JP2018093839A - 中鎖脂肪酸の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、微生物群を用いた中鎖脂肪酸、特にカプリル酸及びカプリン酸の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、特定の微生物群を短鎖脂肪酸及び電子供与体を含む培地で嫌気培養する工程、並びに培養物から中鎖脂肪酸を回収する工程を含む、中鎖脂肪酸を製造する方法に関する。本発明の方法によれば、安価な材料、特に食品廃棄物を原料として中鎖脂肪酸、特にカプリン酸を製造することができ、中鎖脂肪酸の低コストでの安定供給が可能となる。【選択図】図1
Description
本発明は微生物群を用いた中鎖脂肪酸の方法に関し、特に電子供与体と短鎖脂肪酸を含む培地で前記微生物群を嫌気培養する工程を含む、中鎖脂肪酸を製造する方法に関する。
中鎖脂肪酸すなわち炭素数が6〜12の直鎖状飽和モノカルボン酸は、バイオ燃料又はバイオプラスチック原料への利用の他に、アルツハイマー型認知症を含む神経変性性疾患の予防・改善への利用、さらには家畜の感染症予防への利用等が提唱されている、産業上の利用価値の高い物質である。
中鎖脂肪酸は、工業的にはパーム油からの精製によって製造されている。しかし、原料であるパーム油自体の製造が多段階の工程を必要とすることに加え、パーム油からの中鎖脂肪酸の精製に250℃以上の高温処理が必要とされる等、パーム油を原料とする製造は高コストという問題を有している。さらに、アブラヤシが生育する赤道付近の熱帯地方の気象条件によってパーム油の原料価格は大きく変動することがあり、特に日本ではパーム油はほぼ完全に輸入に頼らざるを得ないために為替変動による要因も加わる等、パーム油を原料とする製造は価格安定性においても問題を有する。そのため、近年、パーム油等の天然資源に依らず、より安価な原料から中鎖脂肪酸を製造する方法の研究開発が進められている。
例えば非特許文献1は、クロストリジウム クルイベリ(Clostridium kluyveri)が優勢な微生物群を低グレードのバイオマス中で培養してカプロン酸(ヘキサン酸)及びカプリル酸(オクタン酸)を製造する方法を開示している。また非特許文献2は、C.kluyveriを優勢に含む混合微生物を中空糸膜バイオフィルムリアクタ中で培養して、水素と二酸化炭素からカプロン酸及びカプリル酸を製造する方法を開示している。しかし、これらの製造方法の中鎖脂肪酸の生成量は必ずしも高いものではなく、また炭素数が10個の中鎖脂肪酸であるカプリン酸(デカン酸)を製造するには至っていない。
Steinbusch KJJ et.al.,Energy Environ.Sci.,2010,Vol.4,pp.216−224
Zhang F. et.al.,Water Res.,2013,Vol.47,pp.6122−6129
本発明は、新たな微生物群を用いた中鎖脂肪酸、特にカプリル酸及び/又はカプリン酸の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、活性汚泥に対して嫌気条件下で集積培養を行うことで得られる微生物群が、酢酸及びエタノールからカプリル酸及び/又はカプリン酸を製造することができることを見いだし、下記の各発明を完成させた。
(1)配列番号5に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号6に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号7に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号8に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号9に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、及び
配列番号11に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物
を含有する微生物群、又は
配列番号1に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号2に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号3に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号4に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号10に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、及び
配列番号12に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物のうちの少なくとも1の微生物をさらに含有する前記微生物群を短鎖脂肪酸及び電子供与体を含む培地で嫌気培養する工程、並びに培養物から中鎖脂肪酸を回収する工程を含む、中鎖脂肪酸を製造する方法。
(2)配列番号5に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号6に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号7に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号8に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号9に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するデスルホバクテリア科(Desulfobacteraceae)微生物、及び
配列番号11に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するオシリバクター属(Oscillibacter)微生物を含有する微生物群、又は
配列番号1に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するアネアロバキュルム属(Anaerobaculum)微生物、
配列番号2に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するアクチノミセス属(Actinomyces)微生物、
