JPH11285376A - 高濃度オメガ三系高度不飽和脂肪酸を含有する微生物相バイオマス - Google Patents
高濃度オメガ三系高度不飽和脂肪酸を含有する微生物相バイオマスInfo
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Abstract
微生物相及び同微生物相を生育する方法を提供するこ
と。 【解決手段】非塩化物ナトリウム塩、特に、硫酸ナトリ
ウムを含有する発酵培地において生育することにより、
高濃度オメガ三系高度不飽和脂肪酸を含有する、トラウ
ストキトリウム、シゾキトリウム及びそれらの混合物か
らなる微生物相バイオマスが生成される。更に、得られ
た微生物相バイオマスは、水産養殖用の食品を生成する
のに有用な寸法の細胞集合体を含むものである。
Description
人間及び動物の食品添加物としての使用或いは医薬品及
び工業製品における使用に適正な高濃度オメガ三系高度
不飽和脂肪酸(HUFA)を含有する脂質を生成するた
めの従属栄養生体及びその培養方法に関する。
s)は動脈硬化症及び心疾患を予防し、炎症を緩和し、
腫瘍細胞の成長を抑制するのに重要な栄養化合物である
と最近になって認識されるようになり、営利的な関心が
大きくもたれている。これらの利点はオメガ六系脂肪酸
から生成される化合物の拮抗的阻害を生じさせるオメガ
三系HUFAsに由来すると同時に、オメガ三系HUF
As自体から直接生成される有利な化合物にも由来する
(シモポウロス(Simopoulos)ら)。オメガ六系脂肪酸
は植物及び動物に見出される優位なHUFAsである。
現在、オメガ三系HUFAsの市販栄養源はこれら脂肪
酸を20〜30%含有可能なある種の魚油である。これ
ら脂肪酸の効果は一週間に数回魚を食べ、或いは濃縮魚
油を毎日摂取することによって得られる。従って、栄養
補給として毎年多量の魚油が加工、封入され、販売され
ている。しかし、これら魚油補給物には幾つかの重要な
問題があり、この中には脂溶性ビタミンが生物学的に蓄
積し、飽和したオメガ六系脂肪酸が高濃度になるという
問題があり、双方とも健康に害を及ぼし得る。
許第5,130,242号に詳述されている微生物相の
トラウストキトリウム属(Thraustochytrium)及びシゾ
キトリウム属(Schizochytrium)である。これら微生物
相は従属栄養性であって高濃度のオメガ三系HUFAs
を生成できるという利点を有している。しかし、これら
微生物相の発酵方法を改良し、微生物相生産物の改良形
の使用方法を特定する必要性が依然として存在してい
る。
を考慮してなされたものであって、高濃度のオメガ三系
高度不飽和脂肪酸を生成する微生物相及び同微生物相を
生育する方法を提供することにある。
め、請求項1に記載の発明は、約150ミクロン以下の
寸法の細胞集合体を有するトラウストキトリウム属、シ
ゾキトリウム属及びこれらの混合物とからなる群から選
択される微生物相バイオマスを提供する。
載の微生物相バイオマスにおいて、シゾキトリウム属が
ATCC第20888番、第20889番及びこれらの
変異体からなる群から選択されるとともにオメガ三系高
度不飽和脂肪酸を産生できるという特徴を備え、同シゾ
キトリウムは少なくとも約0.5%の乾燥重量のオメガ
三系高度不飽和脂肪酸含量を有することをその要旨とす
る。
載の微生物相バイオマスにおいて、トラウストキトリウ
ム属がATCC第20890番、第20891番、第2
0892番及びこれらの変異体からなる群から選択され
るとともにオメガ三系高度不飽和脂肪酸を産生できると
いう特徴を備え、同トラウストキトリウム属が少なくと
も約0.5%の乾燥重量のオメガ三系高度不飽和脂肪酸
含量を有することをその要旨とする。
ル当り約3グラム以下の塩化物と、炭素源及び窒素源
と、微量養分と、1リットル当たり1グラム以上の非塩
化物ナトリウム塩を含有する培地において約5〜48℃
の温度及びpH約5.0〜11.0でトラウストキトリ
ウム、シゾキトリウム及びこれらの混合物からなる群か
ら選択された微生物を生育することを含む請求項1に記
載の微生物相を生成する方法を提供する。
の方法において、ナトリウム塩は硫酸ナトリウム、ソー
ダ灰、酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリ
ウム及びこれらの混合物からなる群から選択されたもの
であることをその要旨とする。
の方法において、シゾキトリウム属がATCC第208
88番、第20889番及びこれらの変異体からなる群
から選択されるとともにオメガ三系高度不飽和脂肪酸を
産生できるという特徴を備え、同シゾキトリウムは少な
くとも約0.5%の乾燥重量のオメガ三系高度不飽和脂
肪酸含量を有していることをその要旨とする。
の方法において、トラウストキトリウム属がATCC第
20890番、第20891番、第20892番及びこ
れらの変異体からなる群から選択されるとともにオメガ
三系高度不飽和脂肪酸を産生できるという特徴を備え、
同トラウストキトリウム属が少なくとも約0.5%の乾
燥重量のオメガ三系高度不飽和脂肪酸含量を有している
ことをその要旨とする。
の方法において、培地が培地1リットル当り約250ミ
リグラム以下の塩化物含量を有していることをその要旨
とする。
トリウム塩を含んだ培地中で生育される請求項1に記載
の微生物相バイオマスと、b)亜麻仁、菜種、大豆、ア
ボカドミール及びこれらの混合物からなる群から選択さ
れる物質とからなる食品を提供する。
載の食品において、同食品の組成に約5〜95重量%の
物質b)が含まれることをその要旨とする。請求項11
に記載の発明は、請求項9に記載の食品において、同食
品は押出し成形物であることをその要旨とする。
載のトラウストキトリウム属、シゾキトリウム属及びこ
れら混合物からなる群から選択される微生物相を、仔エ
ビ、塩水エビ、クルマムシ及び軟体動物からなる群から
選択された生体に給餌することからなる水産養殖の方法
を提供する。
ル当り約500ミリグラム以下の塩化物と、炭素源及び
窒素源と、微量養分と、非塩化物ナトリウム塩を含有す
る培地において、約5〜48℃の温度及びpH約5.0
〜11.0でトラウストキトリウム属、シゾキトリウム
属及びこれらの混合物からなる群から選択された微生物
を生育することを含む請求項1に記載の微生物相バイオ
マスを生育する方法をその要旨とする。
源、微量養分、及び硫酸ナトリウムを含有する培地にお
いて、約5〜48℃の温度及びpH約5.0〜11.0
で請求項1に記載の微生物相バイオマスを生育する方法
をその要旨とする。
記載の方法において、硫酸ナトリウムの濃度は約1g/
lから約50g/lの間であることをその要旨とする。
請求項16に記載の発明は、請求項14に記載の方法に
おいて、硫酸ナトリウムの濃度は約2g/lから約25
g/lの間であることをその要旨とする。
寸法が約150ミクロン以下のトラウストキトリウム
属、シゾキトリウム属及びこれらの混合物からなる微生
物相バイオマスが生成される。微生物相バイオマスは水
産養殖に有用であり、特にステロール含有量及びオメガ
三系高度不飽和脂肪酸(HUFA)含有量が多い、エビ
に必要な主たる給餌的利点を微生物相が有するため、仔
エビ(larval shrimp)に給餌するのに有用である。加
えて、微生物相は細胞集合体の寸法が小さいため、仔エ
ビ、塩水エビ(brine shrimp)、クルマムシ及び軟体動
物によって摂取可能である。本発明にはこれらの生物を
生産する方法も含まれ、この方法には細胞の平均寸法が
