説明

最適化低塩培地を用いるヤブレツボカビ属の微生物の培養方法

本発明は、ヤブレツボカビ目の微生物をナトリウム塩及び塩化物を添加せずに、総塩含量が3.5g/L未満(海水塩含量の10%未満に相当)である低塩培地において培養し、PUFAを微生物及び/または培地から単離する前記微生物を培養するための最適化方法に関する。本発明は特に、総塩含量を実質的に低減させた、特にNaCl含量を著しく低減させた新規な最適化培地に関する。PUFAの産生は、NaイオンとClイオンの全重量比が1.75g/Lを越えない培地組成として各種塩の新規組合せを用いることにより実質的に改善され、十分に簡素化され得る。更に、培地は好ましくは添加したナトリウム塩及び塩化物を全く含まず、塩を含有する廃水により生ずる環境ダメージを防止するのを助ける。

【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【0001】
各種PUFA(ポリ不飽和脂肪酸)、特にω−3脂肪酸(n−3脂肪酸)はヒト栄養の必須成分である。
【0002】
しかしながら、大部分の工業国ではn−3脂肪酸の供給は不十分である。対照的に、食事中の脂肪の全量及び飽和脂肪酸やn−6脂肪酸の摂取はかなり多い。これは、食事の組成が変化したためであり、この変化は特に最近約150年間に生じており、工業国での主な死亡原因である心血管疾患のような各種の慢性文明病の出現とリンクしている(A.P.Simopoulos, Am.J.Clin.Nutr., 70:560-569(1999))。一方で、多数の研究から、n−3脂肪酸、特にエイコサペンタエン酸(EPA)及びドコサヘキサエン酸(DHA)を多く摂取すると心血管リスクをかなり低下できることが判明している(GISSI-Prevenzione Investigators (Gruppo Italiano per lo Studio della Sopravvivenza nell'Infarto miocardico), Dietary supplementation with n-3 polysaturated fatty acids and vitamin E after myocardial infarction: results of the GISSI-pevenzione trial., Lancet, 354:447-455(1999);Burrら, Effects of changes in fat, fish, and fiber intake on death and myocardial reinfarction: diet and reinfarction trial (DART), Lancet, 2:757-761(1989))。従って、多くの各種機構(WHO、FAO、AHA、ISSFAL、英国栄養財団等)はn−3脂肪酸の摂取をかなり多くすることを推奨している(Kris-Ehertonら, Fish Consumption, Fish Oil, Omega-3 Fatty Acids, and Cardiovascular Disease,Circulation, 2747-2757(2002))。
【0003】
PUFA、特にn−3脂肪酸を産生するためのソースは特に、海洋冷水魚及びそこから抽出される油だけでなく、海洋微生物もある。海洋微生物は、魚と比較して費用効果が適切でコントロールされる条件下でPUFAを産生するための発酵において使用され得るという利点を有している。発酵産生は、魚またはそこから抽出される魚油に関してしばしば記載されている汚染リスクを生じない(S.F.Olsen, Int.J.Epidemiol., 1279-80(2001))。加えて、抽出した油の組成は、生物及び培養条件を選択することにより明確に影響され得、魚及び魚産物に関して記載されているような(Gamez-Mezaら, Lipids, 639-42(1999))季節変動を受けない。
【0004】
n−3 PUFAを産生させるのに適した微生物は、例えばビブリオ属の細菌(例えば、ビブリオ・マリヌス(Vibrio marinus));渦鞭毛虫類(渦鞭毛植物)、特にクリプテコジニウム(Crypthecodinium)属(例えばC・コーニイ(C.cohnii));またはストラメノパイルス(Stramenopiles)(例えば、グロッソマスティクス(Glossomastix)、黄色藻類(Phaeomonas)、ピオグイオクリシス(Pinguiochrysis)、ピングイオコッカス(Pinguiococcus)やポリドクリシス(Polydochrysis)のようなピンギオ藻網)の中にある。PUFAの発酵産生のための好ましい微生物は、ストラメノパイルス(すなわち、ラビリンツラ類)、特にヤブレツボカビ目(Thraustchytriidea)、並びにジャポノキトリウム(Japonochytrium)属、シゾキトリウム属、ヤブレツボカビ属、アルトルニア(Althornia)属、ラビリンツロイデス(Labyrinthuloides)属、アプラノキトリウム(Aplanochytrium)属及びウルケニア属に属する。
【0005】
