过发酵转化成最终产物的一种或多种糖(例如低聚糖和单糖)。

如本文所用，“糖”指低聚糖、二糖、单糖、和/或它们的混合物。术语“糖类”也包括碳水化合物，包括淀粉、右旋糖苷、糖原、纤维素、戊聚糖、以及糖。

如本文所用，术语“磨碎的”是指尺寸已经例如通过碾磨、压碎、分级或通过减小粒度的任何其它方法被减小的植物材料。

如本文所用，术语“醪”是指在发酵产物生产中使用的可发酵底物在液体中的混合物。这一术语是指从初始混合可发酵底物与一种或多种淀粉水解酶及发酵生物开始至完成发酵周期的任何发酵阶段。如本文所用，术语“醪”和“原料浆液”有时可同义使用。

如本文所用，术语“发酵”是指通过微生物酶促和/或厌氧降解有机物质以产生较简单的有机化合物。虽然发酵可在厌氧条件下发生，不旨在将该术语仅限于严格厌氧条件，因为发酵也可在有氧(例如在氧气的存在下)或微氧条件下发生。

如本文所用，“发酵液体培养基”是指水、糖(可发酵碳源)、液化固体、任选地微生物产生的醇、产物醇及发酵容器或发酵罐内具有的所有其它物质组分的混合物，其中产物醇通过在微生物存在的情况下使糖反应生成醇、水和二氧化碳(CO₂)而制得。如本文所用，术语“发酵液体培养基”有时可与“发酵培养基”同义使用。

如本文所用，术语“酒糟共产物”是指来自醇(例如丁醇或乙醇)生产工艺的副产物，它们可在发酵之前或期间被分离出来。酒糟共产物包括在从发酵醪和分离自醪的固体中除去醇后剩余的不可发酵产物。如本文所用，酒糟共产物可用于多种动物饲料和非动物饲料用途。酒糟共产物的例子包括但不限于来自油水解的脂肪酸、来自蒸发稀釜馏物的脂质、糖浆、酒糟、酒糟及可溶物、来自发酵前的醪的固体、和来自发酵后的全釜馏物的固体、生物柴油、和酰基甘油酯。

如本文所用，术语“用于动物饲料的酒糟共产物”是指适用于或适用作动物饲料的酒糟共产物。用于动物饲料的酒糟共产物的例子包括但不限于来自油水解的脂肪酸、来自蒸发稀釜馏物的脂质、糖浆、酒糟、酒糟及可溶物、来自发酵前的醪的固体、和来自发酵后的全釜馏物的固体。

如本文所用，术语“酒糟”或“DG”是指在从发酵醪中除去醇(例如乙醇和/或丁醇)后剩余的不可发酵产物。干燥的酒糟已知为“干酒糟”或“DDG。”未干燥的酒糟已知为“湿酒糟”或“WDG。”

如本文所用，术语“酒糟及可溶物”或“DGS”是指在从发酵醪中除去醇(例如乙醇和/或丁醇)后剩余的不可发酵产物，它们已经与可溶物共混。干燥的酒糟及可溶物已知为“干酒糟及可溶物”或“DDGS。”未干燥的酒糟及可溶物已知为“湿酒糟及可溶物”或“WDGS。”

如本文所用，对于工艺进料流使用的术语“来自油水解的脂肪酸”是指在醇(例如乙醇和/或丁醇)生产工艺中通过水解油产生的脂肪酸副产物。脂肪酸副产物可通过在醇(例如乙醇和/或丁醇)生产工艺中，在发酵后离心并水解全釜馏物形成。脂肪酸副产物可例如通过水解玉米油以形成“来自玉米油水解的脂肪酸”而产生。

如本文所用，术语“脂质”是指任一异质组的脂肪和脂肪样物质，包括脂肪酸、中性脂肪、蜡、和类固醇，它们是水不溶性的并且在非极性溶剂中是可溶解的。脂质的例子包括甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯、和磷脂。

如本文所用，对于工艺进料流使用的术语“来自蒸发的脂质”是指在醇(例如乙醇和/或丁醇)生产工艺中通过在发酵后蒸发和离心稀釜馏物产生的脂质副产物。

如本文所用，对于工艺进料流使用的术语“糖浆”或“浓缩酒糟可溶物(CDS)”是指在醇(例如乙醇和/或丁醇)生产工艺中通过在发酵后蒸发稀釜馏物产生的副产物。

如本文所用，“工艺进料流”是指在醇(例如乙醇和/或丁醇)生产工艺之前或期间形成的任何副产物。工艺进料流例子包括但不限于COFA、来自蒸发的脂质、糖浆、DG、DDG、WDG、DGS、DDGS、和WDGS。工艺进料流的另一个例子是在乙醇或丁醇生产工艺中，在发酵前从醪中移除(例如通过离心)的固体(例如在发酵前从玉米醪中移除的固体)。当它们尚未干燥时，这些固体本文称为“湿饼”，并且当它们已经干燥时本文称为“干饼”。工艺进料流的另一个例子是在醇(例如乙醇和/或丁醇)生产工艺中，在发酵后从全釜馏物中移除(例如通过离心)的固体。当它们尚未干燥时，这些固体本文称为“WS湿饼”，并且当它们已经干燥时本文称为“WS干饼”。

如本文所用，术语“水相”是指通过使发酵液接触与提取剂而获得的双相混合物中的水相。在一些实施例中，术语“发酵液体培养基”可指在双相发酵提取中的水相。此外，不溶解的固体(例如谷物固体)可存在于发酵液体培养基中，使得双相混合物包括不溶解的固体，其可分散在水相中。

如本文所用，术语“有机相”是指通过使发酵液与提取剂接触而获得的双相混合物中的非水相。

如本文所用，“提取剂”是指用于提取醇如丁醇或用于提取醇酯(例如通过催化醇和羧酸或脂质产生的醇酯)的溶剂。有时，如本文所用，术语“溶剂”可与“提取剂”同义使用。在一些实施例中，提取剂可为有机溶剂。在一些实施例中，提取剂可为与水不混溶的有机溶剂。

术语“与水不混溶的”是指化学组分如提取剂或溶剂不能够以形成单一液相的形式与水溶液如发酵液体培养基混合。

如本文所用，术语“羧酸”指具有一般化学式-COOH的任何有机化合物，其中碳原子通过双键与氧原子结合形成羰基(-C＝O)，并且通过单键与羟基(-OH)结合。羧酸可为质子化羧酸的形式、羧酸盐形式(例如铵、钠、或钾盐)、或质子化羧酸与羧酸盐混合物的形式。术语羧酸可描述单独的化学物质(例如油酸)或羧酸的混合物，其可通过例如水解生物质来源的脂肪酸酯或甘油三酯、甘油二酯、甘油单酯和磷脂产生。

如本文所用，术语“脂肪酸”指具有C₄-C₂₈碳原子(最常见地为C₁₂-C₂₄碳原子)的羧酸(例如脂族一元羧酸)，其为饱和或不饱和的。脂肪酸也可为支化或非支化的。脂肪酸在动物或植物的脂肪、油或蜡中可来源于或包含于酯化的形式。脂肪酸可以甘油酯形式在脂肪和脂肪油中天然存在，或可通过水解脂肪或通过合成获得。术语脂肪酸可描述单独的化学物质或脂肪酸的混合物。此外，术语脂肪酸可涵盖游离脂肪酸。

如本文所用，术语“脂肪醇”是指具有一条C₄-C₂₂碳原子的脂肪链的醇，所述脂肪链为饱和的或不饱和的。

如本文所用，术语“脂肪醛”是指具有C₄-C₂₂碳原子的脂肪链的醛，所述脂肪链为饱和的或不饱和的。

如本文所用，术语“脂肪酰胺”是指具有C₄-C₂₂碳原子的长脂肪链的酰胺，所述脂肪链为饱和的或不饱和的。

如本文所用，术语“脂肪酸酯”是指具有C₄-C₂₂碳原子的长脂肪链的酯，所述脂肪链为饱和的或不饱和的。

如本文所用，对于多核苷酸或多肽术语“异源的”是指不天然存在于宿主细胞中的多核苷酸或多肽。这一术语旨在包括由天然存在的基因、突变基因、合成基因和/或过表达基因编码的蛋白。

如本文所用，对于多核苷酸或蛋白术语“同源的”是指天然存在于宿主细胞中的多核苷酸或蛋白。

如本文所用，术语“最终产物”是指任何碳源来源的产物，其从可发酵底物酶促转化得到。在一些实施例中，最终产物是醇如乙醇或丁醇。

如本文所用，术语“共产物”是指与另一种产物一起产生的产物，即，共同产生的产物。如本文所用，术语“共产物”有时与术语“副产物”同义使用。

如本文所用，术语“副产物”是指在另一种产物生产期间产生的第二产物。

如本文所用，术语“营养物特征”是指食物或饮食的营养物组合物。

如本文所用，术语“发酵生物”是指适用于发酵以直接或间接生产最终产物的任何微生物或细胞。

如本文所用，术语“乙醇生产者，”“乙醇生产微生物，”或“产乙醇生物”是指能够从可发酵碳源(例如单糖或低聚糖)中生产乙醇的发酵生物。

如本文所用，术语“丁醇生产者，”“丁醇生产微生物，”或“产丁醇生物”是指能够从可发酵碳源(例如单糖或低聚糖)中生产丁醇的发酵生物。

如本文所用，术语“异丁醇生产者，”“异丁醇生产微生物，”或“产异丁醇生物”是指能够从可发酵碳源(例如单糖或低聚糖)中生产异丁醇的发酵生物。

如本文所用，对于蛋白、细胞、核酸或氨基酸术语“回收的，”“分离的，”和“分开的”是指蛋白、细胞、核酸或氨基酸从与其天然结合的至少一种组分中移出。

如本文所用，术语“来源于”涵盖术语“起源于，”“得自，”“获取自，”和“分离自。”在一些实施例中，术语“来源于”是指由产自其中核苷酸天然存在或其中已经插入核苷酸的细胞的核苷酸序列编码的多肽。

如本文所用，术语“收率”是指使用本发明方法产生的最终产物量。在一些实施例中，该术语是指最终产物的体积，并且在其它实施例中，该术语是指最终产物的浓度。

如本文所用，术语“COFA”是指玉米油脂肪酸(例如来自玉米油水解的脂肪酸)。

如本文所用，术语“FABE”是指脂肪酸丁酯(例如异丁酯)。

如本文所用，术语“FAEE”是指脂肪酸乙酯(例如乙酯)。

如本文所用，术语“FAME”是指脂肪酸甲酯(例如甲酯)。

如本文所用，术语“WS”是指发酵塔底的全釜馏物。

醇如乙醇和丁醇可通过糖发酵产生。这些可发酵糖可来源于任何生物质来源，包括玉米、甘蔗、纤维素、或木质纤维素材料，并且可例如通过液化和/或糖化加工这种生物质以形成醪，其通过微生物如酵母来发酵。在发酵工序中，产生多种工艺进料流并且可利用这些进料流的共产物和/或副产物来制造产品如动物饲料、燃料(例如生物柴油)、工业产品(例如树脂、塑料、润滑剂)以及消费者用与工业用的其它产品。

本发明提供醇发酵工序的共产物和/或副产物以及制备共产物和/或副产物的方法。本发明提供酒糟共产物和制备酒糟共产物的方法，包括用于动物饲料的酒糟共产物以及制备酒糟共产物的方法。本发明用于动物饲料的酒糟共产物可用作动物饲料或可用作动物饲料中的组分。

在一些实施例中，该方法包括提供具有至少一种工艺进料流醇(例如乙醇或丁醇)生产工艺，其中至少一种工艺进料流用于产生用于动物饲料的酒糟共产物，其具有至少约20％或至少约25％的粗蛋白含量。在一些实施例中，本发明的方法和组合物包括醇生产工艺的一种或多种工艺进料流。在一些实施例中，本发明的方法和组合物包括醇(例如丁醇或乙醇)生产工艺的至少两种或至少三种工艺进料流。在一些实施例中，工艺进料流是(i)脂肪酸，(ii)脂质，(iii)糖浆，(iv)酒糟(DG)，(v)酒糟及可溶物(DGS)，(vi)来自发酵前的醪的固体，(vii)来自发酵后的全釜馏物的固体，或它们的任何组合。在一些实施例中，脂肪酸可来源于油水解。在一些实施例中，脂肪酸来自玉米油水解。在一些实施例中，脂质可来源于稀釜馏物的蒸发。在一些实施例中，DG是干酒糟(DDG)、湿酒糟(WDG)、干酒糟及可溶物(DDGS)、湿酒糟及可溶物(WDGS)、或它们的任何组合。在一些实施例中，本发明的方法和组合物包括醇生产工艺的两种、三种、四种、五种、六种、七种、八种、九种、或更多种工艺进料流。在一些实施例中，工艺进料流在醇生产工艺中是可再循环的。

本发明的系统和方法产生具有受控或优化含量的一种或多种蛋白、脂肪、纤维、灰分、脂质、氨基酸、维生素、和矿物的酒糟共产物，其可用作高价值的动物饲料或可用于生产高价值的动物饲料。氨基酸包括例如原发性的必需氨基酸如组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、和缬氨酸以及其它氨基酸如丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸、鸟氨酸、脯氨酸、丝氨酸、和酪氨酸。矿物包括例如氯化钙、钴、铜、氟、碘、铁、镁、锰、磷、钾、硒、钠、硫、和锌。维生素包括例如维生素A、C、D、E、K、和B(硫胺素、核黄素、烟酸、泛酸、生物素、维生素B6、维生素B12和叶酸)。

可基于对用于生产酒糟共产物的醇生产工艺的特定工艺进料流的选择，改变酒糟共产物用于特定动物饲料或动物饲料市场。也可基于对组合生产酒糟共产物的醇生产工艺的特定工艺进料流的选择，改变酒糟共产物用于特定动物饲料或动物饲料市场。本发明的酒糟共产物具有经济利益，允许在动物饲料中包括较高比率的酒糟共产物。本发明的酒糟共产物的生产也需要较少的能量。

本发明的示例性系统和方法在图1a中描述。图1a示出发酵的示例性系统和方法，指示本发明的工艺进料流。虽然图1a描述了示例性的工艺进料流，应当理解根椐期望的具体动物饲料，混合的工艺进料流和单元操作及其方法设置可与图1a的示例性方法和系统不同。

醇如乙醇和丁醇可由来源于生物质的原料制得。可通过干磨或湿磨加工这种原料并且该原料也可经受液化和/或糖化以形成包含可发酵糖与不溶解固体的原料浆液或醪。对于发酵并分离不溶解固体的加工生物质的方法和系统的描述参见例如PCT国际公布WO2011/160030，其全部内容以引用方式并入本文。

参见图1，可把包含一种或多种可发酵碳源和一种或多种微生物的醪(或原料浆液)加到发酵100中，其中通过微生物使醪发酵以产生醇如乙醇或丁醇。在一些实施例中，用微生物(例如酵母)使醪发酵以生产产物醇如丁醇，发酵条件为在约15℃至约40℃，约20℃至约38℃，以及约25℃至约35℃的温度范围内；在约pH3.0至约6.5；也在约pH3.0至约6.0；约pH3.0至约5.5，约pH3.5至约5.0以及约pH3.5至约4.5的pH范围内一定的时间(约5小时至约120小时，优选地约12至约120小时，还更优选地约24至约90小时)。在一些实施例中，醇(例如乙醇或丁醇)生产工艺包括发酵来自玉米、大麦、小麦、黑麦、燕麦、或甘蔗的糖。

可将包含醇的发酵流105转移到啤酒塔120中。醇可在啤酒塔120内蒸发，并且富含醇的蒸气流122可被送至醇回收装置190(例如蒸馏)用于醇的进一步加工。啤酒塔的塔底流125是全釜馏物，其包含未发酵的固体(例如酒糟固体)、溶解物质、和水。可在固体分离装置140中加工塔底流125并将其分离成固体145(例如湿饼)和已知为稀釜馏物142的液体流。固体分离可通过多种方法完成，包括但不限于离心、过滤、筛网分离、水力旋流器、或用于从固体中分离液体的任何其它方法。稀釜馏物142可经蒸发系统160(例如四(4)效二(2)体系统)处理以除去水。蒸发系统的例子在美国专利申请公布2011/0315541中进行了描述，该文献全文以引用方式并入本文。蒸发系统160递增地从稀釜馏物142中蒸发水，最终产生糖浆165。在一些实施例中，蒸发系统160从稀釜馏物142中蒸发水，使得糖浆165中的水重量浓度为约40％至约80％，约50％至约70％，或约55％至约65％。在一些实施例中，糖浆165可与湿饼145在混合器150中混合以产生混合进料155，其在烘干机180中干燥以产生DDGS。

如上所述，可通过干磨法或湿磨法加工原料。湿磨法是多步方法，其将生物质(例如玉米)分离成它的主要组分(胚芽、果皮纤维、淀粉、和谷蛋白)以分别从每个共产物获取价值。使用玉米作为原料，这种方法产生多个共产物：淀粉、谷蛋白饲料、谷蛋白粗粉、和玉米油流。可再混合并加工这些流以产生饲料工业的定制产品。参见图1b，原料(例如玉米)经浸泡罐处理，其中它在例如约120-130°F下被浸泡在过氧化钠溶液中约30-50小时。可收集释放到水中的营养物并蒸发产生浓缩发酵提取物(或浸泡液)。可从浸泡过的原料中除去胚芽并进行进一步加工以回收油和胚芽粗粉。在除去胚芽后，可加工原料剩余部分以除去麸皮并产生淀粉和谷蛋白浆液。可进一步加工浆液以分离淀粉和谷蛋白，谷蛋白可干燥形成谷蛋白粗粉。淀粉流可经由发酵进一步加工以产生醇，或可被食品、造纸、或纺织工业利用。例如，淀粉流可用于生产甜味剂。谷蛋白粗粉和谷蛋白进料流均包含蛋白、脂肪、和纤维，它们可用作奶牛和肉牛、家禽、猪、牲畜、马、水产养殖、和家养宠物的饲料。谷蛋白饲料也可用作加入的微量营养素的载体。谷蛋白粗粉也包含甲硫氨酸和叶黄素，它们可用作例如家禽饲料的色素成分(例如色素提供具有黄色的蛋黄。浓缩发酵提取物包含蛋白、生长因子、维生素B、和矿物，并且可用作高能量液体饲料成分。浓缩的提取物也可用作粒料粘合剂。

分级移除了纤维和包含了研碎全玉米中所存在的大部分脂质的胚芽，产生了具有较高淀粉(胚乳)含量的分级的玉米。干燥分级没有将胚芽与纤维分离，因此它比湿磨更便宜。然而，分级不会移除全部纤维或胚芽，并且不移除全部固体。此外，在分级过程中存在一些淀粉损失。

也可利用干磨进行饲料加工。参见图1c，原料可为磨碎的，例如，使用锤磨机产生粗粉，随后其可与水混合形成浆液。浆液可通过加入酶如淀粉酶进行液化，淀粉酶用于将淀粉水解成糖，形成醪。可将醪加热(“烹煮”)以灭活酶，并且随后冷却以加入发酵。可将冷却的醪(即，发酵液体培养基)、微生物、和酶如葡糖淀粉酶加入发酵以生产醇(例如乙醇或丁醇)。在发酵后，可蒸馏发酵液体培养基以回收醇。蒸馏塔的塔底流是包含未发酵的固体(例如酒糟固体)、溶解物质、和水的全釜馏物，可收集其用于进一步加工。可将全釜馏物分离成固体(例如湿饼)和稀釜馏物。固体分离可通过多种方法完成，包括但不限于离心、过滤、筛网分离、水力旋流器、或用于从固体中分离液体的任何其它方法。可蒸发稀釜馏物，形成浓缩酒糟可溶物(CDS)或糖浆。稀釜馏物可包含可溶解的营养物、小谷物固体(或微粒)、和微生物(例如酵母)。固体(湿饼)可与糖浆混合并随后干燥以形成干酒糟及可溶物(DDGS)。糖浆包含蛋白、脂肪、和纤维以及维生素与矿物，例如磷和钾；并且因为其营养价值和可口性可被加到动物饲料中。DDGS包含蛋白、脂肪、和纤维；并且提供过瘤胃蛋白来源。DDGS可用于奶牛和肉牛、家禽、猪、牲畜、马、水产养殖、和家养宠物的动物饲料。

