專利名稱::發(fā)酵方法發(fā)酵方法發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于從含淀粉材料中產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物的方法,其包括產(chǎn)生乙醇的方法。發(fā)明背景發(fā)酵方法用于制造大量的商業(yè)產(chǎn)品,包括醇(例如,乙醇、曱醇、丁醇、1,3-丙二醇);有才幾酸(例如,檸檬酸、乙酸、衣康酸、葡糖酸、葡糖酸酯(gluconate)、乳酸、琥珀酸、2,5-二酮-D-葡糖酸);S同(例如,丙酮);氨基酸(例如,谷氨酸);氣體(例如,H2和CO。,和更復(fù)雜的化合物,包括,例如,抗生素(例如,青霉素和四環(huán)素);酶;維生素(例如,核黃素、B12、P-胡蘿卜素);激素,和難以通過合成生產(chǎn)的其它化合物。發(fā)酵方法通常還用于乳制品(例如,產(chǎn)生酸奶酪和干酪)、皮革和煙草工業(yè)中。工業(yè)上,發(fā)酵產(chǎn)物在能夠儲(chǔ)存多達(dá)IO立方米發(fā)酵培養(yǎng)基的大型發(fā)酵罐中產(chǎn)生。為了在發(fā)酵罐中建立合適的發(fā)酵生物群和濃度,發(fā)酵方法通常需要48-120小時(shí)的處理時(shí)間或者更多。因?yàn)楣薜某叽巛^大,而且發(fā)酵時(shí)間很長,所以很難保持發(fā)酵系統(tǒng)不受污染。有害的污染細(xì)菌常常是來自乳桿菌屬的革蘭氏陽性細(xì)菌,其將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乳酸和乙酸。已經(jīng)知道革蘭氏陰性細(xì)菌也會(huì)污染發(fā)酵方法。不幸的是,發(fā)酵條件通常是利于細(xì)菌生長的。如果發(fā)生細(xì)菌污染,必須將整個(gè)發(fā)酵罐倒空,清潔和滅菌,發(fā)酵培養(yǎng)基不可使用。這當(dāng)然是耗費(fèi)時(shí)間和金錢的。此外,很多細(xì)菌與發(fā)酵生物體竟?fàn)幨褂锰?。這導(dǎo)致發(fā)酵產(chǎn)量下降。Bayrock等,2003,Appln.Microbiol.Biotechnol.62:498-502公開了通過持續(xù)或脈沖加入青霉素G,在連續(xù)燃料乙醇發(fā)酵中控制乳桿菌屬污染。今天,抗生素、熱和化學(xué)消毒劑用于殺死有害細(xì)菌和/或抑制有害細(xì)菌的生長。在發(fā)酵前或過程中向發(fā)酵中加入這些消毒劑。已知的抗菌劑,包括抗生素(如青霉素)有時(shí)是不期望的。因此,需要更多的方法在發(fā)酵過程中殺死有害的細(xì)菌和/或抑制有害細(xì)菌的生長。發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供發(fā)酵方法,或者包括發(fā)酵步驟的方法,其中將有害細(xì)菌殺死和/或抑制有害細(xì)菌的生長。在第一方面,本發(fā)明提供使用發(fā)酵生物體從含淀粉材料中產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物的方法,其中在發(fā)酵前和/或發(fā)酵過程中加入一種或多種抗菌劑。在第二方面,本發(fā)明涉及從含淀粉材料中產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物的方法,其包括如下步驟(a)液化含淀粉材料;(b)使用糖-源產(chǎn)生酶(carbohydratesourcegeneratingenzyme)糖化;(c)使用發(fā)酵生物體發(fā)酵,其中在發(fā)酵前和/或發(fā)酵過程中加入一種或多種抗菌劑。在第三方面,本發(fā)明涉及從含淀粉材料產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物的方法,其包括(a)在低于所述含淀粉材料的起始膠凝溫度(initialgelatinizationtemperature)的溫度糖化含淀粉材料,(b)使用發(fā)酵生物體發(fā)酵,其中在發(fā)酵前和/或發(fā)酵過程中加入一種或多種抗菌劑。最后,本發(fā)明還涉及用于殺死細(xì)菌和/或抑制細(xì)菌生長的抗菌劑在發(fā)酵產(chǎn)物生產(chǎn)方法中的用途。定義術(shù)語"抗菌活性"指能殺死細(xì)菌和/或抑制細(xì)菌生長的活性。"抗菌肽,,是能殺死細(xì)菌和/或抑制細(xì)菌生長的肽。用相似的方式,"抗菌多肽"和"抗菌酶"分別是能殺死細(xì)菌和/或抑制細(xì)菌生長的多肽和酶。在本發(fā)明的上下文中,術(shù)語"抑制微生物細(xì)菌的生長"特別表示非生長狀態(tài)的細(xì)菌,即,它們不能繁殖??梢岳斫獾氖?,"抗菌肽"或其類似物也能殺死其它微生物細(xì)胞和/或抑制其它微生物細(xì)胞的生長,如某些真菌細(xì)胞。