JP2001518790A - リグノセルロースからエタノールを生成する改良法 - Google Patents
リグノセルロースからエタノールを生成する改良法Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、リグノセルロース物質からエタノールを生成する場合など、リグノセルロースの酵素による分解法を、超音波処理を利用して改良する方法を提供するものである。本発明は、超音波処理により、セルラーゼの所要量が３分の１から２分の１の範囲で減少することを提示する。エタノールをリグノセルロース物質から安価に生成する上で酵素の費用が大きな問題であるため、本発明は現在利用可能な方法に対して有意義な改良を提供するものである。
Description
【発明の詳細な説明】
リグノセルロースからエタノールを生成する改良法
発明の背景
超音波はヒトの認識範囲を超えた音波であると定義することができる（Price
，G.J.,Current Trends in Sonochemisty.G.J.Priceed.Royal Society of Chemi
stry Special Publication No．116．Royal Society of Chemistry:Cambridge，
U.K.(1992)）。現在、ソナー、医療診断機器、及び表面洗浄装置など、数多くの
超音波技術を利用することができる。ソナー及び医療機器の多くは低出力かつ高
周波（・１MHz）を用いるものである。しかしながら、表面洗浄装置は低周波（
２０−５０Khz）かつ高出力の超音波の生み出す超音波キャビテーションに依拠
している。
超音波キャビテーションは液体の急速な圧縮及び膨張から生ずる。膨張段階で
は、液体は「引き裂かれ」てボイド又は気泡を形成する（Price，G.J.,"Introdu
ction to sonochemistry"Current Trends in Sonochemisty.G.J.Price ed.Royal
Society of Chemistry Special Publication No.116.Royal Society of Chemis
try:Cambridge，U.K.(1992);Leeman,S.and P.W.Vaughan,Current Trends in Son ochemisty ．
G.J．Price ed.Royal Society of Chemistry Special Publication
No.116.Royal Society of Chemistry:Cambridge,U.K.(1992)）。これらの気泡は
臨界の大きさに達するまで大きさが増していくが、この臨界の大きさ（多くの場
合直径１００から２００μｍ）は、振動周波数や、例えば溶解ガス、固体表面上
の亀裂及びクレバス、又は浮遊物質などの核剤の存在に左右される（Atchley，A
.A.，and L.A．Crum.“Chapter 1:Acoustic cavitation and bubble dynamics”Ultrasound:Its Chemical.Physical,and Biological Effects.
K.S.Suslick ed.V
CH,New York，N.Y.(1988);Price,G.J.“Introduction to sonochemistry”Curre nt Trends in Sonochemisty
.G.J．Price ed．Royal Society of Chemistry Spec
ial Publication No．116．Royal Society of Chemistry:Cambridge,U.K.(1992)
）。その臨界の大きさに達すると、気泡はときおり爆縮して気泡中で5,500℃に
達する温度を生ずる（Suslick，K.S.，“The Chemical Effects of Ultrasound
”，Scientific American p.80-86(Feb.1989);Price,G.J.“Introduction to so
nochemistry”Current Trends in Sonochemisty.G.J．Price ed．Royal Society
of Chemistry Special Publication No．116．Royal
Society of Chemistry:Cambridge,U.K.(1992)）。固体粒子のない溶液中でキャ
ビティが破裂すると、加熱が唯一起きる結果である。しかしながら、爆縮が固体
表面の近くで起きると、爆縮は非対称となる。気泡が爆縮してできるボイドを満
たそうと水が（例えば400m/sに近い速度で）流れ込むと、１から５Kpaの衝撃圧
力が発生する場合がある（Suslick，K.S．“Chapter 4 Homogeneous Sonochemis
try”Ultrasound:Its Chemical,Physical,and Biological Effects.K.S.Suslick
ed.VCH，New York，N.Y．(1988);123-146;Suslick，K.S.，“The Chemical Eff
ects of Ultrasound,”Scientific American p.80-86(Feb.1989);Price，G.J.“
Introduction to sonochemistry“Current Trends in Sonochemisty.G.J.Price
ed.Royal Society of Chemistry Special Publication No．116．Royal Society
of Chemistry:Cambridge,U.K.(1992)）。
超音波キャビテーションの物理的影響は、１８９４年に行なわれた最初の英国
の駆逐艦H.M.S．Daringの初期の実験以来、公知である（Suslick，H.S.，Scienc
e，247:1439-1441(1990)）。プロペラの高速回転は、超音波の生み出すのと同じ
、高周波の圧縮及び膨張を生み出す（Suslick，K.S.，“The Chemical Effects
of Ultrasound,”Scientific American p.80-86（Feb.1989))。Daringのプロペ
ラの周りに生じたキャビテーションは、使用された金属の点蝕を引き起こした。
キャビテーションが金属表面に及ぼすこの影響は、超音波のキャビテーションに
関する研究で確認されている（Leeman，S．and Vaughan，P.W.，“Cavitation p
henomena”Current Trends in Sonochemisty.G.J．Price ed.Royal Society of
Chemistry Special Publication No．116．Royal Society of Chemistry:Cambri
dge，U.K.(1992);Boudjouk,P.“Chapter 5.Heterogeneous sonochemistry”Ultr asound:Its Chemical,Physical,and Biological Effects.K.S.Suslick ed.VCH,N
ew York,N.Y.(1988)）。強い攪拌、浮遊物質の分散、セルロースゲルへの広い拡
散、不混和液の乳化は、超音波キャビテーションに起因するその他の影響である
（Ensminger，1973）。
超音波キャビテーションにより生ずる高温、高圧、及び高速はさらに普通でな
い化学的環境を生むことがある（Suslick，K.S.，“The Chemical Effects of U
ltrasound,”Scientific American p.80.86(Feb.1989)。水溶液中の化合物は、
超
音波にさらされたときに遊離基を形成することが示されている。水は超音波にさ
らされるとH・及び・OHという中間体を生じ、最終的にはH2及びH2O2を生ずる（Sus
lick，K.S．“Chapter 4 Homogeneous Sonochemistry”Ultrasound:Its Chemica l,Physical,and Biological Effects
.K.S.Suslick ed.VCH,New York,N.Y.(1988)
;123-146。その他の化学的影響は、衝撃波で高速の衝突が起きたときに生ずるこ
とがある。超音波界中での金属粒子のアグロメレーションが示されている（Susl
ick，K.S.，“The Chemical Effects of Ultrasound,”Scientific American p.
80.86(Feb.1989);Suslick,K.S.,Science,247:1439-1441(1990)）。
超音波による表面洗浄装置は１９５０年代初頭から利用されてきた（Shon，A.