如上所述，也可液化原料以产生原料浆液，其包含可发酵糖和不溶解的固体。如果将原料浆液直接进料于发酵罐，所述不溶解固体可妨碍从发酵罐中有效地移除并回收醇(例如乙醇或丁醇)。例如，当利用液-液提取从发酵液体培养基中提取醇时，存在的不溶解固体可能引起系统无效，包括但不限于通过妨碍提取剂和发酵液体培养基间的接触降低醇向提取剂的传质速率，以及降低回收和回收利用提取剂的效率，因为至少一部分提取剂和醇被“捕集”在固体中，它们最后作为DDGS被去除。因此，为了避免和/或使这些问题最小化，在原料浆液被添加至发酵器之前，不溶解的固体的至少一部分可从所述原料浆液中移除。相对于对包含其中尚未去除不溶解固体的水溶液的发酵液体培养基进行的提取，当对包含其中已经去除了不溶解固体的水溶液的发酵液体培养基进行提取时，提取活性和醇生产效率提高(参见例如PCT国际公布WO2011/160030)。

从原料浆液中移除不溶解的固体有多个附加的益处。例如，因为不把不溶解的固体送到发酵容器中，微生物不接触不溶解的固体。因为不溶解的固体未暴露于微生物以及提取剂、产物醇、或其它发酵副产物，可改善这些用于动物饲料的固体的加工。此外，在发酵前移除不溶解的固体可允许分离并再循环利用微生物。再利用微生物的能力可减少或消除对发酵工序中培养附加的微生物的需要以及对用于微生物生长的附加的设备(例如扩培罐)的需要。

分离原料浆液产生可进行进一步加工的固相(例如湿饼)。湿饼可包括一部分可发酵糖。例如加工湿饼，可用水洗涤湿饼以回收湿饼中存在的可发酵糖，并且可再循环利用回收的可发酵糖并且例如用于液化过程。在洗涤后，湿饼可进行进一步加工以例如形成动物饲料。

可修改用于移除固体的方法以包括从分离方法中排放油流。例如，如果玉米是原料，也可在制备原料期间生产玉米油。油可与不溶解固体分开排放，并且可最终存在于湿饼中。如本文所述，当经由离心或其它分离装置移除湿饼时，来自原料的一部分油(例如来自玉米原料的玉米油)可与湿饼一起保留下来。在离心机或其它分离装置中可用例如附加的水洗涤湿饼。在一些实施例中，油可与湿饼分离，并且例如被转化成提取剂用于在相同或不同发酵工序中的后续使用。

本发明的示例性系统和方法在图2中描述。可液化原料以产生液化醪(或原料浆液)，其包含不溶解的固体和可发酵糖。液化醪可进入固体分离装置210中形成湿饼215，其包含不溶解的固体和溶解的可发酵糖的澄清溶液(例如稀醪液)212。不溶解固体可通过多种装置，包括但不限于卧式螺旋-碟式离心、三相卧螺离心、盘叠式离心、过滤离心、滗析器离心、过滤、真空过滤、带式过滤器、压滤、使用筛网的过滤、筛分、栅滤、多孔栅滤、浮选、水力旋流器、压滤器、螺旋压榨器、重力沉降器、涡旋分离器、或它们的组合从液化醪(或原料浆液)中分离。湿饼215可用固体洗涤装置230处理以从湿饼215中回收可发酵糖。形成洗涤过的湿饼235，并且在固体洗涤装置230中产生的总洗涤液可被再循环利用并且例如用于液化过程。洗涤过的湿饼235可在烘干机280中与糖浆265混合以产生DDGS。

可将稀醪液212和微生物加到发酵装置200中，其中通过微生物发酵醪以产生发酵流205，其包含醇如乙醇或丁醇。发酵流205可经啤酒塔220处理以产生富含醇的流222和塔底流225。富含醇的流222可被送至醇回收装置290以回收产物醇。包含稀釜馏物与在发酵之前除去的大部分固体的塔底流225可通过蒸发系统260的蒸发进行浓缩，形成糖浆265。

如上所述，也可加工原料以产生原料浆液，其包含可发酵糖和不溶解的固体。图3至5提供了可用于加工原料的示例性系统和方法。在一些实施例中，例如如图3所示，所述系统包括液化容器310，它被构造成液化原料以产生原料浆液。具体地讲，可将原料312引入液化容器310的入口。原料312可为工业中已知的任何合适的生物质材料，包括但不限于黑麦、小麦、甘蔗、或玉米，它们包含可发酵碳源如淀粉。

液化原料的方法涉及将原料312中的淀粉水解成水溶性糖。可使用工业上通常利用的任何已知的液化方法以及相应的液化容器，包括但不限于酸方法、酸-酶方法、或酶方法。可单独或组合使用此类方法。在一些实施例中，可利用所述酶方法并且可将适用的酶314，例如α-淀粉酶，引入液化容器310的入口。也可将水引入液化容器310。

液化原料312的方法产生原料浆液315，其包括来自原料或生物质的糖(例如可发酵碳)和不溶解固体。不溶解固体是原料312的不可发酵部分。在一些实施例中，原料312可为玉米，例如干磨的、未分级的玉米籽粒，并且不溶解的颗粒可包括胚芽、纤维和谷蛋白。原料浆液315可从液化容器310的出口排出。在一些实施例中，原料312是玉米或玉米籽粒，并且原料浆液315是玉米醪浆液。

分离320被构造成从原料浆液315中移除不溶解固体，它具有用于接纳原料浆液315的入口。分离装置320搅拌或旋转原料浆液315以产生液相或水溶液322和固相或湿饼325。

水溶液322可包括糖例如低聚糖形式的糖、以及水。水溶液可包含按重量计至少约10％的低聚糖，按重量计至少约20％的低聚糖，或按重量计至少约30％的低聚糖。水溶液322可从位于靠近分离装置320顶部处的出口排出。水溶液可具有小于约20厘泊，或小于约15厘泊，或小于约10厘泊，或小于约5厘泊的粘度。水溶液可包含小于约20g/L的单体葡萄糖，或小于约10g/L，或小于约5g/L的单体葡萄糖。用于测定单体葡萄糖量的适用方法是本领域熟知的。本领域已知的此类适用方法包括HPLC。

湿饼325可包括不溶解固体。湿饼325可从出口排出，所述出口位于靠近分离装置320底部的地方。湿饼325也可包括一部分糖和水。一旦已经从分离装置320中排出了水溶液322，可用附加的水在分离装置320中洗涤湿饼325。作为另外一种选择，可在另一个分离装置(例如离心机)中用附加的水洗涤湿饼325。洗涤湿饼325将回收存在于湿饼中的糖或糖源(例如低聚糖)，并且可将回收的糖和水再循环到液化装置310中。在洗涤后，可通过任何适用的已知方法进一步加工湿饼325以形成DDGS。从在分离装置320中形成的湿饼325形成DDGS具有多个益处。因为不溶解固体不进入发酵罐，提取剂和/或醇不被捕集在DDGS中，DDGS不经受发酵罐的条件，并且DDGS不接触发酵罐中存在的微生物。所有这些效果为随后的DDGS(例如作为动物饲料)加工和销售提供益处。

分离装置320可为工业中利用的任何常规离心机，包括例如卧式螺旋-碟式离心机、三相卧螺离心机、盘叠式离心机、过滤离心机、或滗析器离心机。在一些实施例中，从原料浆液315中移除不溶解固体可通过过滤、真空过滤、带式过滤、压滤、使用筛网的过滤、筛分、栅或栅滤、多孔栅滤、浮选、水力旋流器、压滤器、螺旋压榨器、重力沉降器、涡旋分离器、或可用于从液体中分离固体的任何方法来完成。

如果使用玉米作为原料，可从玉米醪中移除不溶解固体以形成两种产物流，例如与玉米醪相比包含更低浓度固体的低聚糖水溶液和与玉米醪相比湿饼包含更高浓度固体的湿饼。此外，如果利用例如三相卧螺离心机从玉米醪中除去固体，可产生包含玉米油的第三流。可使用三相卧螺离心机进行三相分离，例如分离两个液相(例如含水流和油流)和一个固相(例如固体)(参见例如Flottweg，Flottweg AG，Vilsibiburg，Germany；

Oil Separation System，ICM，Inc.，Colwich，KS；)。可分离两个液相并经由两个排放系统从碟中滗出以防止交叉污染，并且可经由分开的排放系统除去固相。同样地，可使用不同的分离技术或其组合产生多个产物流。

发酵装置300被构造成发酵水溶液322以产生醇，其具有用于接纳水溶液322的入口。发酵装置300可包括发酵液体培养基。可将微生物302引入发酵装置300并包括在发酵液体培养基中。微生物302消耗水溶液322中的糖。在一些实施例中，微生物302消耗水溶液322中的糖并产生醇如乙醇或丁醇。含醇的流306可从发酵装置300中排放并进行进一步加工以回收醇。

在一些实施例中，同步糖化和发酵(SSF)可在发酵装置300内发生。可使用工业上通常利用的任何已知的糖化方法，包括但不限于酸方法、酸-酶方法、或酶方法。在一些实施例中，可将酶308如葡糖淀粉酶引入发酵装置300中的入口以催化存在于水溶液322中的低聚糖形式的糖降解成单糖。

在一些实施例中，发酵液体培养基304可从发酵装置300的出口排出。排放的发酵液体培养基304可包括微生物302如酵母。可使用任何适用的分离装置例如离心机将微生物302容易地从发酵液体培养基304中分离出来。然后，微生物302可被循环至发酵装置300，其经过时间可提高醇的生产率，从而导致醇的生产的效率提高。

在一些实施例中，例如如图4所示，本发明的系统和方法可包括从分离装置420的出口排放油426。图4与图3相同，不同的是油流426流出分离装置420并因此将不再次进行详述。

原料浆液415分离成包含可发酵糖的第一液相或水溶液422、包含不溶解固体的固相或湿饼425、以及包含可流出分离装置420的油426的第二液相。在一些实施例中，原料412是玉米，并且油426是玉米油。可使用任何适用的分离装置例如三相卧螺离心机排放水溶液422、湿饼425和油426。在一些实施例中，当原料是玉米时，来自原料412的一部分油如玉米油保留在湿饼425中。在一些实施例中，湿饼425包括的玉米油量为按重量计小于约20％的湿饼425的干固体含量。

在一些实施例中，当从分离装置420中移除原料412(例如玉米)和玉米油426时，在发酵装置400中的发酵液体培养基包括减量的玉米油。例如，发酵液体培养基基本上不含不溶解固体，它可包括重量比为至少约4∶1，至少约3∶1，或至少约2∶1的醇部分(例如丁醇)和油部分(例如玉米油)。玉米油可包含例如按重量计至少15％的游离脂肪酸，或按重量计至少16.7％的游离脂肪酸。

在一些实施例中，分离装置420产生的产物特征包括一层不溶解固体、一层油(例如玉米油)和一个包含可发酵糖的上清液层。在上清液层中的可发酵糖对在不溶解固体层中的不溶解固体的重量比可在约2∶1至约5∶1的范围内；在上清液层中的可发酵糖对在玉米油层中的玉米油的重量比可在约10∶1至约50∶1的范围内；和/或在不溶解固体层中的不溶解固体对在玉米油层中的玉米油的重量比可在约2∶1至约25∶1的范围内。

如果不单独排放油426，它可与湿饼425一起被移除。当经由分离装置420移除湿饼425时，在一些实施例中，当原料是玉米时，来自原料412的一部分油如玉米油保留在湿饼425中。一旦已经从分离装置420中排出了水溶液422，可用附加的水在分离装置420中洗涤湿饼425。洗涤湿饼425将回收存在于湿饼中的糖(例如低聚糖)，并且可将回收的糖和水再循环到液化装置410中。在洗涤后，可通过任何合适的已知方法混合湿饼425与可溶物并随后干燥它们以形成DDGS。从在分离装置420中形成的湿饼425形成DDGS具有多个益处。在一些实施例中，油426不与湿饼425分开排出，而是将油426包括在湿饼425中，作为它的一部分，并且最终存在于DDGS中。在此类情况下，所述油可与DDGS分开并且转化成提取剂(例如ISPR提取剂)，随后用于相同或不同的醇发酵工序。

可使用任何合适的已知方法将油426与DDGS分开，所述方法包括例如溶剂提取方法。在本发明的一些实施例中，将DDGS载入提取容器中并用溶剂如己烷洗涤以移除油426。可利用的其它溶剂包括例如异丁醇、异己烷、乙醇、石油馏分如石油醚、或它们的混合物。在油426的提取之后，DDGS可被处理以移除任何残余的溶剂。例如，可使用任何本领域已知的方法加热DDGS以蒸发任何残余的溶剂。在移除溶剂后，DDGS可经受干燥过程以移除任何残余的水。可使用加工过的DDGS作为动物的饲料补充剂，所述动物例如家禽、牲畜、反刍动物、牛、奶厂、猪、山羊、绵羊、水产品(例如大麻哈鱼、鲶鱼、鲑鱼、虾)、马、和家养宠物。

在从DDGS中提取后，可收集所得油426和溶剂混合物以从溶剂中分离油426。在一些实施例中，可通过蒸发加工油426/溶剂混合物，从而蒸发和收集、再利用溶剂。回收的油可被转化成提取剂(例如ISPR提取剂)，随后用于相同或不同的醇发酵工序。

移除原料的油组分有利于醇生产，因为存在于发酵罐中的油可降解成脂肪酸和甘油。甘油可在水中积聚并减少可用于整个系统再循环的水量。因此，移除原料的油组分通过提高可通过所述系统再循环的水量提高醇的生产效率。

在一些实施例中，如例如图5所示，本发明的系统和方法可包括一系列两个或更多个分离装置(例如离心机)。图5与图3相同，不同的是增加了第二分离装置520′并因此将不再进行详述。

排出分离装置520的水溶液522可被分离装置520′的入口接纳。分离装置520′可与分离装置520相同并且可以相同方式运行。分离装置520′可移除不溶解固体，其在分离装置520中不与水溶液522分开，从而产生(i)类似于含水流522，但是与含水流522相比包含更少量不溶解固体的含水流522′，和(ii)类似于湿饼525的湿饼525′。然后可将含水流522′引入发酵装置500。在一些实施例中，在分离装置520′可存在一个或多个附加的分离装置。可将微生物502和酶508加入发酵装置500，产生醇流506，其可进行进一步加工以回收醇。

发酵液体培养基504可从发酵装置500中排放出来。排放的发酵液体培养基504可包括微生物502。可使用任何适用的分离装置例如离心机将微生物502从发酵液体培养基504中分离出来。然后，微生物502可被循环至发酵装置500，其经过时间可提高醇的生产率，从而导致醇的生产的效率提高。

如果玉米被用作磨碎的谷物的来源，玉米油可以在多个位点中的任何位点从工艺流分离。例如，在过滤烹煮过的醪后可运行离心机以产生玉米油流。可离心浓缩糖浆中间体或最终的糖浆以产生玉米油流。

在本发明方法的一些实施例中，从发酵罐中排出的材料可在分离系统中进行加工，所述系统涉及装置如离心机、沉降器、水力旋流器等，以及它们的组合，从而影响浓缩形式的活酵母的回收，所述酵母可再循环以在随后的发酵批中直接地或在经过一些再处理后再使用。这个分离系统也可产生有机物流，其包含发酵产生的脂肪酯(例如脂肪异丁酯)和醇(例如丁醇)，以及仅包含痕量不可混溶有机物的含水流。这一含水流可在将它的醇(例如丁醇)含量移除以再浆液化并泵送低淀粉固体之前或之后使用，所述固体从液化醪中分离并洗涤。在一些实施例中，多相材料可离开塔底部并且可在如上所述的分离系统中进行加工。浓缩的固体可被再分散于含水的流中，并且这种合并的流可被用于再浆化和抽取分离自液化的醪并经过洗涤的低淀粉的固体。

醇如丁醇可通过提取发酵从发酵液体培养基中回收。一般来讲，发酵液体培养基接触提取剂，形成双相或两相混合物，其包含含醇的有机相和水相。可在发酵容器内(即，原位产物去除)或发酵容器下游进行提取。原位产物去除(ISPR)可以成批模式、分批补料模式、或连续模式进行。使用提取发酵从发酵液体培养基中生产并回收醇的方法描述于美国专利申请公布2009/0305370；美国专利申请公布2010/0221802；美国专利申请公布2011/0097773；美国专利申请公布2011/0312044；和美国专利申请公布2011/0312043中；它们每个全文以引用方式并入本文。

提取发酵的例子如图6所示。发酵液体培养基604可从发酵装置600中连续或定期除去，并且将提取剂602加入发酵液体培养基604以获得通过使发酵液体培养基与提取剂602接触得到的双相混合物605。将双相混合物引入到容器610中，其中进行水相和有机相的分离以产生含醇的有机相615和水相612。提取剂602可为与水不混溶的有机溶剂或溶剂混合物。

通过提取剂提取产物醇可在从发酵液体培养基中移除微生物或不移除微生物的情况下进行。微生物可通过本领域已知的方法从发酵液体培养基中移除，所述方法包括但不限于过滤或离心。在一些实施例中，可将提取剂602在引入容器610之前加入分离容器中的发酵液体培养基604中。作为另外一种选择，提取剂602可在引入容器610后接触发酵液体培养基604以获得双相混合物605，其随后被分离成有机相和水相。利用本领域已知的方法可将含醇的有机相615与双相发酵液体培养基中的水相612分离，所述方法包括但不限于虹吸、滗析、离心、利用重力分离器、膜辅助的相分裂等等。

如图6所示，可从发酵装置600的发酵液体培养基下游中提取产物醇。作为另外一种选择，两相提取发酵方法可在发酵罐中以成批模式或连续模式就地进行。对于原位提取发酵，提取剂可在形成双相发酵液体培养基的发酵开始时接触发酵液体培养基。作为另外一种选择，所述提取剂可以在当所述微生物达到期望的生长量之后与所述发酵液体培养基接触，其中所述生长量的达到可以通过测定培养物的光密度而确定。进一步地，所述提取剂可以在当所述发酵液体培养基中的醇水平达到一个预先确定的水平时与所述发酵液体培养基接触，例如在醇浓度达到有毒水平之前。在所述发酵培养基与所述提取剂接触之后，产物醇分配至所述提取剂，降低了包含所述微生物的水相中的浓度，从而限制了生产微生物在抑制性的产物醇中的暴露。所使用的提取剂的体积依赖于多种因素，包括所述发酵液体培养基的体积，所述发酵罐的尺寸，产物醇在所述提取剂中的分配系数，以及发酵模式的选择，如下所述。

在就地提取发酵的连续模式中，在一个实施例中，提取剂602可引入到发酵装置600中以在其内获得双相混合物605，其中含醇有机相流615和水相流612直接从发酵装置600离开。在另一个实施例中，发酵液体培养基与含醇的提取剂的混合物从发酵装置600中去除，并且含醇的有机相随后与水相分离。发酵液体培养基可再循环到发酵装置600中或可用新鲜液体培养基替换。随后处理提取剂以回收产物醇，并且然后可将提取剂再循环返回发酵装置600，用于进一步提取产物醇。作为另外一种选择，可持续地将新鲜的提取剂加入至发酵装置600中，以替换被移除的提取剂。在就地提取发酵的分批模式中，将一定体积的提取剂加入到发酵罐中以形成两相混合物且提取剂在该过程期间不被除去。

在用上述方法将发酵液体培养基与提取剂分离之后，所述发酵液体培养基可放入发酵装置600中回收利用，或被丢弃，或进行取出任何残余的产物醇的处理。在发酵液体培养基与提取剂分离之后，水相612分流成进料流614和循环流618。循环流618将发酵液体培养基的一部分返回到发酵装置600中。相似地，如果微生物在接触提取剂之前从发酵液体培养基中移出，分离的微生物也可再循环到发酵装置600中。将进料流614引入啤酒塔620以回收产物醇。