當(dāng)用于本文時(shí),氨基酸序列、肽、多肽、酶等的"片段"表示子序列,其中從氨基和/或歡基末端缺失一個(gè)或多個(gè)氨基酸。優(yōu)選從羧基末端缺失一個(gè)或多個(gè)氨基酸。片段還應(yīng)該具有抗菌活性。本發(fā)明的方法中使用的抗菌肽、多肽、蛋白質(zhì)、酶等可以是包含氨基酸序列,優(yōu)選由氨基酸序列組成的"變體",所述氨基酸序列與親代/野生氨基酸序列相比具有氨基酸的至少一個(gè)取代、缺失和/或插入。這種變體可以用本領(lǐng)域已知的任何技術(shù)構(gòu)建,如通過定點(diǎn)/隨機(jī)突變和結(jié)構(gòu)域重排技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中,氨基酸改變(在變體中以及在親代/野生序列中)對(duì)性質(zhì)是不重要的,如保守氨基酸取代,其不顯著影響分子的折疊和/或活性。通過參數(shù)"同一性"描述兩個(gè)氨基酸序列之間或兩個(gè)核普酸序列之間的術(shù)語"同源性"。兩個(gè)氨基酸序列之間的"同一性"程度使用FASTA軟件包2.0x版中包括的程序FASTA確定(參見W.R.PearsonandD.J.Lipman(1988),"ImprovedToolsforBiologicalSequenceAnalysis",PNAS85:2444-2448;andW.R.Pearson(1990)"RapidandSensitiveSequenceComparisonwithFASTPandFASTA",MethodsinEnzymology183:63-98)。使用的評(píng)分矩陣是BLOSUM50,缺口罰分是-12,而缺口延伸罰分是-2。使用如上所述的同樣的算法和軟件包確定兩個(gè)核苷酸序列之間的同一性程度。使用的評(píng)分矩陣是同一性矩陣,缺口罰分是-16,而缺口延伸罰分是-4。術(shù)語"有害細(xì)菌(unwantedbacteria)"在本發(fā)明的上下文中表示不期望的細(xì)菌,它們可能以消極的方式影響發(fā)酵產(chǎn)物的生產(chǎn),例如,通過將發(fā)酵生物體的底物轉(zhuǎn)化成不期望的發(fā)酵產(chǎn)物。在例如醇生產(chǎn)包括乙醇生產(chǎn)中有害的污染細(xì)菌的實(shí)例是乳桿菌,其將葡萄糖轉(zhuǎn)化成乳酸和乙酸。附圖筒述圖1表示在抗菌肽A的不同濃度,四種乳桿菌屬菌林的混合物24小時(shí)的生長。圖2表示在抗菌肽B的不同濃度,四種乳桿菌屬菌林的混合物24小時(shí)的生長。圖3表示在SSF方法0、24、48和72小時(shí)后乳桿菌屬的總量。圖4表示在48小時(shí)0-1000mg溶菌酶/L發(fā)酵培養(yǎng)勤于乳桿菌的抗菌效果。發(fā)明詳述本發(fā)明的目的是提供發(fā)酵方法或包括發(fā)酵步驟的方法,其中殺死有害細(xì)菌和/或抑制有害細(xì)菌的生長。有害細(xì)菌本身和它們的代謝終產(chǎn)物,如乳酸和/或乙酸,導(dǎo)致發(fā)酵產(chǎn)量降低,使生產(chǎn)者遭受相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)損失(參見Thomas等,2001,J.AppliedMicrobiology,90:819-828)。有害細(xì)菌與發(fā)酵生物體(例如酵母)竟?fàn)幇l(fā)酵培養(yǎng)基中的糖(碳源)。由有害細(xì)菌產(chǎn)生的乳酸和/或乙酸還可能對(duì)酵母生長具有負(fù)面影響。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),抗菌劑可以具有優(yōu)勢(shì)地用于殺死有害細(xì)菌和/或抑制有害細(xì)菌的生長,有害細(xì)菌已知會(huì)污染發(fā)酵過程。本發(fā)明的方法可以用作下述方法的替代方法,例如,向發(fā)酵方法加入抗生素,如特別是青霉素,其可能由于種種原因不期望使用。本發(fā)明的方法可能導(dǎo)致與不加入抗菌劑的相應(yīng)方法獲得的產(chǎn)量相比,發(fā)酵產(chǎn)量提高。根據(jù)本發(fā)明,特別是由乳酸和/或乙酸產(chǎn)生細(xì)菌引起的細(xì)菌污染可以避免和/或降低。已知乳酸和/或乙酸產(chǎn)生菌,特別是乳桿菌屬的細(xì)菌,會(huì)污染發(fā)酵過程。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)會(huì)污染發(fā)酵過程的乳桿菌屬菌種實(shí)例包括丘狀菌落乳桿菌(丄acto6"ci!.〃w51co〃/wo/(iay)、-豆孝L4干菌(丄actoZ)a"7/wsZ)尸ev&)、發(fā)酵豸L^干菌(丄acto6ac/〃ws/^777ewfMm)、類干酪孝L才干菌(丄afctoZwc/〃wj/arafcose/)、才直物吝'L^亍菌(丄acto6acZ〃ws//a"tar畫),和/或鼠李糖乳軒菌(Zacto6acz.