用酶處理底物的方法

2023-05-27 06:09:31 1

專利名稱：：用酶處理底物的方法
技術領域：
：本發明涉及用酶水解水溶液或懸液中的植物材料的方法。
背景技術：
：對水溶液或懸液中的植物材料的酶水解受廣泛應用，且其可涉及添加單一酶或同時添加兩種或更多種酶。一個實例是用澱粉水解酶如α-澱粉酶和葡糖澱粉酶處理含澱粉原材料以供產生第一代生物乙醇。另一個實例是用酶如纖維素酶和半纖維素酶處理木素纖維素生物質以供產生第二代生物乙醇。通常，在一個位置產生酶，而植物材料的處理發生在不同位置，因此需要運輸所述酶，並將其維持一定時間。若酶為液體形式，通常需要添加穩定劑如多元醇，從而增加了生產成本，且水和穩定劑的重量增加了運輸和處理成本。使用固體產物是有吸引力的，因為這賦予了較佳的穩定性，並包含很少或不包含水，從而具有減少的運輸成本，而且固體形式的酶可以以較低成本產生，例如，通過噴霧乾燥和/或流化床乾燥。然而，噴霧乾燥粉末在處理的安全性和粘合粉末的可流動性(flowability)方面具有一些嚴重的缺點。此外，製備均一的粘合粉末的共混物是困難和昂貴的。或者，可將酶提供為低粉化顆粒(low-dustinggranulate)，但顆粒化增加成本。
發明內容上述提及的缺點可通過將酶以封閉容器(如紙袋或紙板盒)中的固體形式(例如，作為噴霧乾燥粉末)遞送來克服，在方法中，將其直接添加至植物材料的溶液或懸液(即，添加整個盒/袋)。該酶在與所述水溶液或懸液接觸後即溶解，且所述容器在潮溼形式下可變得可滲透，或其可由於潤溼而溶解或崩解(例如，PVA或紙袋或紙板盒)，或由於攪拌器的機械作用而溶解或崩解。同樣，所述容器的材料(例如紙板中的纖維素)可通過酶(例如纖維素酶)的作用而降解。封閉容器的添加會儘可能降低處理過程中粉塵的形成，且可以用不同的酶粉末填充所述容器，而無需將粉末均一化。因此，本發明提供了水解植物材料的方法，包括a)製備植物材料的水溶液或懸液，b)添加一個或多個封裝了大量顆粒的容器，所述顆粒包含一種或多種對植物材料具有水解活性的酶，容器的添加使得酶釋放至所述溶液或懸液，和c)溫育所述溶液或懸液從而水解植物材料。此外，本發明提供了用於本方法的容器，其包含大量具有葡糖澱粉酶活性的顆粒。具體實施例方式植物材料的水解本發明特別適於產生第一或第二代生物乙醇。因此，所述植物材料可具體地包含木素纖維素生物質，或其可包含含澱粉材料。任選地，可發酵水解的植物材料，即添加發酵生物(如酵母)，並進行溫育從而在水解步驟過程中或之後形成發酵產物。所述發酵產物可具體為生物燃料產物如乙醇和丁醇。所述發酵可在常規使用的條件下進行。優選的發酵方法是厭氧方法。對於乙醇產生，發酵可在一個實施方案中持續6至120小時，特別是M至96小時。在一個實施方案中，發酵在25至40°C的溫度進行，優選28至35°C，如30至34°C，且特別是32°C左右。在一個實施方案中，起始發酵時的pH是在pH3至6的範圍，優選pH4至5左右。在發酵之後，可從發酵漿料分離發酵生物，並將其再循環至發酵介質。在發酵之後，可從發酵介質分離發酵產物。可蒸餾發酵溶液或漿料以提取所需的發酵產物，或可從發酵介質通過微過濾或膜過濾技術提取所需的發酵產物。或者，所述發酵產物可通過汽提(stripping)回收。用於回收的方法在本領域是公知的。底物溶液或懸液可具有至少lm3，特別是至少5m3，至少IOm3或至少25m3的體積。因此所述底物溶液或懸液可納入具有所述體積的罐或容器中。酶顆粒所述酶顆粒通常包括通過發酵微生物製備的酶，且它們可通過噴霧乾燥和/或流化床乾燥來產生。在乾燥之前，可對發酵液進行滅菌以殺滅活微生物細胞，和/或純化發酵液以去除生物質，例如，通過過濾、離心和/或絮凝來進行。