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特表2024-525623南極細菌株による食品廃棄物からのバイオマテリアル生産
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-12
(54)【発明の名称】南極細菌株による食品廃棄物からのバイオマテリアル生産
(51)【国際特許分類】
C12P 23/00 20060101AFI20240705BHJP
C12P 19/04 20060101ALI20240705BHJP
C12N 1/00 20060101ALN20240705BHJP
C12N 1/20 20060101ALN20240705BHJP
C12N 15/52 20060101ALN20240705BHJP
C12N 15/31 20060101ALN20240705BHJP
【ＦＩ】
C12P23/00 ZNA
C12P19/04 C
C12N1/00 S
C12N1/20 D
C12N15/52 Z
C12N15/31
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024500537
(86)(22)【出願日】2022-06-27
(85)【翻訳文提出日】2024-03-04
(86)【国際出願番号】 EP2022067531
(87)【国際公開番号】W WO2023274937
(87)【国際公開日】2023-01-05
(31)【優先権主張番号】102021000017333
(32)【優先日】2021-07-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】524007000
【氏名又は名称】イリディス エス．アール．エル．
【氏名又は名称原語表記】ＩＲＩＤＥＳ Ｓ．Ｒ．Ｌ．
【住所又は居所原語表記】Ｖｉａ Ｇｅｎｔｉｌｅ ＩＩＩ ｄａ Ｖａｒａｎｏ， １， ６２０３２ Ｃａｍｅｒｉｎｏ （ＭＣ）， Ｉｔａｌｙ
(74)【代理人】
【識別番号】110002066
【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】プッチャレッリ，サンドラ
(72)【発明者】
【氏名】ジョヴァネッティ，リタ
(72)【発明者】
【氏名】ザノッティ，マルコ
(72)【発明者】
【氏名】マンチーニ，アレッシオ
【テーマコード（参考）】
4B064
4B065
【Ｆターム（参考）】
4B064AF12
4B064AH01
4B064BH02
4B064BH04
4B064BH06
4B064BH07
4B064CA02
4B064CC06
4B064CC10
4B064CC12
4B064CC15
4B064CD07
4B064CD09
4B064CD20
4B064CD21
4B064CD24
4B064CE03
4B064DA16
4B065AA01X
4B065AA15X
4B065AC14
4B065BA22
4B065BB10
4B065BB16
4B065BB19
4B065BC03
4B065BC09
4B065BC11
4B065BC26
4B065BD15
4B065CA03
4B065CA22
4B065CA55
(57)【要約】
食品廃棄物からバイオマテリアルをｉｎ ｖｉｔｒｏで生産するための、マリノモナス属、バチルス属、およびブレブンディモナス属に属する単離された遺伝子組み換えでない菌株の使用について記載されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
食品廃棄物からバイオマテリアルを生産するための、マリノモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ４、バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３、およびブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４からなる群から選択される少なくとも１つの菌株の使用であって、前記ブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４は、大豆油から出発してカロテノイドを生産するためのものではない、使用。
【請求項2】
前記食品廃棄物は、糖類を含む食品廃棄物、食品廃棄物、および大豆油を含む廃油からなる群から選択される、請求項１に記載の使用。
【請求項3】
前記バイオマテリアルは、バイオポリマー、バイオセルロース、およびカロテノイドからなる群から選択される、請求項１に記載の使用。
【請求項4】
マリノモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ４、バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３、およびブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４からなる群から選択される少なくとも１つの菌株を、ペプトンおよび海水を含む培地の存在下、室温で培養し、廃棄大豆油を加えて培地中で最終生成物を得ることを含む、バイオマテリアルの生産プロセス。
【請求項5】
食品廃棄物からセルロースとカロテノイドを同時に生産するための、バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３、および／またはブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４の使用。
【請求項6】
バイオセルロースとカロテノイドの同時合成プロセスであって、（ａ）バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３、および／またはブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４を培地または栄養ブロス中で培養するステップと、
（ｂ）前記ステップ（ａ）の最後に得られた細菌を室温で撹拌しながらインキュベートするステップと、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）の最後に得られた溶液を希釈し、食品廃棄物を加え、最終的なカロテノイドおよびセルロース生成物が得られるまでインキュベートするステップと、
を含むプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、微生物の分野に関し、より詳細には、食品廃棄物から出発する、遺伝子組み換えでない単離および確認された菌株を用いたバイオマテリアルの生産プロセスに関する。
【背景技術】
【0002】
ポリヒドロキシアルカノエートは、バチルス属、ロドコッカス属、およびシュードモナス属などの細菌によって生産されることが知られている。ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）は、細菌が糖や脂質を発酵させて合成する熱可塑性ポリエステルポリマーである。これらの材料は生分解性があり、バイオプラスチックの生産に使用されている。
【0003】