，“Chapter 3．Industrial applications of Ultrasoud ”Its Chemical,Physic al,and Biological Effects．K.S．Suslick ed.VCH,New York,N.Y.(1988)）。そ
の洗浄作用の仕組みはキャビテーションの気泡の形成に拠っている。キャビテー
ションの作用により汚染膜を次第に侵食することができる。あるいは、キャビテ
ーションの気泡が膜と表面との間に形成されることにより、その表面から膜が効
果的に引き剥がされる。超音波洗浄システムのその他のデザインも非常に高い効
率（・95％）を有するものである。
超音波技術を利用する生物学上の用途の大半は、細胞膜の破砕を狙いとしてき
た(Shon，A.，“Chapter 3．Industrial applications of Ultrasoud ”Its Chem ical,Physical,and Biological Effects
．S．Suslick ed.VCH,New York,N.Y.(19
88);Ausubel,F.M.,et al．Current Protocols in Molecular Biology Green Pub
lishing and Wiley Interscience,New York,N.Y.(1996)）。このような装置の一
つがフィッシャー・サイエンティフィック社のモデル５５０、ソニック・ディス
メンブレータ（原語：Sonic Dismembrator）である。最近では、弱い超音波がバ
クテリアに及ぼす影響が研究されている。非致死量の超音波は、Escherichia co
liではSOS反応及び熱ショックたんぱくの翻訳を誘導することができることが示
されている（Volmer,A.C.et al.,“Induction of the heat shock response in
Escherichia coli by the effects of acoustic cavitation from Ultrasound”
Abstr.I-85,p.317.Abstr.96thAnnu．Meet．Am．Soc．Mcrobiol.，American Soci
ety for Microbiology，Washington，DC(1996)）。超音波キャビテーションによ
るEscherichia coliへの
物理的損傷の実例がいくつか最近紹介されており（Allison,D.G.et al.，“J.Ba
sic Microbiol.36(1):3-11(1996)）、細胞膜の破壊、そしてそれに続く細胞内成
分の漏出が示されている。
ブルガリア菌による牛乳の発酵においては、ラクトースの加水分解の速度が非
連続な超音波を用いることで高まった（Wang,D.et al.,J.Chem.Tech.Biotechnol
.65:86-92(1996)）。おそらく、加水分解の速度が増す理由は細胞内の酵素が媒
質内に放出されたからであろう。超音波処理を停止した後では、ブルガリア菌は
回復及び成長することができた。
最近では、超音波に対する関心が、様々な事務用紙のリサイクルで脱インク手
段としてそれを用いることができないかと製紙業に関わる研究者たちの間で示さ
れている（Scott,W.E.and P.Gerber,TAPPI J.78:125.130(1995);Sell,N.J.etal.
，Progress in Paper Recycling p.28-34(Aug.1995);Norman J.C.,et al.,TAPPI
J.77:151-158(1994)）。超音波処理のために、紙の構造が変化して保水能力が
高まったことが報告されている。
紙製品のリサイクルの他にも、反故紙及びその他のリグノセルロース製品を発
酵させてエタノールにすることに関心が寄せられている。このような製品からエ
タノールを生成することは、環境のゴミ問題の解消につながり、また石油に依存
した自動車燃料への依存を低下させる。（Hohmann,N.and C.M.Rendleman,Emergi ng Technologies in Ethanol Production，USDA Ag.Info.Bulletin No.663,U.S.
Department of Agriculture:Washington,D.C.(January 1993);Sheehan,J.J.，“
Chapter １．Bioconversion for production of renewable transportation fue
ls in the United States:a strategic perspective”Enzymatic Convension of Biomass for Fuels Production．Himmel，M.E.;Baker，J.O;Overend，R.P．eds
．ACS Symposium Series 566,American Chemical Society;Washington,D.C.(199
3)）。セルラーゼに対する基質が得られることは、セルロースの酵素分解の効率
を左右する重要なファクタである（Nazhad，M.M.et al.,Enz．Microb．Tech．17
:68-74(1995)）。
T.longibrachiatumを由来とするセルラーゼはセルロースに緊密に結合するこ
とが知られている（Brooks，T.A．and L.O．Ingram，Biotechnol．Prog．11(6):
619-
625(1995)）。さらにこの結合は攪拌の強さにも左右されることが示されている
（Kaya,F.et al.,J.Biotech.36:1-10(1994)）。同様の影響は集中的物質移動反
応装置でも見られており、非常に急速な加水分解が達成されている(Gusakov,A.V
.et al.,Appl.Biochem.Biotechnol.56:141-153(1996)）。
発明の概要
リグノセルロースを例えばエタノールなどに酵素的に転化させる改良された方
法が望まれる。本発明は、サイマルテイニアス・サッカリフィケーション・アンド・
ファーメンテーション（SSF）法において超音波処理を用いることで、混合事務
反故紙（MOWP）を加水分解するセルラーゼの能力を高め、それによりセルラーゼ
の所要量を３分の１から２分の１の間で減少させることを報告するものである。
SSFは、Escherichia coli K011(Ingram,L.O.et al.，米国特許第5,000,000号(19
91年）及びKlebsiella oxytoca P2(Ingram,L.O.et al.，米国特許第5,424,202号
(1995年)などの遺伝子操作された微生物など、エタノール産生生物をセルラーゼ
酵素及びリグノセルロースと組み合わせてエタノールを生成する方法である。あ
らゆるSSF法にとって酵素の費用が大きな問題である。
本発明を実施するにあたって、酵素の安定性が影響を受けることはなく、また
驚くべきことに、連続的な超音波処理の結果、非連続な処理に対して加水分解が
低下する。これを説明する理由の一つは、その結果行なわれる混合が原因で、セ
ルラーゼは十分な長い時間、セルロースに再結合できないため、触媒作用が起き
ないという理由である。従って、超音波処理と超音波処理との間には、触媒作用
が行なわれるような時間を設けることが好ましい。
さらに、K.oxytocaによる反故事務用紙のSSFは「サイクル依存性」であっても
よい。K.oxytoca P2の成長に対する超音波の阻害作用を考慮に入れると、「回復
期間」があることが好ましいように思われる。発酵の全体に渡って処理時間を増
加又は減少させるなど、処理計画を変更することで、発酵をさらに最適化するこ
とが可能である。
セルロースのエタノールへの転化に超音波を利用することは、SSF法における
大きな改良点である。このことは、リグニン残分を用いてこの手法に必要な電気
を発
生させていた場合は特にあてはまる。リサイクル紙の保水能力を高めることので
きる液体ホイッスルシステムを利用すれば、超音波はさらに別の態様でも提供す
ることができる（Scott,W.E.and P.Gerber,TAPPI J.78:125-130(1995)）。パイ
ピング・ループでこのような装置を採用すると、セルロースの微細構造を、より
低いエネルギ入力で、所望するように破壊することができる。
ある一つの実施例では、本発明は、エタノールをリグノセルロース物質から生
成するなど、リグノセルロースの酵素分解のための方法を含み、同方法は、連続
作動する超音波装置などの超音波と、セルラーゼ酵素と、選択に応じてエタノー
