KR20210057813A - 대기 메탄 및 아산화질소 배출을 줄이기 위한 조성물 및 방법 - Google Patents

대기 메탄 및 아산화질소 배출을 줄이기 위한 조성물 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가축 사료 첨가제 및/또는 보충제를 사용하여 대기 메탄 및/또는 아산화질소 배출을 감소시키는 조성물 및 방법을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 동물이 사료 및/또는 음용수를 삼키기 전에, 유익한 미생물 및/또는 이들의 성장 부산물을 포함하는 조성물을 이들과 접촉시킨다. 상기 조성물은, 예를 들어 상기 동물의 소화계 내 메탄생성 미생물을 제어할 수 있으므로, 동물 및 동물의 폐기물로부터 생산된 장 메탄 배출의 함량을 감소시킨다.

Description

대기 메탄 및 아산화질소 배출을 줄이기 위한 조성물 및 방법
본 출원은 2018년 10월 9일에 출원된 U.S. 임시 특허출원 제62/743,167 및 2019년 8월 13일에 출원된 U.S. 임시 특허출원 제62/885,929호의 우선권을 주장하며, 각각은 전체적으로 참조로서 여기 통합되어 있다.
대기에서 열을 포획하는 가스는 “온실 가스” 또는 “GHG”라 하며, 이산화탄소, 메탄, 아산화질소 및 불소화 가스를 포함한다(EPA report 2016 at 6).
이산화탄소 (CO2)는 화석 연료(석탄, 천연가스 및 오일), 고체 폐기물, 나무 및 나무 제품을 태우는 동안 대기 안으로 들어가며, 또한 특정 화학 반응의 결과, 예를 들어 시멘트의 제조의 결과로서 대기에 들어간다. 이산화탄소는 예를 들어 생물학적 탄소 사이클의 일부로서 식물에 의해 흡수되어 대기로부터 제거된다.
아산화질소 (N2O)는 산업 활동 및 화석 연료 및 고체 폐기물의 연소 동안 배출된다. 농업에서, 질소 함유 비료의 과사용 및 좋지 못한 토양 관리 관행은 또한 아산화질소 배출의 증가를 유도할 수 있다.
예를 들어, 히드로플루오로카본, 퍼플루오로카본, 황 헥사플루오라이드, 및 질소트리플루오라이드를 포함하는 불소화 가스는 합성의 강력한 온실가스로서 다양한 산업 과정에서 배출된다.
메탄 (CH4)은 석탄, 천연 가스 및 오일의 생산 및 운송 동안 배출된다. 게다가, 다른 농산물 관리, 및 라쿤 내 유기 폐기물의 부패 및 도시 고형 폐기물 매립지가 메탄 배출을 일으킬 수 있다. 그러나 특히 메탄 배출은 또한 가축의 생산의 결과이며, 이들 중 많은 동물들의 소화계는 메탄생성 미생물을 포함한다 (Overview of Greenhouse Gases 2016).
세게 주위 역들을 모니터링한 최근 측정값과 남극 대륙 및 그린란드의 어름 층에 포획된 공기 방울에서 오래된 공기의 측정값들을 기초로 살펴 보면, GHG의 ㅈ지구 대기 농도가 최근 수백년 동안 크게 증가되었다 (EPA report 2016 at, e.g., 6, 15).
특히 1700년대에 시작한 산업 혁명 이래로, 인간 활동은 화석 연료의 태움, 숲의 절단, 및 다른 산업활동의 수행으로 대기 내 온실 가스의 양에 기여해 왔다. 대기 내로 배출된 많은 온실가스는 수십년에서 수 백년의 오랜 기간 동안 남아있게 된다. 시간에 따라 이들 가스는 화학 반응 또는 대기로부터 온실가스를 흡수하는 초목 및 바다와 같은 배출 싱크에 의해 대기로부터 제거된다. 각 온실 가스가 대기 내 열을 포획하는 다른 능력 및 다른 수명을 가지기 때문에, 다른 가스들을 비교하기 위하여, 배출은 일반적으로 이산화탄소 당량으로 전환되며, 이는 각 기체의 지구 온난화 잠재력을 이용한 것이며, 이는 주어진 양의 기체가 배출된 후 100년의 기간 동안 얼마나 많이 지구 온난화에 기여하는 가를 평가하는 것을 측정한다.
이러한 사고를 기반으로 하여, EPA는 온실 가스로 야기된 가열 효과, 또는 "복사 강제력(radiative forcing)"이라 하는 것은 1990년 이래로 약 37% 증가하였다(EPA report 2016 at 16).
모든 주요 온실가스의 지구적 배출이 1990년 및 2020년 사이에 증가되었음에도 불구하고, 총 지구 배출량의 약 3/4에 해당하는 이산화탄소의 총 배출량은 42% 증가한 반면에, 메탄의 베출은 약 15% 증가하였으며, 불소 가스 배출은 2배가 되었으며 이산화 탄소의 배출은 약 9% 증가하였다(EPA report 2016 at 14).
세계 지도자들은 조약 및 다른 국가간 협약을 통해 GHG-배출 증가를 제한하려는 시도를 하였다. 그러한 시도 중 하나는 탄소배출권 시스템을 사용하는 것이다. 탄소배출권은 거래가능한 증서에 대한 일반 용어이거나 또는 이산화탄소 1톤, 또는 등가의 GHG를 배출할 권리를 허락하는 일반 용어이다. 전형적인 탄소배출권 시스템에서, 이사회는 운전자가 생산할 수 있는 GHG-배출량에 대해 할당량을 설정한다. 이 할당량을 초과하면 운전자는 이들의 탄소배출권 모두를 사용하지 않은 다른 운전자로부터 추가 허락권을 구입하여야 한다.
탄소배출권 시스템의 한가지 목적은 회사가 보다 녹색 기술, 기계 및 실무에 투자하여 이들 권리의 거래로부터 이익을 얻도록 독려하는 것이다. UNFCCC(상기 United Nations Framework Convention On Climate Change)의 교토 의정서에 의하면, 수 많은 국가들이 배출권의 거래를 포함하여 GHG 감축에 대한 정책으로 국제간 협약에 동의하였다. 미국은 교토 의정서에 결의하지는 않았고, U.S.에 중앙 국가적 배출 시스템은 없지만, 캘리포니아와 같은 일부 주 및 북동주는 그러한 거래 체제를 채택하기 시작했다.
대기 GHG, 특히 메탄 배출을 줄이기 위한 또 다른 시도는, 가축 생산에서 공급 첨가제 또는 보충제를 사용하는 것과 관련이 있다. 반추 동물, 예를 들어 소, 양, 버팔로, 염소, 사슴, 낙타는 섬유성 식물 물질의 소화를 돕는 미생물을 포함하는 반추위(또는 전위)를 갖는다. 그러나 이들 미생물 중 많은 것들은 메탄생성, 또는 메탄-생성하는 것들이다. 이들 메탄생성 미생물에 의하여 식물 물질의 장내 발효의 결과로서, 동물은 트림을 통해 대기로 메탄 가스를 방출한다(Carbon Farming 2018).
가축 사료에 메탄생성 미생물-감소 사료 첨가제 및 보충제를 사용하여, 소화계 내 메탄생성균 활성을 줄여, 메탄이 대기로 배출되는 것을 줄일 수 있다. 현재까지 사료 첨가제는 항생세를 포함하여 합성 화학물질뿐만 아니라 탄닌, 해초, 지방 및 오일과 같은 천연 물질을 포함한다. Id.
지구 온난화가 보다 가파른 온도 변동, 지구 강수, 홍수 및 가뭄뿐만 아니라 해표면 온도의 변화 및 해수면에 기여하기 때문에 이들 위험한 효과를 느리게 하기 위하여 온실 가스를 줄일 필요가 있다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 가축 사료 첨가제 및/또는 보충제를 사용하여 대기 메탄 및/또는 아산화질소 배출을 줄이는 조성물 및 방법을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 하나 이상의 유익한 미생물 및/또는 하나 이상의 미생물 성장 부산물을 포함하는 조성물을 동물이 사료를 먹거나 및/또는 물을 마시기 전에 동물 사료 및/또는 음료수와 접촉시킨다. 상기 조성물은, 예를 들어 상기 동물의 소화계 내의 메탄생성 미생물을 제어할 수 있으므로, 동물 또는 동물의 폐기물로부터 만들어진 장의 메탄 배출의 양을 줄일 수 있다.
특정 실시예에서, 본 발명은 사료 조성물 또는 사료 첨가제 조성물을 제공하며, 상기 조성물은 하나 이상의 유익한 미생물 및/또는 하나 이상의 미생물 성장 부산물을 포함한다. 상기 유익한 미생물은 활성 또는 불활성 형태일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 상기 유익한 미생물은 비병원성 곰팡이, 이스트 및/또는 박테리아이다.
특정 실시예에서, 상기 조성물은 하나 이상의 곰팡이 및/또는 이들의 하나 이상의 성장 부산물을 포함한다. 상기 곰팡이는 예를 들어 Pleurotus spp. 곰팡이, e.g., P. ostreatus (oyster mushrooms), Lentinula spp. 곰팡이, e.g., L. edodes (shiitake mushrooms), 및/또는 Trichoderma spp. 곰팡이, e.g., T. harzianum 및/또는 T. viride일 수 있다. 곰팡이는 살아있는 세포 또는 불활성 세포, 균사, 포자 및/또는 자실체의 형태일 수 있다. 존재한다면, 자실체는, 예를 들어 다져지거나 및/또는 혼합되어 과립 및/또는 분말 형태일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 하나 이상의 이스트 및/또는 하나 이상의 성장 부산물을 포함한다. 상기 이스트는 예를 들어, Wickerhamomyces anomalus, Saccharomyces spp. (e.g., S. cerevisiae 및/또는 S. boulardii), Starmerella bombicola, Meyerozyma guilliermondii, Pichia occidentalis, Monascus purpureus, 및/또는 Acremonium chrysogenum일 수 있다. 이스트는, 살아있거나 또는 불활성의 세포 또는 포자의 형태일뿐만 아니라 건조된 세포량 및/또는 휴면 세포(e.g., 이스트 가수분해물)일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 하나 이상의 추가적인 유익한 미생물, 예를 들어 하나 이상의 Bacillus spp. 박테리아를 포함한다. 특정 실시예에서, 상기 Bacillus spp.는 B. amyloliquefaciens, B. subtilis 및/또는 B. licheniformis이다.
예시적 실시예에서, 상기 조성물은 W. anomalus을 포함한다. 예시적 실시예에서, 상기 조성물은 하나 이상의 W. anomalus, P. ostreatus, L. edodes, S. cerevisiae 및/또는 S. boulardii을 포함한다.
바람직한 실시예에서, 미생물-기반 조성물은 미생물 성장 부산물을 포함한다. 조성물은 미생물 및/또는 성장 부산물이 생성되는 발효 배지를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 성장 부산물은 이것이 생산되는 발효 배지로부터 정제되었다. 대안적으로, 일 실시예에서, 상기 성장 부산물은 조 형태로 사용될 수 있다. 조 형태는 예를 들어 관심있는 성장 부산물을 만드는 미생물의 배양의 결과 액체 상청액의 형태를 취할 수 있다.
상기 성장 부산물은 대사산물 또는 예를 들어 아미노산, 펩타이드, 단백질, 효소, 생물계면활성제, 용매 및/또는 다른 대사산물을 포함하여 세포 성장의 결과로서 생산된 다른 생화학물을 포함할 수 있다. .
일 실시예에서, 상기 조성물은 로바스타틴을 포함한다. 로바스타틴은 Pleurotus ostreatus 의 성장 부산물이며, 메탄생성 미생물 세포막 합성에 필수적인 이소프레노이드 빌딩 블록의 형성과 관련된 효소, HMG-CoA 리덕타아제의 억제를 통해 메탄생성 archaea를 억제한다. 일 실시예에서, 상기 조성물은 정제된 형태로 로바스타틴을 포함하며, Pleurotus 곰팡이와 함께 또는 이 곰팡이 없이 포함한다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 살아있는 Lentinula edodes을 포함하며, 이는 로바스타틴의 생산없이 HMG-CoA 리덕타아제 활성을 억제할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 홍국(red yeast rice), 또는 Monascus purpureus의 발효된 쌀 생성물인 koji를 포함한다. 홍국은 성장 부산물 모나콜린 K를 포함하며, 이는 로바스타틴과 유사한 구조를 가지며 HMG-CoA 리덕타아제 활성을 억제하는 유사한 능력을 갖는다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 발린을 포함한다. 발린은 Wickerhamomyces anomalus 및 Saccharomyces spp.에 의해 생산된 아미노산이며, 이는 가축의 성장 및 건강을 뒷받침하는 것을 돕고, 동물의 소화 과정에서 질소(e.g., 암모늄) 배설의 양을 줄인다. 일 실시예에서, 상기 조성물은 발린을 정제된 형태로 포함하며, 발린을 생산하는 이스트와 함께 또는 이것 없이 포함한다.