在从发酵液体培养基中提取产物醇后，从含醇有机相615中回收产物醇。含醇有机相615通常包含提取剂、水、产物醇、以及任选地不可冷凝气体。含醇有机相615还可任选地包括具有足够的溶解度以分配到提取相中的发酵副严物。

从含醇有机相中回收产物醇可利用本领域已知的方法完成，所述方法包括但不限于蒸馏、树脂吸附、通过分子筛分离以及全蒸发等。图6的示例性系统包括蒸馏和滗析的组合以从含醇有机相615中回收产物醇。用于从含醇有机相615中回收产物醇的蒸馏涉及使用至少两个蒸馏塔：溶剂塔630和醇(例如丁醇)塔660。溶剂塔630与滗析组合，实现任何不可冷凝气体(如二氧化碳)和产物醇与提取剂和水的分离。

具体地，含醇有机相615在溶剂塔630中蒸馏以提供包括水、产物醇和不可冷凝气体(如果进料中存在的话)的富含产物醇的塔顶蒸气流635和包括提取剂和水且基本上不含产物醇的富含溶剂的液相塔底流632。在一些实施例中，但是回收的提取剂流632可循环到提取的发酵工艺中。例如，回收的提取剂流632可用作接触发酵液体培养基604的提取剂602。

塔顶蒸气流635可包括至多约65重量％的产物醇和最少约30重量％的水。在一些实施例中，塔顶蒸气流包括约65重量％的产物醇和至少约32重量％的水，在另一个实施例中约60重量％的产物醇和至少约35重量％的水，在另一个实施例中约55重量％的产物醇和至少约40重量％的水，并且在另一个实施例中约50重量％至约55重量％的产物醇和约45重量％至约50重量％的水。在一些实施例中，塔顶蒸气流635中的提取剂量小于2重量％。在一些实施例中，塔顶蒸气流635可在冷凝器内冷却并冷凝，并且在混合器640中与分别来自啤酒塔620和塔660的冷凝的塔顶蒸气流625和662混合。混合流645可在滗析器650中滗出成富含醇的液相和贫含醇的液体水相。例如，液体醇相可包括小于约30重量％的水，或约20重量％至约30重量％的水，或约16重量％至约30重量％的水，或约10重量％至约20重量％的水，并且还可包括小于约0.001重量％的来自溶剂塔630塔顶的残余提取剂。液体水相可包括小于约10重量％的产物醇，或在一些实施例中，包括约3至约10重量％的产物醇。来自滗析器650的液体水相的全部或一部分可作为回流物流652返回到溶剂塔630。来自滗析器650的富含醇的液相流655可被分流，一部分作为回流654返回到溶剂塔630而剩余部分658进入塔660。塔660影响产物醇和水的分离并提供产物醇塔底流665，其基本上是100重量％的产物醇并且基本上不含水。塔顶蒸气流662包含产物醇和水，例如约67重量％的产物醇和约33重量％的水，例如60重量％的产物醇和约40重量％的水，或例如55重量％的产物醇和约45重量％的水。在一些实施例中，塔顶蒸气流662可在冷凝器中冷凝并借助混合器640返回到滗析器650。

在发酵培养基与提取剂分离之后，将水相进料流614引入到啤酒塔620中以提供包括水、产物醇和不可冷凝气体(如果存在于进料中)的富含产物醇的塔顶蒸气流625和贫含产物醇的啤酒塔底液体流622。啤酒塔底流622包括诸如酒糟和稀釜馏物的副产物。

由于啤酒塔副产物具有作为原料的价值，因此希望将这些副产物的全部或一部分进一步加工成下列中的一种或多种而非把啤酒塔底物作为垃圾丢弃：DDG、WDG、干酒糟可溶物(DDS)、CDS、DDGS、玉米油、和/或COFA。在图6的实施例中，啤酒塔底流622被进一步加工以生产DDGS697。为此，将啤酒塔底流622引入到分离器670中，所述分离器可为诸如离心机和压滤机的机械分离器，用于将啤酒塔底物的谷物固体675与主要包括水的稀釜馏物分离开。稀釜馏物的一部分672′可再循环到引入发酵装置600的进料中。残留的稀釜馏物672可通过在蒸发系统680中蒸发大量来自其的水被浓缩成糖浆685。在一些实施例中，蒸发系统680从稀釜馏物672中蒸发水，使得糖浆685中的水重量浓度为约40％至约65％。在一些实施例中，糖浆685中的水重量浓度为约45％至约60％。在一些实施例中，稀釜馏物672中水的重量浓度为约85％至约95％，并且在一些实施例中，稀釜馏物672中水的重量浓度为约90％。糖浆685随后可在混合器690中与谷物固体675混合，谷物与糖浆的混合流692接着可在烘干机695中干燥以产生DDGS697。

图7示出了本发明的系统和方法的另一个实施例。可液化原料以产生液化醪(或原料浆液)，其包含不溶解的固体和可发酵糖。液化醪可进入固体分离装置710中形成湿饼715，其包含不溶解的固体和溶解的可发酵糖的澄清溶液(例如稀醪液)712。不溶解固体可通过多种装置，包括但不限于卧式螺旋-碟式离心、三相卧螺离心、盘叠式离心、过滤离心、滗析器离心、过滤、真空过滤、带式过滤器、压滤、使用筛网的过滤、筛分、栅滤、多孔栅滤、浮选、水力旋流器、压滤器、螺旋压榨器、重力沉降器、涡旋分离器、或它们的组合从液化醪(或原料浆液)中分离。湿饼715可用固体洗涤装置730处理以从湿饼715中回收可发酵糖。形成洗涤过的湿饼735并且可用烘干机780处理以产生DDGS。

可将稀醪液712、微生物、和提取剂加入发酵装置700，其中醪通过微生物发酵产生双相流705。双相流705可经提取塔720处理以产生蒸气流722和塔底流725。蒸气流722可被送至醇回收装置790以回收产物醇。塔底流725可经提取分离装置760处理以将流分离成稀釜馏物765和提取剂。在一些实施例中，回收的提取剂可再循环到发酵装置700中。稀釜馏物308与在发酵之前除去的大部分固体可通过蒸发系统770的蒸发进行浓缩，形成糖浆775。湿饼735可在烘干机780中与糖浆775混合以产生DDGS。

图8示出了如图7所示方法的改型，其中提取剂是来源于油(例如玉米油)的脂肪酸。可提供酯化催化剂以促进脂肪酸和产物醇(例如丁醇)之间的化学反应以形成脂肪酸酯。酶(例如脂肪酶)可与微生物、稀醪液812、和提取剂一起加入发酵装置800，使得发酵期间产生的一部分产物醇可化学多价螯合成脂肪酸酯(例如脂肪酸丁酯)。发酵排放805可含有一些产物醇，其可在啤酒塔820中回收。双相塔底流825可含有酯产物并且这可在提取分离装置840中分离以形成脂肪酸酯流842和稀釜馏物845。在一些实施例中，稀釜馏物845可包含酯，并且当在蒸发系统850中蒸发时，酯可以流852回收。在流842和852中包含的混合脂肪酸酯可在水解器860中进行化学处理以将脂肪酸酯转化成脂肪酸和产物醇。来自水解器860的双相流865可经提取塔870处理以回收产物醇。提取塔870的塔底包括脂肪酸，其可再循环到发酵装置800中。

本文所述方法可利用的提取剂包括例如有机溶剂。在一些实施例中，提取剂可为与水不混溶的有机溶剂。例如，提取剂如C₇-C₂₂脂肪醇、C₇-C₂₂脂肪酸、C₇-C₂₂脂肪酸酯、C₇-C₂₂脂肪醛、C₇-C₂₂脂肪酰胺、以及它们的混合物可用于本文所述方法。在一些实施例中，提取剂可选自C₁₂-C₂₂脂肪醇、C₁₂-C₂₂脂肪酸、C₁₂-C₂₂脂肪酸酯、C₁₂-C₂₂脂肪醛、C₁₂-C₂₂脂肪酰胺、以及它们的混合物。在一些实施例中，提取剂可包括选自C₁₂-C₂₂脂肪醇、C₁₂-C₂₂脂肪酸、C₁₂-C₂₂脂肪酸酯、C₁₂-C₂₂脂肪醛、C₁₂-C₂₂脂肪酰胺、以及它们的混合物的第一提取剂。和选自C₇-C₁₁脂肪醇、C₇-C₁₁脂肪酸、C₇-C₁₁脂肪酸酯、C₇至C₁₁脂肪醛、以及它们的混合物的第二提取剂。在一些实施例中，提取剂可为羧酸。提取剂附加例子包括油醇、二十二醇、鲸蜡醇、月桂醇、十四烷基醇、硬脂醇、油酸、月桂酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、肉豆蔻酸甲酯、油酸甲酯、月桂醛、1-壬醇、1-癸醇、1-十一烷醇、2-十一烷基醇、1-壬醛、以及它们的混合物。

使用提取发酵从发酵液体培养基中生产并回收产物醇的方法描述于美国专利申请公布2009/0305370；美国专利申请公布2010/0221802；美国专利申请公布2011/0097773；美国专利申请公布2011/0312044；和美国专利申请公布2011/0312043；美国专利申请公布2010/0143992；美国专利申请公布2010/0143993；美国专利申请公布2010/0143994；和美国专利申请公布2010/0143995中；它们每个全文以引用方式并入本文。

使用如本文所述的提取发酵，提取剂(例如脂肪酸、COFA、脂肪酸酯)或油可存在于酒糟共产物中。在一些实施例中，提取剂和/油可从酒糟共产物中移除。例如，使用机械装置如螺杆式(压缩机)或离心机或化学手段如利用己烷或醇(例如丁醇)的提取、利用过氧化氢处理、离子交换、或蒸馏可从酒糟共产物中移除提取剂和/油。移除提取剂和/油可通过降低酒糟共产物的脂肪含量并提高其蛋白含量来改善酒糟共产物的质量。

在本文所述方法和系统中产生的多种流可经进一步加工以生成共产物如DDGS或脂肪酸酯。共产物可通过从流中回收副产物或通过合并并混合多个流来形成。例如，可使用溶剂以从稀釜馏物流或湿饼中提取脂肪酸酯。基于溶剂的提取系统描述于美国专利申请公布2010/0092603中，其教导以引用方式并入本文。

在脂肪酸酯的溶剂提取的一些实施例中，可从完整釜馏物(“分离固体”)中分离固体，因为所述流将包含在未组合副产物流中最大部分的脂肪酸酯。然后可将这些分离的固体进料于提取器并用溶剂洗涤。在一些实施例中，翻转分离固体至少一次以确保分离固体的所有侧面受到溶剂洗涤。洗涤之后，所得到的脂质和溶剂的混合物(称为油水混合物)被收集，用于从所述溶剂分离提取的脂质。例如可将所得脂质和溶剂的混合物沉淀到分隔体中进行进一步加工。在提取过程中，随着溶剂洗遍上述分离的固体，溶剂不仅将脂质带入溶液中，它还富集了细小的固体颗粒。这些“粉末”在油水混合物中一般是不合乎期望的杂质，并且在一些实施例中，所述油水混合物可通过一种将所述粉末从油水混合物分离的装置，从提取器或分离器中排出。

为了分离油水混合物中包含的脂质和溶剂，所述油水混合物可经受蒸馏步骤。在该步骤中，油水混合物可通过例如蒸发器被处理，蒸发器将油水混合物加热至高至足以导致所述溶剂的蒸发，但不够高至不利地影响所提取的脂质或使其蒸发的温度。随着溶剂的蒸发，其可被收集，例如在冷凝器中，并被循环用于将来使用。从油水混合物中分离溶剂产生粗脂质原液，可进一步将其加工以分离水、脂肪酸酯(例如脂肪酸异丁酯)、脂肪酸和甘油三酯。

在脂质的提取之后，固体可从提取器中转出，并经受汽提过程从而移除残余的溶剂。残余的溶剂的回收对于工艺的经济性是重要的。在一些实施例中，湿的固体可在汽密环境中被输送以保存和收集随着湿的固体被输送至脱溶剂装置中而从所述湿的固体瞬时蒸发的溶剂。当固体进入除溶剂器时，可加热它们以蒸发并移除残余溶剂。为了加热所述固体，所述除溶剂器可包括用于将固体分配到一个或多个托盘上的机构，并且可直接加热该固体，例如通过直接接触热空气或热蒸汽来加热，或间接地进行加热，例如通过加热输送固体的托盘来加热。为了有利于将固体从一个托盘转移至另一个，装载有固体的托盘可包括开口，所述开口使得固体能够通过一个托盘进入下一个。任选地，固体可以从脱溶剂装置被转运至混合器，在被转运进干燥器之前，固体在所述混合器中与其它副产物混合。在该例子中，固体被进料至脱溶剂装置中，所述固体在其中与蒸汽接触。在一些实施例中，蒸汽和固体在脱溶剂装置中的流动可以是反向的。固体然后可排出除溶剂器并且可进料到烘干机或任选地混合器中，其中可混合多个副产物。可冷凝排出除溶剂器的蒸气并任选地与油水混合物混合，然后进料到滗析器中。从滗析器出来的富含水的相可被进料至蒸馏塔，己烷在其中从富含水的流除去。在一些实施例中，耗尽了己烷的富水流流出蒸馏塔底部并且可再循环用于发酵工序，例如它可用于与碾磨过的玉米固体形成浆液。在一些实施例中，塔顶和塔底产物可再循环用于发酵工序。例如，富含脂质的底部沉积物可被添加至水解器的进料中。塔顶馏出物可被例如冷凝并进料至滗析器。从该滗析器出来的富含己烷的流可任选地被用作进料至提取器的溶剂的部分。从该滗析器出来的富含水的相可被进料至将己烷从水反提取出来的塔中。如本领域的技术人员可理解的，本发明的方法可以多种方式被调整以优化用于生产醇如丁醇的发酵工序。

在一些实施例中，共产物可来源于发酵工序中使用的醪。例如，如果使用玉米作为原料，玉米油可与醪分离并且这种玉米油包含甘油三酯、脂肪酸、甘油二酯、甘油单酯、磷脂、和抗氧化剂如生育酚。在一些实施例中，玉米油可用作动物饲料成分，这是因为它的高甘油三酯含量是代谢能的来源。此外，玉米油中的天然抗氧化剂提供维生素E来源并减少酸败。

所述玉米油可任选地以不同比率被加到其它共产物中，并且因此例如能够产生在所得共产物中不同量的甘油三酯。以这种方式，所得到的共产物的脂肪含量可被控制为例如产生低脂肪、高蛋白的动物饲料，所述动物饲料与高脂肪的产品相比将更适合奶牛的需求。

在一些实施例中，分离自醪的粗制玉米油可被进一步加工成食品工业用或消费者直接使用的食用油。例如，粗制玉米油可被进一步加工，通过脱胶以除去磷脂、碱精制以中和游离脂肪酸、脱色以除去发色体和痕量元素、冬化以除去蜡、并且除臭，生产精制玉米油(参见例如Corn oil，第5版，Corn Refiners Association，Washington，D.C.，2006)。精制玉米油可例如被食品制造商用于生产食物产品。通过碱精制除去的游离脂肪酸可用作皂脚，并且从冬化步骤中除去的蜡可用于动物饲料。

在一些实施例中，植物油如玉米油可用作原料以生产提取发酵的提取剂。例如，来源于生物质的油可转化成提取剂，其可用于以去除产物醇如来自发酵液体培养基的丁醇。可将油中的甘油酯化学或酶促转化成反应产物诸如脂肪酸、脂肪醇、脂肪酰胺、脂肪酸烷基酯、脂肪酸乙二醇酯、和羟基化甘油三酯、或它们的混合物，它们可用作发酵产物提取剂。以玉米油为例，玉米油甘油三酯可与碱如氢氧化铵或氢氧化钠反应以获得脂肪酰胺、脂肪酸、和甘油。这些脂肪酰胺、脂肪酸、或它们的混合物可用作提取剂。在一些实施例中，植物油如玉米油可被酶如脂肪酶水解以形成脂肪酸(例如玉米油脂肪酸)。从生物质提取提取剂的方法在美国专利申请公布2011/0312044和PCT国际公布WO2011/159998中有所描述，它们以引用方式并入本文。

在一些实施例中，玉米油也可用于树脂、塑料、聚合物、和润滑剂的制造，并且也可被制药工业用作药物制剂的成分。玉米油也可用于产品如印刷墨、漆和清漆、皂、以及纺织品的制造。

在一些实施例中，玉米油也可用作生物柴油或可再生柴油的原料。在一些实施例中，植物油或植物油的组合也可用作生物柴油或可再生柴油的原料。植物油包括例如低芥酸菜子油、蓖麻油、玉米油、霍霍巴油、卡兰加油、印度紫荆木(mahua)油、亚麻籽油、大豆油、棕榈油、花生油、油菜籽油、大米油、红花油、和向日葵油。生物柴油可来源于植物油与醇甲醇、乙醇、和丁醇的酯交换或酯化。例如，生物柴油可通过酸催化、碱催化、或酶催化的酯交换或酯化(例如植物油来源的甘油三酯的酯交换或植物油来源的游离脂肪酸的酯化)产生。无机酸如硫酸、盐酸、和磷酸，有机酸如甲苯磺酸和萘磺酸，或固酸如

磺化聚苯乙烯树脂、或沸石可用作酸水解的酯交换或酯化的催化剂。碱如氢氧化钾、甲醇钾、氢氧化钠、甲醇钠、或氢氧化钙可用作碱催化的酯交换或酯化的催化剂。在一些实施例中，生物柴油可通过集成方法生产，例如通过酸催化的游离脂肪酸酯化并后接碱催化的甘油三酯酯交换来生产。

酶如脂肪酶或酯酶可用于催化酯交换或酯化反应。脂肪酶可来源于细菌或真菌，例如假单胞菌属(Pseudomonas)、嗜热真菌属(Thermomyces)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)、假丝酵母属(Candida)、和根毛霉属(Rhizomucor)。在一些实施例中，脂肪酶可来源于荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)、洋葱假单胞菌(Pseudomonas cepacia)、米黑根毛霉(Rhizomucor miehei)、洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia)、绵毛嗜热丝孢菌(Thermomyceslanuginosa)、或南极假丝酵母(Candida Antarctica)。在一些实施例中，该酶可固定在可溶解的或不溶解的载体上。酶的固定化可使用多种技术进行，包括1)通过共价支撑、物理吸附、静电结合、或亲和结合，使酶结合到多孔的或非多孔的载体支撑物上；2)与双官能或多官能的试剂交联；3)包裹在凝胶基质、聚合物、乳剂、或某些形式的膜中；和4)任何这些方法的组合。在一些实施例中，可将脂肪酶固定在例如丙烯酸类树脂、二氧化硅、或小珠(例如聚甲基丙烯酸酯小珠)上。在一些实施例中，脂肪酶可为可溶解的。

用于生产生物柴油的反应器构型包括例如分批搅拌槽反应器、连续搅拌槽反应器、填料床反应器、流化床反应器、膨胀床反应器、和分置式膜反应器。

在一些实施例中，本文所述生物柴油可包含一种或多种以下的脂肪酸烷基酯(FAAE)：脂肪酸甲酯(FAME)、脂肪酸乙酯(FAEE)、和脂肪酸丁酯(FABE)。在一些实施例中，本文所述生物柴油可包含一种或多种以下物质：肉豆蔻酸酯、棕榈酸酯、硬脂酸酯、油酸酯、亚油酸酯、亚麻酸酯、花生酸酯、和二十二烷酸酯。

在一些实施例中，提取剂副产物可被全部或部分地用作动物饲料副产物的组分，或其可被用作生物柴油或可再生柴油的原料。在一些实施例中，来自发酵工序的油可通过蒸发回收。这种非水性的组合物可包含脂肪酸酯(例如脂肪酸异丁酯)和脂肪酸，并且这种组合物(或流)可被进料至水解器以回收异丁醇和脂肪酸。在另一个实施例中，这种流可被用作生物柴油生产的原料。

在一些实施例中，本文所述的生物柴油符合美国材料与试验协会(ASTM)D6751的规格。在一些实施例中，本文所述的生物柴油符合欧洲标准EN14214的规格。

在一些实施例中，组合物可包含至少2％生物柴油，至少5％的生物柴油，至少10％的生物柴油，至少20％的生物柴油，至少30％的生物柴油，至少40％的生物柴油，至少50％的生物柴油，至少60％的生物柴油，至少70％的生物柴油，至少80％的生物柴油，至少90％的生物柴油，或100％的生物柴油。

