脫毒和再循環在含木素纖維素材料的預處理中使用的洗滌溶液的製作方法

2023-04-30 09:06:41

專利名稱：：脫毒和再循環在含木素纖維素材料的預處理中使用的洗滌溶液的製作方法
技術領域：
：本發明涉及通過洗滌、再生並再循環使用過的洗滌溶液來脫毒經預處理的含木素纖維素材料的方法。所述使用過的洗滌溶液通過去除酶抑制劑和/或發酵生物的抑制劑而再生。本發明還涉及從含木素纖維素材料產生水解物和發酵產物的方法，該方法包括本發明的脫毒方法。在第一個方面，本發明涉及用於產生經預處理和洗滌的含木素纖維素材料的方法，該方法包括步驟a)對含木素纖維素材料進行預處理，b)在洗滌溶液中洗滌經預處理的含木素纖維素材料，c)分離掉使用過的洗滌溶液以獲得經預處理和洗滌的含木素纖維素材料，連續重複步驟(a)到(c)，其中對步驟(b)中的使用過的洗滌溶液進行處理以在再循環至步驟(b)之前去除酶抑制劑和/或發酵生物的抑制劑。在第二個方面，本發明涉及用於將含木素纖維素材料轉化為包含單糖和寡糖的水解物的方法，該方法包括步驟a)對含木素纖維素材料進行預處理，b)在洗滌溶液中洗滌經預處理的含木素纖維素材料，c)分離掉使用過的洗滌溶液以獲得經預處理和洗滌的含木素纖維素材料，d)對經預處理和洗滌的含木素纖維素材料進行處理，所述處理導致纖維素和/或半纖維素的至少部分水解，以獲得包含可發酵糖的水解物，並且連續重複步驟(a)到(d)，其中對步驟(b)中的使用過的洗滌溶液進行處理以在再循環至(b)之前去除酶抑制劑和/或發酵生物的抑制劑。在第三個方面，本發明涉及用於將含木素纖維素材料轉化為發酵產物的方法，該方法包括步驟a)對含木素纖維素材料進行預處理，b)在洗滌溶液中洗滌經預處理的含木素纖維素材料，c)分離掉使用過的洗滌溶液以獲得經預處理和洗滌的含木素纖維素材料，d)對經預處理和洗滌的含木素纖維素材料進行處理，所述處理導致纖維素和/或半纖維素的至少部分水解，以獲得包含可發酵糖的水解物，e)將步驟(d)中的水解物與發酵生物接觸以產生發酵產物，其中對步驟(b)中的使用過的洗滌溶液進行處理以在再循環至(b)之前去除酶抑制劑和/或發酵生物的抑制劑。這些方法的優點包括從預處理產生的可溶性糖(例如木糖、寡糖)能夠在洗滌溶液中濃縮；提高的水解效率；增加酵母生長和/或改善的水解物發酵；縮短髮酵中的遲滯期(lagphase);以及顯著降低洗滌溶液消耗。發明詳述在第一個方面的一個實施方案中，本發明涉及用於產生經預處理和洗滌的含木素纖維素材料的方法，該方法包括步驟a)對含木素纖維素材料進行預處理，b)在洗滌溶液中洗滌經預處理的含木素纖維素材料，c)分離掉使用過的洗滌溶液以獲得經預處理和洗滌的含木素纖維素材料，重複步驟(a)到(c)，其中對步驟(b)中的使用過的洗滌溶液進行處理以在再循環至步驟(b)之前去除酶抑制劑和/或發酵生物的抑制劑。在第二個方面的一個實施方案中，本發明涉及用於將含木素纖維素材料轉化為包含單糖和寡糖的水解物的方法，該方法包括步驟a)對含木素纖維素材料進行預處理，b)在洗滌溶液中洗滌經預處理的含木素纖維素材料，c)分離掉使用過的洗滌溶液以獲得經預處理和洗滌的含木素纖維素材料，d)對經預處理和洗滌的含木素纖維素材料進行處理，所述處理導致纖維素和/或半纖維素的至少部分水解，以獲得包含可發酵糖的水解物，並且重複步驟(a)到(d)，其中對步驟(b)中的使用過的洗滌溶液進行處理以在再循環至(b)之前去除酶抑制劑和/或發酵生物的抑制劑。含木素纖維素材料術語"含木素纖維素材料"用於本文是指主要由纖維素、半纖維素和木質素組成的材料。含木素纖維素材料常常被稱作"生物質"。木素纖維素的結構不是酶水解直接可及的。因此，必需對木素纖維素進行預處理，例如，在適當的壓力、溼度和溫度條件下通過酸水解進行，從而打破木質素密封(ligninseal)並破壞纖維素的晶態結構。這導致對半纖維素級分的溶解和糖化。然後可以將纖維素級分水解，例如通過纖維素酶進行酶水解，從而將糖類聚合物轉化成單糖和寡糖，所述單糖和寡糖可以被發酵成期望的發酵產物，如乙醇。任選地回收所述發酵產物，例如通過蒸餾進行。任何含木素纖維素材料都是本發明所預期的。所述含木素纖維素材料可以是含有木素纖維素的任何材料。在一個優選的實施方案中，含木素纖維素材料含有至少30wt_%，優選至少50wt._%，更優選至少70wt_%，甚至更優選至少90wt-X木素纖維素。應該理解的是所述含木素纖維素材料也可包含其它組分，如纖維素材料，包括纖維素和半纖維素，並且也可以包含其它組分，如蛋白質材料(proteinaceousmaterial)、澱粉、糖(如可發酵的糖和/或不可發酵的糖)。含木素纖維素材料通常存在於，例如，植物的莖、葉、外皮(hull)、外殼(husk)和穗軸(cob)中，或樹的葉、枝和木材中。含木素纖維素材料也可以是，但不限於，草本材料、農業殘餘物、林業殘餘物、市政固體廢物、廢紙以及紙漿和造紙工廠殘餘物(pulpandp即ermillresidue)。在本文中的理解是含木素纖維素材料可為在混合基質中含有木質素、纖維素和半纖維素的植物細胞壁材料的形式。在一個優選的實施方案中，含木素纖維素材料包含木屑/木花(woodchip)、甘蔗渣(bagasse)、造紙或紙槳加工廢物。其它實例包括玉米秸稈、硬木(如楊木和樺木)、軟木(如松木)、柳枝稷(switchgrass)、穀類的莖稈和/或穀殼(如來自稻、小麥、大麥、黑麥等的稈)、市政固體廢物(MSW)、工業有機廢物、辦公室用紙、或其混合物。在一個優選的實施方案中，含纖維素材料是玉米秸稈。在另一個優選的方面，含纖維素材料是玉米纖維。預處理含木素纖維素材料可以以任何合適的方法預處理。預處理在水解和/或發酵之前進行。在一個優選的實施方案中，在預處理之後將經預處理的材料水解，優選以酶進行。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，並且這種方法使水解速率改善。預處理方法如溼氧化(wetoxidation)和鹼性處理耙向木質素，而稀酸和自水解(auto-hydrolysis)耙向半纖維素。蒸汽爆炸是耙向纖維素的預處理的一個例子。根據本發明預處理步驟(a)可以是使用本領域熟知的技術的常規預處理步驟。在一個優選的實施方案中，預處理發生在含水漿料(aqueousslurry)中。含木素纖維素材料在預處理過程中可以以10-80wt._%，優選20-70wt-X，特別是30-60wt.-%，如大約50wt-X的量存在。含木素纖維素材料可以根據本發明在水解和/或發酵之前以化學、機械和/或生物方法進行預處理。機械處理(常常稱作物理處理)可以單獨使用或與後續或同時的水解(特別是酶水解)組合使用。優選地，所述化學、機械和/或生物預處理在水解和/或發酵之前進行。或者，所述化學、機械和/或生物預處理可以與水解同時進行，如與一種或多種纖維素酶或其它下文所述酶活性的加入同時進行，以釋放例如可發酵的糖，如葡萄糖和/或麥芽糖。術語"化學處理"是指任何促進纖維素、半纖維素和/或木質素的分離和/或釋放的化學預處理。合適的化學預處理的實例包括用例如稀酸、石灰、鹼、有機溶劑、氨、二氧化硫、二氧化碳進行的處理。另外，溼氧化和pH受控的水熱解(hydrothermolysis)也是所考慮的化學預處理。在一個優選的實施方案中，化學預處理是酸處理，更優選地，是連續的稀酸和/或弱酸(mildacid)處理，如用硫酸，或另一有機酸如乙酸、檸檬酸、酒石酸、琥珀酸、氯化氫或其混合物進行的處理。