ル産生酵母又はエタノール産生バクテリア及び／又は発酵可能な糖とに前記物質
をさらすステップと、このようにして形成された混合物を、エタノール生成にと
って適した条件下に維持するステップとを含む。別の実施例では、超音波装置は
非連続的に作動する。
ある好適な実施例では、エタノール産生生物は、糖（例えばキシロース及び／
又はグルコース）のエタノールへの転化を（個別に又は連携して）触媒する一つ
又はそれ以上の酵素又は酵素系を発現する生物（特に組換えバクテリア又は酵母
）である。好適なエタノール産生生物には、Zymomonas，Erwinia，Klebsiella，
Xanthomonas及びEscherichiaがある。特に好適な実施例では、当該バクテリアは
K.oxytoca P2である。
別の実施例では、エタノール産生酵母又はエタノール産生バクテリアはリグノ
セルロース物質を分解する酵素を含み、前記の酵素はこのエタノール産生微生物
から超音波破砕によって放出されるものである。
図面の簡単な説明
本発明の前述及びその他の目的、特徴及び利点は、添付の図面で示されるよう
に、以下により具体的に説明する本発明の好適な実施例から明白となるであろう
。前記図面において、同様な参照記号は別々の図を通じて同じ部品を示すもので
ある。図面は必ずしも実寸ではなく、本発明の原理の実例を挙げることに重きを
置いたものである。
図１は、超音波処理が、加えられたセルラーゼ又はβ‐グルコシダーゼの活性
に
影響を与えなかったことを示す。
図２Ａ及び２ＢはK.oxytoca P2の超音波による損傷への感受性を示す。
発明の詳細な説明
上述したように、本発明はリグノセルロースの酵素による加水分解のための改
良法に関するものであり、前記方法は、リグノセルロースを含有する水性混合物
を超音波にさらすステップと、この混合物を、加水分解にとって充分な条件下で
セルラーゼに接触させるステップとを含む。前記水性混合物は超音波処理に連続
的又は非連続的のいずれでさらしてもよい。典型的には、前記超音波を市販の装
置で伝導させることができる。適した超音波プローブの例には、RS−20ウルトラ
ソニック・チュービュラー・レゾネータ及びRG−36/RS-36チューブ・レゾネータ
システムズ（ニュージャージ州ブリッジポート、テルソニックUSA社製）がある
。これらの超音波プローブを超音波発生器と組み合わせて作動周波数及び出力な
どの所望の作動パラメータを維持するようにしてもよい。適した超音波発生器の
例には、RG-20ウルトラソニック-ジェネレータ及びMRG-36-150モジュール．クリ
ーニング-ジェネレータ（ニュージャージ州ブリッジポート、テルソニックUSA社
製）がある。超音波処理は、すべて同じような作用を呈するものであれば幅広い
周波数で行なってよい。例えば、この周波数を2kHzより上から200kHzまでの間と
してもよい。超音波ステップの時間及び条件は、著しい量の酵素が変性してしま
う温度まで混合物が過熱されないよう、選択される。一般的には、超音波処理の
時間は10分間から30分間の間である。何ら理論に縛られる訳ではないが、超音波
処理を行なえば、リグノセルロース物質の結晶構造を破砕するには充分であるこ
とが多い。
「連続」処理という術語は、ここでは、酵素による加水分解の間に一回の超音
波処理があること、即ち酵素による加水分解と加水分解との間又はその最中に超
音波のない中間期間がないことが含まれるものとして定義しておく。「非連続」
処理という術語は、ここでは、酵素による加水分解と加水分解との間又はその最
中に複数回の超音波処理があることが含まれるものとして定義しておく。さらに
別の実施例では、超音波処理は酵素による加水分解を行なう前に超音波に一回暴
露するものでもよい。
リグノセルロース物質は、例えば植物残渣及び反故紙など、リグノセルロース
による廃棄製品から得ることができる。適した植物残渣の例には、茎、葉、殻、
もみ、トウモロコシの穂軸、等々や、木材、木材のチップ、ウッドパルプ、及び
おがくずがある。反故紙の例には、廃棄された写真複写紙、コンピュータプリン
タ紙、ノート用紙、ノートパッドの用紙、タイプライタ用紙、等々や、新聞紙、
雑誌、ボール紙、及び紙を基にした梱包材料などがある。
超音波処理を施されるリグノセルロース含有水性混合物には、さらに酵素によ
る加水分解のためのセルラーゼ酵素が含まれていてもよい。さらに別の実施例で
は、このセルラーゼ酵素は超音波処理後に加えられる。セルラーゼは精製された
酵素として提供されても、又はセルラーゼ産生微生物により前記水性混合物中に
提供されてもよい。セルラーゼには、ここでこの術語が用いられる場合、加水分
解を行なうか、又はセルラーゼを可溶化する、あらゆる酵素が含まれる（不溶性
のセルロース及び可溶性のセルロース製品を含む）。精製された酵素製剤を含む
セルラーゼ酵素、同物質を発現する生物は当業において公知である。セルラーゼ
の適した源には、スペザイムTMＣＰ、サイトラーゼTMＭ１０４、及びマルチフェ
クトTMＣＬ（カリフォルニア州サウスサンフランシスコ、ジェネンカー社製）な
どの市販のセルラーゼ製品や、ここに参考文献として編入することとする米国特
許第5,424,202号の組換えバクテリアなど、セルラーゼを発現する生物が含まれ
る。
セルラーゼ加水分解の条件は、典型的には、その特定のセルラーゼ源、例えば
バクテリア又は真菌、にとって適した条件を考慮に入れて選択される。例えば、
真菌源から得るセルラーゼは多くの場合は約３０℃から４８℃の間の温度、及び
4.0から6.0の間のpHで最も良好に働く。一般的には、典型的な条件には、約３０
℃から６０℃の間の温度、及び約4.0から8.0の間のpHが含まれる。
当該水性混合物には、さらに糖又はオリゴ糖をエタノールに転化させる能力を
持ったエタノール産生微生物が含まれていると有利である。エタノール産生微生
物は当業において公知であり、エタノール産生バクテリア及び酵母がこれに含ま
れる。これらの微生物は、単独又は一緒になって糖をエタノールに転化させる一
つ又はそれ以上の酵素を発現できるというそれらの能力のおかげでエタノール産
生性となつたものである。例えば、（S.cerevisiaeなどの)Saccharomycesがグル
コースを
エタノールに転化させるのに用いられていることは良く知られている。糖類をエ
タノールに転化させるその他の微生物には、Schizosaccharomyces(例えばS.pomb
e)、(Z.mobilisを含む)Zymomonas、Pichia(P.stipitis)、Candida(C.shehatae)
、及びPachysolen（P.tannophilus）の種がある。
エタノール産生微生物の好適な例には、Zymomonas mobilisで又はこれから得
ることのできるものなど、アルコールデヒドロゲナーゼ及びピルビン酸デカルボ
キシラーゼを発現するエタノール産生微生物が含まれる（すべて参考文献として
ここに編入することとする米国特許第5,000,000号、第5,028,539号、第5,424,20
2号、及び第5,482,846号を参照されたい）。
別の実施例では、エタノール産生微生物は、キシロースをキシルロースに転化
させるキシロースレダクターゼ及びキシリトールデヒドロゲナーゼを発現するも
のでもよい。キシロースイソメラーゼも同様にキシロースをキシルロースに転化
させる。さらにエタノール産生微生物は、キシルロースのキシルロース-5-ホス
フェートへの転化を触媒するキシルロキナーゼを発現するものでもよい。この経
路を完了させる更なる酵素には、トランスアルドラーゼ及びトランスケトラーゼ
を含めることができる。これらの酵素はEscherichia coli、Klebsiella oxytoca
及びErwiniaの種から得る又はこれらを由来とすることができる。例えば、米国
特許第5,514,583号を参照されたい。
もともとある一組の酵素を持っていて、遺伝子操作されて補完組の酵素を含む
ようになった組換え生物を作製して得られるものなど、ペントース及びヘキソー
スの両方をエタノールに発酵させることのできる微生物を利用することが特に好
適である。このような微生物の例には、すべてここに参考文献として編入するこ
ととする米国特許第5,000,000号、第5,028,539号、第5,424,202号、及び第5,482
,846号、第5,514,583号、及びHo氏らのWO95/13362号に説かれたものが含まれる
。特に好適な微生物には、Klebsiella oxytoca P2及びEscherichia coli K011が
ある。
糖類をエタノールに転化させる条件は典型的には上に挙げた米国特許に説明さ
れたものである。一般的には、温度は約３０℃から４０℃の間であり、pHは約5.