在一些实施例中，本文所述的生物柴油可与石油基柴油燃料共混以形成生物柴油共混物。在一些实施例中，生物柴油共混物可包含按体积计至少2％的生物柴油，按体积计至少3％的生物柴油，按体积计至少4％的生物柴油，按体积计至少5％的生物柴油，按体积计至少6％的生物柴油，按体积计至少7％的生物柴油，按体积计至少8％的生物柴油，按体积计至少9％的生物柴油，按体积计至少10％的生物柴油，按体积计至少11％的生物柴油，按体积计至少12％的生物柴油，按体积计至少13％的生物柴油，按体积计至少14％的生物柴油，按体积计至少15％的生物柴油，按体积计至少16％的生物柴油，按体积计至少17％的生物柴油，按体积计至少18％的生物柴油，按体积计至少19％的生物柴油，或按体积计至少20％的生物柴油。在一些实施例中，生物柴油共混物可包含按体积计至多约20％的生物柴油。

生物柴油生产副产物是甘油。此外，甘油也可为从植物油和发酵工序中生产提取剂的副产物。生物柴油的原料可通过包含COFA的流与甘油的反应生产。可通过无机强酸如硫酸或固酸催化剂如Amberlyst^TM聚合物催化剂和离子交换树脂催化反应。通过从反应物料中排出水可获得高转化率。反应产物将含有甘油单酯、甘油二酯、和甘油三酯，它们的比例由反应物的比率和反应程度确定。甘油酯混合物可用于替代通常用于制造生物柴油的甘油三酯进料。在一些实施例中，甘油酯可用作表面活性剂或生物柴油的原料。

在一些实施例中，固体可与醪分离并可包含甘油三酯和游离脂肪酸。这些固体(或流)可用作动物饲料，其或当离心排放时回收或在干燥后回收。由于所述固体(或湿饼)具有可用的赖氨酸和过瘤胃非降解蛋白质的高含量，其可以尤其适合作为反刍动物(例如，奶牛)的饲料。例如这些固体可为特定值的高蛋白、低脂肪饲料。在一些实施例中，这些固体可用作基料，即，可将其它副产物如糖浆加到固体中以形成产物，其可用作动物饲料。在一些实施例中，可将不同量的其它副产物加到固体中以调整所得产物的特性，从而符合某些动物种类的需要。

从全釜馏物分离的固体的组合物可包括例如粗蛋白、脂肪酸、和脂肪酸异丁酯。在一些实施例中，可使用这一组合物(或副产物)(湿的或干的)作为动物饲料，其中例如高蛋白(例如高赖氨酸)、低脂肪、和高纤维含量是期望的。在一些实施例中，可将脂肪加到这一组合物中，例如，如果期望高脂肪、低纤维的动物饲料，从另一个副产物流中加入脂肪。在一些实施例中，这种高脂肪、低纤维的动物饲料可被用于猪或家禽。在另一个实施例中，CDS的非水性组合物包括例如蛋白质、脂肪和脂肪酸酯(例如脂肪酸异丁酯)以及其它液化的和悬浮的固体如盐和碳水化合物。干的或湿的所述CDS组合物可被用作例如被期望具有蛋白、低脂肪、高矿物盐的饲料组分的动物饲料。在一些实施例中，这种组合物可用作奶厂饲料的组分。在一些实施例中，WDG可包含蛋白、纤维、脂肪、和至多约70％的水分。在一些实施例中，DDGS可包含约10-12％的水分。

经由发酵工序生产醇(例如丁醇)产生的不同流可以多种方式混合以产生多个共产物。例如，如果来自醪的粗制玉米油被用于产生将被用作提取剂的脂肪酸，并且脂质处于其它目的通过蒸发器被提取，那么剩余的流可被合并和处理以产生包含粗蛋白、粗脂肪、甘油三酯、脂肪酸、和脂肪酸酯如脂肪酸异丁酯(酒糟共产物)的共产物。

在本发明的一些实施例中，酒糟共产物(例如用于动物饲料的酒糟共产物)的粗蛋白含量可为至少约20％(酒糟共产物重量百分比)，至少约25％，至少约30％，至少约35％，至少约40％，至少约45％，至少约50％，至少约55％，至少约60％，至少约65％，至少约70％，至少约75％，至少约80％，至少约85％，至少约90％，或至少约95％。在一些实施例中，粗蛋白含量为本文所公开的值的任何范围，例如约20％至约95％，约25％至约95％，约30％至约95％，约40％至约95％，约50％至约95％，约20％至约80％，约30％至约80％，约40％至约80％，约50％至约80％，约20％至约50％，约30％至约50％，约20％至约45％，约25％至约45％，约30％至约45％，约20％至约40％，或约25％至约40％，约30％至约40％，约20％至约35％，约25％至约35％，或约30％至约35％。

在本发明的一些实施例中，酒糟共产物(例如用于动物饲料的酒糟共产物)的粗脂肪含量可小于约10％(酒糟共产物的重量百分比)，小于约9％，小于约8％，小于约7％，小于约6％，小于约5％，小于约4％，小于约3％，小于约2％，或小于约1％。在一些实施例中，粗脂肪含量为本文所公开的值的任何范围，例如约1％至约10％，约2％至约10％，约3％至约10％，约4％至约10％，约5％至约10％，约1％至约8％，约2％至约8％，约3％至约8％，约4％至约8％，约1％至约5％，或约5％至约10％。

在本发明的一些实施例中，酒糟共产物的脂肪酸含量可小于约10％(酒糟共产物的重量百分比)，小于约9％，小于约8％，小于约7％，小于约6％，小于约5％，小于约4％，小于约3％，小于约2％，或小于约1％。在一些实施例中，脂肪酸含量为本文所公开的值的任何范围，例如约1％至约10％，约2％至约10％，约3％至约10％，约4％至约10％，约5％至约10％，约1％至约8％，约2％至约8％，约3％至约8％，约4％至约8％，约1％至约5％，或约5％至约10％。

在本发明的一些实施例中，酒糟共产物的甘油三酯含量可小于约10％，小于约9％，小于约8％，小于约7％，小于约6％，小于约5％，小于约4％，小于约3％，小于约2％，或小于约1％。在一些实施例中，甘油三酯含量为本文所公开的值的任何范围，例如约1％至约10％，约2％至约10％，约3％至约10％，约4％至约10％，约5％至约10％，约1％至约8％，约2％至约8％，约3％至约8％，约4％至约8％，约1％至约5％，或约5％至约10％。

在本发明的一些实施例中，酒糟共产物的赖氨酸含量可小于约10％(酒糟共产物的重量百分比)，小于约9％，小于约8％，小于约7％，小于约6％，小于约5％，小于约4％，小于约3％，小于约2％，或小于约1％。在一些实施例中，赖氨酸含量为本文所公开的值的任何范围，例如约1％至约10％，约2％至约10％，约3％至约10％，约4％至约10％，约5％至约10％，约1％至约8％，约2％至约8％，约3％至约8％，约4％至约8％，约1％至约5％，或约5％至约10％。

在本发明的一些实施例中，酒糟共产物的脂肪酸酯含量可小于约10％(酒糟共产物的重量百分比)，小于约9％，小于约8％，小于约7％，小于约6％，小于约5％，小于约4％，小于约3％，小于约2％，或小于约1％。在一些实施例中，脂肪酸酯(例如脂肪酸异丁酯)含量为本文所公开的值的任何范围，例如约1％至约10％，约2％至约10％，约3％至约10％，约4％至约10％，约5％至约10％，约1％至约8％，约2％至约8％，约3％至约8％，约4％至约8％，约1％至约5％，或约5％至约10％。

在一些实施例中，酒糟共产物(例如用于动物饲料的酒糟共产物)包含至少约20％至约35％的粗蛋白(酒糟共产物的重量百分比)，至少约1％至约20％的粗脂肪，至少约0％至约5％的甘油三酯，至少约4％至约10％的脂肪酸，和至少约2％至约6％的脂肪酸酯(例如脂肪酸异丁酯)。在一些实施例中，酒糟共产物包含约25％的粗蛋白，约10％的粗脂肪，约0.5％的甘油三酯，约6％的脂肪酸，和约4％的脂肪酸异丁酯。

在一些实施例中，酒糟共产物(例如用于动物饲料的酒糟共产物)可包含一种或多种以下物质：蛋白、脂肪、纤维、维生素、和矿物。在一些实施例中，酒糟共产物可补充以氨基酸、维生素、和矿物。例如酒糟共产物可补充以氨基酸如组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、和缬氨酸以及其它氨基酸如丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸、羊毛硫氨酸、鸟氨酸、脯氨酸、丝氨酸、和酪氨酸。酒糟共产物可补充以矿物如氯化钙、钴、铜、氟、碘、铁、镁、锰、磷、钾、硒、钠、硫、和锌。酒糟共产物可补充以维生素如维生素A、C、D、E、K、和B(硫胺素、核黄素、烟酸、泛酸、生物素、维生素B6、维生素B12和叶酸)。在一些实施例中，酒糟共产物可包含甘油三酯、脂肪酸、脂肪酸酯、和甘油。

在一些实施例中，可测量酒糟共产物的水分、蛋白、脂肪、纤维、和灰分含量(参见例如www.aoac.org，www.foragetesting.org，www.aocs.org)。在一些实施例中，酒糟共产物的含水量可使用分析方法如Association of Analytical Communities(AOAC)934.01、AOAC935.29、AOAC930.15、AOAC2001.12、和National Forgaing Testing Association(NFTA)2.2.2.5进行测量。在一些实施例中，酒糟共产物的蛋白质含量可使用分析方法如AOAC990.03和AOAC2001.11进行测量。在一些实施例中，酒糟共产物的脂肪含量可使用分析方法如AOAC2003.5、AOAC2003.06、AOAC920.39、AOAC954.02和AOAC945.16进行测量。在一些实施例中，酒糟共产物的纤维含量可使用分析方法如AOAC978.10，AOAC962.09、和American Oil Chemists’ Society(AOCS)Ba 6a-05进行测量。在一些实施例中，酒糟共产物的灰分含量可使用分析方法如AOAC942.05进行测量。

本发明的一些实施例涉及从乙醇或丁醇生产工艺中制备高价值动物饲料组分的方法，该方法包括向乙醇或丁醇生产工艺提供至少一种工艺进料流以优化动物饲料市场的粗蛋白和粗脂肪含量。在一些实施例中，混合至少两种工艺进料流以优化动物饲料或动物饲料市场的粗蛋白和粗脂肪含量。在一些实施例中，混合至少三种工艺进料流以优化动物饲料或动物饲料市场的粗蛋白和粗脂肪含量。

在一些实施例中，已经优化用于动物饲料组合物的酒糟共产物或生产用于动物饲料的酒糟共产物的方法以用于可利用的进料流类型。在一些实施例中，用于牛饲料市场动物饲料的酒糟共产物及生产用于牛饲料市场动物饲料的酒糟共产物的方法包括湿工艺进料流，例如WDGS或WDG。

在一些实施例中，涉及本发明的方法和组合物的动物饲料市场是牲畜饲料市场、反刍动物饲料市场、牛饲料市场、奶厂饲料市场、猪饲料市场、山羊饲料市场、绵羊饲料市场、家禽饲料市场、马饲料市场、水产养殖饲料市场、家养宠物饲料市场、或它们的任何组合。在一些实施例中，涉及本发明的方法和组合物的动物饲料是牲畜饲料、反刍动物饲料、牛饲料、奶厂饲料(例如奶牛饲料)、猪饲料、山羊饲料、绵羊饲料、家禽饲料、马饲料、水产养殖饲料、家养宠物饲料、或它们的任何组合。

在一些实施例中，酒糟共产物包含如表6所述的脂肪和蛋白含量(例如DCP1、DCP2、或DCP3)、或基本上类似于如表6所述的脂肪和蛋白含量。在一些实施例中，酒糟共产物包含如表6所述的脂肪、蛋白和脂质含量(例如DCP1、DCP2、或DCP3)、或基本上类似于如表6所述的脂肪和蛋白含量。在一些实施例中，酒糟共产物包含如表6所述的脂肪、蛋白、脂质和赖氨酸含量(例如DCP1、DCP2、或DCP3)、或基本上类似于如表6所述的脂肪和蛋白含量。

在一些实施例中，酒糟共产物包含表6中的DCP1的脂肪和蛋白含量、或基本上类似于表6中的DCP1的脂肪和蛋白含量，该酒糟共产物具有牛饲料、奶厂饲料(例如奶牛饲料)、或猪饲料、或牛饲料市场、奶厂饲料市场(例如奶厂饲料市场)、或猪饲料市场的营养物特征。在一些实施例中，酒糟共产物包含表6中的DCP1的脂肪、蛋白和脂质含量、或基本上类似于表6中的DCP1的脂肪、蛋白和脂质含量，该酒糟共产物具有牛饲料、奶厂饲料(例如奶牛饲料)、或猪饲料、或牛饲料市场、奶厂饲料市场(例如奶厂饲料市场)、或猪饲料市场的营养物特征。在一些实施例中，酒糟共产物包含表6中的DCP1的脂肪、蛋白、脂质和赖氨酸含量、或基本上类似于表6中的DCP1的脂肪、蛋白、脂质和赖氨酸含量，该酒糟共产物具有牛饲料、奶厂饲料(例如奶牛饲料)、或猪饲料、或牛饲料市场、奶厂饲料市场(例如奶厂饲料市场)、或猪饲料市场的营养物特征。

在一些实施例中，酒糟共产物包含表6中的DCP2的脂肪和蛋白含量、或基本上类似于表6中的DCP2的脂肪和蛋白含量，该酒糟共产物具有牛饲料、奶厂饲料(例如奶牛饲料)、或牛饲料市场、奶厂饲料市场(例如奶厂饲料市场)的营养物特征。在一些实施例中，酒糟共产物包含表6中的DCP2的脂肪、蛋白和脂质含量、或基本上类似于表6中的DCP2的脂肪、蛋白和脂质含量，该酒糟共产物具有牛饲料、奶厂饲料(例如奶牛饲料)、或牛饲料市场、奶厂饲料市场(例如奶厂饲料市场的营养物特征。在一些实施例中，酒糟共产物包含表6中的DCP2的脂肪、蛋白、脂质和赖氨酸含量、或基本上类似于表6中的DCP2的脂肪、蛋白、脂质和赖氨酸含量，该酒糟共产物具有牛饲料、奶厂饲料(例如奶牛饲料)、或牛饲料市场、奶厂饲料市场(例如奶厂饲料市场)的营养物特征。

在一些实施例中，酒糟共产物包含表6中的DCP3的脂肪和蛋白含量、或基本上类似于表6中的DCP3的脂肪和蛋白含量，该酒糟共产物具有牛饲料、奶厂饲料(例如奶牛饲料)、猪饲料、或家禽饲料(例如鸡饲料)、或牛饲料市场、奶厂饲料市场(例如奶厂饲料市场)、猪饲料市场、或家禽饲料市场(例如鸡饲料市场)的营养物特征。在一些实施例中，酒糟共产物包含表6中的DCP3的脂肪、蛋白、和脂质含量、或基本上类似于表6中的DCP3的脂肪、蛋白、和脂质含量，该酒糟共产物具有牛饲料、奶厂饲料(例如奶牛饲料)、猪饲料、或家禽饲料(例如鸡饲料)、或牛饲料市场、奶厂饲料市场(例如奶厂饲料市场)、猪饲料市场、或家禽饲料市场(例如鸡饲料市场)的营养物特征。在一些实施例中，酒糟共产物包含表6中的DCP3的脂肪、蛋白、脂质和赖氨酸含量、或基本上类似于表6中的DCP3的脂肪、蛋白、脂质和赖氨酸含量，该酒糟共产物具有牛饲料、奶厂饲料(例如奶牛饲料)、猪饲料、或家禽饲料(例如鸡饲料)、或牛饲料市场、奶厂饲料市场(例如奶厂饲料市场)、猪饲料市场、或家禽饲料市场(例如鸡饲料市场)的营养物特征。

在一些实施例中，本发明的方法还包括向酒糟共产物(例如用于动物饲料的酒糟共产物)组合物补充一种或多种附加组分。在一些实施例中，附加组分是营养物、风味增强剂、消化刺激剂、或颜色增强剂。在一些实施例中，本发明的方法还包括将至少一种进料流再循环到乙醇或丁醇生产工艺中。

在一些实施例中，用于动物饲料的酒糟共产物的蛋白含量补充以酵母细胞群，其中酵母细胞群提高用于动物饲料的酒糟共产物的蛋白含量。在一些实施例中，脂肪酸含量为包含用于动物饲料的酒糟共产物的动物饲料组合物提供附加的能量和营养物。在一些实施例中，在丁醇生产工艺中产生的丁醇用作丁醇生产工艺的至少一种进料流的溶剂洗剂。在一些实施例中，在醇生产工艺中产生的醇用作醇生产工艺的至少一种进料流的溶剂洗剂。在一些实施例中，第一进料流与第二进料流混合以产生用于动物饲料的酒糟共产物，其具有提高的贮存稳定性。在一些实施例中，酒糟共产物(例如用于动物饲料的酒糟共产物)具有改善的颜色特征。

本发明的一些实施例涉及用于动物饲料组合物的酒糟共产物，其包含至少约25％的粗蛋白(组合物的重量百分比)。在一些实施例中，用于动物饲料组合物的酒糟共产物还包含小于约10％的粗脂肪。在一些实施例中，用于动物饲料组合物的酒糟共产物包含约7％的粗脂肪和至少13％的粗蛋白。在一些实施例中，用于动物饲料组合物的酒糟共产物还包含小于约10％的脂肪酸酯(例如脂肪酸异丁酯)。在一些实施例中，用于动物饲料组合物的酒糟共产物还包含小于约5％的赖氨酸。在一些实施例中，此类组合物具有动物饲料或动物饲料市场的营养物特征。

在一些实施例中，用于动物饲料组合物的酒糟共产物具有高含量脂肪酸并且具有猪或家禽饲料或猪或家禽饲料市场的营养物特征。在一些实施例中，用于动物饲料组合物的酒糟共产物具有高含量脂肪酸和纤维并具有营养物特征。

在一些实施例中，在发酵前从醪中移出的固体工艺进料流(例如湿饼)具有高蛋白和低脂肪含量。在一些实施例中，包括此种进料流的用于动物饲料组合物的酒糟共产物具有奶厂饲料或奶厂饲料市场的营养物特征。

在一些实施例中，脂质通过蒸发器产生并且脂肪酸被用于其它目的，并且约50重量％(重量百分比)的来自醪的粗制玉米油和剩余的流被合并和处理，所得酒糟共产物可包含粗蛋白、粗脂肪、甘油三酯、脂肪酸、和脂肪酸酯。在一些实施例中，在一些实施例中，酒糟共产物包含至少约25％至约31％的粗蛋白，至少约6％至约10％的粗脂肪，至少约4％至约8％的甘油三酯，至少约0％至约2％的脂肪酸，和至少约1％至约3％的脂肪酸酯(例如脂肪酸异丁酯)。在一些实施例中，酒糟共产物包含约28％的粗蛋白，约8％的粗脂肪，约6％的甘油三酯，约0.7％的脂肪酸，和约1％的脂肪酸酯(例如)。

在一些实施例中，混合分离自全釜馏物的固体和提取自醪的约50％的玉米油，并且所得酒糟共产物组合物可包含粗蛋白、粗脂肪、甘油三酯、脂肪酸、脂肪酸异丁酯、赖氨酸、NDF、和ADF。在一些实施例中，酒糟共产物包含至少约26％至约34％的粗蛋白，至少约15％至约25％的粗脂肪，至少约12％至约20％的甘油三酯，至少约1％至约2％的脂肪酸，至少约2％至约4％的脂肪酸酯(例如脂肪酸异丁酯)，至少约1％至约2％的赖氨酸，至少约11％至约23％的NDF，和至少约5％至约11％的ADF。在一些实施例中，酒糟共产物可包含约29％的粗蛋白，约21％的粗脂肪，约16％的甘油三酯，约1％的脂肪酸，约3％的脂肪酸酯(例如脂肪酸异丁酯)，约1％的赖氨酸，约17％的NDF，和约8％的ADF。所述高脂肪、甘油三酯、和赖氨酸含量以及更低纤维含量的这种酒糟共产物可为猪和家禽期望的饲料。