ＰＨＡの細菌生産につながる代謝経路は知られているが、他のバイオマテリアルと同様に、細菌内に捕捉されたままであるので、最終生成物を得るためには精製工程が必要である（Ｍｏｚｅｊｋｏ－ＣｉｅｓｉｅｌｓｋａおよびＫｉｅｗｉｓｚ（２０１６年））。
【0004】
さらに、バイオプラスチックの生産のためにＰｈａＣやＰｈａＲ遺伝子で遺伝子組み換えされたバチルス菌株が知られており、この場合、生成物は細菌内に捕捉されたままである（Ｇａｂｒｉｅｌ Ｊ．ＭｃＣｏｏｌ、Ｍａｕｒａ Ｃ．Ｃａｎｎｏｎ著、ＰｈａＣ ａｎｄ ＰｈａＲ Ａｒｅ Ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｆｏｒ Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏｉｃ Ａｃｉｄ Ｓｙｎｔｈａｓｅ Ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｍｅｇａｔｅｒｉｕｍ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂａｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ（２００１年７月）、１８３（１４）４２３５－４２４３；ＤＯＩ：１０．１１２８／ＪＢ．１８３．１４．４２３５－４２４３．２００１）。
【0005】
イタリア国特許出願第１０２０１９００００１４１２１号には、マリノモナスｅｆ１またはロドコッカスによる代謝産物、特に銀ナノ粒子および蛍光色素を調製するためのｉｎ ｖｉｔｒｏプロセスが記載されている。
【0006】
イタリア国特許出願第１０２０１９００００２４４９３号には、燃料、有毒な後遷移金属および／または有毒な遷移金属などの汚染物質によって汚染された水のバイオレメディエーションのためのマリノモナスｅｆ１菌株の使用について記載されている。
【0007】
イタリア国特許出願第１０２０２０００００３１７６９号には、バイオセルロースの生産のためのバチルスｅｆ１およびブレブンディモナスｅｆ１の菌株の使用について記載されている。
【0008】
米国特許出願第２０１２２１０７４５Ａ１号には、プラスチック製品の補修とバイオプラスチックの細菌合成のための酵素の適用について記載されている。
【0009】
国際公開第ＷＯ２０１６１９１７３４Ａ１号、米国特許出願第２０１４００４５９７Ａ１号、および米国特許第１０４２１９５１Ｂ２号には、遺伝子操作された細菌によるアルコールおよびバイオ燃料の生合成について記載されている。
【0010】
米国特許第６０２２７２９号には、ＰＨＡ生合成に関与するロドコッカス・ルベルから単離された遺伝子と、細菌中でＰＨＡ粒子を生産し、それらをタンパク質に結合させる方法が記載されている。
【0011】
国際公開第ＷＯ２００７０１７２７０号、同第ＷＯ００１１１８８号、および同第ＷＯ２０１６０４０６５３号には、遺伝子操作されたロドコッカスからのＰＨＡ生産について記載されている。
【0012】
米国特許出願第２０１４２３４９４４Ａ１号には、エタノールから出発してＰＨＡを生産するための、遺伝子操作されたロドコッカスの使用について記載されている。
【0013】
プラノコッカス属ＡＮＴ＿Ｈ３０やロドコッカス属ＡＮＴ＿Ｈ５３Ｂなどの南極細菌によるカロテノイドの生産は過去に開示されている（Ｓｔｙｃｚｙｎｓｋｉ Ｍ．ら著、Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、２０２０年、２５、４３５７；ｄｏｉ：１０．３３９０／ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ２５１９４３５７）。
【0014】
ベルコミクロビウム門に属する新しいグラム陰性菌ルブリタレア・スクアレニファシエンスと、フィルミクテス門に属するバチルス属のグラム陽性菌プラノコッカス・マリティムスから、Ｃ３０アグリコンを含む非環状カロテノイド、ジアポリコペン二酸Ａ－Ｃ、および５－グルコシル－５，６－ジヒドロ－アポ－４，４’－リコペノエートメチルのキシロシルエステルが単離された（Ｓｈｉｎｄｏ Ｋ．およびＭｉｓａｗａ Ｎ．著、Ｍａｒ．Ｄｒｕｇｓ、２０１４年、１２）。
【0015】
細菌による炭化水素の生産は当該技術分野で既知である（Ｗａｃｋｅｔｔ Ｌ．Ｐ．著（２０１０年）、Ａｌｉｐｈａｔｉｃ Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｅｒｓ．Ｉｎ：Ｔｉｍｍｉｓ Ｋ．Ｎ．（編）Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ａｎｄ Ｌｉｐｉｄ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ．Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，Ｂｅｒｌｉｎ，Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ．ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１００７／９７８－３－５４０－７７５８７－４＿４８）。特に、様々な微生物によるアルカンまたはアルケンの合成が記載されている（Ｗａｎｇ Ｗｅｉｈｕａ、Ｌｕ Ｘｕｅｆｅｎｇ著（２０１３年）、Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ａｌｋａ（ｅ）ｎｅｓ、Ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ ｉｎ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１，１－１０，ＤＯＩ＝１０．３３８９／ｆｂｉｏｅ．２０１３．０００１０）。しかしながら、細菌によるパラフィンやワックスなどの固体炭化水素の生産は当該文献に報告されていない。
【0016】
［本発明に近い先行技術］
国際公開第ＷＯ２００８／１０８６７４号には、農産物や廃棄物を原料としてカロテノイド、特にベータカロチンを構成的に生産する天然由来の菌株が記載されている。菌株の中にはブレブンディモナス属がある。しかしながら、培地から分離されたスフィンゴモナス属の天然株（スフィンゴモナスＭ６３Ｙと呼ばれる）のみが示されている。
国際公開第ＷＯ２００８／１０８６７４号には、農産物や廃棄物を原料としてカロテノイド、特にベータカロチンを構成的に生産する天然由来の菌株が記載されている。菌株の中にはブレブンディモナス属がある。しかしながら、培地から分離されたスフィンゴモナス属の天然株（スフィンゴモナスＭ６３Ｙと呼ばれる）のみが示されている。
【0017】
炭素源が、グルコース、スクロース、フルクトース、ラクトース、スターチ、精製されたまたはこれらの炭水化物を含む混合物のような炭水化物、例えばコーン・リカーおよびホエー、食用油、オリーブ油、大豆油、菜種油、パーム油、ピーナッツ油、カノーラ油などの植物油、ならびにグリセロールおよび脂質である、菌株によるベータカロチンの生産方法が記載されている。窒素源としては、大豆殻、大豆粉、トウモロコシ粉、酵母エキス、綿粉、ペプトン、カゼイン、アミノ酸、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、水酸化アンモニウムが想定される。また、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、カルシウム、銅、鉄、マンガン、マグネシウム、または亜鉛などの陽イオンのリン酸塩、硫酸塩、塩化物、またはモリブデン酸塩などのミネラル塩が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0018】