出於節約成本的原因，可將含有微生物細胞和/或細胞碎片的培養液直接乾燥，例如WOOlAMll中所述。所述酶顆粒(例如噴霧乾燥粉末)通常具有低於2mm的平均顆粒大小(重均)，例如在5-200μm的範圍。酶顆粒通常具有低於lg，特別是低於lOOmg，低於IOmg或低於Img的平均質量。所述具有針對植物材料的水解活性的酶是類型EC3.-.-.-的水解酶。EC編號在來自NC-IUBMB，1992的酶命名法EnzymeNomenclature的手冊或網際網路上的ENZYME站點http//www,expasy.ch/enzyme/中定義。容器用於酶顆粒的容器可為從水溶性或可分散型包裝材料例如紙、紙板、聚乙烯醇或水溶性纖維素或澱粉衍生物製成的袋或盒。可使用雙重容器，例如紙板盒中的紙袋。將容器以封閉形式添加至底物溶液或懸液，以避免粉塵形成。每個用酶顆粒填充的容器通常會具有至少1kg，例如至少^g，至少10kg，至少15kg,至少20kg，至少25kg，至少100kg或至少500kg的質量。所述容器包含含酶顆粒，並任選地，其還可含有對於酶為惰性的顆粒，例如其他可用於所述方法的組分，例如酶輔因子如鈣或其他二價陽離子，例如，其量按重量計低於75%，特別是低於50%或低於25%。所述酶顆粒可包含至少w/w，特別是至少5%，至少10%，至少20%，至少30%，至少40%，至少50%，至少60%，至少70%，至少75%，至少80%或至少90%的酶蛋白。澱粉水解在植物材料包含澱粉的情況下，所述水解酶可選自糖酶，例如糖苷酶(EC3.2)，如α-澱粉酶(EC3.2.1.1)和葡聚糖1，4_α-葡糖苷酶(葡糖澱粉酶；澱粉葡糖苷酶，EC3.2.1.3)。具體而言，所述酶顆粒可以以至少0.lAGU/g的活性包含葡糖澱粉酶和/或以至少0.02FAU-F/g的活性包含α-澱粉酶。AGU單位定義於W004/080923，而FAU-F單位定義於W02009/094614。所述α-澱粉酶可為細菌的或真菌的。含澱粉材料的液化和糖化含澱粉植物材料可通過用α-澱粉酶的液化繼以用葡糖澱粉酶的糖化和任選地用發酵生物(如酵母)的發酵來處理，例如，如1096/^28567中所述。糖化和發酵可順次進行，其中對於糖化有單獨的保持階段，或它們可同時進行，意味著糖化酶和發酵生物可同時添加。當發酵與水解/糖化同時進行時，溫度優選為25至40°C，優選28至35°C如30至;M°C，特別是當發酵生物是釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)菌株而所需發酵產物是乙醇時，溫度為32°C左右。其他發酵產物可在本領域技術人員已知適於所述發酵生物的溫度進行發酵。所述發酵產物，如特別是乙醇，可任選地在發酵之後回收，例如通過蒸餾回收。液化優選在α-澱粉酶，優選細菌α-澱粉酶或酸性真菌α-澱粉酶的存在下進行。發酵生物優選為酵母，優選為酵母屬(Saccharomyces)菌株。在一個具體實施方案中，所述方法在步驟(i)之前還包括下述步驟χ)減少含澱粉材料的顆粒大小，優選通過磨製。y)形成漿料，其包含含澱粉材料和水。所述水性漿料可含有10-55Wt%幹固體，優選25-45wt%幹固體(DS)，更優選30-40%幹固體的含澱粉材料。將所述漿料加熱至糊化溫度以上，並可添加α-澱粉酶，優選細菌和/或酸性真菌α-澱粉酶以起始液化(稀化(thinning))。在一個實施方案中，在步驟(i)中進行α-澱粉酶處理之前可噴射蒸煮(jet-cook)所述漿料以進一步糊化漿料。來自未經糊化的含澱粉材料的發酵產物的產生可從含澱粉材料不經該含澱粉材料的糊化(常常稱作「烹製(cook)」)來產生發酵產物，例如，如US4316956中所述。