일 실시예에서, 본 조성물의 성장 부산물은 생물계면활성제, 예를 들어 글리코리피드 또는 리포펩티드이다. 글리코피리드는 예를 들어 소포로리피드, 람노리피드, 셀로비오스 리피드, 만노실에리트리톨 리피드 및 트레할로스 리피드를 포함할 수 있다. 리포펩타이드는 예를 들어 수팩틴, 이투린, 펜기신, 아르트로팩틴(arthrofactin) 및 리체니신(lichenysin)을 포함할 수 있다.
유리하게, 생물계면활성제는 반추 소화계 내 메탄생성 박테리아를 제어하는데 유용한 항균 성질을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 생물계면활성제는 이것이 생산되는 발효 배지로부터 정제되었다. 대안적으로 일 실시예에서, 상기 생물계면활성제가 조 형태로 이용된다. 조 형태 생물계면활성제는, 예를 들어 생물 계면활성제를 생산하는 미생물의 발효 결과인 발효 브로스 내에서 생물계면활성제 침전물을 포함하는 액체 혼합물의 형태를 취할 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 생물계면활성제는 생물계면활성제-생산 미생물의 수중 발효 결과인 세포 및 액체 발효 브로스를 포함하는 미생물의 형태로 상기 조성물에 첨가될 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 생물계면활성제가 소포로리피드일 때, 이 "배양 형태" 생물계면활성제는 Starmerella bombicola 이스트 세포, SLP, 및 그 안의 다른 이스트 성장 부산물과 발효 브로스를 포함할 수 있다. 상기 이스트 세포는 동물 사료와 접촉되거나 또는 함께 제형화되는 때에 활성 또는 불할성일 수 있다. 보다 낮은 농도의 SLP가 필요하면, 결과적으로 S. bombicola 배양액을 만드는 SLP 부분이 제거될 수 있고, 예를 들어 1-4g/L 잔류 SLP, 및 선택적으로 이스트 세포 및 다른 성장 부산물을 갖는 잔류 액체가 본 방법에 사용될 수 있다. 또 다른 생물계면활성제의 사용이 필요할 때, 다른 생물계면활성제를 제조할 수 있는 임의의 다른 미생물을 이용하여 유사한 생성물을 가시화한다.
본 조성물의 미생물 및/또는 미생물 성장 부산물은 소규모에서 대규모로 배양 공정을 통해 얻어질 수 있다. 이들 배양 공정은, 이에 한정되지는 않지만, 수중 배양/발효, 고체 상태 발효(SSF), 및 변경, 하이드리드 및/또는 이들의 조합을 포함한다.
일 실시예에서, 본 조성물은, 예를 들어 아미노산(필수 아미노산을 포함), 펩타이드, 단백질, 비타민, 미량원소, 지방, 지방산, 리피드, 탄수화물, 스테롤, 효소, 및 미량 미네랄 , 예를 들어, 철, 구리, 아연, 망간, 코발트, 요오드, 셀레늄, 몰리브덴, 니켈, 불소, 바나듐, 주석 및 실리콘의 공급원인, 하나 이상의 물질 및/또는 영양소를 포함하여 동물 사료를 보충하고 동물의 건강 및/또는 웰빙을 촉진할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 조성물의 미생물은 이들 물질을 생산 및/또는 제공한다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 프리바이오틱스, 예를 들어 켈프 추출물, 건초, 알팔파, 밀짚, 사일리지, 곡물 및/또는 콩과식물의 공급원을 포함한다.
특정 실시예에서, 본 발명에 따른 상기 조성물은, 예를 들어 이스트 세포 벽의 유리한 성질로 인하여 정제된 미생물 대사산물 단독보다 우수할 수 있다. 이들 성질은 이스트 세포 벽의 외표면의 일부로서 높은 농도의 만노단백질 및 바이오폴리머 베타-글루칸을 포함한다. 이들 화합물들은, 예를 들어 효과적인 에멀젼화제로서 작용할 수 있다. 추가적으로 상기 조성물은 상기 배양액 내 잔류 생물계면활성제뿐만 아니라 다른 대사산물 및/또는 세포성 성분, 예를 들어 용매, 산, 비타민, 미네랄, 효소 및 단백질을 더 포함할 수 있다. 그러므로, 상기 조성물은, 많은 다른 용도들 중에서도, 생물계면활성제로서 작용하고 항균제 및 표면/계면 장력-축소 성질을 가질 수 있다.
바람직한 실시예에서, 본 발명은 대기 메탄 및/또는 아산화질소 배출을 줄이는 방법을 제공하며, 동물이 사료를 및/또는 물을 먹기 전에 유익한 미생물 및/또는 이의 성장 부산물을 포함하는 조성물을 가축 사료 및/또는 음용수와 접촉시킨다. 유리하게, 상기 방법은, 예를 들어 동물 소화계 내부 메탄생성 미생물을 제어하여 동물 및/또는 이의 폐기물로부터 생성 및/또는 배출된 메탄의 양을 줄이는데 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 가축은 반추동물이다.
일 실시예에서, 상기조성물은 액체 또는 건조된 생성물로서 사용된다. 일 실시예에서 상기 조성물은 액체 또는 건조된 형태로 동물 사료 또는 동물의 식수 내로 사료 첨가제 및/또는 보충제로서 도입된다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 가공된 습식 및/또는 건식 동물 사료를 제조하는데 사용된 표준 원료 사료 성분들에 첨가된다.
일 실시예에서, 상기 조성물은, 예를 들어 가공된 건조 모셀(morsel), 키블(kibble), 트리트(treat), 케이크, 너트, 비스켓, 또는 펠릿을 제조하는데 사용된 성분들에 첨가된다. 상기 보충된 건식 사료 조각들은 조각당 일정한 농도의 미생물-기반 조성물을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 조성물은 상기 건식 사료 조각에 표면 코팅으로 이용될 수 있다. 건식 가공된 사료 조각을 제조하기 위한 기술 분야에 알려진 방법들이 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, “차가운” 펠렛화 공정이 사용되거나, 또는 고열 또는 스팀을 사용하지 않은 공정이 사용된다.
일 실시예에서, 상기 조성물을 건식 동물 사료꼴(fodder), 예를 들어 밀짚, 건초, 곡물 또는 가축을 먹기는데 사용된 다른 건식 식물-기반 물질에 첨가한다. 또 다른 실시예에서, 상기 조성물을 초원-방목지 동물의 사료 첨가제로서 초원에 사용한다.
일부 실시예에서, 상기 방법들은 결과적으로 동물 성장의 향상, 동물 면역 기능의 향상, 사료로부터 물 및 영양소의 흡수의 개선, 및 동물 소화관 미생물의 건강의 개선을 포함하여, 동물에 건강상 이득을 가져올 수 있다.
일부 실시예에서, 본 발명의 방법은 가축 생산 설비의 운전자에 의해 사용된 탄소 배출권의 감소를 위해 사용될 수 있다. 그러므로, 특정 실시예에서, 본 방법은, 당해 기술 분야의 표준 기술을 이용하여, 메탄 배출의 생산에 대한 상기 방법의 효과를 평가하거나 및/또는 가축 소화계 및/또는 폐기물에서 메탄생성미생물의 제어에 본 발명의 효과를 평가하는 측정법을 수행하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 가축 사료 첨가제 및/또는 보충제를 사용하여 대기 메탄 배출을 줄이는 조성물 및 방법을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 하나 이상의 유익한 미생물 및/또는 하나 이상의 미생물 성장 부산물을 포함하는 조성물을 동물이 삼키기 전에 동물 사료 및/또는 음용수와 접시킨다. 상기 조성물은, 예를 들어 동물 소화계 내 메탄생성 미생물을 제어할 수 있으므로, 상기 동물 및 동물 쓰레기로부터 생성된 장의 메탄 배출의 양을 줄일 수 있다.
선택된 정의
여기 사용된 "바이오필름"은 미생물, 예를 들어 박테리아의 복합 응집체이며, 여기서 세포들이 서로 접착되거나 및/또는 외세포성 다당류 매트릭스를 통해 표면에 부착되어 있는 복합 응집체이다. 바이오필름 내 세포는 동일한 유기체의 플랑크톤 세포와 생리학적으로 떨어져 있으며, 이는 액체 배지 내에서 부유하거나 또는 수영할 수 있는 단일 세포이다.
바람직하지 않은 미생물(e.g., 메탄생성 미생물)에 대한 기준으로 사용된 여기 사용된 용어 “대조군”은 상기 미생물을 죽이고, 불활성화시키고, 고정시키거나 및/또는 집단 수를 줄이거나, 및/또는 그렇지 않다면 원하지 않는 공정(e.g., 메탄 생산)을 수행할 수 없는 미생물이 되게 하는 작용까지 확장하다.
여기 사용된 "길들여진" 동물은 동물과 인간 사이에 상리공생 관계가 존재하도록 인간에 의해 지속된 세대에 걸쳐 영향받고, 먹여지고, 길들여지거나, 및/또는 제어되는 종류의 동물이다. 바람직한 실시예에서, 길들여진 동물은 "가축"이며, 이는 농업 또는 산업 세팅에서 상품, 예를 들어 식품, 섬유 및 노동력을 생산하기 위하여 길러진 동물을 포함한다. 용어 가축에 포함되는 동물의 종류는 이에 한정되지는 않지만, 알파카, 라마, 소 및 젖소, 들소, 돼지, 양, 염소, 말, 노새, 당나귀, 카멜, 개, 닭, 칠면조, 오리, 거위, 뿔닭 및 새끼비둘기를 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 가축은 "반추 동물," 또는 특정 장 미생물의 도움으로 소화 전에 식물-기반 식품을 발효시키는데 적당한 구분되어진 위를 이용하는 포유류이다. 반추동물은, 예를 들어, 소(e.g., 들소, 봉고, 버팔로, 카우, 불, 옥스, 쿠두, 임팔라, 물 버팔로, 야크, 제부), 양, 염소, 아이벡스, 기린, 사슴, 엘크, 무스, 카리부, 순록, 영양, 가젤, 임팔라, 야생영양 및 일부 캥가루를 포함한다.
여기 사용된 “수확된”은 성장 용기로부터 일부 또는 모든 미생물-기반 조성물을 제거하는 것을 의미한다.
여기 사용된, “분리된” 또는 “정제된”은 핵산 분자, 폴리뉴클레오티드, 폴리펩타이드, 단백질, 예를 들어 소분자(e.g., 상술된 것들)와 같은 유기 화합물, 또는 다른 화합물들이 실질적으로 없는 화합물들, 예를 들어 자연에서 관련된 세포성 물질로부터 자유로운 것을 말한다. 예를 들어, 정제된 또는 분리된 폴리뉴클레오티드(리보뉴클레익 산(RNA) 또는 데옥시리보뉴클레익산(DNA))는 자연적으로 발생한 상태로 측면에 유전자 또는 시퀀스가 없다. 정제되거나 분리된 폴리펩타이드는 자연적으로 발생한 상태로 측면에 아미노산 또는 시퀀스가 없다. 정제되거나 또는 분리된 미생물 균주는 자연에 존재하는 환경으로부터 제거된다. 그러므로, 분리된 균주는, 예를 들어 생물학적으로 순수한 배양액, 또는 포자(또는 상기 균주의 다른 형태)로서 담체와 관련하여 존재할 수 있다.
특정 실시예에서, 정제된 화합물은 관심있는 화합물 적어도 60중량%의 화합물이다. 바람직하게는, 상기 제제는 적어도 75%, 보다 바람직하게는 적어도 90%, 및 가장 바람직하게는 적어도 99 중량%의 관심있는 화합물이다. 예를 들어, 정제된 화합물은 적어도 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 98%, 99%, 또는 100% (w/w)의 원하는 화합물중 하나이다. 순도는 적당한 표준 방법, 예를 들어 컬럼 크로마토그래피, 박막 크로마토그래피, 또는 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC) 분석에 의해 측정된다.