也可以使用其它酸。弱酸處理是指處理pH處於l-5，優選pH1-3。在一個具體的實施方案中，酸的濃度為O.1-2.Owt.%的酸，優選硫酸。可以將酸與含木素纖維素材料接觸，並且可以將所述混合物在160-22(TC，如165-195t:的溫度保持一段時間，例如，1-60分鐘，如2-30分鐘或3-12分鐘。可以應用強酸如硫酸的加入來去除半纖維素。這使纖維素的可消化性增強。也可考慮其它技術。纖維素溶劑處理已顯示其將大約90%的纖維素轉化成葡萄糖。也顯示了當木素纖維素結構被破壞時酶水解能夠大幅增強。鹼、&02、臭氧、有機溶劑(organosolv)(使用含水醇(aqueousalcohol)中的路易斯酸、FeCl3、(A1)2S04)、甘油、二噁烷(dioxane)、酚或乙二醇屬於已知破壞纖維素結構並促進水解的溶劑(Mosier等，BioresourceTechnology96(2005)，673-686頁)。使用鹼例如Na0H、Na^03和/或氨等的鹼性化學預處理也是本發明所預期的。使用氨的預處理方法在例如WO2006110891、W02006110899、W02006110900和W02006/110901中描述(將它們通過提述併入本文)。溼氧化技術涉及氧化劑的使用，所述氧化劑如基於亞硫酸鹽的氧化劑等。溶劑預處理的實例包括使用DMSO(二甲亞碸)等的處理。化學預處理通常進行1-60分鐘，如5-30分鐘，但也可以進行更短或更長的時間，其取決於要預處理的材料。合適預處理方法的其它實例由Schell等，(2003)Appl.BiochemandBiotechn.Vol.105-108，p.69-85，Mosier等，BioresourceTechnology96(2005)673-686，Ahring等，於W02006032282和W0200160752中，Foody等，於W02006034590中，和Ballesteros等，於美國公開20020164730號中描述，將這些參考文獻通過提述全部併入本文。術語"機械預處理"是指促進纖維素、半纖維素和/或木質素從木素纖維素材料分離和/或釋放的任何機械(或物理)處理。例如，機械預處理包括多種類型的磨製、照射、汽蒸/蒸汽爆炸和其它水熱處理。機械預處理包括粉碎(機械減小大小)。粉碎包括幹磨、溼磨和振動球磨(vibratoryballmilling)。機械預處理可以包括高壓和/或高溫(蒸汽爆炸)。在本發明的一個實施方案中，高壓是指範圍在300-600psi，優選400-500psi，如大約450psi的壓力。在本發明的一個實施方案中，高溫是指範圍在大約100-30(TC，優選大約140-235°C的溫度。在一個優選的實施方案中，機械預處理是一種分批過程的蒸汽槍水解儀系統(abatch-process，steamg皿hydrolyzersystem)，其使用如上限定的高壓禾口高溫。為此可使用Sunds水解儀(可從SundsDefibratorAB(Sweden)獲得)。在一個優選的實施方案中，進行化學和機械預處理兩者。例如，預處理步驟可以包括稀酸或弱酸處理以及高溫和/或高壓處理。化學和機械預處理可以根據需要順次進行或同時進行。因此，在一個優選的實施方案中，對所述含木素纖維素材料進行化學和機械預處理兩者以促進纖維素、半纖維素和/或木質素的分離和/或釋放。在一個優選的實施方案中，機械預處理在蒸汽爆炸預處理之前進行。在一個優選的實施方案中，預處理作為稀酸和/或弱酸蒸汽爆炸步驟進行。在另一個優選的實施方案中，預處理作為氨纖維爆炸步驟(或AFEX預處理步驟)進行。如用於本發明中，術語"生物預處理"是指促進纖維素、半纖維素和/或木質素從含木素纖維素材料分離和/或釋放的任何生物預處理。生物預處理技術可以包括應用溶解木質素的微生物(參見，例如，Hsu，T.-A.，1996，Pretreatmentofbiomass，於HandbookonBioethanol-ProductionandUtilization,Wyman，C.E.編，Taylor&Francis,Washington,DC，179—212;Ghosh，P.禾口Singh，A.，1993，Physicochemicalandbiologicaltreatmentsforenzymatic/microbialconversionoflignocellulosicbiomass，Adv.Appl.Microbiol.39:295-333;McMillan，J.D.，1994，Pretreatinglignocellulosicbiomass:areview,inEnzymaticConversionofBiomassforFuelsProduction,Himmel，M.E.，Baker，J.0.禾口0verend，R.P.編，ACSSymposiumSeries566，AmericanChemicalSociety,Washington,DC，第15章；Gong，C.S.，Cao，N.J.，Du，J.禾口Tsao，G.T.，1999，Ethanolproductionfromrenewableresources,於AdvancesinBiochemicalEngineering/Biotechnology,Sch印er，T.編，Springer-VerlagBerlinHeidelberg,Germany,65:207-241;01sson，L禾口Hahn-Hagerdal，B.，1996，Fermentationoflignocellulosichydrolysatesforethanolproduction,Enz.Microb.Tech.18:312—331;禾口Vallander，L.禾口Eriksson,K._E.L.，1990，Productionofethanolfromlignocellulosicmaterials:Stateoftheart,Adv.Biochem.Eng./Biotechnol.42:63-95)。脫毒經預處理的含木素纖維素材料的方法當預處理含木素纖維素材料時，產生對於酶和發酵生物有毒和/或有抑制性的降解產物。這些化合物嚴重降低水解和發酵二者的速率。為了去除酶和/或發酵生物的抑制劑而對經預處理的含木素纖維素材料進行的脫毒將改善酶水解和/或改善發酵過程中發酵生物的性能。換言之，依據本發明脫毒致使"含木素纖維素材料到發酵產物"的過程時間更短。所述抑制劑是木素纖維素降解產物，包括木質素降解產物、纖維素降解產物和半纖維素降解產物。木質素降解產物本質上可以是含酚的(phenolic)。半纖維素降解產物包括來自糖(如己糖和/或戊糖)的呋喃類，包括木糖、甘露糖、半乳糖、鼠李糖(rhamanose)和阿拉伯糖。半纖維素的例子包括木聚糖、半乳葡甘露聚糖(galactoglucoma皿an)、阿拉伯半乳聚糖(ar￡ibinog￡il￡ict￡m)、阿拉伯葡糖醛酸木聚糖(arabinoglucuronoxylMi)、葡糖醛酸木聚糖以及它們的衍生物和組合。