得自梭菌属的发酵终产物的制备的制作方法

专利名称：得自梭菌属的发酵终产物的制备的制作方法
得自梭菌属的发酵终产物的制备相关申请的交叉引用本申请要求2009年3月9日提交的美国临时申请系列No. 61/158，581,2009年3 月9日提交美国临时申请系列No. 61/158，600、2009年4月20日提交的美国临时申请系列 No. 61/171, 077的优先权，其中的每一份申请均以引用方式全文并入本文。
背景技术：
石油类的运输燃料的成本的增加、逐渐减少的石油储量以及对石油燃料燃烧对环境冲击的关注驱使人们强烈需要可行的备选物来替代石油类燃料。特别是，近年来突出了对通过生物转化(与酶以及酵母/细菌系统)多种预处理生物质材料(例如木质纤维素材料、淀粉或农业肥料/副产物)来制备生物燃料的预期。具体的挑战为研发技术，其具有能够经济地将包含多糖的材料(例如木本或非木本植物材料)以及得自植物体加工的肥料和副产物转化为高热值运输燃料及其他能量形式、或者化学原料的可能性。这些包含多糖的材料的多个实例包括纤维素的、木质纤维素的以及半纤维素材料；包含胶质的材料；淀粉； 木材；玉米秸秆；柳枝稷；纸张；以及纸浆。用于将这些包含多肽的材料转化为生物燃料(例如乙醇)的一些方法首先需要将经过预处理的生物质底物(例如包含淀粉或纤维素的材料)通过(例如)酶水解来转化为单糖(糖化作用)；以及将这些单糖通过酵母菌的发酵作用随后转化(发酵作用)生物燃料(例如乙醇)。但是，当前的生物转化技术面临着高制备成本以及由食物供料转变为农产品的问题。在用于制备乙醇的一些发酵作用中，获得单糖(例如蔗糖)并使其直接发酵形成乙醇。例如，在Brazil中使用这种方法来将蔗糖(cane sugar)转化为燃料级乙醇。这些方法在地理学上局限于单糖来源廉价的地方，例如在甘蔗生长的区域。此外，这些方法具有不理想的方面，即，将珍贵的食物来源(例如糖)转变为工业用途而非食物用途。用于制备乙醇的一些发酵作用使用了首先需要水解、或者在转化为乙醇之前转化为低级复合物或者低分子量的糖的材料。此类方法通常被描述用于使用衍生自破碎的玉米的淀粉来制备玉米乙醇(例如通过加入的酶)，然后使用有机体(例如Saccharomyces或酵单胞菌属)最终转化为乙醇。使用其他材料(例如纤维素、半纤维素或木质纤维素材料) 通常还需要使用加入的酶水解，或者大量研究的主题为通过其他化学/热方式，但是历史上少有成功。由成本以及所述加工设备通常局限于容易购得的那些酶的事实来考虑，加入到所述方法中的使用的这些酶是不理想的。历史上，选择可购得的酶来用于诸如将淀粉转化为单糖(例如葡萄糖或果糖)、洗衣店应用以及谷物食物之类的方法。这些酶通常是高度特异性的，其是指单一的酶通常不能用于广泛变化的食物材料。反而，通常使用多种酶并且将它们组合到“酶混合物”中。使用此类混合物取得的活性越广泛，与这种越广泛的活性伴随而言的则是明显更高的价格，由此仅加入一部分酶可以用于任一特定批次中使用的特定的底物。作为所述混合物中的一部分的其他酶在一种底物上是不具有活性的，但是被包含在所述的混合物中以便为可以使用的其他供料底物提供用途。结果，在任一特定的批次中，所加入的至少一部分酶可能不会明显地有助于加工，因此被浪费掉。因此，需要由多种原料以高产率和制备率来制备乙醇或其他所需产物的发酵方法。得自包含纤维素、木质纤维素、胶质、多聚葡萄糖和/或多聚果糖的生物质的乙醇发酵可以为世界能量问题提供更需要的溶液。已经报导酵母菌、真菌以及细菌的菌种能够将单糖的纤维素生物质转化为乙醇。但是，许多这种微生物体仅产生较低浓度的乙醇。这种局限可能是由于所述的有机体通常缺乏对乙醇的耐受，或者所述有机体中存在的反馈抑制或阻抑机制，或者是某些其他的机制，以及这些机制的某种组合。这种乙醇的制备局限除了可以影响乙醇的效价以外，还可以影响乙醇的制备率。已经描述了多种野生型及基因改善的有机体通过发酵来制备醇。这些有机体有嗜热厌氧产乙醇杆菌(Thermoanaerobacter ethanoicus)、热纤梭菌(Clostridium thermocellum) > Clostridium bei jerinickii、丙酮丁酉享梭杆菌(Clostridium acetobutylicum)、酪丁酸梭菌(Clostridium tyrobutyricum)、热丁酸梭菌(Clostridium thermobutyricum) > I H^MilIf lif (Thermoanaerobacterium saccharoIyticum) > ^ft. S lif (Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus)、酉良酒 _ 母(Saccharomyces cerevisiae)、丙酮丁酉享梭杆菌(Clostridium acetobutylicum)、Moorella ssp.、 Carboxydocella ssp.、运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)、重组Ε. Coli、产酸克雷伯菌 (Klebsiella oxytoca)、Clostridium beijerickii以及其他微生物体。在使用这些或其他微生物体来用于工业规模的醇制备中的困难可以包括在相对低的醇浓度下的细胞毒性， 在相对低的醇浓度下细胞生长减少或生存能力降低，醇效价低或者醇制备率低。醇耐受是高度菌种及菌株依赖性的。例如，在某些发酵方法中，醇制备在大约10_20g/L醇下会减慢或完全停止。在大约20g/L醇(例如乙醇)的条件下，一些有机体死亡或被严重损害。发明概述在一个方面中，本文提供了用于制备发酵终产物的方法，该方法包括将包含梭菌的培养基在适用于制备所述发酵终产物的条件下培养第一段时间；在收获发酵终产物之前的时间内向包含梭菌的培养基中加入一种或多种营养物；将包含梭菌的培养基培养第二段时间；以及由所述的培养基中收获发酵终产物。在一个实施方案中，所述的梭菌菌株为 Clostridium phytofermentans0在另一个实施方案中，所述的发酵终产物为乙醇。在另一个实施方案中，所述的培养基包含纤维素和/或木质纤维素材料。在另一个实施方案中，所述的纤维素或木质纤维素材料并未经过在M小时内将多于15%的所述的纤维素或木质纤维素材料转化为单糖的足量的酶的酶处理。在一个方面中，本文提供了用于制备发酵终产物的方法，该方法包括以下步骤在培养基中培养Clostridium phytofermentans菌株；将所述培养基中糖化合物的总浓度保持在至少大约18g/L;以及由所述培养基中收获发酵中产物。在一个实施方案中，保持糖化合物的总浓度包括在培养过程中至少一次将一种或多种培养基成分(其中至少一种成分包含一种或多种糖化合物)加入到所述的培养基中，其中所述的培养基成分被加入到装有培养物的容器中。在另一个实施方案中，对于培养部分而言，将所述培养基中糖化合物的总浓度保持在大约lg/L至大约100g/L。在另一个实施方案中，在发酵终产物制备期间，所述培养基中糖化合物的总浓度变化低于大约25%。在另一个实施方案中，所述的发酵终产物为乙醇。在另一个实施方案中，在发酵过程期间，进一步包括至少一次将包含一种或多种含氮材料的培养基成分加入到所述的培养基中，并且其中将所述的培养基成分加入到包含所述培养物的容器中。在另一个实施方案中，一种或多种培养基成分包含一种或多种含氮材料。在另一个实施方案中，所述的培养基包含纤维素或木质纤维素材料。在另一个实施方案中，所述的纤维素或木质纤维素材料并未经过在M小时内将多于15%的所述的纤维素或木质纤维素材料转化为单糖的足量的酶的酶处理。在另一个方面中，本文提供了制备发酵终产物的方法，该方法包括以下步骤在培养基中培养梭菌属的菌株；以及在培养梭菌的过程中将一种或多种培养基成分加入到所述的培养基中，其中一种或多种培养基成分包含一种或多种糖化合物，并且根据被梭菌转化为其他化合物的糖的量来加入一种或多种糖化合物。在一个实施方案中，一种或多种培养基成分包含氮源。在另一个实施方案中，所述氮源包括脯氨酸、甘氨酸、组氨酸和/或异亮氨酸。在另一个实施方案中，培养基成分包含纤维素或木质纤维素材料。在另一个实施方案中，所述的纤维素或木质纤维素材料并未经过在M小时内将多于15%的所述的纤维素或木质纤维素材料转化为单糖的足量的酶的酶处理。在一个方面中，本文提供了制备发酵终产物的方法，该方法包括将梭菌菌株的第一接种物加入到培养基中；在适用于制备乙醇的条件下培养梭菌；在将所述的梭菌第一接种物加入到所述培养基中的5个小时之后，将梭菌菌种的其他可行的细胞加入到所述的培养基中；以及由所述培养基中收获发酵终产物。在一个实施方案中，所述方法进一步包括在加入梭菌的第一接种物之后将一种或多种培养基成分加入到所述的培养基中。在另一个实施方案中，加入培养基成分以及加入可行的细胞可依次发生或同时发生。在一个方面中，本文提供了制备乙醇的方法，该方法包括以下步骤由不纯的乙醇材料中除去杂质，从而制备经纯化的乙醇材料，其中所述的经纯化的乙醇材料为高于大约90% (wt.)的乙醇，并且不纯的乙醇材料衍生自通过在分批补料培养物中培养 Clostridium phytofermentans细胞而得到的发酵培养基，并且其中所述发酵培养基中的乙醇浓度高于大约7g/L。在一个方面中，本文提供了制备发酵终产物的方法，该方法包括以下步骤培养包含Clostridium phytofermentans菌株的培养基，其中所述的发酵终产物以至少大约3g/ L-天的瞬间制备率制备。在一个方面中，本文提供了制备发酵终产物的方法，该方法包括提供纤维素材料，其中所述的纤维素材料未经外来供给的化学品或酶的处理；将纤维素材料与微生物在培养基中结合，其中所述的培养基不包含外来供给的酶；以及将所述的纤维素材料在足以制备发酵终产物的条件和时间内进行发酵。在一个方面中，本文提供了制备发酵终产物的方法，该方法包括在pH调节剂存在下，使Clostridium phytofermentans细胞发酵，其中发酵终产物得以制备。在一个实施方案中，所述的发酵终产物为乙醇。在另一个实施方案中，在大约6. 0至大约7. 2的pH下使所述细胞发酵。在另一个实施方案中，所述的PH为大约6. 5。在一个方面中，本文提供了制备发酵终产物的方法，该方法包括在加入的脂肪酸材料存在的条件下，使Clostridium phytofermentans细胞发酵，其中发酵终产物得以制备。在一个实施方案中，包含所述的脂肪酸的材料包含一种或多种玉米油、葵花油、红花油、 加拿大油菜油、大豆油、或者油菜籽油。在另一个实施方案中，包含所述的脂肪酸的材料包含磷脂或溶血磷脂。在一个方面中，本文提供了发酵培养基，该培养基包含Clostridium phytofermentans细胞以及pH调节剂，其中发酵终产物得以制备。在一个方面中，本文提供了发酵培养基，该培养基包含Clostridium菌株的细胞以及包含加入的脂肪酸的化合物，其中发酵终产物得以制备。在一个方面中，本文提供了发酵培养基，该培养基包含Clostridium phytofermentans的菌株、氮源(包括脯氨酸、甘氨酸、组氨酸和/或异亮氨酸)以及纤维素或木质纤维素材料。在一个方面中，本文提供了制备醇的方法，该方法包括使Clostridium菌株的细胞发酵，并存在PH调节剂和脂肪酸材料，其中发酵终产物得以制备。