配列番号3に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号4に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するバクテロイデス属(Bacteroides)微生物
配列番号10に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するラクトバチルス属(Lactobacillus)微生物、及び
配列番号12に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するスフィンゴバクテリア目(Sphingocbacteriales)微生物のうちの少なくとも1の微生物をさらに含有する前記微生物群を短鎖脂肪酸及び電子供与体を含む培地で嫌気培養する工程、並びに培養物から中鎖脂肪酸を回収する工程を含む、中鎖脂肪酸を製造する方法。
(3)電子供与体がエタノールである、(1)又は(2)に記載の製造方法。
(4)培地が食品廃棄物及び/又はその加工物を含有する培地である、(1)〜(3)のいずれか一項に記載の製造方法。
(5)中鎖脂肪酸がカプリル酸及び/又はカプリン酸である、(1)〜(4)のいずれか一項に記載の製造方法。
配列番号6に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号7に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号8に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号9に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、及び
配列番号11に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物
を含有する微生物群、又は
配列番号1に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号2に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号3に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号4に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号10に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、及び
配列番号12に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物のうちの少なくとも1の微生物をさらに含有する前記微生物群を短鎖脂肪酸及び電子供与体を含む培地で嫌気培養する工程、並びに培養物から中鎖脂肪酸を回収する工程を含む、中鎖脂肪酸を製造する方法。
(2)配列番号5に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号6に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号7に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号8に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号9に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するデスルホバクテリア科(Desulfobacteraceae)微生物、及び
配列番号11に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するオシリバクター属(Oscillibacter)微生物を含有する微生物群、又は
配列番号1に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するアネアロバキュルム属(Anaerobaculum)微生物、
配列番号2に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するアクチノミセス属(Actinomyces)微生物、
配列番号3に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号4に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するバクテロイデス属(Bacteroides)微生物
配列番号10に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するラクトバチルス属(Lactobacillus)微生物、及び
配列番号12に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するスフィンゴバクテリア目(Sphingocbacteriales)微生物のうちの少なくとも1の微生物をさらに含有する前記微生物群を短鎖脂肪酸及び電子供与体を含む培地で嫌気培養する工程、並びに培養物から中鎖脂肪酸を回収する工程を含む、中鎖脂肪酸を製造する方法。
(3)電子供与体がエタノールである、(1)又は(2)に記載の製造方法。
(4)培地が食品廃棄物及び/又はその加工物を含有する培地である、(1)〜(3)のいずれか一項に記載の製造方法。
(5)中鎖脂肪酸がカプリル酸及び/又はカプリン酸である、(1)〜(4)のいずれか一項に記載の製造方法。
本発明の方法によれば、安価な原料から、特に食品廃棄物から中鎖脂肪酸、特にカプリン酸を製造することができ、中鎖脂肪酸の低コストでの安定供給が可能となる。
本発明の第一の態様は、
配列番号5に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号6に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号7に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号8に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号9に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、及び
配列番号11に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物
を含有する微生物群、又は