所需的發酵產物，如乙醇，可不經對含有含澱粉材料的水性漿料的液化來產生。在一個實施方案中，方法包括在低於初始糊化溫度下糖化(例如，磨製)含澱粉材料，例如顆粒澱粉，優選存在α-澱粉酶和/或糖原生成酶，以產生可由合適的發酵生物發酵為所需發酵產物的糖。在該實施方案中，所需發酵產物，優選乙醇，是從未經糊化的(即，未烹製的)優選磨製的玉米產生的。因此，該方面涉及從含澱粉材料產生發酵產物的方法，包括下述步驟(a)在低於含澱粉材料的初始糊化溫度的溫度糖化所述含澱粉材料，(b)使用發酵生物進行發酵。步驟(a)和(b)可同時進行(即，單步發酵)或順次進行。所述方法可作為分批或作為連續方法進行。所述發酵方法可在超濾系統中進行，其中使滲餘物在固體、水和發酵生物的存在下進行再循環，且其中滲透物為含有所需發酵產物的液體。同樣涵蓋了下述情況在具有超濾膜的連續膜反應器中進行所述方法，且其中使滲餘物在固體、水和發酵生物的存在下保持再循環，且其中滲透物為含有所需發酵產物的液體。細菌α-澱粉酶所述細菌α-澱粉酶可來源於芽孢桿菌屬(Bacillus)，例如來源於地衣芽孢桿菌(Bacilluslicheniformis)、角軍澱粉芽抱桿菌(Bacillusamyloliquefaciens)、枯草芽抱桿菌(Bacillussubtilis)或嗜熱月旨肪芽孢桿菌(Bacillusstearothermophilus)。具體5實例包括W099/19467中示於SEQIDNO4的地衣芽孢桿菌α-澱粉酶，W099/19467中示於SEQIDNO5的解澱粉芽孢桿菌α-澱粉酶和W099/19467中示於SEQIDNO3的嗜熱脂肪芽孢桿菌α-澱粉酶(所有序列通過提述併入本文)。真菌α-澱粉酶真菌α-澱粉酶包括來源於麴黴屬(Aspergillus)菌株的α-澱粉酶，如米麴黴(Aspergillusoryzae)、黑麴黴(Aspergillusniger)禾口川地麴黴(Aspergilliskawachii)α-澱粉酶。優選的酸性真菌α-澱粉酶是Fimgamyl樣α-澱粉酶，其來源於顯示與1096/^23874中示於SEQIDNO10的胺基酸序列的成熟部分具有高同一性，即至少70%，至少75%，至少80%，至少85%，至少90%，至少95%，至少96%，至少97%，至少98%，至少99%或甚至100%同一性的米麴黴菌株。另一個優選的酸性α-澱粉酶來源於黑麴黴的菌株。在一個優選實施方案中，所述酸性真菌α-澱粉酶為來自黑麴黴的α-澱粉酶，其作為「AMYA_ASPNG」以原始登錄號P56271公開於Swiss-prot/TeEMBL資料庫中，並描述於W089/01969(實施例3-通過提述併入本文)。來源於黑麴黴的商業上可得到的酸性真菌α-澱粉酶是SP^8(可由NovozymesA/S,Denmark得到)。其他涵蓋的野生型α-澱粉酶包括來源於根毛黴屬(lihizomucor)和多孔菌屬(Meripilus)的菌株，優選微小根毛黴(Rhizomucorpusillus)(W02004/055178通過提述併入本文)或巨多孔菌(Meripilusgiganteus)菌株的那些α-澱粉酶。在一個優選實施方案中，所述α-澱粉酶來源於川地麴黴，由Kaneko等1996,J.Ferment.Bioeng.81:292-298"Molecular-cloninganddeterminationofthenucIeotide-sequenceofageneencodinganacid-stableα-amylasefromAspergilluskawachii」公開，並進一步作為EMBL:#AB008370公開。