0から7.0の間である。
概して、微生物及び／又は酵素にとっての栄養分及び／又はコファクタを加え
て
酵素による転化を最適にすると有利である。例えばキシロースレダクターゼはNA
DPHを、そしてキシリトールデヒドロゲナーゼはNADを、それら各々が酵素作用を
行なうためのコファクタとして利用する。対照的に、バクテリアのキシロースイ
ソメラーゼは、キシロースをキシルロースに直接転化させるのに何らコファクタ
を必要としない。さらに、同化可能な炭素、窒素及び硫黄源を加える、または微
生物をこれに別々にさらして成長を促すことも好ましい。微生物を成長させる数
多くの培地が当業において公知であり、特にルリア・ブロス(LB)(Luria and Delb
ruk，1943)がそれである。
超音波処理を微生物の存在下で行なう場合、存在するすべての微生物のうちの
一部分が溶解するか、又は膜破砕が行なわれるような周波数及び時間、この超音
波を伝導させることができる。このような方法を採ると、微生物から、それを取
り巻く培地へという酵素の放出を制御することができ、酵素単独又は市販の酵素
との連携を最適にして市販の酵素の費用全体を軽減することができる。
好ましい酵素を含有する微生物の例には、Ingram氏らの米国特許第5,424,202
号に説かれたものがある。その他の微生物はIngram氏らの米国特許第5,028,539
号、Ingram氏らの第5,000,000号、Fowler氏らの第5,487,989号、Ingram氏らの第
5,482,846号、Fowler氏らの第5,554,520号、Picataggio氏らの第5,514,583号、
同時係属中の1994年12月27日出願の米国特許出願番号08/363,868号、1995年６月
７日出願の米国特許出願番号08/475,925号、及び1994年３月28日出願の米国特許
出願番号08/218,914号、並びに、Ausubel et al.，Current Protocols in Molec
ular Biology,Wiley-Interscience,New York(1988)（以下「Ausubel et al.」と
する）、Sambrook et al.,Molecular Cloning:A Laboratory Manual，第二及び
第三版、Cold Spring Harbor Laboratory Press（1989及び1992）（以下「Sambr
ook et al.」とする）、Bergey's Manual of Systematic Bacteriology，Willia
m & Wilkins Co.,Baltimore(1984)(以下「Bergey's Manual」とする)に説かれて
おり、これらすべての教示するところを参考文献としてその全体をここに編入す
ることとする。さらに別の実施例には、ここに参考文献として編入することとす
る、Ingram,L.O.氏らによる1997年４月７日出願の米国特許出願番号08/834,900
号及び08/834,901号に説かれたものがある。
超音波を供給するのに適した装置の一例は、フィッシャー・サイエンティフィ
ック社のモデル550ソニック・ディスメンブレータ、テルソニック・ウルトラソ
ニック・チュービュラー・レゾネータRS-20、テルソニック・ウルトラソニック-
ジェネレータRG-20又はテルソニック・チューブ・レゾネータ・システム・シリ
ーズRG-36/RS-36である。ある一つの実施例では、超音波液浸ホーンを水性培地
に直接用いることができる。その代わりに、超音波を、水性培地を入れたバット
に接触させた液体充填したバット（例えば第二のバット内に配置された第一のバ
ットなど、いずれに水性培地を入れてもよい）に放出してもよい。さらに、連続
システムでは、連続又は非連続で超音波を放出する超音波装置を備えた容器、又
はバット、を水性培地が横切って流れるようにすることも好ましいかも知れない
。さらに別の実施例では、水性培地の温度を、容器又はバットを冷却水、又はそ
の他の適した熱交換手段で取り囲むことで制御することも好ましいかも知れない
。エタノール生成を最適に行なうために、単独で又は市販の酵素と連携させて用
いる微生物酵素の放出をどのように最適化するかを判断することは当業者の通常
の技術範囲である。
方法及び材料
下記の方法及び材料を用いて以下の実施例で説明する作業を行なった。便宜上
、そして本方法及び材料を理解し易いよう、項を以下のように小見出しに分割す
る。
生物及び培地
混合廃棄事務用紙（MWOP）の発酵液はすべて、K.oxytoca P2を生体触媒として
用いた。ルリア・ブロス（LB）（Luria and Delbruk,1943）を液体及び固体の培
地のすべてに栄養源として用いた。固体の培地にはさらに、15g/Lの観点及び20g
/Lのグルコースを含有させた。接種材料の増殖のためには、50g/Lのグルコース
を含有する液体培地を用いた。クロラムフェニコール（40mg/L）を必要に応じて
選別のために用いた。培養株は40mg/LのCm又は600mg/LのCmを含有する寒天プレ
ート上に維持した。市販のセルラーゼ、スペザイムTMＣＰ（カリフォルニア州サ
ウスサンフランシスコ、ジェネンカー社製）、Trichoderma Longibrachiatum（
かってはT.reesei）を由来とするセルラーゼ酵素の混合物を用いた。ノボザイム
188、Aspergillus nigerを由来とするβ-グルコシダーゼ（ノースカロライナ州
フランクリンティン、ノボーノーズック社製）も、糖化実験に用いた。
酵素活性及び糖分析
エンドグルカナーゼ活性を以前説かれた（Wood,T.M.and M.K.Bhat,Methods in
Enzymology 160:87-144(1988)）ように判定した。セルラーゼ混合液を、2％のC
MCを含有する50mMのクエン酸緩衝液、pH5.2で希釈し、35℃でインキュベートし
た。還元糖の放出を、説かれた（Chaplin，1987）ようにDNS法で判定した。セロ
ビアーゼ活性は、pH5.2、３５℃のときのp-ニトロフェニル-β-D-グルコシド（p
-NPG）からのp-ニトロフェノール（p-NP）の放出（Abs・410nm）速度を計測する
ことで判定した（Wood，T.M．and M.K．Bhat，Methods in Enzymology 160:87-1
44(1988)）。酵素溶液を、必要に応じてpH5.2の50mMのクエン酸緩衝液で希釈し
た。１mlの希釈された酵素を1mlの2mMのp-NPGに加え、３５℃でインキュベート
した。反応は、１ＭのNa2CO3を加えて停止させた。
MWOPからの糖放出の促進
乾燥重量125gの切断したMWOPを25mlの18NのH2SO4及び２ＬのH2Oに３リットル
のステンレス鋼製ビーカで混合した。このスラリを、紙中に存在するカーボネー
トと完全に反応させた（ガスの発生で観察した）。次にpHをほぼ2.5に調節し、2
0分間オートクレーブ（121℃）した。一晩冷却した後、125mlの1Mのクエン酸ナ
トリウムを加え、H2Oで体積を2.5Lにした。PHを5.2に調節し、35℃の恒温槽内に
置いた。混合を750-mMのラシュトン型半径流インペラ及びチャンバンコモデルBD
C-185研究室用混合器で行った。さらに紙１グラム当り５FPUのスペザイムTMＣＰ
（625FPU/2.5L）及び50Uのノボザイム188を１リットル当り（250U/2.5L）加えた
。用いた単位はメーカの報告通りであった。チモール0.5g/L及びクロラムフェニ
コール40mg/Lを加えて微生物の成長を防止した。超音波はテルソニック36KHzチ
ューブ・レゾネータ（・95％効率）、モデルRS-35-30-1と、モデルMRG-36-150（1
50W効果出力）のウルトラソニック・ジェネレータ（ニュージャージ州ブリッジ
ポート、テルソニックUSA社製）とを用いて発生させた。
周波数は自動調節とした。処理周期はSPERサイエンティフィック810030タイマ（
ミズーリ州セントルイス、フィッシャ・サイエンティフィック社製）で制御した
。混合速度は混合が可能な最も遅い設定値（600から75rpm）に常に調節した。
酵素の安定性
酵素製剤を50mlのクエン酸緩衝液で希釈して、MWOP、250FPUのスペザイムTMCP
/L及び50U/Lのノボザイム188から糖を放出させた研究で用いたものと等しい濃度
にした。溶液にはさらに0.5g/Lのチモール及び40mg/LのCmを含めて微生物の成長
を防いだ。この酵素混合液を15分間攪拌（120RPM）して酵素が完全に分散してい
るようにした。攪拌は超音波に連続暴露して又はせずに48時間継続した。サンプ
ルを0、12、24、36、及び48時間の時点で採取した。酵素活性を上述したように
アッセイした。
細胞生存率
50g/Lのグルコース及び40mg/LのCmを含有する1.75LのLBに、K.oxytoca P2を用
いてO.D.550nmで測定して最初の細胞密度0.5.になるまで接種した。成長を超音
波処理して又はせずに12時間進行させた。サンプルを採取し、細胞成長を追いな
がら希釈液を0、4分の1、2分の1、1、2、4、8、及び12時間の時点で作製した。
光学密度（O.D.550nm）及びpHを各サンプルについて測定した。希釈液を寒天プ
レート（20g/lのグルコース）に広げ、一晩インキュベート（30℃）した。コロ
ニ形成単位（CFU）を細胞生存率の測定値として標本にした。
超微細構造への影響
MWOPのセルロースマトリックスの構造変化を日立のS40OOスキャニング電子顕
微鏡を用いて調べた。サンプルは、50g/LのMWOPを50mMクエン酸緩衝液に溶かし
た2.5Lの混合液、pH5.2及び35℃、を超音波に連続１時間さらすことで作製した
。その他のサンプルにはセルラーゼ処理を４時間行なった。対照サンプルは何も
処理を行なう前に採取した。サンプルすべてを乾燥し、調べる前に金でスパッタ
被膜した（Doran,J.B.et al.,Biotechnol.Bioeng.44:240-247(1994)）。
細胞の増殖
保存種（-20℃）からK.oxytoca P2を20g/Lのグルコース及びCm（40mg/l及び60
0mg/l）を含んだ寒天プレートに移した。次に、600mg/LのCmのプレートから分離
されたコロニを、両方の濃度のCmを含有する新しいプレートに毎日移した。40mg
/LのCmのプレートから分離されたコロニを用いてLB及び50g/Lのグルコースを入
れたフラスコを接種した。接種されたフラスコを一晩、30℃でインキュベートし
た後、さらなる利用に向けてこれらを遠心分離により取り出した。
超音波処理したSSF
MWOPの発酵を14Lのガラス製発酵容器（10Lの実用容積）中でマルチファームTM
ファーメンタ・モデル100及び200(ニュージャージ州ニューブランズウィックサイ
エンス社製)を用いて行なった。ステンレス鋼製のヘッド・プレートは、ブロス
内に延びる部分を取り除いて改良した。ヘッド・プレートは、大型のプラスチッ
ク製オートクレーブ・バッグに緩く被包した状態で全表面をホルムアルデヒドで
被膜することで10g/Lのホルムアルデヒドで殺菌した。乾燥重量1kgの切断したMW
OPを、8LのH2O及び110mlの18NのH2SO4を入れた発酵容器内に配置した。この混合
液を１時間オートクレーブした。冷却後、このスラリを手持ドリル及び塗料ミキ