上記した微生物の幾つかが脂肪酸を工業的に産生するために使用され得ることは公知であり、対応する方法も記載されている。従って、国際特許出願公開第91/07498号パンフレットはヤブレツボカビ属及びシゾキトリウム属の生物を用いるPUFAの産生を開示している。国際特許出願公開第91/11918号パンフレットはクリプテコジニウム・コーニイを用いるPUFAの産生を開示している。国際特許出願公開第96/33263号パンフレット及び対応の欧州特許出願公開第0 823 475号明細書はシゾキトリウム属の微生物を用いるPUFAの産生を開示しており、国際特許出願公開第98/03671号パンフレットはウルケニア属の微生物を用いるPUFAの産生を開示している。
【0006】
上記した微生物、特にラビリンツア藻網の天然生息地は海洋である。従って、これらの微生物は通常塩含有培地において培養されている。なお、本発明の目的で海水の塩含量は32〜35g/L及び90〜95%のナトリウム及び塩化物含量として定義される。ヤブレツボカビまたはシゾキトリウムのような海洋微生物を培養するための典型的な培地は海水を主成分としている(例えば、ATCC(アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション)790 By+培地[酵母抽出物1.0g、ペプトン1.0g、D+グルコース5.0g、海水1L])。しかしながら、ヤブレツボカビ目の微生物が非常に低い塩分濃度の培地において生き延びることができることも公知である。しかしながら、7.5〜15‰の塩分濃度に相当する7.5〜15g/Lの塩の限界以下では、その成長は非常に遅く、低塩分濃度範囲で中間最大レベルなしであると記載されている。最適成長率は上記した塩分濃度限界を超えたときのみ達成される(Fanら, Botanica Marina, 45:50-57(2002))。
【0007】
広塩性微生物の商業的発酵のための海水の約50〜60%の低塩含量が記載されている。Hendersonの“Dictionary of biological terms”によれば、広塩性海洋生物は広い塩含量に適応できるものである(W.D.Henderson, E.Lawrence, Henderson’s dictionary of biological terms, 第10版, p.173(1992年)発行)。
【0008】
ストラメノパイルス(または、ラビリンツラ門)に属する広塩性微生物がナトリウムイオン含量の低い(海水の60%)発酵培地において大量のPUFAを産生できることは記載されている(米国特許第6,451,567号明細書)。発酵装置に対する塩化物の腐食作用を低下させる目的で塩化物含量の低い培地を用いることも記載されている(米国特許第6,410,281号明細書)。このことは、例えば塩化物濃度が3g/L未満の発酵培地を用いてヤブレツボカビ属及びシゾキトリウム属の微生物について示されている(米国特許第5,340,742号明細書、同第6,451,567号明細書及び同第6,410,281号明細書)。海水と比較して低塩含量の条件下で培養することが可能であることも公知である。特に、国際特許出願公開第98/03671号パンフレット、欧州特許出願公開第0 823 475号明細書、米国特許第6,451,567号明細書及び米国特許第6,410,281号明細書を参照されたい。
【0009】
更に、シゾキトリウム属の微生物(シゾキトリウム種S31;ATCC 20888)の発酵の場合、脂肪酸の相対収率の最大が1.75g/Lの塩化ナトリウム濃度で達成されることが公知である。そのために使用される塩の総量は海水塩含量の10%未満であるが、主としてナトリウムイオン及び塩化物イオンからなる(欧州特許出願公開第0 512 997号明細書及び米国特許第5,518,918号明細書)。
【0010】
しかしながら、今までに公表された方法はすべて欠点を有している。発酵方法の有効性は特に得られ得るバイオマス及びバイオマスあたりの産物含量により限定される。更に、産生される油は、必ずしも所望産物に対応しない脂肪酸スペクトルを部分的にしか与えることができず、まず手続き上修飾されなければならない。比較的少量の産物を得るのに比較的大量のバイオマスを処理しなければならないので、バイオマスあたりの産物含量がある程度低いことにより処理はしばしば複雑となる。更に、今までに公表された方法はすべて培地中の総塩含量が比較的高い。これにより、産物の処理中に大きな問題が生じ、バイオマスが大量なだけでなく、廃棄しなければならない塩含有廃水が大量に生ずるので環境上非常に不利である。
【0011】
従って、上記技術水準に照らして、本発明の目的は塩含量が低い培地を用いてヤブレツボカビ目を培養するための新規で簡単且つ経済的な培養方法を提供することである。費用効果とは別に、この方法は簡単に実施され、高純度のPUFAまたはPUFA含有産物を高収率で産生できなければならない。
【0012】
上記目的及び明瞭に記載されていないが序の欄に記載されている関係から容易に推論または推察され得る更なる目的は本発明の請求の範囲に規定する主題により達成される。
【0013】