約150ミクロン以下のトラウストキトリウム属、シゾ
キトリウム属及びこれらの混合物を給餌することが含ま
れる。
トリウム属、シゾキトリウム属及びこれらの混合物から
なる群から選択された微生物を生育する新規の方法を含
む。この方法には、特に硫酸ナトリウム等の非塩化物ナ
トリウム塩を有する培地において微生物相を生育するこ
とが含まれる。より詳細には、発酵に必要なナトリウム
の大部分は非塩化物ナトリウム塩として供給される。本
発明の方法は、培地における塩化物含有量が大幅に低減
され、よって塩化物が発酵装置を腐食することを回避で
きるために、特に市販向けの製造に有用である。加え
て、本発明は水産養殖に利用される食品の製造に特に有
用である。それは、この種の培地において培養されるト
ラウストキトリウム属及びシゾキトリウム属は高塩化物
の培地において培養される場合よりも遥かに小さなクラ
ンプを形成し、よって仔エビの餌料源としてより得やす
くなっているためである。特に、硫酸ナトリウム含有の
培地において培養されるトラウストキトリウム属及びシ
ゾキトリウム属は平均寸法が直径約150ミクロン以下
の細胞集合体を有し得る。
リウム属、シゾキトリウム属及びこれらの混合物からな
る群から選択される微生物相と、亜麻仁、菜種、大豆、
アボカドミール(avocado meal)及びこれらの混合物か
らなる群から選択される添加成分とからなる食品に関す
る。この食品が特に効果的であるのは、長鎖オメガ三系
脂肪酸と、添加成分由来の短鎖オメガ三系脂肪酸の含有
量が多いことである。更なる実施例において、食品は押
出しによって生成される。押出し工程には微生物相と添
加成分とを混合する工程が含まれ、食品の水分含量が低
減されるということがある。次に、食品は加熱されて押
し出され、よって低減した水分含量の大部分を除去す
る。元来の水分含量の残量は自然乾燥又は短時間の焼成
によって容易に除去されて乾燥に必要な総エネルギーが
低減され、高温乾燥を延長することによってオメガ三系
HUFAsの減成度が低減される。
して、脂肪酸は脂肪族モノカルボン酸であると理解され
たい。脂質は脂肪酸のグリセリドエステルを関連ホスフ
ァチド、ステロール、アルコール、炭化水素、ケトン及
び関連化合物とともに含有する脂肪又は油であると理解
されたい。
一般的に用いられる簡略表記システムを用いている(例
えばウィート(Weete)、1980)。このシステムで
は文字「C」で始まり、炭化水素鎖中の炭素原子数を示
す数が続き、コロン及び二重結合数を示す数と続いて、
即ちC20:5のエイコサペンタエン酸となる。脂肪酸
はカルボキシカーボンから始まるように番号付けされて
いる。二重結合位置はギリシャ文字デルタ(Δ)を付加
し、この後に二重結合の炭素原子数が続くように示さ
れ、即ちC20:5オメガ三系Δ5,8,11,14,17となる。
「オメガ」表記は不飽和脂肪酸のための簡略表記システ
ムであり、カルボキシル基端末炭素からの番号付けが用
いられている。便宜的に「オメガ三系」を記号化するた
め、特に本明細書中に記載の数値式簡略表記法を使用す
る際にn−3が用いられている。オメガ三系高度不飽和
脂肪酸はポリエチレン脂肪酸であり、末端のエチレン結
合は脂肪酸の端末メチル基から由来すると同時にこれを
含有する3つの炭素原子であると理解されたい。よっ
て、オメガ三系高度不飽和脂肪酸であるエイコサペンタ
エン酸を完全に表記するとC20:5n−3Δ
5,8,11,14,17となる。簡略化するため二重結合位置(Δ
5,8,11,14,17)は省略される。エイコサペンタエン酸は
C20:5n−3と示され、ドコサペンタエン酸(C2
2:5n−3Δ7,10,13,16 ,19)はC22:5n−3で
あり、ドコサヘキサエン酸(C22:6n−3Δ4,7
,10,13,16,19)はC22:6n−3である。「高度不飽
和脂肪酸」という術語は4つ以上の二重結合を有する脂
肪酸のことである。「飽和脂肪酸」は1〜3つの二重結
合を有する脂肪酸のことである。
的に望ましい特性を有する以下の組合せによって多くの
微生物株を容易に分離するための収集及び選別方法が生
み出された。それは、1)従属栄養生育が可能、2)含
有量の多いオメガ三系HUFAs、3)単細胞性、4)
好ましくは含有量の少ない飽和したオメガ六系HUFA
s、5)好ましくは無着色、白色又は本質的に無色の細
胞、6)好ましくは耐熱性(30℃以上の温度にて生育
する能力)及び7)好ましくは広塩度(広範囲の塩度に
わたり、特に低塩度にて生育可能)である。この方法は
関連米国特許第5,130,242号に詳述されてい
る。
乾燥重量パーセント(%dwt)の約45%までの脂肪
酸分を有し、15〜48℃の範囲の温度にわたって生育
し、かつ塩度が非常に低い培地において生育する単細胞
微生物相菌株を分離することができる。非常に高度のオ
メガ三系菌株の多くは非常に緩慢に生育する。上記のよ
うに概説した方法によって分離され、かつ急速な生育
度、優れた生成能及び多量のオメガ三系HUFA含有量
を示す菌株は約12%dwtまでのオメガ三系不飽和脂
肪酸含量を有している。
塩、好ましくは硫酸ナトリウムを含有する発酵培地にお
いてオメガ三系HUFA含有量が多いトラウストキトリ
ウム属、シゾキトリウム属及びこれらの混合物を生育し
ている。より詳細には、発酵に必要なナトリウムの大部
分は非塩化物ナトリウム塩として供給される。例えば、
発酵培地中のナトリウムの約75%以下、好ましくは約
50%以下、更に好ましくは約25%以下が塩化ナトリ
ウムとして供給される。本発明の特に有利な点は、微生
物相が生育される容器並びに他の発酵装置又は下流処理
装置を腐食し得る塩化物が多量には存在しない状態で、
微生物相が生育するのに必要なナトリウムの供給源が培
地によって提供されていることにある。驚くべきこと
に、本発明の微生物相は約3g/l以下、好ましくは約
500mg/l以下、更に好ましくは約250mg/l
以下、より一層好ましくは約60〜120mg/lの塩
化物濃度で生育可能であるとともに、1糖当り約50%
以上のバイオマスを多量に生成することが見出された。
以下のように、本発明の更なる利点は、オメガ三系HU
FA含有量が多いにも拘らず、仔エビ、塩水エビ、クル
マムシ及び軟体動物が摂取できるほどに小さな寸法の細
胞集合体を有する微生物相を生成することにある。
(炭酸ナトリウム及び酸化ナトリウムの混合物)、炭酸
ナトリウム、重炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム及びこ
れらの混合物があり、この中でも硫酸ナトリウムが好ま
しい。ソーダ灰、炭酸ナトリウム及び重炭酸ナトリウム
は発酵培地のpHを増加させる性質を有し、よって培地
のpHを適正に維持するために制御工程を必要とする。
硫酸ナトリウム濃度は微生物相の塩度要件を満たすのに
効果的であり、好ましくはナトリウム濃度(Naのg/
lで表す)は約1.0g/l以上、更に好ましくは約
1.0〜50.0g/l、より一層好ましくは約2.0
〜25g/lである。
詳細には硫酸ナトリウムが存在する際の菌株の発酵によ
って、菌株の細胞集合体の寸法が約150ミクロン以
下、好ましくは約100ミクロン以下、更に好ましくは
約50ミクロン以下に制限されるということが見出され
た。本明細書中で用いられる細胞集合体の寸法という用
語は、微生物相培養株の発酵培地における細胞のクラン
プ、即ち集合体の概算平均寸法のことをいう。通常、微
生物相培養株における細胞集合体の約25%以上、好ま
しくは約50%以上、更に好ましくは約75%以上が平
均寸法以下の細胞集合体を有している。本発明に基づい