"대사산물" 은 특정 대사 과정에 참여하는데 필요한 물질 또는 신진대사에 의해 생산된 임의 물질(e.g., 성장 부산물)을 의미한다. 대사산물은 신진대사에서의 출발물질, 중간체 또는 목적 생성물인 유기 화합물일 수 있다. 대사산물의 예는, 이에 한정되지는 않지만, 효소, 톡신, 산, 용매, 알코올, 단백질, 탄수화물, 비타민, 미네랄, 미량원소, 아미노산, 폴리머, 및 계면활성제를 포함할 수 있다.
여기 사용된 "메탄생성 미생물"은 신진대사의 부산물로서 메탄 가스를 생산하는 미생물이다. 메탄생성 미생물은 반추동물 및 비-빈추동물(e.g., 돼지, 가금류 및 말)의 소화계 및 대사적 폐기물에서 발견될 수 있는 고세균(archaea)이다.
메탄생성 미생물의 예는, 이에 한정되지는 않지만, Methanobacterium spp. (e.g., M. formicicum), Methanobrevibacter spp. (e.g., M. ruminantium), Methanococcus spp. (e.g., M. paripaludis), Methanoculleus spp. (e.g., M. bourgensis), Methanoforens spp. (e.g., M. stordalenmirensis), Methanofollis liminatans, Methanogenium wolfei, Methanomicrobium spp. (e.g., M. mobile), Methanopyrus kandleri, Methanoregula boonei, Methanosaeta spp. (e.g., M. concilii, M. thermophile), Methanosarcina spp. (e.g., M. barkeri, M. mazeii), Methanosphaera stadtmanae, Methanospirillium hungatei, Methan다른mobacter spp., 및/또는 Methanothrix sochngenii을 포함한다.
여기 사용된 것으로서 "미생물-기반 조성물"은 미생물의 성장 결과로서 생성된 성분들 또는 다른 세포 배양액을 포함하는 조성물을 의미한다. 그러므로, 상기 미생물-기반 조성물은 미생물 그 자체 및/또는 미생물 성장 부산물을 포함한다. 미생물은 식물생장 상태, 포자 형태, 균사 형태, 미생물 번식체의 임의 다른 형태, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 미생물은 플랑크톤 또는 바이오필름 형태, 또는 둘의 혼합물일 수 있다. 상기 성장 부산물은, 예를 들어, 대사산물(e.g., 생물계면활성제), 세포 막 성분, 발현된 단백질, 및/또는 다른 세포성 성분일 수 있다. 상기 미생물은 온전하거나 또는 용해된 것일 수 있다. 상기 세포는 전체적으로 없거나, 또는 예를들어 적어도 1 x 104, 1 x 105, 1 x 106, 1 x 107, 1 x 108, 1 x 109, 1 x 1010, 1 x 1011, 1 x 1012, 1 x 1013 또는 그 이상의 CFU/ml(상기 조성물)의 농도일 수 있다.
본 발명은 "미생물-기반 생성물"을 더 제공하며, 이는 원하는 결과를 얻기 위하여 관행상 사용되는 생성물이다. 상기 미생물-기반 생성물은 단순히 미생물 배양 공정에서 수확된 미생물-기반 조성물일 수 있다. 대안적으로, 상기 미생물-기반 생성물은 첨가될 성분들을 더 포함할 수 있다. 이들 추가적인 성분들은 예를 들어, 안정화제, 완충제, 담체 (e.g., 물 또는 염 용액), 추가 미생물 성장을 지지할 추가 영양소, 비영양 성장 증강제 및/또는 사용되는 환경 내에서 미생물 및/또는 조성물의 추적을 용이하게 하는 약제를 포함할 수 있다. 상기 미생물-기반 생성물은 미생물-기반 조성물의 혼합물을 또한 포함할 수 있다. 상기 미생물-기반 생성물은 일부 방법, 예를들어 이에 한정되지는 않지만, 여과, 원심분리, 용해, 건조, 정제 및 이와 유사한 방ㅂ버으로 가공된 미생물-기반 조성물의 하나 이상의 성분들을 또한 포함할 수 있다.
여기 제공된 범위들은 상기 범위 내 모든 값들에 대해 짧아질 것으로 이해된다. 예를 들어, 1 내지 50의 범위는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 또는 50뿐만 아니라 상기 언급된 정수들 사이의 모든 관련된 십진법 값들 예를 들어, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 및 1.9로 이루어진 군의 임의 수, 수들의 조합, 또는 하부 범위를 포함하는 것으로 이해된다. 하부 범위와 관련하여, 상기 범위의 말단점으부터 연장하는 "끼워진 하부 범위"는 구체적으로 예상된다. 예를 들어, 1 내지 50의 예시 범위에서 끼워진 하부 범위는 한 방향으로는1 내지 10, 1 내지 20, 1 내지 30, 및 1 내지 40, 또는 다른 방향으로는50 내지 40, 50 내지 30, 50 내지 20, 50 내지 10을 포함할 수 있다.
여기 사용된 "감축"은 음성적 변형을 의미하며, 용어 "증가"는 양성적 변형을 의미하며, 상기 음성적 또는 양성적 변형은 적어도 0.25%, 0.5%, 1%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 또는 100%이다.
과도기적 용어 "포함하는"은 "함유하는", 또는 "포괄하는"의 유사어로서 포괄적이거나 또는 개방형 말단이고, 추가적이고, 언급되지 않은 소자들 또는 방법 단계를 배제하지 않는다. 대조적으로, 과도기적 문구 "이루어지는"은 청구범위에 구체화되지 않은 임의 원소, 단계, 또는 성분들을 배제한다. 과도기적 문구 "필수적으로 이루어지는"은 청구의 범위를 구체적인 물질 또는 단계 및 본 청구된 발명의 "기초적 및 새로운 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것들"로 청구범위를 제한한다. 용어 "포함하는"의 사용은 언급된 성분들의 "이루어지다" 또는 "필수적으로 이루어지다"의 다른 예시들을 고려한 것이다.
특별히 언급하지 않거나 문맥상 명확하지 않으면, 여기 사용된 용어 "또는"은 포괄적인 것으로 이해된다. 특별히 언급하지 않거나 문맥상 명확하지 않으면, 여기 사용된 용어 "임의", "및" 및 "상기" 는 단일 또는 복수인 것으로 이해된다.
특별히 언급하지 않거나 문맥상 명확하지 않으면, 여기 사용된 용어 "약"은 당해 기술분야에서 정상적으로 용인되는 범위 내, 예를 들어 평균의 2 기준 편차 내인 것으로 이해된다. 약은 상기 언급된 값의 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05%, 또는 0.01% 내인 것으로 이해될 수 있다.
여기의 변수의 정의에서 화학기의 목록 언급은 목록의 기들의 단일 기 또는 이들의 조합으로서 변수의 정의들을 포함한다. 여기 변수 또는 양상에 대한 예시의 언급은 임의 단일 실시예 또는 임의 다른 실시예들 또는 이들의 부분과의 조합으로서 예들을 포함한다.
여기 인용된 모든 참조들은 전체로서 참조로서 여기 통합되어 있다.
미생물-기반 조성물
바람직한 실시예에서, 본 발명은 길들여진 동물을 사육하기 위한 조성물을 제공하며, 상기 조성물은 하나 이상의 유익한 미생물 및/또는 하나 이상의 미생물 성장 부산물을 포함한다. 상기 유익한 미생물은 활성 또는 불활성 형태일 수 있다.
유익한 미생물은, 예를 들어, 박테리아, 이스트 및/또는 곰팡이일 수 있다. 이들 미생물은 자연, 또는 유전적으로 변형된 미생물일 수 있다. 예를 들어, 상기 미생물은 특이적 특성을 나타내는 특정 유전자를 갖도록 변형될 수 있다. 상기 미생물은 또한 원하는 균주의 돌연변이 일 수 있다. 여기 사용된“돌연변이”는 참조 미생물의 균주 유전적 변이체 또는 서브타입을의미하며 상기 돌연변이는 참조 미생물에 비하여 하나 이상의 유전적변이(e.g., 점 돌연변이, 미스센스 돌연변이, 넌센스 돌연변이, 결실, 중복, 프레임시프트 돌연변이 또는 반복 팽창)를 갖는다. 돌연변이를 만드는 절차는 미생물 분야에서 잘 알려져있다. 예를 들어, UV 돌연변이 유발 및 니트로소구아니딘이 이러한 목적으로 광범위하게사용된다.
일 실시예에서, 상기 유익한 미생물은 이스트 및/또는 곰팡이이다. 본 발명에 따라 사용되기에 적당한 이스트 및 곰팡이 종은, Acaulospora, Acremonium chrysogenum, Aspergillus, Aureobasidium (e.g., A. pullulans), Blakeslea, Candida (e.g., C. albicans, C. apicola, C. batistae, C. bombicola, C. floricola, C. kuoi, C. riodocensis, C. nodaensis, C. stellate), Cryptococcus, Debaryomyces (e.g., D. hansenii), Entomophthora, Hanseniaspora (e.g., H. uvarum), Hansenula, Issatchenkia, Kluyveromyces (e.g., K. phaffii), Lentinula spp. (e.g., L. edodes), Meyerozyma (e.g., M. guilliermondii), Monascus purpureus, Mortierella, Mucor (e.g., M. piriformis), Penicillium, Phythium, Phycomyces, Pichia (e.g., P. anomala, P. guilliermondii, P. occidentalis, P. kudriavzevii), Pleurotus (e.g., P. ostreatus P. ostreatus, P. sajorcaju, P. cystidiosus, P. cornucopiae, P. pulmonarius, P. tuberregium, P. citrinopileatus 및 P. flabellatus), Pseudozyma (e.g., P. aphidis), Rhizopus, Rhodotorula (e.g., R. bogoriensis); Saccharomyces (e.g., S. cerevisiae, S. boulardii, S. torula), Starmerella (e.g., S. bombicola), Torulopsis, Thraustochytrium, Trichoderma (e.g., T. reesei, T. harzianum, T. viride), Ustilago (e.g., U. maydis), Wickerhamiella (e.g., W. domericqiae), Wickerhamomyces (e.g., W. anomalus), Williopsis (e.g., W. mrakii), Zygosaccharomyces (e.g., Z. bailii), 및 다른 것들을 포함한다.
일 실시예에서, 이스트(들)은, 예를 들어, Wickerhamomyces anomalus, a Saccharomyces spp. 이스트 (e.g., S. cerevisiae 및/또는 S. boulardii), Starmerella bombicola, Meyerozyma guilliermondii, Pichia occidentalis, 및/또는 Monascus purpureus이다.
상기 이스트(들)은 살아있거나 또는 불활성 세포 또는 포자의 형태일뿐만 아니라 건조 세포량 및/또는 휴면 세포(e.g., 이스트 가수분해물)의 형태일 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 조성물은 살아있는 Wickerhamomyces anomalus 및/또는 Saccharomyces spp. 이스트를 포함한다. 이들 이스트는 반추동물 소화계 내 아세트산생성 박테리아에 의하여 아세트산생성반응 및 수소 이용을 증가시킨다. 유리하게, 이는 결과적으로 동물의 소화 건강에 부정적 영향을 미치지 않고, 메탄이 생산되는 과정을 일으키는 메탄생성 미생물이 수소를 덜 이용하게 한다. 그러므로, 일 실시예에서 상기 조성물 내 Wickerhamomyces anomalus 및/또는 Saccharomyces spp. 이스트. (e.g., S. cerevisiae 및/또는 S. boulardii), 및/또는 이들의 성장 부산물의 존재는 반추 동물의 장 마이크로바이옴의 아세트산생성 박테리아의 함량을 증진시키거나, 및/또는 그 안의 메탄생성 박테리아의 함량을 줄인다.
추가적으로, Wickerhamomyces anomalus는, 가축에 해를 야기하지 않고 피타아제, 즉 소화 개선 및 사료로부터 인의 생체이용율의 개선에 유용한 효소뿐만 아니라, 병원성 및/또는 메탄생성 미생물 제어에 유용한 “킬러 톡신”(e.g., 효소 exo-β-1,3-글루카나아제)를 생산한다. 이 이스트는 또한 포스포리피드 생물계면활성제를 생산한다.
일부 실시예에서, 이스트 세포 바이오매스의 존재는 수 많은 단백질(건식 세포 바이오매스의 50% 이하까지 함유), 리피드 및 탄소원뿐만 아니라 완전한 스펙트럼의 미네랄 및 비타민(e.g., B1; B2; B3 (PP); B5; B7 (H); B6; E)을 제공한다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 Pleurotus ostreatus를 포함하며, 이의 배양물은 약 2.5% 내지 3.0%, 또는 2.8% 로바스타틴(건조 중량)의 농도를 포함할 수 있다.