在一些实施例中，酒糟共产物如DDGS可包含一种或多种以下物质：约20-35％的粗蛋白，约5-15％的粗脂肪，约5-10％的粗纤维，约0-10％的灰分，约0-2％的赖氨酸，约0-2％的精氨酸，约0-0.5％的色氨酸，约0-1％的甲硫氨酸，和约0-1％的磷。

在一些实施例中，酒糟共产物可进行压实或粒化加工。例如，粒化用于动物饲料的DDGS可刺激饲料摄取(即，改善可口性)；改善营养物和堆积密度；并且改善耐久性、处理、和在给料斗中的流动性。粒化的酒糟共产物也可降低运输成本。多个因素如DDGS的物理特性(例如粒度、密度和营养物(例如蛋白、脂肪、纤维、水分、油分)和粒料研磨操作(例如模头规格、模头速度、模头几何形状、加工时间和温度)均可对粒料质量产生影响。在一些实施例中，粒化酒糟共产物的方法可包括调节模头规格、模头速度、模头几何形状、加工时间、和加工温度以改善酒糟共产物粒料的质量。在一些实施例中，粒化的酒糟共产物可为球形、圆柱形、或立方形。

在一些实施例中，DDGS可进行进一步加工以分离纤维生产DDGS，其具有减少的纤维和提高的脂肪和蛋白含量。在一些实施例中，纤维可通过淘洗和/或筛分(参见例如Srinivasin等人，Cereal Chem.83：324-330，2006)从DDGS中移除。从DDGS中移除的纤维可用于反刍动物饲料或用于生产纤维油、纤维凝胶、或木糖醇。纤维也可用作能量源。

在一些实施例中，本发明的共产物如DDGS可用于人消费。例如，DDGS可用作面粉补充剂，例如用于烘焙产品。DDGS也可用作农业工业中的土壤补充剂，例如用作肥料。在一些实施例中，酒糟可用于经由厌氧消化池生产生物气(例如甲烷、CO₂)，并且生物气可用作能量源，例如用于产热和发电。在一些实施例中，粒化的酒糟共产物可用作燃料。例如，粒化的DDGS可与煤混合，形成燃料共混物，其可用作能量源。

在一些实施例中，包含可发酵糖的醪可进一步转化成最终产物如高果糖的糖类。在其它实施例中，可发酵糖经受发酵微生物的发酵。接触步骤和发酵步骤可在相同的反应容器中同时或依次进行。一般来讲，发酵工序描述于The Alcohol Textbook，第3版，A Reference for the Beverage，Fuel andIndustrial Alcohol Industries，Jacques等人编辑，(1999)NottinghamUniversity Press，UK中。

在一些实施例中，涉及本发明的丁醇生产工艺的丁醇收率为至少约1g/L，至少约2g/L，至少约3g/L，至少约4g/L，或至少约5g/L。在一些实施例中，丁醇收率可为本文公开值的任何范围，例如约1g/L至约5g/L，约2g/L至约5g/L，约3g/L至约5g/L，约4g/L至约5g/L，约1g/L至约4g/L，约2g/L至约4g/L，约3g/L至约4g/L，约1g/L至约3g/L，约2g/L至约3g/L，或约1g/L至约2g/L。

在一些实施例中，涉及本发明的醇生产工艺的醇收率为至少约1g/L，至少约2g/L，至少约3g/L，至少约4g/L，或至少约5g/L。在一些实施例中，丁醇收率可为本文公开值的任何范围，例如约1g/L至约5g/L，约2g/L至约5g/L，约3g/L至约5g/L，约4g/L至约5g/L，约1g/L至约4g/L，约2g/L至约4g/L，约3g/L至约4g/L，约1g/L至约3g/L，约2g/L至约3g/L，或约1g/L至约2g/L。

本发明的其它实施例涉及减轻发酵污染物对用于动物饲料的酒糟共产物生产的影响的方法，该方法包括在发酵前分离醇或丁醇生产工艺的至少一种进料流。在一些实施例中，本发明涉及减少用于动物饲料的酒糟共产物的脂质含量变化性的方法，该方法包括分离有助于用于动物饲料的酒糟共产物生产的醇或丁醇生产工艺的进料流，以及混合进料流以获得受控的脂质含量。在一些实施例中，本发明涉及提高用于动物饲料的酒糟共产物的甘油三酯含量的方法，该方法包括与特定用于动物饲料组合物的酒糟共产物的较低甘油三酯含量的进料流相比，以提高的比率混合醇或丁醇生产工艺的较高甘油三酯含量的进料流。

在一些实施例中，本发明涉及减少用于动物饲料的酒糟共产物中的霉菌毒素污染的方法。霉菌毒素如黄曲霉素、单端孢霉烯如脱氧雪腐镰孢烯醇(呕吐毒素)和T-2毒素、烟曲霉毒素、玉米赤霉烯酮可存在于酒糟共产物中。可使用高效液相色谱法(HPLC)、薄层色谱法、气液相色谱法(GLC)、或酶联免疫吸附测定(ELISA)(参见例如NeogenCorporation，Lansing，MI)分析酒糟共产物中是否存在霉菌毒素。在一些实施例中，本发明涉及减少用于动物饲料的酒糟共产物中的霉菌毒素污染(包括分离有助于用于动物饲料的酒糟共产物生产的醇生产工艺的进料流)、测试霉菌毒素的进料流、和除去或纯化具有潜在的霉菌毒素污染的进料流的方法。在一些实施例中，污染过的进料流可进行处理以消除污染。例如，霉菌毒素污染过的谷物可进行氨化处理。在一些实施例中，可将霉菌抑制剂加到酒糟共产物中。例如，可将霉菌抑制剂例如氨；有机酸如丙酸、山梨酸、苯甲酸、和乙酸，以及有机酸盐如丙酸钙和山梨酸钾加到酒糟共产物中。可将吸附剂材料如粘土和活性炭加到酒糟共产物中以最小化霉菌毒素污染。霉菌毒素污染也可通过存在的酯来最小化，所述酯通过醇向酯的转化产生。例如，本文所述方法通过用醇酯化脂肪酸产生醇酯(例如丁酯)。在一些实施例中，酒糟共产物可包含酯如丁酯作为最小化霉菌毒素污染的方法。

酵母细胞一般以10⁴至10¹²个活酵母计数/ml发酵液体培养基的量供应。在一些实施例中，酵母细胞以10⁷至10¹⁰个活酵母计数/ml发酵液体培养基的量供应。除了发酵微生物(例如酵母)营养物外，发酵任选地还可包括酸和附加的酶。在一些实施例中，除了上述原材料之外，发酵液体培养基还将含有补充剂，包括但不限于维生素(例如生物素、叶酸、烟酸、核黄素)、辅因子、和大量与微量-营养物和盐(例如、(NH₄)₂SO₄；K₂HPO₄；NaCl；MgSO₄；H₃BO₃；ZnCl₂；和CaCl₂)。

不受理论的束缚，据信本文所述的方法连同任何醇生产微生物是有用的。醇生产微生物是本领域已知的。例如，甲烷通过甲烷氧化菌(例如，发孢甲基弯菌(Methylosinus trichosporium))的发酵性氧化产生甲醇，使甲醇(C₁烷基醇)与羧酸和催化剂接触可使所述羧酸与甲醇酯化形成所述羧酸的甲醇酯。酵母菌株CEN.PK113-7D(CBS8340，Centraal Buro voorSchimmelculture；van Dijken等人，Enzyme Microb.Techno.26：706-714，2000)能够产生乙醇，并且使乙醇接触羧酸和能够酯化羧酸与乙醇的催化剂形成乙酯。

产生醇的重组微生物也是本领域已知的(例如，Ohta等人，Appl.Environ.Microbiol.57：893-900，1991；Underwood等人，Appl.Environ.Microbiol.68：1071-1081，2002；Shen和Liao，Metab.Eng.10：312-320，2008；Hahnai等人，Appl.Environ.Microbiol.73：7814-7818，2007；美国专利5,514,583；美国专利5,712,133；PCT国际公布WO1995/028476；Feldmann等人，Appl.Microbiol.Biotechnol.，38：354-361，1992；Zhang等人，Science267：240-243，1995；美国专利申请公布2007/0031918；美国专利7,223,575；美国专利7,741,119；美国专利申请公布2009/0203099；美国专利申请公布2009/0246846；和PCT国际公布公布WO2010/075241，上述文献以引用方式并入本文)。

如上所述，微生物的代谢途径可经基因修饰以产生醇(例如丁醇)。例如，微生物可经工程化以含有丁醇生物合成途径或丁醇异构体如1-丁醇、2-丁醇、或异丁醇的生物合成途径。

在一些实施例中，生物合成途径包含至少一种异源性多核苷酸，其编码的多肽催化底物到产物的转化的生物合成途径。在一些实施例中，每个底物到产物的转化的生物合成途径由异源多核苷酸编码的多肽催化。这些生物合成途径也可经修改以减少或去除非期望的代谢物，从而改善醇收率。

公开了微生物的醇生产，例如公开于美国专利申请公布2007/0092957；2007/0259410；2007/0292927；2008/0182308；2008/0274525；2009/0305363；和2009/0305370，它们每个全文以引用方式并入本文。

能够产生丁醇的适合的重组微生物是本领域已知的，并且本文描述了某些能够产生丁醇的适合的微生物。借助生物合成途径生产丁醇的重组微生物可包括以下菌属中的一种：梭菌属(Clostridium)、发酵单胞菌属(Zymomonas)、埃希氏菌属(Escherichia)、沙门氏菌属(Salmonella)、沙雷氏菌属(Serratia)、欧文氏菌属(Erwinia)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、志贺氏菌属(Shigella)、红球菌属(Rhodococcus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、肠球菌属(Enterococcus)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、类芽胞杆菌属(Paenibacillus)、节杆菌属(Arthrobacter)、棒状杆菌属(Corynebacterium)、短杆菌属(Brevibacterium)、裂殖酵母属(Schizosaccharomyces)、克鲁维酵母菌属(Kluyveromyces)、耶氏酵母属(Yarrowia)、毕赤酵母属(Pichia)、接合酵母属(Zygosaccharomyces)、德巴利酵母属(Debaryomyces)、假丝酵母属(Candida)、酒香酵母属(Brettanomyces)、管囊酵母属(Pachysolen)、汉逊酵母属(Hansenula)、伊萨酵母属(Issatchenkia)、丝孢酵母属(Trichosporon)、Yamadazyma、或糖酵母属(Saccharomyces)。在一些实施例中，重组微生物可选自大肠杆菌(Escherichia coli)、真养产碱杆菌(Alcaligenes eutrophus)、地衣芽孢杆菌(Bacillus lichenifonnis)、浸麻类芽孢杆菌(Paenibacillus macerans)、红平红球菌(Rhodococcus erythropolis)、红串红球菌(Pseudomonasputida)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、屎肠球菌(Enterococcusfaecium)、鹑鸡肠球菌(Enterococcus gallinarium)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、Candidasonorensis、Candida methanosorbosa、乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyceslactis)、马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)、耐热克鲁维酵母(Kluyveromyces thermotolerans)、东方伊萨酵母(Issatchenkiaorientalis)、汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)、和啤酒糖酵母(Saccharomyces cerevisiae)。在一些实施例中，重组微生物是酵母。在一些实施例中，重组微生物是克拉布特里阳性酵母，其选自酵母属(Saecharomyces)、接合酵母属(Zygosaccharomyces)、裂殖酵母属(Schizosaccharomyces)、德克酵母属(Dekkera)、球拟酵母属(Torulopsis)、酒香酵母属(Brettanomyces)、以及假丝酵母属的一些菌种。克拉布特里阳性酵母的菌种包括但不限于啤酒糖酵母(Saecharomycescerevisiae)、克鲁维酵母(Saecharomyces kluyveri)、粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)、贝酵母(Saccharomyces bayanus)、芽殖酵母(Saccharomyces mikitae)、奇异酵母(Saccharomyces paradoxus)、葡萄汁酵母(Saecharomyces uvarum)、Saccharomyces castelli、克鲁维酵母(Saecharomyces kluyveri)、鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)、拜氏接合酵母(Zygosaccharomyees bailli)、和光滑假丝酵母(Candidaglabrata)。合适的菌株包括在某些引用并以引用方式并入本文的专利申请以及提交于2010年9月7日的美国临时申请61/380,563和PCT国际公布WO2012/033832中描述的那些。合适的菌株和方法也包括在提交于2010年9月29日的美国临时申请61/246,709中描述的那些，该文献以引用方式并入本文。

其它发酵生物的例子如产乙醇的那些，例如产乙醇细菌，其表达醇脱氢酶和丙酮酸脱氢酶并且可获取自运动发酵单胞菌(Zymomonas moblis)(参见例如美国专利5,000,000；美国专利5,028,539、美国专利5,424,202；美国专利5,514,583和美国专利5,554,520)，它们可经修饰用于丁醇生产。在附加的实施例中，产异丁醇生物表达木糖还原酶和木糖醇脱氢酶，所述酶将木糖转化成木酮糖。在一些实施例中，木糖异构酶用于将木糖转化成木酮糖。在一些实施例中，利用能够将戊糖和己糖发酵成丁醇的微生物。

在一些实施例中，微生物包含丁醇生物合成途径。在一些实施例中，微生物中的异源性多核苷酸编码至少一个、至少两个、至少三个、或至少四个多肽，它们催化途径中底物到产物的转化。在一些实施例中，微生物中的异源性多核苷酸编码所有多肽，它们催化途径中底物到产物的转化。在一些实施例中，所述微生物包含减少或消除了的丙酮酸脱羧酶活性。基本上不含丙酮酸脱羧酶活性的微生物描述于美国专利申请公布2009/0305363中，该专利以引用方式并入本文。基本上不含具有NAD-依赖的甘油3-磷酸脱氢酶活性的酶如GPD2的微生物也描述于该专利中。

用于生产丁醇的适当的生物合成途径是本领域中已知的，并且某些适当的途径描述于本文中。在一些实施例中，所述丁醇生物合成途径包含至少一种对宿主细胞是异源的基因。在一些实施例中，所述丁醇生物合成途径包含一种以上对宿主细胞是异源的基因。在一些实施例中，所述丁醇生物合成途径包含异源性基因，所述异源性基因编码的多肽对应于生物合成途径的每一步骤。

可被使用的用于生产异丁醇的生物合成途径包括描述于美国专利7,851,188中的那些，该专利以引用方式并入本文。在一个实施例中，异丁醇生物合成途径包括下列底物至产物的转化：

a)丙酮酸至乙酰乳酸，其可被例如乙酰乳酸合酶催化；

b)乙酰乳酸至2，3-二羟基异戊酸，其可被例如乙酰羟酸还原异构酶催化；

c)2，3-二羟基异戊酸至α-酮异戊酸，其可被例如乙酰羟酸脱水酶催化；

d)α-酮异戊酸至异丁醛，其可被例如支链α-酮酸脱羧酶催化；以及

e)异丁醛到异丁醇，其可被例如支链醇脱氢酶催化。

在另一个实施例中，异丁醇生物合成途径包括下列底物至产物的转化：

a)丙酮酸至乙酰乳酸，其可被例如乙酰乳酸合酶催化；

b)乙酰乳酸至2，3-二羟基异戊酸，其可被例如酮醇酸还原异构酶催化；

c)2，3-二羟基异戊酸至a-酮异戊酸的转化，其可被例如二羟基酸脱水酶催化；

d)α-酮异戊酸至缬氨酸的转化，其可被例如转氨酶或缬氨酸脱氢酶催化；

e)缬氨酸至异丁胺的转化，其可被例如缬氨酸脱羧酶催化；

f)异丁胺至异丁醛的转化，其可被例如ω转氨酶催化；以及

g)异丁醛到异丁醇，其可被例如支链醇脱氢酶催化。

在另一个实施例中，异丁醇生物合成途径包括下列底物至产物的转化：

a)丙酮酸至乙酰乳酸，其可被例如乙酰乳酸合酶催化；

b)乙酰乳酸至2，3-二羟基异戊酸，其可被例如乙酰羟酸还原异构酶催化；

c)2，3-二羟基异戊酸至α-酮异戊酸，其可被例如乙酰羟酸脱水酶催化；

d)α-酮异戊酸至异丁酰-CoA的转化，其可被例如支链酮酸脱氢酶催化；

e)异丁酰-CoA至异丁醛的转化，其可被例如乙酰化醛脱氢酶催化；以及

f)异丁醛到异丁醇，其可被例如支链醇脱氢酶催化。

用于生产可使用的1-丁醇的生物合成途径包括在美国专利申请公布2008/0182308中描述的那些，该文献以引用的方式并入本文。在一个实施例中，1-丁醇生物合成途径包括下列底物至产物的转化：

a)乙酰-CoA至乙酰乙酰-CoA，其可被例如乙酰-CoA乙酰转移酶催化；

b)乙酰乙酰-CoA至3-羟丁酸-CoA，其可被例如3-羟丁酸-CoA脱氢酶催化；

c)3-羟丁酸-CoA至丁烯酰-CoA，其可被例如巴豆酸酶催化；

d)丁烯酰-CoA至丁酰-CoA，其可被例如丁酰-CoA脱氢酶催化；

e)丁酰-CoA至丁醛，其可被例如丁醛脱氢酶催化；以及

f)丁醛至1-丁醇的转化，其可被例如丁醇脱氢酶催化。

用于生产可使用的2-丁醇的生物合成途径包括描述于美国专利申请公布2007/0259410和美国专利申请公布2009/0155870中的那些，它们以引用的方式并入本文。在一个实施例中，2-丁醇生物合成途径包括下列底物至产物的转化：

a)丙酮酸至α-乙酰乳酸，其可被例如乙酰乳酸合酶催化；

b)α-乙酰乳酸至乙偶姻，其可被例如乙酰乳酸脱羧酶催化；

c)乙偶姻至3-氨基-2-丁醇的转化，其可被例如乙偶姻胺化酶催化；

d)3-氨基-2-丁醇至3-氨基-2-丁醇磷酸的转化，其可被例如氨基丁醇激酶催化；

e)3-氨基-2-丁醇磷酸至2-丁酮的转化，其可被例如氨基丁醇磷酸磷酸化酶催化；以及

f)2-丁酮至2-丁醇，其可被例如丁醇脱氢酶催化。

在另一个实施例中，2-丁醇生物合成途径包括下列底物至产物的转化：

a)丙酮酸至α-乙酰乳酸，其可被例如乙酰乳酸合酶催化；

b)α-乙酰乳酸至乙偶姻，其可被例如乙酰乳酸脱羧酶催化；

c)乙偶姻至2，3-丁二醇，其可被例如丁二醇脱氢酶催化；

d)2，3-丁二醇至2-丁酮的转化，其可被例如二醇脱水酶催化；以及

e)2-丁酮至2-丁醇，其可被例如丁醇脱氢酶催化。

用于生产可使用的2-丁醇的生物合成途径包括在美国专利申请公布2007/0259410和美国专利申请公布2009/0155870中描述的那些，它们以引用的方式并入本文。在一个实施例中，2-丁酮生物合成途径包括下列底物至产物的转化：

a)丙酮酸至α-乙酰乳酸，其可被例如乙酰乳酸合酶催化；

b)α-乙酰乳酸至乙偶姻，其可被例如乙酰乳酸脱羧酶催化；

c)乙偶姻至3-氨基-2-丁醇的转化，其可被例如乙偶姻胺化酶催化；

d)3-氨基-2-丁醇至3-氨基-2-丁醇磷酸的转化，其可被例如氨基丁醇激酶催化；以及

e)3-氨基-2-丁醇磷酸至2-丁酮的转化，其可被例如氨基丁醇磷酸磷酸化酶催化。

在另一个实施例中，2-丁酮生物合成途径包括下列底物至产物的转化：

a)丙酮酸至α-乙酰乳酸，其可被例如乙酰乳酸合酶催化；

b)α-乙酰乳酸至乙偶姻，其可被例如乙酰乳酸脱羧酶催化；

c)乙偶姻至2，3-丁二醇，其可被例如丁二醇脱氢酶催化；

d)2，3-丁二醇至2-丁酮的转化，其可被例如二醇脱水酶催化。

在一个实施例中，本发明从源自植物的碳源来生产丁醇，避免了与丁醇生产的标准石油化学工艺相关的负面的环境影响。在一个实施例中，本发明提供使用包括丁醇途径的重组工业宿主细胞生产丁醇的方法。

