JP2018198580A - Organic acid production promoter, organic acid production method and culture method - Google Patents

Organic acid production promoter, organic acid production method and culture method Download PDF

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Abstract

To provide an organic acid production promoter, an organic acid production method, and a bacteria culture method.SOLUTION: Provided is an organic acid production promoter for promoting production of an organic acid produced by at least one type of bacteria selected from the group consisting of coryneform bacteria and cyanobacteria and including Euglena culture supernatant or Euglena cells as an active ingredient.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、有機酸産出促進剤、有機酸の製造方法及び培養方法に関する。   The present invention relates to an organic acid production promoter, an organic acid production method, and a culture method.

生物が生体内で作る有機酸は様々であるが、その中でもコハク酸、乳酸はバイオプラスチックの原料や、食品、医薬品などの幅広い分野において合成原料として用いられている。コハク酸や乳酸は、主に石油を原料として化学的に合成されているが、化石資源の枯渇や地球温暖化の防止といった観点から、生物を利用した有機酸生産が注目を集めている。   There are various organic acids that living organisms make in vivo. Among them, succinic acid and lactic acid are used as raw materials for bioplastics and as a synthetic raw material in a wide range of fields such as foods and pharmaceuticals. Succinic acid and lactic acid are chemically synthesized mainly using petroleum as a raw material. From the viewpoint of depleting fossil resources and preventing global warming, organic acid production using organisms is attracting attention.

また、L-グルタミン酸や、L-リジン等のL-アミノ酸は、これらのアミノ酸を生産するアミノ酸生産菌を用いて発酵法により工業的に生産されている。発酵法によるL-アミノ酸の工業的生産において、グルコース、フルクトース、スクロース等の糖類が炭素源として用いられている。炭素源としての糖類は、サトウキビなどの植物に由来するものが用いられている。   In addition, L-amino acids such as L-glutamic acid and L-lysine are industrially produced by fermentation using amino acid-producing bacteria that produce these amino acids. In the industrial production of L-amino acids by fermentation, sugars such as glucose, fructose, sucrose are used as a carbon source. As the saccharide as a carbon source, those derived from plants such as sugar cane are used.

細菌や藻類などの微生物を利用して、コハク酸、乳酸、アミノ酸などの有機酸を安定的に供給可能な生産系を確立できれば、培養時に二酸化炭素を吸収することで温室効果ガスの削減に寄与できるとともに、石油の消費量や、植物の使用量の削減が期待できる。   If a production system that can stably supply organic acids such as succinic acid, lactic acid, and amino acids using microorganisms such as bacteria and algae can be established, it will contribute to the reduction of greenhouse gases by absorbing carbon dioxide during cultivation. In addition, it can be expected to reduce oil consumption and plant consumption.

一方で、食糧、飼料、燃料等としての利用が有望視されている生物資源として、ユーグレナ(属名:Euglena、和名:ミドリムシ)が注目されている。
ユーグレナは、ビタミン,ミネラル,アミノ酸,不飽和脂肪酸など、人間が生きていくために必要な栄養素の大半に該当する59種類もの栄養素を備え、多種類の栄養素をバランスよく摂取するためのサプリメントとしての利用や、必要な栄養素を摂取できない貧困地域での食糧供給源としての利用の可能性が提案されている。
On the other hand, Euglena (genus name: Euglena, Japanese name: Euglena) attracts attention as a biological resource that is expected to be used as food, feed, fuel, and the like.
Euglena has 59 kinds of nutrients that correspond to most of the nutrients necessary for humans to live, such as vitamins, minerals, amino acids, and unsaturated fatty acids, and as a supplement to take a variety of nutrients in a balanced manner. The possibility of use as a food supply source in poverty areas where the necessary nutrients cannot be ingested has been proposed.

ユーグレナは、食物連鎖の第一次生産者に位置し、捕食者により捕食されることや、光、温度条件、撹拌速度などの培養条件が他の微生物に比べて難しいなどの理由から、大量培養が難しいとされてきたが、近年、大量培養技術が確立され、ユーグレナ及びユーグレナから抽出されるパラミロン等、ユーグレナ由来物質の大量供給の途が開かれた。そのため、大量供給可能となったユーグレナ及びユーグレナ由来物質の利用法の開発が望まれている。   Euglena is located in the primary producer of the food chain and is cultivated in large quantities because it is preyed by predators and the culture conditions such as light, temperature conditions, and stirring speed are difficult compared to other microorganisms. However, in recent years, mass culture techniques have been established, and the path to mass supply of Euglena-derived substances such as Euglena and paramylon extracted from Euglena has been opened. Therefore, it is desired to develop a method for using Euglena and Euglena-derived substances that can be supplied in large quantities.

ユーグレナを他の微生物と組み合わせて培養する技術の例として、ユーグレナ及びその培養抽出物が乳酸菌の生育を促進すること(特許文献1)や、ユーグレナとコバラミンを生産する乳酸菌の共培養により、両者の増殖が増加すること(非特許文献1)が知られているが、有用物質生産への応用など、様々な観点において検討の余地がある。   As an example of a technique for culturing Euglena in combination with other microorganisms, both Euglena and its culture extract promote the growth of lactic acid bacteria (Patent Document 1), and co-culture of euglena and lactic acid bacteria that produce cobalamin. Although it is known that proliferation increases (Non-patent Document 1), there is room for examination from various viewpoints such as application to production of useful substances.

特開平7−99967号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-99967

向田志保ら,「微細藻類Euglena gracilisとコバラミンを生産する乳酸菌との共培養」,微細藻類バイオマス利用シンポジウム,P.2(2015年9月3日、中央大学後楽園キャンパス)Mukada Shiho et al., “Co-culture of microalgae Euglena gracilis and lactic acid bacteria producing cobalamin”, Symposium on Utilization of Microalgae Biomass, p. 2 (September 3, 2015, Chuo University Korakuen Campus)

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、コリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌が産出する有機酸の産出を促進するために用いられる有機酸産出促進剤を提供することにある。
本発明の他の目的は、コリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌が産出する有機酸の産出が促進される培地を用いて、これらの細菌を培養する工程を含む有機酸の製造方法及び細菌の培養方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to promote the production of organic acids produced by one or more bacteria selected from the group comprising coryneform bacteria and cyanobacteria. It is in providing the organic acid production promoter used.
Another object of the present invention is an organic method comprising culturing these bacteria using a medium that promotes the production of organic acids produced by one or more bacteria selected from the group comprising coryneform bacteria and cyanobacteria. An object of the present invention is to provide a method for producing acid and a method for culturing bacteria.

本発明者らは、鋭意研究した結果、ユーグレナの培養上清又はユーグレナの細胞を含む培地を用いて、コリネ型細菌や藍藻を培養すると、細菌が産出する有機酸の産出が促進されることを見出した。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that when coryneform bacteria or cyanobacteria are cultured using a culture medium containing Euglena culture supernatant or Euglena cells, the production of organic acids produced by the bacteria is promoted. I found it.

従って、前記課題は、本発明によれば、ユーグレナの培養上清又はユーグレナの細胞を有効成分として含有し、コリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌が産出する有機酸の産出を促進するために用いられる有機酸産出促進剤により解決される。   Therefore, according to the present invention, the object of the present invention is to provide an organic acid produced by one or more bacteria selected from the group comprising coryneform bacteria and cyanobacteria, comprising Euglena culture supernatant or Euglena cells as an active ingredient. Solved by organic acid production promoters used to promote production.

このとき、前記有機酸産出促進剤は、前記ユーグレナの培養上清を有効成分として含有し、前記コリネ型細菌が産出する前記有機酸の産出を促進するために用いられるとよい。   In this case, the organic acid production promoter contains the Euglena culture supernatant as an active ingredient, and may be used to promote the production of the organic acid produced by the coryneform bacterium.

このとき、前記細菌が産出する前記有機酸が乳酸、コハク酸、及びアミノ酸を含む群より選択される一種以上であるとよい。   At this time, the organic acid produced by the bacterium may be at least one selected from the group comprising lactic acid, succinic acid, and amino acids.

前記課題は、本発明によれば、ユーグレナを培養してユーグレナの培養上清又はユーグレナの細胞を得る工程と、前記ユーグレナの培養上清又は前記ユーグレナの細胞を含む培地を用いてコリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌を培養する工程と、前記細菌を培養する工程で得られる培養物から有機酸を回収する工程と、を行うことを特徴とする有機酸の製造方法により解決される。   According to the present invention, there is provided a step of culturing Euglena to obtain a Euglena culture supernatant or Euglena cells, and a coryneform bacterium using the Euglena culture supernatant or a medium containing Euglena cells. A method for producing an organic acid, comprising: culturing at least one bacterium selected from the group comprising cyanobacteria; and recovering the organic acid from the culture obtained in the culturing the bacterium. It is solved by.

前記課題は、本発明によれば、コリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌をユーグレナの培養上清を含む培地を用いて培養する工程を行うことを特徴とする培養方法により解決される。   According to the present invention, there is provided a culture method comprising a step of culturing one or more bacteria selected from the group comprising coryneform bacteria and cyanobacteria using a medium containing a culture supernatant of Euglena. It is solved by.

本発明によれば、コリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌が産出する有機酸の産出を促進するために用いられる有機酸産出促進剤を提供することができる。
本発明の有機酸産出促進剤は、ユーグレナの培養上清を有効成分とする場合には、通常であれば廃液として処理されてしまう培養上清の有効利用が可能である。
さらに、本発明の有機酸の製造方法及び細菌の培養方法によれば、コリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌が産出する有機酸の産出が促進される培地を用いているため、有機酸を効率よく得ることができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the organic acid production promoter used in order to accelerate | stimulate production of the organic acid which 1 or more types of bacteria selected from the group containing coryneform bacterium and cyanobacteria produce can be provided.
When the organic acid production promoter of the present invention uses Euglena culture supernatant as an active ingredient, it is possible to effectively use the culture supernatant that would normally be treated as a waste liquid.
Furthermore, according to the method for producing an organic acid and the method for culturing a bacterium of the present invention, using a medium that promotes the production of an organic acid produced by one or more bacteria selected from the group comprising coryneform bacteria and cyanobacteria. Therefore, an organic acid can be obtained efficiently.