로바스타틴은 Pleurotus의 폴리케티드 성장 부산물이고, 이들의 세포막 합성에 필수적인 이소프레노이드 빌딩 블록의 형성에 관련된 효소, HMG-CoA 리덕타아제의 억제를 통해 메탄생성 고세균을 억제한다. 유리하게, 로바스타틴은 반추위에서 다른 셀룰로오스 가수 분해 박테리아에 나쁜 효과를 주지않고 메탄생성 미생균의 성장을 억제할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 조성물은 상기 Pleurotus 곰팡이와 함께 또는 이것 없이 정제된 형태로 로바스타틴을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 살아있는 Lentinula edodes을 포함하며, 로바스타딘의 생성없이 HMG-CoA 리덕타아제 활성을 억제할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 Trichoderma viride 및/또는 Acremonium chrysogenum 을 포함하며, 이며 또한 로바스타틴과 유사한 스타딘을 생산한다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 홍국(red yeast rice), 또는 Monascus purpureus의 발효된 쌀 생성물, koji을 포함한다. 홍국은 모나콜린 K을 포함하며, 이는 로바스타틴에 유사한 구조체를 갖고 HMG-CoA 리덕타아제 활성을 억제하는 능력을 갖는다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 합성적으로 또는 생물학적으로 생산된 아미노산을 포함한다. 특정 실시예에서, 상기 아미노산은 발린이다. 발린은 Wickerhamomyces anomalus 및 Saccharomyces spp.에 의해 생산된 아미노산이며, 가축의 성장 및 건강을 도우며, 사료 내 단백질원을 보다 완전하게 변형시켜 폐기물에서 배출된 질소, 예를 들어 암모니아 형태의 함량을 줄일 수 있게 한다. 일 실시예에서, 상기 조성물은 발린을 정제된 형태로 포함하며, 이를 생산하는 이스트와 함께 또는 이 이스트없이 포함한다.
특정 실시예에서, 상기 조성물은 그램-양성 및 그램-음성 박테리아를 포함하여 유익한 박테리아를 포함한다. 상기 박테리아는, 예를 들어 Agrobacterium (e.g., A. radiobacter), Azotobacter (A. vinelandii, A. chroococcum), Azospirillum (e.g., A. brasiliensis), Bacillus (e.g., B. amyloliquifaciens, B. firmus, B. laterosporus, B. licheniformis, B. megaterium, Bacillus mucilaginosus, B. subtilis), Frateuria (e.g., F. aurantia), Microbacterium (e.g., M. laevaniformans), Pantoea (e.g., P. agglomerans), Pseudomonas (e.g., P. aeruginosa, P. chlororaphis, P. chlororoaphis subsp. aureofaciens (Kluyver), P. putida), Rhizobium spp., Rhodospirillum (e.g., R. rubrum), 및/또는 Sphingomonas (e.g., S. paucimobilis)일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 포자 및/또는 건조된 세포량 형태의 하나 이상의 Bacillus spp. 박테리아를 포함한다. 특정 실시예에서, 상기 Bacillus spp. 는 B. amyloliquefaciens, B. subtilis 및/또는 B. licheniformis이다.
일부 실시예에서, B. amyloliquefaciens는 소 내에서 프로바이오틱으로 역할을 하여 체중 증가, 사료 흡수 및 변환 증가, 및 성장 호르몬(e.g., GH/IGH-1) 준위를 증가시킬 수 있다. 추가적으로, B. amyloliquefaciens 는 예를 들어 항균 리포펩타이드 생물계면활성제를 생산하는 것으로 동물 장 내 잠재적 병원성 미생물의 함량을 줄이면서 다른 유익한 미생물(e.g., 짧은 사슬 지방산의 제조자)의 성장을 촉진할 수 있다. 일부 실시예에서, 용량 4 x 1010 CFU/일/B. amyloliquefaciens을 본 발명의 조성물의 일부로서 동물에 투여한다.
일부 실시예에서, B. licheniformis는 메탄생성균에 의한 메탄 생성을 줄이고, 프로피온산의 생성 및 다른 대사산물, 예를 들어 리포펩타이드 생물계면활성제를 통해 메탄생성 박테리아 자체를 억제할 수 있다. 추가적으로, B. licheniformis는 우유 단백질 생산을 증가시키는 것을 도우면서 소 반추위 유체에서 암모니아의 농도를 줄이는 것을 도울 수 있다. 돼지에서, B. licheniformis 및 B. subtilis는 배설 증가를 도울 수 있다. Lactobacillus 총 수는 질소의 소화율을 증가시키고 암모니아 및 메르캅탄의 배출을 줄인다. 일부 실시예에서, 2 x 1010 CFU/일의 용량으로 B. licheniformis을 동물에 본 발명의 조성물의 일부로서 투여한다.
일 실시예에서, 상기 미생물은 B. subtilis, 예를 들어, B. subtilis var. locuses B1 또는 B2의 균주이고, 이는 예를 들어 수팩틴 및 다른 리포펩타이드 생물계면활성제의 효과적인 제조자이다. 본 명세서는 참조로서 국제특허공보 제 WO 2017/044953 A1에 개시된 내용과 일치하는 것을 통합하고 있다.
예시적 실시예에서, 상기 조성물은 Wickerhamomyces anomalus, Pleurotus ostreatus, Bacillus amyloliquefaciens 및 Bacillus licheniformis을 포함한다.
예를 들어, 글리코피리드, 리포펩타이드, 만노단백질, beta-글루칸, 효소, 및 항-메탄생성, 및/또는 bio-에멀젼화 및 표면/계면 장력-감소 성질을 갖는 다른 대사산물의 많은 양을 축적시킬 수 있는 균주를 포함하는 다른 미생물 균주가 본 발명에 따라 사용될 수 있다.
구체적인 실시예에서, 상기 조성물은 약 1 x 106 내지 약 1 x 1013, 약 1 x 107 내지 약 1 x 1012, 약 1 x 108 내지 약 1 x 1011, 또는 약 1 x 109 내지 약 1 x 1010 CFU/ml의 농도로 상기 조성물 내에 존재하는 미생물 각 종을 포함한다.
특정 실시예에서, 조성물 한번의 사용에서 미생물의 함량은 약 40 내지 70 grams /머리(가축 떼에서 각 동물), 또는 약 45 내지 약 65 grams/머리, 또는 약 50 내지 약 60 grams/머리에 달한다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 약 1 내지 100부피%의 미생물 총부피, 약 10 내지 90부피%, 또는 약 20 내지 75부피%의 미생물을 포함한다.
일 실시예에서, 본 조성물의 상기 하나 이상의 미생물 성장 부산물은 생물계면활성제이다. 생물계면활성제는 구조적으로 미생물에 의해 생산된 구조적으로 다양한 집단의 표면-활성 물질이며, 이는 생분해가능하고 재생산가능한 기질 위에서 선택된 유기물을 사용하여 효율적으로 생산될 수 있다. 모든 생물계면활성제는 양친매성이다. 이들은 2개의 부분으로 구성된다: 극성(친수성)모이어티 및 비극성(소수성)기. 이들의 양친매성 구조로 인하여, 생물계면활성제는 소수성 물-불용성 물질의 표면적 증가, 그러한 물질의 물 생체이용가능성 증가 및 박테리아 세포 표면의 성질 변화를 준다.
생물계면활성제는 계면에 축적하므로, 계면 장력을 감소시켜 용액 내 웅집된 미셀라 구조의 형성을 유도한다. 안전하고 효과적인 미생물 생물계면활성제는 지질, 고체 및 기체의 분자들 사이 표면 및 계면 장력을 줄인다. 기공을 형성하고 생물학적 막을 불안정하게 만드는 생물계면활성제의 능력은 이들이 항균, 항곰팡이 및 용혈제로서 이들을 사용할 수 있게 한다. 낮은 독성 및 생분해가능성의 특성들이 조합된, 생물계면활성제는 동물 사료, 첨가제 및 보충제로 사용하기에 유리하다.
생물계면활성제는 글리코피리드, 리포펩타이드, 플라보리피드, 포스포리피드, 지방산 에스테르, 리포단백질, 리포폴리사카라이드-단백질 복합체, 및 폴리사카라이드-단백질-지방산 복합체를 포함한다. 생물계면활성제 분자의 공통된 친지질성 모이어티는 지방산의 탄화수소 사슬이며, 반면에 친수성 부분은 중성 리피드의 에스테르 또는 알코올 기, 지방산 또는 아미노산(또는 펩타이드), 플라보리피드, 또는 글리코리피드의 경우 유기산의 카르복실레이트기, 탄수화물에 의해 형성된다.
미생물 생물계면활성제는 성장 배지 내에서 탄화수소원(e.g., 오일, 당, 글리세롤 등)의 존재에 반응하여 다양한 미생물, 예를 들어 박테리아, 곰팡이, 및 이스트에 의해 생산된다. 상기 생물계면활성제는 당해 기술 분야에서 알려진 발효 공정에 의해 얻어진다.
일 실시예에서, 상기 생물계면활성제는 글리코피리드, 리포펩타이드 또는 포스포리피드이다. 글리코피리드는, 예를 들어, 소포로리피드, 람노리피드, 셀로비오스 리피드, 만노실에리트리톨 리피드 및 트레할로스 리피드를 포함할 수 있다. 리포펩타이드는, 예를 들어, 수팩틴, 이투린, 펜기신, 및 리체니신을 포함할 수 있다. 포스포리피드는, 예를 들어, 카디오리핀을 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 생물계면활성제의 혼합물이 사용될 수 있으며, 소포로리피드 (락토닉 및/또는 선형 형태 소포로리피드 포함), 수팩틴 및/또는 이투린 (e.g., 이투린 A)의 조합을 포함한다.
특정 실시예에서, 본 발명의 조성물은 유익한 미생물 및/또는 성장 부산물이 생산된 발효 배지를 포함할 수 있다. 유리하게, 특정 실시예에서, 예를 들어 이스트 세포벽 외표면의 일부로서 고농도의 만노단백질 및 바이오폴리머 베타-글루칸으로 인하여, 이것은 상기 조성물이, 예를 들어 정제된 미생물 대사산물 단독보다 우수하게 만들 수 있다. 이들 화합물은, 예를 들어 효과적인 에멀전화제로서 역할을 할 수 있다. 추가적으로 상기 조성물은 배양액에서 잔류 생물계면활성제뿐만 아니라 다른 대사산물 및/또는 세포성 성분, 예를들어 용매, 산, 비타민, 미네랄, 효소 및 단백질을 더 포함할 수 있다. 그러므로, 상기 조성물은 많은 다른 용도들 중에서도 생물계면활성제로서 작용하고 항균 및 표면/계면 장력 감소 성질을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 생물계면활성제는 이것이 생산되는 발효 배지로부터 정제된다. 대안적으로, 일 실시예에서, 상기 생물계면활성제는 조 형태로 사용될 수 있다. 조 형태 생물계면활성제는, 예를 들어 생물계면활성제-생산 미생물의 배양 결과 발효 브로스에서 생물 계면활성제 퇴적물을 포함하는 액체 혼합물의 형태를 취할 수 있다. 이 조 형태 생물계면활성제 용액은 약 0.001% 내지 99%, 약 25% 내지 약 75%, 약 30% 내지 약 70%, 약 35% 내지 약 65%, 약 40% 내지 약 60%, 약 45% 내지 약 55%, 또는 약 50% 순수한 생물계면활성제를 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 생물계면활성제는 생물계면활성제-생산 미생물의 수중 배양 결과 발효 브로스 및 세포를 포함하는 미생물 배양액의 형태로 조성물에 첨가될 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 생물계면활성제는 소포로리피드이며, 이 “배양액 형태” 생물계면활성제는 Starmerella bombicola 이스트 세포, 소포로리피드 (SLP), 및 그 안의 다른 이스트 성장 부산물과 함께 발효 브로스를 포함할 수 있다. 상기 이스트 세포는 동물 사료와 함께 접촉되거나 동물 사료와 함께 제형화될 때 활성 또는 불활성될 수 있다. 만약 낮은 농도의 SLP를 원한다면, 결과적으로 S. bombicola 배양액을 만드는 SLP 부분이 제거될 수 있고, 예를 들어 1-4g/l 잔류 SLP, 선택적으로 이스트 세포 및 다른 성장 부산물을 갖는 잔류 액체가 본 방법에 사용될 수 있다. 또 다른 생물계면활성제의 사용이 필요할 때, 유사한 생성물은 다른 생물계면활성제를 생산할 수 있는 임의의 다른 미생물을 이용하여 가시화한다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 물을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 미생물 및/또는 성장 부산물은 동물 음용수와, 예를 들어 사료 첨가제 및/또는 보충제로서 혼합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 사전 제작된 습식 또는 건식 동물 사료를 더 포함할 수 있고, 상기 사전 제작된 사료는 동물 소비에 용이하도록 조리 및/또는 가공되었다. 예를 들어, 상기 미생물 및/또는 성장 부산물을 사전 제작된 사료에 붓거나 및/또는 혼합할 수 있고, 또는 상기 미생물/또는 성장 부산물은 건식 동물 사료 조각, 모셀, 키블 또는 펠릿의 외부에 코팅으로서 역할을 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 동물 사료를 만들기 위한 원료 성분들을 더 포함할 수 있고, 상기 원료 성분들은 미생물 및/또는 성장 부산물과 함께 이후 조리되거나 및/또는 가공되어 향상된 건식 또는 습식 사료 제품을 만든다.