〃wsr/zamwosm),或它們的混合物。本發(fā)明的方法在第一方面,本發(fā)明涉及使用發(fā)酵生物體從含淀粉材料產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物的方法,其中在發(fā)酵前和/或發(fā)酵過程中加入一種或多種抗菌劑。本發(fā)明的發(fā)酵方法包括,不限于,用于產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物的發(fā)酵方法,發(fā)酵產(chǎn)物包括醇(例如,乙醇、曱醇、丁醇、1,3-丙二醇);有機(jī)酸(例如,檸檬酸、乙酸、衣康酸、葡糖酸、葡糖酸酯、乳酸、琥珀酸、2,5-二酮-D-葡糖酸);酮(例如,丙酮);氨基酸(例如,谷氨酸);氣體(例如,H2和C02),和更復(fù)雜的化合物,包括,例如,抗生素(例如,青霉素和四環(huán)素);酶;維生素(例如,核黃素、B12、(3-胡蘿卜素);激素,和其它化合物。發(fā)酵方法還包括乳品工業(yè)(例如,發(fā)酵的乳制品)、皮革工業(yè)和煙草工業(yè)中使用的發(fā)酵方法。優(yōu)選的發(fā)酵方法包括醇發(fā)酵方法,其在本領(lǐng)域中眾所周知。優(yōu)選的發(fā)酵方法是厭氧發(fā)酵方法。在實(shí)施方案中,本發(fā)明的發(fā)酵方法是進(jìn)一步包含液化步驟和/或糖化步驟的方法的一部分。在優(yōu)選實(shí)施方案中,發(fā)酵方法是同步糖化和發(fā)酵方法(SSF方法),或者未蒸煮的(uncooked)含淀粉材料的一步發(fā)酵方法(有時(shí)稱為同步液化、糖化和發(fā)酵(LSF))中的步驟。一步方法的實(shí)例包括美國專利號(hào)4,316,956、US2004/0234649和WO2003/066816和WO2003.066826中公開的方法(所述文件全部通過引用并入本文)。在一個(gè)實(shí)施方案中,本發(fā)明的發(fā)酵方法可以在20-40。C,優(yōu)選30-35。C,特別是約32。C的溫度進(jìn)行。當(dāng)產(chǎn)生醇發(fā)酵產(chǎn)物,如乙醇,特別是燃料乙醇、可飲用乙醇和/或工業(yè)乙醇時(shí)通常為這種情況。在優(yōu)選實(shí)施方案中,發(fā)酵方法中的pH可為4-7,優(yōu)選5-6。在一個(gè)實(shí)施方案中,在液化和/或糖化過程中(即,發(fā)酵前)或在同步糖化發(fā)酵(SSF)過程中加入抗菌劑。在另一個(gè)實(shí)施方案中,向回流(backset)和/或通常循環(huán)至液化和/或發(fā)酵步驟的稀釜餾物(thinstillage)中加入抗菌劑。發(fā)酵方法通常以批式發(fā)酵進(jìn)行,即,發(fā)酵由始至終在一個(gè)罐中進(jìn)行,或者以連續(xù)發(fā)酵進(jìn)行,即,不中斷操作的穩(wěn)態(tài)發(fā)酵系統(tǒng),其中每階段發(fā)酵都在發(fā)酵系統(tǒng)的單獨(dú)部分進(jìn)行,設(shè)定流速使其與需要的保留時(shí)間相對(duì)應(yīng)。換句話說,包含本發(fā)明的發(fā)酵方法的過程中的各個(gè)方法步驟可以以批式或連續(xù)的方式進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明,預(yù)期全部方法步驟都以批式進(jìn)行,或者全部方法步驟都連續(xù)進(jìn)行,或者其中一個(gè)或多個(gè)方法步驟以批式進(jìn)行,而一個(gè)或多個(gè)方法步驟連續(xù)進(jìn)行。串聯(lián)方法是這樣的實(shí)例,其中一個(gè)或多個(gè)方法步驟連續(xù)進(jìn)行,如同本發(fā)明所預(yù)期的。要獲取更多關(guān)于串聯(lián)方法和其它特別的乙醇方法的資料,可以參考"TheAlcoholTextbook",Ethanolproductionbyfermentationanddistillation.Eds,T.P.Lyons,D.R.KesallandJ.E.Murtagh.NottinghamUniversityPress1995。在優(yōu)選實(shí)施方案中,本發(fā)明的發(fā)酵方法是連續(xù)發(fā)酵產(chǎn)物產(chǎn)生方法的一部分。在優(yōu)選實(shí)施方案中,在接種發(fā)酵生物體之前,使抗菌劑保持與發(fā)酵培養(yǎng)基接觸1分鐘-48小時(shí),優(yōu)選至少1小時(shí),特別是至少24小時(shí)。本發(fā)明的方法可以進(jìn)行1至250個(gè)小時(shí),優(yōu)選25至190個(gè)小時(shí),更優(yōu)選從30至180個(gè)小時(shí),更優(yōu)選從40至170個(gè)小時(shí),甚至更優(yōu)選從50至160個(gè)小時(shí),還更優(yōu)選/人60至150個(gè)小時(shí),甚至還更優(yōu)選/人70至140個(gè)小時(shí),和最優(yōu)選/人80至130個(gè)小時(shí)。