抑制性化合物的例子，即，經預處理的木素纖維素降解產物的例子，包括4-0H苯甲醇、4-0H苯甲醛、4-0H苯甲酸、三甲基苯甲醛、2-糠酸(2-furoicacid)、香豆酸、阿魏酸、苯酚、愈創木酚(guaiacol)、藜戸醚(veratrole)、焦酚(pyrogallollol)、焦桔酚單甲醚(pyrogallolmonomethylether)、香草醇、香草醛、異香草醛、香草酸、異香草酸、高香草酸、藜蘆醇、藜蘆醛、藜蘆酸、2-0-甲基沒食子酸、丁香醇、丁香醛、丁香酸、三甲基沒食子酸、高兒茶酚、乙基香草醛、甲氧甲酚、對甲基茴香醚、茴香醛、茴香酸、糠醛、羥甲基糠醛、5-羥甲基糠醛、甲酸、乙酸、乙醯丙酸、桂皮酸、松柏醛、異丁香油酚、氫醌、丁子香酚或它們的組合。根據本發明的第一、第二和第三個方面，通過用洗滌溶液洗滌將對酶和/或發酵生物有毒和/或有抑制性的化合物從經預處理的含木素纖維素材料去除。洗滌溶液優選是洗滌水溶液。洗滌溶液可以是基本上純的水溶液，或是含有大量添加劑的水，所述添加劑例如諸如洗滌劑和/或有機溶劑，以改善對對酶和/或發酵生物有毒和/或有抑制性的化合物的提取和/或溶解度。合適的有機溶劑是乙醇或甲醇。洗滌溶液優選在5-70°C的溫度，優選10-50°C，並且更優選15-30°C，例如，在20-25。C的溫度應用。當將使用過的洗滌溶液與經洗滌的PCS分離時，洗滌步驟結束。使用過的洗滌溶液的分離可以通過任何合適的方法來實現，包括但不限於排乾、過濾、離心和擠壓。根據本發明的第一、第二和第三方面，對使用過的洗滌溶液進行處理以在再循環至洗滌步驟之前去除酶抑制劑和/或發酵生物的抑制劑。所述處理使使用過的洗滌溶液再生從而產生可用的洗滌溶液。在一個優選的實施方案中，通過將使用過的洗滌溶液與樹脂9或樹脂的組合接觸來對其進行處理。樹脂的組合可以作為兩種或更多種樹脂的混合物應用，和/或其可以是先後應用的兩種或更多種樹脂。樹脂可以是具有極性、弱極性或非極性官能團的樹脂。樹脂可以是強酸性陽離子交換劑、弱酸性陽離子交換劑、強鹼性陰離子交換劑或弱鹼性陰離子交換劑。優選的官能團包括_S03、-C00H、-N+(CH3)3、-N(CH3)2和_NH2。樹脂可以是炭樹脂(charcoalresin)。合適的樹脂可以選自下組樹脂D380、H103、AB-8、D101、NKA、NKA9、D301T、D296R和D401，它們可以從日本NanKaiChemicalIndustry獲得。尤其優選的樹脂是D380和H103。在一個優選的實施方案中，通過將使用過的洗滌溶液與活性炭接觸來對其進行處理。在一個優選的實施方案中，使所述使用過的洗滌溶液通過包含樹脂和/或活性炭的柱子。水解在發酵之前和/或在發酵的同時，可以對所述經預處理和洗滌的含木素纖維素材料進行水解以將纖維素和半纖維素分解成糖和/或寡糖。水解過程中的幹固體含量可以在5-50wt-X，優選10-40wt-X，優選20-30wt-X的範圍內。在一個優選的實施方案中，水解可以作為補料分批過程進行，在該過程中將經預處理的含木素纖維素材料(底物)逐漸加料至例如含酶水解溶液中。可以將經預處理的含木素纖維素材料在一個或多個不同的批次中，作為一個或多個不同的連續流，或作為一個或多個不同批次和一個或多個不同連續流的組合供應給含酶水解溶液。在一個優選的實施方案中，水解用酶進行。根據本發明，可以通過一種或多種水解酶(根據酶命名法的EC3類)，優選一種或多種選自下組的糖酶來水解經預處理的含木素纖維素材料纖維素酶，半纖維素酶，澱粉酶，如a-澱粉酶，糖生成酶，如葡糖澱粉酶，酯酶，如脂肪酶，或蛋白酶。a-澱粉酶、葡糖澱粉酶和/或類似的酶可以存在於水解和/或發酵過程中，因為含木素纖維素材料可能包括一些澱粉。用於水解的酶能夠將糖類聚合物直接或間接轉化為可發酵的糖，所述可發酵的糖能夠被發酵成期望的發酵產物，如乙醇。在一個優選的實施方案中，所述糖酶具有纖維素酶酶活性。合適的糖酶在下文的"酶"部分中描述。可以通過半纖維素酶和/或酸水解將半纖維素聚合物分解以釋放其五碳糖和六碳糖組分。六碳糖(己糖)，如葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖和甘露糖能夠通過合適的發酵生物(包括酵母)容易地發酵成例如乙醇、丙酮、丁醇、甘油、檸檬酸、延胡索酸等。優選用於乙醇發酵的是釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)種的酵母，優選對高水平乙醇有抗性的菌株，所述高水平乙醇即高達例如約10、12或15vol.%的乙醇或更多的，如20vol.%的乙醇。在一個優選的實施方案中，使用半纖維素酶，優選木聚糖酶、酯酶、纖維二糖酶或它們的組合來水解經預處理的含木素纖維素材料。水解也可以在存在半纖維素酶和/或纖維素酶的組合，和任選地一種或多種下文"酶"部分中提及的其它酶活性的條件下進行。酶處理可以在合適的含水環境中在本領域技術人員能夠容易確定的條件下進行。在一個優選的實施方案中，水解在對於所討論的酶合適的，優選最佳的條件下進行。合適的過程時間、溫度和pH條件能夠由本發明所屬領域技術人員容易地確定。優選地，水解在25°C_70°C，優選40°C_60°C，特別是大約50°C的溫度進行。所述過程優選在pH3-8，優選pH4-6，特別是大約pH5進行。優選地，水解進行12-144小時，優選16-120小時，更優選24_96小時，如32_48小時。根據本發明，步驟(c)中的水解和步驟(d)中的發酵可以同時進行(SHHF方法)或順序進行(SHF方法)。發酵根據本發明，將經預處理(和水解)的含木素纖維素材料通過至少一種發酵生物發酵，所述發酵生物能夠將可發酵的糖(如葡萄糖、木糖、甘露糖和半乳糖)直接或間接發酵成期望的發酵產物。優選將發酵進行8-96小時，優選12-72小時，更優選24-48小時。在一個實施方案中，發酵在20-4(TC，優選26-34t:，特別是大約32。C的溫度進行。在一個實施方案中，pH為pH3-6，優選大約pH4-5。根據本發明期望的是同時水解和發酵(SHF)。在一個實施方案中，水解不存在單獨的保持階段(holdingstage)，意思是水解酶和發酵生物是一起加入的。當發酵(例如，使用酵母屬(Saccharomyces)酵母的乙醇發酵)與水解同時進行時，溫度優選為26°C_35°C，更優選3(TC_34°〇，如大約321:。根據本發明可以應用包含溫度不同的至少兩個保持階段的溫度程序。在洗滌經預處理的含木素纖維素材料的過程中，溶解的糖可能在再循環的洗滌水溶液中積累。可以將這些糖分離出並用合適的發酵生物發酵。由於溶解的糖將包含來自半纖維素降解的C5糖，如木糖，優選的發酵生物能夠將C5糖轉化成期望的發酵產物。本發明的方法可以作為分批方法、補料分批方法或作為連續方法進行。優選地，將發酵步驟作為連續發酵進行。Mi^在發酵之後，可以將發酵產物從發酵液分離。可以蒸餾發酵液以提取發酵產物，或者可以通過微濾或膜過濾技術從發酵液提取發酵產物。或者可以通過汽提回收發酵產物。回收方法是本領域熟知的。發酵產物本發明的方法可以用於產生任何發酵產物。特別期望的發酵產物包括醇(例如，乙醇、甲醇、丁醇)；有機酸(例如，檸檬酸、乙酸、衣康酸、乳酸、葡糖酸)；酮(例如，丙酮)；胺基酸(例如，穀氨酸)；氣體(例如H2和C02);抗生素(例如，青黴素和四環素)；酶；維生素(例如，核黃素、B12、|3-胡蘿蔔素)；和激素。同樣期望的產物包括可消費醇工業產物，例如，啤酒和葡萄酒；乳製品工業產物，例如，發酵乳製品；皮革工業產物和菸草工業產物。在一個優選的實施方案中，發酵產物是醇，特別是乙醇。