シング・アタッチメントを用いて入念に混合することで、さらに均質化した。さ
らに１時間オートクレーブして冷却し、MWOP１ｇ当り５FPUのスペザイムTMＣＰ
、１Ｌの10×LB（pH5.0）及びH2Oを最終体積10Lになるよう加えた。滅菌済の工
業用ベーキング・ホイスクを用いてこの溶液を部分的に手で混合して酵素及び栄
養分を分散させた。細胞を0.5の当初O.D.550nmまで加えた。超音波処理は上に記
載した通りであった。その非均質な性質のために、最初のエタノール判定のため
にはサンプルを採取しなかった。サンプルは24、48、72、及び96時間の時点で採
取した。
実施例１−向上した糖放出速度の分析
「MWOPからの糖放出の促進」で上に概要を述べた方法及び材料を用いて、超
音波のエネルギを利用すると酵素による加水分解の速度が最大40％上昇すること
が判明した。４時間ごとに15分間超音波処理をした場合の糖放出を２時間ごとの
処理と比べると、超音波エネルギの量と糖放出との間に強い相関関係が見受けら
れる。糖放出の速度が上昇するのは、酵素を加えない状態での実験が示すように
、酵素活性の刺激のためであり、水のソノリシス（原語：sonolysis）から出た
反応副産物による物理的又は化学的加水分解のためではない。興味深いことに、
超音波処理を連続して行なった場合は、加水分解の速度は落ちる。結果を表１の
表に示す。実施例２−酵素の安定性
「酵素の安定性」で上に概略を述べた方法及び材料を用いて、図１に示すよう
に、超音波処理は加えられたセルラーゼ又はβ-グルコシダーゼの安定性に影響
を与えないことが判明した。両方の活性とも、超音波に連続暴露した場合でも極
めて安定したままであった。β-グルコシダーゼの見かけ上の上昇は、濃度の高
い市販の酵素製剤中にたんぱく質結合体が分散していることが原因かも知れない
。
実施例３−細胞生存率
「細胞生存率」で上に概略を述べた方法及び材料を用いて、図２Ａ及び２Ｂに
示すように、超音波処理は成長にとって致命的ではないと思われるが阻害作用が
あったことが判明した。この観察は部分的には、細胞によるSOS反応の誘起が原
因であるかも知れない。このことはさらに、（最初のpH6.7からpH6.9へ）僅かに
上昇したpHの観察によっても裏付けられた。加えて、ブロスの相対的濁り度は超
音波への暴露全般に渡ってほとんど変化がなかったことが観察された。一方、超
音波処理がない場合では、伝統的な成長曲線が観察された。
実施例４−SSFに対する影響
「超音波処理したSSF」で上に概略を述べた方法及び材料を用いて、K.oxytoca
P2を超音波処理と組み合わせた結果、15％もの上昇がエタノールの収率にあっ
た。超音波及びK.oxytoca P2で処理した廃棄事務用紙からのエタノール生成を表
２に要約する。細胞成長の阻害から予測されるように、超音波処理を行なえば行
なう程、エタノール生成は減少していた。２時間ごとの処理では４時間ごとの処
理と大きな違いはないかも知れないが、４時間ごとの超音波処理と超音波処理な
しとの間には、統計学的に有意な違いが見られた。
等価物
以上、本発明をその好適な実施例を参照しながら具体的に提示し、説明してき
たが、当業者であれば、添付の請求の範囲に定義された本発明の精神及び範囲か
ら逸脱することなく様々な形式及び詳細の変更が可能であろうことは理解されよ
う。当
業者であれば、ごく通常の実験を行なうのみで、ここに特に説明した本発明の具
体的な実施例に対する等価物を数多く認識され又は確認可能であろう。このよう
な等価物は本請求の範囲の包含するところであるとして意図されている。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ
Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ
，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，
ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ
Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ
，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ
，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，
ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ
Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ
，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，
ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ
Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ
，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，
ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，Ｙ
Ｕ，ＺＷ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １． （ａ）リグノセルロースを含有する水性混合物を超音波にさらすステップ と、 （ｂ）前記混合物を、加水分解にとって充分な条件下でセルラーゼに接触させ るステップと を含む、酵素によりリグノセルロースを分解する方法。 ２． ステップ（ａ）の前記水性混合物がさらに前記セルラーゼを含む、請求項 １に記載の方法。 ３． 前記セルラーゼがセルラーゼ産生微生物により前記水性混合物中に提供さ れる、請求項２に記載の方法。 ４． 前記ステップ（ａ）が連続的である、請求項２に記載の方法。 ５． 前記ステップ（ａ）が非連続的である、請求項２に記載の方法。 ６． 前記超音波が約２から２００ｋＨｚの間の周波数で伝導される、請求項１ に記載の方法。 ７． （ａ）リグノセルロースを含有する水性混合物を超音波にさらすステップ と、 （ｂ）前記混合物を、加水分解にとって充分な条件下でセルラーゼ及びエタノ ール産生微生物に接触させるステップと を含む、酵素によりリグノセルロースを分解する方法。 ８． ステップ（ａ）の前記水性混合物がさらに前記セルラーゼ及びエタノール 産生微生物を含む、請求項７に記載の方法。 ９． 前記セルラーゼがセルラーゼ産生微生物により前記水性混合物中に提供さ れる、請求項８に記載の方法。 １０． 前記ステップ（ａ）が連続的である、請求項８に記載の方法。 １１． 前記ステップ（ａ）が非連続的である、請求項８に記載の方法。 １２． 前記超音波が約２から２００ｋＨｚの間の周波数で伝導される、請求項 ８に記載の方法。 １３． 前記エタノール産生微生物がエタノール産生バクテリア又は酵母である 、請求項８に記載の方法。 １４． 前記エタノール産生微生物が、単独又は一緒になって糖をエタノールに 転化させる一つ又はそれ以上の酵素を発現するバクテリア又は酵母である、請求 項１３に記載の方法。 １５． 前記エタノール産生微生物が、単独又は一緒になってペントース及びヘ キトースをエタノールに転化させる酵素を発現する、請求項１３に記載の方法。 １６． 前記エタノール産生微生物が、アルコールデヒドロゲナーゼ及びピルビ ン酸デカルボキシラーゼを発現する、請求項１３に記載の方法。 １７． 前記アルコールデヒドロゲナーゼ及びピルビン酸デカルボキシラーゼが Zymomonas mobilis由来である、請求項１６に記載の方法。 １８． 前記エタノール産生微生物がキシロースイソメラーゼ、キシルロキナー ゼ、トランスアルドラーゼ、及びトランスケトラーゼを発現する、請求項１３に 記載の方法。 １９． 前記キシロースイソメラーゼ、キシルロキナーゼ、トランスアルドラー ゼ、 及びトランスケトラーゼがEscherichia coli由来である、請求項１８に記載の方 法。 ２０． 前記キシロースイソメラーゼ、キシルロキナーゼ、トランスアルドラー ゼ、及びトランスケトラーゼがKlebsiella oxytoca由来である、請求項１８に記 載の方法。 ２１． 前記キシロースイソメラーゼ、キシルロキナーゼ、トランスアルドラー ゼ、及びトランスケトラーゼがErwinia種由来である、請求項１８に記載の方法 。 ２２． 前記エタノール産生微生物がアルコールデヒドロゲナーゼ、ピルビン酸 デカルボキシラーゼ、キシロースイソメラーゼ、キシルロキナーゼ、トランスア ルドラーゼ、及びトランスケトラーゼを発現する、請求項１３に記載の方法。 ２３． 前記エタノール産生微生物が、Zymomonas mobilisアルコールデヒドロ ゲナーゼ及びピルビン酸デカルボキシラーゼを発現する組換え微生物であり、前 記微生物が、Escherichia coli、Klebsiella oxytoca、及びErwinia種のうちの いずれかから選択される、請求項２２に記載の方法。 ２４． 前記エタノール産生微生物がKlebsiella oxytoca P2である、請求項２ ３に記載の方法。 ２５． 前記エタノール産生微生物がEscherichia coli K011である、請求項２ ３に記載の方法。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010524473A (ja) * | 2007-04-19 | 2010-07-22 | マスコマ コーポレイション | リグノセルロースバイオマスの熱化学的前処理と精砕の組合せ |
| JP2015506167A (ja) * | 2011-12-22 | 2015-03-02 | ザイレコ，インコーポレイテッド | バイオマス加工 |
Families Citing this family (81)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6333181B1 (en) * | 1997-04-07 | 2001-12-25 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Ethanol production from lignocellulose |
| US6102690A (en) | 1997-04-07 | 2000-08-15 | Univ. Of Florida Research Foundation, Inc. | Recombinant organisms capable of fermenting cellobiose |
| US7537826B2 (en) * | 1999-06-22 | 2009-05-26 | Xyleco, Inc. | Cellulosic and lignocellulosic materials and compositions and composites made therefrom |