在一个方面中，本文提供了燃料工厂，该工厂包含被设置成容纳培养基和 Clostridium phytofermentans菌株的发酵罐，其中所述的发酵罐被设置成保持在发酵过程中变化低于大约25%的水平的糖化合物的量。在一个方面中，本文提供了燃料工厂，该工厂包含被设置成容纳培养基和 Clostridium phytofermentans菌株的发酵罐，其中所述的发酵罐被设置成周期性补充所述的培养基以及额外的培养基成分、或者Clostridium phytofermentans的其他可行细胞。在一个方面中，本文提供了燃料工厂，该工厂包含被设置成容纳培养基和 Clostridium phytofermentans菌株的发酵罐，其中所述的培养基包含pH调节剂以及纤维素或木质纤维素材料。在一个实施方案中，所述的培养基进一步包含脂肪酸材料。在一个方面中，本文提供了燃料工厂，该工厂包含被设置成容纳培养基和 Clostridium phytofermentans菌株的发酵罐，其中所述的培养基包含氮源(包括脯氨酸、 甘氨酸、组氨酸和/或异亮氨酸)以及纤维素或木质纤维素材料。在一个方面中，本文提供了燃料工厂，该工厂包含被设置成容纳培养基和 Clostridium phytofermentans菌株的发酵罐，其中所述的培养基包含脂肪酸材料以及纤维素或木质纤维素材料。在一个方面中，本文提供了通过在培养基中使用Clostridium phytofermentans 菌株使纤维素或木质纤维素材料发酵来制备的发酵终产物，其中所述的培养基包含在发酵过程中变化低于大约25%的水平的量的糖化合物。在一个方面中，本文提供了通过在包含pH调节剂的培养基中使用Clostridium phytofermentans菌株使纤维素或木质纤维素材料发酵来制备的发酵终产物。在一个方面中，本文提供了通过在包含脂肪酸的培养基中使用Clostridium phytofermentans菌株使纤维素或木质纤维素材料发酵来制备的发酵终产物。在一个方面中，本文提供了通过在包含氮源的培养基中使用Clostridium phytofermentans菌株使纤维素或木质纤维素材料发酵来制备的发酵终产物，其中所述的氮源包含脯氨酸、甘氨酸、组氨酸和/或异亮氨酸。在本发明的另一个方面中，公开了用于制备乙醇的方法。所述方法包括(1) 使用Clostridium phytofermentans菌株接种于生长培养基中，从而形成培养液；(2)在适于Clostridium phytofermentans生长的条件下培养培养液，并使Clostridium phytofermentans制备乙醇；(3)在Clostridium phytofermentans存在的同时向所述的培养液中加入一种或多种营养物；以及(4)在适于Clostridium phytofermentans生长的条件下持续培养所述的培养液，并使Clostridium phytofermentans制备乙醇，其中所述的乙醇在培养液中的浓度为大约5g/L或更高。在上述方法的一个实施方案中，乙醇在培养液中的浓度为大约7g/L或更高。在另一个实施方案中，乙醇在培养液中的浓度为大约9g/L或更高。在另一个实施方案中，乙醇在培养液中的浓度为大约llg/L或更高。在另一个实施方案中，乙醇在培养液中的浓度为大约13g/L或更高。在另一个实施方案中，乙醇在培养液中的浓度为大约10-14g/L。在另一个实施方案中，所述的生长培养基包含纤维素和/或木质纤维素材料。在另一个实施方案中，所述的生长培养基包含纤维素和/或木质纤维素材料，其中所述的纤维素或木质纤维素材料并未经过在M小时内将多于15%的所述的纤维素或木质纤维素材料转化为单糖的足量的酶的酶处理。在另一个方面中，本发明的一个优选的实施方案公开了用于制备乙醇的方法。该方法包括(1)在培养液中培养Clostridium phytofermentans菌株；(2)将培养液中糖化合物的总浓度保持在高于大约18g/L ；以及(3)制备浓度为大约10g/L或更高的乙醇。在上述方法的一个实施方案中，在培养过程中的某些时间内，所述培养液包含高于大约7g/L的乙醇。在另一个实施方案中，保持糖化合物的总浓度包括在培养过程中至少一次向所述的培养液中加入一种或多种培养基补料，其中至少一种补料包含一种或多种糖化合物，其中将所述的培养基补料加入到装有培养物的容器中。在另一个实施方案中，对于培养部分而言，将所述培养液中糖化合物的总浓度保持在高于大约25g/L。在另一个实施方案中，对于培养部分而言，将所述培养液中糖化合物的总浓度保持在大约30g/L至大约100g/L。在另一个实施方案中，保持糖化合物的总浓度包括在培养过程中至少一次向所述的培养液中加入一种或多种培养基补料，其中至少一种补料包含一种或多种糖化合物，并且一种或多种培养基补料包含六磷酸肌醇，其中将所述的培养基补料加入到装有培养物的容器中。在另一个实施方案中，将所述培养液中的糖化合物的总浓度保持一段时间，其中所述的时间段为至少大约10个小时。在另一个实施方案中，将所述培养液中的糖化合物的总浓度保持一段时间，其中所述的时间段为至少大约10个小时，并且所述培养液中糖化合物的总浓度在所述的时间段内变化低于大约25%。在另一个实施方案中，所述方法进一步包括在发酵过程中至少一次将包含一种或多种含氮材料的培养基补料加入到培养液中，并且其中将所述的培养基补料加入到包含培养物的容器中。在另一个实施方案中，保持糖化合物的总浓度包括在培养过程中至少一次将一种或多种培养基补料加入到培养液中，其中至少一种培养基补料包含一种或多种糖化合物， 并且一种或多种培养基补料包含一种或多种含氮材料，其中将所述的培养基补料加入到包含培养物的容器中。在另一给实施方案中，所述的培养液包含纤维素或木质纤维素材料。在另一个实施方案中，所述的培养液包含纤维素或木质纤维素材料，并且所述的纤维素或木质纤维素材料并未经过在M小时内将多于15%的所述的纤维素或木质纤维素材料转化为单糖的足量的酶的酶处理。在另一个方面中，本发明的优选实施方案公开了用于制备乙醇的方法。该方法包括(1)在培养液中培养 Clostridium phytofermentans 菌株；(2)在 Clostridium phytofermentans的培养过程中将一种或多种培养基成分加入到所述的培养液中， 其中一种或多种培养基补料包含一种或多种糖化合物，并且根据被Clostridium phytofermentans转化为其他化合物的糖的量加入一种或多种糖化合物，并且加入多于大约10g/L的乙醇。在上述方法的一个实施方案中，一种或多种培养基成分包含氮源。在另一个实施方案中，一种或多种培养基成分包含氮源，并且该氮源包含脯氨酸、甘氨酸、组氨酸和/或异亮氨酸。在另一个实施方案中，一种或多种培养基成分包含氮源，其中所述的单元包含脯氨酸、甘氨酸、组氨酸和/或异亮氨酸，并且提供至少0. 9g/L的脯氨酸、甘氨酸、组氨酸或异亮氨酸。在另一个实施方案中，培养Clostridium phytofermentans包括生长期，并且在生长期将至少一部分培养基成分加入到培养液中。在另一个实施方案中，培养Clostridium phytofermentans包括稳定期，并且在稳定器将至少一部分培养基补料加入到培养液中。在另一个方面中，本发明的优选实施方案公开了用于制备乙醇的方法。该方法包括⑴在适于生存乙醇的条件下培养包含Clostridium phytofermentans的培养液；以及 (2)收集培养液中由Clostridium phytofermentans制备的乙醇，其中培养液中乙醇的浓度高于大约8g/L。在上述方法的一个实施方案中，在培养Clostridium phytofermentans 的过程中，在某些时间点时所述培养液中乙醇的浓度为大约8至大约14g/L。在另一个方面中，本发明的优选实施方案公开了用于制备乙醇的方法。该方法包括在适于制备乙醇的条件下培养包含Clostridium phytofermentans的培养液，其中所述的培养液包含浓度高于大约8g/L的乙醇。在另一个方面中，本发明的优选实施方案公开了用于制备乙醇的方法。该方法包括(1)将Clostridium phytofermentans的第一接种物加入到培养基中，从而形成培养液；⑵在适于制备乙醇的条件下培养包含Clostridium phytofermentans的培养液；(3) 在将Clostridium phytofermentans的第一接种物加入到培养基中之后5个小时以上再将 Clostridium phytofermentans的额外的可行细胞加入到所述的培养液中；以及(4)持续培养所述的培养液，其中制备出高于大约8g/L的乙醇。在上述方法的一个实施方案中，所述方法进一步包括在加入Clostridium phytofermentans的第一接种物之后，将一种或多种培养基成分加入到所述的培养液中。在另一个实施方案中，所述方法进一步包括在加入Clostridium phytofermentans的第一接种物之后，将一种或多种培养基成分加入到所述的培养液中，并且加入培养基成分以及加入可行的细胞可以依次发生或同时发生。
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在另一个方面中，本发明的优选实施方案公开了用于制备乙醇的方法。该方法包括(1)除去不纯乙醇材料中的杂质，从而制备经纯化的乙醇材料，其中所述的经纯化的乙醇材料高于大约90% (wt)乙醇，并且不纯的乙醇材料衍生自通过在分批补料培养物中培养Clostridium phytofermentans细胞而得到的发酵培养基，并且其中所述发酵培养液中的乙醇浓度高于大约7g/L。在上述方法的一个实施方案中，由不纯的乙醇材料中除去的杂质包括水。在另一个方面中，本发明的优选实施方案公开了用于制备乙醇的方法。该方法包括(1)使用Clostridium phytofermentans的微生物体接种培养基，从而形成培养液；(2) 在示于微生物体生长以及该微生物体制备乙醇的条件下培养所述的培养液；C3)在微生物体存在的同时通过向培养液中加入培养基来增大培养液的体积；以及(4)在适于微生物体生长以及该微生物体制备乙醇的条件下持续培养所述的培养液，其中微生物体的生长期被延长至大约6个小时以上。在另一个方面中，本发明的优选实施方案公开了用于制备乙醇的方法。该方法包括(1)在示于制备乙醇的条件下，培养包含Clostridium phytofermentans菌株以及氮源的培养液，其中所述氮源包括脯氨酸、甘氨酸、组氨酸和/或异亮氨酸，其中乙醇的浓度高于或等于大约8g/L。在上述方法的一个实施方案中，提供至少大约0. 09g/L的脯氨酸、甘氨酸、组氨酸或异亮氨酸。在另一个实施方案中，至少一部分氮源得自玉米浆或玉米粉。在另一个实施方案中，所述的培养液进一步包含至少大约0. 4g/L的六磷酸肌醇。在另一个实施方案中， 所述的培养液进一步包含纤维素或木质纤维素。在另一个实施方案中，所述的培养液进一步包含纤维素或木质纤维素，其中所述的纤维素或木质纤维素材料并未经过在M小时内将多于15%的所述的纤维素或木质纤维素材料转化为单糖的足量的酶的酶处理。在另一个实施方案中，所述的培养液进一步包含至少大约0. 4g/L六磷酸肌醇，并且提供浓度为至少大约0. 09g/L的脯氨酸、甘氨酸、组氨酸或异亮氨酸。在另一个方面中，本发明的优选实施方案公开了用于制备乙醇的方法。该方法包括(1)在适于制备浓度高于或等于大约8g/L的乙醇的条件下，培养包含Clostridium phytofermentans的菌株、氮源和六磷酸肌醇的培养液，其中所述的六磷酸肌醇的浓度为大约0. 4g/L或更高。在另一个方面中，本发明的优选实施方案公开了用于制备乙醇的方法。该方法包括(1)培养包含Clostridium phytofermentans菌株的培养液，其中以至少大约3g/L_天的瞬间制备率制备乙醇。在所述方法的一个实施方案中，以大约3g/L-天至大约15g/L-天的瞬间速率制备乙醇。在另一个实施方案中，以大约5g/L-天至大约12g/L-天的瞬间制备率制备乙醇。在另一个实施方案中，以大约7g/L-天至大约10g/L-天的瞬间制备率制备乙 在另一个实施方案中，所述的培养液包含六磷酸肌醇。在另一个实施方案中，所述的培养液包含脯氨酸、甘氨酸、组氨酸和/或异亮氨酸。在另一个实施方案中，所述的培养液包含纤维素或木质纤维素材料。在另一个实施方案中，所述的培养液包含纤维素或木质纤维素材料，其中所述的纤维素或木质纤维素材料并未经过在M小时内将多于15%的所述的纤维素或木质纤维素材料转化为单糖的足量的酶的酶处理。