在一些实施例中，异丁醇生物合成途径包括至少一个多核苷酸，至少两个多核苷酸，至少三个多核苷酸，或至少四个多核苷酸，它/它们对宿主细胞是异源的。在多个实施例中，在重组宿主细胞中由异源性多肽催化异丁醇生物合成途径中每个底物至产物的转化。在多个实施例中，所述催化乙酰乳酸至2，3-二羟基异戊酸的底物至产物转化的多肽，和/或催化异丁醛至异丁醇的底物至产物转化的多肽，可利用NADH作为辅因子。

术语“乙酰羟酸合酶”、“乙酰乳酸合酶”和“乙酰乳酸合成酶”(缩写为“ALS”)本文互换使用，指催化丙酮酸转化成乙酰乳酸和CO₂的酶。已知乙酰乳酸合酶的例子为EC编号2.2.1.6(Enzyme Nomenclature1992，Academic Press，San Diego)。这些未经修饰的酶可得自多种来源，包括但不限于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)基因库编号(GenBankNo)：CAB15618，Z99122)，分别是NCBI(National Center forBiotechnology Information)氨基酸序列、NCBI核苷酸序列、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)(基因库编号：AAA25079)，M73842)、和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)(基因库编号：AAA25161，L16975)。

术语“酮醇酸还原异构酶”(“KARI”)、“乙酰羟酸异构还原酶”、和“乙酰羟酸还原异构酶”将互换使用并且是指能够催化(S)-乙酰乳酸转化成2，3-二羟基异戊酸的反应的酶。KARI酶的例子可归类为EC编号EC1.1.1.86(Enzyme Nomenclature1992，Academic Press，San Diego)，并且购自多种微生物，包括但不限于大肠杆菌(基因库编号：NP_418222，NC_000913)、啤酒糖酵母(Saccharomyces cerevisiae)(基因库编号：NP_013459，NC_001144)、海沼甲烷球菌(Methanococcus maripaludis)(基因库编号：CAF30210，BX957220)、和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)(基因库编号：CAB14789，Z99118)。KARI包括Anaerostipescaecae KARI变体“K9G9”和“K9D3。”酮醇酸还原异构酶(KARI)在美国专利申请公布2008/0261230、2009/0163376、和2010/0197519、以及PCT专利申请公布WO/2011/041415中有所描述，它们以引用的方式并入本文。本文公开的KARI的例子是来自乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、霍乱弧菌(Vibrio cholera)、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)PAO1、和荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)PF5突变体的那些，在一些实施例中，KARI利用NADH。在一些实施例中，KARI利用NADPH。

术语“乙酰羟酸脱水酶”和“二羟基酸脱水酶”(“DHAD”)是指催化2，3-二羟基异戊酸转化成α-酮异戊酸的酶。乙酰羟酸脱水酶的例子已知其EC编号为EC4.2.1.9。此类酶可得自多种微生物，包括但不限于：大肠杆菌(基因库编号：YP026248，NC000913)、啤酒糖酵母(Saecharomyces cerevisiae)(基因库编号：NP_012550，NC001142)、海沼甲烷球菌(M.maripaludis)(基因库编号：CAF29874 BX957219）、枯草芽孢杆菌(B.subtilis)(基因库编号：CAB14105，Z99115)、乳酸乳球菌(L.lactis)、和粗糙脉孢菌(N.crassa)。以引用的方式并入本文的美国专利申请公布2010/0081154和美国专利7,851,188描述了二羟基酸脱水酶(DHAD)，其包括来自变异链球菌(Streptococcus mutans)的DHAD。

术语“支链α-酮酸脱羧酶、”“α-酮酸脱羧酶、”“α-酮异戊酸脱羧酶、”或“2-酮异戊酸脱羧酶”(“KIVD”)是指催化α-酮异戊酸转化成异丁醛和CO₂的酶。已知支链α-酮酸脱羧酶的例子为EC编号4.1.1.72，并且得自许多来源，包括但不限于乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)(基因库编号：AAS49166，AY548760；CAG34226，AJ746364，鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)(基因库编号：NP_461346，NC_003197)、丙酮丁醇梭菌(Clostridium aeetobutylicum)(基因库编号：NP_149189，NC_001988)、M.easeolytieus、和格氏李斯特菌(L.grayi)。

术语“支链醇脱氢酶”(“ADH”)是指催化异丁醛转化为异丁醇的酶。支链醇脱氢酶的例子是已知EC编号1.1.1.265的酶，但是所述酶也可被归类为其它醇脱氢酶(具体地讲，EC1.1.1.1或1.1.1.2)。醇脱氢酶可为NADPH依赖型或NADH依赖型。这些酶可得自多种来源，包括但不限于啤酒糖酵母(S.cerevisiae)基因库编号(GenBank No)：NP_010656，NC_OOl136，NP_014051，NC_OOl145)、大肠杆菌(基因库编号：NP_417484，NC_000913)、丙酮丁醇梭菌(C.aeetobutylieum)(基因库编号：NP_349892，NC_003030，NP_349891，NC_003030)。美国专利申请公布2009/0269823描述了SadB，它是一种来自木糖氧化无色杆菌(Aehromobaeter xylosoxidans)的醇脱氢酶(ADH)。醇脱氢酶也包括马肝ADH和印度拜耶林克氏菌(Beijerinkia indiea)ADH(如美国专利申请公布2011/0269199所述，该文献以引用的方式并入本文)。

术语“丁醇脱氢酶”是指多肽(或多个多肽)，其具有催化异丁醛转化成异丁醇或催化2-丁酮和2-丁醇的转化的酶活性。丁醇脱氢酶是乙醇脱氢酶大家族中的一个子集。丁醇脱氢酶可为NAD-或NADP-依赖型。NAD-依赖型酶已知为EC1.1.1.1并且可得自例如赤红球菌(Rhodococcus ruber)(基因库编号：CAD36475，AJ491307)。NADP依赖型酶已知为EC1.1.1.2并且可得自例如嗜热古细菌(Pyrococcus furiosus)(基因库编号：AAC25556，AF013169)。另外，丁醇脱氢酶得自大肠杆菌(基因库编号：NP417484，NC_000913)并且环己醇脱氢酶得自不动杆菌属(Acinetobacter sp.)(基因库编号：AAG10026，AF282240)。术语“丁醇脱氢酶”也指催化丁醛转化成1-丁醇的酶，其使用NADH或NADPH作为辅因子。丁醇脱氢酶得自例如丙酮丁醇梭菌(C.acetobutylicum)(基因库编号：NP_149325，NC_001988；注：这种酶具有醛和醇脱氢酶活性)；NP_349891，NC_003030；和NP_349892，NC_003030)和大肠杆菌(基因库编号：NP_417-484，NC_000913)。

术语“支链酮酸脱氢酶”是指催化α-酮异戊酸转化为异丁酰-CoA(异丁酰-辅酶A)的酶，通常使用NAD⁺(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)作为电子受体。支链酮酸脱氢酶的例子已知其编号为EC1.2.4.4。此类支链酮酸脱氢酶由四个亚基构成，并且来自所有亚基的序列可得自多种微生物，包括但不限于枯草芽孢杆菌(B.subtilis)(基因库编号：CAB14336、Z99116、CAB14335、Z99116、CAB14334、Z99116、CAB14337、Z99116)和恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)(基因库编号：AAA65614、M57613、AAA65615、M57613、AAA65617、M57613、AAA65618、M57613)。

术语“酰化醛脱氢酶”指催化异丁酰-CoA转化成异丁醛的酶，其通常使用NADH或NADPH作为电子供体。已知酰化醛脱氢酶的例子为EC编号1.2.1.10和1.2.1.57。此类酶得自多种来源，包括但不限于拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii)(基因库编号：AAD31841，AF157306)、丙酮丁醇梭菌(C.acetobutylicum)(基因库编号：NP_149325，NC_001988，NP_149199，NC_001988)、恶臭假单胞菌(P.putida)(基因库编号：AAA89106，U13232)、和嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)(基因库编号：YP_145486，NC_006461)。

术语“转氨酶”指催化α-酮异戊酸转化成L-缬氨酸的酶，其使用丙氨酸或谷氨酸作为胺供体。转氨酶的例子已知为EC编号2.6.1.42和2.6.1.66。这些酶可得自多个来源。依赖丙氨酸的酶的来源例子包括但不限于大肠杆菌(E.coli)(基因库编号：YP_026231，NC_000913)和地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)(基因库编号：YP_093743，NC_006322)。依赖谷氨酸的酶的来源例子包括但不限于大肠杆菌(E.coli)(基因库编号：YP_026247，NC_000913)、啤酒糖酵母(Saccharomyces cerevisiae)(基因库编号：NP_012682，NC_001142)和嗜热自养甲烷杆菌(Methanobaeterium thermoautotrophicum)(基因库编号：NP_276546，NC_000916)。

术语“缬氨酸脱氢酶”指催化α-酮异戊酸转化成L-缬氨酸的酶，其通常使用NAD(P)H作为电子供体并用氨作为胺供体。缬氨酸脱氢酶的例子已知为EC编号1.4.1.8和1.4.1.9并且此类酶可得自多个来源，包括但不限于天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolor)(基因库编号：NP_628270，NC_003888)和枯草芽孢杆菌(B.subtilis)(基因库编号：CAB14339，Z99116)。

术语“缬氨酸脱羧酶”指催化L-缬氨酸转化成异丁胺和CO₂的酶。缬氨酸脱羧酶的例子已知为EC编号4.1.1.14。此类酶存在于链霉菌属(Streptomyees)中，例如生绿链霉菌(Streptomyees viridifaeiens)(基因库编号：AAN10242，AY116644)。

术语“ω转氨酶”催化异丁胺转化成异丁醛的酶，其使用合适的氨基酸作为胺供体。已知ω转氨酶的例子为EC编号2.6.1.18，并且得自许多来源，包括但不限于反硝化产碱菌(Alcaligenes denitrificans)(AAP92672，AY330220)、富养罗尔斯通氏菌(Ralstonia eutropha)(基因库编号：YP_294474，NC_007347)、沙雷菌(Shewanella oneidensis)(基因库编号：NP_719046，NC_004347)、和恶臭假单胞菌(P.putida)(基因库编号：AAN66223，AE016776)。

术语“乙酰-CoA乙酰转移酶”是指催化两分子乙酰-CoA转化成乙酰乙酰-CoA和辅酶A(CoA)的酶。乙酰-CoA乙酰转移酶的例子是具有对短链酰基-CoA和乙酰-CoA的底物偏好(在正向上反应)的乙酰-CoA乙酰转移酶，并且该酶归类为E.C.2.3.1.9[Enzyme Nomenclature1992，AcademicPress，San Diego]；但是具有更广泛底物范围的酶(E.C.2.3.1.16)也将具有功能。乙酰-CoA乙酰转移酶得自多种来源，例如大肠杆菌(基因库编号：NP_416728，NC_000913；NCBI(National Center for BiotechnologyInformation)氨基酸序列，NCBI核苷酸序列)、丙酮丁醇梭菌(丙酮丁醇梭菌)(基因库编号：NP_349476.1，NC_003030；NP_149242，NC_001988，枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)(基因库编号：NP_390297，NC_000964)、和啤酒糖酵母(Saccharomyces cerevisiae)(基因库编号：NP_Ol5297，NC_001148)。

术语“3-羟丁酰-CoA脱氢酶”是指催化乙酰乙酰-CoA转化成3-羟丁酰-CoA的酶。3-羟丁酰-CoA脱氢酶的例子可为还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)-依赖型的、具有对(S)-3-羟丁酰-CoA或(R)-3-羟丁酰-CoA的底物偏好的酶。例子可分别归类为E.C.1.1.1.35和E.C.1.1.1.30。另外，3-羟丁酰-CoA脱氢酶可为还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)-依赖型的、具有对(S)-3-羟丁酰-CoA或(R)-3-羟丁酰-CoA的底物偏好的酶，并且其可分别归类为E.C.1.1.1.157和E.C.1.1.1.36。3-羟丁酰-CoA脱氢酶得自多种来源，例如丙酮丁醇梭菌(C.acetobutylicum)(基因库编号：NP_349314，NC_003030)、枯草芽孢杆菌(B.subtilis)(基因库编号：AAB09614，U29084)、富养罗尔斯通氏菌(Ralstoniaeutropha)(基因库编号：YP_294481，NC_007347)、和真养产碱杆菌(Alcaligenes eutrophus)(基因库编号：AAA21973，J04987)。

术语“巴豆酸酶”是指催化3-羟丁酰-CoA转化成丁烯酰-CoA和H₂O的酶。巴豆酸酶的例子可具有对(S)-3-羟丁酰-CoA或(R)-3-羟丁酰-CoA的底物偏好并可分别归类为E.C.4.2.1.17和E.C.4.2.1.55。巴豆酸酶得自多种来源，例如大肠杆菌(基因库编号：NP_415911，NC000913)、丙酮丁醇梭菌(C.acetobutylicum)(基因库编号：NP_349318，NC_003030)、枯草芽孢杆菌(B.subtilis)(基因库编号：CAB13705，Z99113)、和豚鼠气单胞菌(Aeromonas caviae)(基因库编号：BAA21816，D88825)。

术语“丁酰-CoA脱氢酶”指催化丁烯酰-CoA转化成丁酰-CoA的酶。丁酰-CoA脱氢酶的例子可为NADH-依赖型的、NADPH-依赖型的、或黄素-依赖型的，并且可分别归类为E.C.1.3.1.44、E.C.1.3.1.38、和E.C.1.3.99.2。丁酰-CoA脱氢酶得自多种来源，例如丙酮丁醇梭菌(C.acetobutylicum)(基因库编号：NP_347102，NC_003030)、小眼虫(Euglena gracilis)(基因库编号：Q5EU90)，AY741582)、山丘链霉菌(Streptomyces collinus)(基因库编号：AAA92890，U37135)、和天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolor)(基因库编号：CAA22721，AL939127)。

术语“丁醛脱氢酶”是指催化丁酰-CoA转化成丁醛的酶，该酶使用NADH或NADPH作为辅因子。丁醛脱氢酶具有对NADH的偏好性，该酶已知为E.C.1.2.1.57并且得自例如拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii)(基因库编号：AAD31841，AF157306）和丙酮丁醇梭菌(C.acetobutylicum)(基因库编号：NP.sub.-149325，NC.sub.-001988)。

术语“异丁酰-CoA变位酶”指催化丁酰-CoA转化成异丁酰-CoA的酶。这种酶使用辅酶B₁₂作为辅因子。异丁酰-CoA变位酶的例子已知为EC编号5.4.99.13。这些酶存在于多个链霉菌属中，包括但不限于肉桂地链霉菌(Streptomyces cinnamonensis)(基因库编号：AAC08713、U67612、CAB59633、AJ246005)、天蓝色链霉菌(S.coelicolor)(基因库编号：CAB70645、AL939123、CAB92663、AL939121)、和阿维链霉菌(Streptomyces avermitilis)(基因库编号：NP_824008、NC_003155、NP_824637，NC_003155)。

术语“乙酰乳酸脱羧酶”指具有催化α-乙酰乳酸转化成乙偶姻的酶活性的多肽(或多个多肽)。乙酰乳酸脱羧酶的例子已知编号为EC4.1.1.5并且可例如来自枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)(基因库编号：AAA22223，L04470)、土生克雷伯氏菌(Klebsiella terrigena)(基因库编号：AAA25054，L04507)和肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)(基因库编号：AAU43774，AY722056)。

术语“乙偶姻胺化酶”或“乙偶姻转氨酶”指具有催化乙偶姻转化成3-氨基-2-丁醇的酶活性的多肽(或多个多肽)。乙偶姻胺化酶可利用辅因子5′-磷酸吡哆醛或NADH(还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)或NADPH(还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)。所得产物可在3-位点具有(R)或(S)立体化学构型。依赖磷酸吡哆醛的酶可使用氨基酸如丙氨酸或谷氨酸作为氨基供体。依赖NADH-和NADPH-的酶可使用氨作为第二底物。NADH依赖的乙偶姻胺化酶的合适例子也称为氨基醇脱氢酶，由Ito等人(美国专利6,432,688)进行了描述。依赖吡哆醛的乙偶姻胺化酶的例子是胺：丙酮酸氨基转移酶(也称为胺：丙酮酸转氨酶)，如Shin和Kim所述(J.Org.Chem.67：2848-2853，2002)。

术语“乙偶姻激酶”指具有催化乙偶姻转化成磷酸乙偶姻的酶活性的多肽(或多个多肽)。乙偶姻激酶可利用ATP(三磷酸腺苷)或磷酸烯醇式丙酮酸作为反应的磷酸供体。对类似底物二羟基丙酮催化类似反应的酶包括例如已知为EC2.7.1.29的酶(Garcia-Alles等人，Biochemistry 43：13037-13046，2004)。

术语“乙偶姻磷酸胺化酶”指具有催化磷酸乙偶姻转化成3-氨基-2-丁醇邻位磷酸的酶活性的多肽(或多个多肽)。乙偶姻磷酸胺化酶可利用辅因子吡哆醛5′-磷酸、NADH或NADPH。所得产物可在3-位点具有(R)或(S)立体化学构型。依赖磷酸吡哆醛的酶可使用氨基酸如丙氨酸或谷氨酸。依赖NADH和NADPH-的酶可使用氨作为第二底物。虽然没有对催化这种磷酸乙偶姻反应的酶的报道，但是有一种吡哆醛磷酸-依赖型的酶，提出其对相似的底物丝氨醇磷酸进行相似的反应(Yasuta等人，Appl.Environ.Microbial.67：4999-5009，2001)。

术语“氨基丁醇磷酸磷酸裂解酶”，也称为“氨基醇邻位磷酸裂解酶”，指具有催化3-氨基-2-丁醇邻位磷酸转化成2-丁酮的酶活性的多肽(或多个多肽)。氨基丁醇磷酸磷酸裂解酶可利用辅因子5′-磷酸吡哆醛。有对催化相似底物1-氨基-2-丙醇磷酸的类似反应的酶的报道(Jones等人，Biochem.J.134：167-182，1973)。美国专利申请公布2007/0259410描述了来自生物胡萝卜软腐欧文氏菌(Erwinia carotovora)的氨基丁醇磷酸磷酸裂解酶。

术语“氨基丁醇激酶”指具有催化3-氨基2-丁醇转化成3-氨基-2-丁醇邻位磷酸的酶活性的多肽(或多个多肽)。氨基丁醇激酶可利用ATP作为磷酸供体。虽然没有对催化这种3-氨基-2-丁醇反应的酶的报道，但是报道了催化对相似底物胆胺和l-氨基-2-丙醇的相似反应的酶(Jones等人，出处同时)。美国专利申请公布2009/0155870在实例14中描述了胡萝卜软腐欧文氏菌黑胫亚种(Erwinia carotovora subsp.Atroseptica)的氨基醇激酶。

术语“丁二醇脱氢酶”也称为“乙偶姻还原酶”，指具有催化乙偶姻转化成2，3-丁二醇的酶活性的多肽(或多个多肽)。丁二醛脱氢酶是乙醇脱氢酶大家族中的一个子集。丁二醇脱氢酶对于在醇类产物中的(R)-或(S)-立体化学生产可具有特异性。(S)-特异性丁二醇脱氢酶已知为EC1.1.1.76并且可例如来自肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)(基因库编号：BBA13085，D86412)。(R)-特异性丁二醇脱氢酶已知为EC1.1.1.4并且可例如来自蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)(基因库编号NP830481，NC_004722；AAP07682，AE017000)、和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)(基因库编号AAK04995，AE006323)。