ヤブレツボカビ目を培養するための有利な方法は請求項1に記載されている方法により提供される。この方法は、ヤブレツボカビ目の微生物を固体または溶解形態のナトリウムイオンまたは塩化物イオンを添加することなく総塩含量が海水に対して10%未満、すなわち総塩含量が約3.5g/L未満である低塩培地において前記微生物を培養することを含む。
【0014】
本発明は更に、高純度PUFAを産生する方法を含む。
【0015】
本発明によれば、好ましいPUFAはDHA、DPA及びEPAである。
【0016】
特に、上記した方法により培養した微生物は、乾燥バイオマスあたり10%以上、好ましくは14%以上、特に好ましくは18%以上のDHAを産生する。
【0017】
特に、上記した方法により培養した微生物は、乾燥バイオマスあたり5%以上、好ましくは7%以上、非常に特に好ましくは10%以上のDPAを産生する。
【0018】
PUFAは、培養後微生物(バイオマス)及び/または培地からPUFAを単離することにより高い純度及び収率で得ることができる。
【0019】
更に、本発明は、本発明の培養方法により得られるバイマスの産生方法を含む。
【0020】
このバイオマスは、全ての考えられる限りの方法で使用され得る。特に、このバイオマスは、例えば乾燥形態(乾燥バイオマス)で直接食料または動物飼料として使用され得る。
【0021】
加えて、本発明はまた、本発明の培養方法を実施し、微生物(バイオマス)及び/または培地から油を単離することにより得られる油タイプを含む。
【0022】
特に、これは多くの他の好ましい用途とは別にヒト栄養のために有利に使用され得る油タイプである。
【0023】
本発明の条件下で、微生物は、乾燥バイオマスの重量単位あたり30重量%以上、好ましくは35重量%以上の油を産生する。
【0024】
本発明によれば、油は、当業者に公知のヤブレツボカビ目の通常の脂肪酸スペクトルに相当する少なくとも70%の中性脂質及び少なくとも2%のリン脂質の割合であると理解される。中性脂質は少なくとも80%のトリグリセリド及び他の成分(例えば、ジアシルグリセリド、ステロール等)を含む。更に、トリグリセリドの重量分率は約95%の脂肪酸及び5%のグリセリンからなる。典型的な海水塩含量の10%未満に相当する低塩濃度で海洋微生物が発酵できること、特に海水中で優勢であり、通常海水中で利用可能なイオンの約90%を占めているNaイオン及びClイオンの添加を完全に省くことができることはかなり驚くべきことであった。
【0025】
驚くことに、本発明の低塩培地を使用するとき、発酵が可能であるだけでなく、更にはバイオマス中のPUFAの割合が有意に増加する。更に驚くことは、この効果は産生されるバイオマスの僅かな減量を補償するだけでなく、それを越えることさえある(実施例2)。これにより、乾燥バイオマスあたりの主なPUFA DHAの量は培地1(海水塩含量の50%)における比較発酵に比べて10%以上増加する。産物の処理は、産物濃度がより高く、塩汚染がより低く、全体的に高い空時収率により簡素化される。
【0026】
本発明まで、ナトリウムも塩化物も添加することなく塩濃度が低い培地を用いてヤブレツボカビ目の微生物においてn−3脂肪酸を産生するために公知の発酵方法は利用されていなかった。
【0027】
PUFAは、少なくとも2個の二重結合を含む>C12の鎖長を有するポリ不飽和長鎖脂肪酸である。本発明の方法に従って産生され得るPUFAは特にn−3脂肪酸及びn−6脂肪酸である。
【0028】
本発明において、n−3脂肪酸(オメガ−3脂肪酸、ω−3脂肪酸)は少なくとも2個以上の二重結合を含み、第1二重結合がアルキル末端から数えてC3とC4炭素間にある>C12の鎖長を有するポリ不飽和長鎖脂肪酸であると理解される。従って、n−6脂肪酸の場合第1二重結合はアルキル末端から数えてC6とC7炭素間にある。
【0029】
ラビリンツア門に属する微生物は本発明の方法に従うPUFAの産生のために考えられる。ヤブレツボカビ目(ヤブレツボカビ科)の微生物が好ましい(T.E.Lewis, P.D.Nichols, T.A.McMeekin, The Biotechnological Potential of Thraustochytrids, Marine Biotechnology,S.580-587(1999)及びD.Porter, Phylum Labryinthulomycota in Handbook of protoctista: the structure, cultivation, habitats, and life histories of the eukaryotic microorganisms and their descendants exclusive of animals, plants, and fungi: a guide to the algae, ciliates, foraminifera, sprorozoa, water molds, and other protoctists,編集者:L.Margulis,J.O.Corliss,M Melkonian及びD.J.Chapman,編集コーディネーター:H.I.McKhann,Jones and Bartlett Publishers, ISBN 0-86720-052-9,S.388-398(1990))。