JP2019531058A - 好熱性真菌からの単一細胞タンパク質 - Google Patents

好熱性真菌からの単一細胞タンパク質 Download PDF

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Abstract

本発明は、好熱性真菌が、高温で及び酸性pHで、発酵性の炭素豊富な供給原料に成長する、単一細胞タンパク質を生産する方法に関する。これは、非滅菌条件下で及び追加の冷却を要求することなく実施することができる、費用効果がある発酵方法を可能にする。方法は、農業又は食物生産からの副産物又は廃棄物、又は都市ゴミの有機物画分を、ヒトの食物又は動物飼料中のタンパク質又はタンパク質サプリメントの食餌供給源として適用することができる、価値のある単一細胞タンパク質に変換するため使用することができる。【選択図】 なし

Description

本発明は、微生物学及び発酵技術の分野に関する。特に、本発明は、食品及び動物飼料における使用のための、好熱性真菌による炭素及びエネルギー豊富な供給原料の発酵による単一細胞タンパク質の生産に関する。
世界人口や豊かさの増加は、肉、乳製品、昆虫及び魚などのタンパク質豊富な食物に対する需要の急速な増加につながる。結果として、ブラジルなどの国々におけるダイズ生産の増加は、他の世界に輸出される莫大な規模のダイズ生産を実現するために、熱帯雨林を失うことにつながる。したがって、タンパク質豊富な動物飼料を、より局地的に生産する必要性がある。タンパク質豊富な動物飼料を生産する1つの方法は、発酵の手段により「単一細胞タンパク質」(single cell protein、SCP)を生産することである(Sumanら、2015、Int J. Curr. Microbiol. Appl. Sci.、Vol 4.、No 9.、pp 251〜262)。この点において、発酵は、細菌、酵母又は真菌などの微生物の細胞からなるタンパク質豊富な生産物への炭水化物豊富な供給原料の微生物的な変換として理解されている。動物飼料及び食物成分としてのSCPの使用により、微生物細胞が多量の必須アミノ酸を有し、例えばサプリメント穀粒に基づく食餌に適用される場合に、全てが多量の抗栄養性化合物フィチン酸塩、難消化性繊維などを有する複合飼料の消化性に陽性の効果を有しうる、フィターゼ、キシラナーゼ、ペクチナーゼ、プロテアーゼ、セルラーゼ、アミラーゼなどの有用な酵素を産生するという更なる利点がもたらされる。さらに、特に真菌細胞は、発酵性飼料素材を非常に栄養のあるものにする、微量元素及びビタミンが非常に豊富であることがある。キノコなどの真菌は、野菜が生産できないビタミンB12を含有することにおいて独特である。ビタミンB12は主に動物由来であることから、その欠乏は、一般に菜食主義者の食事に関連する。キノコは、1グラム当たり0.32〜0.65mgのビタミンB12を含有することが見出されており、ちょうど3gの新鮮なキノコが、このビタミンの推奨されている1日許容量を提供することが可能である。菜食主義者は、この重要な栄養分を得る有用な方法をそれに見出すことができる。
Outilaら(1999 American Journal of Clinical Nutrition、69: 95〜98)は、キノコ中のエルゴカルシフェロールが、補助剤がするのと同等に効果的に血清25−ヒドロキシビタミンD濃度を増加させ、キノコが天然ビタミンD供給源として確実に推奨されることを可能にすることを見出した。プロビタミンDは、一部のキノコ、特にシイタケ中に存在し、太陽光中の紫外線照射によってビタミンDに変換されうる。いくつかのキノコがβカロテン均等物として測定される、検出可能な量のプロビタミンAを含有するが、ビタミンAは一般的ではない。最も栽培されているキノコは、低量の脂溶性ビタミンK及びEを含有すると考えられており、ビタミンCの毎日の要求に対してわずかな寄与をなす。
Quorn(商標)は、フザリウム・ベネナツム(Fusarium venenatum)によって産生されるマイコプロテインであり、ビタミンB1(サイアミン)、ビタミンB2(リボフラビン)、ビタミンB3(ナイアシン)、ビタミンB5(パントテン酸)及びビオチンを含有する(www.mycoprotein.org)。最適化の目的のため、魚、昆虫、ニワトリ、ウシ、ブタなどの飼料の用途のみならず、食物用途における代替物を置き換える肉の生産のためにも要求される、ビタミンが多い、このプロセス中に適用される特定の好熱性真菌を選択することができる。
SCP生産における1つの問題は、特に細菌又は酵母での液中発酵の場合の発酵ブロス中に産生されるSCPバイオマスの濃度である。別の問題は、安価なポリマー炭素源をモノマー発酵糖に変換する高価な酵素の必要性である。さらに、SCP生産のために中温性微生物を使用する場合の感染を回避するため、滅菌発酵条件を適用する必要性があり、これが高い資本投資及びエネルギー要求に起因する、ひどく高額な操作上のコストにつながる(Bajpai及びBajpai、1987、J. Ferment. Technol. 65、3: 349〜351)。これらの問題の一部は、好熱性真菌での固体発酵を使用することによって取り組まれている(Grajek、1987、Biotechnol. Bioengineer. 32: 255〜260;及びGrajek、1988、J. Ferment. Technol. 66、6: 675〜679)。しかしながら、そのような固体プロセスの規模拡大は、通気及び冷却の問題を提起する。
米国特許第8,481,295号B2は、エタノール精製機からの希薄な蒸留廃液(stillage)におけるバッチ発酵を使用する動物飼料成分としての好熱性真菌の生産を開示する。しかしながら、そこで使用される真菌株は、4未満のpH及び45℃より高い温度では良好に行われなく、プロセスを細菌及び酵母混入の影響を受けやすくしている。
Gregory K.Fら(1977、Anim. Feed Sci. Technol. 2:7〜19)は、キャッサバの変換のための熱耐性真菌の使用の試みを開示しており、その過程で多くの熱耐性真菌が単離された。しかしながら、これらの試みは、それらの生物の混入問題が残り又は望ましくないヒト病原体(例えば、アスペルギルス・フミガーツス(Aspergillus fumigatus))が使用されたことから、生産物の商品化につながらず、それらムコール属(Mucor)株は、ラット研究では消化が不十分であることが見出された。
いくつかの著者は、SCPの生産のための、熱耐性真菌セパロスポリウム・エイコルニア(Cepalosporium eichornia)を報告している。E.g.Stevensら(1987、Appl Environ Microbiol. 53(2):284〜291)は、pH3.75及び45℃でのC.エイコルニアの使用を開示しており、その条件下で、彼らは細菌混入を頻繁に観察している。さらに、これらの著者は、沈澱タンクスラッジ試料(settling tank sludge sample)において成長を得ることができなかった。Varavinitら(1996、Starch 48: 379〜380)は、pH3.8及び45℃でのエアリフト発酵槽中で非常に希釈したキャッサバ(2%乾物)からC.エイコルニアSCPを生産したが、それを商品化することはできなかった。Mikamiら(1982、Appl Environ Microbiol. 43(2):403〜11)は、C.エイコルニア発酵も実施し、45℃超の温度又はpH3.8未満のpHで成長させることは可能ではなかったことを示している。
Reade及びGregory(1975、Appl Microbiol. 30:897〜904)は、アスペルギルス・フミガーツスと同定された好熱性真菌を使用するSCPの生産を開示しており、もはや47℃の温度でのケースではなく、45℃の温度で酵母混入がなおも発生し、47℃の温度ではもはやその状況ではなかったことを実証した。しかしながら、アスペルギルス・フミガーツスはヒト病原体であるので、食物又は飼料における使用のためのSCPを生産することに関して不適切である。
単一細胞タンパク質の生産における、これらの問題に取り組むことが本発明の課題である。
本発明は、SCPを生産する方法を提供することを探求する。方法は、好ましくは:a)好熱性真菌を、発酵性の炭素豊富な供給原料を含有する培地中で成長させるステップであって;前記真菌を、45℃より高い温度及び3.8未満のpHで、非滅菌条件下の液中培養で成長させる、ステップ;及び、b)ステップa)で成長させた前記好熱性真菌のバイオマスの形態で、前記培地からSCPを回収するステップを含む。方法では、炭素豊富な供給原料の濃度は、供給原料中の毒性化合物が、真菌の成長速度を低減させる濃度未満であるか、及び/又は炭素豊富な供給原料は、炭素豊富な供給原料の濃度が、供給原料中の毒性化合物が、真菌の成長速度を低減させる濃度未満に保たれる割合で培地に供給されることが好ましい。供給原料中の毒性化合物が、真菌の成長速度を低減させない濃度が、真菌によるCO産生の割合及びO消費の割合の少なくとも1つにおける低減の原因とならない、炭素豊富な供給原料の最高の濃度として、規定及び/又は決定されることが理解される。したがって、本発明の方法では、培地中の炭素豊富な供給原料が、5、4、3若しくは2%(w/v)の乾物濃度であるか、又はそれ未満の濃度が維持される割合で培地に供給されることが好ましい。
一実施形態では、本発明による方法は、2つ又はそれ以上の発酵槽を含む方法であって、少なくとも第1の発酵槽が、収穫及び任意選択で清浄化のために空であり、少なくとも第2の発酵槽中で、真菌の成長が継続し、好ましくは収穫及び任意選択で清浄化後、空の第1の発酵槽が、第2の発酵槽の内容物の少なくとも一部で満たされ、成長が、第1の発酵槽の収穫及び任意選択で清浄化の期間に継続される。
本発明の好ましい方法は、フェドバッチ法、反復フェドバッチ法又は連続法であり、更に好ましくは炭素制限法、又は少なくとも窒素を制限しない方法である。
本発明による方法において成長させる真菌は、好ましくは、ラサムソニア属(Rasamsonia)、タラロミセス属(Talaromyces)、ペニシリウム属(Penicillium)、アクレモニウム属(Acremonium)、フミコラ属(Humicola)、ペシロミセス属(Paecilomyces)、カエトミウム属(Chaetomium)、リゾムコール属(Rhizomucor)、サーモミセス属(Thermomyces)、リゾプス属(Rhizopus)、マセリオフトーラ属(Myceliophthora)、サーモアスカス属(Thermoascus)、チエラビア属(Thielavia)、サーモムコール属(Thermomucor)、ムコール属、スチベラ属(Stibella)、メラノカルプス属(Melanocarpus)、マルブランケア属(Malbranchea)、ダクチロミセス属(Dactylomyces)、カナリオミセス属(Canariomyces)、スキタリジウム属(Scytalidium)、ミリオコッカム属(Myriococcum)、コリナスカス属(Corynascus)、及びクーネメリア属(Coonemeria)からなる群から選択される真菌属の株である好熱性真菌である。好熱性真菌は、ラサムソニア・コンポスティコラ(Rasamsonia composticola)、ラサムソニア・エメルソニイ(Rasamsonia emersonii)、タラロミセス・エメルソニイ(Talaromyces emersonii)、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucor miehei)、リゾムコール・プシルス(Rhizomucor pusillus)、サーモムコール・インディカセウダチカ(Thermomucor indica−seudaticae)、チエラビア・テリコラ(Thielava terricola)、チエラビア・テレストリス(Thielava terrestris)、サーモアスカス・サーモフィラス(Thermoascus thermophilus)及びリゾプス属種(Rhizopus sp.)、そのうちの株、ラサムソニア・コンポスティコラ株CBS141695、ラサムソニア・エメルソニイCBS143030、サーモムコール・インディカセウダチカ(Thermomucor indicae−seudaticae)CBS143027及びCBS104.75、リゾムコール・ミエヘイCBS143029、リゾムコール・プシルスCBS143028、サーモアスカス・サーモフィラスCBS528.71、チエラビア・テレストリス(Thielavia terrestris)CBS546.86、タラロミセス・エメルソニイCBS393.64及びサーモセロミセス・サーモフィラ(Thermothelomyces thermophila)CBS117.65からなる群から選択される真菌種の株であることがより好ましく、リゾプス属種CBS143160がより好ましく、そのうちの株、CBS141695、CBS143030、CBS143027、CBS143029、CBS143160及びCBS143028が最も好ましい。
本発明の好ましい方法では、例えば、動物飼料に適用される場合、発酵性の炭素豊富な供給原料は、農業又は食物生産、サイレージ、都市ゴミ(MSW)の有機物画分からの副産物又は廃棄物のうちの1つ又は複数である。発酵性の炭素豊富な供給原料は、サトウダイコンパルプ、穀粒加工からの液体C−デンプン、皮をむいた野菜、カット野菜又は選別外の野菜の生産からの野菜廃棄物、パーム油ミル廃液(POME)、及び空果房(EFB)及びシュロの葉を含むパームミル残留物のうちの1つ又は複数であることが好ましい。食品の製造のためのSCPの生産について、トウモロコシ、ジャガイモ、コムギ、コメ、キャッサバ、サトウキビ又はサトウキビジュース、サトウダイコン又はサトウダイコンジュース又は高濃度のジュース、グルコースシロップ、又は食物用途に適切な任意の他の野菜生産物も使用することができる。