所述真菌α-澱粉酶也可為包含澱粉結合域(SBD)和α-澱粉酶催化域的野生型酶(即非雜合體)，或其變體。在一個實施方案中，所述野生型α-澱粉酶來源於川地麴黴的菌株。葡糖澱粉酶葡糖澱粉酶可來源於任何合適的來源，例如來源於微生物或植物。優選的葡糖澱粉酶是真菌或細菌來源的，例如選自下組麴黴屬葡糖澱粉酶，特別是黑麴黴Gl或G2葡糖澱粉酶(Boel等，1984，EMBOJ.3(5):1097-1102)，或其變體，如公開於W012/00381，W000/04136和W001/04273(來自Novozymes，Denmark)的那些；公開於W084/(^921的泡盛麴黴(A.awamori)葡糖澱粉酶，米麴黴葡糖澱粉酶(Agric.Biol.Chem.，1991，55(4)941-949)，或其變體或片段。其他麴黴屬葡糖澱粉酶變體包括具有增強的熱穩定性的變體G137A和G139A(Chen等，1996，Prot.Eng.9:499-505)；D257E和D293E/Q(Chen等，1995，Prot.Eng.8，575-582)；N182(Chen等，1994，Biochem.J.301:275-281)；二硫鍵、A246C(Fierobe等，1996,Biochemistry,35:8698-8704)；以及在A435和S436位置導入Pro殘基(Li等，1997，ProteinEng.10:1199-1204)。其他的葡糖澱粉酶包括羅耳阿太菌(之前表示為羅耳伏革菌(Corticiumrolfsii))葡糖澱粉酶(參見美國專利4，727，026號和Nagasaka等，1998,"Purificationandpropertiesoftheraw-starch-degradingglucoamylasesfromCorticiumrolfsii,ApplMicrobiolBiotechnol50:323-330)，以及踝節菌屬(Talaromyces)葡糖澱粉酶，特別是來源於埃莫森踝節菌(Talaromycesemersonii)(WO99/28448),TalaromycesIeycettanus(美國專利Re.32，153號)、杜邦踝節菌(Talaromycesduponti)和嗜熱踝節菌(Talaromycesthermophilus)(美國專利4，587，215號)的。涵蓋的細菌葡糖澱粉酶包括來自梭菌屬(Clostridium)，特別是熱解澱粉梭菌(C.thermoamylolyticum)(EP135,138)禾口熱it化S梭菌(C.thermohydrosulfuricum)(W086/01831)以及瓣環栓菌(Trametescingulata)，紙質大紋飾孢菌(Pachykytosporapapyracea)，以及大白樁菇(Leucopaxillusgiganteus)的葡糖澱粉酶，其均披露於W02006/06^89；或為來自W02007/1M^5中公開的紅邊隔孢伏革菌(Peniphorarufomarginata)的葡糖澱粉酶，或其混合物。涵蓋的還有雜合葡糖澱粉酶。所述雜合葡糖澱粉酶的實例公開於W02005/045018。具體實例包括實施例1表1和4中公開的雜合葡糖澱粉酶(該雜合體通過提述併入本文)。木素纖維素生物質的水解將含木素纖維素材料轉化為發酵產物，如乙醇，具有下述優點大量原材料現成可得，包括木材、農業殘餘物、草本作物、城市固體廢物等。含木素纖維素材料主要由纖維素、半纖維素和木質素組成，並常常稱作「生物質」。木素纖維素的結構並不直接易受(accessible)酶水解。