配列番号1に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号2に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号3に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号4に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号10に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、及び
配列番号12に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物のうちの少なくとも1の微生物をさらに含有する前記微生物群を短鎖脂肪酸及び電子供与体を含む培地で嫌気培養する工程、並びに培養物から中鎖脂肪酸を回収する工程を含む、中鎖脂肪酸を製造する方法に関する。
配列番号5に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号6に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号7に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号8に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号9に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、及び
配列番号11に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物
を含有する微生物群、又は
配列番号1に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号2に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号3に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号4に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号10に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、及び
配列番号12に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物のうちの少なくとも1の微生物をさらに含有する前記微生物群を短鎖脂肪酸及び電子供与体を含む培地で嫌気培養する工程、並びに培養物から中鎖脂肪酸を回収する工程を含む、中鎖脂肪酸を製造する方法に関する。
本発明の第1の態様において配列番号1〜12に関して上記の通りに特定される微生物を微生物1〜12と表すと、本発明の第1の態様は、微生物5〜9及び微生物11を含有する微生物群を、又は微生物5〜9及び微生物11に加えて微生物1〜4、微生物10及び微生物12の少なくとも1の微生物をさらに含有する微生物群を短鎖脂肪酸及び電子供与体を含む培地で嫌気培養する工程、並びに培養物から中鎖脂肪酸を回収する工程を含む、中鎖脂肪酸を製造する方法と表すことができる。
微生物1〜12を含む微生物群は、下水を最終的に処理して公共用水域又は海域に放流するために設けられる終末処理場から採取される活性汚泥を微生物源とし、短鎖脂肪酸及び電子供与体、例えば酢酸及びエタノールを含有する培地を用いて嫌気的に培養するという集積培養を行うことで調製することが可能である。前記培地は、無機塩を主体としてペプトンや酵母エキス等の微生物の培養に一般的に用いられる培地成分を添加した合成培地であればよい。また、微生物1〜12を含む微生物群は、配列番号1〜12に示される各塩基配列をクエリーとし、微生物の16S rDNAの塩基配列が登録されているDNAデータベース、例えばDDBJ、GenBank等を対象としてBLAST検索等の相同性検索を行うことで、各塩基配列と完全一致する塩基配列又は95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物を選択し、それらを混合することで調製することもできる。
本発明の第2の態様は、
配列番号5に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号6に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号7に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号8に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号9に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するデスルホバクテリア科(Desulfobacteraceae)微生物、及び
配列番号11に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するオシリバクター属(Oscillibacter)微生物を含有する微生物群、又は
配列番号1に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するアネアロバキュルム属(Anaerobaculum)微生物、
配列番号2に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するアクチノミセス属(Actinomyces)微生物、
配列番号3に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号4に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するバクテロイデス属(Bacteroides)微生物
配列番号10に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するラクトバチルス属(Lactobacillus)微生物、及び
配列番号12に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するスフィンゴバクテリア目(Sphingocbacteriales)微生物のうちの少なくとも1の微生物をさらに含有する前記微生物群を短鎖脂肪酸及び電子供与体を含む培地で嫌気培養する工程、並びに培養物から中鎖脂肪酸を回収する工程を含む、中鎖脂肪酸を製造する方法に関する。