本発明による方法において、培地は、窒素源を含有する、及び/又は窒素源を供給されることが更に好ましい。窒素源は、アンモニア、尿素及び硝酸塩のうちの1つ又は複数を含むことが好ましい。窒素源は、廃糖蜜、サトウダイコン又はキビ残渣、ワイン産業からの残渣、ブドウ残留物、ジャガイモタンパク質液(PPL)、コーンスティープ液(CSL)、動物農場排出ガス清浄化スクラバーからのアンモニア、及び肥料加工からの希薄な画分の、濃縮物(evaporation)から得られる負荷濃縮物(burden condensate)に存在するアミンのうちの1つ又は複数であることがより好ましい。
本発明による方法では、バイオマスは、篩分け、濾過及びデカンテーションのうちの少なくとも1つによって培地から回収されることが好ましく、それによって、濾過された又は破壊されたバイオマス(ケーキ)の乾物濃度が、少なくとも12、15、20、25、30、35、40、45%、50%(w/v)であることが好ましい。バイオマスが、回転ドラム濾過、フィルタープレス、ベルトフィルター、篩又はDSMスクリーン、回転篩、ベルトプレス及びデカンター遠心分離機のうちの少なくとも1つによって培地から回収されることが好ましく、それによって、バイオマスケーキが、例えば、残留する水をプレスして除去して更に乾燥させることができることがより好ましい。
本発明による好ましい方法では、バイオマス(ケーキ)の篩分け、濾過、デカンテーション、及び/又は更なるプレスの後に得られる水画分は、発酵に戻して再利用されるか、及び/又は更に発酵バッチのために使用される。発明の更に好ましい方法では、発酵槽は、エネルギーの入力が必要ないずれの冷却装置も用いずに操作される。
一態様では、本発明は、好熱性真菌株に関する。真菌株は、ラサムソニア・コンポスティコラ株CBS141695、ラサムソニア・エメルソニイCBS143030、サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027、リゾムコール・ミエヘイCBS143029、リゾムコール・プシルスCBS143028及びリゾプス属種CBS143160である株からなる群から選択されることが好ましい。
別の態様では、本発明は、SCP生産物に関する。SCP生産物は、少なくとも1つの好熱性真菌株のバイオマスからのタンパク質を含むことが好ましく、ここで好熱性真菌は、ラサムソニア・コンポスティコラ株CBS141695、ラサムソニア・エメルソニイCBS143030、サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027及びCBS104.75、リゾムコール・ミエヘイCBS143029、リゾムコール・プシルスCBS143028、サーモアスカス・サーモフィラスCBS528.71、チエラビア・テレストリスCBS546.86、タラロミセス・エメルソニイCBS393.64及びサーモセロミセス・サーモフィラCBS117.65及びリゾプス属種CBS143160である株からなる群から選択され、そのなかでも、CBS141695、CBS143030、CBS143027、CBS143029及びCBS143028及びCBS143160株が好ましい。バイオマス中のタンパク質が、ダイズタンパク質中の総必須アミノ酸の合計よりも少なくとも10%高い総必須アミノ酸の合計を有することが好ましく、バイオマス中のタンパク質が、総アミノ酸の少なくとも8.5%のリジン含有量及び総アミノ酸の少なくとも10%のフェニルアラニン含有量の少なくとも1つを有することがより好ましい。
本発明の更なる態様は、少なくとも1つの好熱性真菌株のバイオマスからのタンパク質を含む食物又は飼料生産物であって、ここで好熱性真菌株は、ラサムソニア・コンポスティコラ株CBS141695、ラサムソニア・エメルソニイCBS143030、サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027及びCBS104.75、リゾムコール・ミエヘイCBS143029、リゾムコール・プシルスCBS143028、サーモアスカス・サーモフィラスCBS528.71、チエラビア・テレストリスCBS546.86、タラロミセス・エメルソニイCBS393.64、サーモセロミセス・サーモフィラCBS117.65及びリゾプス属種CBS143160である株からなる群から選択され、そのなかでも、CBS141695、CBS143030、CBS143027、CBS143029及びCBS143028及びCBS143160株が好ましい、食物又は飼料生産物に関する。
本発明は、添付される図面を参照して、以下でより詳細に議論される。
本発明による方法についての概略の全体のプロセスを説明している図であり、ここで、サトウダイコンパルプは、動物飼料の顧客又は産業的な使用のため直接販売することができるが、市場の要求次第で発酵槽に供給することもできる、単一細胞タンパク質(BETUFEED)及び調製真菌加水分解酵素(BETUZYM)及び液体サトウダイコンパルプの流れを生み出すための好熱性真菌を成長させるための発酵性の炭素豊富な供給原料として使用される。
実施形態の説明
本発明は、単一細胞タンパク質の生産に関する。特に、本発明は、好熱性真菌のバイオマスが、単一細胞タンパク質として生産される、単一細胞タンパク質を生産する方法に関する。
用語「単一細胞タンパク質」は、「SCP」と省略され、本明細書で、単細胞の細菌、酵母、真菌又は藻類を含む、単細胞(又は単一細胞)状態で存在する生物の細胞から本質的になるバイオマスを指すと理解され、そのバイオマスは、乾燥形態にあり、ヒトの食物又は動物飼料中のタンパク質又はタンパク質サプリメントの食餌供給源として適切であることが好ましい。
本発明では、新規の方法概念が開発され、これは高温及び低pH、及び好熱性真菌を使用し、この真菌が自分自身の細胞外加水分解酵素を産生し、これにより方法が非滅菌条件下で実施することが可能になる、その理由は、45℃より高い温度及び3.8未満のpHで、他の(微)生物が真菌に対して侵襲及び/又は競合できないからである。したがって、好熱性真菌が使用され、これは、両方の単純糖、例えばスクロース及びグルコース、フルクトース、並びにポリマー糖、例えばデンプン、イヌリン、セルロース、ヘミセルロース、キチン、ペクチン、並びに有機酸、例えば乳酸、酢酸、蟻酸、並びにエタノール及びメタノール(これらの代謝物は、多くの場合、サイレージプロセス中に又はそれらをペクチン及びヘミセルロースから分離することから形成される)、並びにトリグリセリド又はリン脂質の形態で存在する脂質を含む、高エネルギー炭素優性供給原料(energy−rich carbon−dominated feedstock)中で成長することができる。ヘミセルロース;ラムノース、フコース、ガラクトース、キシロース、アラビノース、マンノース、ガラクツロン酸、グルクロン酸などに存在するものなどの他の糖の変換も必要であり、加えてラフィノース、メリビオース、スタキオースなどは、飼料成分のタンパク質生産物を増強するため好ましく、廃水処理/バイオガス設備へと進行しなければならない濾過物からの炭素負荷を最小限にする。真菌によるベタイン、フェルラ酸及びクマル酸の変換も、収量を最大化するため好ましい。コンポスト化のようなプロセスにおいて発生する多くの好熱性真菌の利点は、これらが、非常に過酷な条件をもちこたえることができ、炭水化物などのポリマー基質を単量体糖に分割し、それらを変換する酵素を産生することができることである。
第1の態様では、本発明は、SCPを生産する方法に関する。方法は、好ましくは:a)好熱性真菌を、発酵性の炭素豊富な供給原料を含有する培地中で成長させるステップを含む。ステップa)では、真菌を液中培養で成長させることが好ましい。ステップa)では、真菌が、非滅菌条件下で成長させることが好ましい。ステップa)では、真菌が、46、47、48、49、50、51、52、53、54若しくは55℃又はそれ以上の温度で成長させることが好ましい。ステップa)では、真菌が、3.8、3.75、3.74、3.73、3.72、3.71、3.7、3.6、3.5、3.4、3.3、3.2、3.1若しくは3.0又はそれ未満のpHにあることが好ましい。方法は、b)ステップa)で成長させた前記好熱性真菌のバイオマスの形態で、前記培地からSCPを回収する更なるステップを含むことが好ましい。
低pHでのSCPの生産において解決される1つの問題は、多くの発酵性の炭素豊富な供給原料の毒性である。特に加水分解されたバイオマス又はサイレージ生産物は、有機酸、例えば、酢酸、乳酸、フェルラ酸、クマル酸、蟻酸を含む、ほとんどの微生物に毒性がある化合物を含有する可能性がより高い。これらの酸は、これらが非解離性の形態にある場合、低pHで特に毒性があり、それ自体が細胞壁に容易に浸透し、細胞の内部を酸性化することができる。そのような発酵性の炭素豊富な供給原料が低pH及び2、5又は10%超の乾物濃度(w/v)で発酵に適用される場合、毒性が真菌の成長を妨げる。
したがって、本発明の方法では、ステップa)において、炭素豊富な供給原料の濃度は、供給原料中の毒性化合物が、真菌の成長速度を低減させないレベルであることが好ましい。炭素豊富な供給原料は、供給原料中の毒性化合物が、真菌の成長速度を低減させない割合で培地に供給されることがより好ましい。例えば、本発明による方法では、培地中の炭素豊富な供給原料が、5、4、3若しくは2%(w/v)の乾物濃度であるか、又はそれ未満の濃度が維持される割合で培地に供給される。供給原料の発酵性は、発酵槽の排出ガスのCO含有量及びO含有量の少なくとも1つを測定することによって適宜チェック又はモニターすることができる。したがって、供給原料が真菌の成長速度に負の影響を及ぼさずに使用することができる最大濃度は、培地中の供給原料が、CO産生の割合及び酸素消費の割合の少なくとも1つの減少に濃度が達する場合まで、濃度を増加させることによって決定することができる。したがって、本発明の方法では、供給原料中の毒性化合物が真菌の成長速度を低減させない濃度が、真菌による、CO産生の割合及びO消費の割合の少なくとも1つにおける低減の原因とならない、炭素豊富な供給原料の最高の濃度として、決定及び/又は規定されることが好ましい。良好に発酵する供給原料は、呼吸(発酵からのオフガス中のCO濃度の増加又は酸素濃度の減少)によって決定することができるような、CO産生又は酸素消費の割合の急速な増加を可能にする。CO放出割合が低い場合、成長は、遅延する、また成長の開始が始まり、CO産生が加速するまで、水で希釈することによって増強させることができる。
実施例では、本発明者らは、例えば、接種前に加水分解されたバイオマスを<2%乾物に希釈することによるフェドバッチ技術を適用し、バッチ段階を完了し、有機酸及び糖が消費される際、グルコース制限条件(例えば、グルコース=<2g/L)で遅い速度で加水分解されたバイオマスで供給を開始して真菌に発酵槽に供給された全ての毒性がある有機酸を消費させた。
したがって、本発明の好ましい方法は、フェドバッチ法、反復フェドバッチ法(反復して、発酵ブロスの一部が収穫される)又は連続法である。そのような方法では、希釈割合(すなわち、供給原料が発酵槽に供給される割合)は、できる限り高くすることが好ましいが、真菌の流出を防止するために、真菌の最大比成長速度以下であることが好ましい。本発明の方法では、希釈割合は、好ましくは、0.05〜0.2 1/時間の範囲にあり、これは、発酵槽における5〜20時間の発酵槽中の滞留時間を意味する。したがって、希釈割合は、好ましくは、少なくとも0.05又は0.1 1/時間、好ましくは、0.2 1/時間以下である。
本発明の更に好ましい方法では、方法は、2つ又はそれ以上の発酵槽の使用を含み、少なくとも第1の発酵槽が、収穫及び任意選択で清浄化のために空であり、少なくとも第2の発酵槽中で、真菌の成長が継続する。空の発酵槽の清浄化は、例えば、酸(例えば、硫酸又はリン酸)、アルカリ(例えば、NaOH又はKOH)、消毒剤(例えば、過酸化水素又は過酢酸)ですすぐこと又は熱(例えば、蒸気)による消毒を含み、例えば、細菌又は酵母による発酵の感染を制御することが好ましい。清浄化は、好ましくは、CIP設備を使用して行われる。一実施形態では、方法は、1、2又は3日当たり1回、収穫及び任意選択で清浄化のために交互に空になる、少なくとも一対の発酵槽中で実施される。この操作は、方法の改善バージョンであり、これにより、非滅菌条件が方法の不安定性又は質若しくは方法の安定性における偏りがなく実施されることを可能にする。方法の更なる好ましい実施形態では、収穫及び任意選択で清浄化後、空の第1の発酵槽が、第2の発酵槽の内容物の少なくとも一部で満たされ、成長が、第1の発酵槽の収穫及び任意選択で清浄化の期間に継続される。方法の次のラウンドでは、第2の発酵槽が、収穫及び任意選択で清浄化され、次に第1の発酵槽の内容物の少なくとも一部で満たされ、成長が、第2の発酵槽等の収穫及び任意選択で清浄化の期間に継続される。方法の更に別の実施形態では、収穫された発酵バッチが、更なる連続的な発酵段階において収集されて、より高い生産物収量及び/又はDSP領域の安定な供給を可能にする。
