一態様では、クロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）のようなクロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）微生物による、多種多様な供給原料からのエタノールおよびその他の発酵最終産物の生産を増大させる方法が開示される。フェドバッチ法の使用によりクロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）のようなクロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）微生物の発酵性能を向上させる方法、ならびに脂肪酸含有化合物の存在下および／または低ｐＨでのクロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）のようなクロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）微生物の発酵による、アルコールおよび／または化学製品などの発酵最終産物の生産方法が記載されている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
発酵最終産物を生産するための方法であって、
クロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）を含む培地を、第一の期間の間、前記による発酵最終産物の生産に適した条件下で培養することと、
前記発酵最終産物の回収前の間に、前記クロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）を含む培地に１つ以上の栄養素を添加することと、
クロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）を含む培地を第二の期間の間培養することと、
前記培地から発酵最終産物を回収することと
を含む方法。
【請求項２】
前記クロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）菌株がクロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記発酵最終産物がエタノールである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記培地がセルロースおよび／またはリグノセルロース原料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記セルロースまたはリグノセルロース原料が、２４時間以内に１５％を超える前記セルロースまたはリグノセルロース原料が単純糖類に変換されるのに十分な量の酵素で酵素処理されない、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
発酵最終産物を生産する方法であって、
クロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）菌株を培地で培養する段階と、
前記培地中の糖化合物の総濃度を少なくとも約１８ｇ／Ｌに維持する段階と、
前記培地から発酵最終産物を回収する段階と
を含む方法。
【請求項７】
前記糖化合物の総濃度の維持が、その少なくとも１つが１つ以上の糖化合物を含む１つ以上の培地成分を前記培地へ培養中に少なくとも１回添加することを含み、前記培地成分を、培養物を含む容器に添加する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記培地中の糖化合物の総濃度を、培養の間の一部で約１ｇ／Ｌ〜約１００ｇ／Ｌの範囲内に維持する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記培地中の糖化合物の総濃度の変化が、発酵最終産物生産の期間の間、約２５％未満である、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記発酵最終産物がエタノールである、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
１つ以上の窒素含有原料を含む培地成分を前記培地へ培養中に少なくとも１回添加することをさらに含み、かつ前記培地成分を、培養物を含む容器に添加する、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
１つ以上の培地成分が１つ以上の窒素含有原料を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記培地がセルロースまたはリグノセルロース原料を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
前記セルロースまたはリグノセルロース原料が、２４時間以内に１５％を超える前記セルロースまたはリグノセルロース原料が単純糖類に変換されるのに十分な量の酵素で酵素処理されない、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
発酵最終産物を生産する方法であって、
クロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）菌株を培地で培養する段階と、
前記クロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）を培養中に、１つ以上の糖化合物を含む１つ以上の培地成分を前記培地に添加し、前記１つ以上の糖化合物を、前記クロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）により他の化合物に変換される糖の量に関連させて添加する段階と
を含む方法。
【請求項１６】
前記１つ以上の培地成分が窒素源を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記窒素源がプロリン、グリシン、ヒスチジンおよび／またはイソロイシンを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記１つ以上の培地成分がセルロースまたはリグノセルロース原料を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記セルロースまたはリグノセルロース原料が、２４時間以内に１５％を超える前記セルロースまたはリグノセルロース原料が単純糖類に変換されるのに十分な量の酵素で酵素処理されない、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
発酵最終産物を生産する方法であって、
クロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）菌株の第一の接種材料を培地に添加することと、
前記クロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）をエタノール生産に適した条件下で培養することと、
前記第一のクロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）接種材料を前記培地に添加後５時間を過ぎてから、追加のクロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）種の生細胞を前記培地に添加することと、
前記培地から前記発酵最終産物を回収すること
を含む方法。
【請求項２１】
前記第一のクロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）接種材料の添加後に、１つ以上の培地成分を前記培地に添加することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
培地成分の添加および生細胞の添加を逐次的にまたは同時に行う、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