試験1において検証を行った、グルコース無添加条件下で、ユーグレナの培養上清または緩衝液を用いてコリネバクテリアを培養した際のグルタミン酸産出の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of glutamic acid production at the time of culturing corynebacteria using the culture supernatant or buffer solution of Euglena under the glucose non-addition conditions verified in Test 1. 試験1において検証を行った、グルコース添加条件下で、ユーグレナの培養上清または緩衝液を用いてコリネバクテリアを培養した際のグルタミン酸産出の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of glutamic acid production at the time of culturing corynebacteria using the culture supernatant or buffer solution of Euglena under the glucose addition conditions verified in Test 1. 試験1において検証を行った、ユーグレナの培養上清または緩衝液を用いてコリネバクテリアを培養した際のコハク酸産出の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of succinic acid production when corynebacteria were cultured using the culture supernatant or buffer solution of Euglena, which was verified in Test 1. 試験1において検証を行った、ユーグレナの培養上清または緩衝液を用いてコリネバクテリアを培養した際の乳酸産出の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the lactic acid production when corynebacteria were cultured using the culture supernatant or buffer solution of Euglena, which was verified in Test 1. 試験2において検証を行った、ユーグレナの培養上清または緩衝液を用いて藍藻を培養した際の乳酸産出の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the lactic acid production at the time of culturing cyanobacteria using the culture supernatant or buffer solution of Euglena which was verified in Test 2. 試験3において検証を行った、コリネバクテリアとユーグレナを、単独培養又は共培養した際のコハク酸産出の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of succinic-acid production when corynebacteria and Euglena which were verified in Test 3 were cultured alone or co-cultured. 試験3において検証を行った、コリネバクテリアとユーグレナを、単独培養又は共培養した際の乳酸産出の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of lactic acid production when corynebacteria and Euglena verified in Test 3 are cultured alone or co-cultured. 試験3において検証を行った、コリネバクテリアとユーグレナを、単独培養又は共培養した際のグルタミン酸産出の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of glutamic acid production when corynebacteria and Euglena verified in Test 3 are cultured alone or co-cultured. 試験4において検証を行った、藍藻とユーグレナを、単独培養又は共培養した際のコハク酸産出の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of succinic acid production at the time of carrying out independent culture or co-culture of cyanobacteria and Euglena which were verified in Test 4. 試験4において検証を行った、藍藻とユーグレナを、単独培養又は共培養した際の乳酸産出の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the lactic acid production at the time of carrying out independent culture or co-culture of cyanobacteria and Euglena which were verified in Test 4. 試験4において検証を行った、藍藻とユーグレナを、単独培養又は共培養した際の酢酸産出の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of acetic acid production when cyanobacteria and Euglena which were verified in Test 4 were cultured alone or co-cultured.

以下、本発明の実施形態について、図1乃至図11を参照しながら説明する。
本実施形態は、コリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌が産出する有機酸の産出を促進するために用いられる有機酸産出促進剤、ユーグレナの培養上清又はユーグレナの細胞を含む培地を用いてコリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌を培養する工程を行う有機酸の製造方法、及びコリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌をユーグレナの培養上清を含む培地を用いて培養する工程を行う培養方法に関するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11.
The present embodiment is an organic acid production promoter, Euglena culture supernatant or Euglena cell used to promote production of an organic acid produced by one or more bacteria selected from the group comprising coryneform bacteria and cyanobacteria A method for producing an organic acid, comprising a step of culturing one or more bacteria selected from the group comprising coryneform bacteria and cyanobacteria using a medium containing, and one or more selected from the group comprising coryneform bacteria and cyanobacteria The present invention relates to a culture method for performing a step of culturing bacteria using a medium containing a Euglena culture supernatant.

<ユーグレナ>
本実施形態において、「ユーグレナ」とは、分類学上、ユーグレナ属(Euglena)に分類される微生物、その変種、その変異種及びユーグレナ科(Euglenaceae)の近縁種を含む。
ここで、ユーグレナ属(Euglena)とは、真核生物のうち、エクスカバータ、ユーグレノゾア門、ユーグレナ藻綱、ユーグレナ目、ユーグレナ科に属する生物の一群である。
<Euglena>
In the present embodiment, “Euglena” includes taxonomically classified microorganisms classified as Euglena, variants thereof, mutants thereof, and closely related species of Euglenasae.
Here, Euglena is a group of organisms belonging to the Excavator, Euglenozoa, Euglena algae, Euglena, Euglena family among eukaryotes.

ユーグレナ属に含まれる種として、具体的には、Euglena chadefaudii、Euglena deses、Euglena gracilis、Euglena granulata、Euglena mutabilis、Euglena proxima、Euglena spirogyra、Euglena viridisなどが挙げられる。
ユーグレナとして、ユーグレナ・グラシリス(E. gracilis),特に、ユーグレナ・グラシリス(E. gracilis)Z株を用いることができるが、そのほか、ユーグレナ・グラシリス(E. gracilis)Z株の変異株SM−ZK株(葉緑体欠損株)や変種のE. gracilis var. bacillaris、これらの種の葉緑体の変異株等の遺伝子変異株、Astasia longa等のその他のユーグレナ類、及びそれらに由来するβ−1,3−グルカナーゼ等の物質であってもよい。
Specific species included in the genus Euglena include Euglena chadefaudii, Euglena dess, Euglena gracilis, Euglena granulata, Euglena mutabilis, Euglena proximure, Euglena proximure, Euglena
As Euglena, Euglena gracilis (E. gracilis), in particular, Euglena gracilis (Z) strain can be used, but in addition, mutant strain SM-ZK strain of Euglena gracilis (Z) strain (Chloroplast-deficient strains) and variants of E. gracilis var. Bacilaris, gene mutants such as chloroplast mutants of these species, other Euglenas such as Astasia longa, and β-1 derived therefrom A substance such as 3-glucanase may be used.

ユーグレナ類は、池や沼などの淡水及び汽水、海水中に広く分布しており、これらから分離して使用しても良く、また、既に単離されている任意のユーグレナ類を使用してもよい。
ユーグレナ類は、その全ての変異株を包含する。また、これらの変異株の中には、遺伝的方法、たとえば組換え,形質導入,形質転換等により得られたものも含有される。
Euglena is widely distributed in fresh water such as ponds and swamps, brackish water, and seawater, and may be used separately from these, or any Euglena that has already been isolated may be used. Good.
Euglena includes all its mutants. These mutant strains also include those obtained by genetic methods such as recombination, transduction, transformation and the like.

<細菌>
本実施形態において、ユーグレナの培養上清又はユーグレナの細胞を含む培地を用いて培養する細菌は、有機酸を産出する細菌、具体的には、コハク酸、乳酸、酢酸、アミノ酸(グルタミン酸、リジンなど)、フマル酸、リンゴ酸、クエン酸などの有機酸を産出する細菌であり、好ましくはコリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌である。
<Bacteria>
In this embodiment, the bacteria cultured using a culture medium containing Euglena culture supernatant or Euglena cells are bacteria producing organic acids, specifically succinic acid, lactic acid, acetic acid, amino acids (glutamic acid, lysine, etc.) ), A bacterium that produces an organic acid such as fumaric acid, malic acid, and citric acid, and preferably one or more bacteria selected from the group including coryneform bacteria and cyanobacteria.

(コリネ型細菌)
本実施形態において、コリネ型細菌とは、好気性のグラム陽性かん菌であり、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属の微生物をいう(Bergeys Manual of Determinative Bacteriology,8th Ed.,pp.599(1974))。
また、コリネ型細菌には、従来ブレビバクテリウム属に分類されていたが、後にコリネバクテリウム属に統合された微生物(Int.J.Syst.Bacteriol.,vol.41,pp.255(1991))が含まれ、コリネバクテリウム属細菌の類縁菌であるブレビバクテリウム(Brevibacterium)属及びミクロバクテリウム(Microbacterium)属の微生物も含まれる。
(Coryneform bacteria)
In this embodiment, the coryneform bacterium is an aerobic Gram-positive bacilli and refers to a microorganism belonging to the genus Corynebacterium (Bergeys Manual of Detergent Bacteriology, 8th Ed., Pp. 599 (1974)). .
In addition, the coryneform bacterium has been conventionally classified into the genus Brevibacterium, but was later integrated into the genus Corynebacterium (Int. J. Syst. Bacteriol., Vol. 41, pp. 255 (1991). And microorganisms of the genera Brevibacterium and Microbacterium which are related to Corynebacterium.

コリネ型細菌として、以下に示す例が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
例えば、コリネ型細菌として、コリネバクテリウム・アセトアシドフィラム(Corynebacterium acetoacidophilum)、コリネバクテリウム・アセトグルタミカム(Corynebacterium acetoglutamicum)、コリネバクテリウム・アルカノリティカム(Corynebacterium alkanolyticum)、コリネバクテリウム・カルナエ(Corynebacterium callunae)、コリネバクテリウム・グルタミカム(Corynebacterium glutamicum)、コリネバクテリウム・リリウム(Corynebacterium lilium)、コリネバクテリウム・メラセコーラ(Corynebacterium melassecola)、コリネバクテリウム・サーモアミノゲネス(Corynebacterium thermoaminogenes)、コリネバクテリウム・ハーキュリス(Corynebacterium herculis)、ブレビバクテリウム・ディバリカタム(Brevibacterium divaricatum)、ブレビバクテリウム・フラバム(Brevibacterium flavum)、ブレビバクテリウム・インマリオフィラム(Brevibacterium immariophilum)、ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム(Brevibacterium lactofermentum)、ブレビバクテリウム・ロゼウム(Brevibacterium roseum)、ブレビバクテリウム・サッカロリティカム(Brevibacterium saccharolyticum)、ブレビバクテリウム・チオゲニタリス(Brevibacterium thiogenitalis)、コリネバクテリウム・アンモニアゲネス(Corynebacterium ammoniagenes)、ブレビバクテリウム・アルバム(Brevibacterium album)、ブレビバクテリウム・セリヌム(Brevibacterium cerinum)、ミクロバクテリウム・アンモニアフィラム(Microbacterium ammoniaphilum)等が挙げられる。
Examples of coryneform bacteria include, but are not limited to, the following examples.
For example, as coryneform bacteria, Corynebacterium acetoacidophilum, Corynebacterium acetoglutamicum, Corynebacterium alkanolumum, Corynebacterium alkanolum, Corynebacterium callumanee, Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium lilium, Corynebacterium melasecola (Corynebacterium melassese) cora), Corynebacterium thermoaminogenes, Corynebacterium herculis, Brevibacterium diflavicum, Brevibacterium vulabium. Mariophyllum (Brevibaterium immobiliorum), Brevibacterium lactofermentum, Brevibacterium roseum, Brevibacterium saum Bacterium bacterium, Brevibacterium umbaceria, Brevibacterium umbiumum, Brevibacterium album -Ammonia film (Microbacterium ammoniaphilum) etc. are mentioned.