특정 실시예에서, 상기 사료 내 이스트의 사용으로 단백질 및/또는 폴리사카라이드의 풍부한 자원을 제공한다. 일 실시예에서, 본 조성물은 동물의 규정식을 보충하거나 및/또는 동물의 건강 및/또는 웰빙을 촉진하기 위하여 추가 영양소, 예를 들어 아미노산(필수 아미노산 포함), 펩타이드, 단백질, 비타민, 미량원소, 지방, 지방산, 리피드, 탄수화물, 스테롤, 효소, 프리바이오틱스, 및 미량 미네랄, 예를 들어, 철, 구리, 아연, 망간, 코발트, 요오드, 셀레늄, 몰리브덴, 니켈, 불소, 바나듐, 주석 및 실리콘을 포함할 수 있다.
바람직한 조성물은 임의 조합으로 비타민 및/또는 미네랄을 포함한다. 본 발명의 조성물에 사용되는 비타민은 예를 들어, 비타민 A, E, K3, D3, B1, B3, B6, B12, C, 비오틴, 엽산, 판토텐산, 니코틴산, 콜린 클로라이드, 이노시톨 및 파라-아미노산-벤조산을 포함할 수 있다. 미네랄은, 예를 들어, 칼슘, 코발트, 구리, 철, 마그네슘, 인, 포타슘, 셀레늄 및 아연의 염을 포함할 수 있다. 다른 성분들은, 이에 한정되지는 않지만, 항산화제, beta-글루칸, 쓸개즙 염, 콜레스테롤, 효소, 카로테노이드, 및 많은 다른 것들을 포함할 수 있다. 전형적인 비타민 및 미네랄은, 예를 들어 매일 소모하도록 권장되는 것들이고 정확한 함량은 변화될 수 있지만 및 매일 권장량(RDA)으로 추천되는 것들이다. 상기 조성물은 바람직하게는 상기 RDA 비타민, 미네랄 및 미량 미네랄의 복합체뿐만 아니라 성립된 RDA가 없는 이들 영양소를 포함할 것이나, 건강한 포유류 생리학에서 유익한 역할을 한다.
미생물 및/또는 미생물 성장 부산물의 생산
본 발명은 미생물의 배양 및 미생물 대사산물 및/또는 미생물 성장의 다른 부산물의 생산 방법을 이용한다. 본 발명은 원하는 규모로 미생물의 배양 및 미생물 대사산물의 생산하는데 적당한 배양 공정을 더 이용한다. 이들 배양 공정은, 이에 한정되지는 않지만, 수중 배양/발효, 고체 상태 발효(SSF), 및 변형, 하이브리드 및/또는 이들의 조합을 포함한다.
여기 사용된 "발효"는 제어된 조건하에서 배양 또는 세포의 성장을 의미한다. 성장은 호기적 또는 혐기적일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 상기 미생물은 SSF 및 또는 이들의 변형 버전을 사용하여 성장된다.
일 실시예에서, 본 발명은 바이오매스(e.g., 생존가능한 세포성 물질), 외세포성 대사산물, 잔류 영양소 및/또는 내세포성 성분의 생산을 위한 물질 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따라 사용된 미생물 성장 용기는 산업적 용도를 위한 임의 발효기 또는 배양 반응기일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 용기는 기능적 컨트롤/센서를 가지거나 또는 기능적 콘트롤/센서에 연결되어 배양 공정에서 중요한 인자들, 예를 들어 pH, 산소, 압력, 온도, 습도, 미생물 밀도 및/또는 대사산물 농도를 측정한다.
추가 실시예에서, 상기 용기는 상기 용기 내부 미생물의 성장을 모니터링 할 수 있다(e.g., 세포 수 및 성장 단계의 측정). 대안적으로, 매일 샘플을 용기로부터 취하고 당해 기술 분야에서 알려진 기술들, 예를들어 희석액 플레이팅 기술로 목록화하였다. 희석액 플레이팅은 샘플 내 유기체의 수를 평가하기 위하여 사용된 단순한 기술이다. 상기 기술은 또한 다른 환경 또는 처리를 비교할 수 있는 인덱스를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 방법은 질소원으로 배양을 보충하는 단계를 포함한다. 질소원은, 예를 들어 포타슘 니트레이트, 암모늄 니트레이트, 암모늄 설페이트, 암모늄 포스페이트, 암모니아, 우레아, 및/또는 암모늄 클로라이드일 수 있다. 이들 질소원은 독립적으로 또는 2 이상 조합하여 사용될 수 있다.
이 방법은 성장하는 배양액에 산소화를 제공할 수 있다. 일 실시예는 공기의 움직임을 느리게 하여 저산소를 포함하는 공기를 제공하고 산소화된 공기를 도입한다. 수중 발효의 경우에, 산소화된 공기는 액체의 기계적 교반을 위한 임펠러, 기체 방울을 액체에 공급하여 산소를 액체 내에서 용해시키기 위한 공기 스파저를 포함하는 장치를 통해 매일 보충되는 주위 공기일 수 있다.
본 방법은 탄소원을 배양액에 보충하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 탄소원은 전형적으로 탄수화물, 예를 들어 글루코오스, 수크로오스, 락토오스, 푸룩토오스, 트레할로스, 만노스, 만니톨, 및/또는 말토오즈; 유기산, 예를 들어 아세트산, 푸마르산, 시트르산, 프로피온산, 말산, 말론산, 및/또는 피루브산; 알콜, 예를 들어 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 이소부탄올, 및/또는 글리세롤; 지방 및 오일, 예를 들어 대두유, 카놀라유, 미강유, 올리브유, 옥수수유, 참기름, 및/또는 아마씨유 등이다. 이들 탄소원은 독립적으로 또는 2 이상 조합하여 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 미생물용 성장인자 및 흔적 영양소가 상기 배지에 포함된다. 이는 그들이 필요로 하는 비타민 모두를 제조할 수 없는 미생물이 성장할 때 특히 바람직하다. 흔적 영양소, 예를 들어 철, 아연, 구리, 망간, 몰리브덴 및/또는 코발트를 포함하는 무기 영양소는 또한 상기 배지에 포함될 수 있다. 게다가, 비타민, 필수 아미노산 및 미량원소의 공급원이, 예를들어 가루 또는 밀 형태, 예를 들어 옥수수가루, 또는 추출물 형태, 예를 들어 이스트 추출물, 감자 추출물, 소고기 추출물, 대두 추출물, 바나나 껍질 추출물, 및 이와 유사한 것, 또는 정제된 형태로 포함될 수 있다. 아미노산, 단백질 생합성에 유용한 것들이 또한 포함될 수 있다.
일 실시예에서, 무기 염이 또한 포함될 수 있다. 사용가능한 무기염은 포타슘 디수소 포스페이트, 디포타슘 수소 포스페이트, 디소듐 수소 포스페이트, 마그네슘 설페이트, 마그네슘 클로라이드, 철 설페이트, 철 클로라이드, 망간 설페이트, 망간 클로라이드, 아연 설페이트, 납 클로라이드, 구리 설페이트, 칼슘 클로라이드, 소듐 클로라이드, 칼슘 카보네이트, 및/또는 소듐 카보네이트일 수 있다. 이들 무기염은 독립적으로 또는 2 이상 조합하여 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 생물자극제가 또한 포함될 수 있으며, 이는 미생물의 성장 속도를 향상시키는 물질을 의미한다. 생물자극제는 종-특이적이거나 또는 다양한 종의 성장 속도를 증가시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 배양 방법은 추가적인 산 및/또는 항균제를 배양 공정 전, 및/또는 동안 상기 배지에 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 항균제 또는 항생제는 오염에 대하여 배양액을 보호하는데 사용된다.
추가적으로, 소포제는 수중 배양 동안 기체가 생산될 때 기포의 형성 및/또는 축적을 방지하기 위하여 첨가될 수 있다. 혼합물의 pH는 관심있는 미생물에 적당해야만 한다. 완충제, 및 pH 조절제, 예를 들어 카보네이트 및 포스페이트는 바람직한 값 근처로 pH를 안정화시키기 위하여 사용될 수 있다. 금속 이온이 높은 농도로 존재할 때, 배지 내에 킬레이트제를 사용하는 것이 필요할 수 있다.
미생물은 플랑크톤 형태 또는 바이오필름으로서 성장할 수 있다. 바이오필름의 경우에, 상기 용기는 바이오필름 상태로 미생물이 성장될 수 있는 기판을 그 안에 가지고 있을 수 있다. 상기 시스템은 또한, 예를 들어 바이오필름 성장 특성을 붇도우거나 및/또는 개선하는 자극(예를 들어 전단 스트레스)를 사용할 수 있는 능력을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 미생물의 배양 방법은 약 5℃ 내지 100℃, 바람직하게는 15℃ 내지 60℃, 보다 바람직하게는 25℃ 내지 50℃에서 수행된다. 추가 실시예에서, 상기 배양은 일정한 온도에서 연속적으로 수행될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 배양은 온도를 변화시키면서 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 본 방법 및 배양 공정에 사용된 도구는 멸균된다. 상기 배양 도구, 예를 들어 반응기/용기는 멸균장치, e.g., 오토클레이브로부터 분리되나 연결될 수 있다. 배양 도구는 접종 시작 전에 제자리 멸균하는 멸균 장치를 가질 수 있다. 공기는 당해 기술 분야에서 알려진 방법으로 멸균될 수 있다. 예를 들어, 주위 공기는 용기 내로 도입되기 전에 적어도 하나의 필터를 통과할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 배지는 저온살균되거나 또는 선택적으로 열 첨가 전혀 없을 수 있으며, 낮은 수분 활성도, 낮은 pH를 사용하여 원하지 않는 박테리아 성장을 제어하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은, 성장 및 대사산물 생산에 적당한 조건 하에서 본 발명의 미생물 균주를 배양; 및 선택적으로 대사 산물을 정제하는 것에 의해, 미생물 대사산물 , 예를 들어, 생물계면활성제, 효소, 단백질, 에탄올, 젖산, beta-글루칸, 펩타이드, 대사 중간 생성물, 폴리불포화된 지방산, 및 리피드를 제조하는 방법을 더 제공한다. 본 방법에 의해 생산된 대사산물 함량은 예를 들어, 적어도 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70 %, 80 %, 또는 90%일 수 있다.
발효 배지의 바이오매스 함량은 예를 들어, 5 g/l 내지 180 g/l 또는 그 이상, 또는 10 g/l 내지 150 g/l일 수 있다. 상기 세포 농도는, 예를 들어, 적어도 1 x 109, 1 x 1010, 1 x 1011, 1 x 1012 또는 1 x 1013 세포 /gram(최종 생성물)일 수 있다.
관심있는 미생물에 의해 생산된 상기 미생물 성장 부산물은 상기 미생물 내에 유지되거나 또는 상기 성장 배지 내로 분비된다. 배지는 미생물 성장 부산물의 활성을 안정화시키는 화합물을 포함할 수 있다.
미생물 배양 및 미생물 부산물의 생산을 위한 방법 및 도구는 배치, 반-연속 공정, 또는 연속 공속으로 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 미생물 배양 조성물 모두는 배양의 완결시(e.g., 예를 들어 원하는 세포 밀도의 달성; 또는 특정 대사산물 밀도의 달성) 제거된다. 이 배치 절차에서, 전체적으로 새로운 배치는 제1 배치의 수확시 시작된다.