根據本發明獲得的發酵產物(如乙醇)優選可為燃料醇/乙醇。然而，在乙醇的情況下，它也可用作飲用乙醇。發酵生物術語"發酵生物"是指任何適合用於產生期望的發酵產物的生物，包括細菌和真菌生物。根據本發明特別合適的發酵生物能夠將糖(如葡萄糖)直接或間接發酵(即，轉化)成期望的發酵產物。同樣合適的是能夠將C5糖(如木糖)轉化成期望的發酵產物的發酵生物。發酵生物的實例包括真菌生物，特別是酵母。優選的酵母包括酵母屬菌種的菌株，特別是釀酒酵母或葡萄汁酵母(Saccharomycesuvarum)的菌株；畢赤酵母屬(Pichia)，優選樹幹畢赤酵母(Pichiastipitis)的菌株，如樹幹畢赤酵母CBS5773;假絲酵母屬(Candida)的菌株，特別是產朊假絲酵母(Candidautilis)、迪丹斯假絲酵母(Candidadiddensii)或博伊丁假絲酵母(Candidaboidinii)的菌株。其它期望的酵母包括發酵單孢菌屬(Zymomonas)的菌株；漢遜酵母屬(Hanse皿la)，特別是異常漢遜酵母(H.anomala)的菌株；克魯維酵母屬(Klyveromyces)，特別是脆壁克魯維酵母(K.fragilis)的菌株；和裂殖酵母屬(Schizosaccharomyces)，特別是粟酒裂殖酵母(S.pombe)的菌株。商業上可以獲得的酵母包括，例如，ETHAN0LRED酵母(可從Fermentis/Lesaffre，USA獲得)，FALI(可從Fleischmann'sYeast，USA獲得)，SUPERSTART和THERM0SACC鮮酵母(可從EthanolTechnology,WI，USA獲得)，BI0FERMAFT和XR(可從應C-NorthAmericanBioproductsCorporation，GA，USA獲得)，GERTSTRAND(可從GertStrandAB，Sweden獲得)，和FERMI0L(可從DSMSpecialties獲得)。安琪酵母(可從中國(赤峰)安琪酵母有限公司)。酶儘管在關於本發明方法的上下文中沒有具體提到，但是應理解酶(以及其它化合物)是以"有效量"使用的。纖維素酶術語"纖維素酶"如用於本文應理解為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P-葡糖苷酶(EC3.2.1.21)。為了效率，對纖維素和半纖維素的消化需要幾種類型的酶共同作用。至少三類酶是將纖維素轉化為可發酵的糖所必需的內切葡聚糖酶(EC3.2.1.4)，其隨機切割纖維素鏈；纖維二糖水解酶(EC3.2.1.91)，其從纖維素鏈末端切割纖維二糖單元；和P-葡糖苷酶(EC3.2.1.21)，其將纖維二糖和可溶性纖維糊精轉化成葡萄糖。在纖維素生物降解中涉及的這三類酶中，纖維二糖水解酶是降解天然結晶纖維素的關鍵酶。術語"纖維二糖水解酶I"在本文定義為纖維素1，4-|3-纖維二糖酶(也稱做外切葡聚糖酶、外切纖維二糖水解酶或1，4-|3-纖維二糖水解酶)活性，如酶類別EC3.2.1.91中所定義，其通過從鏈的非還原端釋放纖維二糖來催化纖維素和纖維四糖中1，4-P-D-葡糖苷鍵的水解。術語"纖維二糖水解酶II活性"的定義是相同的，只是纖維二糖水解酶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、混合型P-l，3葡聚糖如穀類P-D-葡聚糖或木葡聚糖中的e-l，4連接和其它含纖維素成分的植物材料中的l，4-!3-D-糖苷鍵的內水解。公認名稱是內切-1，4-P-D-葡聚糖4-葡聚糖水解酶(endo-l，4_P-D-glucan4-glucanohydrolase)，但是在本說明書中使用縮寫的術語內切葡聚糖酶。纖維素酶可以包含糖結合模塊(CBM)，其增強酶與含纖維素纖維的結合併增加酶的催化活性部分的效力。將CBM定義為謹慎摺疊的糖活性酶內具有糖結合活性的連續氨12基酸序列。更多關於CBM信息參見CAZy網際網路伺服器(見上文)或Tomme等，(1995)於EnzymaticDegradationofInsolublePolysaccharides(Saddler,J.N.&Penner，M.編)中，Cellulose-bindingdomains-classificationandproperties.142-163頁，AmericanChemicalSociety,Washington。在一個優選的實施方案中，纖維素酶活性可以源自真菌來源，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；或金孢子屬(Chrysosporium)菌株，優選Chrysosporiumlucknowense菌株。在一個優選的實施方案中，纖維素酶可以是一種如共同待審的美國申請60/941，251號中所限定的製備物，將該申請通過提述併入本文。在一個優選的實施方案中，包含具有增強纖維素分解的活性的多肽(GH61A)的纖維素酶製備物，優選W02005074656中公開的製備物。纖維素酶製備物還可以包含P-葡糖苷酶，如US60/832,511中公開的融合蛋白。在一個實施方案中，纖維素酶製備物還包含CBH11，優選土生梭孢黴纖維二糖水解酶IICEL6A。在一個實施方案中，纖維素酶製備物還包含一種纖維素酶製備物，優選源自裡氏木黴的纖維素酶製備物。在一個優選的實施方案中，纖維素酶製備物是共同待審的美國申請60/941，251號中公開的實施例1中的纖維素酶製備物A。在一個實施方案中，纖維素酶是商業上可以獲得的產品CELLUCLAST⑧1.5L或CELLUZYMETM(NovozymesA/S，Denmark)。可以加入纖維素酶用於水解經預處理的含木素纖維素材料。纖維素酶可以以0.l-100FPU每克幹固體(DS)，優選0.5-50FPU每克DS，特別是l-20FPU每克DS範圍內的劑量加入。半纖維素酶半纖維素可以通過半纖維素酶和/或酸水解分解以釋放其五碳糖和六碳糖成分。在本發明的一個實施方案中，可以用一種或多種半纖維素酶處理木素纖維素衍生材料。可以使用任何適合用於水解半纖維素的半纖維素酶。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、和它們中兩種或更多種的混合物。優選地，用於本發明的半纖維素酶是外切作用的半纖維素酶，並且更優選地，所述半纖維素酶是能夠在pH7以下，優選pH3-7的酸性條件下水解半纖維素的、外切作用的半纖維素酶。適合用於本發明的半纖維素酶的實例包括VISCOZYMETM(可從NovozymesA/S，Denmark獲得)。阿拉伯呋喃糖苷酶(EC3.2.1.55)催化a_L_阿拉伯糖苷中末端非還原性a-L-阿拉伯呋喃糖苷殘基的水解。半乳聚糖酶(EC3.2.1.89)，阿拉伯半乳聚糖內切-1，4-|3-半乳糖苷酶，催化阿拉伯半乳聚糖中1，4-D-半乳糖苷鍵的內水解。果膠酶(EC3.2.1.15)催化果膠酸(或其鹽或酯)和其他聚半乳糖醛酸中1，4-a-D-半乳糖苷醛酸鍵(l，4-a-D-galactosiduroniclinkage)的水解。木葡聚糖酶(xyloglucanase)催化木葡聚糖(xyloglucan)的水解。半纖維素酶可以以有效水解半纖維素的量加入，例如，以幹固體(DS)的約0.001-0.5wt._%，更優選DS的約0.05-0.5wt._%的量加入。