| DE60217303T2 (de) | 2001-02-28 | 2007-08-30 | Iogen Energy Corp., Nepean | Methode zur behandlung von lignin- und zellulosehaltigen beschickungen zur erhöhten produktion von xylose und ethanol |
| US20040050777A1 (en) * | 2002-09-03 | 2004-03-18 | Biowaste Energy, Inc. | Integrated anaerobic waste management system with energy and products recovery |
| JP3670648B2 (ja) * | 2003-02-07 | 2005-07-13 | 新光電子株式会社 | 荷重測定機構 |
| US7569379B2 (en) * | 2003-07-31 | 2009-08-04 | Kansai Paint Co., Ltd. | Pentose-fermentative transformed zymobacter microorganisms |
| US7101691B2 (en) * | 2003-08-29 | 2006-09-05 | Ultraforce Technology Llc | Alcohol production using sonication |
| US7504245B2 (en) * | 2003-10-03 | 2009-03-17 | Fcstone Carbon, Llc | Biomass conversion to alcohol using ultrasonic energy |
| WO2005108566A2 (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-17 | Earnest Stuart | Device and method for treating biomass |
| US7365180B2 (en) | 2004-05-04 | 2008-04-29 | University Of Maryland | Plant wall degradative compounds and systems |
| US8273557B2 (en) | 2004-05-04 | 2012-09-25 | University Of Maryland | Hydrolytic enzyme mixtures for saccharification of lignocellulosic polysaccharides |
| EP1861506B1 (en) | 2005-03-15 | 2015-04-15 | BP Corporation North America Inc. | Cellulases, nucleic acids encoding them and methods for making and using them |
| EP1861502A4 (en) * | 2005-03-17 | 2011-12-21 | Novozymes North America Inc | PROCESSES FOR PRODUCING FERMENTATION PRODUCTS |
| US7708214B2 (en) | 2005-08-24 | 2010-05-04 | Xyleco, Inc. | Fibrous materials and composites |
| US20150328347A1 (en) | 2005-03-24 | 2015-11-19 | Xyleco, Inc. | Fibrous materials and composites |
| US20060275206A1 (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-07 | Felder Mitchell S | Method of hydrogen production utilizing excess heat from an industrial facility |
| US20060272955A1 (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-07 | Felder Mitchell S | Dual method of hydrogen production |
| US20060272956A1 (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-07 | Felder Mitchell S | Dual hydrogen production apparatus |
| US20070082387A1 (en) * | 2005-05-31 | 2007-04-12 | Felder Mitchell S | Method of hydrogen production combining a bioreactor with a nuclear reactor and associated apparatus |
| US20060275894A1 (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-07 | Felder Mitchell S | Hydrogen producing apparatus utilizing excess heat from an industrial facility |
| WO2006135672A2 (en) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Nanologix, Inc. | Production of hydrogen gas in a bioreactor with coated substrates |
| WO2006135676A2 (en) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Nanologix, Inc. | Method for isolating potential antibiotic microorganisms |
| WO2006135673A2 (en) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Nanologix, Inc. | Production of hydrogen gas and isolation of hydrogen producing microorganisms using replenishing coated substrates |
| WO2006135750A2 (en) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Nanologix, Inc. | Method for utilizing nonparaffinophilic microorganisms for producing specific waste degradation |
| WO2006135711A2 (en) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Nanologix, Inc. | System for sustained microbial production of hydrogen gas in a bioreactor |
| WO2006135674A2 (en) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Nanologix, Inc. | System for sustained microbial production of hydrogen gas in a bioreactor utilizing a circulation system |
| WO2007001796A2 (en) * | 2005-06-21 | 2007-01-04 | Nanologix, Inc. | Method for sustained microbial production of hydrogen gas in a bioreactor utilizing an equalization tank |
| WO2007002201A2 (en) * | 2005-06-21 | 2007-01-04 | Nanologix, Inc. | Method for concentrated growth of a paraffinophilic microorganism for bioremediation and an associated apparatus |
| US20070037268A1 (en) * | 2005-08-09 | 2007-02-15 | Felder Mitchell S | Hydrogen producing bioreactor with sand for the maintenance of a high biomass bacteria |
| US20070036712A1 (en) * | 2005-08-09 | 2007-02-15 | Felder Mitchell S | Method of hydrogen production utilizing sand for the maintenance of a high biomass bacteria in a hydrogen bioreactor |
| WO2007030175A2 (en) * | 2005-09-01 | 2007-03-15 | Nanologix, Inc. | System for sustained microbial production of hydrogen gas in a bioreactor using klebsiella oxytoca |
| US20100129909A1 (en) * | 2005-10-11 | 2010-05-27 | Earnest Stuart | Device and method for treating biomass |
| US20070134781A1 (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-14 | Agblevor Foster A | Method for producing bioethanol from a lignocellulosicbiomass and recycled paper sludge |
| US20090285935A1 (en) * | 2006-01-18 | 2009-11-19 | Brophy James S | System for making products with improved particle morphology and particle distribution and products |
| EP2216403A3 (en) | 2006-02-02 | 2010-11-24 | Verenium Corporation | Esterases and related nucleic acids and methods |