發(fā)酵培養(yǎng)基"發(fā)酵培養(yǎng)基(fermentationmedia),,、"發(fā)酵培養(yǎng)基(fermentationmedium)"或"發(fā)酵液(fermentationbroth)"指發(fā)酵進(jìn)行的環(huán)境,其中包括發(fā)酵底物,即,由發(fā)酵生物體代謝的糖源。發(fā)酵培養(yǎng)基,包括發(fā)酵底物和本發(fā)明的發(fā)酵方法使用的其它原材料,可以通過,例如,粉碎(milling)、液化和/或糖化或其它期望的步驟,在發(fā)酵方法之前或與發(fā)酵過程同時(shí)進(jìn)行處理。因此,發(fā)酵培養(yǎng)基可以指加入發(fā)酵生物體之前的培養(yǎng)基,如液化和/或糖化中的或源自液化和/或糖化的培養(yǎng)基,以及包含發(fā)酵生物體的培養(yǎng)基,如同步糖化和發(fā)酵方法(SSF)或例如未蒸煮原材料的一步發(fā)酵(LSF)中使用的培養(yǎng)基。發(fā)酵生物體"發(fā)酵生物體"指適用于期望發(fā)酵方法中的任何生物體。根據(jù)本發(fā)明的合適的發(fā)酵生物體能發(fā)酵,即,直接或間接地將糖(如葡萄糖或麥芽糖)轉(zhuǎn)化成期望的發(fā)酵產(chǎn)物。發(fā)酵生物體的實(shí)例包括真菌生物,如特別是酵母。優(yōu)選酵母包括酵母屬菌種OS^cc/zarawjcMspp.)的菌抹,和具體地釀酒酵母(Sacc/zaramycascerevWae)的菌抹。商業(yè)上可得到的酵母包括,例如ETHANOLrEDtm酵母(可從Fermentis/Lesaffre,USA獲得)、FALI(可從Fleischmann,sYeast,USA獲得)、SUPERSTART和THERMOSACCtm新鮮酵母(可從EthanolTechnology,WI,USA獲得)、BIOFERMAFT和XR(可從NABC-NorthAmericanBioproductsCorporation,GA,USA獲得)、GERTSTRAND(可/人GertStrandAB,Sweden獲得)和FERMIOL(可從DSMSpecialties獲得)。含淀粉材料任何合適的含淀粉材料(包括粒狀淀粉(granularstarch))可以用作根據(jù)本發(fā)明的底物。材料通常根據(jù)期望的發(fā)酵產(chǎn)物選擇。適用于本發(fā)明的方法的含淀粉材料包括塊莖、根、莖、整谷粒、玉米、穗軸、小麥、大麥、黑麥、買羅高粱、西米、木薯(cassava)、木薯(tapioca)、高粱、甜高粱、稻、豌豆(pea)、豆(bean)或甘薯,或它們的混合物,或谷類、含糖原材料,如糖蜜、水果材料、甘蔗或糖用甜菜、馬鈴薯,和含纖維素材料(如木材或植物殘余物)或它們的混合物。預(yù)期的材料是蠟質(zhì)(waxy)和非蠟質(zhì)(non-waxy)型的玉米和大麥。合適的底物還包括糖源,特別是能由發(fā)酵生物體代謝的小分子糖DPw,其可以通過直接向發(fā)酵培養(yǎng)基添加來提供。抗菌劑本發(fā)明的方法使用的抗菌劑優(yōu)選聚合物分子,如由氨基酸序列組成的聚合物分子。氨基酸序列可以是肽、多肽、蛋白質(zhì)或酶等。在優(yōu)選實(shí)施方案中,抗菌劑是能殺死有害細(xì)菌和/或抑制有害細(xì)菌生長的肽、多肽、蛋白質(zhì)、酶等,有害細(xì)菌優(yōu)選革蘭氏陽性細(xì)菌和/或革蘭氏陰性細(xì)菌,特別是乳桿菌屬的革蘭氏陽性細(xì)菌??咕?、多肽、蛋白質(zhì)、酶等可以是微生物來源的,如真菌或細(xì)菌來源的,^f旦是也可以合成產(chǎn)生的。在優(yōu)選實(shí)施方案中,抗菌劑是防衛(wèi)素或防衛(wèi)素-樣肽。在優(yōu)選實(shí)施方案中,抗菌肽是真菌防衛(wèi)素,優(yōu)選源自假黑盤菌(尸wwfifop/ectom'am'gre〃a),特別是假黑盤菌CBS444.97。特別期望的是作為WO2003/044049(通過引用并入本文)的SEQIDNO:2中氨基酸l-40公開的肽,或其具有抗菌活性的片段,或其具有抗菌活性的變體,所述變體與WO2003/044049中SEQIDNO:2中的氨基酸l-40具有至少80%,優(yōu)選至少90%,更優(yōu)選至少95%,甚至更優(yōu)選至少97%,特別是至少99%的同一性。在具體的實(shí)施方案中,抗菌劑是肽Novispirin或選自作為WO2002/00839中SEQIDNO:1-37公開的組中的Novispirin變體,特別是作為WO2002/00839(通過引用并入本文)中的SEQIDNO:17公開的G10。在優(yōu)選實(shí)施方案中,抗菌肽是NovispirinG10的變體(WO2005/105831中的SEQIDNO:1)。期望的變體包括作為WO2005/105831中的SEQIDNO:2-116公開的任何變體。