a_澱粉酶根據本發明可以使用a-澱粉酶。在一個優選的實施方案中，所述a-澱粉酶是酸性a-澱粉酶，例如，真菌酸性a-澱粉酶或細菌酸性a-澱粉酶。術語"酸性a-澱粉酶"是指以有效量加入的a-澱粉酶(E.C.3.2.1.1)在3-7，優選3.5-6，或更優選4-5範圍內的pH具有最佳活性。a-體gS根據本發明，細菌a-澱粉酶優選源自芽孢桿菌屬(genusBacillus)。在一個優選的實施方案中所述芽孢桿菌a-澱粉酶源自地衣芽孢桿菌(B.licheniformis)、解澱粉芽孢桿菌(B.amyloliquefaciens)、枯草芽孢桿菌(B.subtilis)或嗜熱脂肪芽孢桿菌(B.stearothermophilus)的菌株，但是也可以源自其它芽孢桿菌屬的菌種(Bacillussp.)。期望的a-澱粉酶的具體實例包括W09919467中SEQIDN0:4中所示的地衣芽孢桿菌a-澱粉酶，W09919467中SEQIDNO:5中所示的解澱粉芽孢桿菌a_澱粉酶和￥09919467中SEQIDNO:3中所示的嗜熱脂肪芽孢桿菌a_澱粉酶(將全部這些序列通過提述併入本文)。在本發明的一個實施方案中所述a-澱粉酶可以是分別與W09919467中的SEQIDNOS:1、2或3中所示序列中的任一具有至少60%，優選至少70%，更優選至少80%，甚至更優選至少90%，如至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少99%的同一性程度的酶。芽孢桿菌屬a-澱粉酶也可以是變體和/或雜合體(hybrid),特別是在W09623873、W09623874、W09741213、W09919467、W00060059和W00210355的任一篇中所描述的(將全部這些文獻通過提述併入本文)。特別期望的a-澱粉酶變體公開在美國專利第6，093，562、6，297，038或6，187，576號中(通過提述併入本文)並包括在位置R179至G182中缺失一個或兩個胺基酸的嗜熱脂肪芽孢桿菌a-澱粉酶(BSGa-澱粉酶)變體，優選在W01996023873中公開的雙缺失_參見例如，第20頁，第1_10行(通過提述併入本文)，優選對應於與W09919467中公開的SEQIDNO:3中所示野生型BSGa-澱粉酶胺基酸序列相比的S(181-182)，或對應於使用W09919467中的SEQIDNO:3進行編號時缺失胺基酸R179和G180(將所述參考文獻通過提述併入本文)。甚至更優選的是芽孢桿菌屬a-澱粉酶，特別是嗜熱脂肪芽孢桿菌a-澱粉酶，其與W09919467中公開的SEQIDNO:3中所示野生型BSGa-澱粉酶胺基酸序列相比，具有對應於S(181-182)的雙缺失並且還包含N193F取代(也表示為I181*+G182*+N193F)。細菌雜合a-澱粉酶特別期望的雜合a-澱粉酶包含地衣芽孢桿菌a-澱粉酶(示於W09919467的SEQIDNO:4中)的445個C_末端胺基酸殘基和源自解澱粉芽孢桿菌(示於W09919467的SEQIDNO:5中)的a-澱粉酶的37個N_末端胺基酸殘基，具有一個或多個(尤其是全部)以下取代SEQIDN0:4中的地衣芽孢桿菌編號方式)。同樣優選的是具有以下突變(或在其它芽孢桿菌屬a-澱粉酶骨架中的相應突變)中的一個或多個的變體H154Y、A181T、N190F、A209V和Q264S和/或在第176至179位的兩個殘基的缺失，優選E178和G179的缺失(使用W09919467的SEQIDNO:5的編號方式)。誠a-體gS真菌a-澱粉酶包括源自麴黴屬(genusAspergillus)菌株的a_澱粉醇，如，米曲毒(Aspergillusoryzae)、黑曲毒(Aspergillusniger)禾口川地曲毒(Aspergilliskawachii)a_澱粉酶。優選的酸性真菌a-澱粉酶是源自米麴黴菌株的F皿gamyl樣a-澱粉酶。根據本發明，術語"Fungamyl樣a-澱粉酶"是指與W09623874中SEQIDNO:10中所示胺基酸序列的成熟部分顯示高同一性，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a-澱粉酶。另一優選的酸性a-澱粉酶源自黑麴黴菌株。在一個優選的實施方案中，所述酸性真菌a_澱粉酶是在Swiss-prot/TeEMBL資料庫中以原始登錄號P56271作為"AMYA_ASPNG"公開的來自黑麴黴並且記載在W08901969(實施例3)中的一種酸性真菌a-澱粉酶。商業上可以獲得的源自黑麴黴的酸性真菌a-澱粉酶是SP288(可從NovozymesA/S，Denmark獲得)。其它期望的野生型a-澱粉酶包括源自根毛黴屬(Rhizomucor)和多孔菌屬(Meripilus)的菌株的那些，優選源自微小根毛黴(Rhizomucorpusillus)(將W02004055178通過提述併入)或巨多孔菌(Meripilusgiganteus)。在一個優選的實施方案中，a-澱粉酶源自川地麴黴並且由Kaneko等J.Ferment.Bioeng.81:292-298(1996)"Molecular-cloninganddeterminationofthe皿cleotide—sequenceofageneencodinganacid—stablea—amylasefromAspergilliskawachii.〃公開，並且還作為EMBL:#AB008370公開。真菌a-澱粉酶也可為包含澱粉結合域(SBD)和a-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，野生型a-澱粉酶源自川地麴黴的菌株。真菌雜合a-澱粉酶在一個優選的實施方案中，真菌酸性a-澱粉酶是雜合a-澱粉酶。真菌雜合a-澱粉酶的優選實例包括在W02005003311或美國專利公開第2005/0054071號(Novozymes)或美國專利申請第60/638，614號(Novozymes)中公開的那些，將所述專利或申請通過提述併入本文。雜合a-澱粉酶可以包含a-澱粉酶催化域(CD)和糖結合域/模塊(CBM)，例如澱粉結合域，和任選的接頭。期望的雜合a-澱粉酶的具體實例包括在美國專利申請第60/638，614號中實施例的表1至5中公開的那些，包括具有催化域JA118和羅耳阿太菌(Atheliarolfsii)SBD的Fungamyl變體(US60/638，614中的SEQIDNO:100)，具有羅耳阿太菌AMG接頭禾口SBD的微小根毛黴a-澱粉酶(US60/638，614中的SEQIDNO:101)，具有黑麴黴葡糖澱粉酶接頭和SBD的微小根毛黴a-澱粉酶(其作為胺基酸序列SEQIDNO:20、SEQIDNO:72和SEQIDNO:96的組合公開在美國專利申請第11/316，535號的表5中，並且也作為SEQIDNO:13公開於本文)或如W02006069290的表5中的V039，和具有羅耳阿太菌葡糖澱粉酶接頭和SBD的巨多孔菌a-澱粉酶(US60/638，614中的SEQIDNO:102)。其它特別期望的雜合a-澱粉酶是美國申請第11/316,535號和W02006069290(通過提述併入本文)中實施例4的表3、4、5和6中所列的那些中的任一。