本発明の方法では、(供給原料の)乾物濃度は、酸素消費速度が、発酵槽の酸素移動能力を超えないように管理されることが好ましく、これは、不十分な通気及び不完全な基質酸化につながるであろう。
本発明の方法では、培地中の供給原料の乾物濃度は、下流のプロセスが、最もコスト効率の高いように、最適化されることが更に好ましい。濾過及び/又はデカンテーションされる収穫される発酵性培地の量を最小化するため及び蒸発させる水の量を最小化するため(例えば、ミネラル肥料を販売する場合において濾過物から由来する水)、培地中の供給原料の乾物濃度はできる限り高いことが好ましい。他方、培地中の供給原料の乾物濃度が高過ぎる場合、真菌ブロスの粘性は増加し、酸素移動が問題となる。発明者らは、発酵槽における培地中の供給原料の至適な乾物濃度が、使用された原料、塩ストレス、毒性代謝産物に応じて、2〜15%乾物(w/v)の範囲にあることを見出した。加えて、ブロスのレオロジーが、真菌の成長形態によって部分的に決定された。本発明の方法において真菌の好ましい成長形態は、容易な酸素移動及び混合を可能にするブロスの低い粘性を与えるため十分に短いが、低いg値で容易な濾過又はデカンテーションを可能にするため十分に長い、菌糸(hyphal)の長さである。したがって、菌糸の長さが10〜500μm(マイクロメートル)の範囲にあることが好ましく、菌糸があまり多く分枝していないことが好ましい。菌糸の長さが30〜300μmの範囲にあることがより好ましい。菌糸体が、篩又はスクリーン(好ましくは、0.1、0.5、1又は2mm直径の孔を有する)に保持されることによって容易に収穫できることが好ましい。
本発明の方法では、窒素制限が、回避されることが好ましい。したがって、真菌は、炭素制限下で成長させることが好ましい。それにより、生産されたバイオマスのタンパク質含有量を最大化することができ、炭素過剰の結果としての、炭素を保持及び/又は貯蔵する化合物、例えばトレハロース、グリコーゲン及び/又は脂質の蓄積を回避することができる。
本発明の方法において使用される真菌(すなわち、方法で成長させる真菌)は、好ましくは好熱性真菌である。本発明において使用する好熱性真菌は、好ましくは、少なくとも45、46、47、48、50、51、52、又は55℃、時々は、さらに56℃超の温度で成長させる真菌である。本発明において使用する好熱性真菌はまた、好ましくは、低い(すなわち、酸性のpH)で成長させる真菌である。好ましい好熱性真菌は、3.8、3.75、3.74、3.73、3.72、3.71、3.6、3.5、3.4、3.3、3.2、3.1若しくは3.0又はそれ未満のpHで成長させる。本発明において使用する好熱性真菌は、好ましくは、セルロース分解性及び/又はヘミセルロース分解性真菌である。
「真菌」には、真核生物の微生物として本明細書に規定され、真菌亜門(Eumycotina)の全ての種が含まれる(Alexopoulosら、1962、In:Introductory Mycology、John Wiley & Sons、Inc.、New York)。したがって、用語「真菌」には、糸状菌及び酵母の両方が含まれる。「糸状真菌」は、真菌亜門(Eumycotina)及び卵菌亜門(Oomycota)の全ての糸状形態を含む真核生物の微生物として本明細書に規定される(Hawksworth ら、1983、In: Ainsworth and Brisby’s Dictionary of the Fungi. 7th ed. Commonwealth Mycological Institute、Kew、Surreyによる規定)。糸状菌は、キチン、セルロース、グルカン、キトサン、マンナン、及び他の複合多糖から構成される菌糸体壁によって特性決定される。栄養成長は菌糸の伸長により、炭素カタボリズムは、偏性的(obligately)に好気性である。
本発明において使用する好熱性真菌は、好ましくは、糸状菌である。本発明における使用のための好ましい好熱性真菌は、ラサムソニア属、タラロミセス属、ペニシリウム属、アクレモニウム属、フミコラ属、ペシロミセス属、カエトミウム属、リゾムコール属、リゾプス属、サーモミセス属、マセリオフトーラ属、サーモアスカス属、チエラビア属、ムコール属、スチベラ属、メラノカルプス属、マルブランケア属、ダクチロミセス属、カナリオミセス属、スキタリジウム属、ミリオコッカム属、コリナスカス属、及びクーネメリア属からなる群から選択される真菌属の株である。好熱性真菌は、ラサムソニア・コンポスティコラ、タラロミセス・エメルソニイ、ラサムソニア・エメルソニイ、サーモムコール・インディカセウダチカ、リゾムコール・ミエヘイ、リゾムコール・プシルス、チエラビア・テリコラマイナー変種(Thielavia terricola var minor)、リゾプス属種及びサーモアスカス・サーモフィラスからなる群から選択される真菌種の株であることがより好ましい。これらの好熱性真菌の適切な株は、例えばDutchコンポストから単離することができ、本発明者らによって首尾よく使用されて、これらの好熱性真菌が、高温及び低pHで複合栄養素(complex nutrient)において良好に成長することが実証されている。この次に、本発明における使用のための多くの好熱性株は、例えば、チエラビア・テリコラマイナー変種及びサーモアスカス・サーモフィラスであり、これも高温及び低pHで良好に成長する。リゾプス属種は、リゾプス・オリゼー(Rhizopus oryzae)、リゾプス・クラミドスポラス(Rhizopus chlamydosporus)、リゾプス・ミクロスポラス(Rhizopus microsporus)、リゾプス・ストロニファー(Rhizopus stolonifer)又はムコール・インディカス(Mucor indicus)のいずれかであり得る。或いは、リゾプス属種は、今までのところ未同定のリゾプス属又はムコール属種(リゾプス属種CBS143160に対応する)であり得る。リゾプス属種は食物における使用に安全であることが好ましく、リゾプス属種はテンペスターターであることがより好ましい。
本発明における使用のための上記で言及した好熱性真菌の好ましい株には、the Westerdijk Fungal Biodiversity Institute Utrecht、The Netherlands (以前にCentraalbureau voor Schimmelcultures、CBSと称された)でブダペスト条約の規則に従って寄託され、示された日付が付され、示された受託番号が割り当てられた以下の株が含まれる:ラサムソニア・コンポスティコラCBS141695(2016年7月29日)、サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027(2017年7月21日)、リゾムコール・ミエヘイCBS143029(2017年7月21日)、リゾムコール・プシルスCBS143028(2017年7月21日)、ラサムソニア・エメルソニイ株CBS143030(2017年7月30日)及びリゾプス属種CBS143160(2017年8月11日)。本発明における使用のための更に好ましい株には、サーモムコール・インディカセウダチカCBS104.75、サーモアスカス・サーモフィラスCBS528.71、チエラビア・テレストリスCBS546.86、タラロミセス・エメルソニイCBS393.64及びサーモセロミセス・サーモフィラCBS117.65が含まれる。本発明における使用のための特に好ましいものは、ラサムソニア・コンポスティコラ株CBS141695、ラサムソニア・エメルソニイCBS143030、サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027、リゾムコール・ミエヘイCBS143029、リゾプス属種CBS143160及びリゾムコール・プシルスCBS143028である株である。
本発明における使用のための好熱性真菌は、更に好ましくは、バイオマスを高いタンパク質含有量で得ることができる真菌である。バイオマスのタンパク質含有量は、乾物ベースで少なくとも30、35、40、45、50又は55%(w/v)であることが好ましい。高タンパク質株は、より低量の炭素を保持及び/又は貯蔵する化合物、例えば、トレハロース、グリコーゲン及び/又は脂質を有する可能性が最も高い。
本発明における使用のための好熱性真菌は、更に好ましくは、バイオマス中のタンパク質が、必須アミノ酸のうちの1つ又は複数を含有する真菌である。タンパク質が、そのような必須アミノ酸が豊富であることが好ましい。必須アミノ酸には、本明細書で、リジン、フェニルアラニン、トレオニン、メチオニン、バリン、アルギニン、ヒスチジン、トリプトファン、イソロイシン及びロイシンのうちの少なくとも1つ又は複数が含まれ、そのうちのリジン、トレオニン、メチオニンが最も好ましいと理解される。
SCP生産物はヒトが消費する動物の食物又は飼料における使用のため意図されているので、適用される好熱性真菌によるオクラトキシンA及びフモニシンなどのマイコトキシンの産生は望ましくない。したがって、本発明において使用する好熱性真菌は、好ましくは、いかなるマイコトキシンも産生しないものが選択される。このスクリーニングは、好ましくは、マイコトキシン経路中の遺伝子の存在又は非存在を、例えば、PCRで又は全ゲノムシークエンシングで検証することによる、並びに、そのような遺伝子が存在する場合、使用されたプロセス条件下で、これらの遺伝子が発現されない及び/又はこれらの毒性化合物が産生されないことを検証することによる、遺伝的な手段によって行われる。
或いは、本発明の方法に使用される好熱性真菌は、遺伝的に改変されて、増加した量の加水分解酵素を産生し、好ましくは、インベルターゼ(例えば、ラサムソニア属について)、セルロース分解性及び/又はリグノセルロース分解性酵素が、本発明において使用される(例えば、国際公開第2011/000949号に記載される)。増強した酵素産生は低減した加水分解時間につなげることができ、次に小さなタンクを使用することができ、酵素含有濾過物/デカンテーション物(decantate)を二次生産物として商品化することができる。
本発明の方法において使用される発酵性の炭素豊富な供給原料は、好熱性真菌の炭素及びエネルギー源として機能することができる任意の供給原料であり得る。そのような炭素豊富な供給原料は、食物糖、例えばトウモロコシ、サトウダイコン、希薄なジュース、高濃度のジュース、サトウキビジュースの一次生産から新たに収穫される作物であり得る。しかしながら、SCPが動物飼料に適用されることが意図される場合、供給原料として、農業及び/又は食物生産からの炭素豊富な副生物又は副産物又は廃棄物の流れ、例えばサトウダイコンパルプ、穀粒加工からの液体C−デンプン、皮をむいた又はカットした野菜の生産物からの又は選別外の野菜からの野菜廃棄物、例えばジャガイモの皮からの皮及びフレンチフライ生産物からのカットした残留物、商取引から拒否されたジャガイモ、及びまた、例えばパーム油及びパーム油脂肪酸を主に含有するパーム油ミル廃液(POME)及び空果房(EFB)又はシュロの葉を含むパームミル残留物を使用することがより道理に適っており、好ましい。また、サイレージとして保存された供給原料を考慮することができ、そのため、1年中SCPにプロセスすることができるが、供給原料は、例えばサトウダイコンパルプ又はジャガイモ若しくはサトウダイコンの葉の場合では一連の作業で収穫される。また、飼料用ビート全体からのサイレージを、例えば、トウモロコシ若しくはトウモロコシ全体又はそのエンシレージ形態と組み合わせて使用することができるが、リグニン豊富なトウモロコシの茎葉は好ましくなく、サトウキビの絞りかすも好ましくない。例えば、リグノセルロース加水分解物からのペントースも、使用することができる。これらのシロップは、主にグルコース、キシロース、アラビノース、マンノース及びガラクトースを含有する。本発明の方法のための発酵性の炭素豊富な供給原料としての原料の別の厖大な供給源は、都市ゴミ(MSW)の有機物画分である。また、嫌気性廃水からのスラッジを、使用することができ、例えば、トイレットペーパーが含まれる。また、この方法は、脱水嫌気性スラッジに対する凝集剤の使用を省くことができる、その理由は、この方法における真菌は、篩にかけ、凝集剤なしでプレスすることができるからである。これは、回収業務が改善されると、より重要になることがあり、十分に清浄化した有機物の流れを、更に加工することなく収穫することができる。
(ヒトが消費する)食品の製造のためのSCPの生産について、食物における適用に適合する又は許容できる植物由来の任意の生産物を、例えば、トウモロコシ、ジャガイモ、コムギ、コメ、キャッサバ、サトウキビ又はサトウキビジュース、サトウダイコン又はサトウダイコンジュース又は高濃度のジュース、廃糖蜜、甘蔗廃糖蜜、グルコースシロップ、フルクトースシロップ、又は食物用途に適切な任意の他の野菜生産物を含む、炭素豊富な供給原料として、本発明に適用することができる。脂質豊富な画分、例えば、野菜油又はそれらからの画分はまた、炭素豊富な供給原料として本発明に適用することができる、その理由は、選択された生物はまた、例えばダイズ油又はヒマワリ油などを含むトリグリセリドを消費するからである。
本発明の方法では、培地は、更に好ましくは窒素の供給源を含有する及び/又は供給される。窒素源が、アンモニア、尿素及び硝酸塩(の供給源)のうちの1つ又は複数を含むことが好ましい。窒素源としては、還元型、例えば尿素及びアンモニウムであることがより好ましい。NH又はHNOは、発酵槽中のpHをさらに制御することができる又は尿素は、窒素源のpH非依存性供給源として使用することができる。廃棄物の流れからの窒素源も好ましい。これらには、例えば、廃糖蜜、サトウダイコン又はキビ残渣、ワイン産業からの残渣、ブドウ残留物、ジャガイモタンパク質液(PPL)、コーンスティープ液(CSL)、動物農場排出ガス清浄化スクラバーからのアンモニア、及び肥料加工からの希薄な画分の、濃縮物から得られる、負荷濃縮物に存在するアミンのうちの1つ又は複数が含まれる。