在另一个方面中，本发明的优选实施方案公开了用于制备乙醇的方法。该方法包括(1)使用Clostridium phytofermentans的培养物接种于适于Clostridium phytofermentans生长的培养基,得到Clostridium phytofermentans的培养液,其中所述的Clostridium phytofermentans培养物之前用于制备乙醇。在上述方法的一个实施方案中，该方法进一步包括使Clostridium phytofermentans培养液在适于制备乙醇的条件下生长，制备乙醇，以及回收培养液中的包含乙醇的材料。在另一个实施方案中，所述方法进一步包括使Clostridium phytofermentans的培养液在高于大约6g/L的乙醇浓度下生长。在另一个实施方案中，所述方法进一步包括使 Clostridium phytofermentans的培养液在大约6g/L至大约180g/L的乙醇浓度下生长。 在另一个实施方案中，所述方法进一步包括使Clostridium phytofermentans的培养液在大约15g/L至大约160g/L的乙醇浓度下生长。在另一个实施方案中，所述方法进一步包括使Clostridium phytofermentans的培养液在大约20g/L至大约100g/L的乙醇浓度下生长。在另一个实施方案中，所述方法进一步包括使Clostridium phytofermentans的培养液在大约30g/L至大约80g/L的乙醇浓度下生长。在另一个实施方案中，所述方法进一步包括使Clostridium phytofermentans的培养液在大约8g/L至大约14g/L的乙醇浓度下生长。在另一个实施方案中，所述方法进一步包括使Clostridium phytofermentans培养液在适于制备乙醇的条件下生长，制备乙醇，以及回收培养液中的包含乙醇的材料。在另一个方面中，本发明的优选实施方案公开了用于制备乙醇的方法。该方法包括(1)使用一定体积的Clostridium phytofermentans培养物接种一定体积的适于 Clostridium phytofermentans 生长白勺;t音养基，从而得至Il Clostridium phytofermentans 培养液；培养物与培养基培养物的体积比为高于大约0. 1至大约1 ；以及⑵使 Clostridium phytofermentans培养液在适于制备乙醇的条件下生长，以及由Clostridium phytofermentans培养液中回收包含乙醇的材料。在上述方法的一个实施方案中，在使所述培养液生长的同时存在大约8至大约 150g/L浓度的乙醇。在另一个实施方案中，培养物与培养基培养物的体积比为高于大约 0. 2至大约1。在另一个实施方案中，在使所述培养液生长的同时存在高于大约8g/L浓度的乙醇。本文提供了用于制备燃料的另一种方法和组合物。在一个方面中，本发明提供了用于制备醇的方法。在一些实施方案中，所述方法包括在加入的PH调节剂存在下使 Clostridium phytofermentans细胞发酵，由此制备醇。在一些实施方案中，所述的醇为乙在该方面的一些实施方案中，在一定的pH下发生细胞发酵，其中所述的pH为大约 6. 0至大约7. 2。在其他实施方案中，在pH下发生细胞发酵，其中所述的pH为大约6. 2至大约6.8。在该方面的一些实施方案中，制备浓度为大约15至大约200g/L的醇。在其他实施方案中，制备浓度为大约15至大约150g/L的醇。在其他实施方案中，制备浓度为大约18 至大约100g/L的醇。在其他实施方案中，制备浓度为大约20至大约60g/L的醇。在本发明的另一个方面中，提供了通过在包含加入的脂肪酸材料存在下使Clostridium phytofermentans细胞发酵来制备醇的方法，由此制备醇。在一些实施方案中，所述的包含脂肪酸的材料为可食用的脂肪或油。在一些实施方案中，所述的包含脂肪酸的材料包含在S-9位置处为不饱和的脂肪酸。在一些实施方案中，所述的包含脂肪酸的材料包含在0-9位置处为不饱和的脂肪酸。在一些实施方案中，所述的包含脂肪酸的材料包含一种或多种油酸及亚油酸。在一些实施方案中，所述的包含脂肪酸的材料包含一种或多种玉米油、葵花油、红花油、加拿大油菜油、大豆油、或者油菜籽油。在一些实施方案中，所述的包含脂肪酸的材料包含磷脂或溶血磷脂。在另一个方面中提供了发酵培养液，该培养液包含Clostridium phytofermentans细胞以及加入的pH调节剂，由此制备醇。在另一个方面中提供了发酵培养液，该培养液包含Clostridium phytofermentans细胞以及包含加入的脂肪酸的化合物，由此制备醇。在本发明的另一个方面中，提供了制备醇的方法，该方法包括使Clostridium phytofermentans细胞发酵，并存在pH调节剂及包含脂肪酸的材料，由此制备醇。以引用方式并入本说明书中提及的所有公开、专利以及专利申请均以引用方式并入本文，如同每一份单独的公开、专利以及专利申请都特意且单独地说明以引用方式并入本文。附图简述本发明的新型特征在所附的权利要求书中详细列出。通过参见列出了示例性实施方案(其中使用了本发明的原理)以及附图的以下详细描述可以更好地理解本发明的特征以及优势，其中所述附图为

图1为使用Clostridium phytofermentans分批发酵的底物与乙醇浓度的图。图2为使用Clostridium phytofermentans分批补料发酵的底物与乙醇浓度的图。图3为在Clostridium phytofermentans与酵母提取物的发酵过程中作为时间函数的乙醇浓度的图。图4示出了针对不同的脂肪酸的发酵条件，在一定时间内的乙醇浓度的图。图5示出了针对不同的pH发酵条件，在一定时间内的乙醇浓度的图。图6示出了针对不同的脂肪酸和pH的发酵条件，在一定时间内的乙醇浓度的图。图 7 为用于转化 Clostridium phytofermentans 的质粒 pIMPT1029 的图谱。图8为由生物质制备发酵终产物的方法的实例，其中所述的生物质是通过在高温和高压下，在水解单元中首先使用酸来处理生物质而得到。图9描绘了通过将生物质装料到发酵容器中来由生物质制备发酵终产物的方法。优选实施方案的详述^X除非另作说明，否则本文所用的技术及科学术语具有本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。“大约”是指参照数值指示加上或者减去该参照数值指示的10%。例如，术语大约 4包括3. 6至4. 4。“发酵终产物”在本文中用于包括生物燃料，化学品，适于用作液体燃料的化合物，气体燃料，试剂，化学供料，化学添加剂，加工助剂，食品添加剂以及其他产物。发酵终产物的实例包括但不限于1，4_ 二酸(琥珀酸、富马酸以及苹果酸)、2，5_呋喃二羧酸、3-羟丙酸、天冬氨酸、葡萄糖二酸、谷氨酸、衣康酸、乙酰丙酸、3-羟丁内酯、甘油、山梨醇、木糖醇/ 阿拉伯糖醇、丁二醇、丁醇、甲烷、甲醇、乙烷、乙烯、乙醇、η-丙烷、1-丙烯、1-丙醇、丙醛、丙酮、丙酸酯、η-丁烷、1-丁烯、1-丁醇、丁醛、丁酸、异丁醛、异丁醇、2-甲基丁醛、2-甲基丁醇、3-甲基丁醛、3-甲基丁醇、2- 丁烯、2- 丁醇、2- 丁酮、2，3- 丁二醇、3-羟基-2- 丁酮、2， 3- 丁二酮、乙苯、乙烯苯、2-苯乙醇、苯乙醛、1-苯基丁烷、4-苯基-1- 丁烯、4-苯基-2- 丁烯、1-苯基-2- 丁烯、1-苯基-2- 丁醇、4-苯基-2- 丁醇、1-苯基-2- 丁酮、4-苯基-2- 丁酮、1-苯基-2，3- 丁二醇、1-苯基-3-羟基-2- 丁酮、4-苯基-3-羟基-2- 丁酮、1_苯基_2，
3-丁二酮、η-戊烷、乙基苯酚、乙烯苯酚、2-(4-羟基苯基)乙醇、4-羟基苯乙醛、1-(4-羟基苯基)丁烷、4- (4-羟基苯基)-1-丁烯、4- (4-羟基苯基)-2- 丁烯、1- (4-羟基苯基)-1- 丁烯、1-(4-羟基苯基)-2-丁醇、4-(4-羟基苯基)-2-丁醇、1-(4-羟基苯基)-2-丁酮、
4-(4-羟基苯基)-2- 丁酮、1- (4-羟基苯基)-2，3- 丁二醇、1- (4-羟基苯基)-3-羟基-2- 丁酮、4-(4-羟基苯基)-3-羟基-2-丁酮、1-(4-羟基苯基)-2，3-丁二酮、吲哚乙烷、吲哚乙烯、2-(吲哚-3-)乙醇、η-戊烷、1-戊烯、1-戊醇、戊醛、戊酸、2-戊烯、2-戊醇、3-戊醇、 2-戊酮、3-戊酮、4-甲基戊醛、4-甲基戊醇、2，3-戊二醇、2-羟基-3-戊酮、3-羟基-2-戊酮、2，3-戊二酮、2-甲基戊烷、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-2-戊烯、4-甲基-3-戊烯、4-甲基-2-戊醇、2-甲基-3-戊醇、4-甲基-2-戊酮、2-甲基-3-戊酮、4-甲基-2，3-戊二醇、 4-甲基-2-羟基-3-戊酮、4-甲基-3-羟基-2-戊酮、4-甲基_2，3-戊二酮、1-苯基戊烷、1-苯基-1-戊烯、1-苯基-2-戊烯、1-苯基-3-戊烯、1-苯基-2-戊醇、1-苯基-3-戊醇、1-苯基-2-戊酮、1-苯基-3-戊酮、1-苯基-2，3-戊二醇、1-苯基-2-羟基-3-戊酮、 1-苯基-3-羟基-2-戊酮、1-苯基-2，3-戊二酮、4-甲基-1-苯基戊烷、4-甲基-1-苯基-1-戊烯、4-甲基-1-苯基-2-戊烯、4-甲基-1-苯基-3-戊烯、4-甲基-1-苯基-3-戊醇、4-甲基-1-苯基-2-戊醇、4-甲基-1-苯基-3-戊酮、4-甲基-1-苯基-2-戊酮、4-甲基-1-苯基-2，3-戊二醇、4-甲基-1-苯基-2，3-戊二酮、4-甲基-1-苯基-3-羟基-2-戊酮、4-甲基-1-苯基-2-羟基-3-戊酮、1- (4-羟基苯基)戊烷、1-(4-羟基苯基)-1-戊烯、 1-(4-羟基苯基)-2-戊烯、1- (4-羟基苯基)-3-戊烯、1- (4-羟基苯基)-2-戊醇、1_ (4-羟基苯基)-3-戊醇、1-(4-羟基苯基)-2-戊酮、1-(4-羟基苯基)-3-戊酮、1-(4-羟基苯基)-2，3-戊二醇、1- (4-羟基苯基)-2-羟基-3-戊酮、1- (4-羟基苯基)-3-羟基-2-戊酮、1-(4-羟基苯基)-2，3_戊二酮、4-甲基-1-(4-羟基苯基)戊烷、4-甲基_1_(4_羟基苯基)-2-戊烯、4-甲基-1-(4-羟基苯基)-3-戊烯、4-甲基-1-(4-羟基苯基)-1-戊烯、 4-甲基-1- (4-羟基苯基)-3-戊醇、4-甲基-1- (4-羟基苯基)-2-戊醇、4-甲基-1- (4-羟基苯基)-3-戊酮、4-甲基-1- (4-羟基苯基)-2-戊酮、4-甲基-1- (4-羟基苯基)_2，3-戊二醇、4-甲基-1- (4-羟基苯基)-2，3-戊二酮、4-甲基-1- (4-羟基苯基)-3-羟基-2-戊酮、4-甲基-1- (4-羟基苯基)-2-羟基-3-戊酮、1-吲哚-3-戊烷、1-(吲哚-3)-1-戊烯、 1-(吲哚-3) -2-戊烯、1-(吲哚-3) -3-戊烯、1-(吲哚-3) -2-戊醇、1_ (吲哚_3) -3-戊醇、 1-(吲哚-3) -2-戊酮、1-(吲哚-3) -3-戊酮、1-(吲哚-3) -2，3-戊二醇、1_ (吲哚-3) -2-羟基-3-戊酮、1_(吲哚-3)-3-羟基-2-戊酮、1_(吲哚-3)-2，3-戊二酮、4-甲基_1_(吲哚-3-)戊烷、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-戊烯、4-甲基-1-(吲哚-3)-3-戊烯、4-甲基-1-(吲哚-3)-1-戊烯、4-甲基-2-(吲哚-3)-3-戊醇、4-甲基-1-(吲哚_3)-2-戊醇、4-甲基-1-(吲哚-3)-3-戊酮、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-戊酮、4-甲基_1_(吲哚-3)-2，3-戊二醇、4-甲基-1-(吲哚-3)-2，3-戊二酮、4-甲基-1-(吲哚-3)-3-羟基-2-戊酮、4-甲基-1-(吲哚-3) -2-羟基-3-戊酮、η-己烷、1-己烯、1-己醇、己醛、己酸、2-己烯、3-己烯、 2-己醇、3-己醇、2-己酮、3-己酮、2，3_己二醇、2，3_己二酮、3，4_己二醇、3，4_己二酮、
2-羟基-3-己酮、3-羟基-2-己酮、3-羟基-4-己酮、4-羟基_3_己酮、2-甲基己烷、3-甲基己烧、2-甲基-2-己烯、2-甲基-3-己烯、5-甲基-1-己烯、5-甲基-2-己烯、4-甲基-1-己烯、4-甲基-2-己烯、3-甲基-3-己烯、3-甲基-2-己烯、3-甲基-1-己烯、2-甲基-3-己醇、5-甲基-2-己醇、5-甲基-3-己醇、2-甲基-3-己酮、5-甲基-2-己酮、5-甲基-3-己酮、2-甲基-3，4-己二醇、2-甲基-3，4-己二酮、5-甲基-2，3-己二醇、5-甲基-2，3-己二酮、4-甲基-2，3-己二醇、4-甲基-2，3-己二酮、2-甲基-3-羟基-4-己酮、2-甲基-4-羟基-3-己酮、5-甲基-2-羟基-3-己酮、5-甲基-3-羟基-2-己酮、4-甲基-2-羟基-3-己酮、4-甲基-3-羟基-2-己酮、2，5- 二甲基己烷、2，5- 二甲基-2-己烯、2，5- 二甲基-3-己烯、2，5-二甲基-3-己醇、2，5-二甲基-3-己酮、2，5-二甲基-3，4-己二醇、2，5-二甲基-3， 4-己二酮、2，5_二甲基-3-羟基-4-己酮、5-甲基-1-苯基己烷、4-甲基苯基己烷、5-甲基-1-苯基-1-己烯、5-甲基-1-苯基-2-己烯、5-甲基-1-苯基-3-己烯、4-甲基-1-苯基-1-己烯、4-甲基-1-苯基-2-己烯、4-甲基-1-苯基-3-己烯、5-甲基-1-苯基-2-己醇、5-甲基-1-苯基-3-己醇、4-甲基-1-苯基-2-己醇、4-甲基-1-苯基-3-己醇、5-甲基-1-苯基-2-己酮、5-甲基-1-苯基-3-己酮、4-甲基-1-苯基-2-己酮、4-甲基-1-苯基-3-己酮、5-甲基-1-苯基-2，3-己二醇、4-甲基-1-苯基-2，3-己二醇、5-甲基-1-苯基-3-羟基-2-己酮、5-甲基-1-苯基-2-羟基-3-己酮、4-甲基-1-苯基-3-羟基-2-己酮、4-甲基-1-苯基-2-羟基-3-己酮、5-甲基-1-苯基-2，3-己二酮、4-甲基-1-苯基-2，3-己二酮、4-甲基-1- (4-羟基苯基)己烷、5-甲基-1- (4-羟基苯基)-1-己烯、5-甲基-1- (4-羟基苯基)-2-己烯、5-甲基-1- (4-羟基苯基)-3-己烯、4-甲基-1- (4-羟基苯基)-1-己烯、4-甲基-1-(4-羟基苯基)-2-己烯、4-甲基-1-(4-羟基苯基)-3-己烯、5-甲基-1-(4-羟基苯基)-2-己醇、5-甲基-1-(4-羟基苯基)-3-己醇、4-甲基-1-(4-羟基苯基)-2-己醇、4-甲基-1- (4-羟基苯基)-3-己醇、5-甲基-1- (4-羟基苯基)-2-己酮、5-甲基-1- (4-羟基苯基)-3-己酮、4-甲基-1- (4-羟基苯基)-2-己酮、4-甲基-1- (4-羟基苯基)-3-己酮、5-甲基-1-(4-羟基苯基)-2，3_己二醇、4-甲基-1-(4-羟基苯基)-2，3_己二醇、5-甲基-1- (4-羟基苯基)-3-羟基-2-己酮、5-甲基-1- (4-羟基苯基)-2-羟基-3-己酮、4-甲基-1- (4-羟基苯基)-3-羟基-2-己酮、4-甲基-1- (4-羟基苯基)-2-羟基-3-己酮、5-甲基-1- (4-羟基苯基)-2，3-己二酮、4-甲基-1- (4-羟基苯基)-2，3-己二酮、4-甲基-1-(吲哚-3-)己烷、5-甲基-1-(吲哚-3)-1-己烯、5-甲基-1-(吲哚-3) -2-己烯、5-甲基-1-(吲哚-3) -3-己烯、4-甲基-1-(吲哚-3)-1-己烯、4-甲基-1-(吲哚_3) -2-己烯、 4-甲基-1-(吲哚-3) -3-己烯、5-甲基-1-(吲哚-3) -2-己醇、5-甲基(吲哚_3) -3-己醇、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-己醇、4-甲基-1-(吲哚-3)-3-己醇、5-甲基+(吲哚-3)-2-己酮、5-甲基-1-(吲哚-3)-3-己酮、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-己酮、4-甲基-1-(吲哚-3)-3-己酮、5-甲基-1-(吲哚-3)-2，3-己二醇、4-甲基(吲哚_3)-2，
3-己二醇、5-甲基-1-(吲哚-3)-3-羟基-2-己酮、5-甲基-1-(吲哚-3)-2-羟基-3-己酮、4-甲基-1-(吲哚-3) -3-羟基-2-己酮、4-甲基-1-(吲哚-3) -2-羟基-3-己酮、5-甲基-1-(口引哚-3) -2，3-己二酮、4-甲基-1-(口引哚-3) -2，3-己二酮、η-庚烷、1-庚烯、1_庚醇、庚醛、庚酸、2-庚烯、3-庚烯、2-庚醇、3-庚醇、4-庚醇、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、2，3-庚二醇、2，3_庚二酮、3，4_庚二醇、3，4_庚二酮、2-羟基-3-庚酮、3-羟基-2-庚酮、3-羟基-4-庚酮、4-羟基-3-庚酮、2-甲基庚烷、3-甲基庚烷、6-甲基-2-庚烯、6-甲基-3-庚烯、2-甲基-3-庚烯、2-甲基-2-庚烯、5-甲基-2-庚烯、5-甲基-3-庚烯、3-甲基-3-庚烯、2-甲基-3-庚醇、2-甲基-4-庚醇、6-甲基-3-庚醇、5-甲基-3-庚醇、3-甲基-4-庚醇、2-甲基-3-庚酮、2-甲基-4-庚酮、6-甲基-3-庚酮、5-甲基-3-庚酮、3-甲基-4-庚酮、2-甲基_3，4-庚二醇、2-甲基-3，4-庚二酮、6-甲基_3，4-庚二醇、6-甲基_3，4_庚二酮、5-甲基_3，4-庚二醇、5-甲基_3，4-庚二酮、2-甲基-3-羟基_4_庚酮、2-甲基_4_羟基-3-庚酮、6-甲基-3-羟基-4-庚酮、6-甲基-4-羟基-3-庚酮、5-甲基-3-羟基-4-庚酮、5-甲基-4-羟基-3-庚酮、2，6_ 二甲基庚烷、2，5- 二甲基庚烷、2，6_ 二甲基_2_庚烯、 2，6- 二甲基-3-庚烯、2，5- 二甲基-2-庚烯、2，5- 二甲基-3-庚烯、3，6- 二甲基-3-庚烯、 2，6-二甲基-3-庚醇、2，6-二甲基-4-庚醇、2，5-二甲基-3-庚醇、2，5-二甲基-4-庚醇、 2，6-二甲基-3，4-庚二醇、2，6-二甲基-3，4-庚二酮、2，5-二甲基-3，4-庚二醇、2，5-二甲基_3，4-庚二酮、2，6- 二甲基-3-羟基-4-庚酮、2，6- 二甲基-4-羟基-3-庚酮、2，5- 二甲基-3-羟基-4-庚酮、2，5- 二甲基-4-羟基-3-庚酮、η-辛烷、1_辛烯、2-辛烯、1_辛醇、 辛醛、辛酸、3-辛烯、4-辛烯、4-辛醇、4-辛酮、4，5-辛二醇、4，5-辛二酮、4-羟基-5-辛酮、 2-甲基辛烷、2-甲基-3-辛烯、2-甲基-4-辛烯、7-甲基-3-辛烯、3-甲基-3-辛烯、3-甲基-4-辛烯、6-甲基-3-辛烯、2-甲基-4-辛醇、7-甲基-4-辛醇、3-甲基-4-辛醇、6-甲基-4-辛醇、2-甲基-4-辛酮、7-甲基-4-辛酮、3-甲基-4-辛酮、6-甲基-4-辛酮、2-甲基-4，5-辛二醇、2-甲基-4，5-辛二酮、3-甲基-4，5-辛二醇、3-甲基-4，5-辛二酮、2-甲基-4-羟基-5-辛酮、2-甲基-5-羟基-4-辛酮、3-甲基-4-羟基-5-辛酮、3-甲基-5-羟基-4-辛酮、2，7_ 二甲基辛烷、2，7_ 二甲基-3-辛烯、2，7_ 二甲基-4-辛烯、2，7_ 二甲基-4-辛醇、2，7- 二甲基-4-辛酮、2，7- 二甲基-4，5-辛二醇、2，7- 二甲基-4，5-辛二酮、 2，7-二甲基-4-羟基-5-辛酮、2，6-二甲基辛烷、2，6-二甲基-3-辛烯、2，6-二甲基-4-辛烯、3，7-二甲基-3-辛烯、2，6-二甲基-4-辛醇、3，7-二甲基-4-辛醇、2，6-二甲基-4-辛酮、3，7-二甲基-4-辛酮、2，6-二甲基-4，5-辛二醇、2，6-二甲基-4，5-辛二酮、2，6-二甲基-4-羟基-5-辛酮、2，6- 二甲基-5-羟基-4-辛酮、3，6- 二甲基辛烷、3，6- 二甲基-3-辛烯、3，6-二甲基-4-辛烯、3，6-二甲基-4-辛醇、3，6-二甲基-4-辛酮、3，6-二甲基-4，5-辛二醇、3，6- 二甲基-4，5-辛二酮、3，6- 二甲基-4-羟基-5-辛酮、η-壬烷、1-壬烯、1-壬醇、 壬醛、壬酸、2-甲基壬烷、2-甲基-4-壬烯、2-甲基-5-壬烯、8-甲基-4-壬烯、2-甲基_5_壬醇、8-甲基-4-壬醇、2-甲基-5-壬酮、8-甲基-4-壬酮、8-甲基-4，5-壬二醇、8-甲基-4， 5-壬二酮、8-甲基-4-羟基-5-壬酮、8-甲基-5-羟基-4-壬酮、2，8- 二甲基壬烷、2，8- 二甲基-3-壬烯、2，8- 二甲基-4-壬烯、2，8- 二甲基-5-壬烯、2，8- 二甲基-4-壬醇、2，8- 二甲基-5-壬醇、2，8_ 二甲基-4-壬酮、2，8_ 二甲基-5-壬酮、2，8_ 二甲基-4，5-壬二醇、2， 8-二甲基-4，5-壬二酮、2，8-二甲基-4-羟基-5-壬酮、2，8-二甲基-5-羟基-4-壬酮、 2，7- 二甲基壬烷、3，8_ 二甲基-3-壬烯、3，8_ 二甲基-4-壬烯、3，8_ 二甲基-5-壬烯、3， 8-二甲基-4-壬醇、3，8_ 二甲基-5-壬醇、3，8_ 二甲基-4-壬酮、3，8-二甲基-5-壬酮、3，8-二甲基-4，5-壬二醇、3，8-二甲基-4，5-壬二酮、3，8-二甲基-4-羟基-5-壬酮、3， 8-二甲基-5-羟基-4-壬酮、η-癸烷、1-癸烯、1-癸醇、癸酸、2，9_ 二甲基癸烷、2，9_ 二甲基-3-癸烯、2，9_ 二甲基-4-癸烯、2，9_ 二甲基-5-癸醇、2，9_ 二甲基-5-癸酮、2，9_ 二甲基-5，6-癸二醇、2，9_ 二甲基-6-羟基-5-癸酮、2，9_ 二甲基_5，6_癸二酮-i^一烷、 1-十一烷、1-十一醇、十一醛、十二烷酸、η-十二烷、1-十二烯、1-十二醇、十二醛、十二烷酸、η-十二烷、l-decadecene、l_十二醇、ddodecanal、十二烷酸、η-十三烷、1_十三烯、 1-十三醇、十三醛、十三烷酸、η-十四烷、1-十四烯、1-十四醇、十四醛、十四烷酸、η-十五烷、1-十五烯、1-十五醇、十五醛、十五烷酸、Π-十六烷、1-十六烯、1-十六醇、十六醛、十六酸、η-十七烷、1-十七烯、1-十七醇、十七醛、十七酸、η-十八烷、1-十八烯、1-十八醇、十八醛、十八酸、η-十九烷、1-十九烯、1-十九醇、十九醛、十九酸、二十烷、1-二十烯、1-二十醇、 二十醛、二十酸、3-羟基丙醛、1，3-丙二醇、4-羟基丁醛、1，4- 丁二醇、3-羟基-2- 丁酮、2，