コリネ型細菌として、以下の菌株が例として挙げられるがこれらに限定されるものではない。
例えば、コリネ型細菌として、コリネバクテリウム・アセトアシドフィラム ATCC13870、コリネバクテリウム・アセトグルタミカム ATCC15806、コリネバクテリウム・アルカノリティカム ATCC21511、コリネバクテリウム・カルナエ ATCC15991、コリネバクテリウム・グルタミカム ATCC13020、13032、13060、13869、コリネバクテリウム・リリウム ATCC15990、コリネバクテリウム・メラセコーラ ATCC17965、コリネバクテリウム・サーモアミノゲネス AJ12340(FERM BP−1539)、コリネバクテリウム・ハーキュリス ATCC13868、ブレビバクテリウム・ディバリカタム ATCC14020、ブレビバクテリウム・フラバム ATCC13826、ATCC14067、AJ12418(FERM BP−2205)、ブレビバクテリウム・インマリオフィラム ATCC14068、ブレビバクテリウム・ラクトファーメンタムATCC13869、ブレビバクテリウム・ロゼウム ATCC13825、ブレビバクテリウム・サッカロリティカム ATCC14066、ブレビバクテリウム・チオゲニタリス ATCC19240、ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス ATCC6871、ATCC6872、ブレビバクテリウム・アルバム ATCC15111、ブレビバクテリウム・セリヌム ATCC15112及びミクロバクテリウム・アンモニアフィラム ATCC15354などの株が挙げられる。
Examples of coryneform bacteria include, but are not limited to, the following strains:
For example, Corynebacterium acetoacidophilum ATCC 13870, Corynebacterium acetoglutamicum ATCC15806, Corynebacterium alkanolyticum ATCC21511, Corynebacterium carnae ATCC15991, Corynebacterium glutamicum ATCC13020, 13032 , 13060, 13869, Corynebacterium lilium ATCC 15990, Corynebacterium melacecola ATCC 17965, Corynebacterium thermoaminogenes AJ12340 (FERM BP-1539), Corynebacterium herculis ATCC 13868, Brevibacterium divaricatam ATCC 14020, Umm Flabum AT C13826, ATCC 14067, AJ12418 (FERM BP-2205), Brevibacterium inmariophilum ATCC 14068, Brevibacterium lactofermentum ATCC 13869, Brevibacterium roseum ATCC 13825, Brevibacterium saccharolyticum ATCC 14066, Brevibacterium Examples include strains such as U. thiogenitalis ATCC 19240, Brevibacterium ammoniagenes ATCC 6871, ATCC 6872, Brevibacterium album ATCC 15111, Brevibacterium cerinum ATCC 15112, and Microbacterium ammonia philum ATCC 15354.

本実施形態におけるコリネ型細菌は、野生のコリネ型細菌を用いることができるが、これに限定されるものではなく、有機酸を効率よく産出するように改変されたコリネ型細菌を用いてもよい。改変は公知の方法で行うことができ、例えば、遺伝子組換えにより改変することができる。そのようなコリネ型細菌として、例えば、有機酸を産出する酵素を過剰発現したものが挙げられる。   The coryneform bacterium in the present embodiment can be a wild coryneform bacterium, but is not limited thereto, and a coryneform bacterium modified so as to efficiently produce an organic acid may be used. . The modification can be performed by a known method, for example, modification by gene recombination. Examples of such coryneform bacteria include those overexpressing enzymes that produce organic acids.

(藍藻)
本実施形態において、藍藻とは、藍色細菌(シアノバクテリア)とも呼ばれる真正細菌の1群であり、光合成によって酸素を生み出すという特徴を有する。単細胞で浮遊するもの、少数細胞の集団を作るもの、糸状に細胞が並んだ構造を持つものなどがあり、特に制限されないが、単細胞のものが好ましい。
(Cyanobacteria)
In the present embodiment, cyanobacteria are a group of eubacteria called cyanobacteria, and have the characteristic of producing oxygen by photosynthesis. There are those that float in single cells, those that make up a population of a small number of cells, and those that have a structure in which cells are arranged in a filamentous form.

藍藻として、以下に示す例が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
例えば、藍藻として、シネコシスティス(Synechocystis)属、ミクロシスティス(Microcystis)属、アルスロスピラ(Arthrospira)属、シアノテセ(Cyanothece)属、アルカリゲネス(Alcaligenes)属、アナベナ(Anabaena)属、シネココッカス(Synechococcus)属、サーモシネココッカス(Thermosynechococcus)属、グロイオバクター(Gloeobacter)属、アカリオクロリス(Acaryochloris)属、ノストック(Nostoc)属、トリコデスミウム(Trichodesmium)属、プロクロロン(Prochloron)属、プロクロロコッカス(Prochlorococcus)属等が挙げられる。
Examples of cyanobacteria include, but are not limited to, the following examples.
For example, the cyanobacteria include the genus Synechocystis, the genus Microcystis, the genus Arthrospira, the genus Cyanothece, the genus Alcaligenes, the genus Anabaena, the genus Cineco Synechococcus genus, Gloeobacter genus, Acaryochloris genus, Nostoc genus, Trichodesmium genus, Prochlorococ genus ) Genus etc. It is.

藍藻として、以下の菌株が例として挙げられるがこれらに限定されるものではない。
シネコシスティス・エスピー PCC6803、シネコシスティス・エスピー PCC7509、シネコシスティス・エスピー PCC6714、シネココッカス・エスピー PCC7942、サーモシネココッカス・エロンガタス BP−1、トリコデスミウム・エリスラエウム IMS101、アカリオクロリス・マリアナ MBIC11017、クロコスファエラ・ワトソニー WH8501、及びアナベナ・エスピー PCC7120等などの株が挙げられる。
その中でも、シネコシスティス・エスピー PCC6803、シネコシスティス・エスピー PCC6714、及びシネコシスティス・エスピー PCC7509を用いることが好ましく、シネコシスティス・エスピー PCC6803を用いることが特に好ましい。
Examples of cyanobacteria include, but are not limited to, the following strains:
Synecosystis sp. PCC6803, Synecocystis sp. PCC7509, Synecocystis sp. PCC6714, Synecococcus sp. , And Anabena SP PCC7120 and the like.
Among these, it is preferable to use Synecocystis sp. PCC6803, Synecocystis sp. PCC6714, and Synecocystis sp. PCC7509, and particularly preferably, Synecocystis sp. PCC6803.

本実施形態における藍藻は、野生の藍藻を用いることができるが、これに限定されるものではなく、有機酸を効率よく産出するように改変された藍藻を用いてもよい。改変は公知の方法で行うことができ、例えば、遺伝子組換えにより改変することができる。そのような藍藻として、例えば、有機酸を産出する酵素を過剰発現したものが挙げられる。   Wild cyanobacteria can be used as the cyanobacteria in the present embodiment, but is not limited thereto, and cyanobacteria modified so as to efficiently produce organic acids may be used. The modification can be performed by a known method, for example, modification by gene recombination. Examples of such cyanobacteria include those overexpressing enzymes that produce organic acids.

<ユーグレナの培養上清・ユーグレナ細胞>
本実施形態では、コリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌を培養する際に、細菌が産出する有機酸の産出を促進するためにユーグレナの培養上清又はユーグレナ細胞を用いる。
ここで、「ユーグレナの培養上清」とは、ユーグレナを培養した後の培養液の上清をいい、遠心分離等の公知の分離手段によってユーグレナ細胞を除去した培養液の上清を意味する。
「ユーグレナ細胞」とは、ユーグレナの細胞をいい、ユーグレナの生細胞及びユーグレナの死細胞の両方が含まれる。なお、「ユーグレナ細胞」には、ユーグレナ細胞の破砕物や、ユーグレナ細胞の抽出物などは含まれない。
<Euglena culture supernatant and Euglena cells>
In this embodiment, when culturing one or more bacteria selected from the group comprising coryneform bacteria and cyanobacteria, Euglena culture supernatant or Euglena cells are used to promote the production of organic acids produced by the bacteria. .
Here, the “euglena culture supernatant” refers to the supernatant of the culture solution after culturing Euglena, and means the supernatant of the culture solution from which Euglena cells have been removed by known separation means such as centrifugation.
“Euglena cells” refer to Euglena cells, and include both Euglena live cells and Euglena dead cells. “Euglena cells” do not include Euglena cell disruptions, Euglena cell extracts, and the like.

本実施形態のユーグレナの培養上清又はユーグレナ細胞を調製する際のユーグレナの培養は、以下に示す培養条件で行うことが出来るが、以下の条件に限定されるものではない。   Euglena culture when preparing the Euglena culture supernatant or Euglena cells of the present embodiment can be performed under the following culture conditions, but is not limited to the following conditions.

・培地の種類
ユーグレナ細胞の培養は、培養液を用いて行うことができる。培養液には栄養源として炭素源が添加されるが、炭素源には無機炭素源(CO、NaHCO、NaCO等)と有機炭素源(グルコース等)がある。本実施形態において用いられる培養液としては、栄養源としてグルコースなどの有機炭素源を含まない独立栄養培地を用いることが好ましいがこれに限定されるものではない。例えば、窒素源、リン源、ミネラルなどの栄養塩類を添加した培養液、例えば、Cramer−Myers培地や、改変Cramer−Myers培地((NHHPO 1.0g/L,KHPO 1.0g/L,MgSO・7HO 0.2g/l,CaCl・2HO 0.02g/l,Fe(SO・7HO 3mg/l,MnCl・4HO 1.8mg/l,CoSO・7HO 1.5mg/l,ZnSO・7HO 0.4mg/l,NaMoO・2HO 0.2mg/l,CuSO・5HO 0.02g/l,チアミン塩酸塩(ビタミンB1) 0.1mg/l,シアノコバラミン(ビタミンB12)、(pH3.5))を用いることができる。なお、(NHHPOは、(NHSOやNHaqに変換することも可能である。
-Types of medium Euglena cells can be cultured using a culture solution. A carbon source is added to the culture solution as a nutrient source. The carbon source includes an inorganic carbon source (CO 2 , NaHCO 3 , Na 2 CO 3, etc.) and an organic carbon source (glucose, etc.). As a culture solution used in the present embodiment, it is preferable to use an autotrophic medium that does not contain an organic carbon source such as glucose as a nutrient source, but is not limited thereto. For example, a culture solution to which nutrients such as a nitrogen source, a phosphorus source, and a mineral are added, for example, a Cramer-Myers medium or a modified Cramer-Myers medium ((NH 4 ) 2 HPO 4 1.0 g / L, KH 2 PO 4 1.0 g / L, MgSO 4 · 7H 2 O 0.2 g / l, CaCl 2 · 2H 2 O 0.02 g / l, Fe 2 (SO 2 ) 3 · 7H 2 O 3 mg / l, MnCl 2 · 4H 2 O 1.8 mg / l, CoSO 4 · 7H 2 O 1.5 mg / l, ZnSO 4 · 7H 2 O 0.4 mg / l, Na 2 MoO 4 · 2H 2 O 0.2 mg / l, CuSO 4 · 5H 2 O 0.02 g / l, thiamine hydrochloride (vitamin B1) 0.1 mg / l, cyanocobalamin (vitamin B12), (pH 3.5)) can be used. Note that (NH 4 ) 2 HPO 4 can also be converted to (NH 4 ) 2 SO 4 or NH 3 aq.