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,抗菌劑是抗菌蛋白質(zhì)或酶,如溶菌酶(Lysozyme)。)容菌酶可以是任何來源,如母雞溶菌酶。加入抗菌劑的濃度足以殺死細(xì)菌細(xì)胞和/或抑制細(xì)菌細(xì)胞的生長,細(xì)菌細(xì)胞優(yōu)選革蘭氏陽性細(xì)菌和/或革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞,特別是乳桿菌屬的革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞,包括短乳桿菌、丘狀菌落乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌、類干酪乳桿菌、植物乳桿菌,和/或鼠李糖樹桿菌,或其中一種或多種的混合物。其它預(yù)期的抗菌肽包括Heliomicin(在WO1999/053053中7>開的抗真菌作用AMP)、Eurocin(WO2006/050737);Piceasin、Oystrisin、Virgisin和Gibbosin(WO2006/053565);Marinasin(WO2006/097110)。抗菌劑的其它實(shí)例包括WO2002/090384公開的抗真菌肽。將所有文件的全文并入本文。才艮據(jù)本發(fā)明,以0.1-1000mg/L發(fā)酵培養(yǎng)基,優(yōu)選0.5-500mg/L發(fā)酵培養(yǎng)基,特別是1-100mg/L發(fā)酵培養(yǎng)基的濃度加入抗菌劑。從膠凝的含淀粉材料產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物在這個(gè)方面,本發(fā)明涉及從含淀粉材料產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物,特別是乙醇的方法,所述方法包括液化步驟和分別/順序或同步進(jìn)行的糖化和發(fā)酵步驟。因此,在這個(gè)方面,本發(fā)明涉及從含淀粉材料產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物的方法,所述方法包括步驟(a)液化含淀粉材料;(b)使用糖-源產(chǎn)生酶糖化;(c)使用發(fā)酵生物體發(fā)酵,其中在發(fā)酵前和/或發(fā)酵過程中加入一種或多種抗菌劑。發(fā)酵產(chǎn)物,如特別是乙醇,可以可選地在發(fā)酵后回收,例如,通過蒸餾回收。發(fā)酵步驟(c)可以是如本文所述的本發(fā)明的發(fā)酵方法。合適的含淀粉起始材料列于上面的"含淀粉材料"部分中。在優(yōu)選實(shí)施方案中,使用a-淀粉酶進(jìn)行液化步驟(a)。期望的酶和合適的濃度列于下面的"酶"部分中。發(fā)酵優(yōu)選在酵母,優(yōu)選酵母屬的菌抹存在時(shí)進(jìn)行。合適的發(fā)酵生物體列于上面的"發(fā)酵生物體"中。合適的抗菌劑的實(shí)例列于上面的"抗菌劑"部分中。還可以在液化和/或糖化的過程中,即,在開始發(fā)酵之前加入抗菌劑??商鎿Q地,可將抗菌劑加入回流和/或循環(huán)至例如液化和/或發(fā)酵步驟的稀釜餾物中。在優(yōu)選實(shí)施方案中,在接種發(fā)酵生物體前,使抗菌劑保持與發(fā)酵培養(yǎng)基接觸至少1分鐘-48小時(shí),優(yōu)選至少l小時(shí),特別是至少24小時(shí)。通過加熱至含淀粉材料的膠凝溫度以上而進(jìn)行液化。在優(yōu)選實(shí)施方案中,步驟(b)和(c)同時(shí)進(jìn)行(SSF方法)。在具體實(shí)施方案中,在步驟(a)之前,本發(fā)明的方法還包含步驟x)減小含淀粉材料的粒度,優(yōu)選通過粉碎進(jìn)行;y)形成包含含淀粉材料和水的漿料。漿料可以包括水和/或工藝水(processwater),如回流和/或稀爸餾物、洗滌水、蒸發(fā)器的冷凝物或蒸餾物、蒸餾中側(cè)流汽提器(sidestripper)的水,或其它發(fā)酵產(chǎn)物工廠設(shè)備(plant)的工藝水。在優(yōu)選實(shí)施方案中,通過干磨或濕磨減小含淀粉材料的粒度。然而,也可以使用其它粒度減小技術(shù),如乳化技術(shù)、旋轉(zhuǎn)脈動(dòng)(rotarypulsation)。含水漿料可以包含從10-40wt%,優(yōu)選25-35wt。/o含淀粉材料。將漿料加熱至膠凝溫度之上,并可以加入a-淀粉酶,優(yōu)選細(xì)菌和/或酸性真菌a-淀粉酶,以開始液化(稀釋)。在實(shí)施方案中,可將漿料噴射蒸煮Get-cook)以在經(jīng)過步驟(a)的a-淀粉酶處理之前使?jié){料進(jìn)一步膠凝。然而,可以理解的是,可進(jìn)行液化而無噴射蒸煮步驟。更具體地,可以以三步熱漿料方法進(jìn)行液化。將漿料加熱至60-95。