EA018720B1 - Способ получения бутандиола с помощью анаэробной микробной ферментации - Google Patents
Способ получения бутандиола с помощью анаэробной микробной ферментации Download PDFInfo
- Publication number
- EA018720B1 EA018720B1 EA201071379A EA201071379A EA018720B1 EA 018720 B1 EA018720 B1 EA 018720B1 EA 201071379 A EA201071379 A EA 201071379A EA 201071379 A EA201071379 A EA 201071379A EA 018720 B1 EA018720 B1 EA 018720B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- butanediol
- substrate
- fermentation
- solution
- culture
- Prior art date
Links
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims abstract description 105
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims description 95
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 50
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 title claims description 26
- CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diol Chemical compound CCCC(O)O CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 21
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 166
- OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N butane-2,3-diol Chemical compound CC(O)C(C)O OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 161
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 143
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 62
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 21
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 19
- 101710088194 Dehydrogenase Proteins 0.000 claims description 15
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 9
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 7
- 230000003827 upregulation Effects 0.000 claims description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 claims 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 165
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 abstract description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 78
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 77
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 41
- 239000000047 product Substances 0.000 description 36
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 25
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 23
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 19
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 16
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 16
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 description 14
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 13
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 13
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 12
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 12
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 10
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 description 10
- 239000005862 Whey Substances 0.000 description 8
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 description 8
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 description 8
- QSWDMMVNRMROPK-UHFFFAOYSA-K chromium(3+) trichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cr+3] QSWDMMVNRMROPK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 8
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000306 component Substances 0.000 description 7
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 7
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 5
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-N sodium polysulfide Chemical compound [Na+].S HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021555 Chromium Chloride Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 4
- ZSLZBFCDCINBPY-ZSJPKINUSA-N acetyl-CoA Chemical compound O[C@@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(=O)NCCSC(=O)C)O[C@H]1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1 ZSLZBFCDCINBPY-ZSJPKINUSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 4
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 4
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 4
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 4
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 4
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 4
- ROWKJAVDOGWPAT-UHFFFAOYSA-N Acetoin Chemical compound CC(O)C(C)=O ROWKJAVDOGWPAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MKBRWOBGTVWPKS-UHFFFAOYSA-N CC(C(C)O)O.C(C)O.C(C)(=O)O Chemical compound CC(C(C)O)O.C(C)O.C(C)(=O)O MKBRWOBGTVWPKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008351 acetate buffer Substances 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000007979 citrate buffer Substances 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- BJHIKXHVCXFQLS-UYFOZJQFSA-N fructose group Chemical group OCC(=O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO BJHIKXHVCXFQLS-UYFOZJQFSA-N 0.000 description 3
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 2
- ALYNCZNDIQEVRV-UHFFFAOYSA-N 4-aminobenzoic acid Chemical compound NC1=CC=C(C(O)=O)C=C1 ALYNCZNDIQEVRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 241000272525 Anas platyrhynchos Species 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M Butyrate Chemical compound CCCC([O-])=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Natural products CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSJXEFYPDANLFS-UHFFFAOYSA-N Diacetyl Chemical compound CC(=O)C(C)=O QSJXEFYPDANLFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N Niacin Chemical compound OC(=O)C1=CC=CN=C1 PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N Riboflavin Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 2
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 2
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 2
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N butane-1,2-diol Chemical compound CCC(O)CO BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010804 cDNA synthesis Methods 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229960002433 cysteine Drugs 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N folic acid Chemical compound C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N 0.000 description 2
- -1 fructose Chemical class 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 2
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 2
- 235000019156 vitamin B Nutrition 0.000 description 2
- 239000011720 vitamin B Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 2
- QIJRTFXNRTXDIP-UHFFFAOYSA-N (1-carboxy-2-sulfanylethyl)azanium;chloride;hydrate Chemical compound O.Cl.SCC(N)C(O)=O QIJRTFXNRTXDIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AGBQKNBQESQNJD-SSDOTTSWSA-N (R)-lipoic acid Chemical compound OC(=O)CCCC[C@@H]1CCSS1 AGBQKNBQESQNJD-SSDOTTSWSA-N 0.000 description 1
- WTLNOANVTIKPEE-UHFFFAOYSA-N 2-acetyloxypropanoic acid Chemical compound OC(=O)C(C)OC(C)=O WTLNOANVTIKPEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 101100346189 Caenorhabditis elegans mpc-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100421901 Caenorhabditis elegans sos-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910021554 Chromium(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N D-Lyxoflavin Natural products OCC(O)C(O)C(O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004163 DNA-directed RNA polymerases Human genes 0.000 description 1
- 108090000626 DNA-directed RNA polymerases Proteins 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 101000638161 Homo sapiens Tumor necrosis factor ligand superfamily member 6 Proteins 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- QIJRTFXNRTXDIP-JIZZDEOASA-N L-cysteine hydrochloride hydrate Chemical compound O.Cl.SC[C@H](N)C(O)=O QIJRTFXNRTXDIP-JIZZDEOASA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- OVBPIULPVIDEAO-UHFFFAOYSA-N N-Pteroyl-L-glutaminsaeure Natural products C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)NC(CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M Pyruvate Chemical compound CC(=O)C([O-])=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002123 RNA extraction Methods 0.000 description 1
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 102100031988 Tumor necrosis factor ligand superfamily member 6 Human genes 0.000 description 1
- 229930003779 Vitamin B12 Natural products 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- 230000000789 acetogenic effect Effects 0.000 description 1
- 108010084631 acetolactate decarboxylase Proteins 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- AGBQKNBQESQNJD-UHFFFAOYSA-N alpha-Lipoic acid Natural products OC(=O)CCCCC1CCSS1 AGBQKNBQESQNJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960004050 aminobenzoic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000001195 anabolic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 1
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000337 buffer salt Substances 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- FAPWYRCQGJNNSJ-UBKPKTQASA-L calcium D-pantothenic acid Chemical compound [Ca+2].OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC([O-])=O.OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC([O-])=O FAPWYRCQGJNNSJ-UBKPKTQASA-L 0.000 description 1
- 229960002079 calcium pantothenate Drugs 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- XBWRJSSJWDOUSJ-UHFFFAOYSA-L chromium(ii) chloride Chemical compound Cl[Cr]Cl XBWRJSSJWDOUSJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- AGVAZMGAQJOSFJ-WZHZPDAFSA-M cobalt(2+);[(2r,3s,4r,5s)-5-(5,6-dimethylbenzimidazol-1-yl)-4-hydroxy-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] [(2r)-1-[3-[(1r,2r,3r,4z,7s,9z,12s,13s,14z,17s,18s,19r)-2,13,18-tris(2-amino-2-oxoethyl)-7,12,17-tris(3-amino-3-oxopropyl)-3,5,8,8,13,15,18,19-octamethyl-2 Chemical compound [Co+2].N#[C-].[N-]([C@@H]1[C@H](CC(N)=O)[C@@]2(C)CCC(=O)NC[C@@H](C)OP(O)(=O)O[C@H]3[C@H]([C@H](O[C@@H]3CO)N3C4=CC(C)=C(C)C=C4N=C3)O)\C2=C(C)/C([C@H](C\2(C)C)CCC(N)=O)=N/C/2=C\C([C@H]([C@@]/2(CC(N)=O)C)CCC(N)=O)=N\C\2=C(C)/C2=N[C@]1(C)[C@@](C)(CC(N)=O)[C@@H]2CCC(N)=O AGVAZMGAQJOSFJ-WZHZPDAFSA-M 0.000 description 1
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001305 cysteine hydrochloride Drugs 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- 238000006471 dimerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000003828 downregulation Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229960000304 folic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000019152 folic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011724 folic acid Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 1
- 239000002816 fuel additive Substances 0.000 description 1
- 239000010921 garden waste Substances 0.000 description 1
- 239000010795 gaseous waste Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- GFAZHVHNLUBROE-UHFFFAOYSA-N hydroxymethyl propionaldehyde Natural products CCC(=O)CO GFAZHVHNLUBROE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000001822 immobilized cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000002029 lignocellulosic biomass Substances 0.000 description 1
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 description 1
- 235000019136 lipoic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 1
- 239000012533 medium component Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 150000004682 monohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 229960003512 nicotinic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000001968 nicotinic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 description 1
- MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N nitrilotriacetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 238000011158 quantitative evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229960002477 riboflavin Drugs 0.000 description 1
- 235000019192 riboflavin Nutrition 0.000 description 1
- 239000002151 riboflavin Substances 0.000 description 1
- 102200127556 rs34159654 Human genes 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005464 sample preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012064 sodium phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229960002663 thioctic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 description 1
- 230000009107 upstream regulation Effects 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 235000019163 vitamin B12 Nutrition 0.000 description 1
- 239000011715 vitamin B12 Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
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
- C12P7/18—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic polyhydric
-
- 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
-
- 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
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
В изобретении предлагаются способы получения 2,3-бутандиола с помощью анаэробной ферментации. Согласно конкретным способам по изобретению 2,3-бутандиол получают с помощью анаэробной ферментации субстратов, включающих углевод и монооксид углерода.
Description
Настоящее изобретение относится к получению бутандиола с помощью микробной ферментации, конкретно к получению 2,3-бутандиола с помощью микробной ферментации субстратов, включающих СО.
Уровень техники
Биотопливо для транспорта представляет собой привлекательную замену бензина, оно быстро проникает на топливные рынки в виде смесей низкой концентрации. Биотопливо, полученное из природных растительных источников, является более экологически сбалансированным, чем топливо, полученное из полезных ископаемых (такое как бензин), причем его использование позволяет уменьшить уровень так называемого ископаемого газа диоксида углерода (СО2), который высвобождается в атмосферу в результате сгорания топлива. Кроме того, биотопливо может быть получено локально во многих географических местностях и может служить для уменьшения зависимости от импортируемых ископаемых энергоресурсов. Спирты, подходящие для использования в качестве биотоплива, включают этанол, бутанол и
2,3-бутандиол.
Этанол быстро становится основным богатым водородом жидким транспортным топливом во всем мире. Мировое потребление этанола в 2002 году оценивали на уровне 10,8 миллиардов галлонов (41 млн м3). Также прогнозировался резкий рост в будущем глобального рынка индустрии топливного этанола благодаря повышенному интересу к этанолу в Европе, Японии, США и некоторых развивающихся странах.
Предполагается, что бутандиолы, включающие 1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол и 2,3бутандиол, могут иметь разнообразные преимущества по отношению к этанолу. Подобно этанолу, бутандиолы могут непосредственно использоваться в виде топливной присадки. Они могут также относительно легко трансформироваться в ряд потенциально более ценных и/или более высокоэнергетических продуктов. Например, 2,3-бутандиол может легко превращаться с помощью двухстадийного процесса в димер из восьми атомов углерода, который может использоваться в качестве авиационного топлива.
Разносторонность 2,3-бутандиола вытекает из его бифункционального остова, т.е. 2 гидроксильные группы расположены на соседних С-атомах, позволяя молекуле трансформироваться достаточно легко в такие вещества, как бутадиен, бутадион, ацетоин, метилэтил кетон и т.д. Эти химические соединения используются как основные молекулы для производства широкого спектра получаемых в промышленном масштабе химических реагентов.
Кроме того, 2,3-бутандиол может использоваться в качестве топлива в двигателе внутреннего сгорания. В некоторых отношениях он более похож на бензин, чем на этанол. По мере усиления интереса к получению и применению экологически сбалансированного топлива возрастал интерес к биологическим способам получения 2,3-бутандиола (часто обозначаемого как био-бутанол).
2,3-Бутандиол может быть получен с помощью микробной ферментации углеводсодержащего исходного сырья (§уи МТ Арр1 М1стоЬю1 Вю1сс11по1 55:10-18 (2001), Οίη с( а1.: С1ппс5с 1 Сйст Епд 14(1): 132-136 (2006)). 2,3-Бутандиол также может быть получен с помощью микробной ферментации биомассы из зерновых культур, таких как свекла сахарная, кукуруза, пшеница и сахарный тростник. Однако стоимость этого исходного углеводного сырья находится под влиянием их ценности как пищи человека или животного корма, а культивирование крахмала или сахарсодержащих зерновых культур для получения 2,3-бутандиола экономически невыгодно во всех географических местностях. Таким образом, представляется интересным развивать технологии превращения более низкозатратных и/или более многочисленных источников углевода в 2,3-бутандиол.
Монооксид углерода (СО) представляет собой основной побочный продукт неполного сгорания органических веществ, таких как уголь или масло и продукты, полученные из масла. Хотя полное сгорание углеродсодержащих предшественников дает на выходе получение СО2 и воды как единственных конечных продуктов, некоторые производственные процессы нуждаются в оценке благоприятных температур для формирования монооксида углерода по отношению к СО2. Одним из примеров является сталеплавильное производство, где более высокие температуры необходимы для генерирования целевых качеств стали. Например, как опубликовано, сталеплавильное производство Австралии производит и высвобождает в атмосферу более 500000 тонн СО ежегодно.
Кроме того, СО также является основным компонентом синтетического газа, где различные количества СО и Н2 генерируются при газификации углерод-содержащего топлива. Например, синтетический газ может быть получен путем крекинга органической биомассы древесных отходов и древесины с генерированием предшественников топлива и более сложных химических реагентов.
Высвобождение СО в атмосферу может иметь значительное влияние на окружающую среду. Кроме того, может существовать необходимость выплат налога на выброс загрязняющих веществ в атмосферу, что увеличивает стоимость производственных предприятий. Так как СО представляет собой реакционноспособную энергетически богатую молекулу, то он может использоваться в качестве соединенияпредшественника для получения разнообразных химических реагентов. Однако это ценное исходное сырье не применяется для получения 2,3-бутандиола.
Целью настоящего изобретения является предложение способа, который относится, по меньшей
- 1 018720 мере, в некоторой степени непосредственно к преодолению вышеуказанных дефектов или, по меньшей мере, к предложению людям приемлемого выбора.
Сущность изобретения
В одном аспекте в изобретении предлагается способ получения бутандиола с помощью микробной ферментации субстрата, включающего монооксид углерода. В конкретных воплощениях в изобретении предлагается способ получения бутандиола с помощью микробной ферментации, включающий:
a) предоставление субстрата, включающего СО;
b) анаэробное ферментирование субстрата в биореакторе, содержащем культуру одного или нескольких микроорганизмов, с получением бутандиола.
В определенных воплощениях бутандиол представляет собой 2,3-бутандиол.
В другом аспекте в изобретении предлагается способ увеличения эффективности получения 2,3бутандиола с помощью ферментации, включающий:
a) предоставление субстрата, включающего СО;
b) анаэробное ферментирование субстрата в биореакторе, содержащем культуру одного или нескольких микроорганизмов, с получением 2,3-бутандиола.