て生成される微生物相細胞は、ブレンダー又は渦発生装
置等によって液体状に再度懸濁され、即ち物理的に撹拌
されても、バイオマスの凝固及び/又は乾燥後のみなら
ず発酵培地に存在する間も、上記の細胞集合体の寸法パ
ラメータを満たしている。本発明の方法は連続二分裂
(1つの細胞が2つの細胞に分裂することによって複製
し、この2つの細胞の各々が更に2つに分裂し…と繰り
返す。)によって複製する微生物相には特に意味があ
る。これは、細胞が反復的かつ急速にこの工程に晒され
ると、形成中の多細胞集合体を凝集させる性質を帯び、
この凝集体は上記の細胞集合体の寸法範囲を超える場合
が多いためである。シゾキトリウム属は連続二分裂及び
精胞子を放出する胞子のうの形成によって複製する。し
かし、トラウストキトリウム属は胞子のうを形成し、精
胞子を放出することによってのみ複製する。胞子のう/
精胞子の形成によって複製するトラウストキトリウム属
では、凝集も問題となり得る。これは特に、集合体中に
おける細胞の数は連続二分裂によって形成される集合体
ほど多くはなくとも、トラウストキトリウム属の個々の
細胞の寸法が大きくなる傾向になり、よって少数の細胞
からなる凝集塊が大きくなる。しかし、凝集が顕著では
ない、1つのトラウストキトリウム属寄託株であるAT
CC 26185が確認された。
リウム属、シゾキトリウム属及びこれらの混合物の生育
中に発酵培地の酸素分を制限することによって菌株の脂
質分を増加できることが見出された。脂質生成に最適な
酸素濃度は培地の酸素分を変動させることによっていず
れの微生物相の場合でも確定できる。特に、発酵培地の
酸素分は約40%以下の飽和度、好ましくは約5〜40
%の飽和度の酸素分に維持される。
分に生育するように誘導する温度であれば何度であって
も行うことができる。これは、例えば約5〜48℃、好
ましくは15〜40℃、更に好ましくは約25〜35℃
である。通常、酸の添加又は緩衝液によってpHを調節
しないと、発酵中に培地のアルカリ性が増す。菌株はp
Hが5.0〜11.0、好ましくは約6.0〜8.5の
範囲で生育する。
ラメータが米国特許第5,130,242号に詳述され
ている。発酵管から採収されたバイオマスは乾燥させて
(例えば、噴霧乾燥、トンネル乾燥(tunnel dryin
g)、真空乾燥又は類似の方法によって)、給餌、即ち
栄養補給としていかなる動物にも用いることができ、こ
の動物の肉又は生産物が人間に消費される。同様に、抽
出されたオメガ三系HUFAsも給餌、即ち栄養補給と
して使用できる。また、採収かつ洗浄されたバイオマス
は給餌補給として(乾燥させずに)直接使用できる。保
存寿命を延ばすために、湿性バイオマスは酸性にされ
(pH約3.5〜4.5)、かつ/或いは低温殺菌又は
急速加熱されて酵素を不活性化し、次に真空又は非酸化
雰囲気(例えば、N2又はCO2)下において缶詰め、瓶
詰めにして包装することができる。「動物」という用語
は動物界に属するいかなる生物体をも指し、家禽肉、海
産食物、牛肉、豚肉又は小羊肉が得られるいかなる動物
をも制限なく含んでいる。海産食物は魚、エビ及び貝等
から制限なく得られる。「生産物」という用語にはこう
した動物から得られる肉以外のいかなる生成物をも含ま
れ、この中には卵又は他の生成物等、制限なく含まれ
る。採収バイオマス中のオメガ三系HUFAs又は抽出
オメガ三系HUFAsはこうした動物に給餌されると、
動物の肉、卵又は他の生産物の中に取り込まれ、これら
の中のオメガ三系HUFA含有量を増加させる。
を仔エビ、塩水エビ、クルマムシ及び軟体動物、特に仔
エビ用の食品として使用している。未だ幼態にある時、
エビの幼態動物には大きすぎて利用できない餌料源があ
る。詳細には、ある生育段階においてエビの幼態動物は
約150ミクロン以上の直径を有する餌料源を利用する
ことができない。よって、先におおまかに記載したよう
に、非塩化物ナトリウム塩、詳細には硫酸ナトリウム含
有の発酵培地において生育された微生物相はエビ用食品
としての使用に適している。上記のように、通常、この
ような条件のもとで生育された微生物相の細胞集合体は
約150ミクロン以下、好ましくは約100ミクロン以
下、更に好ましくは約50ミクロン以下の寸法を有して
いる。
用する更なる利点は、この微生物相はコレステロールを
含むステロールを多量に含有し、これが仔エビの主たる
給餌要件となっていることである。通常、本発明の微生
物相は好ましくは少なくとも約0.1%の無灰乾燥重量
(afdw)、更に好ましくは少なくとも約0.5%a
fdw、より一層好ましくは少なくとも約1.0%af
dwのステロール含量を有している。加えて、通常、本
発明の微生物相は総ステロール含量の好ましくは少なく
とも約15%、更に好ましくは少なくとも約25%、よ
り一層好ましくは少なくとも約40%のコレステロール
含量を有している。更に、本発明の微生物相バイオマス
はオメガ六系脂肪酸、タンパク質、炭水化物、色素及び
ビタミンのような更なる栄養素をもエビに付与してい
る。
生産される魚、エビ及び他の生産物のオメガ三系HUF
As源として価値がある。この生産物は上記のエビの場
合のように食品として使用でき、或いはエビ及び魚への
一般的な給餌補給物として直接添加でき、或いは水産養
殖生物体の摂取用の塩水エビ又は他の生きたままの給餌
用生物体に給餌できる。この微生物相をこのように用い
ることによって、エビ養殖家は成長率及び/又は生存率
が顕著に高い仔エビを得ることができるとともに、更に
丈夫な幼態経過後の仔エビを生産することができる。
約15〜50%dwtであり、残りの物質の大部分はタ
ンパク質及び炭水化物である。評価された菌株の幾つか
が全ての必須アミノ酸を有するため、タンパク質は細胞
の栄養価に多大な役割を果たし、栄養学的にバランスの
とれたタンパク質であると考えられる。
ストキトリウム属、シゾキトリウム属及びこれらの混合
物と菜種、亜麻仁、大豆及びアボカドミールからなる群
から選択された添加成分とを組み合わせて使用した食品
を生成している。この実施例の利点は食品が添加成分か
らの短鎖オメガ三系HUFAs及び微生物相からの長鎖
オメガ三系HUFAsの双方を含有していることにあ
る。亜麻仁、菜種、大豆及びアボカドミールを有する食
品は短鎖オメガ三系HUFAs源を供給し、かつ摂取す
る人間及び動物によって伸長し得る短鎖オメガ三系HU
FAs源を更に供給するのに有用であることは周知であ
る。しかし、こうした食品には添加成分からのコリン含
有量が多く、第一アミンを形成し、魚の不快な臭味を生
じさせ得るという問題がある。更に、添加成分からの毒
性化合物が高濃度の時、例えば鶏の産卵が抑制され、或
いは動物が食餌を受け付けなくなることがあり得る。こ
うして、本発明の食品には亜麻仁、菜種、大豆又はアボ
カドミール含有量を低減できるという利点がある。これ
は、食品を摂取する生物体が長鎖HUFAsに変換する
目的で高濃度の短鎖オメガ三系HUFAsを必要としな
いためである。よって、食品中の亜麻仁及び菜種含有量
が低減されることによって食品中のコリン及び/又は抑
制毒性化合物の量が低減される。
属、シゾキトリウム属及びこれらの混合物の量は約5〜
95重量%の範囲にわたっている。添加成分は約5〜9
5重量%の範囲で食品中に存在できる。加えて、食品は
他の成分も含有することができ、これには穀粒、栄養補
給物、ビタミン、結合剤及び防腐剤がある。
出しを用いて生成される。押出しによって微生物相と添
加成分とを混合し、この混合した添加成分量だけ微生物
相バイオマスにおける湿度を低減する。食品は加熱され