配列番号5に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号6に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号7に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号8に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号9に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するデスルホバクテリア科(Desulfobacteraceae)微生物、及び
配列番号11に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するオシリバクター属(Oscillibacter)微生物を含有する微生物群、又は
配列番号1に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するアネアロバキュルム属(Anaerobaculum)微生物、
配列番号2に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するアクチノミセス属(Actinomyces)微生物、
配列番号3に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号4に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するバクテロイデス属(Bacteroides)微生物
配列番号10に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するラクトバチルス属(Lactobacillus)微生物、及び
配列番号12に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するスフィンゴバクテリア目(Sphingocbacteriales)微生物のうちの少なくとも1の微生物をさらに含有する前記微生物群を短鎖脂肪酸及び電子供与体を含む培地で嫌気培養する工程、並びに培養物から中鎖脂肪酸を回収する工程を含む、中鎖脂肪酸を製造する方法に関する。
本発明の第2の態様において上記配列番号1〜12に関して上記の通りに特定される微生物を微生物1’〜12’と表すと、本発明の第2の態様は、微生物5’〜9’及び微生物11’を含有する微生物群を、又は微生物5’〜9’及び微生物11’に加えて微生物1’〜4’、微生物10’及び微生物12’の少なくとも1の微生物をさらに含有する微生物群を短鎖脂肪酸及び電子供与体を含む培地で嫌気培養する工程、並びに培養物から中鎖脂肪酸を回収する工程を含む、中鎖脂肪酸を製造する方法と表すことができる。
微生物1’〜12’は、下水を最終的に処理して公共用水域又は海域に放流するために設けられる終末処理場から採取される活性汚泥を微生物源とし、短鎖脂肪酸及び電子供与体、例えば酢酸及びエタノールを含有する培地を用いて嫌気的に培養するという集積培養を行うことで調製することが可能である。前記培地は、無機塩を主体としてペプトンや酵母エキス等の微生物の培養に一般的に用いられる培地成分を添加した合成培地であればよい。また、微生物1’〜12’を含む微生物群は、配列番号1〜12に示される各塩基配列をクエリーとし、微生物の16S rDNAの塩基配列が登録されているDNAデータベース、例えばDDBJ、GenBank等を対象としてBLAST検索等の相同性検索を行うことで、各塩基配列と完全一致する塩基配列又は90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する、目的の目、科又は属に分類される微生物を選択し、それらを混合することで調製することもできる。
配列番号5〜8に示される塩基配列と90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物としては、配列番号5についてGenBankアクセッション番号:FR850057.1で登録されている16S rDNAを有するC.glycolicum、配列番号6についてGenBankアクセッション番号:KT624612.1で登録されている16S rDNAを有するC.thiosulfatireducens MCM B 556株、配列番号7についてGenBankアクセッション番号:KR018742.1で登録されている16S rDNAを有するClostridium sp. LZLJ009、配列番号8についてGenBankアクセッション番号:JX267065.1で登録されている16S rDNAを有するClostridium sp.E034等を、それぞれ挙げることができる。
配列番号9に示される塩基配列と90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するデスルホバクテリア科(Desulfobacteraceae)微生物としては、GenBankアクセッション番号:FJ516988.1で登録されている16S rDNAを有する微生物を挙げることができる。
配列番号11に示される塩基配列と90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するオシリバクター属(Oscillibacter)微生物としては、NCBI Reference Sequence:NR_118156.1で登録されている16S rDNAを有するOscillibacter ruminantium GH1株を挙げることができる。
配列番号1に示される塩基配列と90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するアネアロバキュルム属(Anaerobaculum)微生物としては、GenBankアクセッション番号:CP003198.1で登録されている16S rDNAを有するAnaerobaculum mobile DSM 13181を挙げることができる。
配列番号2に示される塩基配列と90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するアクチノミセス属(Actinomyces)微生物としては、NCBI Reference Sequence:NR_116594.1で登録されている16S rDNAを有するActinomyces naturaeを挙げることができる。