В другом аспекте изобретения предлагается способ получения 2,3-бутандиола с помощью микробной ферментации, включающий:
a) предоставление субстрата;
b) анаэробное ферментирование субстрата в биореакторе, содержащем культуру одного или нескольких микроорганизмов, где один или несколько микроорганизмов включают один или несколько генов 2,3-бутандиол-дегидрогеназы;
c) положительную регуляцию гена(ов) 2,3-бутандиолдегидрогеназы таким образом, чтобы осуществлялось получение 2,3-бутандиола с помощью микроорганизма(ов).
В конкретных воплощениях субстрат включает СО.
В конкретных воплощениях различных аспектов субстрат, включающий монооксид углерода, представляет собой газообразный субстрат, включающий монооксид углерода. Газообразный субстрат, включающий монооксид углерода, может быть получен в виде побочного продукта производственного процесса. В определенных воплощениях производственный процесс выбирают из группы, состоящей из производства продуктов черной металлургии, процессов нефтепереработки, газификации биомассы, газификации угля, производства электроэнергии, производства углеродной сажи, производства аммония, производства метанола и производства кокса. В одном воплощении газообразный субстрат включает газ, полученный из сталелитейного производства. В другом воплощении газообразный субстрат включает автомобильные выхлопные газы.
В конкретных воплощениях СО-содержащий субстрат, как правило, содержит большую часть СО, как например, по меньшей мере от примерно 20 до примерно 100% СО по объему, от 40 до 95% СО по объему, от 40 до 60% СО по объему и от 45 до 55% СО по объему. В конкретных воплощениях субстрат включает примерно 25, или примерно 30, или примерно 35, или примерно 40, или примерно 45, или примерно 50, или примерно 55, или примерно 60% СО по объему. Субстраты, имеющие более низкие концентрации СО, как например 6%, также могут быть подходящими, особенно когда присутствуют Н2 и СО2.
В конкретных воплощениях различных аспектов субстрат, включающий СО, предоставляется в достаточном количестве, таким образом, чтобы осуществлялось получение 2,3-бутандиола. В конкретных воплощениях СО предоставляется таким образом, чтобы поддерживалась удельная скорость его поглощения, составляющая по меньшей мере 0,4, или по меньшей мере 0,5 ммоль/г/мин, или по меньшей мере 0,6, или по меньшей мере 0,7, или по меньшей мере 0,8, или по меньшей мере 0,9, или по меньшей мере 1,0, или по меньшей мере 1,2, или по меньшей мере 1,5 ммоль/г/мин.
В определенных воплощениях различных аспектов способ включает микробную ферментацию с использованием С1о8йзбшт анЮсШапсщспит.
В другом аспекте в изобретении предлагается способ получения 2,3-бутандиола с помощью микробной ферментации, включающий:
a) предоставление субстрата;
b) анаэробное ферментирование субстрата в биореакторе, включающем культуру С1о8йзбшт анЮсШаподспит. с получением 2,3-бутандиола.
В конкретных воплощениях субстрат представляет собой один или несколько углеводов, таких как фруктоза. Альтернативно, субстрат представляет собой субстрат, включающий монооксид углерода, как правило, газообразный субстрат, включающий монооксид углерода, как описано ранее в настоящем документе.
В следующем аспекте в изобретении предлагается способ получения бутандиола с помощью микробной ферментации первого субстрата и второго субстрата, включающего СО. Предпочтительно, бутандиол представляет собой 2,3-бутандиол.
В конкретных воплощениях первый субстрат представляет собой углевод. В определенных воплощениях первый субстрат представляет собой фруктозу. В определенных воплощениях второй субстрат
- 2 018720 представляет собой газообразный субстрат, включающий монооксид углерода, как описано ранее в настоящем документе.
В конкретных воплощениях способ включает стадии:
(a) микробной ферментации первого субстрата с получением 2,3-бутандиола;
(b) микробной ферментации второго субстрата, включающего СО, с получением 2,3-бутандиола.
В определенных воплощениях, стадии (а) и (Ь) могут проводиться одновременно. Альтернативно, стадия (а) может, по существу, предшествовать стадии (Ь) или следовать за ней. В конкретных воплощениях в способе могут чередоваться стадия (а) и стадия (Ь).
В следующем аспекте изобретения предлагается способ согласно любому из предыдущих аспектов, где ферментацию проводят в биореакторе.
В следующем аспекте изобретения предлагается способ согласно любому из предыдущих аспектов, где способ дополнительно включает стадию захвата или извлечения бутандиола.
В следующем аспекте предлагается бутандиол, предпочтительно, 2,3-бутандиол, полученный с помощью способов по любому из предыдущих аспектов.
Говоря шире, изобретение также может состоять из частей, элементов и признаков, указанных или выявленных в описании заявки, индивидуально или вместе, в любой или во всех комбинациях двух или более указанных частей, элементов или признаков, и где в настоящем документе упоминаются определенные целые числа, которые имеют эквиваленты, известные из области техники, к которой относится изобретение, предполагается, что такие известные эквиваленты включены в настоящий документ, как если бы были в нем индивидуально представлены.
Подробное описание изобретения
Нижеследующее представляет собой описание настоящего изобретения, включая его предпочтительные воплощения, приведенные в общих терминах. Изобретение дополнительно иллюстрируется в описании с помощью примеров, представленных ниже в настоящем документе под заголовком Примеры, в которых представлены экспериментальные данные, подтверждающие возможность осуществления изобретения, конкретные примеры аспектов изобретения и способы осуществления изобретения.
При использовании в настоящем документе термин бутандиол обозначает все структурные изомеры диола, включающие 1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол и 2,3-бутандиол, и их стереоизомеры. Термин 2,3-бутандиол следует интерпретировать как включающий все энатиомерные и диастереомерные формы соединения, включающие (В.В). (8,8) и мезомеры в рацемической, частично стереоизомерно чистой и/или, по существу, стереоизомерно чистой форме.
Термин биореактор включает устройство для ферментации, состоящее из одного или нескольких аппаратов, и/или колонн, или системы труб, которое включает проточный реактор с непрерывным перемешиванием (С8ТВ), реактор с иммобилизованными клетками (1СВ), реактор с орошаемым слоем (ТВВ), барботажную колонну, газлифтный ферментер, статический смеситель или другой аппарат или другое устройство, подходящее для газожидкостного контакта. Как описано далее в настоящем документе, в некоторых воплощениях биореактор может включать первый реактор роста и второй реактор ферментации. Следует понимать, что, по существу, ссылка на добавление субстрата, например субстрата, включающего монооксид углерода, в биореактор или в реакцию ферментации включает добавление в каждый или в оба эти реактора, когда это целесообразно.
Следует понимать, что термин субстрат, включающий монооксид углерода, и подобные термины включают любой субстрат, в котором монооксид углерода доступен одному или нескольким штаммам бактерий, например, для роста и/или ферментации.
Газообразные субстраты, включающие монооксид углерода, включают любой газ, который содержит некоторое количество монооксида углерода. Газообразный субстрат будет, как правило, содержать большую часть СО, предпочтительно по меньшей мере от примерно 15 до примерно 95% СО по объему.
Подразумевается, что при использовании в настоящем документе, если из контекста не следует другое, выражения ферментирование, процесс ферментации или реакция ферментации и так далее охватывают обе фазы процесса, фазу роста и фазу биосинтеза продукта.
Авторы изобретения неожиданно продемонстрировали, что 2,3-бутандиол может быть получен с помощью микробной ферментации с использованием С1о8!пбшт аи1ое!йаподепит. Они обнаружили, что продукты ферментации включают разнообразные спирты, причем этанол и 2,3-бутандиол представляют собой существенную часть. 2,3-Бутандиол не идентифицировали прежде в виде продукта ферментации с использованием С1ойпбшт аи1ое1йаподепит. Конкретно, авторы изобретения определили, что ОоЧпб1ит аи1ое!йаподепит может использоваться для получения 2,3-бутандиола и других продуктов из субстрата, включающего углевод. Конкретно, фруктоза может быть превращена в продукты, включающие ацетат, этанол и 2,3-бутандиол. Также неожиданно было продемонстрировано, что 2,3-бутандиол может быть получен с помощью ОоЧпбшт аи1ое!йаподепит из субстратов, включающих СО, конкретно, газообразных субстратов, включающих СО. Использование газообразного углеродного источника, конкретно источника, включающего СО, в процессах ферментации не приводило прежде в результате к получению
2,3-бутандиола.
- 3 018720
В конкретных воплощениях изобретения эффективность получения 2,3-бутандиола может быть увеличена с помощью предоставления субстрата в достаточном количестве для получения 2,3бутандиола. Было признано, что увеличение количества субстрата, предоставляемого микробной культуре, увеличивает количество 2,3-бутандиол, полученного с помощью культуры.
В конкретных воплощениях изобретения субстрат, включающий СО, предоставляется в достаточном количестве для получения 2,3-бутандиола. Было продемонстрировано, что микробная культура, включающая С.аШосШаподспит. может поглощать СО с интенсивностью до приблизительно 1,5-2 ммоль/г сухой массы микробных клеток/мин (определенное поглощение СО). В конкретных воплощениях изобретения субстрат, включающий СО, предоставляется микробной культуре, включающей С.аи1ое1йаподепит, таким образом, чтобы поддерживать удельную скорость поглощения, составляющую, по существу, или по меньшей мере 0,4, или по меньшей мере 0,5, или по меньшей мере 0,6, или по меньшей мере 0,7, или по меньшей мере 0,8, или по меньшей мере 0,9, или по меньшей мере 1,0, или по меньшей мере 1,2, или по меньшей мере 1,5 ммоль/г/мин. В таких воплощениях 2,3-бутандиол представляет собой существенный продукт ферментации, полученный в количестве по меньшей мере 0,5, или по меньшей мере 1, или по меньшей мере 2, или по меньшей мере 5 г/л. В конкретных воплощениях 2,3бутандиол получают со скоростью, составляющей по меньшей мере 0,5 или по меньшей мере 1 г/л/день.
В конкретных воплощениях изобретения аппарат, используемый для осуществления способов по изобретению, дает возможность измерения и/или контроля параметров, таких как подача СО, поглощение СО, количество биомассы, получение 2,3-бутандиола. Например, образцы могут быть взяты из биореактора для определения одного или нескольких из указанных выше параметров, и условия биореактора необязательно регулируются для улучшения получения 2,3-бутандиола. Например, в биореакторе, где микробная культура не продуцирует или продуцирует незначительные количества 2,3-бутандиола, подача СО может быть увеличена таким образом, чтобы осуществлялось получение 2,3-бутандиола.
Принято, что продукты, такие как ацетат и этанол, получаются из СО посредством комбинации ацетил-СоА-цикла и ΤΗΡ-цикла, как описано у РЫШрк, I. В, е1 а1.: 1994, Аррйеб Вюсйетщйу апб Вю1ес1то1оду, 45/46: 145. Однако согласно способам по изобретению неожиданно было продемонстрировано, что
2,3-бутандиол может получаться, особенно в тех случаях, где предоставляется СО, таким образом, чтобы поддерживалась удельная скорость поглощения СО, составляющая по меньшей мере 0,4, или по меньшей мере 0,5, или по меньшей мере 0,6, или по меньшей мере 0,7, или по меньшей мере 0,8, или по меньшей мере 0,9, или по меньшей мере 1,0, или по меньшей мере 1,2, или по меньшей мере 1,5 ммоль/г/мин. Не желая быть связанными теорией, предположили, что с помощью предоставления достаточного или повышенного количества СО во время ферментации могут получаться высокоэнергетические продукты, такие как 2,3-бутандиол. Предполагается, что предшественники продуктов, таких как 2,3-бутандиол, действуют в качестве акцепторов электронов для облегчения микробной клетки от избытка восстановительной способности в форме ΝΑΌ(Ρ)Η, сохраняя таким образом благоприятное равновесие ΝΑΌ(Ρ):ΝΑΌ(Ρ)Η. Далее предполагается, что углеводы, ферментированные культурой, также могут превращаться в 2,3-бутандиол подобным образом.
Следующие гены были предположительно идентифицированы в С.аи1ое1Наподепит: α-ацетолактат синтаза (АЬБ), α-ацетолактат декарбоксилаза (АБЭС) и 2,3-бутандиолдегидрогеназа (2,3ΒΌΗ). Предполагаемый ген 2,3-бутандиолдегидрогеназы (ОВР 12 83) С.аийеШаподепит (штамм, депонированный в Ό8ΜΖ под номером 19630) демонстрирует существенную гомологию с геном 2,3ΒΌΗ С1о8йтбшт поуу1 (ΝΤ01ί.'Χ_0344) при идентичности аминокислот 73% (262/357) и совпадении аминокислот по группам 84% (300/357). ОВР 1283 также демонстрирует значительную гомологию с геном Уб)Ь (Ьб1А) ВасШик 8иЬШ18 (47% идентичности аминокислот, 63% совпадений аминокислот по группам) и Е-величина составляет 3е-89. Дальнейшее доказательство того, что ОВР 1283 ΕΖ1560 представляет собой 2,3ΒΌΗ, вытекает из гомологии с 2,3ΒΌΗ (УАР060\У) Бассйатотусек сетеу181ае (Е=2е-53).
Не желая быть связанными теорией, предполагается, что 2,3-бутандиол получают из пирувата (интермедиата в анаболизме, получаемого из ацетил СоА) следующим образом:
Пируват -½ α-ацетолактат -½ ацетоин 2,3-бутандиол
Αί5 А10С 2,ЗВОН
Исследования с помощью ПЦР в реальном времени 2,3-бутандиолдегидрогеназы в С.айоеШаиодепит выявляют, что она, по существу, подвергается положительной регуляции в культурах, где производятся значительные количества 2,3-бутандиола. Таким образом, 2,3-бутандиолдегидрогеназа может подвергаться положительной регуляции согласно способам по изобретению. Например, там, где СО подается в значительном количестве, происходит положительная регуляция 2,3-бутандиола. Конкретно, там где СО подается так, что удельная скорость поглощения СО микробной культурой составляет по меньшей мере 0,4, или по меньшей мере 0,5, или по меньшей мере 0,6, или по меньшей мере 0,7, или по меньшей мере 0,8, или по меньшей мере 0,9, или по меньшей мере 1,0, или по меньшей мере 1,2, или по меньшей мере 1,5 ммоль/г/мин, происходит положительная регуляция 2,3-бутандиолдегидрогеназы. По существу, в изобретении предлагается способ получения 2,3-бутандиола с помощью микробной ферментации субстрата путем положительной регуляции 2,3-бутандиолдегидрогеназы.
- 4 018720
Авторы изобретения дополнительно продемонстрировали, что различные субстраты, такие как углеводный субстрат и газообразный субстрат, включающий СО, могут быть исключены во время микробного получения 2,3-бутандиола без негативного воздействия. Кроме того, они предполагают, что субстраты могут чередоваться, например, когда один субстрат недоступен, и при этом будет продолжаться получение 2,3-бутандиола.
Согласно полученным результатам в одном воплощении изобретения 2,3-бутандиол получают с помощью микробной ферментации субстрата, включающего углевод. В другом воплощении изобретения субстрат, включающий монооксид углерода, предпочтительно газообразный субстрат, включающий СО, превращается в различные продукты, включающие 2,3-бутандиол, с помощью С1окйтбшт анЮеШаподепит.