ジャポノキトリウム(Japonochytrium)属、シゾキトリウム属、ヤブレツボカビ属、アルトルニア(Althornia)属、ラビリンツロイデス(Labyrinthuloides)属、アプラノキトリウム(Aplanochytrium)属及びウルケニア属の微生物が特に好ましい。これらの中で、シゾキトリウム、ヤブレツボカビ及びウルケニアが非常に特に好ましい。特に好ましいのは、ジャポノキトリウム種(ATCC 28207)、ヤブレツボカビ・アウレウム(Thraustochytrium aureum)(特に、ATCC 28211及びATCC 34304)、ヤブレツボカビ・ロセウム(Thraustochytrium roseum)(ATCC 28210)、ヤブレツボカビ(Thraustochytrium)種(ATCC 20890、ATCC 20891、ATCC 20892及びATCC 26185)、シゾキトリウム・アグレガツム(Schizochytrium aggregatum)(ATCC 28209)、シゾキトリウム種(ATCC 20888及びATCC 20889)、シゾキトリウムSR21及びウルケニア種(SAM 2179及びSAM 2180)である。
【0030】
本発明の方法に適した微生物は野生型形態、そこから誘導される変異体及び株、並びに対応生物の組換え株である。本発明は特にPUFAの産生を増加させるために変異体または組換え株を含む。
【0031】
本発明の微生物は、液体または固体培地に上記生物の前培養物を接種することにより培養される。
【0032】
ヤブレツボカビ目の微生物に適した培養技術は当業者に公知である。通常、排他的ではないが、培養は対応容器において水性発酵により実施される。この種の発酵のための典型的な容器の例には、振とうフラスコまたはバイオリアクター(例えばSTR(撹拌式タンク反応器))またはバブルカラムが含まれる。培養は、通常10〜40℃、好ましくは20〜35℃、特に好ましくは25〜30℃、更に特に好ましくは27〜29℃、特に28℃の温度で実施される。
【0033】
本発明の更なる実施態様では、低塩培地の総塩含量は1.5g/L未満である。
【0034】
本発明の更に好ましい実施態様では、低塩培地の総塩含量は海水の塩含量の<15%、好ましくは<12%、特に好ましくは<10%の値に相当する。海水の塩含量の<8%が非常に特に好ましい。
【0035】
低塩培地にナトリウム塩を添加しない。更に、本発明の低塩培地には塩化物も添加しない。
【0036】
本発明によれば、添加は溶解形態及び固体形態での添加を意味すると解される。例えば、たとえ最少量であっても海水の添加は本発明によればナトリウム塩及び塩化物の添加であろう。本発明の培地への一般的でない培地成分の添加は、その一般的でない培地成分が対応するナトリウムイオンまたは塩化物イオンを含んでいるならばこれらの塩の添加と解される。しかしながら、通常の(多くの場合必要な、すなわち必須の)培地成分である水(水道水)、酵母抽出物、コーンスティープリカーまたは同等物は非常に少量の避けがたい量のナトリウム及び塩化物を含むことは当業者には自明である。従って、通常の培地成分の添加は本発明のナトリウム塩及び塩化物の添加と解されない。
【0037】
酵母抽出物は、例えば2重量%未満のNaClを含む。このため酵母抽出物を通常量(すなわち、10〜20g/L)培地に添加しても、NaCl含量は0.2g/L未満しか上昇しない。これは、本発明のNaCl添加と見なされない。
【0038】
従って、特に好ましい実施態様では、前記培地にはナトリウム塩及び/または塩化物が添加されていない。
【0039】
低塩培地の総ナトリウム含量は、好ましくは2g/L未満、好ましくは500mg/L未満、非常に特に好ましくは150mg/L未満である。低塩培地の総塩化物含量は、好ましくは2g/L未満、好ましくは500mg/L未満、非常に特に好ましくは250mg/L未満である。
【0040】
Naイオン及びClイオンの重量分率の合計は、特に好ましくは1.75g/L未満である。
【0041】
更に好ましくは、低塩培地は1つ以上の炭素源及び1つ以上の窒素源を含む。ヤブレツボカビ目の微生物を培養するための炭素源及び窒素源として使用可能な物質は当業者に公知である。
【0042】
使用可能な炭素源の例は、炭水化物(例えば、グルコース、フルクトース、キシロース、スクロース、マルトース、可溶性デンプン、フコース、グルコサミン、デキストラン、グルタミン酸、糖蜜、グリセリンまたはマンニトール)、油脂または植物加水分解物である。
【0043】
使用可能な天然窒素源の例は、ペプトン、酵母抽出物、麦芽抽出物、肉抽出物、カザミノ酸、コーンスティープリカーまたは大豆であり、使用可能な有機窒素源の例はグルタメート及び尿素であり、無機窒素源(例えば、酢酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、硫酸アンモニウムまたは硝酸アンモニウム)も窒素源として使用され得る。
【0044】