3-丁二醇、1，5_戊二醇、高柠檬酸、高异柠檬酸酯、b-羟基己二酸、戊二酸、戊二酰半醛、戊二醛、2-羟基-1-环戊酮、1，2-环戊二醇、环戊酮、环戊醇、(S) -2-乙酰乳酸、(R) -2，3- 二羟基-异戊酸、2-氧代异戊酸酯、异丁酰_CoA、异丁酸酯、异丁醛、5-氨基戊醛、1，10- 二氨基癸烷、1，10- 二氨基-5-癸烯、1，10- 二氨基-5-羟基癸烷、1，10- 二氨基-5-癸酮、1，10_ 二氨基-5，6-癸二醇、1，10- 二氨基-6-羟基-5-癸酮、苯基乙酰乙醛、1，4_ 二苯基丁烷、1，
4-二苯基-1- 丁烯、1，4_ 二苯基-2- 丁烯、1，4_ 二苯基-2- 丁醇、1，4_ 二苯基-2- 丁酮、 1，4_ 二苯基-2，3-丁二醇、1，4_ 二苯基-3-羟基-2-丁酮、1-(4-羟基苯基)-4-苯基丁烷、1-(4-羟基苯基)-4-苯基-1- 丁烯、1- (4-羟基苯基)-4-苯基-2- 丁烯、1- (4-羟基苯基)-4-苯基-2- 丁醇、1- (4-羟基苯基)-4-苯基-2- 丁酮、1- (4-羟基苯基)-4-苯基-2， 3- 丁二醇、1- (4-羟基苯基)-4-苯基-3-羟基-2- 丁酮、1-(吲哚-3) -4-苯基丁烷、1_ (吲哚-3) -4-苯基-1- 丁烯、1-(吲哚-3) -4-苯基-2- 丁烯、1-(吲哚-3) -4-苯基-2- 丁醇、 1-(吲哚-3) -4-苯基-2- 丁酮、1-(吲哚-3) -4-苯基-2，3- 丁二醇、1-(吲哚- -4-苯基-3-羟基-2-丁酮、4-羟基苯基乙酰乙醛、1，4_ 二(4-羟基苯基)丁烷、1，4_ 二(4-羟基苯基)-1-丁烯、1，4_ 二(4-羟基苯基)-2-丁烯、1，4_ 二(4-羟基苯基)-2-丁醇、1，4_ 二 (4-羟基苯基)-2-丁酮、1，4-二(4-羟基苯基)-2，3-丁二醇、1，4-二(4-羟基苯基)-3-羟基-2- 丁酮、1- (4-羟基苯基)-4-(吲哚-3-) 丁烷、1-(4-羟基苯基)-4-(吲哚-3)-1- 丁烯、1- 二 (4-羟基苯基)-4-(吲哚-3) -2- 丁烯、1- (4-羟基苯基)-4-(吲哚-3) -2- 丁醇、 1-(4-羟基苯基)-4-(吲哚-3)-2-丁酮、1-(4-羟基苯基)-4-(吲哚-3)-2，3-丁二醇、 1-(4-羟基苯基-4-(吲哚-3)-3-羟基-2- 丁酮、吲哚-3-乙酰乙醛、1，4- 二(吲哚_3_) 丁烷、1，4_ 二(吲哚-3)-1-丁烯、1，4_ 二(吲哚-3)-2-丁烯、1，4_ 二(吲哚-3)-2-丁醇、1，4_ 二(吲哚-3)-2-丁酮、1，4-二(吲哚-3)-2，3-丁二醇、1，4-二(吲哚-3)-3-羟基-2- 丁酮、琥珀酸半醛、己烷-1，8- 二羧酸、3-己烯-1，8- 二羧酸、3-羟基-己烷-1，8- 二羧酸、3-己酮-1，8- 二羧酸、3，4-己二醇-1，8- 二羧酸、4-羟基-3-己酮-I，8- 二羧酸、岩藻依聚糖、碘、叶绿素、类胡萝卜素、钙、镁、铁、钠、钾、磷酸、乳酸、乙酸、甲酸、类异戊二烯和聚异戊二烯包括橡胶。此外，此类产物可以包括琥珀酸、丙酮酸、酶(例如纤维素酶、多糖酶、 脂肪酶、蛋白酶、木质酶以及半纤维素酶)，并且可以以纯的化合物、混合物或者不纯或稀释的形式存在。 如本文所用，术语“包含脂肪酸的材料”具有本领域技术人员已知的普通含义，并且可以包括含有一个或多个脂肪酸部分的一种或多种化学化合物及这些化合物的衍生物， 以及包含一种或多种这些化合物的材料。包含一个或多个脂肪酸部分的化合物的普通实例包括三乙酰甘油、二乙酰甘油、单乙酰甘油、磷脂、溶血磷脂、游离的脂肪酸、脂肪酸盐、肥皂、包含脂肪酸的氨基化合物、脂肪酸与一羟基醇形成的酯、脂肪酸与多羟基醇(包括多元醇(例如乙二醇、丙二醇等))形成的酯、脂肪酸与丙二醇形成的酯、脂肪酸与聚醚形成的酯、脂肪酸与聚乙二醇形成的酯、脂肪酸与糖形成的酯、脂肪酸与其他含羟基化合物形成的酯等。包含脂肪酸的材料可以为经分离或纯化形式的一种或多种此类化合物。其可以为包含一种或多种类化合物的材料，其中所述化合物可与其他相同或不同的材料结合或共混。 其可以为这样的材料，其中包含脂肪酸的材料与其他相同或不同的材料一起形成或者一起提供，例如植物油和动物油；植物油与动物油的混合物；植物油和动物油的副产物；植物油与动物油副产物的混合物；植物与动物蜡酯；植物与动物蜡酯的混合物、衍生物及副产物； 种子；经加工的种子；种子副产物；坚果；经加工的坚果；坚果副产物；动物物质；经加工的动物物质；动物物质副产物；玉米；经加工的玉米；玉米副产物；酒糟；豆类；经加工的豆类；豆类副产物；大豆产物；包含液体的植物；鱼或动物物质；经加工的包含液体的植物或动物物质；包含液体的植物、鱼或动物物质的副产物；包含液体的微生物物质；经加工的包含液体的微生物物质；以及包含液体的微生物物质的副产物。此类材料可以以液体或固体形式使用。固体形式包括整体形式，例如细胞、豆类及种子；研磨的、剁碎的、浆化的、提取的、碎片的、磨粉的等等。包含脂肪酸的化合物的脂肪酸部分可以为简单的脂肪酸，例如包含与取代的或非取代的烷基连接的羧基的那些。取代的或非取代的烷基可以为直链的或支化的，饱和的或不饱和的。在烷基上的取代可以包括羟基、磷酸、卤素、烷氧基或芳基。取代的或非取代的烷基可以在直链(具有或不具有侧链和/或取代)上排布有7至四个碳，并且优选的是排布有11至23个碳(例如8至30个碳，并且优选的是12至M个碳，算上羰基)。加入包含脂肪酸的化合物可以通过加入包含具有脂肪酸的化合物的材料来进行。如本文所用，术语“pH调节剂”具有本领域的技术人员已知的普通含义，并且可以包括趋向升高、降低或保持培养液或培养基的PH稳定的任何材料。pH调节剂可以为酸、碱、 缓冲剂或者与呈现出起到升高、降低或保持PH稳定的其他材料发生反应的材料。在一些实施方案中，可以使用多于一种的PH调节剂，例如对于一种的酸、对于一种的碱、一种或多种酸与一种或多种碱、一种或多种酸与一种或多种缓冲剂、一种或多种碱与一种或多种缓冲剂、或者一种或多种酸与一种或多种碱与一种或多种缓冲剂。在一些实施方案中，可以在培养液或培养基中或者单独的制备缓冲剂，并且可以用作通过酸或碱分别与碱或酸分别至少部分发生反应的组分。当使用多于一种的PH调节剂时，可以同时或不同时加入它们。在一些实施方案中，可以将一种或多种酸与一种或多种碱结合，从而得到缓冲剂。在一些实施方案中，培养基成分(例如碳源或氮源)也可以用作PH调节剂；合适的培养基成分包括具有高或低PH的那些，或者具有缓冲能力的那些。示例性的培养基成分包括具有残留的酸或碱的酸水解或碱水解的植物多糖，具有残留的氨、乳酸、玉米粉或玉米浆的经氨法爆破(AFEX) 处理的植物材料。如本文所用，术语“发酵”具有本领域的技术人员已知的普通含义，并且可以包括在适用于微生物体的培养基中或培养基上培养一组或几组微生物体。所述的微生物体可以为需氧菌、厌氧菌、兼性厌氧菌、异氧生物、自养生物、光合自养生物、光合异氧生物、化能自养生物和/或化能异养生物。所述的微生物体可以在需氧或厌氧条件下生长。它们可以在生长的任何阶段，包括停滞期(或者传导期(conduction))、指数期、过渡期、稳定期、死亡期、潜伏期、繁殖期、孢子形成期等。“生长期”在本文中用于描述在“初始期”之后且在“稳定期”和“死亡期”之前发生的细胞生长类型。生长期有时称为指数期或对数期或对数生长期。如本文所用，术语“植物多糖”具有本领域的技术人员已知的普通含义，并且可以包括糖及糖衍生物的一种或多种聚合物，以及糖聚合物的衍生物和/或治安植物物质中形成的其他聚合物材料。植物多糖的实例包括木质素、纤维素、淀粉、胶质和半纤维素。其他实例为壳质、磺化多糖(例如藻酸)、琼脂糖、角叉菜胶、金属卟啉、红藻胶和海萝聚糖。通常，所述的多肽可以具有两个或多个糖单元或者糖单元的衍生物。通常，所述糖单元和/或糖单元的衍生物可以以规则图案或其他方式重复。所述的糖单元可以为己糖单元或戊糖单元、或者它们的组合。糖单元的衍生物可以为糖醇、糖酸、氨基糖等。所述的多糖可以为线性、支化、交联或它们的混合物。一种类型或种类的多肽可以与另一种类型或种类的多糖交联。如本文所用，术语“可发酵的糖”具有本领域的技术人员已知的普通含义，并且可以包括可以用作微生物体的碳源的一种或多种糖和/或糖衍生物，包括单体、二聚体、以及这些化合物的聚合物(包括这些化合物中的两种或多种)。在一些情况下，所述的有机体可以在引入破裂的材料之前(例如)通过水解将这些聚合物破裂。示例性的可发酵的糖包括但不限于葡萄糖、木糖、树胶醛糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖、纤维二糖、乳糖、蔗糖、麦芽糖和果糖。如本文所用，术语“糖化作用”具有本领域的技术人员已知的普通含义，并且可以包括将植物多糖转化为低分子量的所述有机体临近可用的种类。对于一些有机体而言，糖化作用包括转化为单糖、二糖、三塘、以及至多大约7个单体单元的寡糖，以及相似尺寸的链的糖衍生物，以及糖及糖衍生物的组合。对于一些有机体而言，可行的链长可以更长；而对于一些有机体而言，可行的链长可以更短。如本文所用，术语“生物质，，具有本领域的技术人员已知的普通含义，并且可以包括可转化为生物燃料、化学品或其他产物的一种或多种生物材料。生物质的一个示例性来源为植物物质。植物物质可以为(例如)木本植物物质、非木本植物物质、纤维素材料、木质纤维素材料、半纤维素材料、碳水化合物、胶质、淀粉、菊粉、果聚糖、葡聚糖、玉米、甘蔗、草、 柳枝稷、竹、海藻以及它们所衍生的材料。可以通过参见存在的化学物质(例如蛋白质、多糖和油)来进一步描述物质物质。多糖包括多种单糖的聚合物以及单糖的衍生物，所述单糖包括葡萄糖、果糖、乳糖、半乳糖醛酸、鼠李糖等。此外，植物物质还包括农业肥料副产物或侧流，例如果渣、玉米浆、玉米粉、酒糟、果皮、pit、发酵废料、麦秆、木料、污物、垃圾和剩饭菜。这些材料可以得自农场、森林、工业来源、家庭等。生物质的另一个非限定性实例为动物物质，包括(例如)牛奶、肉、脂肪、动物加工废料以及动物废料。“供料”通常用于指用于加工的生物质，例如本文所述的那些。