て押し出され、食品から湿度を更に除去する。結果とし
て生じた水分含量が少ない生産物には自然乾燥又は比較
的短い時間の焼成による乾燥が可能であり、乾燥に必要
な総エネルギー及び長時間の高温に起因するオメガ三系
HUFAsの減成度を低下させる。加えて、押出しから
発生する熱によって添加成分中に一般的に見出される不
要な毒性化合物の幾分かが減成可能である。この毒性化
合物により、例えば鶏の産卵が抑制され、或いは動物が
食餌を受け付けなくなることがある。
る。上記の選択基準にかなう種は先行技術には記載され
ていない。これら選択基準を用いることによって、選別
した約1,000個のサンプルから25を上回る、潜在
的に有望な菌株を分離した。アメリカン・タイプ・カル
チャ・コレクション(ATCC)における約20,50
0株の内、分離する時に10株が同一の分類群に属する
と後に確認された。この保存機関にてまだ生存可能な菌
株を入手し、開示した処理によって分離かつ培養された
菌株と比較するのに使用した。この比較結果を以下の例
4,5に提示している。
(Thraustochydrid)を藻又は藻状原生生物に分類して
いる。本明細書中にて開示し、かつクレームしている単
細胞微生物の全ての菌株はトラウストキトリアレス(Th
raustochytriales)目に属している(目:トラウストキ
トリアレス、科:トラウストキトリアシー(Thraustoch
ytriaceae)、属:トラウストキトリウム属又はシゾキ
トリウム属)。ここでは概略的に記載する目的で、これ
ら微生物は正確な分類位置が不確定であることをより明
らかに示すため、微生物相と呼ぶことにする。
微生物寄託の国際承認に関するブダペスト条約」のもと
で寄託された。こうして寄託される素材の公共利用性に
関する全ての制約は特許付与と同時に取り払われ、取消
はできない。各寄託物は寄託微生物のサンプルを供与す
る最近の申請がアメリカン・タイプ・カルチャ・コレク
ション(ATCC)によって受理された後、少なくとも
5年間、またどのような場合でも寄託日後、少なくとも
30年間保存される。
同定する特性、詳細には本明細書中に記載のオメガ三系
HUFAsを生成することができ、かつ本明細書中に記
載の条件下にて培養された時に細胞集合体の寸法特性を
有するという同定特性を全て有している。詳細には、本
発明の好ましい微生物とは次の寄託微生物及びこの変異
体のことをいう。
示した示唆に基づいて得られる有用な方法及び菌株の全
てを包含するものであり、当業者に可能な手段である代
替、改変及び最適化の全てを包含している。
的としており、本発明の範囲を限定するものではない。 (例) (例1.収集及び選別)内陸の浅い塩水池から150m
lの試料水を収集し、無菌ポリエチレン瓶に保存した。
試料水とともに生きている植物の素材及び自然に生じた
有機堆積物(腐敗動植物物質)も幾分含有するように特
に注意を払った。このサンプルを実験室に戻すまで氷の
上に置いた。実験室で試水を15〜30秒間振り動か
し、2種類のフィルタを有するフィルタ装置の中にこの
サンプルを1〜10ml、ピペットで移し入れ、即ち注
入した。これらのフィルタは、1)上部における、孔寸
法が約25μmの無菌47mm径ワットマン第4番フィ
ルタ及び2)同ワットマンフィルタの下部における、孔
寸法が約1.0μmである47mm径ポリカーボネート
フィルタである。フィルタの称呼孔寸法に僅かな変動が
あると、ポリカーボネートフィルタ上に収集される細胞
の寸法は約1.0〜25μmの範囲になる。
た。ポリカーボネートフィルタをペトリ板の中の固体F
−1培地上に置いた。この培地は(1リットル当り)6
00mlの海水(人工海水を利用可能)、400mlの
蒸留水、10gの寒天、1gのブドウ糖、1gのタンパ
ク質加水分解物、0.2gの酵母エキス、2mlの0.
1M KH2PO4、1mlのビタミン溶液(A−vit
s)(100mg/lのチアミン、0.5mg/lのビ
オチン及び0.5mg/lのシアノコバラミンを含
有)、5mlの微量金属混合物(PII金属、1リット
ル当りの含有物は6.0gのNa2EDTA、0.29
gのFeCl3・6H2O、6.84gのH3BO 3、0.
86gのMnCl2・4H2O、0.06gのZnC
l2、0.026gのCoCl2・6H2O、0.052
gのNiSO4・H2O、0.002gのCuSO4・5
H2O及び0.005gのNa2MoO4・2H2O。)並
びに各々500mgの硫酸ストレプトマイシン及びペニ
シリン−Gからなっている。寒天板を暗所にて30℃で
保温培養した。2〜4日後、フィルタ上に多くのコロニ
ーが出現した。単細胞微生物相(酵母は除く)をプレー
トから摘採し、同様の培地組成の新たなプレート上にて
再度画線培養した。ほぼ無色の細胞からなるコロニーは
全て摘採するように特に注意を払った。新しいプレート
を30℃で保温培養し、2〜4日の保温培養期間後に単
一コロニーを摘採した。次に、摘採した単一コロニーを
寒天板と同様の富化有機物を含有する50mlの液体培
地に置いた。これら培地株を回転振とう培養機のテーブ
ル(100〜200rpm)上で30℃にて2〜4日
間、保温培養した。培地株が最大密度に達した様相を呈
すると、この内の20〜40mlを採収し、遠心分離さ
せ、凍結乾燥させた。次に、菌株の脂肪酸分を明らかに
するため、周知の技術であるガスクロマトグラフィー
(ルパージュ(Lepage)及びロイ(Roy)、1984
年)によってサンプルを分析した。よって、オメガ三系
HUFAsを有する菌株が確認され、更に選別するため
にこれら培地株を維持した。
し、150を上回る数の単細胞微生物相の菌株が分離さ
れた。これらの菌株は全脂肪酸に占めるパーセントとし
てオメガ三系HUFA含有量が多く、15〜48℃にわ
たる温度で生育する。用途によっては、有害なC20:
4n−6及びC22:5n−6HUFAsを(全脂肪酸
に占めるパーセントとして)1%未満有する菌株も分離
可能である。オメガ六系含有量が多い菌株も分離可能で
ある。これら微生物相の菌株は上記で概説した処置を利
用して同一位置から繰り返し分離可能である。新たに分
離される菌株が非常に酷似した様相の脂肪酸を有するこ
とが少なからずある。現時点で、同一菌株の複製分離物
が存在する可能性も否定できない。次に、同様の方法に
より、耐塩性又は多様な炭素及び窒素源を用いる能力の
ような他の望ましい特性を得るための更なる選別を実施
できる。
母エキス)シゾキトリウムアグリゲータム(Schizochyt
rium Aggregatum)(ATCC28209)の細胞を固
体F−1培地から摘採し、50mlのFFM培地に接種
した(フラー(Fuller)ら、1964年)。この培地は
海水を1,000ml、ブドウ糖を1.0g、ゼラチン
加水分解物を1.0g、肝臓エキスを0.01g、酵母
エキスを0.1g、PII金属を5ml、1mlのB−
ビタミン溶液(ゴールドスタイン(Goldstein)ら、1
969年)及び1mlの抗生物質溶液(25g/lの硫
酸ストレプトマイシン及びペニシリン−G)を含有して
いる。1.0mlのビタミン配合物(pH7.2)はチ
アミンHClを200μg、ビオチンを0.5μg、シ
アノコバラミンを0.05μg、ニコチン酸を100μ
g、パントテン酸カルシウムを100μg、リボフラビ
ンを5.0μg、ピリドキシンHClを40.0μg、
ピリドキサミン2HClを20.0μg、p−アミノ安
息香酸を10μg、塩素HClを500μg、イノシト
ールを1.0mg、チミンを0.8g、オロチン酸を
0.26mg、ホリニン酸を0.2μg及び葉酸を2.