В следующем воплощении изобретения первый субстрат, включающий углевод (предпочтительно фруктозу), может использоваться в исходных стадиях реакции ферментации и после полного поглощения субстрата субстрат может переключаться на второй субстрат, включающий СО. Более того, авторы изобретения неожиданно определили, что 2,3-бутандиол получают на начальных стадиях, где первый субстрат, включающий углевод, является единственным источником углерода, и также получают на поздних стадиях, где субстрат, включающий СО, является единственным источником углерода.
Авторы изобретения продемонстрировали, что 2,3-бутандиол получают при разнообразных условиях, включающих среды, содержащие альтернативные буферные растворы, такие как ацетатный буфер и цитратный буфер. Авторы изобретения также считают, что в воплощениях, где рН не контролируется и может варьироваться, 2,3-бутандиол все равно получают. Примеры сред, подходящих для проведения ферментации, описаны в разделе примеров, приведенном ниже.
Авторы изобретения предполагают, что 2,3-бутандиол, получаемый в таких процессах, может легко извлекаться с использованием методов разделения, известных из уровня техники. Кроме того, 2,3бутандиол может легко превращаться в вещества, такие как бутадиен, бутадион, ацетион, метилэтилкетон и так далее. Такие химические соединения представляют собой ценные основные молекулы, используемые для производства значительной части всех продуктов химической промышленности. Таким образом, авторы изобретения предполагают, что 2,3-бутандиол, полученный в процессах, раскрытых в настоящем документе, может использоваться в производстве широкого спектра хорошо известных продуктов производства.
Изобретение описано в настоящем документе в основном по отношению к предпочтительным воплощениям изобретения, в котором применяется С1окйтбшт аи1ое1йаподепит и/или получают 2,3бутандиол. Однако следует понимать, что альтернативные микроорганизмы могут заменять С.анЮеШаподепит. Аналогично, способы могут применяться для получения и восстановления бутандиолов, отличных от 2,3-бутандиола. Соответственно, если из контекста не следует другое, ссылка на 2,3бутандиол может быть заменена общим термином бутандиол.
Способ
В одном воплощении в изобретении предлагается способ получения бутандиола с помощью микробной ферментации. В предпочтительном воплощении способ включает по меньшей мере одну стадию анаэробного ферментирования субстрата, включающего СО, предпочтительно газообразного субстрата, включающего СО, с получением 2,3-бутандиола.
В конкретном воплощении изобретения способ включает стадии:
(a) предоставления субстрата, включающего СО, предпочтительно газообразного субстрата, включающего СО;
(b) анаэробное ферментирование субстрата в биореакторе, содержащем культуру одного или нескольких микроорганизмов, с получением 2,3-бутандиола.
В другом воплощении в изобретении предлагается способ увеличения эффективности получения
2,3-бутандиола с помощью ферментации, причем способ включает:
(a) предоставления субстрата, включающего СО;
(b) анаэробное ферментирование субстрата в биореакторе, содержащем культуру одного или нескольких микроорганизмов, с получением 2,3-бутандиола.
В конкретных воплощениях субстрат, включающий СО, предоставляется в количестве, достаточном для получения достаточных количеств 2,3-бутандиола, таких как по меньшей мере 0,5 г/л среды ферментации, или по меньшей мере 1, или по меньшей мере 2, или по меньшей мере 5 г/л. В определенных воплощениях СО предоставляется в количестве, достаточном для получения 2,3-бутандиол со скоростью, составляющей по меньшей мере 0,5 или по меньшей мере 1 г/л/день. В конкретных воплощениях СО предоставляется таким образом, чтобы поддерживалась удельная скорость поглощения, составляющая по меньшей мере 0,4, или по меньшей мере 0,5, или по меньшей мере 0,6, или по меньшей мере 0,7, или по меньшей мере 0,8, или по меньшей мере 0,9, или по меньшей мере 1,0, или по меньшей мере 1,2, или по меньшей мере 1,5 ммоль/г/мин. Специалистам в данной области будут понятны методы подачи СО, особенно газообразного СО, таким образом, чтобы достигалась требуемая интенсивность поглощения. Однако в качестве примера факторы, такие как увеличение задержки газа в среде ферментации, будут увеличивать количество СО, доступного для превращения в продукты с помощью микробной культуры.
- 5 018720
Задержка газа может, как правило, быть увеличена с помощью механических способов, таких как увеличение интенсивности перемешивания в С8ТВ. Кроме того, подача СО с большей скоростью или при более высоком парциальном давлении также будет увеличивать доступность СО в ферментационном бульоне.
В другом воплощении способ включает ферментацию субстрата, включающего углевод, с помощью С1окГпбшт аиГоеГйаподепит с получением бутандиола, предпочтительно 2,3-бутандиола.
В другом воплощении способ включает стадии:
(a) микробной ферментации первого субстрата для получения 2, 3-бутандиола;
(b) микробной ферментации второго субстрата, включающего СО, для получения 2,3-бутандиола.
В определенных воплощениях первый субстрат представляет собой углевод и в некоторых воплощениях субстрат представляет собой фруктозу. Предпочтительно второй субстрат представляет собой газообразный субстрат, включающий СО. В конкретных воплощениях стадии (а) и (Ь) могут проводиться одновременно. Альтернативно, стадия (а) может, по существу, предшествовать стадии (Ь) или следовать за ней. Предпочтительно в способе могут чередоваться стадии (а) и (Ь).
В определенных воплощениях изобретения способ дополнительно включает стадию захвата или извлечения полученного 2,3-бутандиола.
Микроорганизмы
В воплощениях изобретения один или несколько микроорганизмов, используемых в ферментации, представляют собой С'бойпбшт аиГоеГйаподепит. В предпочтительном воплощении С1окГпбшт аиГоеГйаподепит представляет собой С1окГпбшш аиГоеГйаподепит, обладающий идентификационными характеристиками штамма, депонированного в Немецком Исследовательском Центре Биологического Материала (Ό8ΜΖ) под идентификационным депозитным номером 19630. В другом воплощении С1окГпбшш аиГоеГйаподепит представляет собой С1окГпбшш аиГоеГйаподепит, обладающий идентификационными характеристиками Ό8ΜΖ с депозитным номером Ό8ΜΖ 10061.
Культивирование бактерий, используемых в способе по изобретению, может проводиться с использованием любого ряда процессов, известных из уровня техники для культивирования и ферментации субстратов с использованием анаэробных бактерий. Типичные методы представлены в разделе Примеры настоящего документа. В качестве следующего примера эти процессы, как правило, описаны в следующих статьях, где может применяться использование газообразных субстратов для ферментации: К.Т. К1аккоп, Μ.Ό. Аскегкоп, Е.С. С1аикеп апб ТЕ Саббу (1991). ВюгеасГогк Гог купГйекй дак ГегшепГаГюпк гекоигсек. СопкегуаГюп апб ПесусПпд, 5; 145-165; К.Т. К1аккоп, Μ.Ό. Аскегкоп, Е.С. С1аикеп апб ТЕ Саббу (1991). ВюгеасГог бейдп Гог купГйекй дак ГегшепГаГюпк. Еие1. 70. 605-614; К.Т. К1аккоп, Μ.Ό. Аскегкоп, Е.С. С1аикеп апб ТЕ Саббу (1992). Вюсопуегкюп оГ куп(Пек1к дак тГо 1к|шб ог дакеоик Гие1к. Епхуте апб Μ^с^оЬ1а1 Тесйпо1оду. 14; 602-608; ТБ. Уеда, Ο.Μ. АпГоггепа, Е.С. С1аикеп апб ТБ. Саббу (1989). 8Гибу оГ Сакеоик 8иЬкГгаГе ЕегтепГаГюп: СагЬоп Μопоx^бе Сопуегкюп Го АсеГаГе. 2. Сопйпиоик СиИиге. ВюГесй. Вюепд. 34. 6. 785-793; ТБ. Уеда, Е.С С1аикеп апб ТБ. Саббу (1989). 8Гибу оГ дакеоик киЬкГгаГе ГегтегИабопк: СагЬоп топох1бе сопуегкюп Го асеГаГе. 1. ВаГсй си1Гиге. ВюГесйпо1оду апб Вюепдтеегтд. 34. 6. 774-784; апб, ТБ. Уеда, Е.С. С1аикеп апб ТБ. Саббу (1990). Бейди оГ ВюгеасГогк Гог Соа1 8упГйек1к Сак ЕегтепГаГюпк. Векоигсек, СопкегуаГюп апб Весусйпд. 3. 149-160. Методы культивирования бактерий на субстратах, включающих углеводы, также хорошо известны из уровня техники.
Субстраты
В одном воплощении изобретения 2,3-бутандиол получают с помощью микробной ферментации субстрата, включающего углевод, с использованием С1окГпбшш аиГоеГйаподепит. Понятно, что существует множество примеров углеводов, подходящих для ферментации, известных из уровня техники, и много примеров типов процессов, используемых для ферментирования углеводного субстрата. В качестве примера подходящие субстраты могут включать, но не ограничиваясь перечисленным, моносахариды, такие как глюкоза и фруктоза, олигосахариды, такие как сахароза или лактоза, полисахариды, такие как целлюлоза или крахмал. Хотя предполагается, что любой из указанных углеводных субстратов (и их смеси) является подходящим согласно настоящему изобретению, предпочтительными углеводными субстратами являются фруктоза и сахароза (и их смеси).
Специалистам в данной области будет понятно, что ферментируемые сахара могут быть получены из целлюлозной и лигноцеллюлозной биомассы посредством процесса переработки и сахарообразования, как описано, например, в И820070031918. Биомасса обозначает любой целлюлозный или лигноцеллюлозный материал и включает материалы, включающие целлюлозу и необязательно дополнительно включающие гемицеллюлозу, лигнин, крахмал, олигосахариды и/или моносахариды. Биомасса включает, но не ограничиваясь перечисленным, биоэнергетические зерновые культуры, сельскохозяйственные отходы, коммунально-бытовые отходы, производственные твердые отходы, шлам бумажного производства, садовые отходы, лесные и древесные отходы. Однако в типичных воплощениях изобретения в качестве источника углерода и энергетического источника для ферментации используют коммерчески доступную фруктозу.
В конкретных воплощениях субстрат, включающий монооксид углерода, предпочтительно, газообразный субстрат, включающий монооксид углерода, используют в способах по изобретению. Газообраз
- 6 018720 ный субстрат может представлять собой газообразные отходы, полученные в качестве побочного продукта производственного процесса, или из других источников, таких как отработанные газы двигателя внутреннего сгорания (например, автомобильного). В определенных воплощениях производственный процесс выбирают из группы, состоящей из производства продуктов черной металлургии, таких как сталелитейное производство, производства продуктов цветной металлургии, процессов нефтепереработки, газификации угля, производства электроэнергии, производство углеродной сажи, производства аммония, производства метанола и производства кокса. В этих воплощениях СО-содержащий газ может улавливаться из производственного процесса перед его выпуском в атмосферу с использованием любого подходящего метода. В зависимости от композиции газообразного субстрата, включающего монооксид углерода, также может быть желательной обработка или удаление любых нежелательных примесей, таких как частицы пыли, перед введением в ферментацию. Например, газообразный субстрат может фильтроваться или очищаться с использованием известных методов.
В других воплощениях изобретения источником газообразного субстрата, включающего монооксид углерода, может быть газификация биомассы. Процесс газификации включает частичное сгорание биомассы при ограниченной подаче воздуха или кислорода. Полученный в результате газ, как правило, включает главным образом СО и Н2 с минимальными объемами СО2, метана, этилена и этана. Например, побочные продукты биомассы, полученные во время экстракции и обработки продуктов питания, таких как сахар из сахарного тростника, или крахмал из маиса или зерна, или отходы непищевой биомассы, генерированные с помощью лесной промышленности, могут быть газифицированы с получением СОсодержащего газа, подходящего для использования по настоящему изобретению.
СО-содержащий субстрат будет, как правило, содержать большую часть СО, как например, по меньшей мере от примерно 20 до примерно 100% СО по объему, от 40 до 95% СО по объему, от 40 до 60% СО по объему и от 45 до 55% СО по объему. В конкретных воплощениях субстрат включает примерно 25, или примерно 30, или примерно 35, или примерно 40, или примерно 45, или примерно 50, или примерно 55, или примерно 60% СО по объему. Субстраты, имеющие более низкие концентрации СО, как например 6%, также могут быть подходящими, особенно когда присутствуют Н2 и СО2.
В конкретных воплощениях СО подается в количестве, достаточном для получения 2,3-бутандиола. В конкретных воплощениях СО предоставляется таким образом, чтобы поддерживалась удельная скорость поглощения, составляющая по меньшей мере 0,4, или по меньшей мере 0,5, или по меньшей мере 0,6, или по меньшей мере 0,7, или по меньшей мере 0,8, или по меньшей мере 0,9, или по меньшей мере 1,0, или по меньшей мере 1,2, или по меньшей мере 1,5 ммоль/г/мин. Специалистам в данной области будут понятны методы подачи СО, особенно газообразного СО, таким образом, чтобы достигалась требуемая интенсивность поглощения. Однако в качестве примера факторы, такие как увеличение задержки газа в среде ферментации, будут увеличивать количество СО, доступного для превращения в продукты с помощью микробной культуры. Специалистам в данной области будут понятны методы увеличения задержки газа. Однако в качестве примера задержка газа может, как правило, быть увеличена с помощью механических способов, таких как увеличение интенсивности перемешивания в С8ТК Кроме того, подача СО с большей интенсивностью или при более высоком парциальном давлении, также будет увеличивать доступность СО в ферментационном бульоне.
Не является необходимым, чтобы газообразный субстрат содержал какое-либо количество водорода, однако это не рассматривается как вредный фактор по отношению к получению 2,3-бутандиола. Газообразный субстрат также может содержать некоторое количество СО2, например, такое как, от примерно 1 до примерно 80% по объему или от 1 до примерно 30% по объему. В одном воплощении он содержит от примерно 5 до примерно 10% по объему. В другом воплощении газообразный субстрат содержит приблизительно 20% СО2 по объему.
Как правило, монооксид углерода добавляют к реакции ферментации в газообразном состоянии. Однако добавление субстрата в указанном состоянии не должно рассматриваться как ограничение изобретения. Например, монооксид углерода может быть предоставлен в виде жидкости. Например, жидкость может быть насыщена газом, содержащим монооксид углерода, и затем эту жидкость добавляют в биореактор. Этого можно достичь с использованием стандартной методики. В качестве примера может использоваться микропузырьковый дисперсионный генератор (Неизтзак е1. а1.: 8еа1е-ир оГ ш1сгоЬиЬЬ1е Фврегаюп денегаЮг Гог аегоЫс ГегтеиГабои; ЛррНеб Вюсйетбйу апб Вю1ес1то1о§у. Уо1ише 101, № 3, октябрь 2002 года).