米国特許出願第２０１５／２７２８３５号には、針状結晶であるカロテノイド含有組成物、あるいは最大長５μｍ以上の針状結晶であって、組成物全体に基づくアスタキサンチン含有量が４０質量％以上である針状結晶の生産方法が記載されている。ここで、該方法は、アスタキサンチンを含むカロテノイド産微生物を培養して得られた培養物を、炭素原子数１～３のアルコールを用いて抽出する抽出ステップと、微生物と抽出物とを分離して抽出物を得る抽出物分離ステップと、濃縮物中で抽出物を１．２５～２０倍（液量換算）で濃縮させて濃縮物を得る濃縮ステップと、カロテノイド含有組成物の結晶を生成させる結晶化ステップと、母液から結晶を分離してそれを得る結晶分離ステップと、を含む。ここで、微生物はアグロバクテリウム属、ブレビバクテリウム属、パラコッカス属、ブレブンディモナス属、およびエリスロバクター属に属するものであってもよく、藻類は、ヘマトコッカス属に属するものであってもよく、酵母は、ファフィア属に属するものであってもよい。実際、パラコッカス属に属するＥ－３９６株のみが示されて具体的に記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0019】
当該技術分野で報告されているデータに鑑み、また本発明に最も近い技術がカロテノイドの生産にのみ関連していることを考慮し、本発明者らは、それ自体から単離された、遺伝子組み換えでなはなく、ブダペスト条約に従って正式に寄託された南極細菌株が、有機食品廃棄物の存在下でバイオマテリアルを生産し、バイオセルロースとカロテノイドを同時に生産する可能性を検証し、試験した。同じ細菌による同時合成は、これまで文献で報告されたことはない。最終生成物は、培地中に放出され、細菌細胞内には保持されなかった。
【0020】
［ブダペスト条約］
マリノモナスｅｆ１、バチルスｅｆ１、およびブレブンディモナスｅｆ１は、１９７７年４月２８日に締結された「特許手続上の微生物寄託の国際的承認に関するブダペスト条約」に基づき、ロンバルディア州およびエミリア・ロマーニャ州動物予防実験研究所の「Ｂｒｕｎｏ Ｕｂｅｒｔｉｎｉ」に寄託された。
・ マリノモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ４（２０１９年５月８日）
・ バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３（２０２０年１１月２４日）
・ ブレブンディモナス ｅｆ１受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４（２０２０年１１月２４日）
提出は、サンドラ・プッチャレリが発明者として、また、ＩＲＩＤＥＳ ＳＲＬの社長として行ったものである。また、出願人であるＩＲＩＤＥＳ Ｓ．Ｒ．Ｌ．（イタリア国，６２０３２ カメリーノ（ＭＣ），ヴィア ジェンティーレ ３ ダ ヴァラーノ，１）に、寄託された生物試料を参照する権限を寄託書内で与え、寄託された試料がＥＰＣ規則第３３条に従って公衆に入手可能であることに無条件かつ取消不能の同意を与えた。
マリノモナスｅｆ１、バチルスｅｆ１、およびブレブンディモナスｅｆ１は、１９７７年４月２８日に締結された「特許手続上の微生物寄託の国際的承認に関するブダペスト条約」に基づき、ロンバルディア州およびエミリア・ロマーニャ州動物予防実験研究所の「Ｂｒｕｎｏ Ｕｂｅｒｔｉｎｉ」に寄託された。
・ マリノモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ４（２０１９年５月８日）
・ バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３（２０２０年１１月２４日）
・ ブレブンディモナス ｅｆ１受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４（２０２０年１１月２４日）
提出は、サンドラ・プッチャレリが発明者として、また、ＩＲＩＤＥＳ ＳＲＬの社長として行ったものである。また、出願人であるＩＲＩＤＥＳ Ｓ．Ｒ．Ｌ．（イタリア国，６２０３２ カメリーノ（ＭＣ），ヴィア ジェンティーレ ３ ダ ヴァラーノ，１）に、寄託された生物試料を参照する権限を寄託書内で与え、寄託された試料がＥＰＣ規則第３３条に従って公衆に入手可能であることに無条件かつ取消不能の同意を与えた。
【課題を解決するための手段】
【0021】
上述した技術的課題は、食品廃棄物からバイオマテリアルを生産するための、マリノモナス（Ｍａｒｉｎｏｍｏｎａｓ）ｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ４、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）ｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３、およびブレブンディモナス（Ｂｒｅｖｕｎｄｉｍｏｎａｓ）ｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４からなる群から選択される少なくとも１つの菌株の使用を提供することによって解決される。ここで、ブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４は、大豆油から出発してカロテノイドを生産するためのものでなく、本発明の目的でもない。
【0022】
また、本発明の別の目的は、マリノモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ４、バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３、およびブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４からなる群から選択される少なくとも１つの菌株を、食品廃棄物を添加した培地の存在下、培地中で最終生成物が得られるまで室温で培養するステップを含む、バイオマテリアルの生産プロセスを提供することである。
【0023】
さらに、上述した技術的課題は、食品廃棄物からセルロースとカロテノイドを同時に生産するための、バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３および／またはブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４の使用を提供することで解決される。
【0024】
本発明のさらなる目的は、バイオセルロースとカロテノイドの同時合成プロセスを提供することである。該プロセスは、