C,優(yōu)選80-85。C,并加入a-淀粉酶以開始液化(稀釋)。然后可以在95-140。C,優(yōu)選105-125。C的溫度將漿料噴射蒸煮1-15分鐘,優(yōu)選3-10分鐘,特別是約5分鐘。將漿料冷卻至60-95。C,并加入更多的a-淀粉酶以完成水解(二級(jí)液化)??梢栽趐H4.5-6.5,特別是在5-6的pH進(jìn)行液化過程。磨制和液化的整谷粒稱為醪(mash)??梢允褂帽绢I(lǐng)域眾所周知的條件進(jìn)行糖化步驟(b)。例如,完整的糖化方法可以持續(xù)約24小時(shí)至約72小時(shí),然而,常見的是在30-65°C,通常約60。C的溫度僅進(jìn)行通常40-90分鐘的預(yù)糖化,然后是同步糖化和發(fā)酵方法(SSF方法)的發(fā)酵過程中的完全糖化。糖化通常在30-65°C,通常約60。C的溫度且在4-5的pH,通常在約pH4.5進(jìn)行。在發(fā)酵產(chǎn)物產(chǎn)生方法(特別是乙醇產(chǎn)生中)使用最廣泛的方法是同步糖化和發(fā)酵(SSF),其中沒有糖化的保留階段(holdingstage),表示發(fā)酵生物體(如酵母)和酶可以一起添加。SSF可以在20-40。C,優(yōu)選30-35。C,特別是約32。C的溫度進(jìn)行。SSF過程中的pH通常為4-7,優(yōu)選5-6。從未膠凝的/未蒸煮的含淀粉材料中產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物特別地,在使用未蒸煮的含淀粉材料作為起始材料的一步發(fā)酵方法中加入抗菌劑是有優(yōu)勢(shì)的,因?yàn)橐徊桨l(fā)酵方法在低于20-40。C的低溫進(jìn)行。例如,本發(fā)明的一步乙醇發(fā)酵方法通常在約32°C,使用釀酒酵母作為發(fā)酵生物體進(jìn)行。因此,在這個(gè)方面,本發(fā)明涉及從含淀粉材料產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物的方法,其包括(a)在低于所述含淀粉材料的起始膠凝溫度的溫度糖化含淀粉材料,(b)使用發(fā)酵生物體發(fā)酵,其中在發(fā)酵前和/或發(fā)酵過程中加入一種或多種抗菌劑。發(fā)酵產(chǎn)物,如特別是乙醇,可任選地在發(fā)酵后回收,例如通過蒸餾回收。發(fā)酵步驟(b)可以是如本文所述的本發(fā)明的發(fā)酵方法。合適的含淀粉起始材料列于上面的"含淀粉材料"部分。在優(yōu)選實(shí)施方案中,含淀粉材料是粒狀淀粉。糖化步驟(a)和發(fā)酵步驟(b)可以順序或同時(shí)進(jìn)行。在優(yōu)選實(shí)施方案中,方法作為一步發(fā)酵方法,即同步糖化和發(fā)酵進(jìn)行。期望的一步發(fā)酵方法的實(shí)例,其中與依照本發(fā)明加入一種或多種抗菌劑有關(guān),在例如美國專利號(hào)4,316,956;WO2003/066816、WO2003/066826、WO2004/081193、WO2004/080923、WO2005/008156和WO2005/118795中描述(通過引用并入本文)。在實(shí)施方案中,使用a-淀粉酶和/或糖-源產(chǎn)生酶,特別是葡糖淀粉酶,將未蒸煮的含淀粉材料水解成可發(fā)酵的糖。在優(yōu)選實(shí)施方案中,a-淀粉酶是酸性a-淀粉酶,優(yōu)選酸性真菌a-淀粉酶。期望的酶和合適的濃度列于下面的"酶"部分中。發(fā)酵優(yōu)選在酵母,優(yōu)選酵母屬的菌抹存在時(shí)進(jìn)行。合適的發(fā)酵生物體列于上面的"發(fā)酵生物體"部分中。合適的抗菌劑的實(shí)例列于上面的"抗菌劑"部分中??梢栽陂_始發(fā)酵前的糖化過程中加入抗菌劑??蛇x地,可將抗菌劑加入循環(huán)至發(fā)酵步驟的稀釜餾物和/或回流中。在優(yōu)選實(shí)施方案中,在接種發(fā)酵生物體之前,使抗菌劑保持與發(fā)酵培養(yǎng)基接觸至少l分鐘至48小時(shí),優(yōu)選至少1小時(shí),特別是至少24小時(shí)。根據(jù)這個(gè)方面,進(jìn)行本發(fā)明的方法而不進(jìn)行含淀粉材料的膠凝。含淀粉材料保持未蒸煮。在一個(gè)實(shí)施方案中,在糖化和/或發(fā)酵過程中存在a-淀粉酶和/或糖-源產(chǎn)生酶,優(yōu)選葡糖淀粉酶。根據(jù)本發(fā)明,可生產(chǎn)期望的所述發(fā)酵產(chǎn)物(如乙醇)而不將含淀粉材料在膠凝溫度以上液化。術(shù)語"起始膠凝溫度,,指使所述淀粉開始膠凝的最低溫度。在水中加熱的淀粉通常在50。C-70。C開始膠凝;膠凝的確切溫度依賴于特定的淀粉,可以由技術(shù)人員容易地確定。因此,起始膠凝溫度可以根據(jù)植物種類、植物種類的特定變種以及生長條件而不同。在本發(fā)明的上下文中,給出的含淀粉材料的起始膠凝溫度是使用Gorinstein.S.andLii.C,Starch/Starke,Vol.44(12),pp.461-466(1992)所述的方法,5%的淀粉顆粒中雙折射消失的溫度。