・培地のpH
培養液のpHは好ましくは2以上、また、その上限は、好ましくは6以下、より好ましくは4.5以下である。pHを酸性側にすることにより、光合成微生物は他の微生物よりも優勢に生育することができるため、コンタミネーションを抑制することができる。
培養中にpH調整を行うことも可能である。pH調整には、適当な無機あるいは有機の酸性あるいはアルカリ性物質、例えば、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等を使用することができる。
・ PH of medium
The pH of the culture solution is preferably 2 or more, and the upper limit thereof is preferably 6 or less, more preferably 4.5 or less. By setting the pH to the acidic side, the photosynthetic microorganisms can grow more dominantly than other microorganisms, so that contamination can be suppressed.
It is also possible to adjust the pH during the culture. For pH adjustment, an appropriate inorganic or organic acidic or alkaline substance such as sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, magnesium carbonate, sodium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, etc. is used. be able to.

・培養温度
培養温度は、通常15〜40℃であり、20〜34℃であることが好ましく、特に23〜28℃であることが好適である。
-Culture temperature Culture | cultivation temperature is 15-40 degreeC normally, it is preferable that it is 20-34 degreeC, and it is especially preferable that it is 23-28 degreeC.

・培養期間
培養条件にもよるが、ユーグレナは通常、培養開始後2〜14日で対数増殖期となり、15〜21日程度で定常期に到達する。本実施形態において、培養期間は、4〜30日であることが好ましく、4〜14日であることがより好ましいが、これに限定されるものではない。
-Culture period Although it depends on the culture conditions, Euglena usually enters a logarithmic growth phase 2 to 14 days after the start of culture, and reaches a stationary phase about 15 to 21 days. In this embodiment, the culture period is preferably 4 to 30 days, more preferably 4 to 14 days, but is not limited thereto.

・暗・嫌気培養
本実施形態のユーグレナの培養上清又はユーグレナ細胞を調製する際には、暗・嫌気条件で培養を行うこと、つまり暗・嫌気培養を行うことが好ましい。
暗条件とは、光照射を行うことなく、光を遮った条件のことをいう。
嫌気培養とは、培養液中の溶存酸素濃度を低くした状態で培養を行うことをいう。嫌気条件とするために、窒素ガス等の不活性ガスを供給して培養を行う、またはCOなどの不活性ガスを通気しながら培養を行う等の方法を用いることができる。なお、嫌気条件とするために用いる窒素ガスは、培養系から酸素を除くために用いられるものであり、ユーグレナや細菌が窒素源として資化するために用いられるものではない。
-Dark / anaerobic culture When preparing the Euglena culture supernatant or Euglena cells of this embodiment, it is preferable to perform the culture under dark / anaerobic conditions, that is, dark / anaerobic culture.
The dark condition refers to a condition that blocks light without performing light irradiation.
Anaerobic culture refers to culturing in a state where the dissolved oxygen concentration in the culture solution is low. In order to achieve anaerobic conditions, a method of culturing while supplying an inert gas such as nitrogen gas or culturing while supplying an inert gas such as CO 2 can be used. Nitrogen gas used for anaerobic conditions is used to remove oxygen from the culture system, and is not used for utilization of Euglena or bacteria as a nitrogen source.

・ユーグレナの培養上清の回収
上記の培養条件でユーグレナを培養した後、遠心分離等の公知の分離手段を用いて、培養液上清の回収を行うが、ユーグレナの培養上清を適切に回収できる方法であれば特に限定されるものではない。
-Collection of Euglena culture supernatant After euglena is cultured under the above culture conditions, the culture supernatant is collected using a known separation means such as centrifugation, but the Euglena culture supernatant is collected appropriately. It is not particularly limited as long as it can be performed.

・ユーグレナ細胞の回収
上記の培養条件でユーグレナを培養した後、ユーグレナ細胞の回収を行う。ユーグレナ細胞の回収は、培養後の培養液を含む状態で回収する方法や、公知の分離手段を用いる方法が例として挙げられる。培養後の培養液を含む状態でユーグレナ細胞を生細胞の状態で回収することが好ましいが、これに限定されるものではない。
-Collection of Euglena cells After culturing Euglena under the above culture conditions, Euglena cells are collected. Euglena cells can be collected by, for example, a method of collecting in a state containing a cultured medium after culturing or a method using a known separation means. Although it is preferable to recover Euglena cells in the state of living cells in a state containing the culture solution after culturing, it is not limited thereto.

<有機酸産出促進剤>
本実施形態に係る有機酸産出促進剤は、ユーグレナの培養上清又はユーグレナの細胞を有効成分として含有する。
本実施形態に係る有機酸産出促進剤は、コリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌が産出する有機酸の産出を促進するために用いられるものであり、これらの細菌を培養する培地に添加されるものである。
<Organic acid production promoter>
The organic acid production promoter according to the present embodiment contains Euglena culture supernatant or Euglena cells as an active ingredient.
The organic acid production promoter according to the present embodiment is used to promote the production of organic acids produced by one or more bacteria selected from the group comprising coryneform bacteria and cyanobacteria, It is added to the culture medium.

ここで、「有機酸の産出を促進する」とは、本実施形態に係る有機酸産出促進剤を用いて前記細菌を培養した場合に細菌が産出する有機酸の量が、本実施形態に係る有機酸産出促進剤を用いずに前記細菌を培養した場合に細菌が産出する有機酸と比較して増えることをいう。   Here, “promoting the production of organic acid” means that the amount of organic acid produced by the bacterium when the bacterium is cultured using the organic acid production promoter according to the present embodiment is related to the present embodiment. When the bacterium is cultured without using an organic acid production promoter, it means an increase compared to the organic acid produced by the bacterium.

<有機酸の製造方法>
本実施形態のユーグレナの培養上清又はユーグレナ細胞を用いた有機酸の製造方法は、ユーグレナを培養してユーグレナの培養上清又はユーグレナ細胞を得る工程と、前記ユーグレナの培養上清又はユーグレナ細胞を含む培地を用いてコリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌を培養する工程と、前記培地から有機酸を回収する工程と、を行うことを特徴とする有機酸の製造方法である。
以下、各工程について詳細に説明する。
<Method for producing organic acid>
The method of producing an organic acid using Euglena culture supernatant or Euglena cells according to the present embodiment includes the steps of culturing Euglena to obtain Euglena culture supernatant or Euglena cells, and Euglena culture supernatant or Euglena cells. A method for producing an organic acid, comprising: culturing one or more bacteria selected from the group comprising coryneform bacteria and cyanobacteria using a medium containing the same; and recovering the organic acid from the medium. It is.
Hereinafter, each step will be described in detail.

(ユーグレナの培養上清又はユーグレナ細胞を得る工程)
ユーグレナの培養上清又はユーグレナ細胞を得る工程では、上記ユーグレナの培養上清又はユーグレナ細胞の調製において示した培養条件でユーグレナを培養する(ステップS1)。
(Step of obtaining Euglena culture supernatant or Euglena cells)
In the step of obtaining Euglena culture supernatant or Euglena cells, Euglena is cultured under the culture conditions shown in the preparation of Euglena culture supernatant or Euglena cells (step S1).

(細菌を培養する工程)
細菌を培養する工程では、前記ユーグレナの培養上清又はユーグレナ細胞を含む培地を用いてコリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌を培養する(ステップS2)。
ここで、ユーグレナ細胞を含む培地を用いて細菌を培養することを「共培養」という。
細菌を培養する工程は、例えば、以下に示す培養条件で行うことが出来るが、以下の条件に限定されるものではない。
(Process of culturing bacteria)
In the step of culturing bacteria, one or more types of bacteria selected from the group containing coryneform bacteria and cyanobacteria are cultured using a culture medium containing Euglena culture supernatant or Euglena cells (Step S2).
Here, culturing bacteria using a medium containing Euglena cells is called “co-culture”.
The step of culturing bacteria can be performed, for example, under the following culture conditions, but is not limited to the following conditions.

・培地の種類
有機酸を産出する細菌の培養は、ユーグレナの培養上清又はユーグレナ細胞を含む培養液を用いて行うことができる。培養液には栄養源として炭素源が添加されるが、炭素源には無機炭素源(CO、NaHCO、NaCO等)と有機炭素源(グルコース等)がある。本実施形態において用いられる培養液としては、栄養源としてグルコースなどの有機炭素源を含まない独立栄養培地を用いることが好ましいがこれに限定されるものではない。
コリネ型細菌の培養には、LB培地を用いて好気培養を行ったのち、HEPESバッファーにユーグレナの培養上清又はユーグレナ細胞を添加した培地を用いて暗・嫌気培養を行うことが好ましく、また、藍藻の培養には、BG-11培地を用いて好気培養を行ったのち、HEPESバッファーにユーグレナの培養上清又はユーグレナ細胞を添加した培地を用いて暗・嫌気培養を行うことが好ましいが、用いる培地はこれらの培地に限定されるものではない。また、暗・嫌気培養時の培養は、HEPESバッファーに限定されるものではない。
-Types of medium Culture of bacteria producing organic acids can be performed using a culture solution containing Euglena culture supernatant or Euglena cells. A carbon source is added to the culture solution as a nutrient source. The carbon source includes an inorganic carbon source (CO 2 , NaHCO 3 , Na 2 CO 3, etc.) and an organic carbon source (glucose, etc.). As a culture solution used in the present embodiment, it is preferable to use an autotrophic medium that does not contain an organic carbon source such as glucose as a nutrient source, but is not limited thereto.
For the culture of coryneform bacteria, it is preferable to perform aerobic culture using LB medium, and then perform dark / anaerobic culture using a medium in which Euglena culture supernatant or Euglena cells are added to HEPES buffer. In the culture of cyanobacteria, it is preferable to perform aerobic culture using a BG-11 medium and then perform dark / anaerobic culture using a medium obtained by adding Euglena culture supernatant or Euglena cells to a HEPES buffer. The medium to be used is not limited to these media. Further, the culture during dark / anaerobic culture is not limited to the HEPES buffer.

・培地のpH
培養液のpHは、細菌の増殖及び有機酸の産出に適した任意のpH、例えば、pH5〜10であればよく、pH6〜9であることが好ましく、pH6〜8であることがより好ましい。pH調整には、適当な無機あるいは有機の酸性あるいはアルカリ性物質、例えば、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等を使用することができる。
・ PH of medium
The pH of the culture solution may be any pH suitable for bacterial growth and organic acid production, for example, pH 5-10, preferably pH 6-9, and more preferably pH 6-8. For pH adjustment, an appropriate inorganic or organic acidic or alkaline substance such as sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, magnesium carbonate, sodium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, etc. is used. be able to.