또 다른 실시예에서, 발효 생성물의 일부는 임의 시간에서 제거된다. 본 실시예에서, 생존가능한 세포, 포자, 분생포자, 균사 및/또는 균사를 갖는 바이오매스는 새로운 배양 배치의 접종물로서 상기 용기 내에 남는다. 제거된 조성물은 무세포 배지이거나 세포, 포자, 또는 다른 재생산성 번식체, 및/또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 방법으로 반-연속 시스템이 만들어진다.
유리하게, 상기 방법은 복잡한 도구 또는 고 에너지 소모를 요구하지 않는다. 관심있는 미생물은 소규모 또는 대규모로 한 곳에서 배양되어 사용될 수 있으며, 이들의 배지가 혼합될 수도 있다.
미생물-기반 생성물의 제조
본 발명은 가축 생산의 결과로서 배출된 메탄의 양을 감소시키기 위한 미생물-기반 생산물을 제공한다. 본 발명의 하나의 미생물-기반 생성물은 미생물 및/또는 임의 잔류 영양소에 의해 생산된 미생물 대사산물을 포함하는 단순한 발효 배지이다. 발효 생성물은 추출 또는 정제없이 직접적으로 사용될 수 있다. 원한다면, 추출 및 정제는 본 문헌에서 설명된 표준 추출 및/또는 정제 방법을 사용하여 용이하게 얻어질 수 있다.
일 실시예에서, 이스트 발효 생성물은, "Star 3+,"로 표시하며 킬러 이스트 Wickerhamomyces anomalus의 배양을 통해 얻어지며, 고체 상태 발효의 수정된 형태를 사용할 수 있다. 배양은 이스트가 부착 및 번식할 수 있는 앰플 표면 지역을 갖는 기판, 예를 들어 쌀, 대두, 병아리콩, 파스타, 오트밀 또는 콩에서 성장될 수 있다. 전체적으로 성장하는 이스트 세포를 갖는 전체 발효 배지는 예를 들어 25~30℃에서 배양 3~5일 후 수확될 수 있다. 배양액은 기판과 혼합되고, 갈아지거나 및/또는 미세화되고, 선택적으로 건조될 수 있다. 이는 Star 3+ 생성물을 포함한다. 1010 내지 1012 세포/gram을 포함할 수 있는 조성물은 다른 성분들과 혼합되기 전에 예를 들어 500~1,000 배로 희석될 수 있다.
대안적 실시예에서, 이스트 발효 생성물은 수중 발효를 사용하여 얻어지며, 여기서 이스트 발효 생성물은 세포 및 임의의 이스트 성장 부산물을 포함하는 액체 브로스를 포함한다. 탄소, 질소, 미네랄의 필수 공급원 및 선택적으로 박테리아 성장을 오염시키는 것을 방지하는 항균 물질을 포함하는 액체 배지가 사용될 수 있다. 배양액은 추가 탄소원, 특히 포화된 오일(e.g., 15% 카놀라유 또는 사용된 요리 식물유)와 함께 성장될 수 있다. 전형적으로, pH는 5.0-5.5에서 시작하고 이후 3.0-3.5까지 낮아지며, 여기서 안정화된다. 예를들어 25-30℃에서 배양 24-72 시간 후 수확될 수 있는 세포 및 이스트 성장 부산물을 갖는 발효 브로스는 Star 3+ 생성물의 대안적인 형태를 포함한다.
일 실시예에서, 이스트 발효 생성물은 생물계면활성제를 생산하는 이스트, Starmerella bombicola의 수중 배양을 통해 얻어질 수 있다. 이 이스트는 글리코리피드 생물계면활성제, 예를 들어 SLP의 효과적인 생산자이다. 25℃에서 5일 배양 후 발효 브로스는 이스트 세포 현탁액 및 예를 들어 , 150 g/L 또는 그 이상의 SLP를 포함할 수 있다. 이스트 발효 생성물은 생물계면활성제가 클리닝 조성물에서 덜 요구되면 더 변형될 수 있다. 예를 들어, S. bombicola 의 발효 결과 SLP가 구별가능한층 내로 침전된다. 이 SLP 층은 제거되고 잔류 액체 및 바이오매스는 1-4g/L의 잔류 SLP를 포함할 수 있으며 본 클리닝 조성물에 사용될 수 있다.
미생물-기반 생성물 내 미생물은 활성 또는 불활성 형태일 수 있다. 게다가 미생물은 조성물에서 제거될 수 있고, 잔류 배양액이 사용될 수 있다. 상기 미생물-기반 생성물은 추가 안정화, 보존 및 저장없이 사용될 수 있다. 유리하게, 미생물-기반 생성물의 직접적인 사용은 미생물의 높은 생존력을 보존하고 외래 약제 및 원하지 않은 미생물로부터의 오염 가능성을 줄이고, 미생물 성장의 부산물의 활성을 유지한다.
미생물 성장의 결과인 미생물 및/또는 배지(e.g., 브로스 또는 고체 기판)는 성장 용기로부터 제거되고 예를 들어 즉각적인 사용을 위한 파이프를 통해 이송된다.
일 실시예에서, 상기미생물-기반 생성물은 단순히 미생물의 성장 부산물이다. 예를 들어, 미생물에 의해 생산된 생물계면활성제는 조 형태로 수중 발효 용기로부터 수집될 수 있고, 이는 예를 들어 약 50% 순수한 생물계면활성제를 액체 브로스로 포함한다.
다른 실시예에서, 상기 미생물-기반 생성물(미생물, 배지, 또는 미생물 및 배지)은 적당한 크기의 컨테이너 내에 놓이며, 이는 예를 들어 의도한 용도, 사용시 고려한 방법, 발효 용기의 크기 및 미생물 성장 설비로부터 사용위치로 이송의 임의 모드를 고려한다. 그러므로 미생물-기반 조성물이 놓여지는 컨테이너는, 예를들어 1갤론 내지 1,000 갤론 또는 그 이상일 수 있다. 다른 실시예에서 상기 컨테이너는 2 gallons, 5 gallons, 25 gallons, 또는 그 이상이다.
성장 용기로부터 예를 들어 이스트 발효 생성물을 수확할 때, 추가 성분들이 첨가되며 수확된 생성물들이 컨테이너 및/또는 파이프(또는 사용시 다르게 운송될 때)로 이송될 때 첨가된다. 첨가제들은, 예를들어 완충제, 담체, 동일하거나 다른 설비에서 생산된 다른 미생물-기반 조성물, 점도 조절제, 보존제, 미생물용 영양소, 추적제, 용매, 살생물제, 다른 미생물 및 의도한 용도에 특화된 다른 성분들일 수 있다.
본 발명에 따른 제형 내에 포함될 수 있는 다른 적당한 첨가제는 그러한 제제에 관례상 사용되는 물질들을 포함한다. 그러한 첨가제의 예는 계면활성제, 에멀젼화제, 윤활제, 완충제, 용해도 조절제, pH 조절제, 방부제, 안정화제 및 UV 내광제을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 생성물은 유기산 및 아미노산 또는 이들의 염을 포함하는 완충제를 포함한다. 적당한 완충제는 시트레이트, 글루코네이트, 타르타레이트, 말레이트, 아세테이트, 락테이트, 옥살레이트, 아스파르테이트, 말론네이트, 글루코헵토네이트, 피루베이트, 갈락타레이트, 글루카레이트, 타르트로네이트, 글루타메이트, 글리신, 리신, 글루타민, 메티오닌, 시스테인, 아르기닌 및 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다. 인산(phosphoric acid) 및 인 산(phosphorous acids) 또는 이들의 염이 또한 사용될 수 있다. 합성 완충제가 사용되기에 적당할 수 있으나 상기 언급된 유기산 및 아미노산 또는 이들의 염과 같이 자연 완충제를 사용하는 것이 바람직하다.
추가 실시예에서, pH 조절제는 포타슘 히드록시드, 암모늄 히드록시드, 포타슘 카보네이트 또는 바이카보네이트, 염산, 질산, 황산 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
일 실시예에서, 추가 성분들은, 예를 들어 염, 예를 들어 소듐 바이카보네이트 또는 카보네이트, 소듐 설페이트, 소듐 포스페이트, 소듐 바이포스페이트의 수성 제제는 제형 내에 포함될 수 있다.
유리하게, 본 발명에 따라, 미생물-기반 생성물은 미생물이 성장하는 브로스를 포함할 수 있다. 상기 생성물은 예를 들어 적어도 중량으로 1%, 5%, 10%, 25%, 50%, 75%, 또는 100% 브로스를 포함한다. 상기 생성물 내에서 바이오 매스의 함량은, 중량으로, 예를 들어 0% 내지 100% 사이의 모든 퍼센트를 포함할 수 있다.
선택적으로 상기 생성물은 사용 전에 저장될 수 있다. 저장 시간은 짧은 것이 바람직하다. 그러므로 저장 시간은 60 일, 45 일, 30 일, 20 일, 15 일, 10 일, 7 일, 5 일, 3 일, 2 일, 1 일, 또는 12 시간 보다 짧을 수 있다. 바람직한 실시예에서, 만약 살아있는 세포가 생성물 내에 존재한다면 생성물은 차가운 온도, 예를 들어 20℃, 15℃, 10℃, 또는 5℃ 보다 낮은 온도에서 저장된다. 한편, 생물계면활성제 조성물은 전형적으로 주위 온도에서 저장될 수 있다.
미생물-기반 생성물의 현지 제조
본 발명의 특정 실시예에서, 미생물 성장 설비는 신선하고, 높은-밀도의 관심있는 미생물 및/또는 미생물 성장 부산물을 원하는 규모로 생산한다. 미생물 성장 설비는 사용하는 사이트에 또는 근처에 위치될 수 있다. 상기 설비는 고밀도의 미생물-기반 조성물을 배치, 반연속, 또는 연속 배양으로 생산한다.
본 발명이 미생물 성장 설비는 미생물-기반 생성물이 사용될 장소에 위치될 수 있다(e.g., 자유 방목 초원). 예를 들어 미생물 성장 설비는 사용 위치로부터 300, 250, 200, 150, 100, 75, 50, 25, 15, 10, 5, 3, 또는 1 mile 내일 수 있다.
미생물-기반 생성물이 현지에서 생산될 수 있기 때문에, 종래 미생물 생산의 미생물 안정화, 보존, 저장 및 운송 공정에 의존하지 않고, 보다 높은 밀도의 미생물이 생산될 수 있으므로, 현장에서 사용될 좀더 작은 규모의 미생물-기반 생성물을 필요로 하고, 원하는 효능을 달성할 필요가 있는 매우 높은 밀도의 미생물 사용이 가능하게 한다. 이것으로 보다 작은 바이오반응기(e.g., 보다 작은 발효 용기, 출발 물질, 영양소 및 pH 조절제의 보다 작은 공급기)가 가능해지며, 이는 상기 시스템을 효율적으로 만들고 세포를 안정화시키거나 배양 배지로부터 이들을 분리시킬 필요성을 제거할 수 있다. 미생물-기반 생성물의 현지 생산은 또한 생성물 내 성장 배지를 용이하게 포함시킬 수 있게 한다. 배지는 현지 사용에 특히 적합한, 발효 동안 생산된 약제를 포함할 수 있다.
현지 생산된 고밀도, 강력한 미생물 배양액이 얼마간 공급 사슬에 남아있는 것들보다 밭에서 보다 효과적이다. 본 발명의 미생물-기반 생성물은 전통 생성물에 비하여 특히 유리하며, 세포들은 발효 성장 배지 내에 존재하는 대사산물 및 영양소로부터 분리된다. 줄어든 운송 시간으로 미생물 및/또는 이들의 대사산물의 신선한 배치들을 현지 요구에 맞추어 시간 및 부피로 생산 및 송달이 가능하게 된다.
본 발명의 미생물 성장 설비는 신선한 미생물-기반 조성물을 생산하고, 이는 미생물 자체, 미생물 대사산물, 및/또는 미생물이 성장하는 배지의 다른 성분들을 포함한다. 원한다면, 상기 조성물은 고밀도의 식물생장 세포 또는 번식체, 또는 식물생장 세포 및 번식체의 혼합물을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 미생물 성장 설비는 미생물-기반 생성물이 사용될 사이트(e.g., 가축 생산 설비)에, 또는 근처에 위치하며, 바람직하게는 300 miles, 보다 바람직하게는 200 miles, 보다 더 바람직하게는 100 miles 내에 위치한다. 유리하게, 이것으로 특정 위치에서 사용하기 위하여 조성물을 맞춤 제작할 수 있게 된다. 미생물-기반 조성물의 제형 및 효능은 사용할 때의 특정 현지 조건, 예를 들어 동물 종들이 다루어지는 시간, 조성물이 사용될 때 연중 계절, 기후 및/또는 시간이 무엇인지, 사용되는 속도 및/또는 모드가 무엇인지에 따라 맞춰질 수 있다.