15期望的雜合a-澱粉酶的其它具體實例包括在美國專利公開第2005/0054071號中公開的那些，包括在第15頁表3中公開的那些，如具有川地麴黴接頭和澱粉結合域的黑麴黴a-澱粉酶。期望的還有與上文提及的a-澱粉酶中的任一顯示高同一性的a-澱粉酶，即，與成熟酶序列顯示至少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。酸性a-澱粉酶可以根據本發明以0.l-10AFAU/gDS，優選0.10-5AFAU/gDS，尤其是0.3-2AFAU/gDS的量加入。齢a-體,口口口優選的包含a-澱粉酶的商業組合物包括來自DSM的MYCOLASE，BAN、TE薩MY1"SC、FUNGAMY1"、LIQUOZ預E"X和SANTMSUPER、SANEXTRAL(NovozymesA/S)，以及CLARASEL-40，000、DEX_LO、SPEZYMEFRED、SPEZYMEAA禾PSPEZYMEDELTAAA(GenencorInt.)，還有以商品名SP288出售的酸性真菌a-澱粉酶(可從NovozymesA/S，Denmark獲得)。糖源產牛酶術語"糖源產生酶(carbohydrate-sourcegeneratingenzyme)，，包括葡糖澱粉酶(為葡萄糖生成者)，13_澱粉酶和產麥芽糖澱粉酶(為麥芽糖生成者)。糖源產生酶能夠產生能被所述的發酵生物用作能源的糖，例如，當使用在本發明的方法中用於產生發酵產物(如乙醇)時。可以將生成的糖直接或間接轉化為期望的發酵產物，優選乙醇。根據本發明，可以使用糖源產生酶的混合物。特別期望的混合物是至少有葡糖澱粉酶和a-澱粉酶(尤其是酸性澱粉酶，甚至更優選酸性真菌a-澱粉酶)的混合物。在本發明的一個實施方案中，酸性真菌a-澱粉酶活性(AFAU)與葡糖澱粉酶活性(AGU)的比例(AFAU比AGU)可以為至少O.l，特別是至少O.16，如在0.12-0.50或更多的範圍內。葡糖澱粉酶本發明使用的葡糖澱粉酶可以源自任何合適的來源，例如，源自微生物或植物。優選的葡糖澱粉酶是真菌或細菌來源的，其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)，EMB0J.3(5)，p.1097-1102)，或其變體，如在W09200381、W00004136和W00104273中公開的那些(來自Novozymes，Denmark);泡盛麴黴(A.awamori)葡糖澱粉酶(在W08402921中公開)，米麴黴葡糖澱粉酶(Agric.Biol.Chem.(1991)，55(4)，p.941-949)，或其變體或片段。其它麴黴屬葡糖澱粉酶變體包括熱穩定性增強的變體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);和在A435和S436位置引入Pro殘基(Li等(1997)，ProteinEng.10，1199-1204)。其它葡糖澱粉酶包括羅耳阿太菌(之前稱為羅耳伏革菌(Corticiumrolfsii))葡糖澱粉酶(參見美國專利第4，727，026號和(Nagasaka，Y.等(1998)"Purificationandpropertiesoftheraw_starch_degradingglucoamylasesfromCorticiumrolfsii，ApplMicrobiolBiotechnol50:323-330)，踝節菌屬(Talaromyces)葡糖澱粉酶，特別是源自埃默森踝節菌(Talaromycesemersonii)(W09928448)、Talaromycesleycetta皿s(美國專利第Re.32，153號)、杜邦踝節菌(Talaromycesduponti)、嗜熱踝節菌(Talaromycesthermophilus)(美國專利第4，587，215號)的那些。期望的細菌葡糖澱粉酶包括來自梭菌屬(genusClostridium)，特別是熱解澱粉梭菌(C.thermoamylolyti固)(EP135，138)、熱硫化氫梭菌(C.thermohydrosulfuricum(W086/01831))的葡糖澱粉酶，和來自公開在W02006069289(其通過提述併入本文)中的瓣環栓菌(Trametescingulata)的葡糖澱粉酶。根據本發明期望的還有雜合葡糖澱粉酶。實例是W02005045018中公開的雜合葡糖澱粉酶。具體實例包括實施例1的表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)。期望的還有與上文提及的葡糖澱粉酶顯示高同一性的葡糖澱粉酶，S卩，與成熟酶序列展現至少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。商業上可以獲得的包含葡糖澱粉酶的組合物包括AMG200L;AMG300L;SANSUPER、SANEXTRAL、SPIRIZ預4E"PLUS、SPIRIZYMEFUEL、SPIRIZYMEB4U和AMG"E(來自NovozymesA/S);0PTIDEX300(來自GenencorInt.);AMIGASE禾PAMIGASEPLUS(來自DSM);G-ZYMEG900、G-ZYME和G990ZR(來自GenencorInt.)。在一個實施方案中，葡糖澱粉酶可以以0.02-20AGU/gDS，優選O.1-lOAGU/gDS，尤其是l-5AGU/gDS，如0.5AGU/gDS的量加入。f轉衝定纖澱粉酶也可以是產麥芽糖a-澱粉酶。"產麥芽糖a-澱粉酶"(葡聚糖l，4-a-麥芽水解酶，E.C.3.2.1.133)能夠將直鏈澱粉(amylose)和支鏈澱粉(amylopectin)水解成a-構型的麥芽糖。來自嗜熱脂肪芽孢桿菌菌株NCIB11837的產麥芽糖澱粉酶商業上可從NovozymesA/S獲得。產麥芽糖a-澱粉酶記載在美國專利第4，598，048、4，604，355和6，162，628中，將它們通過提述併入本文。在一個優選的實施方案中，產麥芽糖澱粉酶以0.05-5mg總蛋白/gDS或0.05-5MANU/gDS的量加入。蛋白酶根據本發明蛋白酶可以是任何蛋白酶。在一個優選的實施方案中，蛋白酶是微生物來源，優選真菌或細菌來源的酸性蛋白酶。合適的蛋白酶包括微生物蛋白酶，如真菌和細菌蛋白酶。優選的蛋白酶是酸性蛋白酶，即，其特徵為能夠在低於pH7的酸性條件下水解蛋白質的蛋白酶。期望的酸性真菌蛋白酶包括源自麴黴屬、毛黴屬(Mucor)、根黴屬(Rhizopus)、假絲酵母屬、革蓋菌屬(Coriolus)、內座殼屬(Endothia)、蟲黴屬(Enthomophtra)、耙菌屬(Irpex)、青黴屬(Penicillium)、小核菌屬(Sclerotium)和球擬酵母屬(Torulopsis)的真菌蛋白酶。特別期望的是源自黑麴黴(參見，例如，Koaze等，(1964)，Agr.Biol.Chem.J即an，28，216)、齋藤麴黴(Aspergillussaitoi)(參見，例如，Yoshida，(1954)J.Agr.Chem.Soc.J即an，28，66)、泡盛麴黴(Hayashida等，(1977)Agric.Biol.Chem.