本発明の方法のb)の任意選択の更なるステップでは、SCPは、ステップa)で成長させた好熱性真菌のバイオマスの形態で培地から回収される。バイオマスは、篩分け、濾過及びデカンテーションのうちの少なくとも1つによって培地から回収されることが好ましい。バイオマスが、回転ドラム濾過、フィルタープレス、ベルトフィルター、デカンター遠心分離機及び篩分けのうちの少なくとも1つによって培地から回収されることがより好ましい。バイオマスは、0.1、0.5、1又は2mm直径の孔を有する篩又はスクリーンで篩分けすることによって回収されることが好ましい。バイオマスは、篩又はスクリーンにおいて少なくとも2、3又は4回の連続的なラウンドの篩分けを行うことによって回収され、それによって、より小さい直径の孔が、各々の引き続くラウンドの篩分けに適用されることがより好ましい。例えば、2mm孔直径を使用する最初のラウンドの篩分け、続いて、1、0.5及び/又は0.1mmの引き続くラウンド。
篩分け、濾過又はデカンテーションしたバイオマス(ケーキ)の乾物濃度は、少なくとも12%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、52%、53%、54%又は55%(w/v)であることが好ましい。任意選択で、篩分け、濾過又はデカンテーションしたバイオマス(ケーキ)の乾物濃度は、水の更なる除去(すなわち、乾燥)によって更に増加する。
バイオマスケーキは、例えば、ニューマプレスを使用する圧縮空気及び/又は例えば、ベルトプレス若しくはスクリュープレスを使用する機械的なプレスを使用して(いっそう多くの)残留する水をプレスすることによって、例えば更に乾燥することができる。より暖かい気候では、バイオマス(ケーキ)は、空気乾燥(天日干し)へと単純に乾燥することができる。バイオマスをケーキにプレスした後、任意選択でケーキは、ミルにかける又は押出すことができ、例えば乾燥、好ましくは風乾を可能とする。プレスした菌糸体バイオマスケーキの粒子サイズは、物理的な手段によって低減されて、プレスしたケーキの(より効率的な)乾燥が可能とされることが好ましい。これは、任意選択で、押出機(それ自体は当技術分野において公知)を使用して、直径0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8又は2mmを有する穴を通して菌糸体ケーキの押出によって行うことができる。しかしながら、プレスした後のプレスしたケーキの乾物濃度が、プレスしたケーキの押出が、もはや可能ではない程に高い場合(例えば、ケーキが、押出を可能にするには堅過ぎる場合)、ケーキの粒子サイズは、ミルにかけること及び篩分けの組合せによって低減させることができる。ミルにかけるステップとして、任意のタイプの、それ自体は当技術分野において公知のミル、例えば、ナイフミル又はハンマーミルなどを使用することができる。ミルにかけ、プレスしたケーキの均質な粒子サイズを得るため、ミルにかけた後になお存在するより大きな粒子は、0.5、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.5又は3mmの篩における孔直径サイズで篩分けすることによって乾燥させる前に除去することができる。得られるミルにかけたケーキは、好ましくは、乾燥前に、1〜3mmの間の粒子サイズを有するであろう。粒子サイズを低減させることにより、プレスしたケーキからの水の蒸発は、より効率的で、より速い。
ケーキの乾燥は、植物からなどの廃棄熱を使用することによって行われるのが好ましく、熱水は、ガスの凝縮後に得られる(例えば、エタノール蒸留、ジャガイモ調理、ジャガイモの蒸気皮むきなど)。空気を熱交換体を使用して加熱して、乾いた空気を熱供給源からの熱水で加熱することができる。
押出した又はミルにかけたケーキの乾燥は、好ましくは、30〜70℃の温度で行われる。次に、熱い空気により、ベルト乾燥機又は流動床乾燥機において穏やかに費用効果がある手段でケーキを乾燥させることができる。高い温度(例えば、>80℃)での蒸気乾燥は回避されないことが好ましく、その理由は、変性及びベーキング及び更にメイラード反応によるアミノ酸の化学分解によってタンパク質の消化性に負の影響を及ぼしうるからである。
したがって、本発明の方法に適用される好熱性真菌は、好ましくは、良好な濾過特性(上記を参照)を有し、タンパク質豊富な動物飼料ケーキが、回転ドラム濾過、スクリーンストラップ、フィルタープレス、ベルトフィルターなど又は低いg力で操作されるデカンター遠心分離機(Sumanら、2015上記)、篩、DSMスクリーン、ベルト篩、ベルトプレス、スクリュープレスなどの単純な濾過によって得ることができる。湿性の生産物は、微生物の劣化を防ぐため、pH≦4.5を保つことによって、任意選択で組み合わせて、有機酸、例えば蟻酸、酢酸、安息香酸を加えることによって安定化することができる。液体飼料の生産のコストは一般により低いが、任意選択で、例えば、流動床乾燥、ドラム乾燥、ベルト乾燥又は乾燥の任意の他の手段を使用する動物飼料ケーキの乾燥を、輸送、ロジスティックス及び/又は貯蔵安定性がそのように要求する場合、考慮してもよい。特に好ましい方法では、バイオマスの濃縮は、以下の複数のステップ及び組合せにおいて行われる:例えば、2mm、1mm、0.1mm及び50umの少なくとも2つから選択される孔径を通して引き続いて篩分けし;次にスクリーンストラップ、スクリュープレス、ベルトプレス及びニューマプレスを使用するプレスの少なくとも1つによって濃縮される。バイオマスを濃縮する最も好ましい方法は、DSMスクリーン(最適化した直径スクリーンでの)、スクリーンストラップ及びベルトプレスの単純な組合せであり得る。
本発明の方法の一実施形態では、水及び真菌によって生産される酵素を含有する濾過物は、再利用し、次の発酵ラウンドに使用することができる。全プロセス中で水利用は、最小限に抑えられることが好ましい。したがって、方法では、バイオマス(ケーキ)の篩分け、濾過、デカンテーション、及び/又は更なるプレスの後に得られる水画分(濾過物)は、発酵に戻して再利用されるか、及び/又は更に発酵バッチのために(再)使用されることが好ましい。これは、発酵が、低い乾物(例えば、10、5、又は2%乾物未満)で実施される場合に特に好ましい。回収プロセスからの濾過物の少なくとも10、20、50、60、70、80、90又は95%が、再利用されることが好ましい。再利用の結果として、塩及び非消耗物が高過ぎる濃度に蓄積する場合、濾過物の一部は、廃水処理に流出させてもよい及び/又は肥料生産に使用してもよい。したがって、方法中に滴定液を選択して、適切な肥料組成物が、濾過物から得られうることが好ましく、組成物は、N、P、K、S、Mg及びCaのうちの1つ又は複数を含むことが好ましい。水画分の再利用は、廃水処理能力及び/又は淡水利用を低減させることによって方法の全体的な経済状況を改善させる。任意選択で、第1の発酵の濾過物は、第2の生物に第1の生物によって消耗性ではない炭素源を消費させることを可能にする第2の発酵において使用することができる。一発酵における2つ又はそれ以上の生物の適用も、可能であろう。2つ又はそれ以上の発酵の実施における、2つの異なる好熱性真菌の同時に又は引き続くどちらかの適用は、収量、アミノ酸プロファイル、食味、身体的な行動及びより多くの最適化を可能にするであろう。好ましい実施形態では、好熱性真菌の株のうちの1つ又は複数での第1の発酵から得られる濾過物は、好熱性真菌の株のうちの1つ又は複数での第2の発酵に使用され、第2の発酵における少なくとも1つの好熱性真菌株は、第1の発酵に使用される株と異なる。第1及び第2の発酵のための株は、それらのバイオマスのアミノ酸プロファイル及び/又は炭素豊富な供給原料の画分を消費する能力の観点から補足的であるよう選択されることが好ましい。第1及び第2の並びに任意選択で更なる発酵に使用される好熱性真菌の株は、先に言及した好熱性真菌及び株から選択されることが好ましい。引き続いて使用することができる2つの補足的な好熱性真菌の例は、例えば、本明細書の実施例11に例示されるように、例えば、サーモムコール属の株及びラサムソニア属の株である。
或いは、酵素を回収して、動物の飼料又は洗剤での洗浄、工業的なクリーニングなどで使用するための酵素調製物として販売することもできる。
好熱性真菌の使用の別の利点は、発酵槽が、まったく冷却せずに(Sumanら、2015上記)、例えばエネルギーの入力が必要ないずれの(有効な)冷却装置も用いずに操作できることである。したがって、発酵槽中の内部冷却コイルも撹拌した発酵槽のバッフル中の冷却コイルも発酵槽壁中の冷却コイルもRiesel冷却も、冷却塔も要求しない。熱交換体を使用する外部冷却ループもまた必要とされない。これにより植物における投資が低減される、その理由は、冷却が、水の蒸発にのみ依存するからであり、これは、COが換気される発酵槽の排出ガス排出口及び/又は発酵槽の環境で受動的に交換させた熱を介して発酵槽を離れる。
発酵槽は、滅菌空気を導入して(外来の真菌スポア又は酵母が侵襲するのを防止する)手段を有することが好ましく、例えば、NH及び/又はHSO若しくはHNOでpHを制御する手段を有することが好ましい。一部の例では、リン酸塩の必要性も明らかであることがあり、そのような場合では、リン酸アンモニウムの使用が、本発明の方法では好ましい。
本発明の方法が実施される発酵槽は、原則的には、任意のタイプの当技術分野において公知の発酵槽であり得る。発酵槽は単純な気泡塔であり、これを、>100m、>200m、>500m、>1000m、>2000m又は>3000mなど非常に大規模で操作することができ、それによって、工場当たりの発酵槽の数、総投資及び操作上のコストが低減されることが有利である。
本発明による方法において得られるSCPは、例えば、ブタ、家禽、反芻動物家畜並びに水生の魚及び甲殻類種を含む、種々の異なる家畜動物タイプのための飼料に対するサプリメントに使用することができる。魚飼料としてのSCPの適用について、好ましくは、飼料は、魚油、又は脂質が豊富な藻類、例えば、クリプトコディニウム(Cryptocodinium cohnii)、又はトラウストキトリウムアウレウム(Traustochytrium aureum)などのオメガ脂肪酸の供給源で富化される。本発明による方法において得られるSCPの追加の利点は、SCPが生産される酸性のpHが、他の方法において生産されるSCPに存在しうる、問題の細菌、例えば、大腸菌(E.coli)、サルモネラ属(Salmonella)、バシラスセレウス(Bacillus cereus)、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、リステリア(Listeria)の混入を防止することである。
或いは、本発明による方法において得られるSCPは、食物又は食物成分として使用することができる。
例えば、ダイズは総アミノ酸のおよそ6%のリジン含有量を有するが、現存する真菌のSCPは、フザリウム・ベネナツムバイオマス(Quorn(商標))に関して8.3%又はPekiloタンパク質(ペシロミセスバリオッティ(Paecilomyces varioti))に関して5.6%の総アミノ酸のリジン含有量を有する。本発明者らは、ここで、ラサムソニア・コンポスティコラタンパク質の総必須アミノ酸の合計は、ダイズタンパク質のものよりも16%高く、サーモムコール・インディカセウダチカに関して、さらにダイズタンパク質のものよりも25%高いと思われることを見出した。さらに、本発明者らは、サーモムコール・インディカセウダチカ(Thermomucor indicae−seudatica)(例えば、株CBS143027)からのSCPが、総アミノ酸の8.5%超及びさらに10%超のリジン含有量並びに総アミノ酸の少なくとも10%のフェニルアラニン含有量を有することを見出した。したがって、サーモムコール株からのSCPは、高いタンパク質含有量を有するだけでなく、高いリジン及びフェニルアラニン含有量も有する。したがって、サーモムコールSCPは、驚くべきことに、高い栄養価を有する。
したがって、一態様では、本発明は、本発明者らによって単離された好熱性真菌株に関する。好熱性真菌株は、ラサムソニア・コンポスティコラ株CBS141695、ラサムソニア・エメルソニイCBS143030、サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027、リゾムコール・ミエヘイCBS143029、リゾプス属種CBS143160及びリゾムコール・プシルスCBS143028である株からなる群から選択されることが好ましい。
更なる態様では、本発明は、本明細書の上記のような方法において入手可能な又は生産されるバイオマスからのタンパク質を含むSCP生産物に関する。SCP生産物が、少なくとも25%、30%、35%、40%、45%、50%、52%、53%、54%又は55%(w/v)の乾物濃度を有する乾燥バイオマスを含む又はからなり、これが1〜3mmの範囲の平均粒子サイズにミルにかける又は押出されることが好ましい。この生産物をパックするため運搬して、次の加工ステップに運搬することができる。タンパク質豊富な生産物は、次に引き続いて乾燥することができる。