（ａ）バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３および／またはブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４を培地または栄養ブロス中で培養するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）の最後に得られた細菌を室温で撹拌しながらインキュベートするステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）の最後に得られた溶液を希釈し、食品廃棄物を加え、最終的なカロテノイドおよびセルロース生成物が得られるまでインキュベートするステップと、
を含む。
（ａ）バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３および／またはブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４を培地または栄養ブロス中で培養するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）の最後に得られた細菌を室温で撹拌しながらインキュベートするステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）の最後に得られた溶液を希釈し、食品廃棄物を加え、最終的なカロテノイドおよびセルロース生成物が得られるまでインキュベートするステップと、
を含む。
【0025】
本発明のさらなる特徴は、提出した実験データを参照した以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための形態】
【0026】
［定義］
本発明において、食品廃棄物または食品プロセスからの廃棄物とは、ＥＣ指令２００６／１２／ＥＣにおいて欧州委員会が定義しているように、廃棄される食用物質、または廃棄されるように意図されている食用物質、または廃棄される必要がある食用物質を含む、生または調理されたあらゆる食用物質であると理解されたい。あるいは、都市固形廃棄物の流れから分離され、「農業資材」の定義に当てはまらない、動物や人間の消費のために取得されたあらゆる材料と定義することができる。（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｅｂ．ａｒｃｈｉｖｅ．ｏｒｇ／ｗｅｂ／２００９１００９０４１０３４／ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｗｍｂ．ｃａ．ｇｏｖ／Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ／Ｔｉｔｌｅ１４／ｃｈ３１．ｈｔｍ）。
本発明において、食品廃棄物または食品プロセスからの廃棄物とは、ＥＣ指令２００６／１２／ＥＣにおいて欧州委員会が定義しているように、廃棄される食用物質、または廃棄されるように意図されている食用物質、または廃棄される必要がある食用物質を含む、生または調理されたあらゆる食用物質であると理解されたい。あるいは、都市固形廃棄物の流れから分離され、「農業資材」の定義に当てはまらない、動物や人間の消費のために取得されたあらゆる材料と定義することができる。（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｅｂ．ａｒｃｈｉｖｅ．ｏｒｇ／ｗｅｂ／２００９１００９０４１０３４／ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｗｍｂ．ｃａ．ｇｏｖ／Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ／Ｔｉｔｌｅ１４／ｃｈ３１．ｈｔｍ）。
【0027】
本発明において、バイオセルロースとは、直径が変化する繊維を特徴とする天然の微生物由来のセルロースを意味する。
【0028】
本発明において、バイオプラスチックおよびバイオポリマーとは、生分解性および／またはバイオベースのプラスチックおよびポリマーであると理解されたい（ＥＵＢＩＯ＿Ａｄｍｉｎ，Ｂｉｏｐｌａｓｔｉｃｓ，ｓｕ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｂｉｏｐｌａｓｔｉｃｓ ｅ．Ｖ；ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｃｅｎ．ｅｕ／ｗｏｒｋ／ａｒｅａｓ／ｃｈｅｍｉｃａｌ／ｂｉｏｂａｓｅｄ／Ｐａｇｅｓ／ｄｅｆａｕｌｔ．ａｓｐｘ）。
【0029】
本発明において、細菌の増殖に適した培地とは、細菌のコロニーを培養することが可能な栄養素を含む固体または液体の溶液を意味する。例えば、培地は、酵母エキス、未知の割合の異なる化学成分の混合物からなる加水分解カゼインなどの酵素消化由来のペプチドなどの成分を含む栄養ブロスまたは溶解ブロスである。酵素消化由来のペプチドとは、タンパク質の部分加水分解に由来する水溶性ポリペプチドとアミノ酸の混合物であり、例えばトリプシンプロテアーゼによるカゼインの消化によって形成されるペプチドの詰め合わせであるトリプトンや、プロテオースペプトンなどがある。グリセロール、酵母エキス、ＮａＣｌ、Ｋ２ＨＰＯ４、ＭｇＳＯ４などの酵素消化由来のペプチドを含む培地を補うために添加物を使用することもできる。例えば、最小培地は、生育支持成分のみを含む培地である。すなわち、コロニーの増殖に必要な最小限の栄養素を含む培地であり、これは、典型的には、塩類、マグネシウム、窒素、リン、硫黄などの必須元素、および水を含み、これに炭素源が添加される。あるいは、ＬＢ培地は、カゼインペプチドやペプトン、ビタミン、微量元素、ミネラルを含む溶菌ブロスであり、場合によっては塩化ナトリウムやトリプトンを含むこともある。
【0030】
本発明は、食品廃棄物からバイオマテリアルを生産するための、マリノモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ４、バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３、およびブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４からなる群から選択された少なくとも１つの菌株の使用を含む。ここで、ブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４は、大豆油からカロテノイドを生産するためのものでなく、本発明の目的でもない。
【0031】
本発明者らは、マリノモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ４の菌株が、ＰＨＡの合成に関与するＦａｂ代謝経路遺伝子と、２－ピロン４，６－ジカルボン酸の合成に関与する遺伝子とを有することを確認した。
【0032】
配列番号１：ＰＲＯＫＫＡ＿０２０１８ ３－オキソアシル－［アシルキャリアタンパク質］シンターゼ３（ｆａｂＨ）
ＭＩＳＳＶＶＩＳＧＶＧＬＷＴＰＡＹＳＩＳＮＥＥＬＶＤＳＹＮＡＷＶＥＱＦＮＡＫＮＡＤＡＩＥＫＧＱＩＥＡＫＰＬＳＳＡＡＦＩＥＫＡＳＧＩＫＳＲＹＩＹＳＫＤＧＡＬＤＩＮＲＭＲＰＩＬＥＩＲＮＤＥＱＩＳＨＱＡＥＭＡＩＡＡＡＫＫＡＬＤ