，42(5)，927-933)、棘孢麴黴(Aspergillusaculeatus)(W095/02044)或米麴黴的蛋白酶，如P印A蛋白酶；和來自微小毛黴Mucorpusillus)和米黑毛黴(Mucormiehei)的酸性蛋白17酶。期望的還有中性或鹼性蛋白酶，如源自麴黴屬菌株的蛋白酶。對於本發明可以考慮的一種具體蛋白酶源自解澱粉芽孢桿菌且具有可在Swissprot按登錄號P06832獲得的序列。還可以考慮與可在Swissprot按登錄號P06832獲得的胺基酸序列具有至少90%同一性，如至少92%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、或特別是至少99%同一性的蛋白酶。期望的還有與如W02003048353中SEQ.ID.NO:1所公開的胺基酸序列具有至少90%同一性，如至少92%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、或特別是至少99%同一性的蛋白酶。還可以考慮木瓜蛋白酶樣蛋白酶如E.C.3.4.22.*之內的蛋白酶(半胱氨酸蛋白酶)，如EC3.4.22.2(木瓜蛋白酶)、EC3.4.22.6(木瓜凝乳蛋白酶(chymop即ain))、EC3.4.22.7(蘿摩蛋白酶(ascl印ain))、EC3.4.22.14(獼猴桃蛋白酶(actinidain))、EC3.4.22.15(組織蛋白酶L)、EC3.4.22.25(甘氨醯內肽酶)和EC3.4.22.30(番木瓜蛋白酶(caricain))。蛋白酶可以以0.l-1000AU/kgdm，優選1-100AU/kgDS並最優選5-25AU/kgDS的量加入。材料和方法1纖維素酶製備物A:W02005074656中公開的包含具有增強纖維素分解的活性的多肽(GH61A)的纖維素分解組合物；米麴黴P-葡糖苷酶(在公開於US60/832,511中的融合蛋白中)，和源自裡氏木黴的纖維素分解酶製備物。纖維素製備物A是在共同待審的美國專利第60/941，251號中公開的。同一性的測定用參數"同一性"來描述兩個胺基酸序列之間或兩個核苷酸序列之間的相關性。兩個胺基酸序列之間的同一性程度可以通過Clustal法(Higgins，1989，CABIOS5:151-153)使用LASERGENEMEGALIGN軟體(DNASTAR，Inc.，Madison，WI)來確定，其中使用同一性表和以下多重比對參數缺口罰分為IO，且缺口長度罰分為10。配對比對參數是K元組(Ktuple)=1，缺口罰分=3，窗口(windows)=5，和對角線(diagonals)=5。兩個核苷酸序列之間的同一性程度可以通過Wilbur-Lipman法(Wilbur和Lipman，1983，ProceedingsoftheNationalAcademyofScienceUSA80:726-730)使用LASERGENEMEGALIGN軟體(DNASTAR，Inc.，Madison，WI)來確定，其中使用同一性表和以下多重比對參數缺口罰分為IO，且缺口長度罰分為10。配對比對參數是K元組二3，缺口罰分=3，和窗口=20。實施例實施例1使用蒸汽爆炸將玉米秸稈在205t:預處理5.4分鐘。將DS為38%的經預處理的玉米秸稈(PCS)666g與2L洗滌水溶液(水與PCS的重量比率(weightration)為3:1)混合併在攪拌下於室溫溫育30分鐘。將來自PCS的使用過的洗滌溶液通過8層粗濾布18(cheesecloth)擠出並通過32層粗濾布過濾。獲得了約1800ml使用過的洗滌溶液。將所述使用過的洗滌溶液通過在燒杯中與500g樹脂D380(使用過的洗滌溶液與樹脂的平均比例為約3:1)在搖動下溫育60分鐘來進行處理。D380是一種大孔弱鹼性陰離子交換劑。在使用之前，以常規方式洗滌所述樹脂。將經處理的洗滌溶液再循環以洗滌新一批600g未經洗滌的PCS，然後進行分離、過濾和樹脂處理並再循環用於又一次洗滌。將此洗滌溶液再循環5次以洗滌5批未經洗滌的PCS。作為對照處理，將使用過的洗滌溶液進行5次不用樹脂處理的再循環。從每次洗滌回收了約90%的洗滌溶液。後續PCS部分的大小(size)相應地降低以保持恆定的水相對於PCS的重量比率。對經洗滌的PCS進行補料分批水解過程，以包含110g水和初始幹固體濃度為12%的底物的分批水解開始。加入青黴素控制細菌汙染。利用纖維素酶組合物A以138EGU/g纖維素的濃度進行酶水解。加入3份額外加載量的經洗滌的PCS至最終重量為350克且最終幹固體濃度為25%。所述補料分批水解過程在5(TC和pH4.8進行。除非具體指明，否則總水解時間為96小時。結果示於表l。對水解產物投料(pitchwith)安琪乾酵母(0.5%w/w)、0.25%尿素並在32。C發酵6天。結果示於表2。表1.對使用以樹脂處理和不以樹脂處理的再循環水洗滌的PCS進行的水解。由纖維素的葡萄糖得率(yield)(%)。*在水解120小時之後取樣。循環數162.14循環數5，用樹脂53.05循環數5，不用樹脂*44.99表2.對使用以樹脂處理和不以樹脂處理的洗滌水在再循環水中洗滌的PCS的水解產物進行的發酵。乙醇產生(g/L)。第l天第2天第3天第4天第5天第6天循環數116.9627.0437.9739.2939.9840.68循環數5，用樹脂楊15.5030.2834.3436.3737.76循環數5，不用樹脂0.490.670.770.870.911.00本文在此描述和要求保護的發明不限於本文公開的具體實施方案的範圍，因為這些實施方案意欲說明本發明的幾個方面。任何等同的實施方案意欲在本發明的範圍內。事實上，除本文說明和描述的那些實施方案之外，對本發明的多種修改對於本領域技術人員來說是從前述說明中顯而易見的。這些修改也意欲落入所附權利要求的範圍。在衝突的情況下，以包括定義在內的本公開為準。本文引用了多篇參考文獻，將它們的內容通過提述以其整體併入。實施例2使用蒸汽爆炸將玉米秸稈在20(TC處理5.4分鐘。將DS為32.12%的經預處理玉米秸稈(PCS)666g與2L洗滌水溶液(水與PCS的重量比率為3:1)混合併在攪拌下於室19溫溫育30分鐘。將來自PCS的使用過的洗滌溶液通過8層粗濾布擠出並通過32層粗濾布過濾。獲得了約1800ml使用過的洗滌溶液。將所述使用過的洗滌溶液通過在燒杯中與500g樹脂D380和H103(使用過的洗滌溶液與樹脂的平均比例約為3:1)在搖動下溫育60分鐘來進行處理。D380是一種大孔弱鹼性陰離子交換劑，而H103是大孔非極性樹脂。在使用之前，以常規方式洗滌所述樹脂。將經處理的洗滌溶液再循環以洗滌新一批600g未經洗滌的PCS，然後進行分離、過濾和樹脂處理並再循環用於又一次洗滌。將此洗滌溶液再循環5次以洗滌5批未經洗滌的PCS。作為對照處理，將使用過的洗滌溶液進行5次不用樹脂處理的再循環。從每次洗滌回收了約90%的洗滌溶液。後續PCS部分的大小相應地降低以保持恆定的水相對於PCS的重量比率。對經洗滌的PCS進行補料分批水解過程，以包含50g水和初始幹固體濃度為12.60%的底物的分批水解開始。加入青黴素控制細菌汙染。利用纖維素酶組合物A以45mgEP/g纖維素的濃度進行酶水解。加入3份額外加載量的經洗滌的PCS至最終重量為300克且最終幹固體濃度為30%。所述補料分批水解過程在5(TC和pH4.8進行。在72小時、96小時和120小時取樣用於糖分析。結果示於下表l。將水解產物離心並通過濾紙過濾。