本発明によるSCP生産物は、少なくとも1つの好熱性真菌株のバイオマスからのタンパク質を含むことが好ましく、ここで好熱性真菌株は、ラサムソニア・コンポスティコラ株CBS141695、ラサムソニア・エメルソニイCBS143030、サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027及びCBS104.75、リゾムコール・ミエヘイCBS143029、リゾムコール・プシルスCBS143028、サーモアスカス・サーモフィラスCBS528.71、チエラビア・テレストリスCBS546.86、タラロミセス・エメルソニイCBS393.64、サーモセロミセス・サーモフィラCBS117.65及びリゾプス属種CBS143160である株からなる群から選択され、そのなかでも、CBS141695、CBS143030、CBS143027、CBS143029、CBS143160及びCBS143028株が好ましい。したがって、SCP生産物は、上記のように、回収され、プレスされ、乾燥され、ミルにかけられ及び/又は押出されたバイオマス若しくはバイオマスケーキであり得る。SCP生産物(又はバイオマス中のタンパク質)が、ダイズタンパク質中の総必須アミノ酸の合計よりも少なくとも10%高い総必須アミノ酸の合計を有することが好ましい。SCP生産物(又はバイオマス中のタンパク質)が、総アミノ酸の少なくとも8.5%のリジン含有量及び総アミノ酸の少なくとも10%のフェニルアラニン含有量の少なくとも1つを有することがより好ましい。
更なる態様では、本発明は、少なくとも1つの好熱性真菌株のバイオマスからのタンパク質を含む食物又は飼料生産物であって、好熱性真菌株は、ラサムソニア・コンポスティコラ株CBS141695、ラサムソニア・エメルソニイCBS143030、Thermomucor indicae−seudaticaeCBS143027及びCBS104.75、リゾムコール・ミエヘイCBS143029、リゾムコール・プシルスCBS143028、サーモアスカス・サーモフィラスCBS528.71、チエラビア・テレストリスCBS546.86、タラロミセス・エメルソニイCBS393.64、リゾプス属種CBS143160及びサーモセロミセス・サーモフィラCBS117.65である株からなる群から選択され、そのなかでも、CBS141695、CBS143030、CBS143027、CBS143029、CBS143160及びCBS143028株が好ましい、食物又は飼料生産物に関する。
別記しない限り、全てのパーセンテージ乾物は、体積当たりの重量パーセンテージとして示される。
本文書及びその特許請求の範囲では、「含む」という動詞及びその活用は、その単語の次に続く項目が含まれるが、具体的に言及されていない項目が排除されるものではないということを意味する、非限定的な意味で使用されている。加えて、不定冠詞「1つの(a)」又は「1つの(an)」による要素の参照により、僅か1つの要素が存在することを明らかに要求する文脈がない限り1を超える要素が存在する可能性が除外されない。したがって、不定冠詞「1つの(a)」又は「1つの(an)」は、通常「少なくとも1つ」を意味する。
本明細書に引用される全ての特許及び文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、図面に示され、以下の実施例に記載される幾つかの例示的な実施形態を参照して上に説明されている。幾つかの一部又は要素の修飾及び代替となる実行が、可能であり、添付される特許請求の範囲に規定される保護の範囲に含まれる。
実施例1 サトウダイコンパルプからのタンパク質豊富な動物飼料の生産
ラサムソニア・コンポスティコラCBS141695の1mlの凍結した菌糸体(−80℃、グリセロール貯蔵物)を解凍し、121℃で20分間滅菌した250mlのバッフル付き好気性エルレンマイヤーフラスコ中で、pH4.5で35mlの酵母抽出物/グルコース培地(各々20g/L)に接種し、220rpm、25mmの偏心距離で、45℃で48時間インキュベートした。
この48時間の前培養物の10mlを、以下のサトウダイコンパルプ培地に移動した:
250mlの培地を、真菌の成長に良い十分なK、P、S、Ca、Mg、Zn、Fe、Mn、Cuを含有するミネラル溶液(米国特許出願公開第20020039758号)、1.75グラム/LのNaNO、1.75グラム/Lの硫酸二アンモニウム、0.1グラム/Lの酵母抽出物及び20グラム/LのFibrex500(ミルにかけて微細なマッシュにした市販のサトウダイコンパルプであるNordic Sugar)を含有する2Lのバッフル付き三角フラスコ中に調製した。培地に10滴のダイズ油を補充して泡立ちを防止し、121℃で20分間滅菌した。
発酵後、発酵したマッシュを、ワットマンフィルターに対して濾過し、次にケーキを、分析前に凍結乾燥によって試料FSBP−1(発酵性サトウダイコンパルプ)へと乾燥した。サトウダイコンパルプは乾物ベースで10〜11%タンパク質を有するが、発酵性サトウダイコンパルプ試料FSBP−1は1g乾物当たり230g粗タンパク質のタンパク質含有量(N*6.25)及び表1に提供される以下のアミノ酸プロファイルを有していた。
Figure 2019531058
実施例2.フェドバッチ法におけるSCPの生産
サトウダイコンパルプを、27%乾物でのサイレージプロセスからの糖パルプ1グラム当たり0.02gのVisco Reductase AC100(Weiss Biotech)を使用して45℃で液化した。サトウダイコンパルプを、水で希釈して8%の乾物濃度とし、振盪インキュベーター中で150RPM、25mm偏心距離で振盪した。サイレージのpHは、液化の開始時に3.8であった、3時間後、液化サトウダイコンパルプを加水分解反応器に加え、水で希釈して5.2%乾物とし、15Lの撹拌タンク反応器中で400rpmで撹拌し、温度をさらに6時間60℃とし、その間、pHを滴定液として8%アンモニアを使用してpH4に制御した。次に、加水分解産物を、収穫し、発酵に供給して使用するまで凍結した。
ラサムソニア・コンポスティコラ株CBS141695の1mlの凍結したバイアル(−80℃でのグリセロールストック)を解凍し、121℃で20分間滅菌し、pH4.5で酵母抽出物20g/L及びグルコース(20g/L)培地を含有する、250mlのバッフル付き振盪フラスコ中の35mlの培地に加えた。培養物を、45℃で24時間インキュベートし、次に2Lエルレンマイヤー中の同じ組成の250mlの培地に移動し、別に24時間、180RPM、25 mm偏心距離、45℃で成長させた。
総計で、440mlのそのような接種培養物(2フラスコの250ml、蒸発により約100mlの水を失う)を、以下の培地組成を有する15L発酵槽に移動した:740gサトウダイコンパルプ加水分解産物を5.2%(上記の通り)、2L水道水、140グラムの適切なミネラルストック溶液(十分なリン酸塩、カリウム、マグネシウム、及び微量元素を提供する)、14グラムの硫酸二アンモニウム。pHを、硫酸を使用して3.5にセットした。温度を45℃に制御し、酸素を空気スパージングを使用して高く(>10%)保ち、撹拌機速度を増加させた。21時間後、供給を、液化サトウダイコンパルプで開始した。7.4kgを、24時間で加えた。次に、ブロスを、ワットマン42カタログ番号1442090濾紙を使用してBuchner漏斗で250mbar減圧で濾過したところ、ブロスは、>300L/m2/時間の流量で非常に容易に濾過された。バイオマスケーキの乾物含有量は、33%乾物であった。
加水分解されたサトウダイコンパルプ(エンシレージされたサトウダイコン貯蔵物由来)の発酵は、5%乾物でpH3.5及び48℃で可能ではなかった。発酵の開始は、低pHの酸の毒性に起因して48時間後に観察されなかった。
実施例3.乾燥SCPからの魚の生産
実施例2から得られた525gの33%乾物バイオマスケーキを、1mm押出機を通して押出されたコムギグルテン12.4グラム、市販の魚飼料(27グラム)及び3.5g炭酸カルシウムと混合し、流動床乾燥機中で30℃で乾燥させた。145gの乾燥SCPは、乾物ベースでおよそ30.8%タンパク質で得られた。この食餌中の全タンパク質の80%は、SCPからである。乾燥したケーキを、ミルにかけ、0.5mmの篩に対して篩分けした。
総計15.4グラムの生体重の7尾のティラピアフィッシュは、この実験飼料を毎日供給され、27〜28℃で30日後に、58.7gの魚が得られ、その間に、総計109.5gの飼料が加えられ、1グラム飼料当たり0.54gの新鮮な魚が得られることが実証された。魚は、非常に活発及び健康であり、食物を好み、糞便は正常であった。
実施例4.ジャガイモタンパク質液(PPL)からの単一細胞タンパク質の生産
ジャガイモタンパク質液(PPL、53%乾物、乾物において31.4%粗タンパク質、乾物において15.1%カリウム)を、Van der Stelt(EMSLANDファクトリー)から得られた。
ラサムソニア・コンポスティコラCBS141695の1mlの凍結した菌糸体(−80℃、グリセロール貯蔵物)を解凍し、121℃で20分間滅菌した250mlのバッフル付き好気性エルレンマイヤーフラスコ中でpH4.5で35mlの酵母抽出物/グルコース培地(各々20g/L)に接種し、220rpm 25mm偏心距離で45℃で48時間インキュベートした。
この48時間の前培養物の25mlを、以下の成長培地に移動した:
250mlの培地を、pH4.5で酵母抽出物/グルコース培地(各々20g/L)を含有する、2Lのバッフル付き好気性エルレンマイヤーフラスコ中に調製した。培地に10滴のダイズ油を補充して泡立ちを防止し、121℃で20分間滅菌した。第2ステージの接種物段階の栽培を、180RPM、25mm偏心距離、45℃で行った。
250mlの非常によく成長した培養を、3Lの水を含有するSartoriusの15L Cplus発酵槽に接種し、1.25グラム/Lの硫酸二アンモニウム及びPPL(それ自体、非滅菌)を、1000gのPPLが供給された場合、t=0に10グラム/時間で開始し、10時間に100グラム/時間に上げ、それを15時間まで保つ供給割合で発酵槽に供給した。pHを、25%硫酸を滴定液として使用して3.5+/−0.1で制御した(PPLは5.6のpHを有する)。温度を45℃に制御し、通気を100mbar超過圧力での0.5vvm通気及び750rpmでの撹拌によって行い、撹拌速度を調整することによって酸素を40%又はそれ以上に保った。PPLにおけるpH3.5及び45℃でのCO放出に基づいた生物の最大比成長速度は、0.35 1/時間であり、2.9時間の倍加時間を有していた。
次に、試料を、採取し、濾過後に分析し、FPPL−1(FPPL発酵性ジャガイモタンパク質液)として凍結乾燥した。オフガス中に測定されたCO産生が最大の30%に低減した後、細胞を、3880gで2分間遠心分離することによって収穫し、次にペレットを水で1回洗浄し、凍結乾燥機中で乾燥した。FPPL−1粉末は35.5%のタンパク質含有量を有し、タンパク質はDumas法で決定された。総計で、115gのFPPL乾物が、53%乾物でPPLの1kg当たり生産された。追加のグルコースを炭素と窒素の比において培地をバランスするため加えた場合、追加の20gのFPPL乾物を生産することができ、これが上清のアンモニウム含有量をゼロにまで低減させた。これはカリウム肥料の価値を最大化するため重要であり、その理由は、カリウム肥料の窒素含有量は、最高の価値を有するため、できる限り低くすべきであるからである。
実施例5.濾過物再利用での反復フェドバッチ
ラサムソニア・コンポスティコラCBS141695を、50g/Lマルトデキストリン及び20g/L酵母抽出物及び0.5グラム/Lヒマワリ油を含み、pHを4.5にセットし、121℃で20分間滅菌した、培地において1L発酵槽中で前培養した。これに接種材料の2ml凍結バイアルを接種した。通気は0.5L/mであり、撹拌は1200rpm、温度は45℃であった。
5.1第1の発酵(ジャガイモ廃棄物)
48時間後、1Lの培養物を、2Lの水道水、0.5Lのジャガイモ液化物(10Lのジャガイモ洗浄水を0.8%の固形物と組み合わせることによって調製される)、11%固形物での0.8kgの蒸気皮むきの皮(ジャガイモの蒸気皮むきの皮)及び蒸気鍋の低気圧から由来する0.8kgのジャガイモスラッジ(6.5%固形物)を有する15LのCplus発酵槽に移動し、これを、アンモニアを加えpHを4.3に増加させ、1gのαアミラーゼFuelzyme(Verenium)を加えることによって液化し、引き続いて1時間、95℃で加熱し、その間、SartoriusのCplus発酵槽中で500rpmで撹拌し、1時間後、培地を、使用前に70℃に冷却した。組み合わせ供給原料を混合した際、平均1kg当たり19g乾物(1.9% dm)が、液化供給原料中に存在した。10gの規定した培地ミネラル溶液を加えてミネラル不足を防止し、10g/のリン酸二アンモニウムを加えて過剰アンモニウムが存在してタンパク質を構築されることを確実にした。滴定液として、12.5%アンモニウム及び7%のHNOを、pH制御ポンプに連結した。温度は48℃であり、pH設定点は3.6+/−0.1であり、発酵槽は1分当たり2.5L(LPM)で通気され、pOは>10%であり、撹拌機は800〜1500rpmであった。
バッチの16時間後、成長を完了した、これは、Bluesense O COメーターを使用して発酵槽の出口ガス中で測定されるようなCO産生の安定化及び低減によって観察できた。