配列番号3に示される塩基配列と90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物としては、GenBankアクセッション番号:JQ606938.1で登録されている16S rDNAを有するBacterium NLAE−zl−P257を挙げることができる。
配列番号4に示される塩基配列と90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物としては、GenBankアクセッション番号:CR626927.1で登録されている16S rDNAを有するBacteroides fragilis NCTC 9343を挙げることができる。
配列番号10に示される塩基配列と90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するラクトバチルス属(Lactobacillus)微生物としては、GenBankアクセッション番号:CP016827.1で登録されている16S rDNAを有するLactobacillus helveticus D76株を挙げることができる。
配列番号12に示される塩基配列と90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するスフィンゴバクテリウム目(Sphingobacteriales)微生物としては、GenBankアクセッション番号:HM975531.1で登録されている16S rDNAを有する微生物を挙げることができる。
本発明の第1の態様及び第2の態様はいずれも、前記微生物群を短鎖脂肪酸及び電子供与体を含む培地で嫌気培養する工程を含む。
本工程における培地としては、前記微生物群が生育して脂肪酸の鎖伸長反応を行うことができる培地であればよく、例えば無機塩を主体としてペプトンや酵母エキス等の微生物の培養に一般的に用いられる培地成分を添加した合成培地、また食品廃棄物、好ましくはこれをホモジナイズ処理等して液状化したものを挙げることができる。ここで食品廃棄物とは、食品製造業から排出される動植物性残渣、及び食品流通業、外食産業又は一般家庭から排出される売れ残り、食べ残し、調理くず等を含む、そのままではヒトの食用に用いられない有機廃棄物をいう。培地のpHは、適当な酸又はアルカリを用いて弱酸性〜弱アルカリ性に調節されることが好ましい。
本工程における培地は、短鎖脂肪酸及び電子供与体を含む。短鎖脂肪酸としては、例えば酢酸、プロピオン酸、酪酸又は吉草酸を挙げることができ、好ましくは酢酸である。電子供与体は、脂肪酸の鎖伸長反応において電子供与体として機能する物質であればよく、例えば水素、エタノール又は乳酸、好ましくはエタノールを挙げることができる。
短鎖脂肪酸及び電子供与体は、微生物群の増殖を妨げない範囲の濃度で培地に存在すればよく、短鎖脂肪酸は培地1Lあたり概ね0.1〜5.0w/v%、好ましくは0.3〜2.0w/v%、より好ましくは0.6〜1.0w/v%であればよく、また電子供与体は培地1Lあたり概ね0.1〜5.0v/v%、好ましくは0.5〜4.0v/v%、より好ましくは1.0〜2.5v/v%であればよい。短鎖脂肪酸及び電子供与体は、培地成分として添加されたものでもよく、食品廃棄物を培地として利用したときは食品廃棄物からの持ち込みであってもよく、あるいは本発明に係る微生物群又はそれ以外の微生物の増殖に伴って培地中で生産されるものであってもよい。
本発明にいう「嫌気培養」とは、集積培養を含め、培養系において遊離酸素分子及び溶存酸素分子が極めて少ないか又は実質的に存在しない状態(嫌気状態)での培養を意味するが、NO2 −、NO3 −その他の、他の元素と結合した状態の酸素原子の存在を排除するものではない。
嫌気状態は、液体培地及び培養容器内に存在する遊離酸素分子及び溶存酸素分子を適当な酸素吸着剤等を用いて吸着除去するか、窒素ガス等の不活性化ガスで置換除去する等して準備することができ、また容器を密封する又は上記のような処理を継続して行う等して、培養中も維持することができる。
本発明における培養は、嫌気状態で行う他は特別な培養条件は必要ではなく、37℃前後の一般的な温度で14〜30日間ほど、培地を穏やかに撹拌しながら行うことが好ましい。
本発明の第1の態様及び第2の態様はいずれも、培養物から中鎖脂肪酸を回収する工程を含む。本発明において生成され、回収される中鎖脂肪酸には炭素数が6〜10の中鎖脂肪酸が含まれ、特にカプリル酸(オクタン酸)及び/又はカプリン酸(デカン酸)が、とりわけカプリル酸及びカプリン酸が生成され、回収される。
中鎖脂肪酸の回収は、培養液から不溶物や微生物残渣等を遠心処理で取り除いた上清を対象とし、溶媒抽出、各種クロマトグラフィー法その他の、中鎖脂肪酸の回収方法又は精製方法として公知の方法によって、行うことができる。本発明において好ましい回収工程は、培養液をポアサイズが5μm程度の適当な濾過膜で濾過して得られる濾液に対して、中空糸膜を用いた液相抽出を行って中鎖脂肪酸を回収する工程である。
回収された中鎖脂肪酸は、公知の方法によって必要に応じてさらに精製する等して、医薬、食品、飼料等に利用することができる。
以下の実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
<実施例1>
(1)集積培養
125mlバイアル瓶に表1に示された組成の培地Aを40mL、微量元素液Bを1mL加え、さらに炭素源として酢酸を8g/L、プロピオン酸を1.0g/L、酪酸を1.0g/Lとなるように、及び純エタノール10mLをそれぞれ加えて、集積培養培地を調製した。
(1)集積培養
125mlバイアル瓶に表1に示された組成の培地Aを40mL、微量元素液Bを1mL加え、さらに炭素源として酢酸を8g/L、プロピオン酸を1.0g/L、酪酸を1.0g/Lとなるように、及び純エタノール10mLをそれぞれ加えて、集積培養培地を調製した。
終末処理場から採取した活性汚泥液(4000mg/L MLSS)4mLを上記バイアル瓶中の集積培養培地に接種後、バイアル瓶に純窒素ガスを10分間導入して酸素を除去し、ブチル栓とアルミキャップで蓋をして30℃、120rpmの条件で12日間嫌気培養した。バイアル瓶からシリンジを用いて嫌気条件下で培養液4mLを採取し、嫌気条件下にある新しい集積培養培地/バイアル瓶に接種してさらに嫌気培養を継続した。この継代嫌気培養を計5回連続で行って、集積培養物を得た。
(2)酢酸及びエタノールからの中鎖脂肪酸の製造
1mLの微量元素液B、酵母エキス10g、エタノール15mL、及び酢酸ナトリウム7.5gを水に溶解して1Lとした液体培地(pH7に調整)10mLを50mL容バイアル瓶に入れ、バイアル瓶に純窒素ガスを10分間導入して酸素を除去し、ブチル栓とアルミキャップで蓋をして嫌気条件下とした後、(1)の集積培養物0.4mLを接種して、37℃、180rpmの条件で4日間、前培養を行った。