“培养液”在本文中用于指处于生长的任何阶段的接种培养基，包括在接种后即刻的时间点以及在任何或者所有细胞活性终止之后的时期，并且可以包括在发酵加工后的材料。培养液包括可溶及不可溶物质、悬浮物质、细胞和培养基的组合的全部内含物(如果合适)。如本文所用，术语“制备率”具有本领域的技术人员已知的普通含义，并且可以包括在给定体积给定时间内制备的所关注材料的质量。单位可以为(例如)克/升-小时， 或者质量、体积及时间的一些其他组合。在发酵中，制备率通常用于表征可以在给定的发酵体积下以多快来制备产物。所述体积可以指发酵容器的总体积、发酵容器的工作体积或者发酵培养液的实际体积。短语的内容是指本领域的技术人员所认为的含义。制备率不同于“效价”，在于制备率包括时间项，而效价与浓度相似。通常可以在发酵过程中在任何时间(在开始、结束或者在一些中间时间)测量效价和制备率，其中效价与在所关注的时间点下存在的或所产生的特定材料的量有关，而制备率与在给定时间量中每升所产生的特定材料的量有关。在确定制备率中使用的时间量可以为由发酵开始或者由一些其他时间开始并持续到发酵结束，例如当无额外材料产生时或者当进行收获时，或者如所用术语的内容所示的一些其他时间。“总体制备率”是指通过使用最终效价以及总体发酵时间所确定的制备率。“制备率与最大效价”是指使用最大效价以及取得最大效价的时间来确定的制备率。 “瞬间制备率”是指在一段时间内的某一刻的制备率，并且对于所关注的化合物可以由效价与时间曲线的斜率确定，或者通过由操作环境以及语言内容所确定的其他合适的方式。“增量制备率”是指经历一部分发酵时间的制备率，例如几分钟、一小时或几小时。通常，增量制备率用于暗示或接近瞬间制备率。根据表明应该怎样确定所述值的内容，可以良好地使用其他类型的制备率。“效价”是指在发酵培养液中存在的特定材料的量。其与浓度相似，并且可以指在得自所有发酵循环的培养液中由有机体制得的材料的量，或者在当前发酵循环或在给定的时间段内制得的材料的量，或者由任何来源(例如由有机体产生或者加入到培养液中)中存在的材料的量。根据在某些情况下、表明哪一个系统与所预计的两个参照系统一起使用的内容，通常，可溶物质的效价是指不溶物质被除去的培养液的液体部分，并且不溶物质的效价是指存在不溶物质的培养液的总量，而且，可溶物质的效价可以指培养液的总体积，而不溶物质的效价可以指液体部分。通常，参照一个系统所确定的值可以与参照其他系统的值相同或者足够接近。当“浓度”用于指培养液中的材料时，其通常是指由所有来源中存在的材料的量，无论是有机体制备的还是加入到培养液中的。浓度可以指可溶物质或不溶物质，并且就“效价”而言，可以指培养液的液体部分或者培养液的总体积，如本文所用，术语“生物催化剂”具有本领域的技术人员已知的普通含义，并且可以包括一种或多种酶及微生物体，包括溶液、悬浮液以及酶与微生物体的混合物。在一些内容中，所述词语是指酶或微生物体的可行的用途，从而起到特定的功能，在其他内容中，所述词语是指酶与微生物体的结合用途，而在其他内容中，所述词语仅指酶与微生物体中的一者。所述短语的内容表明了本领域技术人员所预计的含义。如本文所用，术语“转化效率”或“产率”具有本领域的技术人员已知的普通含义， 并且可以包括由底物质量得到的产物的质量。该术语可以表达为由底物起始质量得到的产物的百分产率。就由葡萄糖来制备乙醇而言，净反应通常公认为C6H12O6 — 2C2H50H+2C02并且理论最大转化效率或产率为51% (wt)。通常，所述的转化效率是指理论最大值，例如“理论最大值的80%”。在将葡萄糖转化为乙醇的情况下，该陈述表明转化效率为41% (Wt)。所述短语的内容是指本领域的技术人员所预计的底物和产物。如本文所用，“预处理”或“预处理的”是指任何机械、化学、热、生物化学过程或者不管是在结合步骤中或者是依次实施的这些过程的组合，其使得所述生物质被破坏或膨胀，从而使得所述的生物质更容易受到酶和/或微生物的攻击。在一些实施方案中，预处理可以包括除去或破坏木质素，使得植物生物质中的纤维素和半纤维素聚合物更容易受到纤维素水解酶和/或微生物的作用，例如通过使用酸或碱进行处理。在一些实施方案中，预处理可以包括使用一种类型的微生物体从而使得植物多糖更容易受到另一种类型的微生物体的作用，例如通过使用酸或碱进行处理。在一些实施方案中，预处理还可以包括使纤维素和/或半纤维素材料被破坏或膨胀。蒸汽爆破和氨纤维膨胀(或爆破)(AFEX)是公知的热 /化学技术。可以采用水解方法(包括使用酸、碱和/或酶的方法)。此外，还可以使用其他热、化学、生物化学、酶技术。“分批补料”或“分批补料发酵”在本文中包括这样的方法，在培养过程中向发酵罐中供入营养物、其他培养基成分或生物催化剂(例如包括酶、新鲜的有机体、细胞外培养液等)的条件下培养微生物体，但是直到发酵结束才由所述的发酵罐中收获培养物培养液， 而且所述方法还可以包括“自我接种”或“部分收获”的技术，其中发酵罐体积的一部分被收获，然后将新鲜的培养基加入到发酵罐中剩余的培养液中，并且至少一部分接种物为留在发酵罐中的培养液。在分批补料发酵过程中，通过在发酵有机体存在的同时向培养液中加入培养基或营养物可以至少在一段时间内使培养液的体积增加。在一些分批补料发酵中，培养液的体积对于加入的营养物是不灵敏的，并且在一些情况下，培养液的体积并未因为加入营养物而改变。可以使用的合适的营养物包括可溶的、不溶的以及部分可溶的那些， 包括气体、液体和固体。在一些实施方案中，分批补料可以称为诸如“具有细胞增量的分批补料”之类的短语。该短语可以包括其中加入营养物和细胞的操作，或者其中加入不具有大量营养物的细胞的操作。更通常的短语“分批补料”也同样涵盖了这些操作。其中使用了这些短语中的任何一个短语的内容都已经向所考虑的技术领域的技术人员表明。如本文所用，术语“六磷酸肌醇”具有本领域的技术人员已知的普通含义，并且可以包括质子酸、其盐、其结合形式以及这些物质的组合。“糖化合物”在本文中包括单糖类的糖，包括但不限于己糖和戊糖；糖醇；糖酸；糖胺；包含通过共价键或离子键直接或间接连接在一起的两种或多种上述物质的化合物；以及它们的混合物。二糖、三糖、寡糖、多糖以及任意长度的支化和/或线性的糖链都被包含在本说明书中。“细胞干重”在本文中是指确定培养液或接种物的细胞含量以及如此确定的体积的方法。通常，所述方法包括漂洗或洗涤一定体积的培养液，然后干燥并称重残余物，但并非一定如此。在一些情况下，将培养液样品简单离心，并收集含细胞的层，干燥并称重。通常，将培养液离心，然后悬浮于水或者水与其他组分(例如缓冲剂、能够产生等渗条件的组分、能够控制渗透压的任何变化的组分等)的混合物中。如果需要，可以重复离心悬浮步骤，并可以使用不同的悬浮溶液，然后进行最终的离心和干燥。当存在不溶的培养基成分时，可以忽略不溶成分的存在，并按照上文所述确定所述的体积。当存在不溶的培养基成分时，优选的方法包括其中不溶成分与可溶形式反应、溶解或提取到可以包含水的不同溶剂中、或者通过合适的方法(例如通过离心、组分离心、浮式离心、过滤、其他合适的技术或这些技术的组合)分离的那些。ML以下叙述和实例详细说明了本公开发明的一些示例性实施方案。本领域的技术人员认识到存在大量的被本发明的范围所涵盖的本发明的变态和修改。因此，对于某些示例性实施方案的叙述不应该认为限定了本发明的范围。C. PhytofermentansC Q微生物〃)包括美国模式菌株保藏中心700394τ，并且在一些实施方案中可以根据培养菌株(ISDgT(Warnick et al. , International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 52 :1155-60,2002))的表现型和基因型特征来定义。本发明的几个方面通常包括用于制备燃料(例如乙醇和/或其他有用的有机产物)的系统、方法和组合物，包括(例如)菌株ISDgT和/或菌种Clostridium phytofermentans的任何其他菌株，包括可以由菌株ISDgT衍生的到的那些，通常包括基因改性的菌株或单独分离的菌株。可以使用标准的分类系统考量来定义一些示例性的菌禾中(Stackebrandt and Goebel, International Journal of Systematic Bacteriology, 44 :846-9,1994)与模式菌株(ISDgT)的16S rRNA序列同源性值为97%且更高的菌株，并且DNA复性值(re-association value)为至少大约70%的菌株可以认为是Clostridium phytofermentans.存在大量的证据表明DNA复性值为70 %或更高的许多微生物还具有至少96 %的DNA序列一致性，并且共有定义了菌种的表现型特征。对Clostridium phytofermentans菌株ISDgT的基因组序列的分析表明存在大量的可能涉及植物多糖发酵的机制和途径的基因和基因座，从而形成该微生物的独特的发酵性质，其中所述性质可以在菌种Clostridium phytofermentans的所有或者几乎所有的菌株中找打。Clostridium phytofermentans菌株可以为天然分离的，或者为基因修饰的菌株。C. phytofermentans 的特性对于生物质向乙醇以及其他产物的转化而言，所述的“Q”微生物提供了有用的益处。Q微生物的一个益处为其能够制备能够将多糖以及更高分子量的糖水解为低分子量的糖(例如寡糖、二糖和单糖)的酶。Q微生物能够产生光谱的水解酶，这些酶可以有利于多种生物质材料的发酵，其中所述的材料包括纤维素、半纤维素、木质纤维素材料；胶质；淀粉；木料；纸张；农产物；森林废料；树木的废料；树皮；树叶；草；锯齿草；木本植物物质； 非木本植物物质；碳水化合物；胶质；淀粉；菊粉；果聚糖；葡聚糖；玉米；甘蔗；草；竹、海藻以及由这些材料衍生的材料。所述的有机体通常可以根据需要制备这些酶，并且通常不会过多的制备不需要的水解酶，或者在一些实施方案中，可以加入一种或多种酶从而进一步改善有机体的制备能力。在生物质的发酵(特别是未使用单糖作为供料的那些发酵)中， 制备多种水解酶的能力使得Q微生物以及相关技术具有不同的益处。各种发酵条件可以增强有机体的活性，从而得到更高的产率、更高的制备率、更高的产物选择性和/或更高的转化效率。在一些实施方案中，发酵条件可以包括分批补料操作以及具有细胞增量的分批补料操作；加入复合氮源，例如玉米粉或酵母提取物；加入特定氨基酸，包括脯氨酸、甘氨酸、 异亮氨酸和/或组氨酸；加入包含这些氨基酸中的一种或多种的复合材料；加入其它营养物或其它化合物，例如六磷酸肌醇、蛋白酶或多糖酶。在一个实施方案中，发酵条件可以包括补充具有有机氮源的培养基。在另一个实施方案中，发酵条件可以包括补充具有无机氮源的培养基。在一些实施方案中，加入一种材料可以提供满足多于一种类别的补充物，例如提供氨基酸和六磷酸肌醇。在一些实施方案中，例如在用于发酵的制备中，所述的Q微生物有机体可以用于将生物质中存在的多种高级糖(较高的分子量)水解成低级糖(较低分子量)，由此生成乙醇、氢或者其它化学品，例如有机酸(包括甲酸、乙酸和乳酸)。Q微生物的另一个益处为其能够将包含己糖单元或包含戊糖单元、以及包含这二者的多糖和高级糖水解成低级糖，在一些情况下，水解成单糖。这些酶和/或水解物可以用于发酵中，从而制备包括燃料和其它化学品在内的多种产物。