В одном воплощении изобретения авторы изобретения определили, что 2,3-бутандиол может получаться с помощью ферментации первого субстрата и второго субстрата. В одном конкретном воплощении изобретения 2,3-бутандиол будет получаться, когда предоставляется первый субстрат, например углевод, такой как фруктоза, и второй субстрат, предпочтительно включающий СО.
В следующем воплощении авторы изобретения определили, что 2,3-бутандиол будет получаться с помощью первого субстрата, и по завершении поглощения первый субстрат может быть заменен на второй субстрат и продолжится получение 2,3-бутандиола. В конкретных воплощениях первый субстрат представляет собой фруктозу, и по завершении поглощения фруктозы может быть предоставлен субстрат, включающий СО. Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что будет продолжаться получе
- 7 018720 ние 2,3-бутандиола. Авторы изобретения далее предположили, что первый субстрат и второй субстрат могут быть взаимозаменяемы, если это необходимо. Например, если первый субстрат недоступен, то может использоваться альтернативный субстрат до тех пор, пока не возобновится доступность первого субстрата.
Среды
Понятно, что для роста бактерий, необходимых для осуществления ферментации субстрата в бутандиол, дополнительно к субстрату в биореактор необходимо подавать подходящую питательную среду. Питательная среда будет содержать компоненты, такие как витамины и минералы, достаточные для того, чтобы позволить рост используемых микроорганизмов. Анаэробные среды, подходящие для роста ОоДпбшт аи1ое1йаподеиит, известны из уровня техники и описаны, например, у АЬпш с1 а1 (С1ов1пбшт аШоеШаподепит, βρ. Νον., Ап АиаегоЫс Вас1егшт ΤΙιαΙ Ргобисев Е1йаио1 Егот СагЬоп Моиохйе; Агс1г МкгоЬюЕ, 161: 345-351 (1994)).
В разделе Примеры, представленном ниже, приведены примеры подходящих сред.
Условия ферментации
Ферментацию желательно проводить в подходящих условиях для осуществления ферментации субстрата в бутандиол. Условия реакции, которые, как предполагается, должны включать температуру, расход среды, рН, окислительно-восстановительный потенциал среды, интенсивность перемешивания (если используют проточный реактор с мешалкой), количество инокулята, максимальные концентрации субстрата и интенсивности введения субстрата в биореактор для обеспечения того, чтобы количество субстрата не стало ограниченным, и максимальные концентрации продукта во избежание ингибирования продукта. Примеры условий ферментации, подходящих для анаэробной ферментации субстрата, включающего СО, подробно описаны в №02007/117157, №02008/115080, №02009/022925 и №02009/064200, описание которых включено в настоящий документ ссылкой. Понятно, что условия ферментации, представленные в указанных документах, могут быть легко модифицированы в соответствии со способами по настоящему изобретению.
Авторы изобретения определили, что в одном воплощении, где рН не контролировалось, это не оказывало вредного воздействия на получение 2,3-бутандиола.
Биореактор
Реакции ферментации могут проводиться в подходящем биореакторе, как описано ранее в настоящем документе. В некоторых воплощениях изобретения биореактор может включать первый реактор роста, в котором культивируются микроорганизмы, и второй реактор ферментации, в который подается бульон из реактора роста и в котором получается большая часть продукта ферментации (2,3-бутандиол, например).
Извлечение продукта
Ферментация приводит в результате к получению ферментационного бульона, включающего целевой продукт (такой как бутандиол) и/или один или несколько побочных продуктов (таких как этанол, ацетат и бутират), а также бактериальные клетки в питательной среде. В предпочтительном воплощении продукты ферментации включают 2,3-бутандиол.
2,3-Бутандиол или фракция смешанных спиртов, содержащая 2,3-бутандиол и один или несколько других спиртов, могут быть извлечены из ферментационного бульона с помощью методов, известных из уровня техники, таких как фракционная перегонка или выпаривание, перфузия и экстрактивная ферментация. Побочные продукты, такие как кислоты, включающие ацетат и бутират, также могут быть извлечены из ферментационного бульона с использованием методов, известных из уровня техники. Например, может использоваться система адсорбции, включающая фильтр из активированного угля или электродиализ.
В определенных воплощениях изобретения 2,3-бутандиол и побочные продукты извлекают из ферментационного бульона с помощью непрерывного удаления части бульона из биореактора, отделения микробных клеток от бульона (например, удобно с помощью фильтрации) и извлечения 2,3-бутандиола и необязательно других спиртов и кислот из бульона. Спирты могут быть удобно извлечены, например, с помощью перегонки, а кислоты могут быть извлечены, например, с помощью адсорбции на активированном угле. Отделенные микробные клетки предпочтительно возвращают в ферментационный биореактор. Свободный от клеток фильтрат, оставшийся после удаления спирта(ов) и кислоты, также предпочтительно возвращают в ферментационный биореактор. Дополнительные питательные элементы (такие как витамины В) могут быть добавлены к свободному от клеток фильтрату для восполнения питательной среды перед его возвращением в биореактор.
Также перед возвращением в биореактор, если рН бульона регулировали во время извлечения 2,3бутандиола и/или побочных продуктов, то рН следует повторно отрегулировать до значения, подобного рН бульона в ферментационном биореакторе.
Теперь изобретение будет описано более подробно со ссылкой на следующие частные примеры.
- 8 018720
ПРИМЕРЫ
Материалы и методы
Раствор А
| ΝΗ4Αγ | 3,083 г | КС1 | 0,15 г |
| М8С126Н2О | 0,61 г | КаС1 (необязательно) | 0,12 г |
| СаС12-2Н,О | 0,294 г | Дистиллированная вода | До 1 л |
| Раствор В | |||
| Биотин | 20,0 мг | Пантотенат кальция О* (*)- | 50,0 мг |
| Фолиевая кислота | 20,0 мг | Витамин В12 | 50,0 мг |
| Пиридоксин-НС] | 10,0 мг | п-аминобензойная кислота | 50,0 мг |
| Тиамин-НС1 | 50,0 мг | Тиоктовая кислота | 50,0 мг |
| Рибофлавин | 50,0 мг | Дистиллированная вода | До 1 л |
| Никотиновая кислота | 50,0 мг | ||
| Раствор(ы)С | |||
| Компонент/0,1 М раствор (водн.) | Количество/мл в 1 л среды | Компонент/0,1 М раствор (водн.) | Количество/мл в 1 л среды |
| РеС13 | 1 мл | МпС12 | 0,1 мл |
| СоС12 | 0,5 мл | МаАУСЬ | 0,1 мл |
| №С12 | 0,5 мл | ΖηΟ2 | 0,1 мл |
| Н3ВО3 | 0,1 мл | ЫазЗеОз | 0,1 мл |
| Ча2МоО4 | 0,1 мл | ||
| Раствор О | Раствор Е | ||
| Компонент среды | Концентрация на 1,0 л среды | Концентрация на 1,0 л среды | |
| ШС1--6П-О | 0,5 г | 0,5 г | |
| ИаС1 | 0,2 г | 0,2 г | |
| СаС12 | 0,2 г | 0,2 г | |
| 100 мМ буфер фосфатпонатриевый (рН 6,0) | - | 160 мл | |
| Νί1Ι1?ΡΟ4 | 2,04 г | - | |
| 14аН4С1 | 2,5 г | 0,6 г | |
| 85% Н3РО4 | - | 0,5 мл |
- 9 018720
| КС! | 0,15 г | 0,15 г |
| Раствор С | 10 мл | 10 мл |
| Раствор Е | 10 мл | 10 мл |
| Диазорезорцин (1000 мг/л стока) | 2 мл | 1 мл |
| РеС1} | 0,01 г | 0,0025 г |
| Цистеин НС1 моногидрат | 0,5 г | 0,25 г |
| Агароза (необязательно) | 15 г | - |
| Дистиллированная вода | До 1 л | До 1 л |
| Раствор Р | ||
| Сложный раствор сверхредких металлов | На 1 л стока | |
| Нитрилотриуксусная кислота | 1,5 г | |
| М§8О4-7Н2О | 3,0 г | |
| Мп8О4-Н2О | 0,5 г | |
| ЫаС1 | 1,0 г | |
| Ре8О4-7Н2О | 0,1 г | |
| Ρβ(8Ο4)2(ΝΗ4)2·6Η2Ο | 0,8 г | |
| СоС12-6Н2О | 0,2 г | |
| Ζη804-7Η2Ο | 0,2 г | |
| СиС12-2Н2О | 0,02 г | |
| А1К(БО4)212Н2О | 0,02 г | |
| Н3ВО} | 0,30 г | |
| ЫаМоОд^НуО | 0,03 г | |
| Ντ28βΟ3 | 0,02 г | |
| МС12-6Н2О | 0,02 г | |
| Ν32\νθ4·6Η2Ο | 0,02 г | |
| Дистиллированная вода | До 1 л |
Приготовление Νη28χ
В колбу емкостью 500 мл загружали №с8 (93,7 г, 0,39 моль) и 200 мл Н2О. Раствор перемешивали до тех пор, пока соль не растворялась, и добавляли серу (25 г, 0,1 моль) при постоянном потоке Ν2. Через 2 ч перемешивания при комнатной температуре раствор Να28,: (приблизительно 4 М по отношению к [Να] и приблизительно 5 М по отношению к сере), теперь представляющий собой бурую жидкость, переносили в сывороточные бутылки, продутые Ν2, закрытые алюминиевой фольгой.
Приготовление раствора Сг(11)
Трехгорлую колбу емкостью 1 л оборудовали газонепроницаемым входом и выходом, давая возможность работы в условиях инертного газа и последующего переноса целевого продукта в подходящую колбу для хранения. В колбу загружали СгС13-6Н2О (40 г, 0,15 моль), гранулы цинка [20 меш] (18,3 г, 0,28 моль), ртуть (13,55 г, 1 мл, 0,0676 моль) и 500 мл дистиллированной воды. После продувки с помощью Ν2 в течение 1 ч смесь нагревали до примерно 80°С для инициирования реакции. После 2 ч перемешивания при постоянном потоке Ν2 смесь охлаждали до комнатной температуры и непрерывно перемешивали в течение следующих 48 ч, в течение которых реакционная смесь превращалась в раствор темно-синего цвета. Раствор переносили в сывороточные бутылки, продутые Ν2, и хранили в холодильнике до момента использования.
Бактерии
Использовали бактерии С1ойгИшт анЮсШаподспит. депонированные в Немецком Исследовательском Центре Биологического Материала (Ό8ΜΖ) с присвоенным регистрационным номером 19630.
Отбор образцов и аналитические процедуры
Образцы среды отбирали из ферментационного реактора (например, С8ТР или из сывороточной бутылки) через определенные интервалы времени на протяжении ферментации. Каждый раз среду отбирали аккуратно для гарантии того, чтобы не позволить газу войти в реактор или выйти из него.
ВЭЖХ
ВЭЖХ-система серии Адйеп! 1100. Подвижная фаза: 0,0025 н. серная кислота. Поток и давление: 0,800 мл/мин. Колонка: Л111ее11 1ОА; каталог # 9648, 150x6,5 мм, размер частиц 5 мкм. Температура колонки: 60°С. Детектор: показатель преломления. Температура детектора: 45°С.
- 10 018720
Метод приготовления образца
400 мкл образца, 50 мкл 0,15 М Ζη§Ο4 и 50 мкл 0,15 М Ва(ОН)2 загружали в пробирку ЕррепбогГ.
Пробирки центрифугировали в течение 10 мин при 12000 об/мин, 4°С. 200 мкл супернатанта переносили в ВЭЖХ-пробирку и 5 мкл инъецировали в ВЭЖХ-аппарат.
Анализ свободного пространства над продуктом
Измерения проводили на Уапап СР-4900 Ш1ето ОС с двумя инсталлированными каналами. Канал 1 представлял собой колонку с молекулярным ситом 10 м, работающую при 70°С, 200 кПа аргона и с временем промывки обратным потоком 4,2 с, в то время как канал 2 представлял собой колонку 10 м РРр. работающую при 90°С, 150 кПа гелия и при отсутствии промывки обратным потоком. Температура инжектора для обоих каналов составила 70°С. Время прогона устанавливали 120 с, но все пики, представляющие интерес, как правило, элюировали до момента 100 с. Определенное поглощение СО определяли путем расчета поглощения СО на грамм клеток (сухая масса - см. ниже).
Плотность клеток
Плотность клеток определяли путем подсчета клеток в определенной аликвоте ферментационного бульона. Альтернативно измеряли поглощение образцов при 600 нм (спектрофотометр) и определяли сухую массу посредством расчета согласно опубликованным методикам.
Раствор 1 сульфида металла
Приблизительно 950 мл раствора А переносили в ферментер емкостью 1 л и барботировали азотом. Добавляли Н3РО4 (85%-ный раствор, 1,5 мл) и рН доводили до 5,3 с использованием концентрированного раствора ΝΗ4ΟΗ (водн.). Добавляли диазорезорцин (1 мл раствора 2 г/л) и раствор барботировали с помощью Ν2. Добавляли хлорид хрома(11) до тех пор, пока ОКР раствора не уменьшится до приблизительно -150 мВ. Добавляли 10 х раствор(ы) С перед добавлением полисульфида натрия (1,44 мл 4,3 М или 1 мл 6 М раствора) и раствор барботировали с помощью Ν2.
Пример 1А. Получение 2,3-бутандиола с помощью ферментации.
Ферментативное превращение субстрата с использованием ОоЛпбшт аи1ое1йаподепит проводили в С8ТК-реакторе в течение двухнедельного периода с периодическим мониторингом. Среду, используемую для экспериментов С8ТК, готовили в соответствии с компонентами, перечисленными в таблице (Е). Смесь фосфатных солей состояла из 0,65 мМ №ьНРО4 и 15,3 мМ №1Н2РО4. Все другие компоненты, такие как фосфорная кислота, соли аммония и цистеин-гидрохлорид, смешивали в 800 мл воды перед добавлением буферных солей в раствор. Такой порядок гарантирует, что значение рН, превышающее примерно 6,5, помогает избежать выпадения в осадок компонентов среды. Раствор разводили до объема 1 л и создавали анаэробные условия, нагревая его до кипения и давая раствору возможность охладиться до комнатной температуры при постоянном потоке газа Ν2. После охлаждения раствор доводили до конечного рН 5,3 и добавляли витамины В. Анаэробность поддерживали на протяжении эксперимента. Углевод (5 г/л фруктозы) добавляли к основному составу среды. Растворы среды вводили в ферментеры и необязательно барботировали с помощью соответствующих СО-содержащих газов с момента начала эксперимента или после определенного интервала. Во время этих экспериментов рН контролировали, поддерживая на уровне 5,5 путем добавления водного раствора №ОН. Активно растущую культуру С1о8йтбшт аи1ое1йаподепит инокулировали в реактор в количестве 5% (об./об.). Температуру реактора поддерживали при 37°С, и интенсивность перемешивания составляла 400 об/мин.