1mLの微量元素液B、酵母エキス10g、エタノール15mL、及び酢酸ナトリウム7.5gを水に溶解して1Lとした液体培地(pH7に調整)10mLを50mL容バイアル瓶に入れ、バイアル瓶に純窒素ガスを10分間導入して酸素を除去し、ブチル栓とアルミキャップで蓋をして嫌気条件下とした後、(1)の集積培養物0.4mLを接種して、37℃、180rpmの条件で4日間、前培養を行った。
上記液体培地40mLを125mL容バイアル瓶に入れ、上記と同様に嫌気条件下とした後に、前培養液4mLを接種し、37℃、120rpmの条件で30日間、経時的に培養液をサンプリングしながら嫌気条件下で混合培養を行った。
サンプリングした培養液に対して、600nmの吸光度を測定して菌の増殖をモニタリングした。また、培養液を遠心分離(10分、8000×g)した上清に対して、Shim−Pack SCR−102(H)カラムを用いたHPLC分析を行い、培地中の揮発性脂肪酸(酢酸、プロピオン酸、酪酸及び吉草酸)並びにエタノールの各濃度を測定した。さらに、前記上清にBF3−メタノールを加えてエステル交換反応を行った後に、ガスクロマトグラフィー(GC)を用いて中鎖脂肪酸濃度を測定した。GCの分析条件は、測定器:GC−2014、検出器:FID、カラム:J&W DB−5 ms capillary、キャリアガス:流速1.57mL/分のN2、検出器温度:300℃、及びインジェクター温度:275℃である。
混合培養終了後の培養液中の脂肪酸含有量、及び集積培養物に代えてカプリル酸を生産することが知られているC.kluyveri NBRC12016株を用いて同様の条件で培養を行ったときの培養液中の脂肪酸含有量を表2に示す。混合培養、C.kluyveri単独培養はいずれも、30日間の培養で初発酢酸(7.2g/L)及び初発エタノール(17.7mL/L)を完全に消費し、中鎖脂肪酸を生産した。混合培養ではカプリル酸(C8)が0.14g/L、カプリン酸(C10)が0.05g/L生産されたのに対し、C.kluyveriの単独培養ではカプリル酸(C8)は0.06g/L生産されたものの、カプリン酸(C10)は検出されなかった。
(3)食品廃棄物からの中鎖脂肪酸の製造
家庭から集められた食品残渣をブレンダーを用いて粉砕し、ふるいにかけて粗い物質を除去した濾液を得た。濾液を水道水で希釈し、5M NaOHでpH7に調整した後、オートクレーブ処理して、食品残渣培地を調製した。食品残渣培地のCODは約13g/Lであり、酢酸(3g/L)、乳酸(2.8g/L)、リンゴ酸(0.8g/L)、プロピオン酸(2g/L)等の揮発性脂肪酸を含んでいた。
家庭から集められた食品残渣をブレンダーを用いて粉砕し、ふるいにかけて粗い物質を除去した濾液を得た。濾液を水道水で希釈し、5M NaOHでpH7に調整した後、オートクレーブ処理して、食品残渣培地を調製した。食品残渣培地のCODは約13g/Lであり、酢酸(3g/L)、乳酸(2.8g/L)、リンゴ酸(0.8g/L)、プロピオン酸(2g/L)等の揮発性脂肪酸を含んでいた。
また、乳製品加工工場から食品廃棄物として回収したチーズホエーを水道水で5倍希釈し、5M NaOHでpH7に調整した後、オートクレーブ処理して、チーズホエー培地を調製した。チーズホエー培地のCODは約4g/Lであった。
125mL容バイアル瓶に食品残渣培地又はチーズホエー培地40mL及び25mLのエタノールを入れ、窒素ガスを10分間導入して酸素を除去し、ブチル栓とアルミキャップで蓋をして嫌気条件下とした後に、前記(2)の前培養液4mLを接種し、37℃、120rpmの条件で30日間、経時的に培養液をサンプリングしながら混合培養を行った。培養液中の揮発性脂肪酸及び中鎖脂肪酸の各濃度を前述のHPLC分析及びGC分析によって測定した。
<試験例>微生物群集構造解析
実施例1の(2)に示した混合培養の開始日(0day)と開始から20日後(20day)に採取した培養液から、Fast DNA SPIN Kit(QIAGEN)を用い、製造業者のプロトコルに従って、DNAを抽出した。DNA濃度がPCR反応に適した50〜100ng/μLの範囲になるまで抽出DNAを希釈後、表4に示した反応液を調製して、集積培養物に含まれる微生物の16S rDNAを増幅するためのPCR反応を行い、長さ400bp弱の増幅産物を得た。
実施例1の(2)に示した混合培養の開始日(0day)と開始から20日後(20day)に採取した培養液から、Fast DNA SPIN Kit(QIAGEN)を用い、製造業者のプロトコルに従って、DNAを抽出した。DNA濃度がPCR反応に適した50〜100ng/μLの範囲になるまで抽出DNAを希釈後、表4に示した反応液を調製して、集積培養物に含まれる微生物の16S rDNAを増幅するためのPCR反応を行い、長さ400bp弱の増幅産物を得た。
泳動後のゲルの写真を図1に示す。右のレーンはマーカーであり、各バンドの位置は上からそれぞれ変性剤濃度40%、44%、49%、53.4%に相当する。電気泳動後のゲルから、0dayと20dayにおいて共通する主要なバンド(図1の1〜8)及び20dayにおいてより明確なバンド(図1の9〜12)を切り出し、それぞれに含まれる増幅DNAの塩基配列(配列番号1〜12)を決定した。さらに、決定された塩基配列それぞれをクエリーとして、BLAST解析を行ったところ、各クエリー配列に対して90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAとこれを有する微生物が特定された。表6に、図1のバンド1〜12に対応する配列番号1〜12について、使用したDGGEゲルにおいて変性剤濃度勾配がリニアであると仮定したときの各バンドの位置に対応する変性剤濃度(%)、配列番号1〜12の各塩基配列に対して90%以上の相同性を有する16S rDNAのGenBank又はNCBIのアクセッション番号、BLAST検索による同一性(%)及び当該16S rDNAを有する微生物名を纏めて表す。
本出願人は、上記実施例1の(1)において記載された集積培養物について、国立大学法人室蘭工業大学工学研究科応用理化学系学科(〒050−8585北海道室蘭市水元町27番1号)内において自己寄託し、維持・保存している。本出願人は、日本国特許法施行規則第27条の3各号に該当する場合、各法令の遵守を条件に、第三者に前記集積培養物を分譲することを保証する。
Claims (5)