5μg含有している。27℃にして回転振とう培養機
(200rpm)上に培養株を置いた。3〜4日後、こ
の培養株の1mlを各々50mlの以下の処理剤に移し
変えた。1)FFM培地(対照標準として)及び2)2
50mg/lのKH2PO4及び250mg/lの酵母エ
キスを添加したFFM培地である。これら培養株を48
時間、27℃にして回転振とう培養機(200rpm)
上に置いた。細胞を採収し、細胞の収率を定量化した。
第1処理において、無灰乾燥重量ベースでの細胞の最終
濃度は616mg/lであった。第2処理において、細
胞の最終濃度は1,675mg/lであり、培地におい
てPO4及び酵母エキスの濃度を高くするという効果が
強調されたことを示している。
代替物としてのコーンスティープリカー)シゾキトリウ
ム属sp.S31(ATCC No.20888)の細
胞を固体F−1培地から摘採し、50mlのM−5培地
の中に置いた。この培地は(1リットルベースで)1g
の酵母エキス、25gのNaCl、5gのMgSO4・
7H2O、1gのKCl、200mgのCaCl2、5g
のブドウ糖、5gのグルタミン酸塩、1gのKH2P
O4、5mlのPII金属、1mlのA−ビタミン溶液
及び1mlの抗生物質溶液からなっている。この溶液の
pHを7.0に調節し、溶液をろ過殺菌した。コーンス
ティープリカー(4g/40ml;pH7.0)及び酵
母エキス(1g/40ml;pH7.0)の無菌溶液を
調製した。一組のM−5培地フラスコに以下の量の酵母
エキス溶液を添加した。1)2ml;2)1.5ml;
3)1ml;4)0.5ml及び5)0.25mlであ
る。別の一組のM−5培地フラスコに酵母エキス及びコ
ーンスティープリカー溶液を以下の濃度で添加した。
1)2mlの酵母エキス;2)1.5mlの酵母エキス
及び0.5mlのコーンスティープリカー;3)1.0
mlの酵母エキス及び1.0mlのコーンスティープリ
カー;4)0.5mlの酵母エキス及び1.5mlのコ
ーンスティープリカー及び5)2mlのコーンスティー
プリカーである。各フラスコに接種するのにF−1培地
における培養株を1mlだけ使用した。これら培養株を
48時間、27℃にして回転振とう培養機上に置いた。
遠心分離法によって細胞を採収し、(無灰乾燥重量とし
て)細胞の収率を測定した。表1に結果を示している。
この結果は0.8g/lの培地まで酵母エキスを添加す
ることによって細胞の収率を高めることができるという
ことを示している。しかし、酵母エキスとともにコーン
スティープリカーを添加すると更に効果的であり、処理
剤の収率が2倍になる。コーンスティープリカーは酵母
エキスよりも遥かに安価であるため、細胞を経済的に生
成するにはこれは非常に有利である。
した場合の例1の方法によって分離した菌株のHUFA
含有量の増加)例1に記載の方法に基づいて選択され、
新たに分離された一群の151個の菌株を後期指数増殖
期中にサンプルとし、ガスクロマトグラフィーによって
HUFA含有量を分析した。全ての菌株はM1培地又は
液体FFM培地のいずれかにおいて生育され、いずれに
しても細胞の収率が最大であることを示した。M1培地
はM5培地と同一の組成であり、ブドウ糖及びグルタミ
ン酸塩の濃度が1g/lである点が例外である。加え
て、以前に分離されたトラウストキトリウム属又はシゾ
キトリウム属を5種、アメリカン・タイプ・カルチャ・
コレクションから得た。この保存機関では保存物から生
存できる形態で得られる全ての菌株を表示している。こ
れらの菌株とはT.アウレウム(aureum)(ATCC第
28211番)、T.アウレウム(ATCC第3430
4番)、T.ロゼウム(roseum)(ATCC第2821
0番)、T.ストレータム(straitum)(ATCC第3
4473番)及びS.アグリゲータム(ATCC第28
209番)であった。従来の培地において菌株は全て生
育が短縮されることを示し、本発明のM5培地及びFF
M培地等の培地においては概して生育が向上することを
示した。本発明の培地において菌株の生育が向上したこ
とに基づき、各周知株の脂肪酸生成量を上記のように測
定した。
ことによって、脂肪酸のピークを確認した。クロマトグ
ラフィーのピークを統合することによって全脂肪酸の重
量パーセントで計量した。確認された化合物はパルチミ
ン酸(C16:0)、C20:4n−6及びC22:1
(これらは用いたシステムによって別々に分解しなかっ
た。)、C20:5n−3、C22:5n−6、C2
2:5n−3並びにC22:6n−3であった。通常は
低分子量の残りの脂肪酸は「他の脂肪酸」という分類に
まとめた。全オメガ三系脂肪酸を20:5n−3、2
2:5n−3及び22:6n−3の総計として計算し
た。全オメガ六系脂肪酸を20:4/22:1のピーク
及び22:5n−6のピークの総計として計算した。
いる。表2〜4より、本発明の方法によって多数の菌株
を分離でき、かつ幾つかの重要な基準によって周知の菌
株よりも優れた菌株が多数存在するということがわか
る。例えば、102個の菌株は全脂肪酸の少なくとも
7.8重量%のC20:5w3を生成し、これは周知の
いずれの菌株よりも同脂肪酸の割合が高い。菌株23B
(ATCC第20892番)及び12B(ATCC第2
0890番)がこの菌株の例である。本発明の30個の
菌株はオメガ三系脂肪酸として全脂肪酸の少なくとも6
8重量%を生成し、これは周知のいずれの菌株よりも多
い。菌株23B(ATCC第20892番)がこの菌株
の例である。本発明の76個の菌株は人間の栄養分には
望ましくないと考えられるオメガ六系脂肪酸として全脂
肪酸の僅か10重量%を生成したのみであり、これは周
知のいずれの菌株よりも少ない。菌株23B(ATCC
第20892番)及び12B(ATCC第20890
番)がこの菌株の例である。加えて、オメガ六系脂肪酸
として全脂肪酸の25重量%を上回る量を生成する本発
明の菌株が35個あり、これは周知のいずれの菌株より
も多い。これらの菌株は栄養目的とするには利用範囲が
相対的に狭いといえるが、オメガ六系脂肪酸から開始す
るエイコサノイドの化学合成用の供給原料として有用で
ある。
三系脂肪酸を高率に生成する菌株が多く存在することを
データが明らかにしている。表5〜7において、表2〜
4に示した菌株の48個を周知の菌株と比較し、C2
0:5n−3、C22:5n−3及びC22:6n−3
の各々を総オメガ三系重量パーセントとして示してい
る。15個の菌株がC22:6n−3として全オメガ三
系脂肪酸の少なくとも94重量%を有し、これは周知の
いずれの菌株よりも多い。菌株S8(ATCC第208
89番)がこの菌株の例であった。18個の菌株がC2
0:5n−3として全オメガ三系脂肪酸の少なくとも2
8重量%を有し、これは周知のいずれの菌株よりも多
い。菌株12B(ATCC第20890番)がこの菌株
の例であった。
れ、(全脂肪酸パーセントにして)67%を上回るオメ
ガ三系脂肪酸及び(全脂肪酸パーセントにして)10.
6%を下回るオメガ六系脂肪酸を有する一連の菌株を示
している。周知の菌株は全て(全脂肪酸パーセントにし
て)67%を下回るオメガ三系脂肪酸及び(全脂肪酸パ
ーセントにして)10.6%を上回るオメガ六系脂肪酸
を有していた。
れ、(全脂肪酸パーセントにして)67%を上回るオメ
ガ三系脂肪酸及び(全脂肪酸パーセントにして)7.5
%を上回るC20:5n−3を有する一連の菌株を示し
ている。周知の菌株は全て(全脂肪酸パーセントにし
て)67%を下回るオメガ三系脂肪酸及び(全脂肪酸パ
ーセントにして)7.8%を下回るC20:5n−3を
有していた。
した場合の例1の方法によって分離した菌株の生育率の
上昇)シゾキトリウム属sp.S31(ATCC第20
888番)、シゾキトリウム属sp.S8(ATCC第
20889番)、トラウストキトリウム属sp.S4
2、トラウストキトリウム属sp.U42−2、トラウ
ストキトリウム属sp.U42及びU30並びにトラウ
ストキトリウムアウレウム(ATCC第28211番)
及びシゾキトリウムアグリゲータム(ATCC第282
09番)(周知の菌株)の細胞を固体F−1培地から摘
採し、50mlのM−5培地に置いた。この溶液のpH
を7.0に調節し、溶液をろ過殺菌した。回転振とう培
養機(200rpm、27℃)上で3日間生育した後、
各培養菌株の1〜2mlをM−5培地の他のフラスコに
移し換え、2日間、同振とう培養機上に置いた。次に、
これら培養株(1〜2ml)をM−5培地の他のフラス
コに移し換え、1日間、振とう培養機上に置いた。この
工程により全ての培養株は指数増殖期中にあった。次
に、これらの後期培養株を用いてM−5培地の2本の2
50mlフラスコに接種し、各々に株を育成することと
した。次に、これらフラスコを25℃及び30℃にて振
とう培養機上に置き、ベックマンDB−G分光測光器
(660nm、1cmの路程)上でその光学濃度の変化
を監視した。光学濃度の読取りは0,6,10,14,
17.25,20.25,22.75時間で行った。次
に、ソロキン((Sorokin)1973年)の手法によっ
て光学密度データから指数増殖率(1日当りの倍加)を
計算した。この結果を表8及び図4(25℃における菌
株U30の生育が標準)に示している。例1における方
法によって分離された菌株が25℃及び30℃の双方で
周知のATCC菌株よりも遥かに高い生育率を有し、連
続して生育するのに欠かせないリン酸塩濃度に最適化し
ても結果は同じであることをデータは示している。南極
の冷水から分離されたトラウストキトリアレス株は30
℃で生育する様子を示さなかった。
した場合の例1の方法によって分離した菌株の生成特性
(生育及び脂質誘導)の向上)シゾキトリウム属sp.