對經過濾的水解產物投料乾酵母(0.5%w/w)和0.25X尿素並在32t:發酵7天。結果示於下表2。表l.對以使用和不使用D380或H103樹脂處理的再循環水洗滌的PCS進行的水解。由纖維素的葡萄糖得率(理論值的％)。在水解72小時、96小時和120小時之後取樣。tableseeoriginaldocumentpage20表2對以使用和不使用D380或H103樹脂處理的洗滌水在再循環水中洗滌的PCS的水解產物進行的發酵。發酵7天之後的乙醇產生(g/L)tableseeoriginaldocumentpage20權利要求用於產生經預處理和洗滌的含木素纖維素材料的方法，該方法包括步驟a)對含木素纖維素材料進行預處理，b)在洗滌溶液中洗滌經預處理的含木素纖維素材料，c)分離掉使用過的洗滌溶液以獲得經預處理和洗滌的含木素纖維素材料，並連續地重複步驟(a)到(c)，其中對步驟(b)中的使用過的洗滌溶液進行處理以在再循環至步驟(b)之前去除酶抑制劑和/或發酵生物的抑制劑。2.用於將含木素纖維素材料轉化為包含單糖和寡糖的水解物的方法，該方法包括步驟a)對含木素纖維素材料進行預處理，b)在洗滌溶液中洗滌經預處理的含木素纖維素材料，c)分離掉使用過的洗滌溶液以獲得經預處理和洗滌的含木素纖維素材料，d)對經預處理和洗滌的含木素纖維素材料進行處理，所述處理導致纖維素和/或半纖維素的至少部分水解，以獲得包含單糖和/或寡糖的水解物，並且連續地重複步驟(a)到(d)，其中對步驟(b)中的使用過的洗滌溶液進行處理以在再循環至步驟(b)之前去除酶抑制劑和/或發酵生物的抑制劑。3.用於將含木素纖維素材料轉化為發酵產物的方法，該方法包括步驟a)對含木素纖維素材料進行預處理，b)在洗滌溶液中洗滌經預處理的含木素纖維素材料，c)分離掉使用過的洗滌溶液以獲得經預處理和洗滌的含木素纖維素材料，d)對經預處理和洗滌的含木素纖維素材料進行處理，所述處理導致纖維素和/或半纖維素的至少部分水解，以獲得包含可發酵糖的水解物，e)將步驟(d)中的水解物與發酵生物接觸以產生發酵產物，並且連續地重複步驟(a)到(e)，其中對步驟(b)中的使用過的洗滌溶液進行處理以在再循環至步驟(b)之前去除酶抑制劑和/或發酵生物的抑制劑。4.權利要求3的方法，進一步包括如下步驟，所述步驟包括從得自步驟(e)的發酵培養基回收發酵產物，例如通過蒸餾回收。5.前述權利要求中任一項的方法，其中所述含木素纖維素材料來源於選自包含如下各項的組的材料玉米秸稈，玉米纖維，硬木，如楊木和樺木，軟木，穀類莖稈，如麥稈，柳枝稷，稻殼，城市固體廢物，工業有機廢物，辦公用紙，或它們的混合物。6.前述權利要求中任一項的方法，其中對步驟(a)中的含木素纖維素材料進行化學和/或機械預處理。7.前述權利要求中任一項的方法，其中使用酸對步驟(a)中的含木素纖維素材料進行化學預處理。8.前述權利要求中任一項的方法，其中步驟(a)中的預處理是酸預處理，其使用有機酸，優選硫酸、乙酸、檸檬酸、酒石酸、琥珀酸和/或它們的混合物進行。9.前述權利要求中任一項的方法，其中用O.1-2.Owt.%的酸，優選硫酸，對步驟(a)中的含木素纖維素材料進行酸預處理。10.前述權利要求中任一項的方法，其中在高溫和/或高壓下對步驟(a)中的含木素纖維素材料進行機械預處理。11.前述權利要求中任一項的方法，其中對步驟(a)中的含木素纖維素材料進行水熱預處理。12.前述權利要求中任一項的方法，其中對步驟(a)中的含木素纖維素材料進行水熱預處理，所述預處理包括300-600psi，優選400-500psi，如大約450psi的高壓。13.前述權利要求中任一項的方法，其中對步驟(a)中的含木素纖維素材料施加約100-300。C，優選約140-235。C的高溫。14.前述權利要求中任一項的方法，其中通過蒸汽爆炸、稀酸蒸汽爆炸和/或溼氧化對步驟(a)中的含木素纖維素材料進行預處理。15.前述權利要求中任一項的方法，其中步驟(b)中的洗滌溶液是洗滌水溶液。16.前述權利要求中任一項的方法，其中步驟(b)的洗滌溶液包含水、有機溶劑、或水和有機溶劑的混合物。17.前述權利要求中任一項的方法，其中在再循環至步驟(b)之前通過將步驟(b)中的使用過的洗滌水溶液與樹脂柱接觸來處理所述洗滌水溶液。18.前述權利要求的方法，其中所述樹脂包含-NH2作為官能團。19.前述權利要求的方法，其中所述樹脂是D380樹脂和/或H103樹脂。20.前述權利要求中任一項的方法，其中所述酶抑制劑和/或發酵生物的抑制劑是萜類化合物、醛、多羥基芳族化合物、4-0H苯甲醇、4-0H苯甲醛、4-0H苯甲酸、三甲基苯甲醛、2-糠酸、香豆酸、阿魏酸、苯酚、愈創木酚、藜蘆醚、焦酚、焦桔酚單甲醚、香草醇、香草醛、異香草醛、香草酸、異香草酸、高香草酸、藜蘆醇、藜蘆醛、藜蘆酸、2-0-甲基沒食子酸、丁香醇、丁香醛、丁香酸、三甲基沒食子酸、高兒茶酚、乙基香草醛、甲氧甲酚、對甲基茴香醚、茴香醛、茴香酸、或它們的組合。21.前述權利要求中任一項的方法，其中將再循環的洗滌水溶液中積累的溶解糖分離出並以C5發酵生物發酵。22.前述權利要求中任一項的方法，其中步驟(d)中的水解包括酸水解。23.前述權利要求中任一項的方法，其中步驟(d)中的水解包括酶水解。24.前述權利要求中任一項的方法，其中水解和/或發酵是使用一種或多種選自下組的水解酶進行的纖維素酶、半纖維素酶、澱粉酶、蛋白酶、酯酶；如內切葡聚糖酶、P-葡糖苷酶、纖維二糖水解酶、纖維二糖酶、木聚糖酶、a-澱粉酶、a-葡糖苷酶、葡糖澱粉酶、蛋白酶和脂肪酶，或它們的混合物。25.前述權利要求中任一項的方法，其中所述a-澱粉酶是酸性澱粉酶和/或真菌a_澱粉酶，優選酸性真菌a-澱粉酶。26.方法，其中水解是在25°C_70°C，優選40°C_60°C，特別是大約50°C的溫度進行的。27.前述權利要求中任一項的方法，其中水解是在pH3-8，優選pH4-6，特別是大約pH5進行的。28.前述權利要求中任一項的方法，其中水解進行12-96小時。29.前述權利要求中任一項的方法，其中發酵是在25t:_401:，優選大約30至大約3『C，特別是大約32t:進行的。30.前述權利要求中任一項的方法，其中發酵過程中的pH為3-7，優選pH4-6，特別是pH4-5。31.前述權利要求中任一項的方法，其中發酵進行8-96小時。32.前述權利要求中任一項的方法，其中步驟e)中的發酵生物是酵母。33.前述權利要求中任一項的方法，其中所述發酵產物是醇，優選乙醇。34.前述權利要求中任一項的方法，其中步驟(c)中的水解和步驟(d)中的發酵是同時進行的(SHHF方法)或順序進行的(SHF方法)。35.前述權利要求中任一項的方法，其中發酵是在大約25t:至大約4(TC，優選大約30至大約3『C，特別是大約32t:進行的。36.前述權利要求中任一項的方法，其中發酵過程中的pH是3-7，優選pH4-6，特別是pH4-5。全文摘要本發明涉及脫毒經預處理的含木素纖維素材料的方法，包括在洗滌溶液中洗滌經預處理的含木素纖維素材料，並在再循環使用過的洗滌溶液之前處理所述使用過的洗滌溶液以去除酶抑制劑和/或發酵生物的抑制劑。文檔編號D21C5/00GK101796247SQ200880105359公開日2010年8月4日申請日期2008年9月3日優先權日2007年9月3日發明者任海彧,鄭潔,黃鴻志申請人:諾維信公司;中糧集團有限公司