- 配列番号5に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号6に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号7に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号8に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号9に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、及び
配列番号11に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物
を含有する微生物群、又は
配列番号1に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号2に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号3に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号4に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号10に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、及び
配列番号12に示される塩基配列若しくはこれと95%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物のうちの少なくとも1の微生物をさらに含有する前記微生物群を短鎖脂肪酸及び電子供与体を含む培地で嫌気培養する工程、並びに培養物から中鎖脂肪酸を回収する工程を含む、中鎖脂肪酸を製造する方法。 - 配列番号5に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号6に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号7に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号8に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するクロストリジウム属(Clostridium)微生物、
配列番号9に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するデスルホバクテリア科(Desulfobacteraceae)微生物、及び
配列番号11に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するオシリバクター属(Oscillibacter)微生物を含有する微生物群、又は
配列番号1に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するアネアロバキュルム属(Anaerobaculum)微生物、
配列番号2に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するアクチノミセス属(Actinomyces)微生物、
配列番号3に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有する微生物、
配列番号4に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するバクテロイデス属(Bacteroides)微生物
配列番号10に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するラクトバチルス属(Lactobacillus)微生物、及び
配列番号12に示される塩基配列若しくはこれと90%以上の同一性を有する塩基配列を含む16S rDNAを有するスフィンゴバクテリア目(Sphingocbacteriales)微生物のうちの少なくとも1の微生物をさらに含有する前記微生物群を短鎖脂肪酸及び電子供与体を含む培地で嫌気培養する工程、並びに培養物から中鎖脂肪酸を回収する工程を含む、中鎖脂肪酸を製造する方法。 - 電子供与体がエタノールである、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 培地が食品廃棄物及び/又はその加工物を含有する培地である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 中鎖脂肪酸がカプリル酸及び/又はカプリン酸である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
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CN110656133A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-07 | 同济大学 | 促进废弃活性污泥厌氧发酵生产中链脂肪酸的预处理方法 |
KR20220071795A (ko) * | 2020-11-24 | 2022-05-31 | 성균관대학교산학협력단 | 중쇄 지방산의 정제 및 생산 방법 및 시스템 |
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CN110656133A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-07 | 同济大学 | 促进废弃活性污泥厌氧发酵生产中链脂肪酸的预处理方法 |
CN110656133B (zh) * | 2019-10-30 | 2023-06-02 | 同济大学 | 促进废弃活性污泥厌氧发酵生产中链脂肪酸的预处理方法 |
CN110643644A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-03 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 利用畜禽粪便发酵液生产中链脂肪酸的方法 |
KR20220071795A (ko) * | 2020-11-24 | 2022-05-31 | 성균관대학교산학협력단 | 중쇄 지방산의 정제 및 생산 방법 및 시스템 |
KR102462538B1 (ko) * | 2020-11-24 | 2022-11-02 | 성균관대학교산학협력단 | 중쇄 지방산의 정제 및 생산 방법 및 시스템 |
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