S31(ATCC第20888番)、シゾキトリウム属
sp.S8(ATCC第20889番)(双方とも例1
の方法で分離)並びにトラウストキトリウムアウレウム
(ATCC第28211番)及びシゾキトリウムアグリ
ゲータム(ATCC第28209番)(従来の菌株)の
細胞を固体F−1培地から摘採し、50mlのM−5培
地の中に置いた(例3を参照)。この溶液のpHを7.
0に調節し、溶液をろ過殺菌した。回転振とう培養機
(200rpm、27℃)上で3日間生育した後、各培
養株の1〜2mlをM−5培地の他のフラスコに移し換
え、2日間、同振とう培養機上に置いた。次に、これら
培養株の各々の無灰乾燥重量を素早く測定し、50ml
のM−5培地を含有する2本の250ml三角フラスコ
の中に各培養株を3.29mgだけピペットで移し換え
た。これらフラスコを回転振とう培養機上に置いた(2
00rpm、27℃)。24時間後、各培養株の20m
l分を遠心分離し、上澄みを廃棄し、グルタミン酸塩
(N源)を全く含有しない50mlのM−5培地を有す
る250ml三角フラスコに細胞を移し換えた。フラス
コを振とう培養機に置き直し、ルパージュ及びロイ(1
984年)の手法によって12時間後に試料採取して無
灰乾燥重量を測定し、脂肪酸分を定量化した。この結果
を図5(周知の菌株であるATCC第28211番の収
率が標準)に示している。この結果は例1の方法によっ
て分離された菌株が指数増殖及び窒素制限下において、
同時間内で従来のATCC株より2〜3培も多い無灰乾
燥重量を生成したことを示している。加えて、本発明の
菌株から得られる全脂肪酸及びオメガ三系脂肪酸の収率
が多くなり、菌株S31(ATCC第20888番)は
従来のATCC株より3〜4培も多いオメガ三系脂肪酸
を生成している。
て向上した耐塩性及び脂肪酸生成)トラウストキトリッ
ドの4種の菌株、即ちシゾキトリウム属sp.S31
(ATCC第20888番)、トラウストキトリウム属
sp.U42−2(ATCC第20891番)(双方と
も例1の方法で分離かつ選別)並びにS.アグリゲータ
ム(ATCC第28209番)及びT.アウレウム(A
TCC第28210番)(アメリカン・タイプ・カルチ
ャ・コレクションから入手)を固体F−1培地から摘採
し、回転振とう培養機(200rpm)上で27℃にて
3〜4日間、保温培養した。以下のようにM培地塩(2
5g/lのNaCl、5g/lのMgSO4・7H2O、
1g/lのKCl、200mg/lのCaCl2)を希
釈することによって、異なる塩度域の培地を調製した。
それは、1)100%(w/v)のM培地塩、2)80
%(v/v)のM培地、20%(v/v)の蒸留水、
3)60%(v/v)のM培地、40%(v/v)の蒸
留水、4)40%(v/v)のM培地、60%(v/
v)の蒸留水、5)20%(v/v)のM培地、80%
(v/v)の蒸留水、6)15%(v/v)のM培地、
85%(v/v)の蒸留水、7)10%(v/v)のM
培地、90%(v/v)の蒸留水、8)7%(v/v)
のM培地、93%(v/v)の蒸留水、9)3%(v/
v)のM培地、97%(v/v)の蒸留水、10)1.
5%(v/v)のM培地、98.5%(v/v)の蒸留
水である。以下の栄養素、即ち5gのブドウ糖、5gの
グルタミン酸塩、1gの酵母エキス、200mgの(N
H4)2SO4、200mgのNaHCO3、5mlのPI
I金属、1mlのAビタミン溶液及び2mlの抗生物質
溶液を処理剤に添加した(1リットル当り)。これら処
理剤の各々の50mlにF−1培地にて生育する細胞の
1mlを接種した。これら培養株を回転振とう培養機
(200rpm)上に置き、48時間、27℃で維持し
た。遠心分離により細胞を採収し、ガスクロマトグラフ
ィーにより全脂肪酸を測定した。この結果を図6に示し
ている。例1の方法で分離されたトラウストキトリウム
属sp.U42−2(ATCC第20891番)はT.
アウレウム(ATCC第28211番)が生成する脂肪
酸の量のほぼ2倍、S.アグリゲータム(ATCC第2
8209番)が生成する脂肪酸の量の8倍以上を生成で
きる。加えて、U42−2は評価塩度域の上端におい
て、より広範囲の耐塩性を有しているように思われる。
やはり例1の方法で分離されたシゾキトリウム属sp.
S31(ATCC第20888番)は脂肪酸収率が多く
(周知のATCC株の2.5〜10倍)、ATCC株よ
りも遥かに広範囲の耐塩性を示した。加えて、シゾキト
リウム属sp.S31(ATCC第20888番)は非
常に低い塩度で最大に生育している。市販性を考慮した
場合、この特性は経済的に大きな効果となる。それは、
塩水が金属反応装置に腐食効果を及ぼし、塩水処理に関
連して問題が発生するためである。
ラスコ中のM/10−5培地の50mlに、寒天斜面か
ら摘採したシゾキトリウム属sp.S31(ATCC第
20888番)のコロニーを接種した。M/10−5培
地は1000mlの脱イオン水、2.5gのNaCl、
0.5gのMgSO4・7H2O、0.1gのKCl、
0.02gのCaCl2、1.0gのKH2PO4、1.