因此，優選預處理所述含木素纖維素材料，例如，通過在充分的壓力和溫度條件下進行酸水解，以打斷木質素封閉(seal)並擾亂纖維素的晶體結構，以導致半纖維素和纖維素級分的溶解。然後可通過酶法水解纖維素和半纖維素，例如通過纖維素分解酶進行水解，以將糖聚合物轉化為可發酵的糖，其可發酵為所需的發酵產物如乙醇。任選地，所述發酵產物可通過例如蒸餾來回收。因此，從含木素纖維素材料產生發酵產物的方法可包括下述步驟(a)預處理含木素纖維素材料；(b)水解所述材料；(c)用發酵生物進行發酵。水解步驟(b)和發酵步驟(C)可順次進行或同時進行。在優選實施方案中，所述步驟作為SHF或HHF工藝步驟進行，其在下文中進一步描述。預處理可在水解和/或發酵之前對含木素纖維素材料進行預處理。在一個優選實施方案中，在發酵之前和/或過程中水解經預處理的材料，優選通過酶法水解。預處理的目的是分離和/或釋放纖維素、半纖維素和/或木質素，且這種方式改進了酶法水解的速率。預處理步驟(a)可為本領域中已知的常規的預處理步驟。預處理可在水性漿料中進行。在預處理過程中，所述含木素纖維素材料可以以IO-SOwt%的量，優選20-50wt%的量存在。水解和發酵水解和發酵可作為同時水解和發酵步驟(SSF)進行。一般而言這意味著在適於，優選最適於所述發酵生物的條件(例如溫度和/或PH)下進行組合的/同時水解和發酵。水解和發酵亦可作為混合的水解和發酵來進行。HHF通常起始於單獨的部分水解步驟，並終止於同時水解和發酵步驟。單獨的部分水解步驟是酶法纖維素糖化步驟，通常在適於，優選最適於所述水解酶的條件下(例如在更高溫度)進行。後續的同時水解和發酵步驟通常是在適於所述發酵生物的條件下(在常常為比單獨的水解步驟更低的溫度)進行的。水解和發酵亦可作為單獨的水解和發酵進行，其中在起始發酵之前將水解進行完全。這常常稱作「SHF」。纖維素酶當植物材料包含木素纖維素生物質時，酶可包含纖維素酶和/或半纖維素酶。所述纖維素酶可包含纖維二糖水解酶(EC3.2.1.91)，例如纖維二糖水解酶I和纖維二糖水解酶II，以及內切葡聚糖酶(EC3.2.1.4)和β-葡糖苷酶(EC3.2.1.21)，特別是內切葡聚糖酶I和/或II(EG-IjEG-II)、纖維二糖水解酶I和/或II(CBH-I，CBH-II)和/或β-葡糖苷酶。為了有效地消化纖維素和半纖維素，應使用幾種類型的酶協同作用，所述酶一般包括至少三類酶以將纖維素轉化為可發酵的糖內切葡聚糖酶(EC3.2.1.4)，其隨機切割纖維素鏈；纖維二糖水解酶(EC3.2.1.91)，其從纖維素鏈末端剪切纖維二糖基單元；和β-葡糖苷酶(EC3.2.1.21)，其將纖維二糖和可溶性纖維糊精轉化為葡萄糖。在這三類涉及纖維素生物降解的酶中，纖維二糖水解酶是用於降解天然微晶纖維素的關鍵酶。術語「纖維二糖水解酶I」是纖維素1，4-β-纖維二糖苷酶(亦稱作外切葡聚糖酶，外切纖維二糖水解酶或1，4-β-纖維二糖水解酶)活性，如定義於酶分類EC3.2.1.91，其催化纖維素和纖維四糖中1，4-β-D-糖苷鍵的水解，即從鏈的非還原端釋放纖維二糖。術語「纖維二糖水解酶II活性」的定義是相同的，但纖維二糖水解酶II從鏈的還原端攻擊。內切葡聚糖酶(ECNo.3.2.1.4)催化纖維素、纖維素衍生物(如羧甲基纖維素和羥乙基纖維素)、地衣澱粉中的l，4-i3-D-糖苷鍵，混合β_1，3葡聚糖如穀物β-D葡聚糖或木葡聚糖和其他含有纖維素部分的植物材料中的β_1，4鍵的內水解。正式名稱為內切-1，4-β-D-葡聚糖4-葡聚糖水解酶，但縮略術語內切葡聚糖酶用於本說明書。