Результаты
Изначально реакция ферментации содержала фруктозу в качестве субстрата, в результате которой получалась уксусная кислота, этанол и 2,3-бутандиол. В течение времени фруктоза поглощалась, и поток газа, включающий СО (95% СО, 5% СО2), барботировали сквозь среду. рН среды поддерживали на уровне 5,5 (табл. 1). Следует отметить, что даже когда углевод поглощался, концентрация вышеупомянутых продуктов увеличивалась, ясно демонстрируя, что СО использовался для получения 2,3-бутандиола.
Таблица 1. Мониторинг получения 2,3-бутандиола, этанола и ацетата (концентрации в г/л) с течением времени в С8ТК-реакторе
| Время, часы | Фруктоза | Уксусная кислота | Этанол | 2,3-бутандиол |
| 0 | 5 | 0 | 0 | 0 |
| 23 | 5 | 0,123 | 0,018 | 0 |
| 45 | 3,8 | 0,579 | 0,167 | 0,05 |
| но | 0 | 4,753 | 2,8 | 1,2 |
| 185 | 0 | 7,2 | 3,8 | 1,9 |
| 324 | 0 | 6,736 | 4,9 | 1,91 |
Пример ΙΒ. Получение 2,3-бутандиола с помощью ферментации.
В следующем эксперименте превращение субстрата с помощью ОоЛпбшт аиФеШаподепит проводили в С8ТК-реакторе в течение 10-дневного периода с периодическим мониторингом. В этом случае ферментер и среду готовили согласно примеру 1А, однако субстрат имитировался исключительно газом
- 11 018720 сталелитейного завода (70% СО, 1% Н2, 14% Ν2, 15% СО2), который непрерывно барботировался, и рН среды поддерживали при постоянном значении 5,5 (табл. 2). Превращение субстрата снова приводило к получению уксусной кислоты, этанола и 2,3-бутандиола, демонстрируя, что даже в отсутствие углеводного субстрата в начале ферментации осуществляется получение уксусной кислоты, этанола и бутандиола.
Таблица 2. Мониторинг получения 2,3-бутандиола, этанола и ацетата (концентрации в г/л) в течение времени в С8ТК-реакторе периодического действия
| Время, дни | Уксусная кислота | Этанол | 2,3-бутандиол |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 6 | 4,5 | 0,5 | 0 |
| 10 | 5 | 4 | 0,5 |
Пример 2. Получение 2,3-бутандиола с помощью ферментации.
В следующем эксперименте превращение субстрата с помощью С1ойпбшт анЮсШаподспит проводили в С8ТК.-реакторе в течение трехдневного периода с периодическим мониторингом. В этом случае ферментер и среду готовили согласно примеру 1А, однако субстрат имитировался газом сталелитейного производства (70% СО, 1% Н2, 14% Ν2, 15% СО2), который непрерывно барботировался, и фруктозой (10 г/л) и рН среды поддерживали на постоянном значении 5,5 (табл. 3). Превращение субстрата снова приводило в результате к получению уксусной кислоты, этанола и 2,3-бутандиола.
Таблица 3. Мониторинг получения 2,3-бутандиола, этанола и ацетата (концентрации в г/л) в течение времени в С8ТК.-реакторе периодического действия
| Время, часы | Фруктоза | Уксусная кислота | Этанол | 2,3-бутандиол |
| 0 | 10 | 0 | 0 | 0 |
| 15 | 9,8 | 0, 8 | 0,2 | 0, 05 |
| 23 | 8,87 | 1,7 | 0,7 | 0,2 |
| 39 | 5, 3 | 3,7 | 2,3 | 0,9 |
| 69 | 1,8 | 7,3 | 4 | 3,1 |
Конечные концентрации ацетата, этанола и 2,3-бутандиола также сравнивали между экспериментами в ферментере, представленными в примерах 1А, 1В и 2, в конце каждого эксперимента (отмечено, что эти результаты относятся к конечным концентрациям, измеренным в табл. 1-3, и результаты суммированы в табл. 4).
Таблица 4. Примеры получения 2,3-бутандиола с использованием альтернативных субстратов в С8ТК.-реакторе, измеренные в заключение каждого эксперимента.
Результаты представлены в г/л
| Субстрат | Конечная концентрация ацетата | Конечная концентрация этанола | Конечная концентрация 2,3-бутандиола | Время ферментации (дни) |
| Фруктоза, затем газ сталелитейного производства (пример 1А) | 6.7 | 4,9 | 1,9 | 13,5 |
| Только газ сталелитейного производства (пример 1В) | 5 | 4 | 0,5 | 10 |
| Фруктоза и газ сталелитейного производства (пример 2) | 7.3 | 4 | 3,1 | 2,9 |
Пример 3. Получение 2,3-бутандиола с помощью ферментации.
С целью установления того, как условия среды могут влиять на получение 2,3-бутандиола, готовили сывороточные бутылки, содержащие среду, включающую выбранные буферы, и продукты ферментации анализировали в конце эксперимента (табл. 5). Инкубацию проводили в запаянных сывороточных бутылках емкостью 234 мл, каждая из которых содержала 50 мл вышеописанной среды (табл. Е), необязательно забуферированных или ацетатным буфером (0,02 М), или цитратным буфером (0,02 М), и рН доводили до 5,3. 184 мл свободного пространства над продуктом каждой сывороточной бутылки исходно заполняли Ν2 и затем заполняли под повышенным давлением 30 фунтов/кв. дюйм (206,8 кПа) или 95% СО, 5% СО2, или 70% СО, 15% СО2, 14% Ν2, 1% Н2. В каждую пробирку инокулировали 2 мл культуры С1ойпбшт аи1ос111аподспит. Использовали инкубатор со встряхиванием и температуру реакции поддерживали на уровне 37°С.
- 12 018720
Еще раз, понятно, что 2,3-бутандиол получают независимо от буфера, используемого в эксперименте. Кроме того, также следует заметить, что так как растворы сывороточных бутылок не контролировали по рН, продукт, по-видимому, также получают с ограниченным контролем по рН или в его отсутствие.
Таблица 5. Примеры получения 2,3-бутандиола в различных средах.
Среды сывороточных бутылок анализировали после активного роста,
т.е. увеличение клеточной массы выравнивалось через несколько дней (4-7 дней). Результаты представлены в г/л
| Используемая среда и система | Конечная концентрация ацетата | Конечная концентрация этанола | Конечная концентрация 2,3бутандиола |
| Сывороточная бутылка 0,02 М ацетатный буфер | 5,597 | М | 0,43 |
| Сывороточная бутылка 0,02 М цитратный буфер | 6,547 | 0,364 | 0,16 |
Пример 4. Периодическая ферментация в С8ТВ
Приблизительно 1,3 л раствора переносили в ферментер емкостью 2 л и барботировали азотом. Добавляли диазорезорцин (1,35 мл раствора 2 г/л). Н3РО4 (85%-раствор, 2,025 мл) добавляли и доводили рН до 5,3, используя конц. ΝΗ4ΟΗ (водн.). Добавляли хлорид хрома (II) до тех пор, пока ОВР раствора не уменьшался до приблизительно -150 мВ. Добавляли полисульфид натрия (6,07 мл 4,3 М раствора) и доводили рН до 5,5 с использованием концентрированной НС1. Раствор барботировали с помощью Ν2 в течение 1 ч перед добавлением раствора 1 сульфида металла (150 мл) и раствора В (15 мл). Раствор барботировали с помощью Ν2, затем СО-содержащим газом (3% Н2; 30% Ν2; 47% СО; 20% СО2), перед инокуляцией культуры ΟοδΙπάίιιιη аи1ое1йаподепит в фазе активного роста в количестве, составляющем приблизительно 5% (об./об.). Расход газа регулировали с целью поддержания высокого определенного поглощения СО, чтобы гарантировать, что микробная культура не будет ограничена в СО. Результаты ферментации продемонстрированы в табл. 6.
Таблица 6. Продуктивность 2,3-бутандиола в периодической культуре при варьировании определенных поглощений СО
| День | Среднее определенное поглощение СО (ммоль/г/мин) | Средняя интенсивность получения 2,3-бутандиола |
| 1-3 | 0,8 | 1,5 г/л/день |
| 5-6 | 0,1 | 0,25 г/л/день |
Общее аккумулирование 2,3-бутандиола в течение 7,5 дня составило приблизительно 7,5 г/л. Понятно, что 2,3-бутандиол получают в низких количествах при более низких удельных скоростях поглощения СО. Однако, когда газ подается так, что удельная скорость поглощения СО может поддерживаться около 0,4 ммоль/г/мин, при этом продуктивность 2,3-бутандиола значительно увеличивается. В этом случае удельная скорость поглощения СО поддерживается в среднем около 0,8 ммоль/г/мин в течение нескольких дней, и 1,3-бутандиол получают с избыточной интенсивностью 1 г/л.
Пример 5. Периодическая ферментация в С8ТВ.
Приблизительно 1,3 л раствора А переносили в ферментер емкостью 2 л и барботировали азотом. Добавляли Н3РО4 (85%-ный раствор, 2,025 мл, 30 мМ) и доводили рН до 5,3, используя конц. ЯН4ОН (водн.). Добавляли раствор В (13,5 мл) и раствор барботировали с помощью Ν2. Добавляли хлорид хрома(11) до тех пор, пока ОВР раствора не уменьшался до приблизительно -150 мВ. Добавляли диазорезорцин (1,35 мл раствора 2 г/л). Добавляли полисульфид натрия (2,85 мл 6 М раствора) и раствор барботировали с помощью Ν2 в течение 12 ч перед переключением на СО-содержащий газ (1% Н2; 14% Ν2; 70% СО; 15% СО2). Доводили рН до 5,5 с использованием концентрированной НС1 перед добавлением раствора 1 сульфида металла (150 мл). Раствор барботировали с помощью СО-содержащего газа в течение следующих 30 мин перед инокуляцией культуры ОоЧпбшт аи1ое1йаподепит в фазе активного роста в количестве, составляющем приблизительно 5% (об./об.). Снова расход газа регулировали с целью поддержания высокого определенного поглощения СО, чтобы гарантировать, что микробная культура не будет ограничена в СО. Результаты ферментации продемонстрированы в табл. 7.
Таблица 7. Продуктивность 2,3-бутандиола в периодической культуре при варьировании определенных поглощений СО
| День | Среднее определенное поглощение СО (ммоль/г/мин) | Средняя интенсивность получения 2,3-бугандиола |
| 1-4 | 0, 85 | 0,8 г/л/день |
| 5-6 | 0, 3 | 0,25 г/л/день |
Общее количество 2,3-бутандиола через приблизительно 6 дней составило 5 г/л. Еще раз, повышен- 13 018720 ное определенное поглощение СО приводит в результате к значительно более высокой продуктивности
2,3-бутандиола, составляющей по меньшей мере 0,5 г/л/день.
Пример 6. Периодическая ферментация в С8ТВ.
Приблизительно 1,3 л раствора А переносили в ферментер емкостью 1,5 л и барботировали азотом. Добавляли Н3РО4 (85%-ный раствор, 2,25 мл) и доводили рН до 5,3, используя конц. ΝΗ4ΟΗ (водн.). Добавляли раствор В (15 мл) и раствор барботировали с помощью Ν2. Добавляли хлорид хрома(11) до тех пор, пока ОВР раствора не уменьшался до приблизительно -150 мВ. Добавляли диазорезорцин (1,5 мл раствора 2 г/л). Добавляли полисульфид натрия (1,5 мл 3 М раствора) и раствор барботировали с помощью Ν2 в течение 1 часа. Добавляли 0,1 М растворы РеС12 (3,75 мл), СоС12 (1,875 мл), Νίί’Γ (1,875 мл), Н3ВО3 (0,375 мл), Να2ΜοΟ4 (0,375 мл), МпС12 (0,375 мл), №ь\УО4 (0,375 мл) и Ζηί’Γ (0,1875 мл) и раствор барботировали СО-содержащим газом (50% Н2; 32% СО; 4% СО2; 32% СН4). рН доводили до 5,5 с помощью концентрированной НС1 перед добавлением раствора С (150 мл). Раствор барботировали СОсодержащим газом в течение следующих 30 мин перед инокуляцией культуры ОоЧпбшш анЮеШаподепит в активной фазе роста в количестве приблизительно 5% (об./об.). Расход газа регулировали с целью поддержания высокого определенного поглощения СО, чтобы гарантировать, что микробная культура не будет ограничена в СО. Результаты ферментации продемонстрированы в табл. 8.
Таблица 8. Продуктивность 2,3-бутандиола в периодической культуре при варьировании определенного поглощения СО
| День | Среднее поглощение СО (ммоль/г/мин) | Средняя интенсивность получения 2,3-бутандиола |
| 0-4 | 0,07 | 0 |
| 5-14 | 0,15 | 0,2 г/л/день |
Общая концентрация 2,3-бутандиола через 4 дня составила 3 г/л. В то время как достигнутые интенсивности были меньше, чем в предыдущих ферментациях (примеры 4 и 5), фракция субстрата включала существенную часть водорода. Результаты демонстрируют, что 2,3-бутандиол получают при использовании смешанного субстрата СО/Н2.
Пример 7. Непрерывная ферментация в проточном реакторе с непрерывным перемешиванием.
Среду готовили при рН 5,5 следующим образом. Смешивали все ингредиенты раствора Ό за исключением цистеина-НС1 в 400 мл дистиллированной воды. Этот раствор делали анаэробным, нагревая его до кипения и давая раствору возможность охладиться до комнатной температуры при постоянном потоке газа 95% СО, 5% СО2. После охлаждения добавляли цистеин-НС1 и рН раствора доводили до 5,5 перед доведением объема до 1000 мл; анаэробность поддерживали на протяжении всех экспериментов.
В биореактор емкостью 5 л загружали 4,9 л среды ЬМ33, приготовленной, как описано выше. Газ переключали на СО-содержащий газ (1% Н2; 14% Ν2; 70% СО; 15% СО2) при атмосферном давлении перед инокуляцией 100 мл культуры С1о81пбшт аШоеШаподепит. Биореактор поддерживали при 37°С, перемешивая при 200 об./мин в начале культивирования. Во время фазы роста интенсивность перемешивания увеличивали до 400 об./мин. рН доводили до 5,5 и поддерживали путем автоматического добавления 5 М №1ОН. Свежую анаэробную среду непрерывно добавляли в биореактор для поддержания определенной биомассы и количества ацетата в биореакторе. Продуктивность 2,3-бутандиола представлена в табл. 9.