エタノールを生産する方法であって、不純なエタノール原料から不純物を除去して精製エタノール原料を生産し、前記精製エタノール原料が約９０％（ｗｔ．）を超えるエタノールであり、かつ前記不純なエタノール原料がクロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）細胞をフェドバッチ培養で培養することにより生成される発酵培地に由来し、前記発酵培地中のエタノール濃度が約７ｇ／Ｌよりも大きい段階を含む方法。
【請求項２４】
発酵最終産物を生産する方法であって、クロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）菌株を含む培地を培養し、前記発酵最終産物が少なくとも約３ｇ／（Ｌ・日）の瞬間生産性で生産される段階を含む方法。
【請求項２５】
発酵最終産物を生産する方法であって、
外部から補充される化学物質または酵素で処理されていないセルロース原料を提供することと、
外部から補充された酵素を含まない培地中で前記セルロース原料を微生物と混合することと、
発酵最終産物を生産するのに十分な条件および時間で前記セルロース原料を発酵させることと
を含む方法。
【請求項２６】
発酵最終産物を生産する方法であって、ｐＨ調整剤の存在下でクロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）細胞を発酵させて、発酵最終産物を生産することを含む方法。
【請求項２７】
前記発酵最終産物がエタノールである、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記細胞の発酵を約６．０〜約７．２の間のｐＨで行う、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記ｐＨが約６．５である、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
発酵最終産物を生産する方法であって、添加脂肪酸原料の存在下でクロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）菌株の細胞を発酵させて、発酵最終産物を生産することを含む方法。
【請求項３１】
前記脂肪酸含有原料がコーン油、ヒマワリ油、ベニバナ油、カノーラ油、ダイズ油またはナタネ油の１つ以上を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記脂肪酸含有原料がリン脂質またはリゾリン脂質を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
クロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）細胞とｐＨ調整剤とを含み、発酵最終産物が生産される発酵培地。
【請求項３４】
クロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）菌株の細胞と添加脂肪酸含有化合物とを含み、発酵最終産物が生産される発酵培地。
【請求項３５】
クロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）菌株と、プロリン、グリシン、ヒスチジンおよび／またはイソロイシンを含む窒素源と、セルロースまたはリグノセルロース原料とを含む発酵培地。
【請求項３６】
アルコールを生産する方法であって、クロストリジウム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ）菌株の細胞を発酵させることと、ｐＨ調整剤および脂肪酸原料の存在とを含み、発酵最終産物が生産される方法。
【請求項３７】
培地およびクロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）菌株を収容するように設定された発酵槽を含み、前記発酵槽が、発酵中の変化が約２５％未満であるレベルに糖化合物量を維持するように設定されている燃料プラント。
【請求項３８】
培地およびクロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）菌株を収容するように設定された発酵槽を含み、前記発酵槽が、追加の培地成分または追加のクロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）生細胞を定期的に前記培地に補充するように設定されている燃料プラント。
【請求項３９】
培地およびクロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）菌株を収容するように設定された発酵槽を含み、前記培地が、ｐＨ調整剤と、セルロースまたはリグノセルロース原料とを含む燃料プラント。
【請求項４０】
前記培地が脂肪酸原料をさらに含む、請求項３９に記載の燃料プラント。
【請求項４１】
培地およびクロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）菌株を収容するように設定された発酵槽を含み、前記培地が、プロリン、グリシン、ヒスチジンおよび／またはイソロイシンを含む窒素源と、セルロースまたはリグノセルロース原料とを含む燃料プラント。
【請求項４２】
培地およびクロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）菌株を収容するように設定された発酵槽を含み、前記培地が、脂肪酸原料と、セルロースまたはリグノセルロース原料とを含む燃料プラント。
【請求項４３】
発酵中の変化が約２５％未満であるレベルの糖化合物量を含む培地で、セルロースまたはリグノセルロース原料をクロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）菌株で発酵させることにより生産される発酵最終産物。
【請求項４４】
ｐＨ調整剤を含む培地で、セルロースまたはリグノセルロース原料をクロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）菌株で発酵させることにより生産される発酵最終産物。
【請求項４５】
脂肪酸を含む培地で、セルロースまたはリグノセルロース原料をクロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）菌株で発酵させることにより生産される発酵最終産物。
【請求項４６】
プロリン、グリシン、ヒスチジンおよび／またはイソロイシンを含む窒素源を含む培地で、セルロースまたはリグノセルロース原料をクロストリジウム・フィトフェルメンタンス（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｐｈｙｔｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）菌株で発酵させることにより生産される発酵最終産物。
【請求項４７】
前記発酵最終産物がエタノールである、請求項４３〜４６に記載の発酵最終産物。

【図７】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図８】

【図９】

【公表番号】特表２０１２−５１９５００（Ｐ２０１２−５１９５００Ａ）
【公表日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５５４１３０（Ｐ２０１１−５５４１３０）
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２６７３０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１０４８９６
【国際公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（５１０２３１８９１）クテロス，　インコーポレイテッド (3)
【Ｆターム（参考）】