在一個優選實施方案中，所述澱粉酶活性可來源於真菌來源，如木黴屬(Trichoderma)菌株，優選裡氏木黴(Trichodermareesei)菌株；腐質黴屬(Humicola)菌株，如特異腐質黴(Humicolainsolens)菌株；或金孢子菌屬(Chrysosporium)的菌株，優選ChrysosporiumIucknowense的菌株。在一個優選實施方案中，所述纖維素酶製備物包含具有纖維素分解增強活性的多肽(GH61A)，優選為W02005074656中所公開的。所述纖維素酶製備物還可包含β_葡糖苷酶，如US60/832，511中公開的融合蛋白。在一個實施方案中，所述纖維素酶製備物還包含CBHII，優選土生梭孢黴(Thielaviaterrestris)纖維二糖水解酶IICEL6A。在一個實施方案中，所述纖維素酶製備物還包含來源於裡氏木黴的纖維素酶。在一個優選實施方案中，所述纖維素酶製備物是用於實施例1中的纖維素酶製備物A，並公開於W02008/151079。可添加纖維素水解酶以供水解經預處理的含木素纖維素材料。纖維素水解酶可以以0.1-100FPU每克總固體(TS)，優選0.5-50FPU每克TS,特別是1-20FPU每克TS的範圍施用。在另一個實施方案中，將至少0.Img纖維素水解酶每克總固體(TS)，優選至少3mg纖維素水解酶每克TS，如5至IOmg纖維素水解酶每克TS用於水解。FPU單位定義於W02009/052500。半纖維素酶可使用任何適用於水解半纖維素，優選水解為木糖的半纖維素酶。優選的半纖維素酶包括木聚糖酶、阿拉伯呋喃糖苷酶、乙醯木聚糖酯酶、阿魏酸酯酶、葡糖醛酸糖苷酶、內切半乳聚糖酶、甘露聚糖酶、內切或外切阿拉伯糖酶、外切半乳聚糖酶或其中兩個或更多個的混合物。優選地，用於本發明的半纖維素酶是外作用的半纖維素酶，且更優選地，所述半纖維素酶是在低於PH7，優選PH3-7的酸性條件下具有水解半纖維素的能力的外作用的半纖維素酶。適用於本發明的半纖維素酶的實例包括VISC0ZYME(可從NovozymesA/S，Denmark獲得)。在一個實施方案中，所述半纖維素酶是木聚糖酶。在一個實施方案中，所述木聚糖酶可優選為微生物來源，如真菌來源(例如，木黴屬、多孔菌屬(Meripilus)、腐質黴屬、麴黴屬、鐮孢屬(Fusarium))或來自細菌(例如，芽孢桿菌屬(Bacillus))。在一個優選實施方案中，所述木聚糖酶來源於絲狀真菌，優選來源於麴黴屬，如棘孢麴黴(Aspergillusaculeatus)的菌株，或腐質黴屬，優選疏棉狀腐質黴(Humicolalanuginosa)的菌株。所述木聚糖酶可優選為內-I，4-β-木聚糖酶，更優選GHlO或GHl1的內-1，4-β-木聚糖酶。商業木聚糖酶的實例包括來自NovozymesA/S,Denmark的SHEARZYME和BIOFEEDWHEAT。所述半纖維素酶可以以有效水解半纖維素的量添加，如，以約0.001到0.5wt%總固體(TQ，更優選約0.05到0.5wt%TS的量添加。木聚糖酶可以以0.001-1.Og/kg乾物質(DM)底物的量，優選以0.005-0.5g/kgDM底物的量，且最優選以0.05-0.10g/kgDM底物的量添加。實施例實施例1在此實施例中，如W02008/141133實施例1中所述施用葡糖澱粉酶和α-澱粉酶。將1.5kg包含lAGU/g和0.1625FAU-F/g或包含30-50%酶蛋白的噴霧乾燥酶組合物包裝於紙袋中，並將其密封。AGU和FAU-F測定法描述於W02008/141133。通過將10000kg粉碎的黃色臼齒型玉米(具有約0.5mm的平均顆粒大小)在40m3發酵容器(配置有攪拌葉片)中添加至15000kg自來水來形成漿料。對該混合物補充75Llg/L青黴素和25kg尿素。