・培養温度
培養温度は、細菌の増殖及び有機酸の産出に適した温度、例えば、通常15〜40℃であり、20〜34℃であることが好ましく、特に28〜30℃であることが好適である。
Culture temperature The culture temperature is a temperature suitable for bacterial growth and organic acid production, for example, usually 15 to 40 ° C., preferably 20 to 34 ° C., particularly preferably 28 to 30 ° C. It is.

・培養期間
培養期間は、有機酸が十分に産出される期間であれば特に限定されず、例えば、2〜30日、好ましくは3〜14日、特に好ましくは4〜5日であればよい。
-Culture period The culture period is not particularly limited as long as the organic acid is sufficiently produced, and may be, for example, 2 to 30 days, preferably 3 to 14 days, particularly preferably 4 to 5 days.

・暗・嫌気培養
細菌の培養を行う際には、暗・嫌気条件で培養を行うこと、つまり暗・嫌気培養を行うことが好ましい。
暗条件とは、光照射を行うことなく、光を遮った条件のことをいう。
嫌気培養とは、培養液中の溶存酸素濃度を低くした状態で培養を行うことをいう。嫌気条件とするために、窒素ガス等の不活性ガスを供給して培養を行う、またはCOなどの不活性ガスを通気しながら培養を行う等の方法を用いることができる。なお、嫌気条件とするために用いる窒素ガスは、培養系から酸素を除くために用いられるものであり、ユーグレナや細菌が窒素源として資化するために用いられるものではない。
-Dark / anaerobic culture When culturing bacteria, it is preferable to perform culture under dark / anaerobic conditions, that is, dark / anaerobic culture.
The dark condition refers to a condition that blocks light without performing light irradiation.
Anaerobic culture refers to culturing in a state where the dissolved oxygen concentration in the culture solution is low. In order to achieve anaerobic conditions, a method of culturing while supplying an inert gas such as nitrogen gas or culturing while supplying an inert gas such as CO 2 can be used. Nitrogen gas used for anaerobic conditions is used to remove oxygen from the culture system, and is not used for utilization of Euglena or bacteria as a nitrogen source.

・培養方式及び培養装置
細菌の培養は、太陽光を直接利用するオープンポンド方式、集光装置で集光した太陽光を光ファイバー等で送り、培養槽で照射させ光合成に利用する集光方式等により行ってもよい。
また、細菌の培養は、例えば供給バッチ法を用いて行われ得るが、フラスコ培養や発酵槽を用いた培養、回分培養法、半回分培養法(流加培養法)、連続培養法(灌流培養法)等、いずれの液体培養法により行ってもよい。
培養は、オープンポンド型、レースウェイ型、チューブ型等の公知の培養装置や、坂口フラスコ、三角フラスコ、試薬ビンなどの実験用の培養容器を用いて行うことができる。
細菌の培養は、静置培養法、振盪培養法のいずれの方法によって行ってもよい。
各種培養の条件は、培養を通じて一定であってもよいが、有機酸の産出量を向上させるために、培養期間に応じて各種培養条件を変化させることも可能である。
・ Cultivation method and culture device Bacteria are cultured by open pond method using sunlight directly, by sunlight condensed by condensing device using optical fiber, etc. You may go.
The culture of bacteria can be performed using, for example, a fed batch method, but culture using a flask culture or a fermenter, a batch culture method, a semi-batch culture method (fed-batch culture method), a continuous culture method (perfusion culture). The liquid culture method may be used.
The culture can be performed using a known culture apparatus such as an open pond type, a raceway type, or a tube type, or an experimental culture vessel such as a Sakaguchi flask, an Erlenmeyer flask, or a reagent bottle.
Bacterial culture may be performed by either static culture or shaking culture.
Various culturing conditions may be constant throughout the culturing, but various culturing conditions may be changed according to the culturing period in order to improve the yield of organic acid.

(有機酸を回収する工程)
有機酸を回収する工程では、前記細菌を培養する工程で得られる培養物(培養系)から有機酸を回収する工程を行う(ステップS3)。
ここで、本工程における「培養物(培養系)」は、培地、ユーグレナ細胞、コリネ型細菌の細胞、藍藻の細胞、有機酸等の産出物を含む概念である。従って、「培養物(培養系)から有機酸を回収する」とは、ユーグレナ細胞や細菌細胞を除去した培地から有機酸を回収することや、ユーグレナ細胞や細菌細胞を含む培地から有機酸を回収すること、培養後のユーグレナ細胞や細菌細胞から有機酸を回収することを含む概念である。
回収される有機酸は、乳酸(D型−乳酸)、コハク酸、及びアミノ酸(グルタミン酸、リジンなど)を含む群より選択される一種以上である。
(Step of collecting organic acid)
In the step of recovering the organic acid, a step of recovering the organic acid from the culture (culture system) obtained in the step of culturing the bacteria is performed (step S3).
Here, the “culture (culture system)” in this step is a concept including products such as a medium, Euglena cells, coryneform bacteria cells, cyanobacteria cells, and organic acids. Therefore, “recovering organic acid from culture (culture system)” means recovering organic acid from a medium from which Euglena cells or bacterial cells have been removed, or recovering organic acid from a medium containing Euglena cells or bacterial cells. This is a concept including collecting organic acids from Euglena cells and bacterial cells after culturing.
The recovered organic acid is at least one selected from the group comprising lactic acid (D-type lactic acid), succinic acid, and amino acids (glutamic acid, lysine, etc.).

有機酸を回収する工程には、適当な分離方法(例えば、遠心分離や、濾過、有機溶剤による抽出工程、高速液体クロマトグラフィーなどの組み合わせ)により有機酸を分離して得る分離工程や、適切な分離カラムや再結晶によって有機酸を精製する精製工程が含まれる。   In the process of recovering the organic acid, a separation process obtained by separating the organic acid by an appropriate separation method (for example, a combination of centrifugation, filtration, extraction with an organic solvent, high performance liquid chromatography, etc.) A purification step of purifying the organic acid by a separation column or recrystallization is included.

予め用意したユーグレナの培養上清又はユーグレナ細胞を用いて、細菌の培養を行う場合、ユーグレナの培養上清又はユーグレナ細胞を得る工程を省略することもできる。   When culturing bacteria using Euglena culture supernatant or Euglena cells prepared in advance, the step of obtaining Euglena culture supernatant or Euglena cells may be omitted.

以下、具体的実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
以下の試験例では、ユーグレナの培養上清(嫌気上清)(実施例1)又はユーグレナ細胞(実施例2)を添加した培地を用いて細菌の培養を行い、細菌の有機酸産出に対する影響の検討を行った。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on a specific Example, this invention is not limited to these.
In the following test examples, bacteria are cultured using a culture medium supplemented with Euglena culture supernatant (anaerobic supernatant) (Example 1) or Euglena cells (Example 2), and the effect on the production of organic acids of bacteria is observed. Study was carried out.

<実施例1>
ユーグレナとして、ユーグレナ・グラシリスZ株(NIES−48株)を用い、独立栄養培地である改変CM培地を使用し、pHを3.5に調整した。具体的には、脱イオン水(DW)を用いて、表1に示す組成の改変CM培地を作製し、硫酸を用いてpH3.5に調整してからオートクレーブで滅菌した。
<Example 1>
Euglena Gracilis Z strain (NIES-48 strain) was used as Euglena, and a modified CM medium, which is an autotrophic medium, was used to adjust the pH to 3.5. Specifically, a modified CM medium having the composition shown in Table 1 was prepared using deionized water (DW), adjusted to pH 3.5 with sulfuric acid, and then sterilized with an autoclave.

Figure 2018198580
Figure 2018198580

調製した培地1Lを1L容量のメジューム瓶に入れた後、初期濃度がOD730=0.1になるようにユーグレナ・グラシリスの種藻体を接種し、添加した。 After putting 1 L of the prepared medium into a 1 L-volume medium bottle, Euglena gracilis seed algae was inoculated and added so that the initial concentration was OD 730 = 0.1.

1vol%濃度でCOを混合した空気を30〜50ml/分の流量で通気し、光源として白色蛍光灯(三菱電機照明株式会社製、ネオルミスーパー、FLR40SW)を用い、培養液水面に注ぐ光が50〜80μE/m・秒の強度となるように調節し、培養を行った。光の照射時間は、屋外の昼夜条件に近づけるため、12時間点灯後に12時間消灯する明暗サイクルとした。
培養温度25℃で12〜20日間培養を行った。
Light mixed with CO 2 at a concentration of 1 vol% at a flow rate of 30 to 50 ml / min, using a white fluorescent lamp (manufactured by Mitsubishi Electric Lighting Co., Ltd., Neorumi Super, FLR40SW) as a light source, and pouring light onto the surface of the culture solution Was adjusted to an intensity of 50 to 80 μE / m 2 · sec, and cultured. The light irradiation time was set to a light / dark cycle in which the light was turned off for 12 hours after being turned on for 12 hours in order to be close to outdoor daytime and night conditions.
The culture was performed at a culture temperature of 25 ° C. for 12 to 20 days.

培養液からのユーグレナ細胞の回収は、50mLプラスチックチューブに培養液を加え、5800×gで2分間の遠心を繰り返し、上清を捨てることで行った。その後、嫌気培養を行った。ユーグレナ細胞を20mM HEPES−KOH(pH7.8)緩衝液10mlに加え、濁度がOD730=20となるように、細胞を濃縮、懸濁し、ガスクロマトグラフィー用のバイアル瓶に移した。バイアル瓶にブチルゴムで蓋をした後、2本の注射針をゴム栓に刺し、一方から窒素ガスを10分間導入して酸素を除去した。その後、注射針を抜くことで、バイアル瓶中を嫌気状態にした。バイアル瓶をアルミホイルで包んで暗条件とし、30℃で4日間振盪培養した。 Euglena cells were collected from the culture solution by adding the culture solution to a 50 mL plastic tube, repeating centrifugation at 5800 × g for 2 minutes, and discarding the supernatant. Thereafter, anaerobic culture was performed. Euglena cells were added to 10 ml of 20 mM HEPES-KOH (pH 7.8) buffer, and the cells were concentrated and suspended so that the turbidity was OD 730 = 20, and transferred to a vial for gas chromatography. After the vial was covered with butyl rubber, two injection needles were inserted into the rubber stopper, and nitrogen gas was introduced from one side for 10 minutes to remove oxygen. Thereafter, the inside of the vial was made anaerobic by removing the injection needle. The vial was wrapped in aluminum foil to dark conditions, and cultured with shaking at 30 ° C. for 4 days.