在步驟(a)前,可以制備含淀粉材料,如粒狀淀粉的漿料,其含有20-55wt%的干固體,優(yōu)選25-40wt。/。的干固體,更優(yōu)選30-35%含淀粉材料的干固體。漿料可以包括水和/或工藝水,如回流和/或稀釜餾物、洗滌水、蒸餾器的濃縮物和蒸餾物、蒸餾中側(cè)流汽提器的水,或其它發(fā)酵產(chǎn)物工廠裝置的工藝水。因?yàn)楸景l(fā)明的這個(gè)方面的方法在膠凝溫度以下進(jìn)行,因此沒有發(fā)生顯著的粘度增加,如果期望的話可以使用高濃度的釜餾物。在實(shí)施方案中,含水漿料包含約1至約70voP/。的釜餾物,優(yōu)選15-60vol。/。的釜餾物,特別是約30至50vol。/。的釜餾物。可以通過如下方法制備含淀粉材料將粒度(優(yōu)選通過粉碎)減至0.05至3.0mm,優(yōu)選0.1-0.5mm。在進(jìn)行本發(fā)明的方法后,含淀粉材料的干固體中至少85°/。,至少86%,至少87%,至少88%,至少89%,至少90%,至少91%,至少92%,至少93%,至少94%,至少95°/。,至少96%,至少97%,至少98%,或優(yōu)選至少99%轉(zhuǎn)化成可溶淀粉水解物。進(jìn)行步驟(a)的溫度為30-75。C,優(yōu)選45-60。C。在優(yōu)選實(shí)施方案中,步驟(a)和步驟(b)作為同步糖化和發(fā)酵方法進(jìn)行。在這種優(yōu)選實(shí)施方案中,方法通常在20-4(TC,優(yōu)選30-35。C,特別是約32""C的溫度進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明,可以在發(fā)酵過程中上調(diào)或下調(diào)溫度。在實(shí)施方案中,進(jìn)行同步糖化和發(fā)酵,使糖水平(如葡萄糖水平)保持在低水平,如低于6wt。/。,優(yōu)選低于約3wt。/。,優(yōu)選低于約2wt。/。,更優(yōu)選低于約1wt%,甚至更優(yōu)選低于約0.5%,或者甚至更優(yōu)選0.25wt%,如低于約0.1wt%。通過筒單地使用調(diào)整量的酶和發(fā)酵生物體可以實(shí)現(xiàn)這樣低水平的糖。這樣低水平的糖避免了分解代謝抑制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地確定使用何種量的酶和發(fā)酵生物體。還可以選擇酶和發(fā)酵生物體的使用量以保持發(fā)酵液中的麥芽糖的低濃度。例如,可將麥芽糖水平保持低于約0.5wt。/?;虻陀诩s0.2wt。/c)。本發(fā)明的方法可以在4-7,優(yōu)選在5-6的pH進(jìn)行。酵a-淀粉酶根據(jù)本發(fā)明,a-淀粉酶可為任何來源。優(yōu)選真菌或細(xì)菌來源的a-淀粉酶。在優(yōu)選實(shí)施方案中,a-淀粉酶是酸性a-淀粉酶,例如,真菌酸性a-淀粉酶或細(xì)菌酸性a-淀粉酶。術(shù)語"酸性a-淀粉酶,,是指以有效量加入的a-淀粉酶(E.C.3.2.1.1),其在3至7,優(yōu)選3.5至6,或更優(yōu)選4-5的pH具有最佳活性。細(xì)菌a-淀粉酶根據(jù)本發(fā)明,細(xì)菌a-淀粉酶可以優(yōu)選源自芽孢桿菌屬。在優(yōu)選實(shí)施方案中,芽孢桿菌屬a-淀粉酶源自地衣芽孢桿菌(Bacz7/us//c/ze"zj^r附&)、解;定4分芽孑包斥干菌(5ac/〃wsamy/o/^we^c/eMS)、4古草芽孑包4干菌CBac!7/Mrato7z'力或嗜熱脂肪芽孢桿菌的菌抹,但是還可以源自其它芽孢桿菌屬菌種。期望的a-淀粉酶的具體實(shí)例包括WO99/19467中SEQIDNO:4所示的地衣芽孢桿菌a-淀粉酶(BLA)、WO99/19467中SEQIDNO:5所示的解淀粉芽孢桿菌a-淀粉酶(BAN),和WO99/19467中SEQIDNO:3所示的嗜熱脂肪芽孢桿菌a-淀粉酶(BSG)。在本發(fā)明的實(shí)施方案中,a-淀粉酶與WO99/19467中SEQIDNO:1、2、3、4或5分別所示的任何序列具有至少60%,優(yōu)選至少70%,更優(yōu)選至少80%,甚至更優(yōu)選至少90%的同一性程度,如至少95%,至少96%,至少97%,至少98%,或至少99%同一性。芽孢桿菌屬a-淀粉酶還可以是變體和/或雜合體,特別是WO96/23873、WO96/23874、WO97/41213、WO99/19467、WO00/60059和WO02/10355期望的a-淀粉酶變體在美國專利號(hào)6,093,562、6,297,038或美國專利號(hào)6,187,576中^^開(通過引用并入本文),而且包括在位置179至182缺失一個(gè)或兩個(gè)氨基酸的嗜熱脂肪芽孢桿菌a-淀粉酶(BSGa-淀粉酶)變體,優(yōu)選WO1996/023873中公開的雙缺失一參見例如,第20頁,第l-10行(通過引用并入本文),優(yōu)選與WO99/19467中公開的SEQIDNO:3所列的野生型BSGa-淀粉酶氨基酸序列相比對(duì)應(yīng)于A(181-182),或缺失氨基酸179和180,使用WO99/19467中SEQIDNO:3的編號(hào)(通過引用并入本文)。