| EP1989301B1 (en) | 2006-02-10 | 2014-09-24 | BP Corporation North America Inc. | Cellulolytic enzymes, nucleic acids encoding them and methods for making and using them |
| USRE45660E1 (en) | 2006-02-14 | 2015-09-01 | Bp Corporation North America Inc. | Xylanases, nucleic acids encoding them and methods for making and using them |
| EP2316962B1 (en) | 2006-03-07 | 2014-07-09 | Cargill, Incorporated | Aldolases, nucleic acids encoding them and methods for making and using them |
| BRPI0708614A2 (pt) | 2006-03-07 | 2011-06-07 | Verenium Corp | aldolases, ácidos nucléicos codificando as mesmas e métodos para produzir e usar as mesmas |
| US7527941B1 (en) | 2006-05-24 | 2009-05-05 | Clear Water Technologies, Inc. | Process for producing ethyl alcohol from cellulosic materials |
| EP2049247A2 (en) * | 2006-07-17 | 2009-04-22 | BIOeCON International Holding N.V. | Electro-magnetic treatment of a modified biomass |
| MX2009000712A (es) | 2006-07-21 | 2009-03-23 | Xyleco Inc | Sistemas para conversion de biomasa. |
| CA2669453C (en) | 2006-08-04 | 2018-11-13 | Verenium Corporation | Glucanases, nucleic acids encoding them and methods for making and using them |
| ES2451266T3 (es) | 2006-09-21 | 2014-03-26 | Dsm Ip Assets B.V. | Fosfolipasas, ácidos nucleicos que las codifican, y métodos para obtenerlas y usarlas |
| PT2617823E (pt) | 2006-09-21 | 2015-11-23 | Basf Enzymes Llc | Fitases, ácidos nucleicos que as codificam e métodos para as preparar e utilizar |
| SG174746A1 (en) | 2006-10-26 | 2011-10-28 | Xyleco Inc | Processing biomass |
| US7815876B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-10-19 | Olson David A | Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose |
| US7815741B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-10-19 | Olson David A | Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose |
| US20090017512A1 (en) * | 2006-12-06 | 2009-01-15 | May Harold D | Apparatus and methods for the production of ethanol, hydrogen and electricity |
| EP2479266B1 (en) | 2006-12-21 | 2016-03-09 | BASF Enzymes LLC | Amylases and glucoamylases, nucleic acids encoding them and methods for making and using them |
| AU2008210495B2 (en) | 2007-01-30 | 2014-02-27 | Bp Corporation North America, Inc. | Enzymes for the treatment of lignocellulosics, nucleic acids encoding them and methods for making and using them |
| CA2685177A1 (en) * | 2007-05-02 | 2008-11-13 | Mascoma Corporation | Two-stage method for pretreatment of lignocellulosic biomass |
| NZ584967A (en) | 2007-10-03 | 2012-08-31 | Verenium Corp | Xylanases, nucleic acids encoding them and methods for making and using them |
| US20110171709A1 (en) * | 2007-11-01 | 2011-07-14 | Mascoma Corporation | Product Recovery From Fermentation of Lignocellulosic Biomass |
| MX2010004863A (es) * | 2007-11-02 | 2010-07-28 | Ceres Inc | Materiales y metodos para usarse en el procesamiento de biomasa. |
| CN101280331B (zh) * | 2008-06-02 | 2011-07-20 | 湖南农业大学 | 一种淀粉快速液化糖化的方法 |
| DE102008031350B4 (de) * | 2008-07-02 | 2011-02-10 | Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main | Prokaryotische Xylose-Isomerase zur Konstruktion Xylose-vergärender Hefen |
| WO2010014817A2 (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-04 | Novozymes A/S | Producing fermentation products |
| GB0821419D0 (en) * | 2008-11-24 | 2008-12-31 | Bio Sep Ltd | Processing of biomass |
| GB2466634A (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-07 | Roland Eddie Todd | Ultrasonic Enzyme and Nitrogen mix Fermentor |
| KR101037125B1 (ko) | 2009-05-14 | 2011-05-26 | 계명대학교 산학협력단 | 바이오에탄올 생산을 위한 바이오매스 전처리법 |
| EP2698374B1 (en) | 2009-05-21 | 2016-09-14 | BASF Enzymes LLC | Phytases, nucleic acids encoding them and methods for making and using them |
| US8198057B2 (en) * | 2009-06-08 | 2012-06-12 | Alternative Green Technologies, Llc | Ethanol production by fermentation of chinese tallow tree |
| BRPI1011934A8 (pt) * | 2009-07-09 | 2017-10-03 | Verdezyne Inc | Composição |
| UA109884C2 (uk) | 2009-10-16 | 2015-10-26 | Поліпептид, що має активність ферменту фосфатидилінозитол-специфічної фосфоліпази с, нуклеїнова кислота, що його кодує, та спосіб його виробництва і застосування | |
| UA111708C2 (uk) | 2009-10-16 | 2016-06-10 | Бандж Ойлз, Інк. | Спосіб рафінування олії |
| CA2788329C (en) * | 2010-02-03 | 2017-08-01 | Archer Daniels Midland Company | Method of producing sugars using a combination of acids to selectively hydrolyze hemicellulosic and cellulosic materials |
| WO2012000035A1 (en) * | 2010-07-01 | 2012-01-05 | Commonwealth Scientific & Industrial Research Organisation | Treatment of plant biomass |
| TWI438274B (zh) * | 2011-06-03 | 2014-05-21 | Inst Nuclear Energy Res Atomic Energy Council | 一種木糖代謝菌之製備方法及該木糖代謝菌 |
| US8835141B2 (en) | 2011-06-09 | 2014-09-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Methods for integrated conversion of lignocellulosic material to sugars or biofuels and nano-cellulose |