<実施例2>
ユーグレナの細胞として、ユーグレナ(ユーグレナ・グラシリスZ株:NIES−48株)を用いた。ユーグレナの前培養は、表1に示す組成のCM培地を用い、好気条件、25℃で7〜20日間培養した。
<Example 2>
Euglena (Euglena gracilis Z strain: NIES-48 strain) was used as Euglena cells. Euglena was precultured using a CM medium having the composition shown in Table 1 and cultured at 25 ° C. for 7 to 20 days under aerobic conditions.

<比較例1>
比較例1として、20mMのHEPES−KOH(pH7.8)緩衝液を調製した。ここで、HEPESは、4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acidの略称である。
<Comparative Example 1>
As Comparative Example 1, a 20 mM HEPES-KOH (pH 7.8) buffer solution was prepared. Here, HEPES is an abbreviation for 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazine ethersufonic acid.

<有機酸の定量方法>
L−グルタミン酸の定量は、グルタミン酸測定キット(F−キット、L−グルタミン酸、Roche/R−Biopharm社製)を用いて行った(OD492を測定)。
コハク酸、乳酸及び酢酸の定量は、培養液を遠心分離にかけることで細胞を分離し、0.45μmフィルターで濾過をしながら上清1mlを新しいチューブに移して、凍結乾燥によって内容物を固化させた。これを過塩素酸に懸濁し、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によって、分析した。定量は、ブロモチモールブルーを用いたポストラベル法によって行った。
<Quantification method of organic acid>
L-glutamic acid was quantified using a glutamic acid measurement kit (F-kit, L-glutamic acid, manufactured by Roche / R-Biopharm) (measured OD 492 ).
For quantification of succinic acid, lactic acid and acetic acid, the cells were separated by centrifuging the culture solution, and 1 ml of the supernatant was transferred to a new tube while filtering through a 0.45 μm filter, and the contents were solidified by lyophilization. I let you. This was suspended in perchloric acid and analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC). Quantification was performed by a post-label method using bromothymol blue.

<試験1 ユーグレナの培養上清を用いたコリネバクテリアの培養>
試験1では、コリネバクテリアとしてCorynebacterium glutamicum ATCC13032株(住商インターナショナルより入手)を用い、実施例1のユーグレナの培養上清を添加した培地にて培養を行った。また、比較のために、比較例1の緩衝液を用いてコリネバクテリアの培養を行った。
<Test 1 Culture of Corynebacterium Using Euglena Culture Supernatant>
In Test 1, Corynebacterium glutamicum ATCC13032 strain (obtained from Sumisho International Co., Ltd.) was used as a corynebacteria and culture was performed in a medium to which the culture supernatant of Euglena of Example 1 was added. For comparison, corynebacteria were cultured using the buffer solution of Comparative Example 1.

(コリネバクテリアの前培養)
コリネバクテリアを250mlのLB培地を用い、暗・好気条件、30℃で1日培養した。LB培地は、表2に示す組成のLB培地を作製し、これを水酸化ナトリウムを用いてpHを7に調整し、加熱滅菌して調製した。
(Pre-culture of corynebacteria)
Corynebacterium was cultured for 1 day at 30 ° C. under dark and aerobic conditions using 250 ml of LB medium. The LB medium was prepared by preparing an LB medium having the composition shown in Table 2, adjusting the pH to 7 using sodium hydroxide, and sterilizing by heating.

Figure 2018198580
Figure 2018198580

(ユーグレナの培養上清を用いたコリネバクテリアの本培養)
前培養したコリネバクテリアを実施例1のユーグレナの培養上清10mlに加え、濁度がOD600=20となるように、細胞を濃縮、懸濁し、ガスクロマトグラフィー用のバイアル瓶に移した。グルコース添加条件では、グルコース濃度が10mMとなるように調整した。バイアル瓶にブチルゴムで蓋をした後、2本の注射針をゴム栓に刺し、一方から窒素ガスを10分間導入して酸素を除去した。その後、注射針を抜くことで、バイアル瓶中を嫌気状態にした。バイアル瓶をアルミホイルで包んで暗条件とし、30℃で4日間振盪培養した。
(Main culture of corynebacteria using Euglena culture supernatant)
The precultured corynebacteria were added to 10 ml of the Euglena culture supernatant of Example 1, and the cells were concentrated and suspended so that the turbidity was OD 600 = 20, and transferred to a vial for gas chromatography. Under the glucose addition conditions, the glucose concentration was adjusted to 10 mM. After the vial was covered with butyl rubber, two injection needles were inserted into the rubber stopper, and nitrogen gas was introduced from one side for 10 minutes to remove oxygen. Thereafter, the inside of the vial was made anaerobic by removing the injection needle. The vial was wrapped in aluminum foil to dark conditions, and cultured with shaking at 30 ° C. for 4 days.

(緩衝液を用いたコリネバクテリアの本培養)
前培養したコリネバクテリアを比較例1の緩衝液10mlに加え、濁度がOD600=20となるように、細胞を濃縮、懸濁し、ガスクロマトグラフィー用のバイアル瓶に移した。グルコース添加条件では、グルコース濃度が10mMとなるように調整した。バイアル瓶にブチルゴムで蓋をした後、2本の注射針をゴム栓に刺し、一方から窒素ガスを10分間導入して酸素を除去した。その後、注射針を抜くことで、バイアル瓶中を嫌気状態にした。バイアル瓶をアルミホイルで包んで暗条件とし、30℃で4日間振盪培養した。
(Main culture of corynebacteria using buffer solution)
Pre-cultured corynebacteria were added to 10 ml of the buffer solution of Comparative Example 1, and the cells were concentrated and suspended so that the turbidity was OD 600 = 20, and transferred to a vial for gas chromatography. Under the glucose addition conditions, the glucose concentration was adjusted to 10 mM. After the vial was covered with butyl rubber, two injection needles were inserted into the rubber stopper, and nitrogen gas was introduced from one side for 10 minutes to remove oxygen. Thereafter, the inside of the vial was made anaerobic by removing the injection needle. The vial was wrapped in aluminum foil to dark conditions, and cultured with shaking at 30 ° C. for 4 days.

(試験1の結果)
結果を図1乃至4に示す。
図1乃至4において、「NIES−48上清」は実施例1のユーグレナの培養上清であり、「ATCC13032」は比較例1の緩衝液を用いて培養を行った後の培養上清であり、「ATCC13032+NIES−48上清」は実施例1のユーグレナの培養上清を用いて培養を行った後の培養上清である。
(Result of Test 1)
The results are shown in FIGS.
1 to 4, “NIES-48 supernatant” is a culture supernatant of Euglena of Example 1, and “ATCC13032” is a culture supernatant after culturing using the buffer of Comparative Example 1. “ATCC13032 + NIES-48 supernatant” is a culture supernatant after culturing using the Euglena culture supernatant of Example 1.

図1に示すように、グルコースを添加しない場合、ユーグレナの培養上清を培養液に用いることによって、緩衝液を培養液に用いた場合と比較して、グルタミン酸が相加的以上に増加することがわかった。一方、図2に示すように、グルコースを添加した場合、ユーグレナの培養上清を培養液に用いても、グルタミン酸が相加的以上に増加することはなかった。   As shown in FIG. 1, when glucose is not added, glutamic acid increases more than additively by using Euglena's culture supernatant as a culture solution compared to when a buffer solution is used as a culture solution. I understood. On the other hand, as shown in FIG. 2, when glucose was added, glutamic acid did not increase more than additively even when Euglena culture supernatant was used as the culture medium.

図3及び4に示すように、グルコースを添加した場合、及びグルコースを添加しない場合の両方で、ユーグレナの培養上清を培養液に用いることによって、コハク酸、乳酸が相加的以上に増加することがわかった。なお、図3及び4では、ユーグレナの培養上清に含まれていたコハク酸、乳酸を差し引いた値を示している。   As shown in FIGS. 3 and 4, succinic acid and lactic acid increase more than additively by using Euglena's culture supernatant in the culture solution both when glucose is added and when glucose is not added. I understood it. 3 and 4 show values obtained by subtracting succinic acid and lactic acid contained in the culture supernatant of Euglena.

<試験2 ユーグレナの培養上清を用いた藍藻の培養>
試験2では、藍藻としてシネコシスティスの野生株(GT株)を用い、実施例1のユーグレナの培養上清を添加した培地にて培養を行った。また、比較のために、比較例1の緩衝液を用いて藍藻の培養を行った。
<Test 2 Culture of cyanobacteria using Euglena culture supernatant>
In Test 2, a wild strain (GT strain) of Synecocystis was used as a cyanobacteria and cultured in a medium to which the culture supernatant of Euglena of Example 1 was added. For comparison, cyanobacteria were cultured using the buffer solution of Comparative Example 1.

(藍藻の前培養)
藍藻を70mlのBG−11培地を用い、明・好気条件、30℃で3日培養した。BG−11培地の組成を表3に示す。
(Pre-culture of cyanobacteria)
Cyanobacteria were cultured for 3 days at 30 ° C. under light and aerobic conditions using 70 ml of BG-11 medium. Table 3 shows the composition of the BG-11 medium.

Figure 2018198580
Figure 2018198580

(ユーグレナの培養上清を用いた藍藻の本培養)
前培養した藍藻を実施例1のユーグレナの培養上清10mlに加え、濁度がOD730=20となるように、細胞を濃縮、懸濁し、ガスクロマトグラフィー用のバイアル瓶に移した。バイアル瓶にブチルゴムで蓋をした後、2本の注射針をゴム栓に刺し、一方から窒素ガスを10分間導入して酸素を除去した。その後、注射針を抜くことで、バイアル瓶中を嫌気状態にした。バイアル瓶をアルミホイルで包んで暗条件とし、30℃で3日間振盪培養した。
(Main culture of cyanobacteria using Euglena culture supernatant)
The pre-cultured cyanobacteria were added to 10 ml of the Euglena culture supernatant of Example 1, and the cells were concentrated and suspended so that the turbidity was OD 730 = 20, and transferred to a gas chromatography vial. After the vial was covered with butyl rubber, two injection needles were inserted into the rubber stopper, and nitrogen gas was introduced from one side for 10 minutes to remove oxygen. Thereafter, the inside of the vial was made anaerobic by removing the injection needle. The vial was wrapped in aluminum foil to dark conditions and cultured with shaking at 30 ° C. for 3 days.