Таблица 9. Продуктивность 2,3-бутандиола в непрерывной культуре
| День | Среднее поглощение СО (ммоль/г/мин) | Средняя интенсивность получения 2,3-бутандиола |
| 1-87 | 0,3 | <0,1 г/л/день |
| 90-92 | 0,6 | 1,2 г/л/день |
| 93-95 | 0,4 | 0,87 г/л/день |
Во время первых 89 дней непрерывной работы ферментер работал в условиях ограничения по СО, и получалось минимальное количество 2,3-бутандиола. Однако около 88 дня поток газа увеличивали таким образом, чтобы увеличивалось определенное поглощение СО. На этой стадии продуктивность 2,3бутандиола значительно увеличивалась по меньшей мере до 1,2 г/л/день. Около 92 дня поток газа уменьшали таким образом, чтобы определенное поглощение культуры уменьшилось до около 0,4 ммоль/г/мин, и продуктивность 2,3-бутандиола также падала. Однако даже при среднем определенном поглощении, составляющем приблизительно 0,4 ммоль/г/мин, продуктивность 2,3-бутандиола оставалась на уровне по меньшей мере 0,5 г/л/день.
Пример 8. Периодическая ферментация в С8ТВ.
Приблизительно 1,3 л раствора А переносили в ферментер емкостью 2 л и барботировали с помощью азота. Добавляли Н3РО4 (85%-ный раствор, 1,5 мл) и доводили рН до 5,3, используя конц. ΝΗ.-ОН (водн.). Добавляли раствор В (15 мл) и раствор барботировали с помощью Ν2. Добавляли хлорид хрома(11) до тех пор, пока ОВР раствора не уменьшался до приблизительно -150 мВ. Добавляли поли- 14 018720 сульфид натрия (1 мл 3 М раствора) и раствор барботировали с помощью Ν2 в течение 12 ч. Добавляли
0,1 М растворы РеС12 (3,75 мл), СоС12 (1,875 мл), №С12 (1,875 мл), Н3ВО3 (0,375 мл), №2МоО4 (0,375 мл),
МпС12 (0,375 мл), №2№О4 (0,375 мл) и ΖπΟ2 (0,2 мл) и раствор барботировали СО-содержащим газом (1% Н2; 14% Ν2; 70% СО; 15% СО2).
Добавляли диазорезорцин (1 мл раствора 2 г/л). Доводили рН до 5,5 с использованием концентрированной НС1 и раствор барботировали с помощью СО-содержащего газа в течение следующих 30 мин перед инокуляцией культуры С1оййбшт аи!ое!Ьаподепит в фазе активного роста в количестве, составляющем приблизительно 5% (об./об.). Табл. 10 демонстрирует аккумулированный продукт 2,3бутандиола в ферментере после приблизительно 2 недель работы. Удельную скорость поглощения СО корректировали по жизнеспособности культуры. Жизнеспособность культуры определяли с использованием методов, описанных в №О2009/022925, который включен в настоящий документ ссылкой.
Таблица 10. Аккумулирование 2,3-бутандиола через дней периодической ферментации
| День | Определенное поглощение СО (ммоль/г/мин) | 2,3-бутандиол (аккумулированный продукт) |
| 13 | 0,6 | 8,67 г/л |
| 14 | 0,5 | 9,27 г/л |
В течение 24-часового периода на 13-14 день определенное поглощение СО поддерживали на уровне приблизительно 0,5 ммоль/г/мин, и продуктивность 2,3-бутандиола составляла 0,6 г/л/день.
Пример 9. Генная регуляция получения 2,3-бутандиола в ΤΖ1560.
Образцы отбирали из трех ферментеров для определения генной экспрессии во время получения
2,3-бутандиола. Один образец отбирали из периодической ферментации, описанной в примере 8, на 13 день, где получаются продукты, включающие этанол и 2,3-бутандиол. В результатах, представленных ниже, образец обозначают К12. Второй образец отбирают из периодической ферментации, получающей оба продукта, этанол и 2,3-бутандиол. В результатах образец обозначали К11. Третий образец (К2) отбирали в дни 1-89 из непрерывной ферментации, работающей при условиях, подобных примеру 7. Микробная культура была ограничена по СО, и ферментационный бульон имел стабильную концентрацию ацетата, составляющую приблизительно 13 г/л; концентрацию этанола менее чем 1 г/л и незначительные количества 2,3-бутандиола. Для определения положительной регуляции или отрицательной регуляции генов по отношению к К2 использовали ПЦР в реальном времени.
Методика выделения РНК и синтеза кДНК
Суммарную РНК выделяли из приблизительно 2,5/109 бактериальных клеток с использованием набора реагентов Лигит То!а1 ΚΝΑ Райу апб ИЬгоик Т188ие Кй (Вюгаф. ДНК гидролизовали на колонке с использованием свободного от РНК-азы комплекта ДНК-азы (Вюгаф. Суммарную РНК оценивали количественно с использованием спектрофотометра, а ее чистоту (измеренную по соотношению А260/280) определяли перед синтезом кДНК с использованием набора реагентов 1§спр1 8е1ес( с^NΑ 5уп(11е5Й кй (Вюгаф.
Методика ПЦР в реальном времени
Праймеры для ПЦР в реальном времени были разработаны с использованием свободно распространяемого программного обеспечения РпшегЛ на основе запатентованного продукта собственной разработки йап/аТесЬ для геномных последовательностей. Составляли реакционные смеси ПЦР в реальном времени, содержащие 12,5 мкл 2/8УВК зеленого ПЦР-Мастер-Микса (Вюгаф, 1,5 мкл каждого из праймеров 1 мкМ, прямого и обратного, 5 мкл 10 / разведенной кДНК-матрицы и добавляли стерильную воду до общего объема 25 мкл. Смеси нагревали до 95°С в течение 3 мин, с последующими 40 циклами 95°С в течение 15 с, 55°С в течение 15 с и 72°С в течение 30 с. Для детектирования димеризации праймеров или других артефактов амплификации, проводили анализ кривой плавления сразу после завершения ПЦР в реальном времени (38 циклов от 58 до 95°С со скоростью 1°С/с). Все реакции проводили трижды. Количественную оценку генной экспрессии проводили с использованием системы детектирования ПЦР в реальном времени МузО 8тд1е Со1оиг Кеа1-Тппе РСК Эе1ес1юп Буйет (Вюгаф, и данные ПЦР в реальном времени анализировали с использованием программного обеспечения оптической системы ϊ^5 (Вюгаф.
Результаты
Групповые величины С! вместе с относительной генной экспрессией и стандартными ошибками, генерированными в результате анализа ПЦР в реальном времени, представлены в табл. 11. Бета-цепь РНК-полимеразы (гроВ) выбирали в качестве эталонного гена для нормализации генной экспрессии. Относительную количественную оценку с использованием метода сравнения ДСТ использовали для расчета относительной генной экспрессии 2,3ВЭН. Ацетат-получающую культуру (К2) выбирали в качестве калибратора (эталонный стандарт) во всех анализах.
- 15 018720
Таблица 11. Вывод величин относительной генной экспрессии из групповых данных 0'1.
Относительные экспрессии нормализовали по гроВ и калибровали с использованием реактора 2 8Е = стандартная ошибка среднего.
(Любая относительная экспрессия выше 1 демонстрировала положительную регуляцию)
| Гены | Реактор | Групповое С1 | Среднее С1 | 80 С1 | Относительная экспрессия | Относительная экспрессия ЗЕ |
| гроВ | 11 | 36,36 | 35,4 | 0,846 | нет данных | нет данных |
| 11 | 35,07 | |||||
| и | 34,77 | |||||
| 12 | 32,47 | 32,7 | 0,258 | нет данных | нет данных | |
| 12 | 32,65 | |||||
| 12 | 32,98 | |||||
| 2 | 31,76 | 31,76 | 0,051 | нет данных | нет данных | |
| 2 | 31,81 | |||||
| 2 | 31,71 | |||||
| 2,ЗВОН | 11 | 27,01 | 26,57 | 0,422 | 4,75 | 1.8 |
| 11 | 26,53 | |||||
| 11 | 26,17 | |||||
| 12 | 23,23 | 23,18 | 0,038 | 7,64 | 0,8 | |
| 12 | 23,15 | |||||
| 12 | 23,17 | |||||
| 2 | 24,81 | 25,18 | 0.559 | 1 | 0,23 | |
| 2 | 24,91 | |||||
| 2 | 25,82 |
Данные ПЦР в реальном времени, представленные в настоящем исследовании, демонстрируют, что экспрессия гена 2,3-бутандиола значительно выше в сольвентогенных культурах (К11/К12) по сравнению с ацетогенными культурами (К2). Микробная культура К12, которая получала приблизительно 0,6 г/л/день 2,3-бутандиола в момент сбора клеток, демонстрирует наивысшую положительную регуляцию гена (в 7,64±0,8 раза) по отношению к К2. За ней следует К11 с положительной регуляцией гена в 4,75±1,8, которая осуществляла общее получение 2,3-бутандиола на уровне 1,53 г/л при сборе клеток.
Чертеж демонстрирует относительную генную экспрессию 2,3-бутандиолдегидрогеназы (2,3ΒΌΗ) в трех ферментерах (К.11, К.12 и К2). Ацетат-получающую К2 выбирали в качестве калибратора и генную экспрессию нормализовали с использованием гроВ в качестве эталонного гена. Величина ошибки равна стандартной ошибке среднего. N=3. Очевидно, что 2,3-бутандиолдегидрогеназа положительно регулируется в микробных культурах, которые получают 2,3-бутандиол. Микробная культура в К2 обладает удельным поглощением СО, составляющим приблизительно 0,3 ммоль/г/мин, тогда как культура К12 обладает удельным поглощением, составляющим приблизительно 0,6 ммоль/г/мин. Увеличение количества СО, предоставляемого культуре, приводит в результате к увеличению поглощения СО и к последующему увеличению генной экспрессии 2,3-бутандиолдегидрогеназы. Увеличение генной экспрессии
2,3-бутандиолдегидрогеназы приводит в результате к увеличению общей продуктивности 2,3бутандиола.
Изобретение описано в настоящем документе со ссылкой на определенные предпочтительные воплощения с целью дать возможность читающему осуществить на практике изобретение без чрезмерного экспериментирования. Специалисту в данной области понятно, что изобретение подвержено вариациям и модификациям, отличным от тех, что были конкретно описаны. Следует понимать, что изобретение включает все такие вариации и модификации. Кроме того, заглавия, заголовки или подобные представлены для усиления понимания читающим настоящего документа и не должны рассматриваться как ограничения рамок настоящего изобретения. Полное описание всех применений, патентов и публикаций, цитированных выше и ниже, если необходимо, включены в настоящий документ ссылкой.
В настоящем описании ссылка на любой известный уровень техники не является и не должна рассматриваться как подтверждение или любая форма предположения того, что известный уровень техники образует часть общеизвестных сведений в Соединенных Штатах Америки или в любой стране мира.
На протяжении настоящего описания и любых пунктов формулы изобретения, которые следуют далее, до тех пор пока из контекста не следует другое, слова включает, включающий и подобные, следует понимать как включающий в себя в противоположность исключающему смыслы, другими словами, в смысле включающий, но не ограничиваясь перечисленным.
Claims (11)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ получения 2,3-бутандиола с помощью микробной ферментации газообразного субстрата, содержащего СО, включающий:a) предоставление газообразного субстрата, содержащего СО, в биореактор;b) анаэробное ферментирование газообразного субстрата, содержащего СО, в биореакторе, причем биореактор содержит культуру одного или нескольких микроорганизмов, где один или несколько микроорганизмов включают один или несколько генов 2,3-бутандиол-дегидрогеназы;c) положительную регуляцию гена(ов) 2,3-бутандиолдегидрогеназы таким образом, чтобы осуществлялось получение 2,3-бутандиола с помощью микроорганизма(ов), где газообразный субстрат, содержащий СО, представляется таким образом, чтобы в культуре поддерживалась удельная скорость поглощения СО, составляющая по меньшей мере 0,4 ммоль СО/г сухой массы клеток бактерий/мин.
- 2. Способ по п.1, где субстрат предоставляется таким образом, чтобы поддерживалась удельная скорость поглощения СО, составляющая по меньшей мере 0,6 ммоль СО/г/мин.
- 3. Способ по п.1, где субстрат предоставляется таким образом, чтобы поддерживалась удельная скорость поглощения, составляющая по меньшей мере 0,8 ммоль СО/г/мин.
- 4. Способ по п.1, где субстрат предоставляется таким образом, чтобы в культуре поддерживалась удельная скорость поглощения, составляющая по меньшей мере 1,0 ммоль СО/г/мин.
- 5. Способ по любому из пп.1-4, где положительную регуляцию гена 2,3-бутандиолдегидрогеназы осуществляют путем предоставления газообразного субстрата, содержащего СО, таким образом, чтобы в культуре поддерживалась удельная скорость поглощения СО одним или несколькими микроорганизмами, которая составляет по меньшей мере 0,4 ммоль СО/г сухой массы клеток бактерий/мин.
- 6. Способ по любому из пп.1-5, где газообразный субстрат, содержащий СО, содержит по меньшей мере от примерно 15 до примерно 100% СО по объему.
- 7. Способ любому из пп.1-6, где субстрат, содержащий СО, включает газ, полученный в качестве побочного продукта производственного процесса.
- 8. Способ по п.7, где субстрат, содержащий СО, включает газ, полученный от сталелитейного завода.
- 9. Способ по любому из пп.1-8, где один или несколько микроорганизмов представляют собой С1окйтбшт анЮеШаподепит.
- 10. Способ по любому из пп.1-9, где один или несколько микроорганизмов имеют, по крайней мере, некоторые определенные признаки штамма ОоДпбшт аШоеШаподепит. депонированного в Немецкой коллекции микроорганизмов и клеточных культур (Ό8ΜΖ) под номером депонирования Ό8Μ19630.