术语“丁二醇脱水酶”，也称为“二醇脱水酶”或“丙二醇脱水酶”，是指具有催化2，3-丁二醇向2-丁酮的转化的酶活性的多肽(或多种多肽)。丁二醇脱水酶可利用辅因子腺苷钴胺素(也称为辅酶Bw或维生素B12；但是维生素B12也可指不是辅酶B12的、其它形式的钴胺素)。腺苷钴胺素-依赖型酶已知为EC4.2.1.28并且可得自例如产酸克雷伯菌(Klebsiella oxytoca)(基因库编号：AA08099(α亚基)，D45071；BAA08100(β亚基)，D45071；和BBA08101(γ亚基)，D45071(注意：所有三个亚基是活性所需的)]、和肺炎克雷伯氏菌(Klebsiellapneumonia)(基因库编号：AAC98384(α亚基)，AF102064；基因库编号：AAC98385(β亚基)，AF102064，基因库编号：AAC98386(γ亚基)，AF102064)。其它合适的二醇脱水酶包括但不限于B12-依赖型二醇脱水酶，其得自鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)(基因库编号：AAB84102(大亚基)，AF026270；基因库编号：AAB84103(中亚基)，AF026270；基因库编号：AAB84104(小亚基)，AF026270)；和丘状菌落乳杆菌(Lactobacillus collinoides)(基因库编号：CAC82541(大亚基)，AJ297723；基因库编号：CAC82542(中亚基)；AJ297723；基因库编号：CAD01091(小亚基)，AJ297723)；和来自短乳杆菌(Lactobacillus brevis)(尤其是菌株CNRZ734和CNRZ735，Speranza等人，J.Agric.Food Chem.45：3476-3480，1997)的酶，以及编码相应酶的核苷酸序列。二醇脱水酶基因分离方法是本领域为人们所熟知的(例如美国专利5,686,276)。

术语“丙酮酸脱羧酶”是指催化丙酮酸脱羧成乙醛和二氧化碳的酶。丙酮酸脱氢酶已知为EC编号4.1.1.1。这些酶存在于多种酵母中，包括啤酒糖酵母(Saccharomyces cerevisiae)(基因库编号：CAA97575，CAA97705，CAA97091)。

应当理解，包含如本文所提供的异丁醇生物合成途径的宿主细胞可进一步包含一个或多个附加的修饰。美国专利申请公布2009/0305363(以引用方式并入)公开了通过工程化酵母以表达定位于胞质的乙酰乳酸合酶和基本除去丙酮酸脱羧酶活性而提高丙酮酸至乙酰乳酸的转化。在一些实施例中，宿主细胞包括如美国专利申请公布2009/0305363(以引用的方式并入本文)所述的修饰以降低甘油-3-磷酸脱氢酶活性和/或破坏至少一个编码具有丙酮酸脱羧酶活性的多肽的基因或破坏至少一个编码控制丙酮酸脱羧酶基因表达的调控元件的基因，包括如美国专利申请公布2010/0120105(以引用的方式并入本文)所述对宿主细胞的修饰以提供通过恩特纳-道德洛夫途径的提高碳流量或降低的等效平衡。其它的修饰包括整合至少一种多核苷酸，其编码催化利用丙酮酸的生物合成途径中一个步骤的多肽。其它的修饰包括编码具有乙酰乳酸还原酶活性的多肽的内源性多核苷酸中的至少一个缺失、突变、和/或替换。附加的修饰包括编码具有醛脱氢酶和/或醛氧化酶活性的多肽的内源性多核苷酸中的缺失、突变、和/或替换。在一些实施例中，具有醛脱氢酶活性的多肽是来自啤酒糖酵母(Saccharomycescerevisiae)的ALD6或其同源物。其中酵母生产宿主细胞是pdc-的具有减少葡萄糖阻遏效应的基因修饰在美国专利申请公布2011/0124060中有所描述，该文献以引用的方式并入本文。在一些实施例中，缺失或下调的丙酮酸脱羧酶选自：PDC1、PDC5、PDC6、以及它们的组合。在一些实施例中，宿主细胞含有缺失或下调的多核苷酸，其编码催化3-磷酸甘油醛转化成1，3-二磷酸甘油酸的多肽。在一些实施例中，催化这种反应的酶是3-磷酸甘油醛脱氢酶。

本文描述了具有催化所指示的底物向产物的转化的能力的某些适当的蛋白质，并且本领域中提供了其它适当的蛋白质。例如，美国专利申请公布2008/0261230、2009/0163376、和2010/0197519(上述专利以引用方式并入本文)描述了乙酰羟酸异构还原酶；美国专利申请公布2010/0081154(该专利以引用方式并入本文)描述了二羟酸脱水酶；醇脱氢酶描述于美国专利申请公布2009/0269823中，该专利以引用方式并入本文。

本领域的技术人员充分理解许多水平的序列同一性对鉴定来自其它物种的多肽有用，其中此类多肽具有相同或相似功能或活性，并且适合用于本文所述的重组微生物中。同一性百分比的有用的例子包括但不限于75％、80％、85％、90％、或95％，或从75％至100％的任何整数百分比在对本发明的描述中可以是有用的，例如75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％。

本文使用的标准重组DNA和分子克隆技术是本领域所熟知的，并且在如下文献中有更全面的描述：Sambrook，J.，Fritsch，E.F.和Maniatis，T.，Molecular Cloning：A Laboratory Manual，第二版，Cold Spring HarborLaboratory Press，Cold Spring Harbor，NY(1989))(下文称为“Maniatis”)；和Silhavy，T.J.、Bennan，M.L.和Enquist，L.W.，Experiments with Gene Fusions，Cold Spring Harbor Laboratory Press，ColdSpring Harbor，NY(1984)；以及Ausubel，F.M.等人，Current Protocols inMolecular Biology，由Greene Publishing Assoc和Wiley-Interscience出版(1987)。此处所用的附加的方法参见Methods in Enzymology，第194卷，Guide to Yeast Genetics and Molecular and Cell Biology(部分A，2004，Christine Guthrie和Gerald R.Fink(编辑)，Elsevier Academic Press，SanDiego，CA)。

用于增加或减少上述靶基因的基因表达的方法是本领域技术人员熟知的。酵母中基因表达的方法是本领域已知的，例如Methods in Enzymology，第194卷，Guide to Yeast Genetics and Molecular and Cell Biology(部分A，2004，Christine Guthrie和Gerald R.Fink(编辑)，Elsevier Academic Press，San Diego，Calif.)中所描述的。例如，用于增加表达的方法包括增加整合到表达靶蛋白的基因组或质粒上的基因数，并且使用比天然启动子的表达更高表达的启动子。可操作地连接到构建的用于表达的嵌合基因中的启动子包括例如组成型启动子FBA1、TDH3、ADH1、和GPM1，以及诱导型启动子GAL1、GAL10、和CUP1。可用于表达的嵌合基因构建体的适宜转录终止子包括但不限于FBA1t、TDH3t、GPM1t、ERG10t、GAL1t、CYC1t和ADH1t。

可将合适的启动子、转录终止子和编码区克隆进大肠杆菌-酵母穿梭载体中并转化到酵母细胞中。这些载体既可在大肠杆菌菌株中增殖也可在酵母菌株中增殖。载体通常包含选择性标记和允许在目标宿主中自主复制或染色体整合的序列。例如用于酵母中的质粒是穿梭载体pRS423、pRS424、pRS425和pRS426(美国典型培养物保藏中心，Rockville，Md.)，它们包含大肠杆菌复制起点(例如，pMB1)、酵母2μ复制起点，以及用于营养选择的标记。这四种载体的选择标记物是HIS3(载体pRS423)、TRP1(载体pRS424)、LEU2(载体pRS425)和URA3(载体pRS426)。表达载体的构建，既可以通过大肠杆菌中标准的分子克隆技术进行，也可以通过酵母中的缺口修复重组方法进行。

尽管本发明的多个实施例已如上描述，但是应当理解它们仅仅以举例的方式存在，并且不受限制。对相关领域的技术人员将显而易见的是能够在不脱离本发明的实质和范围下能够对其进行形式和细节的多种变型。因此，本发明的广度和范围应不受任何上述示例性实施例的限制，但应仅仅根据以下权利要求及其等同物限定。

在本说明书中提及的所有公布、专利和专利申请均指示本发明所属领域的技术人员的技术水平，并且以引用方式并入本文至如同每个单独的公布、专利或专利申请被具体且单独地指明为以引用方式并入的相同程度。

实例

以下非限制性实例将进一步示出本发明。应当理解，当以下实例涉及用玉米作为原料时，其它生物质来源可用作原料，这不背离本发明的精神。

如本文所用，使用的缩写含义如下：“g”指克，“kg”指千克，“L”指升，“mL”指毫升，“mL/L”指毫升每升，“mL/min”指毫升每分钟，“DI”指去离子，“uM”指微米，“nm”指纳米，“w/v”指重量/体积，“rpm”指每分钟转数，“℃”指摄氏度，并且“slpm”指标准升每分钟。前述特定实施例的描述将充分地揭示本发明的一般本质，使得其它人员能够在不背离本发明的一般概念的情况下，无需进行过度实验地应用本领域内的技术知识，容易地修改和/或改变此类特定实施例的多个应用。

实例1

制备玉米醪

使用30L玻璃带夹套树脂釜分三等批制备大约100kg液化玉米醪。所述釜被设置为带有机械搅拌、温度控制、和pH控制。所有三批使用的规程如下：(a)混合玉米粉与自来水(以干燥基计30重量％的玉米)，(b)将所述浆液加热到55℃，同时搅拌，(c)用氢氧化钠或H₂SO₄将浆液pH调节至5.8，(d)加入α-淀粉酶(以干燥玉米基计0.02重量％)，(e)加热浆液至85℃，(f)调节pH至5.8，(g)将浆液保持在85℃2小时，同时保持pH在5.8，并且(h)冷却浆液至25℃。

所使用的玉米是来自Pioneer(3335)的黄色玉米全玉米粒。它在锤磨机中使用1mm的筛网碾碎。测得玉米粉的含水量为12重量％，并且测得玉米粉的淀粉含量为以干燥玉米基计71.4重量％。α-淀粉酶为SCDS，购自Novozymes(Franklinton，NC)。所有三批一起使用的成分总量为：33.9kg的玉米粉(12％的水分)，65.4kg的自来水，和0.006kg的

SC DS。加入总计0.297kg的氢氧化钠(17重量％)以控制pH。不需要H₂SO₄。从三个30L的批中回收的液化玉米醪的总量为99.4kg。

实例2

移除固体

通过在大型落地式离心机中离心从实例1中产生的醪中移除固体，所述离心机包含六个1L的瓶子。73.4kg的醪在25℃以8000rpm离心20min，产生44.4kg的浓缩物和26.9kg湿饼。测得浓缩物包含＜1重量％的悬浮固体，并且湿饼包含大约18重量％的悬浮固体。这暗示初始的液化醪包含大约7重量％的悬浮固体。这与玉米负荷和使用的玉米的淀粉含量一致，假定大多数淀粉液化。如果所有淀粉均液化，直接从离心机中回收的44.4kg浓缩物将已经包含大约23重量％的液化的低聚糖(液化淀粉)。将约0.6kg的异丁醇加到35.4kg的浓缩物中以保存它。所得36.0kg的浓缩物包含1.6重量％的异丁醇，将其用作原液。

实例3

通过移除不溶解的固体移除玉米油

这个实例展示了通过在发酵前移除不溶解固体以从玉米醪中移除并回收玉米油的潜力。提取溶剂如果用玉米油稀释，它的效果可能受到负面影响。在提取发酵工序中必须最小化溶剂分配系数的降低以使液-液提取成为实施原位产物去除(ISPR)的可行分离方法。

在1L玻璃的、带夹套的树脂釜内制备了大约1000g液化的玉米醪。所述釜被设置为带有机械搅拌、温度控制、和pH控制。使用了下列规程：混合玉米粉与自来水(以干燥基计26重量％的玉米)，将所述浆液加热到55℃，同时搅拌，用氢氧化钠或H₂SO₄将pH调节至5.8，加入α-淀粉酶(以干燥玉米基计0.02重量％)，继续加热至85℃，调节pH至5.8，保持85℃2小时，同时保持pH在5.8，冷却至25℃。所使用的玉米是来自Pioneer(3335)的黄色玉米全玉米粒。它在锤磨机中使用1mm的筛网碾碎。研碎玉米的含水量经测量为约11.7重量％，并且所述研碎玉米的淀粉含量经测量为以干燥玉米计约71.4重量％。所述α-淀粉酶是来自Novozymes(Franklinton，NC)的

SC DS。所使用的成分的总量是：294.5g研碎玉米(11.7％水分)、705.5g自来水、和0.059g

SC DS。添加了H₂O(4.3g)以稀释酶，并且添加了总共2.3g的20％NaOH溶液来控制pH。回收了约952g的醪。注意，由于醪液粘附在釜和CF瓶的壁上，存在一些损失。

于40℃以5000rpm(7260g′s)离心液化的玉米醪30分钟以从低聚糖的水溶液移除不溶解的固体。通过离心移除固体还导致游离的玉米油作为水相上方的分离的有机液体层被移除，如例如图12所示。从漂浮在如图9所示的水相顶部的有机层中回收大约1.5g玉米油。通过己烷提取测定了用于产生所述液化的醪的研碎玉米包含以干燥玉米计约3.5重量％的玉米油。这相当于约9g玉米油与研碎玉米一起被进料至液化过程。

从浮在水相上方的有机层回收了大约1g的玉米油。回收了约617g液化的淀粉溶液，留下了约334g湿饼。所述湿饼包含了液化的醪中的大部分不溶解的固体。液化的淀粉溶液包含约0.2重量％的不溶解的固体。所述湿饼包含约21重量％的不溶解的固体。用1000g自来水洗涤了湿饼以移除所述滤饼中仍然存在的低聚糖。这是通过将所述滤饼与水混合形成浆液进行的。然后在与用于离心最初的醪的相同的条件下离心所述浆液以回收经洗涤的固体。通过离心移除经洗涤的固体还导致了一些附加的游离的玉米油作为水相上方的分离的有机液体层被移除。从浮在水相上方的有机层回收了玉米油。

每次使用1000g自来水再洗涤了湿的固体两次以基本上移除全部的液化的淀粉。以80℃和约20英寸汞柱的真空在真空炉中过夜干燥了最终的经洗涤的固体。通过己烷提取测定了残留在干燥固体中(推测依然在胚芽中)的玉米油的量。据测定3.60g相对干燥固体的样品(约2重量％水分)包含0.22g玉米油。这一结果对应于0.0624g玉米油/g干燥固体。这是就经洗涤的固体而言的，即在湿固体中没有残余的低聚糖。在离心液化的玉米醪以从湿饼分离游离玉米油的层和低聚糖的水溶液之后，据测定残留了约334g包含约21重量％的不溶解固体的湿饼。这相当于所述湿饼包含约70.1g不溶解的固体。以0.0624g玉米油/g干燥固体计，所述湿饼中的固体应当包含约4.4g玉米油。

实例4

发酵的一般方法

种子瓶生长

啤酒糖酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株经工程化以从碳水化合物源中产生异丁醇，该菌株缺失pdc1、缺失pdc5、并且缺失pdc6，它在种子烧瓶中从冷冻培养物生长至0.55-1.1g/L干细胞重量(OD600 1.3-2.6-Thermo Helios a Thermo Fisher Scientific Inc.，Waltham，Massachusetts)。所述培养物在以300rpm旋转的培养箱中在26℃下生长。所述冷冻培养物原先被储存在-80℃。第一种菌培养基的组成是：

3.0g/L右旋糖

3.0g/L无水乙醇

3.7g/L ForMedium^TM Synthetic Complete Amino Acid(Kaiser)Drop-Out：无HIS，无URA(参考号DSCK162CK)

6.7g/L Difco Yeast Nitrogen Base，无氨基酸(No.291920)。

将来自第一种子烧瓶培养物的十二毫升样品转移到2L烧瓶中并在30℃下以300rpm旋转的培养箱中生长。第二种子烧瓶具有220mL的以下培养基：

30.0g/L右旋糖

5.0g/L无水乙醇

3.7g/L ForMedium^TM Synthetic Complete Amino Acid(Kaiser)Drop-Out：无HIS，无URA(参考号DSCK162CK)

6.7g/L Difco Yeast Nitrogen Base，无氨基酸(No.291920)

0.2M MES缓冲液调节至pH5.5-6.0。

所述培养物生长至0.55-1.1g/L干细胞重量(OD6001.3-2.6)。在这一细胞浓度加入30mL包含200g/L蛋白胨和100g/L酵母提取物的溶液。然后加入300mL 0.2μM过滤除菌的Cognis，将90-95％油醇加到烧瓶中。所述培养物在收获之前继续生长至＞4g/L干细胞重量(OD600＞10)并加到发酵中。

发酵准备

初始发酵罐准备

向带玻璃夹套的2L发酵罐(Sartorius AG，Goettingen，Germany)加入包含固体或不包含固体的液化醪(浓缩物)。pH探针(Hamilton EasyfermPlus K8，部件号：238627，Hamilton Bonaduz AG，Bonaduz，Switzerland)通过Sartorius DCU-3 Control Tower Calibration菜单进行校准。零在pH＝7时校准。跨度在pH＝4时校准。然后通过不锈顶板将探针置于发酵罐中。也将液化氧探针(pO2探针)通过顶板置于发酵罐中。用于递送营养素、种子培养物、提取溶剂、和碱的管与顶板相连并且末端被箔封。将整个发酵罐置于Steris(Steris Corporation，Mentor，Ohio)高压釜中并在液体循环中灭菌30min。

从高压釜中移出发酵罐并置于负荷传感器上。将夹套水供应和回流管线分别连接到壳水和清洁排水上。将冷凝器冷却水的进水和出水管线连接至在7℃运行的6L再循环恒温池上。将从发酵罐中导气的排气管连接到传送管上，所述传送管与Thermo质谱仪(Prima dB，Thermo Fisher ScientificInc.，Waltham，Massachusetts)相连。将喷洒管与供气管相连。将加入营养素、种子培养物、提取溶剂、和碱的管向下通过泵或夹住闭合。高压釜处理的材料0.9％w/v的氯化钠在加入液化醪之前排出。

液化后的脂肪酶处理

在液化循环(Liquefaction)结束后将发酵罐温度设为55℃而不是30℃。通过当需要时成块加入酸或碱将pH人工控制在pH＝5.8。将脂肪酶原液加到发酵罐中使最终脂肪酶浓度为10ppm。将发酵罐保持在55℃，300rpm，并且用0.3slpm N₂填充上部空间＞6小时。在完成脂肪酶处理后将发酵罐温度设为30℃。

接种前的营养物添加

恰在接种之前加入7.0mL/L(接种后体积)乙醇(200proof，无水的)。恰在接种之前加入硫胺素，其最终浓度为20mg/L。恰在接种之前加入100mg/L烟酸。

发酵罐接种

当将N₂加入发酵罐时，将发酵罐pO₂探针校准至零。用以300rpm喷射的无菌空气对发酵罐pO₂探针的跨度进行校准。在第二种子烧瓶为＞4g/L干细胞重量后，接种发酵罐。从培养箱/振荡器中移出摇瓶5分钟，以使油醇相和水相发生相分离。将55mL的水相转移到无菌的接种瓶中。将种菌通过蠕动泵泵送到发酵罐中。

在接种后加入油醇或玉米油脂肪酸

接种后立即加入1L/L(接种后体积)的油醇或玉米油脂肪酸。

发酵罐运行条件

在整个生长和生产阶段所述发酵罐在30℃下运行。在不加入任何酸的情况下允许pH从5.7-5.9下降至对照设置点5.2。用氢氧化铵将pH在剩余的生长和生产阶段控制在pH＝5.2。通过喷射器将无菌空气以0.3slpm加入发酵罐中以供残留物的生长和生产阶段。pO2被设定为由Sartorius DCU-3Control Box PID控制回路控制在3.0％，控制仅采用搅拌控制，搅拌器最低被设定为300rpm，最高被设定为2000rpm。通过加入a-淀粉酶(葡糖淀粉酶)进行液化玉米醪的同步糖化和发酵来供应葡萄糖。一旦淀粉可用于糖化，葡萄糖保持过量(1-50g/L)状态。