(緩衝液を用いたコリネバクテリアの本培養)
前培養した藍藻を、NaHCOを添加した比較例1の緩衝液10mlに加え、濁度がOD730=20となるように、細胞を濃縮、懸濁し、ガスクロマトグラフィー用のバイアル瓶に移した。NaHCO濃度が100mMとなるように調整した。バイアル瓶にブチルゴムで蓋をした後、2本の注射針をゴム栓に刺し、一方から窒素ガスを10分間導入して酸素を除去した。その後、注射針を抜くことで、バイアル瓶中を嫌気状態にした。バイアル瓶をアルミホイルで包んで暗条件とし、30℃で4日間振盪培養した。
(Main culture of corynebacteria using buffer solution)
The pre-cultured cyanobacteria were added to 10 ml of the buffer solution of Comparative Example 1 to which NaHCO 3 was added, the cells were concentrated and suspended so that the turbidity was OD 730 = 20, and transferred to a vial for gas chromatography. . The NaHCO 3 concentration was adjusted to 100 mM. After the vial was covered with butyl rubber, two injection needles were inserted into the rubber stopper, and nitrogen gas was introduced from one side for 10 minutes to remove oxygen. Thereafter, the inside of the vial was made anaerobic by removing the injection needle. The vial was wrapped in aluminum foil to dark conditions, and cultured with shaking at 30 ° C. for 4 days.

(試験2の結果)
結果を図5に示す。
図5において、「GT」は比較例1の緩衝液を用いて培養を行った後の培養上清であり、「GT+NIES−48上清」は実施例1のユーグレナの培養上清を用いて培養を行った後の培養上清である。
(Result of Test 2)
The results are shown in FIG.
In FIG. 5, “GT” is a culture supernatant after culturing using the buffer solution of Comparative Example 1, and “GT + NIES-48 supernatant” is cultured using the Euglena culture supernatant of Example 1. It is a culture supernatant after performing.

図5に示すように、ユーグレナの培養上清を培養液に用いることによって、緩衝液を培養液に用いた場合と比較して、乳酸が増加することがわかった。
この結果から、藍藻の乳酸生産も、ユーグレナの培養上清によって促進されることがわかった。なお、図5では、ユーグレナの培養上清に含まれていた乳酸を差し引いた値を示している。
As shown in FIG. 5, it was found that the use of Euglena culture supernatant for the culture broth increased lactic acid as compared to the case where the buffer was used for the culture broth.
From these results, it was found that lactic acid production of cyanobacteria was also promoted by the Euglena culture supernatant. In addition, in FIG. 5, the value which deducted the lactic acid contained in the culture supernatant of Euglena is shown.

<試験3 コリネバクテリアとユーグレナの共培養>
試験3では、コリネバクテリアとしてCorynebacterium glutamicum ATCC13032株(住商インターナショナルより入手)を用い、実施例2のユーグレナの細胞を添加した培地にて共培養を行った。また、比較のために、比較例1の緩衝液を用いてコリネバクテリア又はユーグレナの培養を行った。
<Test 3 Corynebacteria and Euglena co-culture>
In Test 3, Corynebacterium glutamicum ATCC13032 strain (obtained from Sumisho International) was used as corynebacteria, and co-culture was performed in a medium supplemented with Euglena cells of Example 2. For comparison, Corynebacterium or Euglena was cultured using the buffer solution of Comparative Example 1.

(コリネバクテリアの前培養)
コリネバクテリアを250mlのLB培地を用い、好気条件、30℃で1日培養した。
(Pre-culture of corynebacteria)
Corynebacterium was cultured for 1 day at 30 ° C. under aerobic conditions using 250 ml of LB medium.

(ユーグレナ細胞を用いたコリネリバクテリアの共培養)
前培養したコリネバクテリア及び実施例2のユーグレナ細胞を20mM HEPES−KOH(pH7.8)緩衝液20mlに加え、濁度がOD730=20、OD600=20となるように、細胞を濃縮、懸濁し、ガスクロマトグラフィー用のバイアル瓶に移した。グルコース添加条件では、グルコース濃度が10mMとなるように調整した。バイアル瓶にブチルゴムで蓋をした後、2本の注射針をゴム栓に刺し、一方から窒素ガスを10分間導入して酸素を除去した。その後、注射針を抜くことで、バイアル瓶中を嫌気状態にした。バイアル瓶をアルミホイルで包んで暗条件とし、30℃または37℃で4日間振盪培養した。
(Co-culture of Corinellibacteria using Euglena cells)
Pre-cultured Corynebacterium and Euglena cells of Example 2 are added to 20 ml of 20 mM HEPES-KOH (pH 7.8) buffer, and the cells are concentrated and suspended so that the turbidity is OD 730 = 20 and OD 600 = 20. It became turbid and transferred to a gas chromatography vial. Under the glucose addition conditions, the glucose concentration was adjusted to 10 mM. After the vial was covered with butyl rubber, two injection needles were inserted into the rubber stopper, and nitrogen gas was introduced from one side for 10 minutes to remove oxygen. Thereafter, the inside of the vial was made anaerobic by removing the injection needle. The vial was wrapped in aluminum foil to dark conditions, and cultured with shaking at 30 ° C. or 37 ° C. for 4 days.

(緩衝液を用いたコリネバクテリアの単独培養)
前培養したコリネバクテリアを比較例1の緩衝液20mlに加え、濁度がOD600=20となるように、細胞を濃縮、懸濁し、ガスクロマトグラフィー用のバイアル瓶に移した。グルコース添加条件では、グルコース濃度が10mMとなるように調整した。バイアル瓶にブチルゴムで蓋をした後、2本の注射針をゴム栓に刺し、一方から窒素ガスを10分間導入して酸素を除去した。その後、注射針を抜くことで、バイアル瓶中を嫌気状態にした。バイアル瓶をアルミホイルで包んで暗条件とし、30℃または37℃で4日間振盪培養した。
(Single culture of corynebacteria using buffer solution)
The precultured corynebacteria were added to 20 ml of the buffer solution of Comparative Example 1, and the cells were concentrated and suspended so that the turbidity was OD 600 = 20, and transferred to a vial for gas chromatography. Under the glucose addition conditions, the glucose concentration was adjusted to 10 mM. After the vial was covered with butyl rubber, two injection needles were inserted into the rubber stopper, and nitrogen gas was introduced from one side for 10 minutes to remove oxygen. Thereafter, the inside of the vial was made anaerobic by removing the injection needle. The vial was wrapped in aluminum foil to dark conditions, and cultured with shaking at 30 ° C. or 37 ° C. for 4 days.

(緩衝液を用いたユーグレナの単独培養)
実施例2のユーグレナ細胞を比較例1の緩衝液20mlに加え、濁度がOD730=20となるように、細胞を濃縮、懸濁し、ガスクロマトグラフィー用のバイアル瓶に移した。グルコース添加条件では、グルコース濃度が10mMとなるように調整した。バイアル瓶にブチルゴムで蓋をした後、2本の注射針をゴム栓に刺し、一方から窒素ガスを10分間導入して酸素を除去した。その後、注射針を抜くことで、バイアル瓶中を嫌気状態にした。バイアル瓶をアルミホイルで包んで暗条件とし、30℃または37℃で4日間振盪培養した。
(Single culture of Euglena using buffer solution)
Euglena cells of Example 2 were added to 20 ml of the buffer solution of Comparative Example 1, and the cells were concentrated and suspended so that the turbidity was OD 730 = 20, and transferred to a gas chromatography vial. Under the glucose addition conditions, the glucose concentration was adjusted to 10 mM. After the vial was covered with butyl rubber, two injection needles were inserted into the rubber stopper, and nitrogen gas was introduced from one side for 10 minutes to remove oxygen. Thereafter, the inside of the vial was made anaerobic by removing the injection needle. The vial was wrapped in aluminum foil to dark conditions, and cultured with shaking at 30 ° C. or 37 ° C. for 4 days.

(試験3の結果)
結果を図6乃至8に示す。
図6乃至8において、「ATCC13032」は比較例1の緩衝液を用いてコリネバクテリアの単独培養を行った後の培養上清であり、「NIES−48」は比較例1の緩衝液を用いてユーグレナの単独培養を行った後の培養上清であり、「共培養」はコリネバクテリアを実施例2のユーグレナと共培養した後の培養上清である。
(Result of test 3)
The results are shown in FIGS.
6 to 8, “ATCC13032” is a culture supernatant after single culture of corynebacteria using the buffer solution of Comparative Example 1, and “NIES-48” is a buffer solution of Comparative Example 1. It is a culture supernatant after culturing Euglena alone. “Co-culture” is a culture supernatant after co-culturing corynebacteria with Euglena in Example 2.

図6に示すように、培養温度30℃で、グルコースを添加しない場合、コリネバクテリアをユーグレナと共培養することによって、それぞれを単独で培養した場合と比較して、コハク酸が相加的以上に増加することがわかった。一方、図6に示すように、培養温度30℃で、グルコースを添加した場合、コリネバクテリアをユーグレナと共培養しても、コハク酸が相加的以上に増加することはなかった。この結果は、培養温度が37℃でも同じであった。   As shown in FIG. 6, when glucose is not added at a culture temperature of 30 ° C., co-culture of corynebacteria with Euglena makes succinic acid more additive than when each is cultured alone. It turned out to increase. On the other hand, as shown in FIG. 6, when glucose was added at a culture temperature of 30 ° C., succinic acid did not increase more than additively even when corynebacteria were co-cultured with Euglena. This result was the same even when the culture temperature was 37 ° C.

図7に示すように、培養温度30℃で、グルコースを添加しない場合、コリネバクテリアをユーグレナと共培養しても、それぞれを単独で培養した場合と比較して、乳酸が相加的以上に増加することはなかった。また、図7に示すように、培養温度30℃で、グルコースを添加した場合にも、コリネバクテリアをユーグレナと共培養しても、乳酸が相加的以上に増加することはなかった。この結果は、培養温度が37℃でも同じであった。
本データでは、ユーグレナが乳酸を産出していることが示唆されており、ユーグレナが乳酸を産出しない条件(グルコースを添加しない嫌気条件)では、コリネバクテリアをユーグレナと共培養することで、乳酸が相加的以上に増加することがわかった。
As shown in FIG. 7, when the culture temperature is 30 ° C. and no glucose is added, even when corynebacteria are co-cultured with Euglena, lactic acid increases more than additively compared to the case where each is cultured alone. I never did. In addition, as shown in FIG. 7, even when glucose was added at a culture temperature of 30 ° C., lactic acid did not increase more than additively even when corynebacteria were co-cultured with Euglena. This result was the same even when the culture temperature was 37 ° C.
This data suggests that Euglena is producing lactic acid. Under conditions where Euglena does not produce lactic acid (anaerobic conditions without the addition of glucose), co-culture of corynebacteria with Euglena results in a lactic acid phase. It was found to increase more than additively.