ＡＡＮＫＫＡＳＤＩＤＭＶＩＶＳＣＡＹＴＱＲＳＹＰＡＩＡＩＥＶＱＳＡＬＧＩＥＧＦＧＦＤＭＬＶＡＣＳＡＡＴＦＧＬＱＲＡＶＤＡＩＫＡＧＳＳＫＧＶＬＶＩＮＰＥＬＴＳＰＱＶＮＹＭＤＲＤＳＨＦＩＦＧＤＶＡＴＡＶＶＶＥＳＳＥＴＣＱＳＡ
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配列番号２：ＰＲＯＫＫＡ＿００６９８ ３－オキソアシル－［アシルキャリアタンパク質］レダクターゼＦａｂＧ
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配列番号３：ＰＲＯＫＫＡ＿００８０４ マロニルＣｏＡ－アシルキャリアタンパク質トランスアシラーゼ（ＦａｂＤ）
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配列番号４：ＰＲＯＫＫＡ＿０１９９１ マロニルＣｏＡ－アシルキャリアタンパク質トランスアシラーゼ（ＦａｂＤ）
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配列番号５：ＰＲＯＫＫＡ＿０１９９２ ３－オキソアシル－［アシルキャリアタンパク質］レダクターゼＦａｂＧ
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配列番号６：ＰＲＯＫＫＡ＿０３１６５ ３－ヒドロキシアシル－［アシルキャリアタンパク質］デヒドラターゼＦａｂＺ
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配列番号７：ＰＲＯＫＫＡ＿０２２１８ プロトカテシュアト４，５－ジオキシゲナーゼβ鎖
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配列番号８：ｐＲＯＫＫＡ タンパク質＿０２２１９
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配列番号９：ＰＲＯＫＫＡ＿０２２２０ ２－ヒドロキシムコン酸セミアルデヒドヒドロラーゼ
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配列番号１０：ＰＲＯＫＫＡ＿０２２８８ プロトカテシュアト４，５－ジオキシゲナーゼα鎖
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配列番号１１：ＰＲＯＫＫＡ＿０２２８９ プロトカテシュアト４，５－ジオキシゲナーゼβ鎖
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配列番号１２：ＰＲＯＫＫＡ＿０２２９０ ３－オキソアジピン酸エノールラクトナーゼ２
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配列番号１３：ＰＲＯＫＫＡ＿０３２７５ ２－ピロン－４，６－ジカルボン酸ヒドロラーゼ
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配列番号１４：ＰＲＯＫＫＡ＿０３２７６ プロトカテシュアト４，５－ジオキシゲナーゼα鎖
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配列番号１５：ＰＲＯＫＫＡ＿０３２７７ プロトカテシュアト４，５－ジオキシゲナーゼβ鎖
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さらに、本発明者らは、マリノモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ４の菌株が、炭化水素の合成に関与する遺伝子を有することを確認した。
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配列番号２：ＰＲＯＫＫＡ＿００６９８ ３－オキソアシル－［アシルキャリアタンパク質］レダクターゼＦａｂＧ
ＭＳＦＤＬＥＬＮＧＲＩＡＬＶＴＧＧＴＫＧＬＧＡＡＶＶＥＳＬＨＧＡＧＶＳＶＩＡＶＡＲＳＶＰＫＥＶＴＥＧＩＳＹＩＫＧＤＬＬＳＡＶＧＣＴＡＶＶＮＴＶＬＤＫＦＧＧＶＤＩＶＶＮＶＬＧＧＳＳＡＰＳＧＧＦＡＡＬＤＥＱＥＷＥＮＡＬＳＱＮ
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配列番号３：ＰＲＯＫＫＡ＿００８０４ マロニルＣｏＡ－アシルキャリアタンパク質トランスアシラーゼ（ＦａｂＤ）
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配列番号４：ＰＲＯＫＫＡ＿０１９９１ マロニルＣｏＡ－アシルキャリアタンパク質トランスアシラーゼ（ＦａｂＤ）
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配列番号５：ＰＲＯＫＫＡ＿０１９９２ ３－オキソアシル－［アシルキャリアタンパク質］レダクターゼＦａｂＧ
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配列番号６：ＰＲＯＫＫＡ＿０３１６５ ３－ヒドロキシアシル－［アシルキャリアタンパク質］デヒドラターゼＦａｂＺ
ＭＭＤＶＮＥＩＲＱＹＬＰＨＲＹＰＦＬＬＶＤＲＩＶＥＩＮＬＮＤＳＩＩＡＹＫＮＶＴＩＮＥＰＦＦＮＧＨＦＰＮＨＰＶＭＰＧＶＬＩＩＥＡＭＡＱＡＡＧＶＬＧＦＫＴＭＧＫＫＰＥＤＧＳＩＹＹＦＶＧＶＤＮＡＲＦＫＲＰＶＶＰＧＤＲＬＱＬＥＡ
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配列番号７：ＰＲＯＫＫＡ＿０２２１８ プロトカテシュアト４，５－ジオキシゲナーゼβ鎖
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配列番号８：ｐＲＯＫＫＡ タンパク質＿０２２１９
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配列番号９：ＰＲＯＫＫＡ＿０２２２０ ２－ヒドロキシムコン酸セミアルデヒドヒドロラーゼ
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配列番号１０：ＰＲＯＫＫＡ＿０２２８８ プロトカテシュアト４，５－ジオキシゲナーゼα鎖
ＭＮＮＮＮＫＰＹＳＤＩＰＧＴＴＶＦＤＧＤＭＡＲＩＧＦＨＬＮＱＦＣＭＳＬＭＱＥＳＮＲＴＡＦＫＱＮＥＲＡＹＬＤＫＷＰＭＴＥＡＱＫＫＡＶＩＡＲＤＦＳＱＬＩＡＬＧＧＮＩＹＹＬＶＫＩＳＳＳＤＧＬＳＶＡＡＡＶＳＴＭＴＮＬＳＶＤＥＹＩ
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配列番号１１：ＰＲＯＫＫＡ＿０２２８９ プロトカテシュアト４，５－ジオキシゲナーゼβ鎖
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配列番号１２：ＰＲＯＫＫＡ＿０２２９０ ３－オキソアジピン酸エノールラクトナーゼ２
ＭＮＶＲＩＴＲＰＫＬＶＣＬＡＧＬＬＣＤＱＲＭＷＱＫＶＡＡＱＬＥＮＤＡＤＶＥＩＩＳＦＡＧＦＤＤＬＴＧＭＡＲＳＶＬＳＳＩＥＧＤＦＡＬＡＧＨＳＭＧＧＲＶＡＬＥＩＹＲＬＡＰＱＲＶＴＲＬＡＬＬＮＴＧＶＨＰＫＳＤＫＥＩＰＧＲＭＲＬＩ