0gの酵母エキス、5.0gのブドウ糖、5.0gのグ
ルタミン酸、0.2gのNaHCO3、5mlのPII
微量金属、2mlのビタミン配合物及び2mlの抗生配
合物を含有している。回転振とう培養機(200rp
m)上で30℃にて培養株を保温培養した。2日後、培
養株は適度の密度になり、活発に生育していた。この活
発に生育する培養株を20ml用いて、同一の培地を1
700ml含有する2リットル発酵そうに接種した。但
し、この培地ではブドウ糖及びグルタミン酸塩の濃度は
40g/lに増大していた(M/10−40培地)。発
酵そうを30℃、1vol/minのエアレーション、
300rpmの混合で維持した。48時間後、発酵そう
中の細胞密度は21.7g/lであった。細胞を遠心分
離によって採収し、凍結乾燥させ、N2下にて保存し
た。
ガスクロマトグラフィーによって測定した。最終生成物
の総脂肪酸分は39.0%の無灰乾燥重量であった。微
生物生産物のオメガ三系FUFA含有量(C20:5n
−3、C22:5n−3及びC22:6n−3)は、総
脂肪酸分の25.6%であった。試料の灰分は7.0%
であった。
種々の菌株によって生成される脂肪酸の生育及びガスク
ロマトグラフ分析によって、脂肪酸の多様性に相違があ
ることが明らかになった。本発明の菌株は従来から得ら
れる菌株よりも互いに異なる脂肪酸を合成することが少
なかった。分離すべき不純物がより少なくなるため、脂
肪酸の精製では脂肪酸の多様性が低いほうが効果的であ
る。餌料補給を目的として、不要な脂肪酸を摂取する可
能性が減じるため、互いに異なる脂肪酸の数は少ないほ
うが効果的である。表9はATCC番号で示す周知の菌
株及び本発明の種々の菌株において、総脂肪酸重量にし
て1%以上の濃度を占めて存在し、互いに異なっている
HUFAsの数を示している。
中のM5培地の50mlに、寒天斜面から摘採したシゾ
キトリウム属sp.S31(ATCC第20888番)
のコロニーを接種した。回転振とう培養機(200rp
m)上で30℃にて培養株を保温培養した。2日後、培
養株は適度の密度になり、活発に生育していた。この活
発に生育する培養株の20mlを用いて、同一の培地を
1000ml含有する1リットル発酵そうに接種した。
但し、この培地ではブドウ糖及びグルタミン酸塩の濃度
を40g/lに増大していた(M20培地)。発酵そう
を30℃、pH7.4で維持し、エアレーションを1v
ol/min、混合を400rpmとした。48時間
後、発酵そう中の細胞密度は18.5g/lであった。
発酵そうにおけるエアレーション及び混合を止めて2〜
4分以内に細胞は発酵そうの下部250mlにおいて凝
集し、沈澱した。細胞のこの凝集領域は72g/lの細
胞密度を有していた。この細胞域は発酵そうからサイホ
ンで吸収でき、更に(1)窒素制限時間中、別の反応装
置に移され(例えば、幾つかの発酵そうの高密度生成を
組み合わせる。)或いは(2)遠心分離又はろ過によっ
て直接採収できる。このように予め細胞を凝集させるこ
とによって、細胞を回収するために加工処理する必要が
ある水の量が60〜80%少なくなった。
用)250ml三角フラスコ中のM5培地の50ml
に、寒天斜面から摘採したシゾキトリウム属sp.S3
1(ATCC第20888番)又はトラウストキトリウ
ム属sp.U42−2(ATCC第20891番)のコ
ロニーを接種した。M5培地については例3で記載し、
その相違は2mlのビタミン配合物質及び2mlの抗生
物質混合物を添加したことにある。回転振とう培養機
(200rpm)上で30℃にて培養株を保温培養し
た。2日後、培養株は適度の密度になり、活発に生育し
ていた。この培養株を用いてM5培地のフラスコにブド
ウ糖の代替としてデキストリン、ソルビトール、フルク
トース、ラクトース、マルトース、スクロース、コーン
スターチ、小麦でんぷん、ジャガイモでんぷん、グラン
ドコーン(ground corn)の中の1つを接種し(5g/
l)、或いはグルタミン酸塩の代替としてゲリセート
(gelysate)、ペプトン、トリプトン、カゼイン、コー
ンスティープリカー、尿素、硝酸塩、アンモニウム、ホ
エー又はコーングルテンミールの中の1つを接種した
(5g/l)。回転振とう培養機(200rpm、27
℃)上で48時間、培養株を保温培養した。互いに異な
る有機物上での生育を比較した培養密度を表10,11
に示している。
含有量の増加を目的とするトラウストキトリッドベース
の飼養補給物の給餌)M−5培地のシェーク(shake)
フラスコにおいてトラウストキトリウム属sp.12B
(ATCC第20890番)の細胞バイオマスを25℃
で生成した(例3を参照)。M/10−5培地のシェー
クフラスコにおいてトラウストキトリウム属sp.S3
1(ATCC第20888番)の細胞バイオマスを27
℃で生成した(例8を参照)。遠心分離によって各菌株
の細胞を採収した。このペレットを一度蒸留水で洗浄
し、再度遠心分離させ、50%の固形ペーストを生成し
た。生じたペーストを海水中に再度懸濁させ、次に給餌
補給物として成体塩水エビ用の培養物に添加した。塩水
エビは老廃農産物上にて予め飼養され、この結果、塩水
エビのオメガ三系HUFA含有量は非常に少なく、全脂
肪酸の僅か1.3〜2.3%であった(野生塩水エビの
オメガ三系HUFAの平均含有量は全脂肪酸の6〜8%
である。)。海水で満たした1リットルビーカー中に塩
水エビ(2〜3/ml)を保持し、エアーストーン(ai
rstone)を用いてこの培養物を曝気かつ混合した。給餌
補給物の添加後、塩水エビのサンプルを時々採収して洗
浄し、ガスクロマトグラフィーによって脂肪酸含有量を
測定した。この結果を図7及び8に示している。最後の
給餌としてトラウストキトリッドベースの給餌補給物を
給餌すると、塩水エビのオメガ三系含有量は菌株12B
を給餌する場合には5時間以内に、或いはS31を給餌
する場合には11時間以内に野生塩水エビのオメガ三系
含有量にまで増加可能である。塩水エビのオメガ三系H
UFA含有量は、これら給餌補給物を24時間まで給餌
すると、野生塩水エビのオメガ三系含有量よりも大幅に
増加可能である。加えて、これら給餌補給物によって塩
水エビのDHA含有量が大幅に増加する。通常、DHA
は野生塩水エビでは微量にしか報告されていない。
使用)この例では、発酵培地におけるナトリウム塩とし
て塩化ナトリウムの代わりに硫酸ナトリウムを用いた
時、オメガ三系生成及び総脂肪酸分が損なわれず、同等
か或いは優れていることを示している。培地1リットル
当り2.36gのナトリウム、1.5〜3.0gの窒素
源及び3.0gのブドウ糖を含有し、pHが7.0の培
地において、シゾキトリウム属 ATCC第20888
番を生育した。200rpmにて28℃で48時間、細
胞を保温培養した。この結果を表12に示している。
して硫酸ナトリウムを用いた時のオメガ三系及び全脂肪
酸の生成は塩化ナトリウムを用いた時に匹敵するか、或
いはより優れている。
ウム属の生成)この例では、低塩度の培地でありながら
バイオマス収率並びにオメガ三系及び脂肪酸の生成を高
度に維持したシゾキトリウム属の発酵を示している。
炭素源として5.0g/lのブドウ糖を含有し、ナトリ
ウム濃度を色々に変えた培地において、シゾキトリウム
属ATCC第20888番を生育した。約40mg/l
dwtの接種物によって48時間、30℃にて細胞を
発酵させた。ナトリウムは塩化ナトリウムとして供給し
た。この進行結果を表13に示している。
g/l以上のナトリウム濃度でバイオマス収率並びにオ
メガ三系脂肪酸及び全脂肪酸の生成を高めることができ
る。 (例15.塩化物含有量が少ない培地におけるシゾキト
リウム属の培養)この例では、最低限の塩化物濃度であ
りながら初期糖濃度に基づいてバイオマス収率を増大さ
せた、本発明の微生物相の発酵を示している。
00rpm及び28℃にてシェークフラスコ中において
シゾキトリウム属 ATCC第20888番を培養し
た。この培地は1000mlの脱イオン水、1.2gの
MgSO4・7H2O、0.067gのCaCO3、3.
0gのブドウ糖、3.0gのグルタミン酸モノナトリウ
ム、0.2gのKH2PO4、0.4gの酵母エキス、
5.0mlのPII金属、1.0mlのビタミン配合物
並びに各0.1gのペニシリンG及び硫酸ストレプトマ
イシンからなっていた。塩化物の濃度は各処理剤に添加
するKClの量を変えることによって様々であった。全
ての処理剤におけるカリウム濃度はクエン酸カリウムを
添加することによって一定に保持された。硫酸ナトリウ
ムの添加によってナトリウム濃度は2.37g/l又は
4.0g/lのいずれかであった。これら発酵の結果を
下記の表14に示している。
化物濃度にて1糖当りのバイオマス収率を多くすること
ができる。例えば、59.1mg/l以上の塩化物濃度
において理論値の50%以上の収率を達成している。
ム濃度の変動)この例では、低塩化物濃度での発酵にお
ける様々な硫酸ナトリウム濃度の効果を示している。
00rpm及び28℃にてシェークフラスコ中において
シゾキトリウム属 ATCC第20888番を培養し
た。この培地は1000mlの脱イオン水、1.2gの
MgSO4・7H2O、0.125gのKCl、0.06
7gのCaCO3、3.0gのブドウ糖、3.0gのグ
ルタミン酸モノナトリウム、0.2gのKH2PO4、
0.4gの酵母エキス、5.0mlのPII金属、1.