实例5

由来自液化玉米醪的移除固体生成的湿饼

这个实例展示回收湿饼并通过用水洗涤饼两次从湿饼中回收淀粉，其中的饼通过离心液化醪产生。将液化玉米醪进料到连续的滗析器离心机以产生浓缩流(C-1)和湿饼(WC-1)。浓缩物是相对不含固体的可液化淀粉的水溶液，并且湿饼与进料醪相比浓缩了固体。一部分湿饼与热水混合以形成浆液(S-1)。将浆液泵回通过滗析器离心机以产生洗涤水浓缩物(C-2)和洗涤的湿饼(WC-2)。C-2是相对不含固体的、可液化淀粉的稀释水溶液。C-2中的可液化淀粉的浓度小于产自醪分离的浓缩物中的可液化淀粉的浓度。保留在WC-2中的液相中的淀粉比产自醪分离的湿饼中的液体中的淀粉更稀。洗涤湿饼(WC-2)与热水混合以形成浆液(S-2)。加入的水量对加入的湿饼中的可液化淀粉的量的比率在两个洗涤步骤中相同。将第二洗涤浆液泵回通过滗析器离心机以产生第二洗涤水浓缩物(C-3)和已经被洗涤两次的湿饼(WC-3)。C-3是相对不含固体的、可液化淀粉的稀释水溶液。C-3中的可液化淀粉的浓度小于在第一洗涤阶段(C-2)产生的浓缩物中的可液化淀粉的浓度，并因此保留在WC-3(第二洗涤湿饼)中的液相的淀粉比WC-2(第一洗涤湿饼)中的液相的淀粉更稀。在两种洗涤浓缩物(C-2和C-3)中的总可液化淀粉是被回收并能再循环重新液化的淀粉。保留在最终洗涤湿饼中的液体中的可液化淀粉比在初始醪分离中产生的湿饼中的可液化淀粉少得多。

产生液化玉米醪

大约1000加仑液化玉米醪在连续的干磨液化系统中产生，所述系统由锤磨机、浆液混合器、浆液罐、和液化罐组成。连续进料玉米粉、水、和α-淀粉酶。所述反应器外配有机械搅拌、温度控制、和使用氨或硫酸的pH控制装置。反应条件如下：

锤磨机筛网尺寸：      7/64″

浆液混合器的进料速率

-玉米粉：             560lbm/hr(14.1重量％的水分)

-加工水：             16.6lbm/min(200F)

-α-淀粉酶：          61g/hr(Genecor：

ALPHA)

浆液罐条件：

液化罐条件：

液化玉米醪的产率约为3gpm。玉米粉的淀粉含量经测量为以干燥玉米基计约70重量％。液化醪的总固体(TS)为约31重量％，并且总悬浮固体(TSS)为大约7重量％。液相包含约23-24重量％的液化淀粉，这通过HPLC测得(可液化的低聚糖)。

液化醪在连续滗析器离心机(制备，型)中以以下条件离心：

通过离心醪产生大约850加仑浓缩物和大约1400lbm湿饼。测得湿饼中的总固体为按水分余量计约46.3％(悬浮的+液化的)。已知液相包含约23重量％的可液化淀粉，预测湿饼中的总悬浮固体为约28重量％。预测湿饼包含大约12％的可液化淀粉，其在离心机运行之前存在于液化醪中。

实例6

脂质分析

脂质分析是通过将多种包含脂肪酸的化合物类通过酯交换转化为脂肪酸甲酯(“FAME”)进行的。使用甲醇钠在甲醇中进行甘油酯和磷脂的酯交换。使用乙酰氯在甲醇中进行甘油酯、磷脂、和游离脂肪酸的酯交换。使用配备了30-m×0.25mm(内径)的OMEGA WAX^TM(Supelco，SigmaAldrich，St.Louis，MO)柱的Agilent 7890 GC，在稀释于甲苯/己烷(2∶3)之后，通过气相色谱分析了所得到的FAME。炉温以5℃/min从160℃升高至200℃，然后以10℃/min从200℃升高至250℃(保持10min)。通过GC分析记录的FAME峰通过将它们的保留时间与已知的甲基酯类(ME)的相比较而被鉴定，并且通过将FAME峰的面积与已知量的内部标准品(C15:0甘油三酯，通过与样品的酯交换过程取得)进行比较对其定量。因此，大约的量(mg)的任何脂肪酸FAME(“mg FAME”)按照下式被计算：(特定脂肪酸的FAME峰的面积/15:0 FAME峰的面积)*(内部标准品C15:0 FAME的mg数)。然后，通过除以适当的分子量转换因子1.052，上述FAME结果可被校正为对应的脂肪酸的mg数。全部的内部和参考标准品均得自Nu-Chek Prep，Inc。

对于使用甲醇钠在甲醇中酯交换的样品，所获得的脂肪酸结果通过乘以分子量转换因子1.045，被转换为对应的甘油三酯水平。在针对该样品研究的样品中，甘油三酯一般占甘油酯的大约80％至90％，其余的为甘油二酯。甘油单酯和磷脂的含量一般是可以忽略的。对于使用乙酰氯在甲醇中酯交换的样品，所获得的总脂肪酸结果通过扣除针对相同样品使用甲醇钠方法测定的脂肪酸而对甘油酯含量进行了校正。结果为所述样品的游离脂肪酸含量。

使用薄层色谱法测定了甘油酯含量(甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯、和磷脂)的分布。所述油溶解于6∶1氯仿/甲醇中的溶液被斑点状点在预先涂覆了硅胶的玻璃板的底部附近。然后使用70∶30∶1己烷/乙醚/乙酸溶剂系统从板上对斑点进行了色谱分析。然后通过用碘蒸气对平板染色，检测了对应于甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯、和磷脂的分离的斑点。然后从平板上刮下斑点，使用乙酰氯在甲醇中的方法进行酯交换，并通过气相色谱进行分析。就每一斑点而言总的峰面积对就全部斑点而言的总的峰面积的比率是各种甘油酯的分布。

实例7

来自釜馏物的固体通过脱溶剂装置提取以回收脂肪酸、酯、和甘油三 酯

本实例显示了固体从釜馏物的移出以及通过脱溶剂装置提取来从所述固体回收脂肪酸、酯、和甘油三酯。在发酵过程中，从全釜馏物分离了固体并进料至脱溶剂装置，其中使它们与1.1吨/小时的蒸汽接触。全釜馏物湿饼(提取器进料)、溶剂、提取器油水混合物、和提取器排放固体的流速如表1中所显示的。表中的值是近似的吨/小时值。

表1

	来自全釜馏物的固体	溶剂	油水混合物	提取器排放固体
					脂肪酸	0.099	0	0.0982	0.001
不溶解的固体	17.857	0	0.0009	17.856
					脂肪酸丁酯	2.866	0	2.837	0.0287
己烷	0	11.02	10.467	0.555
					甘油三酯	0.992	0	0.982	0.0099
水	29.762	0	29.464	0.297

离开脱溶剂装置的固体被进料至烘干机。离开脱溶剂装置的蒸气包含0.55吨/小时的己烷和1.102吨/小时的水。上述流被浓缩并被进料至滗析器。离开滗析器的富含水的相包含约360ppm的己烷。该流被进料至蒸馏塔，己烷在其中从上述富含水的流移除。离开蒸馏塔顶部的富含己烷的流被浓缩并进料至滗析器。离开滗析器的富含有机物的流被进料至蒸馏塔。蒸汽(11.02吨/小时)被进料至所述蒸馏塔的底部。上述塔的塔顶和底部产物的组成显示于表2中。表中的值是吨/小时。

表2

	塔底	塔顶
			脂肪酸	0.0981	0
脂肪酸丁酯	2.8232	0
			己烷	0.0011	11.12
甘油三酯	0.9812	0
			水	0	11.02

实例8

从醪中回收副产物

本实例展示了副产物从醪的回收。在实例3所述的条件下从醪中分离出玉米油，不同的是使用三相卧螺离心机(Flottweg Z23-4碟直径为230mm，长径比为4∶1)，条件如下：

如通过实例6中所述的方法和薄层色谱法所测定的，玉米油分离物具有81％甘油三酯、6％游离脂肪酸、4％甘油二酯、和5％总的磷脂和甘油单酯。

在上文所述的条件下从醪分离的固体，具有58％的含水量，如通过干燥时的重量损失所测定的，并且具有1.2％的甘油三酯和0.27％的游离脂肪酸，如通过实例6中所述的方法所测定的。

表5中的从全釜馏物分离的固体、在蒸发器的阶段之间提取的油、副产物提取剂和酒糟残液(CDS)的组成，是假定表3中显示的全釜馏物组成和表3中的假设(在三相卧螺沉降离心机中分离)而计算的。表2的值是从Aspen模型(Aspen Technology，Inc.，Burlington，MA)获得的。该模型假定不从醪提取玉米油。据估计以细胞干重计的蛋白质含量、溶解的固体、和悬浮的固体分别是大约50％、22％、和35.5％。副产物提取剂的组成据估计为以干重计70.7％的脂肪酸和29.3％脂肪酸异丁酯。

表3

组分	质量％
		水	57.386％
细胞	0.502％
		脂肪酸	6.737％
脂肪酸异丁酯	30.817％
		甘油三酯	0.035％
悬浮的固体	0.416％
		溶解的固体	4.107％

表4

	水解器进料	稀釜馏物	固体
				有机物	99.175％	0.75％	0.08％
水和溶解的固体	1％	96％	3％
				悬浮的固体和细胞	1％	2％	97％

表5

流	C。蛋白质	甘油三酯	FFA	FABE
					全釜馏物湿饼	40％	痕量	0.5％	2.2％
蒸发器的油	0％	0.08％	16.1％	73.8％
					CDS	22％	痕量％	0.37％	1.71％

实例9

实例9提供示出按照本文所述及所示方法的工艺进料流组合的示例性方法和系统。

如例如实例1所述制备液化玉米醪，并且如例如实例2、3、和/或5所述移除玉米油和固体，形成玉米油和湿饼。在如例如实例4所述的发酵后，移除固体，如例如实例5所述形成湿饼。糖浆和脂质工艺进料流如本文所述产生。来自水解玉米油的脂肪酸的工艺进料流(COFA，来自水解玉米油的脂肪酸的工艺进料流)如本文所述产生。如例如实例6和7所述测定工艺进料流的按甘油三酯(TG)、脂肪酸(FA)和COFA异丁酯(FABE)干重计的百分比。也使用标准方法测定工艺进料流按干重计的粗脂肪、粗蛋白、赖氨酸、中性洗涤剂纤维(NDF)、和酸性洗涤剂纤维(ADF)百分比、以及相对于湿饼的干物质(DM)比率。此外，测定工艺进料流的三个组合中这些样品的值：(1)湿饼、WS湿饼、糖浆、和COFA(DCP1)；(2)湿饼、WS湿饼、和糖浆(DCP2)；以及(3)玉米油(65％)、湿饼、WS湿饼、和糖浆。这些分析的结果在表6中示出。

表6：工艺进料流含量和组合(干燥基百分比)

这些结果示出工艺进料流可用于生成特定动物饲料或动物饲料市场(例如牲畜、反刍动物、牛、奶厂、猪、山羊、绵羊、家禽、马、水产养殖、家养宠物饲料市场)的组分。此外，工艺进料流的组合可用于优化特定动物饲料或动物饲料市场的脂质、脂肪、蛋白或赖氨酸含量。

实例10

COFA至FAEE和甘油单酯的转化

下列实例显示了COFA可在温和条件下使用固定化的酶以高收率与乙醇(EtOH)或与甘油发生酯化。

从Sigma Aldrich(St.Louis，MO)购买了Novozyme435(南极假丝酵母(Candida antarctica)脂肪酶B，固定在丙烯酸树脂上)。丙酮、t-BuOH、乙醇、甲醇、和甘油均购自Sigma Aldrich(St.Louis，MO)。对于GC分析，所使用的气相色谱仪是Hewlett Packard 5890系列II GC色谱，并使用了十五烷酸甲酯作为内部标准品。

COFA至FAEE的转化

将玉米油脂肪酸(COFA，0.25g)溶解于2.0mL EtOH中，形成了单相。添加了二十mg固定在丙烯酸树脂上的南极假丝酵母(Candidaantarctica)脂肪酶B(CALB)(Novozyme435)(包含1.7mg酶)，并在旋转振荡器(300rpm)上于40℃孵育6mL用带隔垫的盖密封的玻璃小瓶中的上述悬浮液24h。随着98％的COFA转化为FAEE(脂肪酸乙酯)，反应几乎接近完成。24h后的GC分析显示了98％的COFA至脂肪酸乙酯的转化。

COFA至单酰基甘油酯的转化

使玉米油脂肪酸(COFA，0.25g)加上0.325g甘油溶解于2.0mL丙酮中。形成了大多数组分均溶解于其中的较大的上层相，和较小的包含残余的甘油的相。添加了二十mg固定在丙烯酸树脂上的南极假丝酵母(Candidaantarctica)脂肪酶B(CALB)(Novozyme435)(包含1.7mg酶)，并在旋转振荡器(300rpm)上于40℃孵育6mL用带隔垫的盖密封的玻璃小瓶中的上述悬浮液24h。对上层相的GC分析表明，87％的COFA已被转化为酰基甘油酯(预期大多数为单酰基甘油酯)。

实例11

COFA至FAME的转化

下列实例显示了COFA可在温和条件下使用固定化的脂肪酶以高收率与甲醇(MeOH)、与EtOH、和与甘油发生酯化。

没有溶剂的COFA至FAME的转化

向6mL小瓶中添加了500mg COFA(1.48mmol)、132μL MeOH(3.26mmol)、和10mg Novozyme435。所得到的混合物被置于培养箱/振荡器中，并于40℃过夜。对反应混合物的GC分析显示了95％的转化。

将MeOH加入COFA→FAME的反应

向6mL小瓶中添加了500mg COFA(1.48mmol)、180、240、300、或1320μL的MeOH(4.44、5.92、7.41、和14.82mmol)、和10mg Novozyme435。所得到的混合物被置于培养箱/振荡器中，并于40℃过夜。对反应混合物的GC分析显示了96-97％的转化。

尽管本发明的多个实施例已如上描述，但是应当理解它们仅仅以举例的方式存在，并且不受限制。对相关领域的技术人员将显而易见的是能够在不脱离本发明的实质和范围下能够对其进行形式和细节的多种变型。因此，本发明的广度和范围应不受任何上述示例性实施例的限制，但应仅仅根据以下权利要求及其等同物限定。

在本说明书中提及的所有公布、专利和专利申请均指示本发明所属领域的技术人员的技术水平，并且以引用方式并入本文至如同每个单独的公布、专利或专利申请被具体且单独地指明为以引用方式并入的相同程度。

Claims (35)

1.生产酒糟共产物的方法，包括提供具有至少两种工艺进料流的醇生产工艺，其中将所述至少两种工艺进料流混合来产生酒糟共产物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少两种工艺进料流包括下列中的至少两种：(i)来自油水解的脂肪酸，(ii)来自稀釜馏物蒸发的脂质，(iii)糖浆，(iv)酒糟(DG)，(v)酒糟及可溶物(DGS)，(vi)来自发酵前的醪的固体，(vii)来自发酵后的全釜馏物的固体，(viii)油，和(ix)微生物。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述脂肪酸来自玉米油水解。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述DG是干酒糟(DDG)或湿酒糟(WDG)。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述DGS是干酒糟及可溶物(DDGS)或湿酒糟及可溶物(WDGS)。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述醇生产工艺是丁醇生产工艺。

7.从醇生产工艺生产用于动物饲料的酒糟共产物的方法，包括提供具有至少一种工艺进料流的醇生产工艺来改善动物饲料或动物饲料市场的粗蛋白和粗脂肪含量。

8.根据权利要求7所述的方法，其中将至少两种工艺进料流混合来改善动物饲料或动物饲料市场的粗蛋白和粗脂肪含量。

9.根据权利要求7所述的方法，其中将至少三种工艺进料流混合来改善动物饲料或动物饲料市场的粗蛋白和粗脂肪含量。

10.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少一种工艺进料流是：(i)来自油水解的脂肪酸，(ii)来自稀釜馏物蒸发的脂质，(iii)糖浆，(iv)DG，(v)DGS，(vi)来自发酵前的醪的固体，(vii)来自发酵后的全釜馏物的固体，(viii)油，或(ix)微生物。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述脂肪酸来自玉米油水解。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述DG是DDG或WDG。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述DGS是DDGS或WDGS。

14.根据权利要求7所述的方法，其中所述用于动物饲料的酒糟共产物具有按所述酒糟共产物重量计小于约10％的粗脂肪含量。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述用于动物饲料的酒糟共产物具有按酒糟共产物重量计小于约10％的脂肪酸含量。

16.根据权利要求7所述的方法，其中所述用于动物饲料的酒糟共产物的蛋白含量补充以酵母细胞群，其中所述酵母细胞群提高所述用于动物饲料的酒糟共产物的蛋白含量。

17.根据权利要求10所述的方法，其中所述脂肪酸含量为包含所述用于动物饲料的酒糟共产物的动物饲料组合物提供附加的能量和营养物。

18.根据权利要求7所述的方法，其中所述醇生产工艺是丁醇生产工艺。

19.根据权利要求18所述的方法，其中在所述丁醇生产工艺中产生的丁醇用作所述丁醇生产工艺的至少一种进料流的溶剂洗剂。

20.根据权利要求7所述的方法，其中将第一进料流与第二进料流混合来产生用于动物饲料的酒糟共产物，所述动物饲料具有提高的贮存稳定性。

21.根据权利要求7所述的方法，其中所述用于动物饲料的酒糟共产物具有改善的颜色特征。

22.用于动物饲料组合物的酒糟共产物，包含按所述酒糟共产物重量计至少约20％的粗蛋白和按重量计小于约10％的粗脂肪，其中所述组合物具有改善的动物饲料或动物饲料市场的营养物特征。

23.根据权利要求22所述的用于动物饲料组合物的酒糟共产物，还包含按重量计小于约10％的脂肪酸。

24.根据权利要求22所述的用于动物饲料组合物的酒糟共产物，还包含按重量计小于约10％的脂肪酸酯。

25.根据权利要求22所述的用于动物饲料组合物的酒糟共产物，还包含按重量计不超过约5％的赖氨酸。

26.根据权利要求22所述的用于动物饲料组合物的酒糟共产物，其中所述组合物具有牛、奶厂、牲畜、猪、家禽、马、水产养殖或家养宠物饲料市场的营养物特征。

27.根据权利要求22所述的用于动物饲料组合物的酒糟共产物，还包括用一种或多种附加组分补充所述用于动物饲料组合物的酒糟共产物，所述附加组分选自氨基酸、维生素、矿物、营养物、风味增强剂、消化刺激剂、或颜色增强剂。

28.减轻发酵污染物对用于动物饲料的酒糟共产物生产的影响的方法，包括在发酵前分离醇生产工艺的至少一种进料流。

29.减少用于动物饲料的酒糟共产物中霉菌毒素污染的方法，包括分离有助于用于动物饲料的酒糟共产物生产的醇生产工艺的进料流，以及除去或纯化具有霉菌毒素污染可能的进料流。

30.减少用于动物饲料的酒糟共产物的脂质含量变化性的方法，包括分离有助于用于动物饲料的酒糟共产物生产的醇生产工艺的进料流，以及将所述进料流混合来获得受控的脂质含量。

31.提高用于动物饲料的酒糟共产物的甘油三酯含量的方法，包括将含有较高甘油三酯的醇生产进料流与用于动物饲料组合物的酒糟共产物以提高的比率混合。

32.生产用于燃料的酒糟共产物的方法，包括提供丁醇生产工艺，其中使用所述丁醇生产工艺的至少一种工艺进料流产生用于燃料的酒糟共产物。

33.根据权利要求32所述的方法，其中所述用于燃料的酒糟共产物是COFA。

34.生产用于生物柴油的酒糟共产物的方法，包括提供丁醇生产工艺，其中使用所述丁醇生产工艺的至少一种工艺进料流产生用于生物柴油的酒糟共产物。

35.根据权利要求34所述的方法，其中所述用于生物柴油的酒糟共产物是COFA。

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