用NaOH將該漿料的pH調整至4.5(在調整之前的初始pH為約3.8)。該漿料的幹固體(DS)為35%wt。將密封紙袋中的1.5kg噴霧乾燥的酶(等於0.4AGU+0.065FAU每gDS)施用於該漿料，即將所述袋直接添加入所述漿料。將所述漿料攪拌120分鐘以允許紙袋崩解和酶作用於底物。將500L酵母繁殖物添加至漿料。在32°C進行同時糖化和發酵70小時，接著使用本領域技術人員已知的合適方法回收乙醇。實施例2在此實施例中，如W02009/003167實施例1中所述施用纖維素酶製備物。將1000kg包含W02009/003167中所述的纖維素酶製備物A的噴霧乾燥的酶粉末包裝於密封的紙板盒中，每盒含有25kg酶粉末。所述噴霧乾燥的粉末包含大約50-80%w/w酶蛋白。在依照NREL(TP-510_3M38，2002年6月)的過程中預處理玉米秸稈。由經預處理的玉米秸稈(PCQ和水形成了具有20%幹固體的3000噸漿料。將漿料加熱至50°C，並進料於3596m3配置有攪拌器的糖化容器。將IOOOkg的噴霧乾燥的纖維素酶粉末包裝於密封的25kg紙板盒，並將紙板盒直接添加至漿料。相對於底物幹固體(此)的酶劑量是在1-20FPU每克DS或l-2500mgEP(酶蛋白)/kgDS的範圍。FPU測定法描述於W02009/003167。盒在PCS中崩解。允許酶在50°C水解PCS36小時。然後將漿料冷卻並進料於發酵罐。添加酵母，並在32°C進行發酵72小時。使用本領域技術人員已知的合適方法回收乙醇。權利要求1.一種水解植物材料的方法，包括a)製備植物材料的水溶液或懸液，b)添加一個或多個封裝了大量顆粒的容器，所述顆粒包含一種或多種對植物材料具有水解活性的酶，容器的添加使得酶釋放至所述溶液或懸液，和c)溫育所述溶液或懸液從而水解所述植物材料。2.權利要求1的方法，其中所述容器材料包含水溶性或可分散的包裝材料。3.權利要求1或2的方法，其中所述容器材料包含紙、紙板、聚乙烯醇或水溶性纖維素或澱粉衍生物。4.前述任一項權利要求的方法，其中所述酶顆粒通過噴霧乾燥和/或流化床乾燥製備。5.前述任一項權利要求的方法，其中在其中裝有酶顆粒的容器具有超過Ikg的質量。6.前述任一項權利要求的方法，其中酶顆粒具有低於Ig的平均質量。7.前述任一項權利要求的方法，其中所述容器裝有至少兩種包含不同酶的顆粒。8.前述任一項權利要求的方法，其中溫育發生於配備有攪拌的罐中。9.前述任一項權利要求的方法，其中所述植物材料包含澱粉，且所述酶具有α-澱粉酶和/或葡糖澱粉酶活性。10.權利要求9的方法，其中所述酶顆粒包含至少0.lAGU/g活性的α-澱粉酶和/或至少0.02FAU-F/g活性的葡糖澱粉酶。11.權利要求1-8中任一項的方法，其中所述植物材料包含木素纖維素生物質，且所述酶包含纖維素酶和/或半纖維素酶。12.權利要求1-11中任一項的方法，其中所述顆粒按重量計包含至少酶蛋白。13.前述任一項權利要求的方法，其還包括在步驟c)過程中或之後添加發酵生物並進行溫育以形成發酵產物。14.前述任一項權利要求的方法，其中所述發酵產物是乙醇。15.用於權利要求1-10或12-14中任一項的方法的容器，其包含大量具有葡糖澱粉酶活性的顆粒。全文摘要在用酶水解水溶液或懸液中的植物材料的方法中，酶以封閉容器(如紙袋或紙板盒)中的固體形式(例如作為噴霧乾燥粉末)遞送，該酶在該方法中直接添加(即，添加整個盒/袋)。本發明特別適於產生第一或第二代生物乙醇。文檔編號C12P7/06GK102471784SQ201080030540公開日2012年5月23日申請日期2010年7月7日優先權日2009年7月7日發明者O.西蒙森申請人:諾維信公司