低塩培地は、ヤブレツボカビ目の微生物の培養を助けるために当業者に公知のすべての他の成分、特に無機塩(例えば、Ca、Mg、K、Fe、Ni、Co、Cu、Mn、MoまたはZn)を含み得る。リン酸塩(例えば、リン酸水素カリウム)、炭酸塩(例えば、炭酸カルシウム)、硫酸塩(例えば、硫酸アンモニウム、硫酸マグネシウム、硫酸鉄または硫酸ナトリウム)を例示することができる。更に使用可能な無機塩は、例えばハロゲン化物(例えば、臭化カリウムまたはヨウ化カリウム)である。
【0045】
可能ならば、培地は追加の多量栄養素及び微量栄養素、例えばアミノ酸、プリン、ピリミジン、コーンスティープリカー、タンパク質加水分解物、ビタミン(水溶性及び/または水不溶性)及び当業者に公知の他の培地成分を含み得る。所要により、消泡剤を添加してもよい。培地は複合成分を含んでいても、または化学的に規定されていてもよい。
【0046】
微生物の成長または生産性に対して悪影響がない限り、各成分の量は変更可能である。当業者は、微生物の要件に応じて個々の事例で組成を容易に決定することができる。通常、炭素源は50〜300g/Lの濃度で添加され、窒素源は1〜30g/Lの濃度である。好ましくは、窒素源は培地の炭素含量に応じて調節される。
【0047】
特に好ましい低塩培地は、場合に応じて栄養成分のような他の成分は別として、本発明の総塩含量を超えない限り硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム及びリン酸カリウムからなる群から選択される少なくとも1つの塩を含み、前記した塩は好ましくはそれぞれ3g/L以下、特に好ましくはそれぞれ1g/L以下添加される。硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム及びリン酸カリウムを培地に添加することが特に好ましい。
【0048】
好ましい栄養成分は、通常量のグルコース、酵母抽出物及び/またはコーンスティープリカー(CSL)及び当業者に公知の更なる一般的な栄養成分である。
【0049】
培地のpH値は、対応する酸または塩基を添加することにより3〜10、好ましくは4〜8、特に好ましくは5〜7、非常に特に好ましくは約6に設定する。
【0050】
培地はその後滅菌される。培地の滅菌方法は当業者に公知であり、高圧蒸気滅菌及び滅菌濾過が例示され得る。
【0051】
培養は、通常当業者には公知のように回分、流加モードまたは連続的に実施され得る。
【0052】
回分または流加培養は通常1〜12日間、好ましくは2〜10日間、特に好ましくは3〜9日間実施する。
【0053】
培地成分は低塩培地に個々に、または混合物として添加され得る。混合物を予め調製することも可能である。前記成分(特に、炭素源及び窒素源)または特定の培地添加物は培養前または培養中に添加され得る。添加は2回または複数回繰り返され得、或いは連続的にも実施され得る。
【0054】
産生したPUFAは通常中性脂肪(例えば、トリアシルグリセリド)または極性脂質(例えば、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミンまたはホスファチジルイノシトール)の形態で利用可能である。
【0055】
本発明の目的で、用語「PUFA」、「n−3脂肪酸」または「n−3活性物質」は、対応脂肪酸が存在し得る全ての考えられ得る形態、すなわち遊離脂肪酸、エステル、トリグリセリド、リン脂質または他の誘導体の形態を有すると理解される。これらの物質は全て以下の説明においてまとめられ、これらの用語は同義的に使用される。更に、PUFAは、培養から単離する前またはその後に例えば適当な酵素(リパーゼ)を用いて化学的または生体触媒エステル交換により変換され、濃縮され得る。
【0056】
発酵微生物または培地からのPUFAの単離及び脂肪酸スペクトルの分析は当業者に公知の一般的な手順(U.N.Wanasundara, J.Wanasundara, F.Shahidi, Omega-3 fatty acid concentrates: a review of production technologies, Seafoods - Quality, Technology and Nutraceutical Applications, S.157-174(2002))を用いて実施される。
【0057】
本発明の方法の基礎をなす発酵培地を以下幾つかの実施例により説明する。しかしながら、発酵培地及び本発明はこれらの実施例に限定されない。
【実施例1】
【0058】
ウルケニア種SAM 2179によるPUFAの産生に対する培地中の異なる塩量の影響
SAM 2179株(ウルケニア種BP−5601;国際特許出願公開第98/03671号パンフレット)をじゃま板を有する300ml容量の三角フラスコ中の培地(50ml)において培養した(温度:28℃、振とう速度:150rpm)。
【0059】
培地1:DH1培地
グルコース1水和物(g/L):56.25
酵母抽出物(g/L) :12.5[Difco]
トロピックマリン(g/L) :16.65[ドイツ国ワールテンベルクに所在のDr.Biener GmbH]