図8に示すように、培養温度30℃で、グルコースを添加した場合、コリネバクテリアをユーグレナと共培養することによって、それぞれを単独で培養した場合と比較して、グルタミン酸が相加的以上に増加することがわかった。一方、図8に示すように、培養温度30℃で、グルコースを添加しない場合、コリネバクテリアをユーグレナと共培養しても、グルタミン酸が相加的以上に増加することはなかった。この結果は、培養温度が37℃でも同じであった。   As shown in FIG. 8, when glucose is added at a culture temperature of 30 ° C., glutamic acid is increased more than additively by co-culturing corynebacteria with Euglena compared to the case where each is cultured alone. I found out that On the other hand, as shown in FIG. 8, when glucose was not added at a culture temperature of 30 ° C., glutamic acid did not increase more than additively even when corynebacteria were co-cultured with Euglena. This result was the same even when the culture temperature was 37 ° C.

<試験4 藍藻ユーグレナの共培養>
試験4では、藍藻としてシネコシスティスの野生株(GT株)を用い、実施例2のユーグレナの細胞を添加した培地にて共培養を行った。また、比較のために、比較例1の緩衝液を用いて藍藻又はユーグレナの培養を行った。
<Test 4 Co-culture of cyanobacteria Euglena>
In test 4, a wild strain (GT strain) of Synechocystis was used as a cyanobacteria and co-culture was performed in a medium supplemented with Euglena cells of Example 2. For comparison, cyanobacteria or Euglena was cultured using the buffer solution of Comparative Example 1.

(藍藻の前培養)
藍藻を60mlのBG−11培地を用い、好気条件、30℃で4日培養した。1vol%濃度でCOを混合した空気を30〜50ml/分の流量で通気し、光源として白色蛍光灯(三菱電機照明株式会社製、ネオルミスーパー、FLR40SW)を用い、培養液水面に注ぐ光が50〜80μE/m・秒の強度となるように調節し、培養を行った。光の照射は24時間連続光で行った。
(Pre-culture of cyanobacteria)
Cyanobacteria were cultured for 4 days at 30 ° C. under aerobic conditions using 60 ml of BG-11 medium. Light mixed with CO 2 at a concentration of 1 vol% at a flow rate of 30 to 50 ml / min, using a white fluorescent lamp (manufactured by Mitsubishi Electric Lighting Co., Ltd., Neorumi Super, FLR40SW) as a light source, and pouring light onto the surface of the culture solution Was adjusted to an intensity of 50 to 80 μE / m 2 · sec, and cultured. Light irradiation was performed with continuous light for 24 hours.

(ユーグレナ細胞を用いた藍藻の共培養)
前培養した藍藻及び実施例2のユーグレナ細胞を20mM HEPES−KOH(pH7.8)緩衝液20mlに加え、濁度がOD730=20、OD600=20となるように、細胞を濃縮、懸濁し、ガスクロマトグラフィー用のバイアル瓶に移した。バイアル瓶にブチルゴムで蓋をした後、2本の注射針をゴム栓に刺し、一方から窒素ガスを10分間導入して酸素を除去した。その後、注射針を抜くことで、バイアル瓶中を嫌気状態にした。バイアル瓶をアルミホイルで包んで暗条件とし、30℃または37℃で3日間振盪培養した。
(Co-culture of cyanobacteria using Euglena cells)
The pre-cultured cyanobacteria and Euglena cells of Example 2 were added to 20 ml of 20 mM HEPES-KOH (pH 7.8) buffer, and the cells were concentrated and suspended so that the turbidity was OD 730 = 20 and OD 600 = 20. And transferred to a gas chromatography vial. After the vial was covered with butyl rubber, two injection needles were inserted into the rubber stopper, and nitrogen gas was introduced from one side for 10 minutes to remove oxygen. Thereafter, the inside of the vial was made anaerobic by removing the injection needle. The vial was wrapped in aluminum foil to dark conditions, and cultured with shaking at 30 ° C. or 37 ° C. for 3 days.

(緩衝液を用いた藍藻の単独培養)
前培養した藍藻を、NaHCOを添加した比較例1の緩衝液20mlに加え、濁度がOD730=20となるように、細胞を濃縮、懸濁し、ガスクロマトグラフィー用のバイアル瓶に移した。NaHCO濃度が100mMとなるように調整した。バイアル瓶にブチルゴムで蓋をした後、2本の注射針をゴム栓に刺し、一方から窒素ガスを10分間導入して酸素を除去した。その後、注射針を抜くことで、バイアル瓶中を嫌気状態にした。バイアル瓶をアルミホイルで包んで暗条件とし、30℃または37℃で3日間振盪培養した。
(Single culture of cyanobacteria using buffer solution)
The pre-cultured cyanobacteria were added to 20 ml of the buffer solution of Comparative Example 1 to which NaHCO 3 was added, and the cells were concentrated and suspended so that the turbidity was OD 730 = 20, and transferred to a gas chromatography vial. . The NaHCO 3 concentration was adjusted to 100 mM. After the vial was covered with butyl rubber, two injection needles were inserted into the rubber stopper, and nitrogen gas was introduced from one side for 10 minutes to remove oxygen. Thereafter, the inside of the vial was made anaerobic by removing the injection needle. The vial was wrapped in aluminum foil to dark conditions, and cultured with shaking at 30 ° C. or 37 ° C. for 3 days.

(緩衝液を用いたユーグレナの単独培養)
実施例2のユーグレナ細胞を比較例1の緩衝液20mlに加え、濁度がOD730=20となるように、細胞を濃縮、懸濁し、ガスクロマトグラフィー用のバイアル瓶に移した。バイアル瓶にブチルゴムで蓋をした後、2本の注射針をゴム栓に刺し、一方から窒素ガスを10分間導入して酸素を除去した。その後、注射針を抜くことで、バイアル瓶中を嫌気状態にした。バイアル瓶をアルミホイルで包んで暗条件とし、30℃または37℃で3日間振盪培養した。
(Single culture of Euglena using buffer solution)
Euglena cells of Example 2 were added to 20 ml of the buffer solution of Comparative Example 1, and the cells were concentrated and suspended so that the turbidity was OD 730 = 20, and transferred to a gas chromatography vial. After the vial was covered with butyl rubber, two injection needles were inserted into the rubber stopper, and nitrogen gas was introduced from one side for 10 minutes to remove oxygen. Thereafter, the inside of the vial was made anaerobic by removing the injection needle. The vial was wrapped in aluminum foil to dark conditions, and cultured with shaking at 30 ° C. or 37 ° C. for 3 days.

(試験4の結果)
結果を図9乃至11に示す。
図9乃至11において、「GT」は比較例1の緩衝液を用いて藍藻の単独培養を行った後の培養上清であり、「NIES−48」は比較例1の緩衝液を用いてユーグレナの単独培養を行った後の培養上清であり、「共培養」は藍藻を実施例2のユーグレナと共培養した後の培養上清である。
(Result of Test 4)
The results are shown in FIGS.
9 to 11, “GT” is the culture supernatant after culturing cyanobacteria alone using the buffer solution of Comparative Example 1, and “NIES-48” is Euglena using the buffer solution of Comparative Example 1. And “co-culture” is the culture supernatant after co-culturing cyanobacteria with Euglena of Example 2.

図9に示すように、培養温度30℃で藍藻をユーグレナと共培養しても、コハク酸が相加的以上に増加することはなかった。この結果は、培養温度が37℃でも同じであった。   As shown in FIG. 9, even when the cyanobacteria were co-cultured with Euglena at a culture temperature of 30 ° C., succinic acid did not increase more than additively. This result was the same even when the culture temperature was 37 ° C.

図10に示すように、培養温度30℃で藍藻をユーグレナと共培養することによって、それぞれを単独で培養した場合と比較して、乳酸が相加的以上に増加することがわかった。この結果は、培養温度が37℃でも同じであった。いずれの温度においても、乳酸は全てD型−乳酸であり、藍藻が産出する乳酸が促進されたことがわかった。   As shown in FIG. 10, it was found that by co-culturing cyanobacteria with Euglena at a culture temperature of 30 ° C., lactic acid increased more than additively compared to the case where each was cultured alone. This result was the same even when the culture temperature was 37 ° C. It was found that at any temperature, lactic acid was all D-type lactic acid, and lactic acid produced by cyanobacteria was promoted.

図11に示すように、培養温度30℃で藍藻をユーグレナと共培養することによって、それぞれを単独で培養した場合と比較して、酢酸が相加的以上に増加することがわかった。この結果は、培養温度が37℃でも同じであった。
As shown in FIG. 11, it was found that acetic acid increased more than additively by co-culturing cyanobacteria with Euglena at a culture temperature of 30 ° C., compared with the case where each was cultured alone. This result was the same even when the culture temperature was 37 ° C.

Claims (5)

ユーグレナの培養上清又はユーグレナの細胞を有効成分として含有し、
コリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌が産出する有機酸の産出を促進するために用いられる有機酸産出促進剤。
Containing Euglena culture supernatant or Euglena cells as active ingredients,
An organic acid production promoter used to promote production of an organic acid produced by one or more bacteria selected from the group comprising coryneform bacteria and cyanobacteria.
前記ユーグレナの培養上清を有効成分として含有し、
前記コリネ型細菌が産出する前記有機酸の産出を促進するために用いられることを特徴とする請求項1に記載の有機酸産出促進剤。
Containing the Euglena culture supernatant as an active ingredient,
The organic acid production promoter according to claim 1, which is used for promoting production of the organic acid produced by the coryneform bacterium.
前記細菌が産出する前記有機酸が乳酸、コハク酸、及びアミノ酸を含む群より選択される一種以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機酸産出促進剤。   The organic acid production promoter according to claim 1 or 2, wherein the organic acid produced by the bacterium is at least one selected from the group comprising lactic acid, succinic acid, and amino acids. ユーグレナを培養してユーグレナの培養上清又はユーグレナの細胞を得る工程と、
前記ユーグレナの培養上清又は前記ユーグレナの細胞を含む培地を用いてコリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌を培養する工程と、
前記細菌を培養する工程で得られる培養物から有機酸を回収する工程と、
を行うことを特徴とする有機酸の製造方法。
Culturing Euglena to obtain Euglena culture supernatant or Euglena cells;
Culturing one or more bacteria selected from the group comprising coryneform bacteria and cyanobacteria using a culture medium containing the Euglena culture supernatant or Euglena cells;
Recovering the organic acid from the culture obtained in the step of culturing the bacteria;
A process for producing an organic acid, characterized in that
コリネ型細菌及び藍藻を含む群より選択される一種以上の細菌をユーグレナの培養上清を含む培地を用いて培養する工程を行うことを特徴とする培養方法。
A culture method comprising culturing one or more bacteria selected from the group comprising coryneform bacteria and cyanobacteria using a medium containing Euglena culture supernatant.
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