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配列番号１３：ＰＲＯＫＫＡ＿０３２７５ ２－ピロン－４，６－ジカルボン酸ヒドロラーゼ
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配列番号１４：ＰＲＯＫＫＡ＿０３２７６ プロトカテシュアト４，５－ジオキシゲナーゼα鎖
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ＭＬＥＫＮＧＲＧＥＶ
配列番号１５：ＰＲＯＫＫＡ＿０３２７７ プロトカテシュアト４，５－ジオキシゲナーゼβ鎖
ＭＡＮＩＩＧＡＩＴＴＳＨＩＰＡＩＡＮＡＭＡＮＧＬＥＱＴＰＹＷＫＰＦＦＤＡＹＰＰＶＲＤＷＬＮＥＫＫＰＤＶＩＩＬＦＹＮＤＨＧＬＥＦＦＩＤＫＫＰＴＦＡＩＧＶＡＤＥＹＨＮＳＤＥＧＷＧＩＰＴＩＰＰＶＴＧＥＳＥＬＳＷＨＩＡＮＳＩＶＤ
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ＡＬＴＫＹＴＮＬＤＬＶＥＱＧＧＡＱＡＶＥＬＮＭＨＩＡＭＲＧＴＬＬＧＫＶＴＥＬＨＲＮＹＨＡＰＩＳＮＴＧＳＧＬＭＬＬＥＨＥＭＰＫ
さらに、本発明者らは、マリノモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ４の菌株が、炭化水素の合成に関与する遺伝子を有することを確認した。
【0033】
配列番号１６：ＷＰ＿１００６３６６５８．１ マロニル－ＣｏＡデカルボキシラーゼ
ＭＮＦＦＴＥＬＦＳＳＶＦＤＲＲＹＲＫＡＲＳＮＥＥＤＮＲＴＶＫＡＭＣＱＤＬＬＴＲＨＧＥＶＳＧＧＡＬＡＲＮＩＬＤＲＹＤＱＭＳＳＤＥＫＲＥＬＦＥＦＭＴＨＧＬＥＶＶＴＤＥＶＩＴＡＬＴＥＹＱＫＱＰＳＫＱＴＹＫＡＦＡＳＡＣＥＰＲＲＱ
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配列番号１７：ＷＰ＿１００６３６４６６．１ 二機能性 ３－ヒドロキシデカノイル－ＡＣＰデヒドラターゼ／トランス－２－デセノイル－ＡＣＰイソメラーゼ
ＭＫＦＳＮＡＤＩＩＡＭＳＥＧＲＦＦＧＥＧＮＡＱＬＰＳＤＱＭＬＭＩＤＥＩＩＨＩＤＳＩＧＧＫＹＮＫＧＬＬＫＡＳＬＡＩＱＰＤＨＷＦＦＡＣＨＦＫＧＤＰＶＭＰＧＣＬＧＬＤＡＬＷＱＬＬＧＶＦＬＧＷＳＧＬＰＧＫＧＲＡＬＧＶＧＫＶＲＦＴ
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配列番号１８：ＰＲＯＫＫＡ＿０３９２７ ３－オキソアシル－［アシルキャリアタンパク質］シンターゼ１
ＭＲＲＶＶＶＴＧＬＧＩＶＳＣＬＧＮＤＫＥＳＶＬＮＳＬＲＥＧＱＳＧＩＲＦＡＥＤＹＫＥＨＧＦＲＳＨＶＣＧＲＩＤＬＤＡＥＳＩＤＲＫＩＲＲＦＭＧＤＡＡＴＹＡＹＶＳＭＱＱＡＩＬＤＳＧＬＴＥＤＱＶＳＮＩＲＴＧＬＶＡＧＳＧＧＡＳＡＫＮ
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配列番号１９：ＷＰ＿１００６３６８５５．１ オキシドレダクターゼＳＤＲ族
ＭＳＦＤＬＥＬＮＧＲＩＡＬＶＴＧＧＴＫＧＬＧＡＡＶＶＥＳＬＨＧＡＧＶＳＶＩＡＶＡＲＳＶＰＫＥＶＴＥＧＩＳＹＩＫＧＤＬＬＳＡＶＧＣＴＡＶＶＮＴＶＬＤＫＦＧＧＶＤＩＶＶＮＶＬＧＧＳＳＡＰＳＧＧＦＡＡＬＤＥＱＥＷＥＮＡＬＳＱＮ
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ＬＧＲＰＡＱＰＳＥＶＡＤＬＩＴＦＬＶＳＡＲＡＳＳＩＴＧＴＥＹＩＩＤＧＧＴＶＰＴＡ
配列番号２０：ＰＲＯＫＫＡ＿０３１６５ ３－ヒドロキシアシル－［アシルキャリアタンパク質］デヒドラターゼＦａｂＺ
ＭＭＤＶＮＥＩＲＱＹＬＰＨＲＹＰＦＬＬＶＤＲＩＶＥＩＮＬＮＤＳＩＩＡＹＫＮＶＴＩＮＥＰＦＦＮＧＨＦＰＮＨＰＶＭＰＧＶＬＩＩＥＡＭＡＱＡＡＧＶＬＧＦＫＴＭＧＫＫＰＥＤＧＳＩＹＹＦＶＧＶＤＮＡＲＦＫＲＰＶＶＰＧＤＲＬＱＬＥＡ
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配列番号２１：ＰＲＯＫＫＡ＿０２５４１ ４’－ホスホパンテイニルトランスフェラーゼｐｓｆ－１
ＭＤＹＮＬＧＳＳＶＶＬＴＩＡＦＳＫＫＡＦＰＩＤＣＴＬＤＤＳＥＫＫＲＡＳＭＦＲＦＥＨＬＲＥＱＹＩＦＡＨＡＦＫＲＲＩＬＳＨＹＦＰＦＲＫＡＳＥＷＹＦＡＱＴＳＳＧＫＰＦＩＫＥＧＩＡＦＮＬＳＨＳＴＳＳＶＡＶＡＬＶＥＳＴＤＫＳＡＶＧ
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好ましくは、菌株は、マリノモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ４である。
ＭＮＦＦＴＥＬＦＳＳＶＦＤＲＲＹＲＫＡＲＳＮＥＥＤＮＲＴＶＫＡＭＣＱＤＬＬＴＲＨＧＥＶＳＧＧＡＬＡＲＮＩＬＤＲＹＤＱＭＳＳＤＥＫＲＥＬＦＥＦＭＴＨＧＬＥＶＶＴＤＥＶＩＴＡＬＴＥＹＱＫＱＰＳＫＱＴＹＫＡＦＡＳＡＣＥＰＲＲＱ
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配列番号１７：ＷＰ＿１００６３６４６６．１ 二機能性 ３－ヒドロキシデカノイル－ＡＣＰデヒドラターゼ／トランス－２－デセノイル－ＡＣＰイソメラーゼ
ＭＫＦＳＮＡＤＩＩＡＭＳＥＧＲＦＦＧＥＧＮＡＱＬＰＳＤＱＭＬＭＩＤＥＩＩＨＩＤＳＩＧＧＫＹＮＫＧＬＬＫＡＳＬＡＩＱＰＤＨＷＦＦＡＣＨＦＫＧＤＰＶＭＰＧＣＬＧＬＤＡＬＷＱＬＬＧＶＦＬＧＷＳＧＬＰＧＫＧＲＡＬＧＶＧＫＶＲＦＴ
ＧＱＩＹＰＤＡＫＧＩＥＹＱＶＨＩＫＲＩＩＫＫＰＬＧＭＧＩＡＤＧＦＶＬＬＮＧＥＶＩＹＥＡＴＤＬＫＶＧＬＩＫＮ
配列番号１８：ＰＲＯＫＫＡ＿０３９２７ ３－オキソアシル－［アシルキャリアタンパク質］シンターゼ１
ＭＲＲＶＶＶＴＧＬＧＩＶＳＣＬＧＮＤＫＥＳＶＬＮＳＬＲＥＧＱＳＧＩＲＦＡＥＤＹＫＥＨＧＦＲＳＨＶＣＧＲＩＤＬＤＡＥＳＩＤＲＫＩＲＲＦＭＧＤＡＡＴＹＡＹＶＳＭＱＱＡＩＬＤＳＧＬＴＥＤＱＶＳＮＩＲＴＧＬＶＡＧＳＧＧＡＳＡＫＮ
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配列番号１９：ＷＰ＿１００６３６８５５．１ オキシドレダクターゼＳＤＲ族
ＭＳＦＤＬＥＬＮＧＲＩＡＬＶＴＧＧＴＫＧＬＧＡＡＶＶＥＳＬＨＧＡＧＶＳＶＩＡＶＡＲＳＶＰＫＥＶＴＥＧＩＳＹＩＫＧＤＬＬＳＡＶＧＣＴＡＶＶＮＴＶＬＤＫＦＧＧＶＤＩＶＶＮＶＬＧＧＳＳＡＰＳＧＧＦＡＡＬＤＥＱＥＷＥＮＡＬＳＱＮ
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ＬＧＲＰＡＱＰＳＥＶＡＤＬＩＴＦＬＶＳＡＲＡＳＳＩＴＧＴＥＹＩＩＤＧＧＴＶＰＴＡ
配列番号２０：ＰＲＯＫＫＡ＿０３１６５ ３－ヒドロキシアシル－［アシルキャリアタンパク質］デヒドラターゼＦａｂＺ
ＭＭＤＶＮＥＩＲＱＹＬＰＨＲＹＰＦＬＬＶＤＲＩＶＥＩＮＬＮＤＳＩＩＡＹＫＮＶＴＩＮＥＰＦＦＮＧＨＦＰＮＨＰＶＭＰＧＶＬＩＩＥＡＭＡＱＡＡＧＶＬＧＦＫＴＭＧＫＫＰＥＤＧＳＩＹＹＦＶＧＶＤＮＡＲＦＫＲＰＶＶＰＧＤＲＬＱＬＥＡ
ＫＩＩＡＥＫＲＧＩＷＫＦＥＣＲＡＴＶＤＧＱＬＡＣＳＡＴＩＭＣＡＤＲＫＩ
配列番号２１：ＰＲＯＫＫＡ＿０２５４１ ４’－ホスホパンテイニルトランスフェラーゼｐｓｆ－１