pH値をHClで6.0に設定。
【0060】
培地2:DH2培地(塩なし)
グルコース1水和物(g/L):56,25
酵母抽出物(g/L) :12.5[Difco]
pH値をHClで6.0に設定。
【0061】
培地1の塩(トロピックマリン)は以下の濃度で使用した:1×(培地1)、0.75×(培地1.1)、0.5×(培地1.2)、0.25×(培地1.3)及び0.1×(培地1.4)。
【0062】
48時間培養後遠心して細胞を収集した。その後、これらの細胞を凍結乾燥し、乾燥バイオマスを調べた。細胞消化及び脂肪酸測定を、10%メタノール性塩酸中60℃で(撹拌しながら)2時間加熱することにより実施した。エステルをガスクロマトグラフィーにより分析して、脂肪酸組成を調べた(U.N.Wanasundara, J.Wanasundara, F.Shahidi, Omega-3 fatty acid concentrates: a review of production technologies, Seafoods − Quality, Technology and Nutraceutical Applications, p.157-174(2002))。
【表1】

【表2】

【0063】
トロピックマリンの濃度を海水塩含量の約50%から0%に変化させてウルケニア種SAM 2179株を発酵させると、バイオマスは培地中の塩含量が低下するにつれて減量する傾向を有していることが分かる。しかしながら、海水の約5%という低塩含量で発酵させると、驚くことに明らかな例外が見られる。バイオマス産生傾向は、高値が再び得られる中間最大値を示す。加えて、乾燥バイオマス中の主な脂肪酸DHAの割合は塩酸濃度が低下するにつれて増加し、海水塩含量の5%でまた最高値を有し、塩含量が更に低下すると再び低下する。必須PUFA DHAの空時収率に関して、約5%の海水塩含量で最大値になる(表1参照)。この最大値で、DHA空時収率が15%以上増加する。全脂肪酸スペクトルに関して、約5%の海水塩含量でのDHAの割合は塩含量がより高いまたはより低い場合よりもわずかに低いが(表2参照)、DHA及び脂肪酸または油の全生産性は通常正確にこの%で最高レベルにある(表1参照)。本発明の主題である低塩培地は上記した驚くべき結果に基づいて開発された。
【実施例2】
【0064】
各種発酵培地においてウルケニア種SAM 2179を用いるPUFAの産生
SAM 2179株をじゃま板を有する300ml容量の三角フラスコ中の培地(50ml)において培養した(温度:28℃、振とう速度:150rpm)。
【0065】
培地1:DH1培地
グルコース1水和物(g/L):56.25
酵母抽出物(g/L) :12.5[Difco]
トロピックマリン(g/L) :16.65[ドイツ国ワールテンベルクに所在のDr.Biener GmbH]
pH値をHClで6.0に設定。
【0066】
培地2:DH2培地(塩なし)
グルコース1水和物(g/L):56.25
酵母抽出物(g/L) :12.5[Difco]
pH値をHClで6.0に設定。
【0067】
培地3:DH3培地(ナトリウム及び塩化物を添加することなく塩を補充)
グルコース1水和物(g/L):56.25
酵母抽出物(g/L) :12.5[Difco]
硫酸マグネシウム(g/L) :1
炭酸カルシウム(g/L) :1
リン酸カリウム(g/L) :1
pH値をHSOで6.0に設定。
【0068】
48時間培養後遠心して細胞を収集した。その後、これらの細胞を凍結乾燥し、乾燥バイオマスを調べた。細胞消化及び脂肪酸測定を、10%メタノール性塩酸中60℃で(撹拌しながら)2時間加熱することにより実施した。エステルをガスクロマトグラフィーにより分析して、脂肪酸組成を調べた。
【表3】

【0069】
本発明のナトリウムも塩化物も添加されていない低塩培地をまず海水塩含量の約10%の濃度(培地3)での発酵において使用した。こうして得られたバイオマスは、約50%の海水塩含量を用いる発酵と比較してわずかに少ないが、乾燥バイオマスあたりのDHA含量は高く、よって空時収率は総合的に等しいかまたは場合により高くなることさえある(表3参照)。これは、DHAを得るためにバイオマスを後に処理するためにはかなり有利である。驚くことに、有利には発酵のためにナトリウム及び/または塩化物(海水中の主な塩)の添加を完全に省くことができることが判明した。
【実施例3】
【0070】
ウルケニア種SAM 2179によるPUFAの産生に対するナトリウム及び塩化物が添加されていない培地中の異なる塩量の影響
SAM 2179株をじゃま板を有する300ml容量の三角フラスコ中の培地(50ml)において培養した(温度:28℃、振とう速度:150rpm)。
【0071】
培地3:DH3培地(ナトリウム及び塩化物を添加することなく塩を補充)
グルコース1水和物(g/L):56.25
酵母抽出物(g/L) :12.5[Difco]
硫酸マグネシウム(g/L) :1(1×塩)
炭酸カルシウム(g/L) :1(1×塩)
リン酸カリウム(g/L) :1(1×塩)
pH値をHSOで6.0に設定。
【0072】