Q微生物的另一个益处为其能够由低级糖(较低分子量，例如单糖)制备乙醇、氢以及其它燃料或化合物，例如有机酸，包括乙酸、甲酸和乳酸。Q微生物的另一个益处为其能够进行结合步骤将包含糖和/或高级糖或多糖的较高分子量的生物质水解成低级糖；以及将这些低级糖发酵形成所需的产物，包括乙醇、氢以及其它化合物，例如有机酸，包括甲酸、乙酸和乳酸。所述的Q微生物的另一个益处为其能够在包含较高浓度的乙醇、高浓度的糖以及低浓度的糖的条件下生长，能够使用不溶碳源和/或在厌氧条件下操作。这些特征(以多种组合的方式)可以用于取得在较长的发酵周期下操作，并且可以与分批发酵、分批补料发酵、自我接种/部分收获发酵以及得自最终发酵的细胞作为接种物的再循环相结合。通常，诸如细胞再循环以及部分收获发酵之类的技术由于这些技术所固有的多种问题而并非经常用于制备规模的操作中。例如，“培养物耗尽”(其中简单而言，细胞不能如同原始或早期发酵那样以充足或相似的产率和/或制备率提供随后的发酵)是常见的。此外，使用用于延长时间的单一培养物的操作(特别是当培养液被收获，并且存在发生贫瘠的风险时)可以导致培养物以及使用该培养物的污染的显著问题。结果，用于细胞再循环和/或部分收获发酵的有机体的适用性通常不被预期。在一些情况下，用于将生物质材料转化为乙醇的方法包括对生物材料(例如“供料”)进行预处理；将经过预处理的生物质水解从而将多糖转化为寡糖；将所述的寡糖进一步水解为单糖；以及将所述的单糖转化为乙醇。在一些情况下，所述的生物质可以直接被水解成单糖或者其他糖，其中所述的单糖或其他糖可以被发酵有机体利用从而制备乙醇或其他产物。如果需要不同的终产物，可以在特定化合物的生物合成中使用所述的单糖，其中所述的终产物例如为碳水化合物；氢；甲烷；羟基化合物，例如醇(例如丁醇、丙醇、甲醇等)； 羰基化合物，例如醛和酮(例如丙酮、甲醛、1-丙醛等)；有机酸；有机酸的衍生物，例如酯 (例如蜡酯、甘油酯等)；以及其他官能化合物，包括但不限于1，2_丙二醇、1，3_丙二醇、乳酸、甲酸、乙酸、琥珀酸、丙酮酸、酶(例如纤维素酶、多糖酶、脂肪酶、蛋白酶、木质酶以及半纤维素酶)。可以使用的生物质材料包括木本植物物质、非木本植物物质、纤维素材料、木质纤维素材料、半纤维素材料、碳水化合物、胶质、淀粉、菊粉、果聚糖、葡聚糖、玉米、甘蔗、草、 柳枝稷、竹以及它们所衍生的材料。然后，根据所需的终产物的性质所示，来分离和/或纯化所述的终产物。在一些情况下，还可以使用与糖有关的化合物(例如糖醇或糖酸)。在这种实施方案中，可以在给定的时间发生多于一步的所述这些步骤。例如，经预处理的供料的水解以及寡糖的水解可以同时发生，并且这些步骤中的一步或多步可以与单糖向乙醇的转化过程同时发生。在一些情况下，酶可以直接将多糖转化为单糖。在一些情况下，酶可以将多糖水解成寡糖，并所述的酶或者另一种酶可以将寡糖水解成单糖。
在一个实施方案中，在发酵中存在的酶可以单独制备，然后加入到发酵物中，或者它们可以通过发酵物中存在的微生物体制备。在另一个实施方案中，发酵物中存在的微生物体可以制备一些酶，并且一些酶可以单独制备并加入到所述的发酵物中。对于在较高的速率下发生的经过预处理的生物质完全转化为终产物而言，各个转化步骤需要存在具有足够高活性的各种必需的酶。如果这些酶中的一种酶缺失或者存在的量不足，则乙醇或者其他所需产物的制备速率就会降低。此外，如果负责单糖转化为产物的微生物体仅仅缓慢地用去单糖和/或仅具有有限的移动在转化为乙醇的过程中所产生的单糖和中间体的能力，则制备速率也可能会降低。在一个实施方案中，所述方法的酶是由Q微生物本身产生的，包括适用于在发酵方法中使用的生物质材料的多种水解酶。在一个实施方案中，Q微生物是在适于减少和/或促进多糖的糖化作用所需的酶的制备的条件下生长的。这些酶的制备可以在单独的容器中进行，例如种子发酵罐或者其他发酵容器，或者在其中发生乙醇制备的制备发酵罐中进行。 当在单独的容器中制备酶时，所述的微生物可以(例如)与细胞一起转移至制备发酵罐中， 或者作为具有酶的、包含细胞的相对游离溶液液体的细胞内培养基。当在单独的容器中制备酶时，它们还可以被干燥和/或纯化，然后将它们加入到制备发酵罐中。适于制备所述酶的条件通常通过使细胞在培养基(其包含生物质)中生长来管理，使得所述细胞在随后的发酵步骤中预计被水解。其他培养基成分(例如盐补充物、生长因子以及辅助因子，包括但不限于六磷酸肌醇、氨基酸以及肽)还可以在所相互产物的制备中帮助被微生物体使用的酶的制备。供料以及供料的预处理可以包含纤维素、半纤维素和/或木质纤维素的供料可以衍生自农作物、农作物残余物、树木、木片、锯末、纸张、硬纸板、草以及其他来源。纤维素为葡萄糖的线性聚合物，其中所述的葡萄糖单元通过β (1 — 4)键连接。半纤维素为大量糖单体的支化聚合物，其中所述的糖单体包括葡萄糖、木糖、甘露糖、半乳糖、 鼠李糖、以及树胶醛糖，并且半纤维素还可以具有糖酸，例如甘露糖醛酸以及半乳糖醛酸。 木质素为大部分的对香豆醇、conferyl醇以及芥基(sinapyl)醇的交联外消旋大分子。这三种聚合物在植物生物质的木质素纤维素材料中一起形成。这三种聚合物的不同特征使得它们的组合难以水解，这是因为各种聚合物往往会保护其他聚合物被酶攻击。在本发明的一个方面中，提供了在生物燃料和乙醇的发酵以及制备中使用的供料的预处理方法。预处理步骤可以包括机械、热、压力、化学、热化学和/或生物化学测试预处理，然后用于生物加工，以用于制备燃料和化学品，但是未经预处理的生物质材料也可以用于所述的加工中。机械加工可以减小生物质材料的粒径，使得所述材料可以在生物加工中更方便处理，并且增大供料的表面积从而有利于与化学品/生物化学品/生物催化剂相接触。机械加工还可以将一种类型的生物质材料与另一种生物质材料分离。所述的生物质材料还可以经历热和/或化学预处理，使得植物聚合物更容易获得。此外，还可以使用多个处理步骤。机械加工包括但不限于洗涤、浸渍、磨粉、尺寸减小、筛选、剪切、尺寸分类、以及密度分类加工。化学加工包括但不限于漂白、氧化、还原、酸处理、碱处理、亚硫酸盐处理、酸性亚硫酸盐处理、碱性亚硫酸盐处理、氨水处理以及水解。热加工包括但不限于灭菌、氨纤维膨胀或爆破(AFEX)、争气爆破、保持在高温下、加压或减压、水存在或水缺乏、以及冷冻。生物化学加工包括但不限于使用酶进行处理以及使用微生物体进行处理。可以使用的多种酶包括纤维素酶、淀粉酶、β -葡萄糖苷酶、木聚糖酶、葡萄糖苷酶、以及其他多糖酶；溶解酶；漆酶、以及其他改性木质素的酶；脂肪氧合酶、过氧化物酶以及其他氧化酶；蛋白酶；以及脂肪酶。机械、化学、热、热化学以及生物化学加工中的一种或多种可以结合或者单独使用。这种结合的加工还可以包括在制备纸张、纤维素产物、微晶纤维素以及纤维素中使用的那些，并且开业包括制浆、硫酸盐法制浆、酸性亚硫酸盐加工。所述供料可以为对生物质材料(例如纤维素、半纤维素或木质纤维素材料)使用一个或多个所述这些加工的工厂的侧流或废料流。实例包括造纸厂、纤维素植物棉加工厂、以及微晶纤维素厂。此外，所述供料还包括包含纤维素或包含纤维素废料。此外，所述供料还可以为生物质材料，例如树木、 草、玉米、淀粉、或糖，它们均为按照预计供料制备或收获的，以用于(例如Clostridium phytofermentans制备乙醇或其他产物。在其他实施方案中，本发明的方法使用了在美国专利及专利申请US20040152881、 US20040171136、US20040168960、US20080121359、US20060069244、US20060188980、 US2008017630U5693296,6262313, US2006002480U5969189,6043392, US20020038058, US5865898、US5865898、US6478965、5986133、US20080280338 中公开的预处理方法，其中所述的文献通过引用方式全文并入本文。在另一个实施方案中，AFEX加工可以用于生物质的预处理。在优选的实施方案中，AFEX加工用于发酵成乙醇或其他产物的纤维素、半纤维素或木质纤维素材料的制备。该加工通常包括将供料与氨结合，在压力下加热，以及突然释放压力。可以存在各种量的水。 AFEX加工为许多专利及出版物的主题。在另一个实施方案中，生物质的预处理包括将氢氧化钙加入到生物质中，从而使所述的生物质容易降解。预处理包括将氢氧化钙和水加入到生物质中，从而形成混合物；以及将所述的混合物保持在相对高的温度下。备选地，可以在压力下将选自氧气及含氧气体的氧化剂加入到混合物中。carbon hydroxide处理的实例在Holtzapple and S. Kim and Μ. Τ. Holzapple,Bioresource Technology, 96, (2005) 1994 的美国专利中有所公开，其中所述文献以引用方式全文并入本文。在其他实施方案中，生物质的预处理包括稀释酸的水解。稀释酸水解处理的实例在 T.A.Lloyd and C. E ffyman, Bioresource Technology, (2005)96,1967)中有所公开,其中所述文献以引用方式全文并入本文。在其他实施方案中，生物质的预处理包括pH受控的液体热水处理。pH受控的液体热水处理的实例在 N. Mosier et al.，Bioresource Technology, Q005) 96，1986 中有所公开，其中所述文献以引用方式全文并入本文。在其他实施方案中，生物质的预处理包括氨水再循环加工(ARP)。氨水再循环加工的实例在 T.H.Kim and Y. Y. Lee, Bioresource Technology，(2005) 96，2007 中有所公开，其中所述文献以引用方式全文并入本文。在一些实施方案中，上文提及的方法具有两个步骤预处理步骤，其会形成洗涤流；以及经预处理的生物质的酶水解步骤，其制备了水解产物流。在上述方法中，在实施预处理的PH包括酸水解，热水预处理，或者基于碱性试剂的方法(AFEX、ARP以及石灰预处理)。稀释酸及热水处理方法使得大部分的半纤维素溶解，而使用碱性试剂的方法在预处理步骤中除去了大部分的木质素。结果，在前述方法中的预处理步骤得到的洗涤流包含大部分基于半纤维素的糖，而对于高PH方法而言，所述的洗涤流具有大部分的木质素。残余生物质的随后的酶水解在基于碱性的预处理方法中得到混合的糖(C5和C6)，而葡萄糖为得自低至中性PH方法的水解产物中的主要产物。对于高pH方法而言，残余生物质的酶消化性稍微好些，这是由于除去了能够干扰纤维素酶对纤维素的接近的木质素。在一些实施方案中，生物质的预处理包括离子液体预处理。可以通过与离子液体温育、然后与诸如醇或水之类的洗涤溶剂进行IL提取来对生物质进行预处理。然后，可以通过离心或过滤由离子液体/洗涤溶剂溶液来分离经过预处理的生物质，并将其提送至糖化反应器或容器。离子液体预处理的实例在美国公开No. 2008/0227162中有所公开，其中所述文献以引用方式全文并入本文。预处理方法的实例在Dale的美国专利No. 4600590,Chou的美国专利No. 4644060、 Dale 的美国专利 No. 5037663、Holtzapple，et al.的美国专利 No. 5171592、Karstens， et al.的美国专利 No. 593卯44、Bredereck，et al.的美国专利 No. M73061、Karstens. 的美国专利 No. 6416621、Dale，et al.