유리하게, 분포된 미생물 성장 설비는 업스트림 가공 지연, 공급 사슬의 병목, 부적절한 저장, 및 예를 들어 생존가능한, 높은 세포-계수 생산물 및 세포가 본래 성장하는 관련 배지 및 대사산물의 시간 내 배송 및 사용을 억제하는 다른 사태들로 인하여 생산물 품질로 고통받는 먼거리 산업-규모 제조자들에게 주어진 현실 문제에 대한 해결책을 제공한다.
게다가, 조성물을 현지에 생산하는 것으로, 제형 및 효능이 사용하고자 할 때 존재하는 현지 및 조건에 맞추어 실시간으로 조절될 수 있다. 이것은 중앙 위치에서 사전 제작되고, 예를 들어, 주어진 현장에서는 최적이 아닐 수도 있는 세트 비율 및 제형을 갖는 조성물에 비하여 장점이 있다.
미생물 성장 설비는 도착지 지형과의 시너지를 개선하기 위하여 미생물-기반 생성물을 재단하는 이들의 능력에 의해 다양성을 제조하는 단계를 제공한다. 유리하게, 바람직한 실시예에서, 본 발명의 시스템은 자연 발생적인 현지 미생물 및 이들의 대사적 부산물의 힘을 이용하여 GHG 관리를 개선한다.
개별 용기에 대한 배양 시간은 예를 들어, 1 내지 7 일 또는 그 이상일 수 있다. 배양 생성물은 임의의 수 많은 다른 방법으로 수확될 수 있다.
현지 생산 및 예를 들어 발효 24 시간 내 배송 결과 순수하고, 높은 세포 밀도 조성물과 그 결과 실질적으로 운송비의 감소를 가져온다. 보다 효과적이고 강력한 미생물 접종물의 개발에서 빠른 진보에 대한 전망이 주어진다면, 소비자들은 미생물 기반 생서울을 따르게 배송하는 능력으로부터 큰 이익을 가질 것이다.
대기 메탄 배출을 감소시키는 방법
바람직한 실시예에서, 본 발명은 대기 메탄 및/또는 아산화질소 배출을 감소시키는 방법을 제공하며, 하나 이상의 유익한 미생물 및/또는 하나 이상의 미생물 성장 부산물을 포함하는 조성물을 동물이 사료 및/또는 물을 삼키기 전에 가축 사료 및/또는 음용수와 접촉시킨다. 유리하게, 특정 실시예에서, 상기 방법은 동물 소화계 내뿐만 아니라 동물 폐기물 내 메탄생성 미생물를 제어할 수 있으며 항생제 필요성을 줄일 수 있다.
여기 사용된 "감축"은 음성적 변형을 의미하며, 용어 "증가"는 양성적 변형을 의미하며, 상기 음성적 또는 양성적 변형은 적어도 0.25%, 0.5%, 1%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 또는 100%이다.
일부 실시예에서, 원하는 감축은 상대적으로 짧은 기간, 예를 들어 1 주, 2 주, 3 주 또는 4 주 내에서 얻어진다. 일부 실시예에서, 상기 원하는 감축은 본 방법을 사용한 후 예를 들어, 1 개월, 2 개월, 3 개월, 4 개월, 5 개월 또는 6 개월 내에 얻어진다. 일부 실시예에서, 원하는 감축은 1 년, 2 년, 3 년, 4 년, 또는 5 년 내에 얻어진다.
일부 실시예에서, 사료 또는 물과 조성물을 접촉시키기 전에, 상기 방법은 현지 조건에 대해 가축 또는 가축 생산 설비를 평가하는 단계, 현지 조건에 맞춰진 조성물(e.g., 미생물 및/또는 성장 부산물의 타입, 조합 및/또는 비)의 바람직한 제형을 결정하는 단계, 및 바람직한 제형으로 조성물을 생산하는 단계를 포함한다.
현지 조건은, 예를 들어 동물의 연령, 건강, 크기 및 종; 동물 생산의 목적(e.g., 고기, 털, 섬유, 달걀, 노동력, 우유 등); 동물의 장 내 미생물 집단 내 종; 예를 들어 설비에서 GHG 배출의 함량 및 타입, 기후, 및/또는 연중 계절/시간; 조성물의 사용시 모드 및/또는 속도, 및/또는 관련되는 것으로 보여지는 다른 것들을 포함할 수 있다.
평가 후, 조성물의 바람직한 제형은, 조성물이 이들 현지 조건에 맞춰질 수 있도록 결정될 수 있다. 조성물은 이후 사용의 위치(e.g., 동물 또는 가축 생산 설비)의 위치로부터 300 miles, 바람직하게는 200 miles, 보다 더 바람직하게는 100 miles 내에서 미생물 성장 설비에서 배양되는 것이 바람직하다.
일부 실시예에서 상기 현지 조건들은 주기적으로, 1년마다, 반년마다, 또는 2개월마다 평가된다. 이 방법으로 조성물 제형은 변화하는 현지 조건의 필요성에 맞추어 실시간 변형될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 본 방법에 따라 액체 또는 건조한 생성물로서 사용된다. 일 실시예에서 상기 조성물은 액체 또는 건조한 형태로 동물 사료 또는 동물 음용수 내로 도입된다.
일 실시예에서, 상기 조성물을 습식 및/또는 건식 동물 사료에 사용된 표준 원료 사료 성분들에 첨가된다.
여기 사용된 “건식 사료”는 제한된 습기 함량, 전형적으로 약 5% 내지 약 15% 또는 20% w/v 범위로 습기를 포함하는 사료를 의미한다.
전형적으로, 건조 가공된 사료는 배지 크기 개별 조각, e.g., 모셀, 키블, 트리트, 비스켓, 너트, 케이크 또는 펠릿에 비해 소량의 형태로 나타난다
일 실시예에서, 상기 조성물은 건조 사료, 예를 들어 곡물, 야채, 과일, 건조된 식물 물질, 및 다른 향료, 첨가제 및/또는 영양소 공급원을 제조하는데 사용된 원료 성분들에 첨가될 수 있다. 보충된 건식 식품 조각들은 조각 단위당 일정한 농도의 미생물-기반 조성물을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 조성물은 건조 식품 조각에 표면 코팅으로 사용될 수 있다. 건조 가공된 사료를 제조하기 위하여 당해 기술 분야에서 알려진 방법이 사용될 수 있으며, 가압된 밀링, 압출, 및/또는 펠릿화를 포함한다.
예시적 실시예에서, 건식 사료는 e.g., 스크류 압출에 의해 제조될 수 있으며, 이는 매우 '짧은 시간 내에 조리, 형상화, 원료 물질을 특정 형상 및 크기로 절단하는 단계를 포함한다. 성분들은 균질하고 팽창가능한 도우 내로 혼합되고 압출기 내에서 조리되고 압력 및 고온 하에서 다이를 통해 힘이 가해질 수 있다. 조리 후 펠릿은 냉각되고 선택적으로 코팅으로 스프레이 된다. 이 코팅은 동물 조직, 예를 들어 닭 또는 토끼의, 예를 들어 간 또는 장의 액체 또는 분말화된 가수분해된 형태, 및/또는 영양 오일을 포함하는 액체 지방 또는 다이제스트를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 펠릿은 진공 옷입힘(vocuum enrobing) 기술을 사용하여 코팅되며, 펠릿을 진공화시키고 이어서 코팅 물질에 노출시키고, 이후 진공 방출로 코팅 물질이 펠릿 내부로 들어간다. 뜨거운 공기 건조를 사용하여 이후 총 습기 함량을 10% 이하로 줄일 있다.
일 실시예에서, 건조 사료는 “차가운” 펠릿 공정, 또는 고온 스팀을 사용하지 않는 공정을 사용하여 생산된다. 상기 공정은 예를 들어 점성 및 결합하는 성질을 갖는 액체 바인더를 사용하여 본 발명의 조성물 내에 성분 및/또는 영양소를 변성 또는 분해할 위험 없이 성분들을 함께 유지할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 동물 사료, 또는 절단되거나 건조된 식물 물질, 예를 들어 건초, 밀짚, 사일리지, 발아된 곡물, 콩과식물 및/또는 곡물에 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 가축이 초원 방목지 동물인 경우에, 조성물은 동물이 방목되는 초원 땅 표면(e.g., 풀, 클로버, 콩과식물, 광엽 초본)에 도입될 수 있다. 상기 조성물은 예를 들어 관개 및/또는 비옥화 시스템을 통해, 표준 농업 및/또는 조경 기술을 사용하여 초원 땅의 넓은 표면에 스프레이, 스프링클, 부어지거나 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 스프레이-건조된 바이오매스 생성물로서 제조될 수 있다. 바이오매스는 기존 방법, 예를 들어 원심 분리, 여과, 분리, 디캔팅, 분리 및 디캔팅의 조합, 한외여고 또는 미세여과에 의해 분리될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조성물은 고영양 함량, 예를 들어 50%까지의 단백질뿐만 아니라 폴리사카라이드, 비타민, 및 미네랄을 포함하는 고영양 함량을 갖는다. 그 결과, 상기 조성물은 완전한 동물 사료 조성물 모두의 일부분으로서 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 사료 조성물은 상기 사료의 15% 내지 100%의 범위로 본 조성물을 포함한다.
본 조성물은 적어도 하나 이상의 지방, 지방산, 리피드 , 예를 들어 포스포리피드, 비타민, 필수 아미노산, 펩타이드, 단백질, 탄수화물, 스테롤, 효소, 및 미량 미네랄 , 예를 들어, 철, 구리, 아연, 망간, 코발트, 요오드, 셀레늄, 몰리브덴, 니켈, 불소, 바나듐, 주석 및 실리콘이 풍부할 수 있다.
일부 실시예에서, 여기 설명된 상기 조성물은 식이요법 보충제로서 다른 사료 조성물과 함께 투여될 수 있다. 상기 식이 보충제는 임의 적당한 형태, 예를 들어 그래이비, 음용수, 물, 요거트, 분말, 그래뉼, 페이스트, 현탁액, 츄, 모셀, 액체 용액, 트리츠, 스낵, 펠릿, 필, 캡슐, 정제, 봉지, 또는 임의의 다른 적당한 송달 형태를 가질 수 있다. 상기 식이 보충제는 본 미생물-기반 조성물뿐만 아니라 선택적으로, 예를 들어 비타민, 미네랄, 프리바이오틱스, 프로바이오틱스 및 항산화제를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 식이 보충제는 사료 조성물 또는 물 또는 다른 희석제와 혼합된 후 동물에 투여될 수 있다.
특정 실시예에서, 상기 동물 사료 조성물은 동물의 건강을 촉진시키는 영양소를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 영양소는 지방 및/또는 아미노산이다. 일 실시예에서, 상기 영양소는 단백질이다. 일 실시예에서, 상기 영양소는 비타민 또는 미량 미네랄 이다. 비타민은, 예를 들어, 비타민 A, E, K3, D3, B1, B3, B6, B12, C, 비오틴, 엽산, 판토텐산, 니코틴산, 콜린 클로라이드, 이노시톨 및 파라-아미노산-벤조산을 포함할 수 있다. 미네랄은 예를 들어, 칼슘, 코발트, 구리, 철, 마그네슘, 인, 포타슘, 셀레늄 및 아연의 염을 포함할 수 있다. 다른 성분의 염은, 이에 한정되지는 않지만, 항산화제, beta-글루칸, 쓸개즙 염, 콜레스테롤, 효소, 카로테노이드, 및 많은 다른 것들을 포함할 수 있다.　
본 발명의 방법에 따라, 미생물-기반 조성물의 투여는 식이요법의 일부로서 수행될 수 있고, 이는 동물의 출산부터 성인 생활을 통해서까지의 기간 동안 이어질 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 동물은 어리거나 또는 성장하는 동물이다. 일부 실시예에서, 상기 동물은 늙은 동물이다. 다른 실시예에서 투여는, 동물이 계획되거나 예측된 수명의 약 30%, 40%, 50% , 60%, 또는 80% 이상에 도달할 때 예를 들어 정규적이거나 또는 확장된 정규적인 기반으로 시작한다.