培地3の塩は以下の濃度で使用した:10×はそれぞれ10g/Lを含む;2×はそれぞれ2g/Lを含む;1×はそれぞれ1g/Lを含む;0.5×はそれぞれ0.5g/Lを含む;または0.25×はそれぞれ0.25g/Lを含む。
【0073】
48時間培養後遠心して細胞を収集した。その後、これらの細胞を凍結乾燥し、乾燥バイオマスを調べた。細胞消化及び脂肪酸測定を、10%メタノール性塩酸中60℃で(撹拌しながら)2時間加熱することにより実施した。エステルをガスクロマトグラフィーにより分析して、脂肪酸組成を調べた。
【表4】

【0074】
ナトリウムも塩化物も添加されていない発酵培地の最適塩濃度は、異なる塩濃度を有する上記培地においてウルケニア種2179株の微生物を発酵させることにより決定した。この場合、乾燥バイオマスあたりのDHA含量は海水の5%の塩濃度の場合再び最高であった(実施例1参照)。空時収率で表される生産性もこの塩含量で最適値を有している(表4参照)。
【実施例4】
【0075】
各種発酵培地におけるシゾキトリウム SR21株(シゾキトリウム種;MYA−1381;欧州特許出願公開第0823475号明細書)を用いるPUFAの産生
シゾキトリウム SR21株をじゃま板を有する300ml容量の三角フラスコ中の培地(50ml)において培養した(温度:28℃、振とう速度:150rpm)。
【0076】
培地1:DH1培地
グルコース1水和物(g/L):56.25
酵母抽出物(g/L) :12.5[Difco]
トロピックマリン(g/L) :16.65[ドイツ国ワールテンベルクに所在のDr.Biener GmbH]
pH値をHClで6.0に設定。
【0077】
培地2:DH2培地(塩なし)
グルコース1水和物(g/L):56.25
酵母抽出物(g/L) :12.5[Difco]
pH値をHClで6.0に設定。
【0078】
培地3:DH3培地(ナトリウム及び塩化物を添加することなく塩を補充)
グルコース1水和物(g/L):56.25
酵母抽出物(g/L) :12.5[Difco]
硫酸マグネシウム(g/L) :1
炭酸カルシウム(g/L) :1
リン酸カリウム(g/L) :1
pH値をHSOで6.0に設定。
【0079】
48時間培養後遠心して細胞を収集した。その後、これらの細胞を凍結乾燥し、乾燥バイオマスを調べた。細胞消化及び脂肪酸測定を、10%メタノール性塩酸中60℃で(撹拌しながら)2時間加熱することにより実施した。エステルをガスクロマトグラフィーにより分析して、脂肪酸組成を調べた。
【表5】

【表6】

【0080】
ラビリンツラ門(Labyrinthulomycota)に属する他の生物の場合も本明細書に記載されている低塩培地によりPUFAの産生が最適化される。よって、シゾキトリウム種SR21株の微生物を塩も塩化物も添加されていない低塩培地において発酵させることが可能である。この場合、乾燥バイオマスに対するDHA含量も塩含量が海水の10%のとき最適値を有する。更に、DHAの空時収率及び発酵生産性に対する強い効果も本明細書中に示されている。驚くほど高い空時DHA収率に悪影響を与えることなく(表5参照)、全脂肪酸スペクトルに対するDHA含量もこの場合わずかに低下している(表6参照)。本発明の基礎をなす低塩培地により、ラビリンツラ門のいろいろなメンバーでPUFAの産生が増加する。
【図面の簡単な説明】
【0081】
【図1】塩濃度に依存したDHAの産生を示す。本発明の範囲内の最大値が明白である(実施例1からのデータ)。
【図2】塩濃度に依存したバイオマス及びDHA含量を示す。本発明の範囲内の最大値がこの場合にも明白である(実施例1からのデータ)。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ヤブレツボカビ(Thraustochytriales)属の微生物を、ナトリウム塩及び塩化物を添加することなく、総塩含量が総塩の3.5g/L未満である発酵培地において培養する前記微生物の培養方法。
【請求項2】
微生物が乾燥バイオマスの重量単位あたり30重量%以上、好ましくは35重量%以上の油を産生する請求項1に記載の方法。
【請求項3】
最高3g/L、好ましくは1g/LのCaCOを培地に添加する請求項1または2に記載の方法。
【請求項4】
微生物が乾燥バイオマスあたり10%以上、好ましくは14%以上、非常に特に好ましくは18%以上のDHAを産生する請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項5】
微生物が乾燥バイオマスあたり5%以上、好ましくは7%以上、非常に特に好ましくは10%以上のDPAを産生する請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
【請求項6】
総塩含量が海水の塩含量の<15%、好ましくは<12%、特に好ましくは<10%、非常に特に好ましくは<8%である低塩培地を用いる請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項7】
低塩培地中のNaイオン及びClイオンの重量分率の合計が1.75g/L未満である請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項8】