供給を、1時間当たり2Lの割合で開始し、2.5Lの培地を加えた後、発酵は、毒性液化物(主にジャガイモ副産物の貯蔵の期間に形成される酢酸及び乳酸のような有機酸の存在に起因して毒性である)の付加によって完全にブロックされた。毒性を克服するため、培地を3Lの水で希釈し、pHを4.0に増加した(有機酸の毒性をより低くする)。次に4L超の水を、3Lを収穫した後に加え、pHを再度3.6に低減させて細菌の成長の大発生を防止した。
40時間後、菌糸体を培地に適応させ、1L/時間で液化物を供給することを可能とし、その結果、本発明者らは、全ての液化物を真菌バイオマスに変換できた。菌糸体を2mm篩、1mm篩及び0.315mm篩に対して収穫したところ、80%のバイオマスが2mm篩に、18%が1mm篩に、2%が0.315mm篩に対して収穫できた。篩からのバイオマスを、合わせ、15.5%乾物のケーキにプレスし、アミノ酸乾物及び粗タンパク質における分析のためBSZ0174と標識した。1200gのジャガイモの発酵ブロスの最終物を使用して、赤カブを使用する第2の実施に播種した。
混入は、これまでのところ顕微鏡下で視認されていない。
5.2第2の発酵(調理した赤カブ)
篩からのジャガイモ透過液(2840グラム)を、収集及び使用して、3500グラムのミルにかけ、調理した赤カブ(Albert Heijnから)(サトウダイコンのバルガリス亜種ルバ変種(Beta vulgaris subsp. vulgaris var. ruba))を懸濁し、6340グラムのマッシュした赤カブを、ジャガイモ発酵からの1200グラムブロスで接種し、4000gの水を加えて、マッシュを希釈し、3.5%の乾物濃度を有する11540gの開始重量を得た。発酵条件は、再度48℃、pH3.6(HNO及びNH)、2.5L空気/分、pO>10%、撹拌機800〜1500rpmであった。
24時間後、ブロスを、次の発酵のための1L以外を篩分けし、そして気泡流出問題に起因して2Lのブロスが失われた。500gのケーキが、21.7%乾物で得られ、BSZ0175とコードされた。
混入は、これまでのところ顕微鏡下で視認されていない。
5.3第3の発酵(生の赤カブ)
第3の連続的な発酵を、希釈水として赤カブにおける発酵からの2977gの透過液を使用してキッチンマシン中で赤カブをマッシュした後に、3000gの生の赤カブ(サトウダイコンのバルガリス亜種ルバ変種)を加えることによって実施した。1000gの赤カブパルプを、2000gの水道水及び1000gの第2の発酵からの菌糸体を有するブロスとともに第3の発酵槽に加えた。10gの新鮮なパン酵母をインベルターゼを投薬するため加えた、その理由は、ラサムソニア・コンポスティコラが、スクロースにおいて成長できなく(少なくとも全ての状況においてではない)、そういうわけで、これらの酵素活性が原料から由来する必要があるからである。pH設定点は再度3.6、温度48℃、通気2.5L/分、pO>10%、撹拌機800〜1500rpmであった。10時間のバッチ段階後、残りの5000gの赤カブパルプを、第2の発酵からの透過液を使用して更に希釈し、7000gの希釈した飼料を、1時間内に供給した。
24時間後、発酵したマッシュを、2mm篩に対して篩分けした(95%の乾物が2mm篩に、4%が1mm篩に収穫された)。プレスしたケーキは、BSZ0176をコードし、18.0%乾物を有していた。
混入は、視認されていない。
5.4第4の発酵
第4の発酵を実施して、乳清発酵を調製した。
バッチ培地は、第3の発酵からの1000gのブロス、第3の発酵からの4Lの透過液であった。
pH3.6(HNO/NH)、pO>10%、撹拌機800〜1500rpm、通気2.5Lpm、48℃。
飼料:
ラクトース40g/L、規定した培地ミネラル混合物30g/L、硫酸二アンモニウム4g/L、pH3.3(硫酸)
80g/時間で供給。
50供給時間後、4300gのブロスを収穫し、細胞を一連の篩に対して篩分けし、低い成長速度下で、より短い菌糸体が観察され、90%の菌糸体が1mm篩にあり、細胞は唯一の炭素源としてラクトースを有する規定した培地において成長し、培養は純粋のままであり、混入はこれまでのところ視認されていない。
菌糸体ケーキは、更にプロセスされなかった。
5.5第5の発酵
第4の発酵からの残りの5000gのブロスに、第3の発酵からの4.1Lの濾過物においてミルにかけた2kgの全サトウダイコン(Beta vulgaris subsp. vulgaris var. altissima)を供給し、10gの新鮮なパン酵母をスクロース変換を確実にするため加えた。
発酵を50℃で実施した、その理由は、本発明者らが、一部の酵母が第4の発酵に出現すると考えたからである。pH3.6+/−0.1(HNO/NH)、通気2.5Lpm、pO>10%、撹拌機800〜1500rpm、3mlの消泡剤Basildonを加えた。
発酵の20時間後に1Lの水を加えた後、10Lのマッシュを、部分的(4kgブロスが残る)に収穫し、マッシュを篩分けし、80%は2mm篩に、19%は1mm篩にあった。ケーキを、17.9%dmにプレスし、BSZ0177とコードした。
乳酸菌及び乳酸を有する、地方のチーズファクトリーからの新鮮なチーズ乳清の供給を、19供給時間後、200g/時間で開始し、溶存酸素が低かったので、供給割合を100g/時間に低減させた。
アンモニウムが<300ppmになった場合、本発明者らは、リン酸水素二アンモニウムを加えNHを>500ppmにした。
温度を52℃に増加して菌糸体長における効果を調べた。
乳清供給を2x希釈して、菌糸体濃度を低減させた。
600g/時間での供給及び2x希釈した乳清の収穫の96時間後、90%の全ての菌糸体が、1mm篩に収穫できた。
次に、本発明者らは、乳清が、4Lの未希釈の乳清を、pH3.6で4Lのブロスに加えることによってバッチ式で発酵できるかどうかを再度試験し、発酵が停止し、これはオフガス中のCO産生において認められた。明らかに、乳酸及び酢酸は、毒性が強過ぎた。本発明者らは、その時点で、ブロス中に3.2g/Lの乳酸及び0.05g/Lの酢酸を測定した。8〜12Lに水で希釈した際に、発酵が回復し、2x希釈した乳清での供給を再度開始した。乳清中で成長させた後に収穫された菌糸体を、BSZ0178とコードし、プレス後の乾物濃度は19.9%であった。
混入は、もはや顕微鏡下で視認されない。
5.6第6の発酵
第5の発酵からの1Lブロスを使用し、5Lの水中に、ミネラル塩培地及び12gのリン酸水素二アンモニウムと300gのスクロースを希釈した。発酵を、52℃、pH3.6+/−0.1(HNO/NH)、通気2.5Lpm、pO>10%、撹拌機800〜1500rpmで実施した。
16時間後、成長速度は、スクロースにおいて非常に低かった(10時間の倍加時間)。4gの新鮮なパン酵母を加え、成長をスピードアップした。
40時間後、ブロスを、篩分け及びプレスすることによって収穫し、試料をBSZ0179とコードした、乾物は17.9%であった。
混入は、顕微鏡下で視認されない。
5.7第7の発酵
第6の発酵からの1Lブロスを使用して、この発酵に播種し、3Lの水を使用して、ブロスを希釈し、マルトデキストリンを、22.7g/Lのマルトデキストリン及びミネラル塩培地ストック溶液及び0.54g/Lのリン酸水素二アンモニウム、pH3.4(硫酸)で供給した。
供給流速は、60 g/時間であった。発酵を、52℃、pH3.6+/−0.1(HNO/NH)、通気2.5Lpm、pO>10%、撹拌機800〜1500rpmで実施した。
16供給時間後、供給流速を80g/時間に増加し、供給を5日間継続した。
5日後、発酵槽ブロス体積を、大きい収穫物を15.5%パック菌糸体体積(3880rpmでの遠心分離15分後のペレット画分)にすることによって3.75Lに低減させた。
次に本発明者らは、ブタ肥料を取り、肥料を2mm篩に対して篩分けして固形物を除去した。4.6kgのブタ肥料を、1.6kgの高濃度の肥料(使用しない)と3Lの肥料の希薄な画分(8933ppm NHを含有)とに分離した。ブタ肥料を使用して、発酵槽に供給した。
肥料の希薄な画分を90g/時間で供給する場合、発酵を継続してCOを高い割合で産生させた。しかし、22.5時間後、残りの1Lの希薄な肥料を1時間内にポンプしたところ、発酵が完全に停止し、低pHで高濃度において適用される場合の肥料の毒性を示した。肥料中の毒性要素は、酢酸のような有機酸であり得るが、吉草酸、酪酸、プロピオン酸でもあり得、これは、低pHで極度に毒性があることが公知であり、供給が速すぎる場合、消費することができず、真菌成長を阻害する。
5.8菌糸体組成の分析
上の7で説明した発酵において収穫された菌糸体を、アミノ酸プロファイル及び粗タンパク質含有量について分析した。結果を表2に示す。
表2は、生産物のアミノ酸プロファイルが、1)使用された原料に依存しないこと及び2)必須アミノ酸の合計が、全てラサムソニア・コンポスティコラCBS141695のものであること、試料(BSZ174からBSZ179)が、ダイズタンパク質のものよりも16%高いが、サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027(以下の実施例7において説明される発酵)の全ての必須アミノ酸の合計が、さらにダイズタンパク質よりも29%高く、また>9%の例外的に高いリジン含有量であり、フェニルアラニンは、総アミノ酸の>10%で特に高かったことを明らかに示している。
Figure 2019531058

Figure 2019531058
実施例6.PPL発酵
ジャガイモタンパク質液(PPL)は、ジャガイモ加工産業からの副産物であり、大量の窒素、カリウム及びタンパク質及びデンプン抽出の期間の様々な加工ステップにおける乳酸菌の成長から得られる乳酸を含有し、その後に、希釈したタンパク質液は、褐色の液へと蒸発する。PPLは、高い灰分が理由で動物飼料において適していない、また土壌において嫌気性につながる高い濃度の容易に消耗される有機物に起因して肥料としては好ましくない。
アイデアは、最初に炭素及び窒素及びリン酸塩中でタンパク質豊富な供給原料を生産すること、次にバイオマスを濾過し、発酵性PPLを蒸発させて、肥料としてより適切(容易に消耗する有機物をより低く含有する)な生産物を生産することであった。
ラサムソニア・コンポスティコラを、滅菌培地(121℃、20分)においてマルトデキストリン(20g/L及び酵母抽出物20g/L、ヒマワリ油0.5g/L、pH4.5)を使用する振盪フラスコ中で繁殖させ、45℃、220rpmで3日間、高濃度の菌糸体培養ブロスに栽培し、次に発酵槽に加えた(グルコース.1aq 200グラム/L及び3Lの水を有する4Lの培地に対して250mlの接種培養物)。PPLでの供給を10g/時間で開始し、10時間で100g/時間まで直線的に増加させた。pHを25%硫酸で3.5に制御し、温度を45℃に維持し、その間、2.5Lpmで通気すること及び撹拌機速度を増加させること(必要とされる場合)によってpOを>10%の飽和に維持した。供給開始19時間が過ぎたところで、供給を停止し、1281gのPPLを加えた。その後、発酵を、全てのアンモニアがブロスから除去されるまで継続させた。
Figure 2019531058

PPLを発酵させ、発酵後、全てのバイオマスを、篩分けし、動物飼料ケーキにプレスし、その組成を、決定し、上記の実施例5の表2に提供した、乾物において30%粗タンパク質及び非常に満足のいくアミノ酸プロファイルを有している。
表3は、発酵前のPPLの組成と有機カリウム肥料(FPPL=発酵性ジャガイモタンパク質液)の比較を示し、後者が、カリウム含有量が倍を超えて改善し、乾物含有量当たりのカリウムを2.5倍改善したことを示す。
グルコース、乳酸、デキストリン及びDP2(重合度=2、例えば、マルトース及びイソマルトースを含む)のレベルを、発酵の期間に決定した(データ示さず)。結果は、ラサムソニア・コンポスティコラが、乳酸をグルコースと共消費(co−consume)でき、pH3.5で15g/L乳酸以下の濃度を穏やかに供給することによって生存することを実証している。対照的に、pH3.5、45℃で純粋なPPLでバッチ発酵を開始する場合、本発明者らは、成長をまったく観察しなかった。
実施例7.間欠的な清浄化での反復フェドバッチ
サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027を、50g/Lマルトデキストリン及び20g/L酵母抽出物及び0.5グラム/Lヒマワリ油を有し、pHを4.5にセットし、121℃で20分間滅菌した、250ml培地で2Lバッフル付き振盪フラスコ中で前培養した。この前培養を、次に、20g/Lグルコース及び2g/L硝酸アンモニウムを有する5Lの規定したミネラル培地を有する発酵槽Aと呼ばれるSartoriusの15L Cplus発酵槽に移動した。温度は46℃であり、pHは3.7+/−0.1(7.5%NH 4NHPO)であり、pOは900rpmで撹拌すること及び2.5L/分で通気することによって制御された。