ＭＤＹＮＬＧＳＳＶＶＬＴＩＡＦＳＫＫＡＦＰＩＤＣＴＬＤＤＳＥＫＫＲＡＳＭＦＲＦＥＨＬＲＥＱＹＩＦＡＨＡＦＫＲＲＩＬＳＨＹＦＰＦＲＫＡＳＥＷＹＦＡＱＴＳＳＧＫＰＦＩＫＥＧＩＡＦＮＬＳＨＳＴＳＳＶＡＶＡＬＶＥＳＴＤＫＳＡＶＧ
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ＬＤＮＷＡＳＧＶＰＶＳＥＡＦＣＩ
好ましくは、菌株は、マリノモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ４である。
【0034】
好ましくは、バイオマテリアルは、バイオポリマー、バイオプラスチック、およびカロテノイドからなる群から選択される。
【0035】
より好ましくは、バイオポリマーは、パラフィン様多価不飽和炭化水素ポリマーであってもよい。
【0036】
好ましくは、食品廃棄物または食品プロセスからの廃棄物は、例えばグルコースおよび／またはフルクトースのような糖を含む食品廃棄物、または大豆油を含む食品廃棄物の廃油である。
【0037】
好ましくは、菌株は、マリノモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ４である。
【0038】
本発明のさらなる目的は、マリノモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ４、バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３、およびブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４からなる群から選択される少なくとも１つの菌株を、食品廃棄物を含む培地の存在下、培地中で最終生成物が得られるまで室温で培養するステップを含む、バイオマテリアルの生産プロセスを提供することである。
【0039】
好ましい実施形態において、バイオマテリアルの生産プロセスは、
（ａ）マリノモナスｅｆ１を２％ペプトンの存在下、室温で撹拌しながらプラトー段階まで培養させるステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）の最後に得られた培養物を海水で希釈し、食品廃棄物を加え、培地中でバイオマテリアルが得られるまで室温で撹拌しながらインキュベートするステップと、
（ｃ）ステップ（ｃ）の最後に得られた生成物を回収し、室温で洗浄するステップと、
（ｄ）油性の残留物を除去するための高温洗浄のステップと、
（ｅ）乾燥のステップと、
を含む。
（ａ）マリノモナスｅｆ１を２％ペプトンの存在下、室温で撹拌しながらプラトー段階まで培養させるステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）の最後に得られた培養物を海水で希釈し、食品廃棄物を加え、培地中でバイオマテリアルが得られるまで室温で撹拌しながらインキュベートするステップと、
（ｃ）ステップ（ｃ）の最後に得られた生成物を回収し、室温で洗浄するステップと、
（ｄ）油性の残留物を除去するための高温洗浄のステップと、
（ｅ）乾燥のステップと、
を含む。
【0040】
任意選択で、ステップ（ｃ）と（ｄ）は繰り返されてもよい。
【0041】
任意選択で、ステップ（ｅ）の後に、ステップ（ｆ）が実施されてもよい。ステップ（ｆ）では、生成物を極性溶媒に分散させ、その後遠心分離して上清を回収し、これを窒素雰囲気下で遠心分離して乾燥させ、粉末状の生成物を得ることができる。
【0042】
カロテノイドの合成を担う以下の分子がバチルスゲノムに存在する。
【0043】
配列番号２２：フィトエン・シンターゼ
ＭＶＤＶＱＴＡＬＫＩＣＥＥＴＩＱＴＨＳＫＴＦＹＲＡＦＳＭＬＰＫＫＫＲＱＡＶＷＡＶＹＳＦＣＲＲＡＤＤＩＶＤＥＳＰＳＰＫＥＥＬＡＳＦＱＥＡＦＮＲＦＬＱＧＥＶＤＲＤＤＰＭＷＶＡＬＥＹＴＦＱＱＦＲＭＤＥＳＰＦＲＤＬＬＲＧＱＥＭＤ
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配列番号２３：ジアポリコペン・オキシゲナーゼ
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カロテノイドの合成を担う以下の分子がブレブンディモナスゲノムに存在する。
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配列番号２３：ジアポリコペン・オキシゲナーゼ
ＭＫＫＶＩＩＩＧＧＧＬＧＧＬＳＡＡＩＲＬＱＳＲＧＦＱＶＴＩＬＥＫＥＡＳＬＧＧＫＬＱＲＹＱＡＳＧＹＳＦＤＬＧＰＳＴＩＴＭＫＡＹＦＥＥＶＦＴＳＣＨＲＲＭＥＤＹＶＴＦＹＰＩＦＰＬＴＫＮＶＦＳＤＧＨＴＶＥＦＴＰＤＩＥＱＭＥＳＱＩ
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カロテノイドの合成を担う以下の分子がブレブンディモナスゲノムに存在する。
【0044】
配列番号２４：フィトエン・シンターゼ
ＭＴＤＡＶＬＤＨＳＲＱＳＭＥＱＧＳＫＳＦＡＡＡＡＲＬＦＰＡＡＩＲＤＤＡＷＭＬＹＳＷＣＲＨＣＤＤＥＩＤＧＱＶＬＧＨＧＡＶＧＩＤＰＶＬＡＧＥＫＬＤＥＬＲＬＲＴＡＡＡＬＡＧＥＰＱＴＤＰＶＦＴＡＦＱＲＶＡＭＲＨＧＩＰＡＤＥＡＭＤ
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ＡＡＥＰＦＹＡＳＡＲＷＧＬＲＤＬＮＰＲＳＡＷＡＩＡＴＡＲＧＶＹＲＳＩＧＲＨＶＳＲＡＧＶＳＡＷＤＧＲＴＳＶＤＫＡＧＫＬＭＬＬＧＲＧＧＬＩＡＬＷＣＫＴＬＤＡＷＲＥＰＰＰＲＰＡＬＷＴＨＶ
配列番号２５：リコペン・シクラーゼ
ＭＶＧＧＧＬＡＮＧＬＬＡＬＲＬＳＱＬＲＰＤＬＤＶＲＩＶＥＡＡＱＴＬＧＧＶＨＴＷＳＦＦＤＳＤＬＴＱＡＱＲＤＷＩＡＰＬＶＶＨＲＷＰＧＹＳＶＲＦＰＱＦＫＲＡＬＳＴＰＹＣＳＶＴＡＥＲＦＡＡＶＶＥＡＡＬＰＧＫＶＭＬＧＡＰＶＡＳＶＳ
ＰＴＥＡＶＬＡＤＧＲＲＬＳＡＫＡＶＩＤＧＲＧＰＴＡＴＰＤＬＡＬＧＦＱＫＦＶＧＬＥＶＲＬＡＡＰＨＧＬＴＴＰＩＶＭＤＡＣＶＤＱＡＧＧＹＲＦＬＹＴＬＰＦＤＤＲＴＬＬＩＥＤＴＲＹＴＤＧＤＡＬＤＲＡＡＦＲＱＧＶＬＤＹＡＲＡＱＧＷＥ
ＩＥＴＩＦＲＥＥＤＧＶＬＰＶＡＬＤＧＤＩＧＡＨＬＳＲＭＧＰＴＡＬＳＧＬＲＡＧＬＦＨＰＴＴＧＹＳＬＰＤＡＶＲＬＡＤＲＬＶＲＤＦＥＰＡＴＶＡＥＤＩＲＲＨＡＨＤＶＷＡＧＲＧＦＹＲＬＬＮＲＭＬＦＲＡＡＲＰＤＥＲＹＫＶＬＥＲＦＹＲ
ＬＰＱＰＬＶＥＲＦＹＡＡＧＰＴＬＡＤＫＡＲＩＬＳＧＫＰＰＶＰＩＧＡＡＬＴＣＬＶＥＲＧＲＡ
配列番号２６：ゲラニルゲラニル二リン酸シンターゼ
ＭＡＩＶＧＩＲＲＱＰＰＬＡＤＡＳＣＤＰＤＤＬＲＬＱＶＱＡＨＬＡＥＶＡＰＡＨＧＧＬＬＳＴＡＡＲＥＡＬＬＧＱＧＫＲＶＲＰＶＬＡＭＬＡＡＡＨＶＧＧＤＰＥＤＡＬＤＹＡＣＡＬＥＭＶＨＡＡＳＬＶＬＤＤＬＰＣＭＤＤＡＳＬＲＲＧＱＰＴＬ
ＨＲＲＨＧＥＤＴＡＶＬＡＡＶＡＬＬＮＨＡＴＲＬＶＬＲＴＰＡＰＡＥＴＲＬＡＡＬＤＬＬＴＱＡＩＧＦＤＧＬＳＥＧＱＭＲＤＬＲＤＤＡＲＤＲＤＥＴＡＬＲＱＩＮＤＬＫＴＧＡＬＦＶＡＴＶＲＧＧＧＬＬＧＧＧＤＡＱＤＬＡＲＬＳＩＦＧＥＡＩ
ＧＦＡＦＱＬＣＤＤＬＬＤＶＣＳＴＶＤＡＶＧＫＤＶＧＱＤＤＤＴＴＴＦＶＤＬＷＧＥＣＲＴＲＡＡＶＲＱＳＬＡＫＡＶＥＡＶＧＨＤＳＰＬＡＬＹＶＬＤＬＦＱＱＡＥＬＧＶ