甚至更優(yōu)選的是芽孢桿菌屬a-淀粉酶,特別是嗜熱脂肪芽孢桿菌a-淀粉酶,其具有對(duì)應(yīng)于A(181-182)的雙缺失,而且與WO99/19467中SEQIDNO:3所列的野生型BSGa-淀粉酶氨基酸序列相比,還包含N193F取代(也表示為I181*+G182*+N193F)。a-淀粉酶也可以是產(chǎn)麥芽糖a-淀粉酶。"產(chǎn)麥芽糖a-淀粉酶"(葡聚糖1,4-a-麥芽水解酶,E.C.3.2丄133)能將直鏈淀粉和支鏈淀粉水解成a構(gòu)型的麥芽糖。來自嗜熱脂肪芽孢桿菌菌抹NCIB11837的產(chǎn)麥芽糖a-淀粉酶可從NovozymesA/S,Denmark購買得到。美國專利號(hào)4,598,048、4,604,355和6,162,628中描述了產(chǎn)麥芽糖a-淀粉酶,其通過引用并入本文。細(xì)菌雜合a-淀4分酶特別期望的雜合a-淀粉酶包含地衣芽孢桿菌a-淀粉酶(如WO99/19467中SEQIDNO:4所示)的445C末端氨基酸殘基,和源自解淀粉芽孢桿菌的a-淀粉酶(如WO99/194676中SEQIDNO:3所示)的37N末端氨基酸殘基,具有一種或多種(特別是全部)下述取代地衣芽孢桿菌編號(hào))。還優(yōu)選的是具有一個(gè)或多個(gè)下述突變(或在其它芽孢桿菌屬a-淀粉酶骨架中的相應(yīng)突變)的變體H154Y,A181T,N190F,A209V和Q264S和/或位置176和179之間的兩個(gè)殘基的缺失,優(yōu)選缺失E178和G179(使用WO99/19467中SEQIDNO:5的編號(hào)方式)。可以以本領(lǐng)域眾所周知的量加入細(xì)菌a-淀粉酶。當(dāng)以KNU單位(在下面的"材料與方法,,部分描述)測(cè)量時(shí),a-淀粉酶活性優(yōu)選以0.5-5000NU/gDS的量,以1-500NU/gDS的量,或者更優(yōu)選以5-1000NU/gDS的量,如10-100NU/gDS存在。真菌a-淀4分酶真菌酸性a-淀粉酶包括源自曲霉屬0^/er^7/w力的菌抹的酸性a-淀粉酶,如米曲霉(Aypgr^'〃wso,—、黑曲霉(^5p^7'〃ws"/ger)、川地曲霉(A/ergz7/wsAra而c/zz7)a-淀粉酶。優(yōu)選的酸性真菌a-淀粉酶是Fungamyl樣a-淀粉酶,其優(yōu)選源自米曲霉的菌抹。在本公開中,術(shù)語"Fungamyl樣a-淀粉酶"表示與WO96/23874中SEQIDNO:10所示氨基酸序列的成熟部分顯示高度同一性,即高于70%,高于75%,高于80%,高于85%,高于90%,高于95%,高于96%,高于97%,高于98%,高于99%,或者甚至100%同一性的a-淀粉酶。另一種優(yōu)選的酸性a-淀粉酶源自黑曲霉菌株。在優(yōu)選實(shí)施方案中,酸性真菌a-淀粉酶是來自黑曲霉的a-淀粉酶,其在Swiss-prot/TeEMBL數(shù)據(jù)庫中以"AMYA_ASPNG,,公開,初級(jí)登錄號(hào)為P56271,并在WO89/01969(實(shí)施例3)中更詳細(xì)地進(jìn)行了描述。酸性黑曲霉酸性a-淀粉酶還顯示為WO2004/080923中的SEQIDNO:1(Novozymes),其通過引用并入本文。還期望與WO2004/080923中SEQIDNO:1具有至少70%同一性,如至少80%或甚至至少90%同一性,如至少95%,至少96%,至少97%,至少98%,或至少99%同一性的所述酸性真菌淀粉酶的變體。合適的商業(yè)上可得到的源自黑曲霉的酸性真菌a-淀粉酶是SP288(可從NovozymesA/S,Denmark獲得)。在優(yōu)選實(shí)施方案中,a-淀粉酶源自川地曲霉,由Kaneko等,J.Ferment.Bioeng.81:292-298(1996),"Molecular-cloninganddeterminationofthenucleotide-sequenceofageneencodinganacid-stablealpha-amylasefrom爿^e/^7'〃wsA:m^c/H7"A開;還作為EMBL:#AB0083707>開。真菌酸性a-淀粉酶還可以是包含糖結(jié)合模塊(CBM)和a-淀粉酶催化域的野生型酶(即,非雜合),或其變體。在實(shí)施方案中,野生型酸性a-淀粉酶源自川地曲霉的菌林。真菌雜合a-淀4分酶在優(yōu)選實(shí)施方案中,真菌酸性a-淀粉酶是雜合a-淀粉酶。真菌雜合a-淀粉酶的優(yōu)選實(shí)例包括WO2005/003311或美國專利申請(qǐng)發(fā)明者蘭迪·戴因哈默,賴克·M·費(fèi)斯特森申請(qǐng)人:諾維信北美公司;諾維信公司