- 11. Способ по любому из пп.1-10, где продуктивность 2,3-бутандиола составляет более чем 0,2 г/л/день.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US6011308P | 2008-06-09 | 2008-06-09 | |
| PCT/NZ2009/000101 WO2009151342A1 (en) | 2008-06-09 | 2009-06-05 | Production of butanediol by anaerobic microbial fermentation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201071379A1 EA201071379A1 (ru) | 2011-08-30 |
| EA018720B1 true EA018720B1 (ru) | 2013-10-30 |
Family
ID=41416908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201071379A EA018720B1 (ru) | 2008-06-09 | 2009-06-05 | Способ получения бутандиола с помощью анаэробной микробной ферментации |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20110144393A1 (ru) |
| EP (1) | EP2307556B1 (ru) |
| JP (1) | JP5618995B2 (ru) |
| KR (1) | KR101643429B1 (ru) |
| CN (1) | CN102317463B (ru) |
| AU (1) | AU2009258344B2 (ru) |
| BR (1) | BRPI0915017B1 (ru) |
| CA (1) | CA2727549C (ru) |
| EA (1) | EA018720B1 (ru) |
| ES (1) | ES2824838T3 (ru) |
| NZ (1) | NZ589632A (ru) |
| PT (1) | PT2307556T (ru) |
| WO (1) | WO2009151342A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201008795B (ru) |
Families Citing this family (98)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NZ560757A (en) * | 2007-10-28 | 2010-07-30 | Lanzatech New Zealand Ltd | Improved carbon capture in microbial fermentation of industrial gases to ethanol |
| US9879290B2 (en) * | 2008-11-06 | 2018-01-30 | Kiverdi, Inc. | Industrial fatty acid engineering general system for modifying fatty acids |
| US20110300593A1 (en) * | 2008-12-01 | 2011-12-08 | Lanzatech New Zealand Limited | Optimised fermentation media |
| WO2011038364A1 (en) | 2009-09-27 | 2011-03-31 | Opx Biotechnologies, Inc. | Method for producing 3-hydroxypropionic acid and other products |
| EP2529023A4 (en) * | 2010-01-27 | 2015-06-10 | Opx Biotechnologies Inc | MICRO-ORGANISM MANUFACTURE FROM HIGH-FLOW CHEMICAL PRODUCTS AND CORRESPONDING COMPOSITIONS, METHODS AND SYSTEMS |
| JP5922657B2 (ja) | 2010-07-28 | 2016-05-24 | ランザテク・ニュージーランド・リミテッド | 新規細菌及びその使用方法 |
| WO2012024522A2 (en) * | 2010-08-19 | 2012-02-23 | Lanzatech New Zealand Limited | A process for producing chemicals using microbial fermentation of substrates comprising carbon monoxide |
| EP2450449A1 (en) | 2010-11-09 | 2012-05-09 | Ineos Commercial Services UK Limited | Process and apparatus for the production of alcohols |
| CA2789333C (en) * | 2010-10-22 | 2014-02-25 | Lanzatech New Zealand Limited | Methods and systems for the production of alcohols and/or acids |
| WO2012054798A2 (en) * | 2010-10-22 | 2012-04-26 | Lanzatech New Zealand Limited | Methods and systems for the production of hydrocarbon products |
| MY161621A (en) * | 2010-10-29 | 2017-04-28 | Lanzatech New Zealand Ltd | Methods and systems for the production of hydrocarbon products |
| EP2450450A1 (en) | 2010-11-09 | 2012-05-09 | Ineos Commercial Services UK Limited | Process and apparatus for producing ethylene via preparation of syngas |
| RU2566565C2 (ru) | 2010-12-03 | 2015-10-27 | Инеос Био Са | Способ ферментации газообразного субстрата, содержащего монооксид углерода и водород |
| CA2819284C (en) * | 2010-12-03 | 2018-12-04 | Ineos Bio Sa | Method of operation of fermentation of carbon monoxide containing gaseous substrate |
| NZ611188A (en) | 2010-12-03 | 2015-09-25 | Ineos Bio Sa | Method of operation of fermentation of gaseous substrate comprising hydrogen |
| DE102011003387A1 (de) | 2011-01-31 | 2012-08-02 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur fermentativen Herstellung von 2,3-Butandiol |
| CN103582703A (zh) * | 2011-03-31 | 2014-02-12 | 新西兰郎泽科技公司 | 一种用于控制丁二醇生产的发酵方法 |
| US20130005010A1 (en) | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Peter Simpson Bell | Bioreactor for syngas fermentation |
| IN2014CN03491A (ru) | 2011-10-14 | 2015-07-03 | Toray Industries | |
| US20130149693A1 (en) | 2011-12-12 | 2013-06-13 | Ineos Bio Sa | Management of ethanol concentration during syngas fermentation |
| EA031093B1 (ru) * | 2012-01-31 | 2018-11-30 | Ланцатек Нью Зилэнд Лимитед | Рекомбинантный карбоксидотрофный ацетогенный микроорганизм, способ его получения и способ получения продуктов с его использованием |
| US9193947B2 (en) | 2012-05-22 | 2015-11-24 | Ineos Bio Sa | Process for culturing microorganisms on a selected substrate |
| US10100336B2 (en) | 2012-05-22 | 2018-10-16 | Ineos Bio S.A. | Syngas fermentation process and medium |
| CA2873791C (en) * | 2012-05-23 | 2016-12-13 | Lanzatech New Zealand Limited | A fermentation and simulated moving bed process |
| CN113186144A (zh) * | 2012-06-08 | 2021-07-30 | 朗泽科技新西兰有限公司 | 重组微生物和其用途 |
| KR20150036502A (ko) | 2012-07-13 | 2015-04-07 | 칼리스타, 인코포레이티드 | 바이오리파이너리 시스템, 이의 방법 및 조성물 |
| JP5638041B2 (ja) | 2012-07-25 | 2014-12-10 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤ用ゴム組成物、タイヤ部材、及び空気入りタイヤ |
| CA2881666A1 (en) | 2012-08-10 | 2014-02-13 | Opx Biotechnologies, Inc. | Microorganisms and methods for the production of fatty acids and fatty acid derived products |
| JP5536840B2 (ja) | 2012-09-07 | 2014-07-02 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤ用ゴム組成物、タイヤ部材、及び空気入りタイヤ |
| US10233478B2 (en) | 2012-09-19 | 2019-03-19 | Ineos Bio Sa | Process for reducing CO2 emissions and increasing alcohol productivity in syngas fermentation |
| MY173663A (en) | 2012-11-09 | 2020-02-14 | Calysta Inc | Compositions and methods for biological production of fatty acid derivatives |
| PT2917356T (pt) | 2012-11-12 | 2019-06-11 | Lanzatech New Zealand Ltd | Pirólise e torrefação de biomassa |
| US10100337B2 (en) * | 2013-02-14 | 2018-10-16 | Ineos Bio Sa | Process for fermenting co-containing gaseous substrates |
| US20140273115A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Lanzatech New Zealand Limited | System and method for controlling metabolite production in a microbial fermentation |
| US9447438B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-09-20 | Cargill, Incorporated | Acetyl-coA carboxylases |
| EP3004362A4 (en) * | 2013-06-05 | 2017-01-11 | Lanzatech New Zealand Limited | Recombinant microorganisms exhibiting increased flux through a fermentation pathway |
| US9850503B2 (en) | 2013-06-10 | 2017-12-26 | Ineos Bio Sa | Control of conductivity in anaerobic fermentation |
| US9885063B2 (en) | 2013-06-10 | 2018-02-06 | Ineos Bio Sa | Process for fermenting co-containing gaseous substrates in a low phosphate medium effective for reducing water usage |
| US10337038B2 (en) | 2013-07-19 | 2019-07-02 | Cargill, Incorporated | Microorganisms and methods for the production of fatty acids and fatty acid derived products |
| US11408013B2 (en) | 2013-07-19 | 2022-08-09 | Cargill, Incorporated | Microorganisms and methods for the production of fatty acids and fatty acid derived products |
| JP6175319B2 (ja) | 2013-09-10 | 2017-08-02 | 東レ株式会社 | １，３−ブタジエン及び／又は３−ブテン−２−オールの製造方法 |
| JP6229721B2 (ja) | 2013-09-12 | 2017-11-15 | 東レ株式会社 | ブタジエンの製造方法 |
| US20150075062A1 (en) | 2013-09-13 | 2015-03-19 | Ineos Bio Sa | Alcohol compositions and a process for their production |
| JP6485009B2 (ja) * | 2013-11-22 | 2019-03-20 | 東レ株式会社 | ２，３−ブタンジオールの製造方法 |
| US10072275B2 (en) | 2013-11-22 | 2018-09-11 | Toray Industries, Inc. | Method of producing 2,3-butanediol |
| CA2936251C (en) | 2014-01-28 | 2017-11-07 | Lanzatech New Zealand Limited | Method of producing a recombinant microorganism |
| US20170051318A1 (en) * | 2014-04-16 | 2017-02-23 | Eino Elias Hakalehto | The production of hydrogen and other gaseous or liquid products in an accelerated bioprocess |
| US9701987B2 (en) * | 2014-05-21 | 2017-07-11 | Lanzatech New Zealand Limited | Fermentation process for the production and control of pyruvate-derived products |
| JP2017523238A (ja) | 2014-07-23 | 2017-08-17 | フンダシオン テクナリア リサーチ アンド イノベーション | ２，３−ブタンジオールを製造するための方法 |
| EP2993228B1 (en) | 2014-09-02 | 2019-10-09 | Cargill, Incorporated | Production of fatty acid esters |
| JP2017531441A (ja) | 2014-10-22 | 2017-10-26 | ランザテク・ニュージーランド・リミテッド | ガス試験装置及び方法 |
| CN110066718B (zh) | 2014-10-22 | 2022-09-20 | 朗泽科技新西兰有限公司 | 多阶段系统和用于将co转化成乙醇的多阶段生物学方法 |
| KR101631387B1 (ko) | 2014-11-27 | 2016-06-16 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 2,3-부탄디올로부터 1,3-부타디엔 및 메틸에틸케톤을 제조하는 데 사용되는 무정형 칼슘 포스페이트 촉매 및 촉매 제조 방법 |
| US11254954B2 (en) * | 2014-12-31 | 2022-02-22 | Indiana University Research And Technology Corporation | Culture conditions that allow Zymomonas mobilis to assimilate N2 gas as a nitrogen source during bio-ethanol production |
| EP3262153A4 (en) | 2015-02-23 | 2018-07-04 | Lanzatech New Zealand Limited | Recombinant acetogenic bacterium for the conversion of methane to products |
| KR20210037002A (ko) | 2015-10-13 | 2021-04-05 | 란자테크 뉴질랜드 리미티드 | 에너지-생성 발효 경로를 포함하는 유전자 조작된 박테리아 |
| US10674746B2 (en) | 2015-10-27 | 2020-06-09 | Cytozyme Animal Nutrition, Inc. | Animal nutrition compositions and related methods |
| WO2017075289A1 (en) | 2015-10-27 | 2017-05-04 | Cytozyme Animal Nutrition, Inc. | Animal nutrition compositions and related methods |
| WO2018140790A1 (en) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | Cytozyme Animal Nutrition, Inc. | Animal nutrition compositions and related methods |
| ES2909579T3 (es) | 2015-12-03 | 2022-05-09 | Lanzatech Nz Inc | Arginina como única fuente de nitrógeno para microorganismos fijadores de C1 |
| US10358661B2 (en) | 2015-12-28 | 2019-07-23 | Lanzatech New Zealand Limited | Microorganism with modified hydrogenase activity |
| CN105505849B (zh) * | 2016-01-22 | 2019-09-20 | 南京工业大学 | 联产丁醇与2,3-丁二醇的基因工程菌及其构建方法和应用 |
| ES2955708T3 (es) | 2016-02-01 | 2023-12-05 | Lanzatech Nz Inc | Proceso integrado de fermentación y electrólisis |
| SG11201807025SA (en) | 2016-02-26 | 2018-09-27 | Lanzatech New Zealand Ltd | Crispr/cas systems for c-1 fixing bacteria |
| EA201892627A1 (ru) | 2016-05-14 | 2019-04-30 | Ланцатек, Инк. | Микроорганизм с модифицированной активностью альдегид:ферредоксин оксидоредуктазы и связанные способы |
| KR102467394B1 (ko) | 2016-05-24 | 2022-11-15 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 단열 반응기를 이용하여 2,3-부탄디올로부터 1,3-부타디엔 및 메틸에틸케톤을 제조하는 방법 |
| FR3051800B1 (fr) | 2016-05-31 | 2018-06-15 | IFP Energies Nouvelles | Procede de production de btx par pyrolyse catalytique a partir de biomasse sans recycle de composes oxygenes |
| FR3051799B1 (fr) | 2016-05-31 | 2018-06-15 | IFP Energies Nouvelles | Procede de production de btx par pyrolyse catalytique a partir de biomasse avec injection de composes oxygenes |
| KR101929631B1 (ko) | 2016-12-20 | 2018-12-14 | 서강대학교산학협력단 | 미생물 발효를 이용한 1,3-부타디엔의 제조 방법 |
| EP3577227A4 (en) | 2017-02-02 | 2020-12-30 | Cargill Inc. | GENETICALLY MODIFIED CELLS PRODUCING C6-C10 FATTY ACID DERIVATIVES |
| ES2926336T3 (es) | 2017-09-08 | 2022-10-25 | Lanzatech Inc | Proceso para la producción de metabolitos utilizando sustratos que contienen C1 ricos en hidrógeno |
| CA3079761C (en) | 2017-12-19 | 2023-09-19 | Lanzatech, Inc. | Microorganisms and methods for the biological production of ethylene glycol |
| EA202091884A1 (ru) | 2018-02-12 | 2020-10-16 | Ланцатек, Инк. | Способ повышения эффективности конверсии углерода |
| EP3781668B1 (en) | 2018-04-20 | 2023-10-04 | Lanzatech, Inc. | Fermentation process for producing ethanol |
| US20190352676A1 (en) | 2018-05-21 | 2019-11-21 | Jupeng Bio, Inc. | Process for Obtaining Protein-Rich Nutrient Supplements from Bacterial Fermentation Process |
| EP3833771A1 (en) | 2018-08-08 | 2021-06-16 | Jupeng Bio, Inc. | Carbon dioxide bioconversion process |
| JP7280951B2 (ja) | 2018-11-19 | 2023-05-24 | ランザテク，インコーポレイテッド | 発酵とガス化との統合 |
| MY197690A (en) | 2019-01-29 | 2023-07-05 | Lanzatech Inc | Production of bio-based liquefied petroleum gas |
| BR112021015449A2 (pt) | 2019-02-08 | 2021-10-05 | Lanzatech, Inc. | Métodos para recuperar produto a partir de um caldo de fermentação e para recuperar produto a partir de uma corrente enriquecida com produto |
| WO2020188033A1 (en) | 2019-03-20 | 2020-09-24 | Global Bioenergies | Improved means and methods for producing isobutene from acetyl-coa |
| KR102023049B1 (ko) * | 2019-05-24 | 2019-09-20 | 한양대학교 산학협력단 | 2,3-부탄디올 이성질체의 흡착 분리 방법 |
| SG11202111976TA (en) | 2019-07-11 | 2021-11-29 | Lanzatech Inc | Methods for optimizing gas utilization |
| CN110699388A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-01-17 | 天津城建大学 | 一种利用碳水化合物垃圾生产2,3-丁二醇的方法 |