0mlのビタミン配合物並びに各0.1gのペニシリン
G及び硫酸ストレプトマイシンからなっていた。硫酸ナ
トリウムの濃度を処理剤において3.0〜30.2g/
lに変化させた。発酵の進行結果を下記の表15に示し
ている。
塩化物濃度において、適正な硫酸ナトリウム濃度を選択
することによって、ブドウ糖から理論値の50%以上の
バイオマス収率が多く得られることを示している。
微生物相及び同微生物相を生育する方法を改良して、高
濃度のオメガ三系高度不飽和脂肪酸を生成することがで
きる。
に分離された菌株(+)におけるHUFA生成のグラフ
図である。各点は菌株を表し、各点の位置はオメガ三系
HUFAs(横座標)の全脂肪酸に占める重量パーセン
ト及びオメガ六系脂肪酸(縦座標)の全脂肪酸に占める
重量パーセントによって確定されている。本発明の菌株
は全脂肪酸の10.6%(w/w)以下がオメガ六系
で、全脂肪酸の67%以上がオメガ三系の範囲内にのみ
示された。
に分離された菌株(+)におけるHUFA生成のグラフ
図である。各点は菌株を表し、各点の位置はオメガ三系
HUFAs(横座標)の全脂肪酸に占める重量パーセン
ト及びエイコサペンタエン酸(EPA C20:5n−
3)(縦座標)の全脂肪酸に占める重量パーセントによ
って確定されている。本発明の菌株は全脂肪酸の67%
(w/w)以上がオメガ三系で、全脂肪酸の7.8%
(w/w)以上がC20:5n−3の範囲内にのみ示さ
れた。
に分離された菌株(+)におけるオメガ三系HUFA組
成のグラフである。各点は個々の菌株を表している。横
座標値はC20:5n−3の全オメガ三系HUFAsの
重量画分であり、縦座標値はC22:6n−3の全オメ
ガ三系高度不飽和脂肪酸の重量画分である。本発明の菌
株のみがC20:5n−3の重量画分が28%以上であ
るか、或いはC22:6n−3の重量画分が93.6%
を上回る範囲に示された。
に分離された菌株の25℃及び30℃における生育を示
すグラフである。生育率は25℃での菌株U−30の生
育率に対して標準化されている。以前に分離された菌株
はATCC受入番号で示されている。
グラフである。図示したような無灰乾燥重量、全脂肪酸
及びオメガ三系HUFAsの各々は菌株28211の対
応値を標準とするように示された。全ての菌株はATC
C受入番号で識別されている。
れた後の脂肪酸収率のグラフである。図示した菌株は新
たに分離された菌株S31(ATCC 20888)
(□)及びU42−2(ATCC 20891)(+)
並びに以前に分離された菌株ATCC 28211
(◇)及びATCC 28209(△)である。脂肪酸
収率はS31(ATCC 20888)(□)が試験塩
度域にわたって示す平均生育率に基づき、任意値1.0
0を標準とした相対収率としてプロットされている。
(Thraustochytrid)菌株(ATCC 20890)を
給餌されたアルテミアサリナ(Artemia salina)という
塩水エビにおける総脂質中のオメガ三系HUFA含量の
増加を示すグラフである。EPAはC20:5n−3、
DHAはC22:5n−3である。
菌株(ATCC 20888)を給餌されたアルテミア
サリナという塩水エビにおける総脂質中のオメガ三系H
UFA含量の増加を示すグラフである。EPAはC2
0:5n−3、DHAはC22:5n−3である。
Claims (16)
- 【請求項1】約150ミクロン以下の寸法の細胞集合体
を有するトラウストキトリウム属、シゾキトリウム属及
びこれらの混合物とからなる群から選択される微生物相
バイオマス。 - 【請求項2】前記シゾキトリウム属はATCC第208
88番、第20889番及びこれらの変異体からなる群
から選択されるとともにオメガ三系高度不飽和脂肪酸を
産生できるという特徴を備え、前記シゾキトリウムは少
なくとも約0.5%の乾燥重量のオメガ三系高度不飽和
脂肪酸含量を有している請求項1に記載の微生物相バイ
オマス。 - 【請求項3】前記トラウストキトリウム属はATCC第
20890番、第20891番、第20892番及びこ
れらの変異体からなる群から選択されるとともにオメガ
三系高度不飽和脂肪酸を産生できるという特徴を備え、
前記トラウストキトリウム属が少なくとも約0.5%の
乾燥重量のオメガ三系高度不飽和脂肪酸含量を有してい
る請求項1に記載の微生物相バイオマス。 - 【請求項4】培地1リットル当り約3グラム以下の塩化
物と、炭素源及び窒素源と、微量養分と、1リットル当
たり1グラム以上の非塩化物ナトリウム塩を含有する培
地において約5〜48℃の温度及びpH約5.0〜1
1.0でトラウストキトリウム、シゾキトリウム及びこ
れらの混合物からなる群から選択された微生物を生育す
ることを含む請求項1に記載の微生物相を生成する方
法。 - 【請求項5】前記ナトリウム塩は硫酸ナトリウム、ソー
ダ灰、酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリ
ウム及びこれらの混合物からなる群から選択されたもの
である請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】前記シゾキトリウム属はATCC第208
88番、第20889番及びこれらの変異体からなる群
から選択されるとともにオメガ三系高度不飽和脂肪酸を
産生できるという特徴を備え、前記シゾキトリウムは少
なくとも約0.5%の乾燥重量のオメガ三系高度不飽和
脂肪酸含量を有している請求項4に記載の方法。 - 【請求項7】前記トラウストキトリウム属はATCC第
20890番、第20891番、第20892番及びこ
れらの変異体からなる群から選択されるとともにオメガ
三系高度不飽和脂肪酸を産生できるという特徴を備え、
前記トラウストキトリウム属が少なくとも約0.5%の
乾燥重量のオメガ三系高度不飽和脂肪酸含量を有してい
る請求項4に記載の方法。 - 【請求項8】前記培地が培地1リットル当り約250ミ
リグラム以下の塩化物含量を有している請求項4に記載
の方法。 - 【請求項9】a)非塩化物ナトリウム塩を含んだ培地中
で生育される請求項1に記載の微生物相バイオマスと、 b)亜麻仁、菜種、大豆、アボカドミール及びこれらの
混合物からなる群から選択される物質とからなる食品。 - 【請求項10】前記食品の組成には約5〜95重量%の
前記物質が含まれる請求項9に記載の食品。 - 【請求項11】前記食品は押出し成形物である請求項9
に記載の食品。 - 【請求項12】請求項1に記載のトラウストキトリウム
属、シゾキトリウム属及びこれら混合物からなる群から
選択される微生物相を、仔エビ、塩水エビ、クルマムシ
及び軟体動物からなる群から選択された生体に給餌する
ことからなる水産養殖の方法。 - 【請求項13】培地1リットル当り約500ミリグラム
以下の塩化物と、炭素源及び窒素源と、微量養分と、非
塩化物ナトリウム塩を含有する培地において、約5〜4
8℃の温度及びpH約5.0〜11.0でトラウストキ
トリウム属、シゾキトリウム属及びこれらの混合物から
なる群から選択された微生物を生育することを含む請求
項1に記載の微生物相バイオマスを生育する方法。 - 【請求項14】炭素源、窒素源、微量養分、及び硫酸ナ
トリウムを含有する培地において、約5〜48℃の温度
及びpH約5.0〜11.0で請求項1に記載の微生物
相バイオマスを生育する方法。 - 【請求項15】前記硫酸ナトリウムの濃度は約1g/l
から約50g/lの間である請求項14に記載の方法。 - 【請求項16】前記硫酸ナトリウムの濃度は約2g/l
から約25g/lの間である請求項14に記載の方法。
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