여기 설명된 조성물을 동물 사료 및/또는 음용수를 통해, 동물의 삶의 질, 건강 및 웰빙에 해를 입히지 않고 본 발명의 하나 이상의 목적, 예를 들어 동물로부터 생산된 메탄 배출의 함량의 감축에 도달하는데 필요한 시간 동안 동물에 투여된다. 일부 실시예에서, 여기 설명된 조성물은 규칙적으로, e.g., 매일 식사 또는 하루 한번의 식사로 동물 사료 및/또는 음용수와 접촉된다.
일부 실시예에서, 상기 방법은, 결과적으로 유익한 장 미생물 퍼센트의 증가 및/또는 동물 소화계 내 해로운 장 미생물의 퍼센트의 감소에 의해, 예를 들어 동물 성장의 향상, 동물 면역 기능의 향상, 물 및 사료로부터 영양소의 흡수의 개선, 및 동물 장 마이크로바이옴의 건강의 개선을 포함하여 동물에 건강상 유익한 점을 더할 수 있다.
일부 실시예에서, 본 발명의 방법은 가축 생산 설비의 운전자에 의해 사용된 탄소 배출권의 감축에 이용될 수 있다. 그러므로, 특정 실시예에서, 본 방법은 동물의 소화계 내 메탄생성 미생물의 감축 및/또는 메탄 배출의 생성에 대한 본 방법의 효과를 평가하기 위하여 측정하는 단계를 더 포함한다. 이들 측정은 당해 기술 분야에서 기존 방법(see, e.g., Storm et al. 2012, 여기 참조로서 통합되어 있음)에 따라 수행될 수 있으며, 예를 들어 기체 포획 및 정량화, 크로마토그래피, 호흡 챔버(이는 개별 동물에 의해 내쉬어지는 메탄의 양 측정), 및 인비트로 기체 생산 기술(건조 물질의 그램 당 배출된 메탄 함량을 결정하기 위하여 사료는 제어된 실험실 및 미생물 조건 하에서 발효됨)을 포함한다. 상기 측정 방법은, 예를들어 우유, 배설물, 및/또는 위 내용물을 샘플링하고, 예를 들어 DNA 시퀀싱 및/또는 세포 플레이팅하여 그 안에 존재하는 메탄생성 미생물의 수를 결정하는 것으로, 또한 동물 내 미생물 집단을 시험하는 형태로 나타날 수 있다.
미생물-기반 조성물의 사용 후 특정 시점에서 측정을 할 수 있다. 일부 실시예에서, 측정은 약 1 주 또는 그 이하, 2 주 또는 그 이하, 3 주 또는 그 이하, 4 주 또는 그 이하, 30 일 또는 그 이하, 60 일 또는 그 이하, 90 일 또는 그 이하, 120 일 또는 그 이하, 180 일 또는 그 이하, 및/또는 1 년 또는 그 이하 시간 후 수행된다.
게다가, 상기 측정은 시간에 따라 반복될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 측정은 매일, 주마다, 달마다, 2달마다, 반-달마다, 반-년마다, 및/또는 년마다 반복된다.
실시예
본 발명 및 이의 많은 장점들을 보다 잘 이해하기 위하여 다음 실시예와 설명이 함께 주어질 것이다. 다음 실시예는 본 발명의 방법, 출원, 실시예 및 다양한 변형을 설명한다. 이들은 본 발명을 제한하는 것으로 판단되지 않는다. 수 많은 변형 및 수정이 본 발명과 관련하여 만들어질 수 있다.
실시예 1 -소포로리피드의 생산
발효 온도는 배양되는 미생물 및/또는 미생물 성장 부산물에 따라 달라지며 일반적으로 약 22~28℃ 이다. Starmerella bombicola의 경우, 약 25℃의 온도가 최적이다.
pH는 배양되는 미생물 및/또는 미생물 성장 부산물에 따라 달라지며, 약 2.0 내지 약 7.0, 및 바람직하게는 약 3.0 내지 약 6.5이어야 한다. 추가적으로, 오염 가능성을 줄이기 위하여, 배양 공정은 첫번째 pH 범위에서 시작한 후 이후 상기 첫번째 pH 범위보다 높거나 낮은 제2 pH 범위로 조절될 수 있다.
이들 배양 조건 하에서, 바이오매스, 생물계면활성제 및 다른 대사산물의 산업적으로 유용한 생산은 발효 24 시간 보다 적게 얻어진다. 발효 완료 시, 성장 부산물 및/또는 잔류 배양액은 이후 반응기로부터 수확되고 다양한 산업적 목적에 사용될 수 있다.
반응기는 이후 다시 멸균되고 동일한 미생물-기반 생성물 또는 다른 미생물-기반 생성물을 발효시키는데 재사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 반응기들을 사용하여 Starmerella bombicola를 배양하여 SLP를 생산하고, 멸균한 후 이후 SLP를 다시 생산하는데 사용되거나 또는 예를 들어 Pseudozyma aphidis를 배양하는데 사용되어 예를 들어 MEI를 생산할 수 있다.
본 시스템은 생산 배양액의 오염없이 산업적 규모로 소포로리피드(SLP)를 생산하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 반응기는 Starmerella bombicola 이스트로 접종된다. 상기 배양 배지는 탄소원, 지질, 질소원을 포함하고, 200ppm 순수한 소포로리피드로 보충될 수 있다.
이스트 및 배양 배지는 호기성 조건 하에서 바이오매스의 초기 축적에 충분한 시간(전형적으로 약 24시간 내지 약 48시간) 동안 pH 3.0-3.5에서 배양된다. 상기 온도는 22~28℃에서 유지되고 용해된 산소는 15% 내지 30%(100% 주변 공기 중) 내로 유지된다. 일단 초기 바이오매스 축적이 얻어지면, pH는 5.5로 조절되고 상기 공정이 계속된다.
배양액이 pH 3.5로 산성화될 때, 발효 공정이 계속되며, SLP의 충분한 축적이 배지 내에서 얻어질 때까지 이 준위에서 pH를 안정하게 지시킨다. 상기 SLP는 배지 내 불투명한 침전물층에 대해 갈색의 반투명층을 형성할 수 있다. 이후 SLP는 발효 배지로부터 회수되고, 남겨진 이스트 발효 생성물이 별도로 수확될 수 있다.
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Claims (35)

  1. 대기 메탄 배출 감소를 위한 방법으로서, 유익한 미생물 및/또는 미생물 성장 부산물을 포함하는 조성물을 동물이 사료 및/또는 음용수를 삼키기 전에 동물 사료 및/또는 음용수와 접촉시키고,
    상기 미생물은 Wickerhamomyces anomalus, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis, Starmerella bombicola, Pichia occidentalis, Pleurotus ostreatus, Lentinula edodes, Monascus purpureus, Trichoderma harzianum, Trichoderma viride, Acremonium chrysogenum, Saccharomyces cerevisiae, 및/또는 Saccharomyces boulardii이고,
    상기 가축에게 사료 및/또는 음용수를 제공하고 상기 가축이 상기 사료 및/또는 물을 삼키고, 및
    상기 조성물의 가축 섭취로 상기 조성물이 가축의 소화계 내 존재하는 메탄생성 미생물과 접촉할 수 있고 상기 메탄 생성 미생물을 제어할 수 있게 하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 미생물이 배양되는 발효 브로스를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 미생물 Wickerhamomyces anomalus, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, 및 Pleurotus ostreatus을 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 성장 부산물은 메탄생성 미생물을 제어할 수 있는 효소인, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 효소가 exo-β-1,3-글루카나아제인, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 성장 부산물이 HMG-CoA 억제제인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 HMG-CoA 억제제가 로바스타틴 및/또는 또 다른 스타틴인, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 성장 부산물이 발린인, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 성장 부산물이 생물계면활성제인 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 생물계면활성제는 소포로리피드, 람노리피드, 셀로비오스 리피드, 만노실에리트리톨 리피드, 및 트레할로스 리피드로부터 선택된 글리코리피드인, 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 생물계면활성제는 수팩틴, 이투린, 펜기신, 아르트로팩틴 및 리체니신으로부터 선택된 리포펩타이드인, 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 생물계면활성제는 조 형태이고, 상기 조 형태는 생물계면활성제-생산 미생물이 배양되는 발효 브로스 내에 상기 생물계면활성제를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 조 형태 생물계면활성제는 이를 생산하는 미생물없이 사용되는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 동물 사료 및/또는 음용수 내로 혼합되는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 동물 사료와 함께 제형되는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 조성물은 가공된 건식 동물 사료를 제조하는 데 사용된 원료 성분과 혼합되고, 상기 원료 성분은 가공 및/또는 조리되어 모셀, 펠릿, 키블s, 케이크, 너트, 트리츠 또는 비스켓을 형성하는, 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 건식 건초, 밀짚, 곡물, 콩과식물 및 사일리지로부터 선택된 동물 사료와 혼합되는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 조성물을 상기 사료 및/또는 물과 접촉시키기 전에, 상기 방법은 상기 조성물이 현지 조건에 사용될 가축 동물 또는 가축 생산 설비를 평가하는 단계, 상기 현지 조건에 맞춰진 조성물의 바람직한 제형을 결정하는 단계 및 동물 또는 설비의 30miles 내 미생물 성장 설비에서 바람직한 제형으로 상기 조성물을 제조하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 평가된 현지 조건은 다음 중 하나 이상을 포함하는 방법: 동물의 연령, 건강, 크기 및/또는 종; 동물 생산을 위한 목적; 동물 장 내 미생물의 종; 설미에서 온실 가스 배출의 타입; 현재 기후; 년중 현재 현재 계절 및 시간; 및 조성물 사용의 모드 및/또는 사용 속도.
  20. 제1항에 있어서, 가축 생산에 관련된 운전자에 의해 사용된 탄소배출권의 수가 감소된, 방법.
  21. 제1항에 있어서, 메탄 배출의 생성에 대한 상기 방법의 효과를 평가하거나 및/또는 동물의 소화계 및/또는 폐기물 내 메탄생성 미생물의 제어에 대한 상기 방법의 효과를 평가하기 위하여 측정을 하는 단계를 더 포함하는 방법.
  22. 제1항에 있어서, 동물 성장, 면역 건강, 영양소 흡수, 및/또는 장 마이크로바이옴 건강이 조성물의 섭취로 증가되는, 방법.
  23. 길들여진 동물을 사육하기 위한 조성물로서, 상기 조성물은 미생물 및/또는 미생물 성장 부산물을 포함하고, 여기서 상기 미생물은 Wickerhamomyces anomalus, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis, Starmerella bombicola, Pichia occidentalis, Pleurotus ostreatus, Lentinula edodes, Monascus purpureus, Trichoderma harzianum, Trichoderma viride, Acremonium chrysogenum, Saccharomyces cerevisiae, 및/또는 Saccharomyces boulardii인, 조성물.
  24. 제23항에 있어서, 상기 성장 부산물은 소포로리피드, 람노리피드, 셀로비오스 리피드, 만노실에리트리톨 리피드, 및 트레할로스 리피드으로부터 선택된 글리코피리드 생물계면활성제인, 조성물.
  25. 제23항에 있어서, 상기 성장 부산물은 수팩틴, 이투린, 펜기신, 아르트로팩틴 및 리체니신으로부터 선택된 리포펩타이드인 조성물.
  26. 제23항에 있어서, 상기 성장 부산물은 조 형태이고, 상기 조 형태는 성장 부산물이 생산되는 발효 브로스 내에 성장 부산물을 포함하는 조성물.
  27. 제26항에 있어서, 성장 부산물을 생산하는 미생물없이 조 형태 성장 부산물을 포함하는 조성물.
  28. 제23항에 있어서, 상기 미생물 Wickerhamomyces anomalus, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens 및 Pleurotus ostreatus을 포함하는 조성물.
  29. 제23항에 있어서, 상기 성장 부산물은 메탄생성 미생물을 제어할 수 있는 효소인, 조성물.
  30. 제29항에 있어서, 상기 효소가 exo-β-1,3-글루카나아제인 조성물.
  31. 제23항에 있어서, 상기 성장 부산물이 HMG-CoA 억제제인 조성물.
  32. 제31항에 있어서, 상기 HMG-CoA 억제제가 로바스타틴 및/또는 또 다른 스타틴인 조성물.
  33. 제23항에 있어서, 상기 성장 부산물이 발린인 조성물.
  34. 제23항에 있어서, 동물 건강을 촉진시키는 하나 이상의 영양소를 더 포함하는, 조성물.
  35. 제34항에 있어서, 하나 이상의 영양소는 아미노산, 펩타이드, 단백질, 비타민, 미량원소, 지방, 지방산, 리피드, 탄수화물, 스테롤, 효소, 및 미량 미네랄의 공급원으로부터 선택된 조성물.
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