| MY197253A (en) | 2020-06-06 | 2023-06-08 | Lanzatech Inc | Microorganism with knock-in at acetolactate decarboxylase gene locus |
| CN111793588B (zh) * | 2020-08-19 | 2023-02-07 | 广东工业大学 | 一种厌氧菌培养基及其制备方法 |
| FR3114595B1 (fr) | 2020-09-29 | 2023-11-24 | Ifp Energies Now | Production d’aromatiques par conversion de gaz à l'eau inversée, fermentation et aromatisation. |
| FR3114594B1 (fr) | 2020-09-29 | 2023-11-10 | Ifp Energies Now | Production d’aromatiques et d'éthanol par pyrolyse, conversion de gaz à l'eau inversée, et fermentation. |
| FR3114596B1 (fr) | 2020-09-29 | 2023-11-24 | Ifp Energies Now | Production d’aromatiques par conversion de gaz à l'eau inversée, fermentation et recyclage vers pyrolyse. |
| US20220177932A1 (en) | 2020-12-08 | 2022-06-09 | Ryan H. Senaratne | Process and composition for controlling ethanol production |
| KR102240618B1 (ko) | 2021-01-28 | 2021-04-14 | 부경대학교 산학협력단 | 2-헵탄올 추출에 의한 분리 효율이 높은 2,3-부탄디올 분리장치 및 이 장치를 이용한 2,3-부탄디올의 분리방법 |
| CA3195088C (en) | 2021-02-08 | 2024-04-23 | Fungmin Liew | Recombinant microorganisms and their use in the production of 3-hydroxypropionate [3-hp] |
| CN117425637A (zh) | 2021-04-01 | 2024-01-19 | 西索斯卓里第七有限责任公司 | 从乙醇和乙醛混合物生产1,3-丁二烯的绝热工艺 |
| JP2022179159A (ja) | 2021-05-21 | 2022-12-02 | 住友ゴム工業株式会社 | キャップトレッド及び乗用車タイヤ |
| JP2022179157A (ja) | 2021-05-21 | 2022-12-02 | 住友ゴム工業株式会社 | キャップトレッド及び乗用車タイヤ |
| JP2022179158A (ja) | 2021-05-21 | 2022-12-02 | 住友ゴム工業株式会社 | 乗用車タイヤ用ゴム組成物及び乗用車タイヤ |
| TW202307202A (zh) | 2021-08-06 | 2023-02-16 | 美商朗澤科技有限公司 | 用於改良乙二醇之生物產生的微生物及方法 |
| FR3126992A1 (fr) | 2021-09-10 | 2023-03-17 | IFP Energies Nouvelles | Production d'éthanol par oxycombustion, conversion de gaz à l'eau inversée, et fermentation. |
| FR3126993A1 (fr) | 2021-09-10 | 2023-03-17 | IFP Energies Nouvelles | Production d'éthanol par combustion en boucle chimique, conversion de gaz à l'eau inversée, et fermentation. |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4851344A (en) * | 1987-02-19 | 1989-07-25 | Basf Aktiengesellschaft | Microbial reduction of monocarboxylic and dicarboxylic acids in the presence of carbon monoxide and/or formates plus mediators |
| WO2008098254A2 (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Zeachem, Inc. | Energy efficient methods to procuce products |
Family Cites Families (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5129412A (en) | 1974-08-30 | 1976-03-12 | Kuraray Co | Butanjioorurui no seizohoho |
| JPS5368709A (en) | 1976-12-01 | 1978-06-19 | Kuraray Co Ltd | Preparation of butanediols |
| JPS5920238A (ja) | 1982-07-26 | 1984-02-01 | Daicel Chem Ind Ltd | ブタンジオ−ル類の製造方法 |
| US4539293A (en) * | 1983-05-10 | 1985-09-03 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Production of butanol by fermentation in the presence of cocultures of clostridium |
| FR2564483B1 (fr) | 1984-05-18 | 1986-11-21 | Charbonnages Ste Chimique | Procede de fabrication du 2,3 butane diol par fermentation aerobie d'un substrat par des souches de bacillus polymyxa |
| FR2574784B1 (fr) | 1984-12-14 | 1987-01-09 | Charbonnages Ste Chimique | Nouveau procede d'extraction de butanediol 2-3 a partir de solutions aqueuses en contenant |
| DE4017113A1 (de) | 1990-05-28 | 1991-12-05 | Biotechnolog Forschung Gmbh | Verfahren zur gewinnung von 2,3-butandiol |
| US5173429A (en) * | 1990-11-09 | 1992-12-22 | The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Clostridiumm ljungdahlii, an anaerobic ethanol and acetate producing microorganism |
| US5821111A (en) * | 1994-03-31 | 1998-10-13 | Bioengineering Resources, Inc. | Bioconversion of waste biomass to useful products |
| US5807722A (en) * | 1992-10-30 | 1998-09-15 | Bioengineering Resources, Inc. | Biological production of acetic acid from waste gases with Clostridium ljungdahlii |
| US5593886A (en) * | 1992-10-30 | 1997-01-14 | Gaddy; James L. | Clostridium stain which produces acetic acid from waste gases |
| US6136577A (en) * | 1992-10-30 | 2000-10-24 | Bioengineering Resources, Inc. | Biological production of ethanol from waste gases with Clostridium ljungdahlii |
| IN190544B (ru) | 1994-10-05 | 2003-08-09 | Council Scient Ind Res | |
| JP3683317B2 (ja) * | 1995-11-28 | 2005-08-17 | オリンパス株式会社 | 画像表示装置 |
| DE69638265D1 (de) * | 1996-07-01 | 2010-11-11 | Emmaus Foundation Inc | BIOLOGISCHE HESTELLUNG VON ESSIGSäURE AUS ABGASEN |
| JPH10234390A (ja) | 1997-02-25 | 1998-09-08 | Daicel Chem Ind Ltd | 微生物を用いた光学活性ブタンジオールの製造方法 |
| UA72220C2 (ru) * | 1998-09-08 | 2005-02-15 | Байоенджініерінг Рісорсиз, Інк. | Translated By PlajНЕСМЕШИВАЕМАЯ С ВОДОЙ СМЕСЬ РАСТВОРИТЕЛЬ/СОРАСТВОРИТЕЛЬ ДЛЯ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ АНАЭРОБНОГО МИКРОБНОГО БРОЖЕНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ (ВАРИАНТЫ), МОДИФИЦИРОВАННЫЙ РАСТВОРИТЕЛЬ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ |
| JP4332935B2 (ja) * | 1999-07-02 | 2009-09-16 | パナソニック株式会社 | テレビジョン受信機 |
| CN1087277C (zh) | 1999-08-27 | 2002-07-10 | 清华大学 | 电子陶瓷基板及薄片陶瓷器件的快速凝固流延成型方法 |
| BR0112251B1 (pt) * | 2000-07-25 | 2013-04-09 | mÉtodos contÍnuos para produÇço de etanol a partir da fermentaÇço bacteriana anaeràbica de um substrato gasoso. | |
| JP4587348B2 (ja) * | 2000-10-31 | 2010-11-24 | ダイセル化学工業株式会社 | 新規な（ｒ）−２，３−ブタンジオール脱水素酵素 |
| JP4630486B2 (ja) * | 2001-05-28 | 2011-02-09 | ダイセル化学工業株式会社 | 新規な（ｒ）−２，３−ブタンジオール脱水素酵素、その製造方法、及びこれを利用した光学活性アルコールの製造方法 |
| JP4294382B2 (ja) * | 2003-06-06 | 2009-07-08 | ダイセル化学工業株式会社 | （２ｓ，３ｓ）−２，３−ブタンジオール脱水素酵素 |
| CN1246465C (zh) | 2004-04-29 | 2006-03-22 | 清华大学 | 微生物两段发酵法由甘油生产1，3－丙二醇和2，3－丁二醇 |
| CN101155925B (zh) | 2005-04-12 | 2012-05-09 | 纳幕尔杜邦公司 | 处理生物质以获得乙醇的方法 |
| CN100427605C (zh) | 2005-06-17 | 2008-10-22 | 清华大学 | 一种由粗淀粉原料生产1,3-丙二醇和2,3-丁二醇的方法 |
| NZ546496A (en) * | 2006-04-07 | 2008-09-26 | Lanzatech New Zealand Ltd | Gas treatment process |
| US8962298B2 (en) | 2006-05-02 | 2015-02-24 | Butamax Advanced Biofuels Llc | Recombinant host cell comprising a diol dehydratase |
| US7659104B2 (en) * | 2006-05-05 | 2010-02-09 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Solvent tolerant microorganisms and methods of isolation |
| US20070275447A1 (en) * | 2006-05-25 | 2007-11-29 | Lewis Randy S | Indirect or direct fermentation of biomass to fuel alcohol |
| CN1884560B (zh) | 2006-05-31 | 2011-08-24 | 华东理工大学 | 一种发酵生产2,3-丁二醇的方法 |
| US7704723B2 (en) | 2006-08-31 | 2010-04-27 | The Board Of Regents For Oklahoma State University | Isolation and characterization of novel clostridial species |
| GB2441525B (en) | 2006-09-07 | 2011-08-03 | Whirlwind Utilities Ltd | Pipe cleaning apparatus |
| WO2008101012A1 (en) | 2007-02-13 | 2008-08-21 | Cv Therapeutics, Inc. | Use of ranolazine for the treatment of non-coronary microvascular diseases |
| NZ553984A (en) | 2007-03-19 | 2009-07-31 | Lanzatech New Zealand Ltd | Alcohol production process |
| US20080305540A1 (en) | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Robert Hickey | Membrane supported bioreactor for conversion of syngas components to liquid products |
| US20090035848A1 (en) | 2007-08-03 | 2009-02-05 | Robert Hickey | Moving bed biofilm reactor (mbbr) system for conversion of syngas components to liquid products |
| CN102016052B (zh) | 2007-08-15 | 2015-04-29 | 朗泽科技新西兰有限公司 | 生产醇的工艺 |
| NZ560757A (en) * | 2007-10-28 | 2010-07-30 | Lanzatech New Zealand Ltd | Improved carbon capture in microbial fermentation of industrial gases to ethanol |
| EP2217696B1 (en) | 2007-11-13 | 2015-09-16 | Lanzatech New Zealand Limited | Novel bacteria and methods of use thereof |
| EP2245137B1 (en) * | 2008-01-22 | 2017-08-16 | Genomatica, Inc. | Methods and organisms for utilizing synthesis gas or other gaseous carbon sources and methanol |
-
2009
- 2009-06-05 WO PCT/NZ2009/000101 patent/WO2009151342A1/en active Application Filing
- 2009-06-05 ES ES09762723T patent/ES2824838T3/es active Active
- 2009-06-05 NZ NZ589632A patent/NZ589632A/xx unknown
- 2009-06-05 AU AU2009258344A patent/AU2009258344B2/en active Active
- 2009-06-05 BR BRPI0915017A patent/BRPI0915017B1/pt active IP Right Grant
- 2009-06-05 JP JP2011513445A patent/JP5618995B2/ja active Active
- 2009-06-05 KR KR1020117000650A patent/KR101643429B1/ko active IP Right Grant
- 2009-06-05 CA CA2727549A patent/CA2727549C/en active Active
- 2009-06-05 PT PT97627236T patent/PT2307556T/pt unknown
- 2009-06-05 EP EP09762723.6A patent/EP2307556B1/en active Active
- 2009-06-05 EA EA201071379A patent/EA018720B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-06-05 US US12/997,063 patent/US20110144393A1/en not_active Abandoned
- 2009-06-05 CN CN200980121712.6A patent/CN102317463B/zh active Active
-
2010
- 2010-12-07 ZA ZA2010/08795A patent/ZA201008795B/en unknown
-
2013
- 2013-02-26 US US13/777,806 patent/US8658408B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4851344A (en) * | 1987-02-19 | 1989-07-25 | Basf Aktiengesellschaft | Microbial reduction of monocarboxylic and dicarboxylic acids in the presence of carbon monoxide and/or formates plus mediators |
| WO2008098254A2 (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Zeachem, Inc. | Energy efficient methods to procuce products |
Non-Patent Citations (7)
| Title |
|---|
| ABRINI, J., et al.: 'Clostridium autoethanogenum, sp. nov., an Anaerobic Bacterium that Produces Ethanol from Carbon Monoxide', Archives of Microbiology, 1994, vol 161, pages 345-351, abstract * |
| FUCHS, S., et al.: 'Anaerobic Gene Expression in Staphylococcus aureus', Journal of Bacteriology. 2007, vol 189, no. 11, pages 4275-4289. Abstract, page 4285 column 1 * |
| HENSTRA, A.M. et al.: 'Microbiology of Synthesis Gas Fermentation for Biofuel Production', Current Opinion in Biotechnology, 2007, vol 18, pages 200-206 * |
| HIGGINS, Т.Е. and JOHNSON, M.J., 'Pathways of Anaerobic Acetate Utilization in Escherichia coli and Aerobacter cloacae', Journal of Bacteriology, 1970, vol 101, no. 3, pages 885-891. Abstract, Table 2 * |
| McCALL, K.B. and GEORGI, C.L. 'The Production of 2,3-butanediol by Fermentation of Sugar Beet Molasses', Applied Microbiology, 1954, vol 2, no. 6, pages 355-359, page 335, column 2 * |
| SYU, M.-J. 'Biological Production of 2,3-Butanediol', Applied Microbiology and Biotechnology, 2001, vol 55, pages 10-18 * |
| WARDWELL, S.A. et al.: 'Expression of the Klebsiella pneumoniae CG21 Acetoin Reductase Gene in Clostridium acetobutylicum ATCC 824', Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology. 2001, vol 27, pages 220-227, see abstract, page 227 column 1 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2307556A1 (en) | 2011-04-13 |
| ZA201008795B (en) | 2013-09-25 |
| CA2727549A1 (en) | 2009-12-17 |
| BRPI0915017A2 (pt) | 2015-09-01 |
| US20130177955A1 (en) | 2013-07-11 |
| US20110144393A1 (en) | 2011-06-16 |
| PT2307556T (pt) | 2020-10-23 |
| CA2727549C (en) | 2014-08-26 |
| CN102317463B (zh) | 2014-12-03 |
| BRPI0915017B1 (pt) | 2018-12-26 |
| AU2009258344B2 (en) | 2013-11-07 |
| EP2307556B1 (en) | 2020-08-05 |
| EP2307556A4 (en) | 2012-03-28 |
| WO2009151342A1 (en) | 2009-12-17 |
| US8658408B2 (en) | 2014-02-25 |
| ES2824838T3 (es) | 2021-05-13 |
| JP5618995B2 (ja) | 2014-11-05 |
| KR101643429B1 (ko) | 2016-07-27 |
| JP2011522563A (ja) | 2011-08-04 |
| AU2009258344A1 (en) | 2009-12-17 |
| EA201071379A1 (ru) | 2011-08-30 |
| NZ589632A (en) | 2013-03-28 |
| KR20110033193A (ko) | 2011-03-30 |
| CN102317463A (zh) | 2012-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA018720B1 (ru) | Способ получения бутандиола с помощью анаэробной микробной ферментации | |
| US8222013B2 (en) | Bacteria and methods of use thereof | |
| TWI537389B (zh) | 用於控制丁二醇生產之發酵方法 | |
| CN107075531B (zh) | 改进的发酵中碳捕捉 | |
| US8900836B2 (en) | Acid production by fermentation | |
| EA019266B1 (ru) | Микробиологический способ производства спирта | |
| EA023403B1 (ru) | Способ ферментации | |
| CN106507678B (zh) | 用于丙酮酸盐衍生产物的生产和控制的发酵方法 | |
| US8852918B2 (en) | Bacteria and methods of use thereof | |
| Usmanbaha | Butanol Production from Micro-algae by Combining Dark Fermentation and ABE Fermentation Equipped with Gas Sparging | |
| Novak | Development of a two-step bioprocess for CO2 fixation from industrial flue gas and production of a fuel chemical | |
| AU2008321615B2 (en) | Novel bacteria and methods of use thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM BY KG MD TJ |
|
| TC4A | Change in name of a patent proprietor in a eurasian patent |