一晩成長させた後、供給を、廃糖蜜を40g/L糖の濃度及び2g/Lリン酸水素二アンモニウム及び208g/時間の供給割合で開始した。5Lを供給した後、10L培養を、発酵槽A及びB中に5Lの二部に分割した。両方の発酵に対して、廃糖蜜(前と同じ)供給を、357g/時間で開始した。両方の発酵槽を、2.5Lpm及び900rpm、46℃で通気し、pHをpH3.7+/−0.1(7.5%NH 4N HPO)に制御した。供給を加えた後、発酵槽Aの全てのバイオマスを、2mm、1mm及び0.315mm篩及び0.08μm篩に対して引き続いて篩分けすることによって収穫した。ケーキの分布は、これらの篩に対してそれぞれ80%、18%、1%、及び1%であった。ケーキを、プレスし、流動床乾燥機中で50℃で乾燥して、アミノ酸分析のため試料BSZ0209(実施例5を参照)を産した。濾過物は、透明であった。本発明者らは、顕微鏡下で一部の細菌性の球菌を見つけたので、本発明者らは、ブロスを有するB発酵槽を、25%硫酸を使用してpH2.2に30分間酸性化し、一方、本発明者らは、リン酸を有する70%の熱水で発酵槽Aを20分間すすいで、pH2.2で発酵槽A中の細菌を殺菌し、次に発酵槽A及びBに発酵槽Bを分割し、そのため、5Lが再度両方の発酵槽にあり、本発明者らは、357g/時間での供給を再開し、その間、pHをpH3.3及び温度を48℃に制御した。14時間後に全体積まで供給した後、全ての残留する糖を消費するまでさらに4時間発酵槽を更に通気し、有機酸を消費し、発酵槽Bを収穫し、篩分けした。
ケーキの35%が篩2mmにあり、70%が篩1mmにあり、5%がより小さい篩にあったことから、菌糸体が、pH3.3及び48℃での第2の実施中により短くなることを示しており、これをプレスし、50℃で乾燥して、アミノ酸分析のため試料BSZ0210が得られた(実施例5の表2を参照)。
発酵槽Bをここで清浄化し、酸ですすぎ、発酵槽AをpH2.2に30分間酸性化し、次に発酵槽A及びBに50%−50%で分割し、引き続いて、第3の発酵をpH3.3及び48℃で実行し、次にプレスし、乾燥して、アミノ酸分析のための試料BSZ0211を得た(実施例5の表2を参照)。
この手段で、本発明者らは、操作し、原則的には無制限に混入を制御下に保つことができるが、一般に、維持管理の停止のための工業規模での停止又は3、6若しくは12月毎の大規模な清浄化を唯一しなければならない。
実施例8.菌糸体ケーキの機械的な脱水及び空気乾燥
実施例7の最初の2サイクルの篩(すなわち、篩2mm及び1mm)から収穫されるような、サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027の菌糸体は、11〜15%の乾物濃度を有し、引き続いて手で研究用ナイロンクロス(lab nylon cloth)を通して20〜30%乾物並びに調整可能な時間及び圧力で研究室規模の空気プレス(Mareco Mini Pers MMP3)を使用して45〜50%乾物へとプレスした。
プレスの後の乾物パーセンテージは、表4に提供される(当初のケーキ投入量が、28.0%乾物で75gであった場合)。表5は、廃糖蜜又はトウモロコシ全体において成長させた後のサーモムコール・インディカセウダチカCBS143027のプレス後の乾物を示す。初期乾物は25%であり、75グラムバッチを2バールでプレスした。
表6は、廃糖蜜又はミルにかけたトウモロコシにおいて成長させた場合に2バールで濃縮した75gのラサムソニア・コンポスティコラCBS141695のプレス後の乾物を示す。手でプレスした26.2%乾物から開始した。菌糸体を、トウモロコシにおいて成長させる場合、0.2グラム/kgトウモロコシ乾物でアミラーゼであるアルファFuelzyme(Weiss Biotech GmbH)を使用してコーンミール全体(whole corn meal)を液化することによって生産し、トウモロコシを、水中に5%投薬量の濃度で懸濁し、pHを10%硫酸及び4N NaOHを使用して4.3に調整し、次に1時間90℃に加熱し、接種前に46℃に冷却した。10%リン酸を使用して接種前にpHを3.6に更に調整し、2g/L硫酸二アンモニウムを加え、発酵槽に2%の完全に成長させたサーモムコール・インディカセウダチカ接種物CBS143027培養物を接種した。発酵の期間に12.5%アンモニアを使用して3.6+/−0.1にpHを制御し、0.5vvmでの空気のスパージング及び800rpm又はそれ以上での撹拌によって全時間で>20%にpOを維持した、温度は46℃であった。24時間後、培養物を、1mm篩に対して篩分けすること及びプレスすること及びチーズクロスに対して手動で33%乾物にプレスすることによって収穫した。
ラサムソニア・コンポスティコラ(50℃で成長)及びサーモムコール・インディカセウダチカ(46℃で成長)の機械的な脱水は、非常に有望であり、非常に高いレベルの乾物が、コーンミール(5%コーンミール、2グラム/Lリン酸二アンモニウム)中で成長させた場合のように、糖蜜(10Lブロス中の2%最終的な糖)中で成長させた場合の両方で得ることができた。非常に乾いたケーキを、8000rpmで篩なしでRetchミルによって顆粒状生産物へとミルにかけることができた。顆粒は新鮮な動物飼料成分として使用することができるが、50℃で流動床乾燥機中で容易に乾燥することができる。研究室規模の流動床乾燥機では、30分間内で>90%の乾燥であった。
Figure 2019531058
Figure 2019531058
Figure 2019531058
実施例9.代替株
一連の代替株を、高温及び低pHでSCPを作製するための適切な代替であるかについて試験した。株の一部を、Van Iersel Biezenmortel BVから得られたDutchコンポストから単離した。1Lの水に対して100gのコンポストを加えること、それを徹底的に30分間混合すること、それを2mm篩に対して篩分けすること、次に0.5% Fibrex 500(サトウダイコンパルプ繊維)、0.5%コムギ糠、0.5%、セルロースBH200 0.5%及びマルトデキストリン0.5%及び2g/L硫酸二アンモニウムを有するCplus発酵槽中の6Lの培地に加えることによる。良好な真菌成長のため十分なK、P、S、Ca、Mg、Zn、Fe、Mn、Cuを含有するミネラル培地(米国特許出願公開第20020039758号)及び発酵槽を、1分当たり3L及び100mbarr超過圧力で通気した(500rpm、50℃、pH3.6(希釈したリン酸及び12.5%アンモニウムで制御))。発酵槽を1週間実施し、様々な組合せで、温度及びpHを改変して、50〜60℃の間、pHを2.7〜3.2の間で変化させた。真菌を、10−6までの連続希釈にプレートし、EindhovenにおけるTritium微生物学から得たOGYE寒天培地にプレートした。48℃で2日間プレートを成長させた後、最大希釈において最も顕著な真菌を採取し、コロニーを再ストリークし、同一性をPCR増幅及びBase Clearからのシークエンシングサービスを、それらのITS真菌同一性決定を使用して決定した。ゲノムDNAを、ZR Fungal/Bacterial DNA Microprepキット(D6007)を使用して抽出した。1回の単一PCR増幅反応を、プライマー セットITS1−PCR、ITS5−PCR、ITS1−F−PCR、SR6R−PCR及びfungi−28s−UNIRで実施した(表7)。得られた単位複製配列を、各反応を異なるプライマーを用いて、6つの異なる反応においてシークエンシングした。サンガーシークエンシングのため使用されるプライマーは、表8に記載される。1株当たり6つのシークエンシングした鎖を、対応する配列についてNCBIデータベースにおいてヌクレオチドBLASTで処理した。
Figure 2019531058
Figure 2019531058
6単離体が、得られ:
ラサムソニア・エメルソニイ(1701−3−7)
サーモムコール・インディカセウダチカ(単離体11)
サーモムコール・インディカセウダチカ(1701−1−2)
リゾムコール・ミエヘイ(1701−1−9)
リゾムコール・プシルス単離体13
リゾムコール・プシルス単離体12
のように決定された。
次に、この番号の好熱性真菌株を、高温及び低pHでの成長、篩分け可能な形態及び多量のタンパク質の産生(グルコース1%、酵母抽出物4%を有している培地中で42℃、3日間、振盪220rpm、濾過、水で菌糸体を洗浄することによって収穫、及び>98%乾物に凍結乾燥)に関して、CBSに注文して株を(いくつかの本発明者ら自身の単離体と共に)スクリーニングした。結果を表9に要約する。
Figure 2019531058

Figure 2019531058
一部の株を、バイオマス収量、タンパク質含有量及びアミノ酸プロファイルの評価に関して15L規模の発酵槽において再試験した。甘蔗廃糖蜜を、飼料中に2g/Lリン酸二アンモニウムを有するC制限(グルコース<2g/L、NH>500ppm)に補充される炭素源として使用し、様々なpH及び温度で成長させる場合、甘蔗廃糖蜜を、2%糖の終濃度まで発酵槽に供給した。pOを>10%に制御し、pHを4N HPO及び12.5% NHを使用して制御した。ラサムソニア・コンポスティコラの場合(甘蔗廃糖蜜における発酵)、0.5グラム/Lの活動的な乾燥した酵母を、バッチ培地に加えた、その理由は、ラサムソニア・コンポスティコラが、インベルターゼ活性を欠くことから、スクロースにおいて速く成長せず、スクロースの酸加水分解が、緩徐すぎることがあるからである。糖におけるバイオマス乾物の典型的な収量は1g糖当たりおよそ0.5g乾物であり、>99%のバイオマスを1mm篩に対して篩分けすることによって収穫することができた。結果を表10に要約する。
Figure 2019531058
実施例10.廃水スラッジにおける好熱性真菌の成長及び凝集剤なしの脱水
ラサムソニア・コンポスティコラCBS141695を、唯一の炭素源としてトイレットペーパーに基づく250ml培地(10グラム/L及び硫酸アンモニウム2グラム/Lに当技術分野において公知のミネラル培地を補充し、pHを4に調整し、培地を121℃で20分間滅菌した)を有する2Lエルレンマイヤー中で研究室規模で前成長させた。冷却後、フラスコに接種し、2日間48℃でインキュベートした。次に、完全に成長させた培養物を、8グラム/L乾物で7Lの一次廃水スラッジを有する7L気泡塔に移動し、気泡塔を0.3vvmで通気し、温度を48℃及びpH3(リン酸4N)に維持した。培地を2週間栽培し、1日当たり2Lを収穫し、新鮮なスラッジを補充した。次に、2Lの発酵スラッジを、1mm篩に対して濾過し、ケーキを、de Mareco minipress MMP3でプレスした。45%乾物を有するケーキを、この手段で、凝集剤を加えることなく得ることができた。
実施例11.サーモムコール属でのトウモロコシの発酵、菌糸体の収穫及び濾過物の第2の生物ラサムソニア属での発酵での収量の増加
前培養条件
−85℃での、サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027株及びラサムソニア・コンポスティコラCBS14169株の凍結した真菌培養物を解凍し、250mLのYG液体培地(20g/Lのグルコース、20g/Lの酵母抽出物、HSO/NaOHでpH4.5に調整)を有し、121℃で15分間滅菌した、バッフル付き振盪フラスコに播種するため使用した。培養物を、42℃で180rpmで振盪して、完全に成長(およそ3日間)するまでインキュベートした。
成長培地
トウモロコシにおける株CBS143027の成長について、500gのコーンミールを9500gの水に溶解した(5%w/w)。この溶液のデンプン液化について、0.2mLの市販のエンド−α−アミラーゼFuelZyme(登録商標)LF(WeissBioTech、Germany)を、加えた。液化を、pH4.5(HPOで調整)及び90℃で3時間実施した。この後、温度を46℃に減少し、(NHHPOを2g/Lの終濃度まで加えた。次に、pHを、HPOを使用してpH3.5に調整した。
株CBS143027の栽培
株サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027の487gの完全に成長させた前培養を使用して、トウモロコシ培地に播種した。栽培を、15リットルBIOSTAT(登録商標)Cplus発酵槽(Sartorius Stedim Biotech、Bangalore、India)で100バールの圧力、500rpmの撹拌、5L/分の空気流入(vvm=0.5)及び46℃で実施した。pHを、発酵の期間にpH3.50に12.5%アンモニア及び20%w/wのHPOを使用して、継続的に調整した。O及びCOの濃度を、オフガス中で継続的に測定した。溶存酸素が飽和値の30%より低い場合、撹拌速度を自動的に増加させて、この閾値よりも高く保った。消泡剤(ヒマワリ油)を、栽培の全持続時間の期間に1g/時間の割合で加えた。
T.インディカセウダチカバイオマスの収穫及びR.ポスティコラでの次の発酵の接種
栽培の46時間後、反応器の内容物を収穫し、2、1、0.315及び0.180mmの孔直径を有する金属篩を使用して篩分けした。篩の各々におけるケーキは、重量を計られ、チーズクロスフィルターを使用して手でプレスされた。両ステップの濾過物は、重量を計られ、株ラサムソニア・コンポスティコラCBS141695を使用する次の栽培サイクルのため保たれた。この栽培を開始する前に、発酵槽の壁を、水で洗浄して、標準的な収穫を介して初めに除去することができないバイオマスを除去した。
1.1%での第1の栽培サイクルの濾過物を、発酵槽に戻し、株ラサムソニア・コンポスティコラCBS141695の479gの完全に成長させた前培養物を接種した。栽培条件は、100バール、空気流入5L/分、撹拌1000rpm、48℃及びpH3.20であった。消泡剤も、1g/時間で継続的に加えた。発酵槽の全内容物を、成長の45時間後に収穫した。
結果
サーモムコール・インディカセウダチカは、5%乾物で非毒性のトウモロコシ全体培地中で良好に成長した。トウモロコシ培地における栽培の46時間後、10.05kgの培養物を収穫し、篩分けした。篩分けすることにより、2252gの湿性ケーキがもたらされ、そのほとんど98%が1(18%)及び2mm(80%)金属篩で分離された。このケーキから、より液体を除去するため、それをチーズクロスを使用して濾過した。これにより、32.0%の乾物含有量で682gのケーキがもたらされた。総計で、218.2グラムの乾いた菌糸体が、収穫された。