| CN103597085B (zh) | 2011-06-10 | 2016-08-31 | 先正达参股股份有限公司 | 用于将木质纤维素材料转化为有用产品的方法 |
| BR112013031307A2 (pt) | 2011-06-10 | 2016-09-06 | Univ Queensland | métodos para tratamento de material lignocelulósico |
| BR112014013853A2 (pt) | 2011-12-09 | 2020-01-14 | Ceres Inc | uso de um ácido nucleico isolado, método de obtenção de uma célula vegetal transgênica, método de obtenção de uma planta transgênica, método de produção de uma planta, método de produção de biomassa, método de processamento de biomassa, método de alteração da composição de biomassa, método de modulação de composição de biomassa, método de produção de um produto de forragem |
| WO2014160402A1 (en) | 2013-03-14 | 2014-10-02 | Mascoma Corporation | Co-conversion of carbohydrates to fermentation products in a single fermentation step |
| US9850512B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-12-26 | The Research Foundation For The State University Of New York | Hydrolysis of cellulosic fines in primary clarified sludge of paper mills and the addition of a surfactant to increase the yield |
| JP2016165225A (ja) | 2013-07-09 | 2016-09-15 | 味の素株式会社 | 有用物質の製造方法 |
| US11512426B2 (en) * | 2013-07-25 | 2022-11-29 | Rainer Fülling | Process for obtaining cellulose |
| US9951363B2 (en) | 2014-03-14 | 2018-04-24 | The Research Foundation for the State University of New York College of Environmental Science and Forestry | Enzymatic hydrolysis of old corrugated cardboard (OCC) fines from recycled linerboard mill waste rejects |
| BR112017000391A2 (pt) | 2014-07-10 | 2018-01-23 | Leaf Sciences Pty Ltd | métodos para a produção de um material lignocelulósico, de um açúcar fermentável e de um produto de fermentação, material lignocelulósico parcialmente hidrolisado, açúcar fermentável, produto de fermentação e aparelho para a produção de um material lignocelulósico |
| JP7078900B2 (ja) * | 2018-10-05 | 2022-06-01 | トヨタ自動車株式会社 | 形質転換酵母及びこれを用いたエタノールの製造方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU724567A1 (ru) | 1978-10-25 | 1980-03-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Продуктов Брожения | Способ производства спирта из крахмалистого сырь |
| JPS637781A (ja) * | 1986-06-26 | 1988-01-13 | Agency Of Ind Science & Technol | セルラ−ゼ類の回収方法 |
| US5028539A (en) | 1988-08-31 | 1991-07-02 | The University Of Florida | Ethanol production using engineered mutant E. coli |
| US5554520A (en) | 1988-08-31 | 1996-09-10 | Bioenergy International, L.C. | Ethanol production by recombinant hosts |
| US5000000A (en) | 1988-08-31 | 1991-03-19 | University Of Florida | Ethanol production by Escherichia coli strains co-expressing Zymomonas PDC and ADH genes |
| US5424202A (en) | 1988-08-31 | 1995-06-13 | The University Of Florida | Ethanol production by recombinant hosts |
| US5487989A (en) | 1988-08-31 | 1996-01-30 | Bioenergy International, L.C. | Ethanol production by recombinant hosts |
| US5482846A (en) | 1988-08-31 | 1996-01-09 | University Of Florida | Ethanol production in Gram-positive microbes |
| US5582682A (en) * | 1988-12-28 | 1996-12-10 | Ferretti; Arthur | Process and a composition for making cellulosic composites |
| US5789210A (en) | 1993-11-08 | 1998-08-04 | Purdue Research Foundation | Recombinant yeasts for effective fermentation of glucose and xylose |
| US5602030A (en) | 1994-03-28 | 1997-02-11 | University Of Florida Research Foundation | Recombinant glucose uptake system |
| US5514583A (en) | 1994-04-15 | 1996-05-07 | Midwest Research Institute | Recombinant zymomonas for pentose fermentation |
| US6333181B1 (en) * | 1997-04-07 | 2001-12-25 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Ethanol production from lignocellulose |
-
1997
- 1997-04-07 US US08/833,435 patent/US6333181B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-03-31 AT AT98914397T patent/ATE315642T1/de not_active IP Right Cessation
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- 1998-03-31 ES ES98914397T patent/ES2257805T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-31 EP EP98914397A patent/EP0981608B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-31 CA CA002285312A patent/CA2285312A1/en not_active Abandoned
- 1998-03-31 DE DE69833190T patent/DE69833190T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-03-31 WO PCT/US1998/006423 patent/WO1998045418A1/en active IP Right Grant
- 1998-04-01 ZA ZA982740A patent/ZA982740B/xx unknown
-
2001
- 2001-12-21 US US10/027,250 patent/US20030054500A1/en not_active Abandoned
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010524473A (ja) * | 2007-04-19 | 2010-07-22 | マスコマ コーポレイション | リグノセルロースバイオマスの熱化学的前処理と精砕の組合せ |
| JP2015506167A (ja) * | 2011-12-22 | 2015-03-02 | ザイレコ，インコーポレイテッド | バイオマス加工 |
| US10508293B2 (en) | 2011-12-22 | 2019-12-17 | Xyleco, Inc. | Processing biomass |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| PT981608E (pt) | 2006-05-31 |
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| ZA982740B (en) | 1998-10-05 |
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