低塩培地の総ナトリウム含量が150mg/L未満である請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
低塩培地の総塩化物含量が250mg/L未満である請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
【請求項10】
低塩培地がグルコース、酵母抽出、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム及びリン酸カリウムを含む請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
【請求項11】
低塩培地がグルコース、コーンスティープリカー、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム及びリン酸カリウムを含む請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
【請求項12】
低塩培地が硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム及びリン酸カリウムをそれぞれ3g/L未満、特に好ましくは1g/L未満含む請求項10または11に記載の方法。
【請求項13】
培地が3〜10、好ましくは5〜7のpHを有する請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
【請求項14】
培養を10〜40℃、好ましくは25〜35℃で実施する請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。
【請求項15】
培養を1〜10日間、好ましくは3〜9日間実施する請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。
【請求項16】
微生物がシゾキトリウム(Schizochytrium)属、ヤブレツボカビ(Thraustochytrium)属またはウルケニア(Ulkenia)属に属する請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法。
【請求項17】
微生物がウルケニア種SAM 2179である請求項1〜16のいずれか1項に記載の方法。
【請求項18】
微生物がシゾキトリウム種SR 21である請求項1〜17のいずれか1項に記載の方法。
【請求項19】
請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法を用いて産生し、その後培養ブロス及び/または本発明において利用可能なバイオマスから単離した少なくとも10%のDHA含量を有する油。
【請求項20】
請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法を用いて産生し、その後培養ブロス及び/または本発明において利用可能なバイオマスから単離した少なくとも5%のDHA含量を有する油。
【請求項21】
請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法を用いて産生し、その後培養ブロス及び/または本発明において利用可能なバイオマスから単離した少なくとも90%の純度を有するDHA。
【請求項22】
請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法を用いて産生し、その後培養ブロス及び/または本発明において利用可能なバイオマスから単離した少なくとも90%の純度を有するDPA。
【請求項23】
請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法を用いて産生し、その後培養ブロスから分離して得ることができるバイオマス。
【請求項24】
請求項23に記載のバイオマスを含む動物飼料。
【請求項25】
請求項23に記載のバイオマスを含むヒト栄養のための食料。

【図1】
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【図2】
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【公表番号】特表2007−510422(P2007−510422A)
【公表日】平成19年4月26日(2007.4.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−538781(P2006−538781)
【出願日】平成16年11月10日(2004.11.10)
【国際出願番号】PCT/EP2004/012718
【国際公開番号】WO2005/045003
【国際公開日】平成17年5月19日(2005.5.19)
【出願人】(303007359)ヌートリノーヴァ ニュートリション スペシャリティーズ アンド フード イングリーディエンツ ゲー・エム・ベー・ハー (3)
【Fターム(参考)】