8994gの濾過物を篩分け及びチーズクロス濾過から回収した、乾物含有量は1.10%±0.18%であった。この濾過物は、pH3.12及びアンモニア濃度430ppmを有していた。濾過物が1.1%乾物を有していたとの事実は、一部の糖及び/又は他の可溶性基質が効率的に消費されないことを示唆している。この場合、方法の改善は、第1の発酵からの、この濾過物における広範囲又は異なる基質範囲の株の成長によって達成することができた。
サーモムコール発酵からの8336gの濾過物を、ラサムソニア・コンポスティコラの成長のための培地として使用した。栽培の45時間後、8.03kgの培養物を、収穫した。それぞれ2mm、1mm、0.315mm及び0.18mmの4つの篩に対して篩分けを行い、収穫されたものを収集し、911gの湿性ケーキを5.69% dmでもたらした。バイオマス収量は、51.9グラム乾物であった。濾過物は、ここで0.86% dmを含有していた。
全プロセスの総計バイオマス収量は、ここで218.2グラムのサーモムコール+51.9グラムのラサムソニアであり、これは、総計で、500*0.88=440グラムのトウモロコシ乾物から総計270.1グラムの乾いた菌糸体が、プロセスに入れるトウモロコシ乾物のグラム当たり高いタンパク質で0.61グラムの乾いたSCPの収量を与えることを意味する。
第2のステップを加えることにより、バイオマス収量を24%増加させ、濾過物中の乾物は22%低減される。
実施例12.酸性条件及び高温に対するリゾプス属種の単離及び適応
リゾプス株は、OGYE寒天にプレーティングし、フード中で37℃でインキュベーションすることによって、市販のテンペスターターから単離された。株の分類学的な同定について、ゲノムDNAを単離し、内部転写スペーサー(ITS)領域を増幅し、シークエンシングした。ITS断片を、プライマー5’−TGCCAGTAGTCATATGCTTGT’3(Euk20f;フォワード)及び5’−ACCAGACTTGTCCTCCAAT−’3(リバース)(Integrated DNA Technologies)を使用して増幅した。サンガーシークエンシングを、ITSの増幅に使用した同じプライマーを使用して、BaseClear(Leiden、the Netherlands)によって実施した。フォワードプライマーで得られたシークエンシング結果は、配列番号13として示され、リバースプライマーで得られるものは、配列番号14として示される。これらの配列がNCBIデータベースに対してBLASTで処理した場合、単一のリゾプス属種は100%同一性及び100%カバレッジで見出されなかった。96〜98%カバレッジでの99〜100%のパーセンテージ同一性が、リゾプスオリゼー、リゾプスクラミドスポラス、リゾプスミクロスポラス、リゾプスストロニファー及びムコールインディカスに関して見出された。
株を、2g/LのNHNO、1.7g/LのYeast Nitrogen Base(窒素源なし)及び20g/Lグルコースを加え、十分なK、P、S、Ca、Mg、Zn、Fe、Mn、Cuを有する、真菌の成長のための培地(米国特許出願公開第20020039758号)を含有する振盪フラスコ中で引き続いて成長させた。pHを、HSO及び/又はNaOHを加えることによってpH3.5に調整した。35mlのこの培地を、バッフル付き三角フラスコに加え、121℃で15分間滅菌した。
次に、単離体を、すべて連続的に移動(1mlを次の35ml培地)させた後、成長温度を増加させることによってより高い温度に適応させた。移動は、220rpm、2.5cmストロークで振盪するとき、視覚的な点検(通常2〜3日後)によって高濃度の培養物を得た後に行われた。15時間未満の倍加時間でpH3.5及び46℃で成長させた後、株をCBS143160として寄託した。

Claims (15)

  1. 単一細胞タンパク質(SCP)を生産する方法であって、
    a)好熱性真菌を、発酵性の炭素豊富な供給原料を含有する培地中で成長させるステップであって;前記真菌を、45℃より高い温度及び3.8未満のpHで、非滅菌条件下の液中培養で成長させる、ステップ;及び、
    b)ステップa)で成長させた前記好熱性真菌のバイオマスの形態で、前記培地からSCPを回収するステップ
    を含む、方法。
  2. 前記炭素豊富な供給原料の濃度が、前記供給原料中の毒性化合物が前記真菌の成長速度を低減させる濃度未満である、請求項1に記載の方法。
  3. 前記炭素豊富な供給原料が、前記炭素豊富な供給原料の濃度が、前記供給原料中の毒性化合物が前記真菌の成長速度を低減させる濃度未満に保たれる割合で前記培地に供給され、好ましくは、前記供給原料中の毒性化合物が前記真菌の成長速度を低減させる濃度が、前記真菌によるCO産生の割合及びO消費の割合の少なくとも1つにおける低減の原因とならない、前記炭素豊富な供給原料の最高濃度として規定される、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記培地中の前記炭素豊富な供給原料が、5%(w/v)乾物の濃度未満であるか、又は5%(w/v)乾物の濃度未満を維持する割合で前記培地に供給される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 2つ以上の発酵槽の使用を含み、少なくとも第1の発酵槽が、収穫及び任意選択の清浄化のために空にされ、その間少なくとも第2の発酵槽中で、前記真菌の成長が継続し、好ましくは収穫及び任意選択の清浄化後、空の第1の発酵槽が、前記第2の発酵槽の内容物の少なくとも一部で満たされ、成長が、前記第1の発酵槽の収穫及び任意選択の清浄化の期間に継続される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. フェドバッチ法、反復フェドバッチ法又は連続法であり、好ましくは炭素制限法である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記好熱性真菌が、ラサムソニア属、タラロミセス属、ペニシリウム属、アクレモニウム属、フミコラ属、ペシロミセス属、カエトミウム属、リゾムコール属、サーモミセス属、マセリオフトーラ属、サーモアスカス属、ムコール属、リゾプス属、サーモムコール属、チエラビア属、スチベラ属、メラノカルプス属、マルブランケア属、ダクチロミセス属、カナリオミセス属、スキタリジウム属、ミリオコッカム属、コリナスカス属、及びクーネメリア属からなる群から選択される真菌属の株であり、好ましくは、前記好熱性真菌が、ラサムソニア・コンポスティコラ、ラサムソニア・エメルソニイ、タラロミセス・エメルソニイ、サーモムコール・インディカセウダチカ、リゾムコール・ミエヘイ、リゾプス属種、リゾムコール・プシルス、チエラビア・テリコラマイナー変種及びサーモアスカス・サーモフィラスからなる群から選択される真菌種の株であり、そのうちの株、ラサムソニア・コンポスティコラ株CBS141695、ラサムソニア・エメルソニイCBS143030、サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027及びCBS104.75、リゾムコール・ミエヘイCBS143029、リゾムコール・プシルスCBS143028、サーモアスカス・サーモフィラスCBS528.71、チエラビア・テレストリスCBS546.86、タラロミセス・エメルソニイCBS393.64、サーモセロミセス・サーモフィラCBS117.65及びリゾプス属種CBS143160がより好ましく、そのうちの株、CBS141695、CBS143030、CBS143027、CBS143029、CBS143160及びCBS143028が最も好ましい、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記発酵性の炭素豊富な供給原料が、農業又は食物生産、サイレージ、都市ゴミ(MSW)の有機物画分及び食物用途に適合する植物由来の生産物からの副産物又は廃棄物のうちの1つ又は複数であり、好ましくは、前記発酵性の炭素豊富な供給原料が、サトウダイコンパルプ、穀粒加工からの液体C−デンプン、皮をむいた野菜、カットした野菜又は選別外の野菜の生産からの野菜廃棄物、パーム油廃液(POME)、空果房(EFB)、シュロの葉を含むパームミル残留物、トウモロコシ、ジャガイモ、コムギ、コメ、キャッサバ、サトウキビ又はサトウキビジュース、サトウダイコン又はサトウダイコンジュース又は高濃度のジュース、廃糖蜜、甘蔗廃糖蜜、グルコースシロップ、フルクトースシロップ及び野菜油のうちの1つ又は複数である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記培地が、窒素源を含有する及び/又は供給され、好ましくは、前記窒素源が、アンモニア、尿素及び硝酸塩のうちの1つ又は複数を含み、より好ましくは、前記窒素源が、廃糖蜜、サトウダイコン又はキビ残渣、ワイン産業からの残渣、ブドウ残留物、ジャガイモタンパク質液(PPL)、コーンスティープ液(CSL)、動物農場排出ガス清浄化スクラバーからのアンモニア、及び肥料加工からの希薄な画分の、濃縮物から得られる、負荷濃縮物に存在するアミンのうちの1つ又は複数である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記バイオマスが、篩分け、濾過及びデカンテーションのうちの少なくとも1つによって前記培地から回収され、それによって、好ましくは、篩分け、濾過又はデカンテーションされたバイオマス(ケーキ)の乾物濃度が、少なくとも12%(w/v)であり、より好ましくは、前記バイオマスが、回転ドラム濾過、フィルタープレス、ベルトフィルター、スクリーン、篩、篩ベルト、DSMスクリーン、ベルトプレス、スクリュープレス及びデカンター遠心分離機のうちの少なくとも1つによって前記培地から回収され、それによって、より好ましくは、前記バイオマスケーキが、例えば、プレスして、残留する水を除去することによって更に乾燥させることができる、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
  11. バイオマス(ケーキ)の篩分け、濾過、デカンテーション、及び/又は更なるプレスの後に得られる水画分が、発酵に戻して再利用されるか、及び/又は更に発酵バッチのために使用される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記発酵槽が、エネルギーの入力が必要ないずれの冷却装置も用いずに操作される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
  13. ラサムソニア・コンポスティコラ株CBS141695、ラサムソニア・エメルソニイCBS143030、サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027、リゾムコール・ミエヘイCBS143029、リゾプス属種CBS143160及びリゾムコール・プシルスCBS143028である株からなる群から選択される、好熱性真菌株。
  14. 少なくとも1つの好熱性真菌株のバイオマスからのタンパク質を含むSCP生産物であって、前記好熱性真菌株は、ラサムソニア・コンポスティコラ株CBS141695、ラサムソニア・エメルソニイCBS143030、サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027及びCBS104.75、リゾムコール・ミエヘイCBS143029、リゾムコール・プシルスCBS143028、サーモアスカス・サーモフィラスCBS528.71、チエラビア・テレストリスCBS546.86、リゾプス属種CBS143160及びサーモセロミセス・サーモフィラCBS117.65である株からなる群から選択され、そのなかでも、CBS141695、CBS143030、CBS143027、CBS143029、CBS143160及びCBS143028株が好ましく、好ましくは、前記バイオマス中のタンパク質が、ダイズタンパク質中の総必須アミノ酸の合計よりも少なくとも10%高い総必須アミノ酸の合計を有し、より好ましくは、前記バイオマス中のタンパク質が、総アミノ酸の少なくとも8.5%のリジン含有量及び総アミノ酸の少なくとも10%のフェニルアラニン含有量の少なくとも1つを有する、SCP生産物。
  15. 少なくとも1つの好熱性真菌株のバイオマスからのタンパク質を含む食物又は飼料生産物であって、前記好熱性真菌は、ラサムソニア・コンポスティコラ株CBS141695、ラサムソニア・エメルソニイCBS143030、サーモムコール・インディカセウダチカCBS143027及びCBS104.75、リゾムコール・ミエヘイCBS143029、リゾムコール・プシルスCBS143028、サーモアスカス・サーモフィラスCBS528.71、チエラビア・テレストリスCBS546.86、リゾプス属種CBS143160及びサーモセロミセス・サーモフィラCBS117.65である株からなる群から選択され、そのなかでも、CBS141695、CBS143030、CBS143027、CBS143029、CBS143160及びCBS143028株が好ましい、食物又は飼料生産物。
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