的美国专利 No. 6106888、Dale，et al.的美国专利 No. 6176176、Dale, et al.的 PCT 公开 W02008/02090U Felix, Α.，et al.，Anim. Prod. 51,47-61 (1990)、Wais, Α. C. , Jr. , et al. , Journal of Animal Science, 35, No. 1, 109-112(1972)中有所公开，其中所述文献以引用方式全文并入本文。在一些实施方案中，生物质的预处理包括酶水解。在一个实施方案中，可以使用酶或酶混合物(例如核酸内切酶、核酸外切酶、纤维二糖水解酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、 配糖水解酶、糖基转移酶、裂解酶、酯酶以及包含碳水化合物结合模块的蛋白质)对生物质进行预处理。在一些实施方案中，所述酶或酶混合物可以为具有不同活性的单独的酶。在一些实施方案中，所述酶或酶混合物可以为具有特定催化活性的酶结构域。例如，具有多种活性的酶可以具有多个酶结构域，包括(例如)配糖水解酶、糖基转移酶、裂解酶和/或酯酶催化结构域。在一些实施方案中，生物质的预处理包括使用一种或多种得自 C. phytofermentans的酶的酶水解。在一些实施方案中，生物质的预处理包括使得一种或多种得自C. phytofermentans的酶的酶水解，其中一种或多种酶选自核酸内切酶、核酸外切酶、纤维二糖水解酶、β -葡萄糖苷酶、配糖水解酶、糖基转移酶、裂解酶、酯酶以及包含碳水化合物结合模块的蛋白质。在一些实施方案中，可以使用在C. phytofermentans中确认的水解酶对生物质进行预处理。在C. phytofermentans中确认的水解酶的实例包括但不限于 Cphy3367、Cphy3368、Cphy0430、Cphy3854、Cphy0857、Cphy0694 以及 Cphyl929 (www. genome, jp/)。在一些实施方案中，生物质的预处理包括使用表1、表2、表3或表4中列出的一种或多种酶的酶水解。表1-4分别示出了预计在C. phytofermentans中存在的配糖水解酶、 裂解酶、酯酶以及包含碳水化合物结合模块家族成员的蛋白质中的一些酶的已知活性的实例。已知的活性通过活性以及由国际生物化学及分子生物学联盟确定的相应PC号列出。表1 配糖水解酶家族成员的已知活性
权利要求
1.一种用于制备发酵终产物的方法，该方法包括将包含梭菌的培养基在适用于制备所述的发酵终产物的条件下培养第一段时间；在收获所述的发酵终产物之前将一种或多种营养物加入到所述的包含梭菌的培养基中；将包含梭菌的培养基培养第二段时间；以及由所述的培养基中收获发酵终产物。
2.权利要求1所述的方法，其中所述的梭菌菌株为Clostridiumphytofermentans0
3.权利要求1所述的方法，其中所述的发酵终产物为乙醇。
4.权利要求1所述的方法，其中所述的培养基包含纤维素和/或木质纤维素材料。
5.权利要求4所述的方法，其中所述的纤维素或木质纤维素材料并未经过在M小时内将多于15%的所述的纤维素或木质纤维素材料转化为单糖的足量的酶处理。
6.一种制备发酵终产物的方法，该方法包括以下步骤在培养基中培养Clostridium phytofermentans菌株；将所述培养基中的糖化合物的总浓度保持在至少大约18g/L ；以及由所述的培养基中收获发酵终产物。
7.权利要求6所述的方法，其中保持所述的糖化合物的总浓度包括加入一种或多种培养基成分，其中至少一种培养基成分包含一种或多种糖化合物，并在所述的培养过程中至少一次将所述的成分加入到所述的培养基中，其中将所述的培养基成分加入到包含所述培养物的容器中。
8.权利要求6所述的方法，其中所述培养基中糖化合物的总浓度保持在大约lg/L至大约100g/L的范围内以用于部分培养。
9.权利要求6所述的方法，其中在发酵终产物制备的过程中，所述培养基中糖化合物的总浓度变化低于大约25%。
10.权利要求6所述的方法，其中所述的发酵终产物为乙醇。
11.权利要求6所述的方法，进一步包括在所述的发酵过程中，至少一次将包含一种或多种含氮材料的培养基成分加入到所述的培养基中，并且其中将所述的培养基成分加入到包含所述培养物的容器中。
12.权利要求11所述的方法，其中一种或多种所述的培养基成分包含一种或多种含氮材料。
13.权利要求6所述的方法，其中所述的培养基包含纤维素或木质纤维素材料。
14.权利要求13所述的方法，其中所述的纤维素或木质纤维素材料并未经过在M小时内将多于15%的所述的纤维素或木质纤维素材料转化为单糖的足量的酶处理。
15.一种制备发酵终产物的方法，该方法包括以下步骤在培养基中培养梭菌菌株；以及在所述的梭菌的培养过程中，将一种或多种培养基成分加入到所述的培养基中，其中一种或多种所述的培养基成分包含一种或多种糖化合物，并且根据被梭菌转化为其他化合物的糖的量来加入一种或多种所述的糖化合物。
16.权利要求15所述的方法，其中一种或多种所述的培养基成分包括单元。
17.权利要求16所述的方法，其中所述的氮源包括脯氨酸、甘氨酸、组氨酸和/或异亮氨酸。
18.权利要求15所述的方法，其中一种或多种所述的培养基成分包含纤维素或木质纤维素材料。
19.权利要求18所述的方法，其中所述的纤维素或木质纤维素材料并未经过在M小时内将多于15%的所述的纤维素或木质纤维素材料转化为单糖的足量的酶处理。
20.一种制备发酵终产物的方法，该方法包括将梭菌的菌株的第一接种物加入到培养基中；在示于制备乙醇的条件下培养所述的梭菌；在所述的梭菌的第一接种物加入到所述的培养基中之后的5个小时后，将梭菌的额外的可行的细胞加入到所述的培养基中；以及由所述的培养基中收获所述的发酵终产物。
21.权利要求20所述的方法，该方法进一步包含在加入所述的梭菌的第一接种物之后，将一种或多种培养基成分加入到所述的培养基中。
22.权利要求20所述的方法，其中加入培养基成分以及加入可行的细胞可依次进行或同时进行。
23.一种制备乙醇的方法，该方法包括以下步骤除去不纯的乙醇材料中的杂质，从而制备经纯化的乙醇材料，其中所述的经纯化的乙醇材料多于大约90% (wt.)的乙醇，并且不纯的乙醇材料衍生自在分批补料培养中通过培养Clostridium phytofermentans而制得的发酵培养基，并且其中在所述的发酵培养基中的所述的乙醇的浓度高于大约7g/L。
24.一种制备发酵终产物的方法，该方法包括以下步骤培养包含Clostridium phytofermentans菌株的培养基，其中所述的发酵终产物是在瞬时制备率为至少大约3g/L-天的情形下制备的。
25.一种制备发酵终产物的方法，该方法包括提供纤维素材料，其中所述的纤维素材料并未经过外源提供的化学品或酶的处理；将所述的纤维素材料与微生物在培养基中结合，其中所述的培养基不包含外源提供的酶；以及在足以制备发酵终产物的条件和时间内发酵所述的纤维素材料。
26.一种制备发酵终产物的方法，该方法包括在pH调节剂存在下发酵Clostridium phytofermentans细胞，其中产生发酵终产物。
27.权利要求沈所述的方法，其中所述的发酵终产物为乙醇。
28.权利要求沈所述的方法，在pH为大约6.0至大约7. 2下发酵所述的细胞。
29.权利要求观所述的方法，其中所述的pH为大约6.5。
30.一种制备发酵终产物的方法，所述的方法包括在加入的脂肪酸材料存在下发酵梭菌菌株的细胞，其中制备发酵终产物。
31.权利要求30所述的方法，其中所述的包含脂肪酸的材料含有玉米油、葵花油、红花油、加拿大油菜油、大豆油或油菜籽油中的一种或多种。
32.权利要求30所述的方法，其中所述的包含脂肪酸的材料包含磷脂或溶血磷脂。
33.一种发酵培养基，该培养基包含Clostridium phytofermentans细胞和pH调节剂，其中制备发酵终产物。
34.一种发酵培养基，该培养基包含梭菌菌株的细胞和加入的包含脂肪酸化合物，其中制备发酵终产物。
35.一种包含Clostridium phytofermentans菌株、氮源以及纤维素或木质纤维素的发酵培养基，其中所述的氮源包含脯氨酸、甘氨酸、组氨酸和/或异亮氨酸。
36.一种制备醇的方法，该方法包括在PH调节剂和脂肪酸材料存在下发酵梭菌菌株的细胞，其中制备发酵终产物。
37.燃料工厂，该工厂包含被设置成容纳培养基和Clostridiumphytofermentans菌株的发酵罐，其中所述的发酵罐被设置成保持在发酵过程中变化低于大约25%的水平的糖化合物的量。
38.燃料工厂，该工厂包含被设置成容纳培养基和Clostridiumphytofermentans菌株的发酵罐，其中所述的发酵罐被设置成周期性地补充所述的培养基以及额外的培养基成分、或者额外的Clostridium phytofermentans的可行细胞。
39.燃料工厂，该工厂包含被设置成容纳培养基和Clostridiumphytofermentans菌株的发酵罐，其中所述的培养基包含PH调节剂以及纤维素或木质纤维素。
40.权利要求39所述的燃料工厂，其中所述的培养基进一步包含脂肪酸材料。
41.燃料工厂，该工厂包含被设置成容纳培养基和Clostridiumphytofermentans菌株的发酵罐，其中所述的培养基包含氮源、以及纤维素或木质纤维素，其中所述的氮源包含脯氨酸、甘氨酸、组氨酸和/或异亮氨酸。
42.燃料工厂，该工厂包含被设置成容纳培养基和Clostridiumphytofermentans菌株的发酵罐，其中所述的培养基包含脂肪酸材料、以及纤维素或木质纤维素材料。
43.一种发酵终产物，该产物是使用Clostridium phytofermentans菌株在包含糖化合物的量的水平在发酵过程中变化低于大约25%的培养基中通过发酵纤维素或木质纤维素材料来制备的。
44.一种发酵终产物，该产物是使用Clostridium phytofermentans菌株在包含pH调节剂的培养基中通过发酵纤维素或木质纤维素材料来制备的。
45.一种发酵终产物，该产物是使用Clostridium phytofermentans菌株在包含脂肪酸的培养基中通过发酵纤维素或木质纤维素材料来制备的。
46.一种发酵终产物，该产物是使用Clostridium phytofermentans菌株在包含氮源的培养基中通过发酵纤维素或木质纤维素材料来制备的，其中所述的单元包含脯氨酸、甘氨酸、组氨酸和/或异亮氨酸。
47.权利要求43-46所述的发酵终产物，其中所述的发酵终产物为乙醇。
全文摘要
在一个方面中，本发明公开了通过梭菌微生物体(例如Clostridium phytofermentans)由多种供料来增强乙醇和其他发酵终产物的制备的方法。本发明描述了通过使用分批补料策略来改善梭菌微生物体(例如Clostridium phytofermentans)的发酵性能的方法、以及在包含脂肪酸化合物和/或降低的pH下通过发酵梭菌微生物体(例如Clostridium phytofermentans)来制备发酵终产物(例如醇和/或化学品)的方法。
文档编号C12P7/10GK102439159SQ201080018806
公开日2012年5月2日 申请日期2010年3月9日 优先权日2009年3月9日
发明者J·基尔拜恩, K·卡里姆, S·帕瑞克 申请人:奎特罗斯公司