本発明のさらなる目的は、食品廃棄物からセルロースとカロテノイドを同時に生産するための、バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３および／またはブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４の使用を提供することである。
ＭＴＤＡＶＬＤＨＳＲＱＳＭＥＱＧＳＫＳＦＡＡＡＡＲＬＦＰＡＡＩＲＤＤＡＷＭＬＹＳＷＣＲＨＣＤＤＥＩＤＧＱＶＬＧＨＧＡＶＧＩＤＰＶＬＡＧＥＫＬＤＥＬＲＬＲＴＡＡＡＬＡＧＥＰＱＴＤＰＶＦＴＡＦＱＲＶＡＭＲＨＧＩＰＡＤＥＡＭＤ
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配列番号２５：リコペン・シクラーゼ
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配列番号２６：ゲラニルゲラニル二リン酸シンターゼ
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本発明のさらなる目的は、食品廃棄物からセルロースとカロテノイドを同時に生産するための、バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３および／またはブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４の使用を提供することである。
【0045】
本発明のさらなる目的は、バイオセルロースとカロテノイドの同時合成プロセスを提供することである。該プロセスは、
（ａ）バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３および／またはブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４を培地または栄養ブロス中で培養するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）の最後に得られた細菌を室温で撹拌しながらインキュベートするステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）の最後に得られた溶液を希釈し、食品廃棄物を加え、最終的なカロテノイドおよびセルロース生成物が得られるまでインキュベートするステップと、
を含む。
（ａ）バチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３および／またはブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４を培地または栄養ブロス中で培養するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）の最後に得られた細菌を室温で撹拌しながらインキュベートするステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）の最後に得られた溶液を希釈し、食品廃棄物を加え、最終的なカロテノイドおよびセルロース生成物が得られるまでインキュベートするステップと、
を含む。
【0046】
好ましくは、栄養ブロスは、ウシ抽出物（１ｇ／Ｌ）、ペプトン（５ｇ／Ｌ）、酵母エキス（２ｇ／Ｌ）、塩化ナトリウム（５ｇ／Ｌ）からなる。
【0047】
最終的なカロテノイド生成物は、黄色／オレンジ色の色素として示される。これは、２段階の遠心分離によって回収される。第１段階は、好ましくは、遠心分離において細菌を沈降させ、色素を含む上清を好ましくは１０００ｘｇで回収するためのものであり、第２段階は、好ましくは、微粒子を１００００ｘｇで回収するためのものである。
【0048】
後に生産されるセルロースは、培地中でフレーク状または球状のバイオセルロースとなる。
【0049】
好ましい実施形態において、バイオセルロースとカロテノイドを生産するためのプロセスは、静置培養条件下および撹拌下（後者は好ましくは１００ｒｐｍ）の両方で、細菌培養によりバイオセルロースが得られるまで、細菌の増殖に適した培地の存在下、室温でバチルスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２３および／またはブレブンディモナスｅｆ１ 受託番号ＤＰＳ ＲＥ ＲＳＣＩＣ ２４を撹拌しながらインキュベートするステップと、バイオセルロースを例えばスパチェラで回収するステップ、滅菌二重蒸留水で洗浄するステップと、バイオセルロースを８０℃でインキュベートして細菌を除去するステップと、滅菌二重蒸留水での洗浄を繰り返すステップと、を含む。
【実施例】
【0050】
バイオマテリアルを、以下のプロセスで生産した。
（ａ）マリノモナスｅｆ１の培養物を２％ペプトンの存在下、室温で撹拌しながらプラトー段階まで成長させた。
（ｂ）ステップ（ａ）の最後に得られた培養物を海水（５０％ｖｏｌ／ｖｏｌ）で希釈し、大豆油を全体の１％に等しい量で添加し、培地中に白い卵形の凝集体が得られるまで室温で撹拌しながらインキュベートした。
（ｃ）後者をスパチェラで回収し、滅菌蒸留水で洗浄するために遠心分離チューブに移した。
（ｄ）油性残留物を除去するために、試料を高温（約８０℃）の蒸留水で約５分間洗浄した。その後、液体を取り除き、試料を８０℃の新しい蒸留水で洗浄した。このプロセスを３回繰り返した。
（ｅ）その後、水相から分離した固体試料を不活性窒素雰囲気下で乾燥させた。
（ｆ）乾燥させた試料を絶対エタノール（約４０ｍｌ）に分散させ、均一な分散液が得られるまで超音波処理を行い、ＨＥＲＭＬＥ－Ｚ３２３Ｋ遠心分離機において１００００ｇで遠心分離し、白色の固体沈殿物を回収した。
（ｇ）その後、後者を不活性窒素雰囲気下で乾燥させた。
（ｈ）得られた固体の一部を、ＩＲ分析、元素分析、ＸＲＦ分析、およびＳＥＭ電子顕微鏡で分析した。
（ｉ）その後、得られた固体の一部をクロロホルム（約２ｍｌ）に溶解し、ろ過した溶液を元素分析ＣＮＭＲおよびＨＮＭＲで分析した。
（ａ）マリノモナスｅｆ１の培養物を２％ペプトンの存在下、室温で撹拌しながらプラトー段階まで成長させた。
（ｂ）ステップ（ａ）の最後に得られた培養物を海水（５０％ｖｏｌ／ｖｏｌ）で希釈し、大豆油を全体の１％に等しい量で添加し、培地中に白い卵形の凝集体が得られるまで室温で撹拌しながらインキュベートした。
（ｃ）後者をスパチェラで回収し、滅菌蒸留水で洗浄するために遠心分離チューブに移した。
（ｄ）油性残留物を除去するために、試料を高温（約８０℃）の蒸留水で約５分間洗浄した。その後、液体を取り除き、試料を８０℃の新しい蒸留水で洗浄した。このプロセスを３回繰り返した。
（ｅ）その後、水相から分離した固体試料を不活性窒素雰囲気下で乾燥させた。
（ｆ）乾燥させた試料を絶対エタノール（約４０ｍｌ）に分散させ、均一な分散液が得られるまで超音波処理を行い、ＨＥＲＭＬＥ－Ｚ３２３Ｋ遠心分離機において１００００ｇで遠心分離し、白色の固体沈殿物を回収した。
（ｇ）その後、後者を不活性窒素雰囲気下で乾燥させた。
（ｈ）得られた固体の一部を、ＩＲ分析、元素分析、ＸＲＦ分析、およびＳＥＭ電子顕微鏡で分析した。
（ｉ）その後、得られた固体の一部をクロロホルム（約２ｍｌ）に溶解し、ろ過した溶液を元素分析ＣＮＭＲおよびＨＮＭＲで分析した。
【0051】
元素分析の結果、この新しいバイオマテリアルは７２％のＣと１０．５％のＨから構成され、残りの１７．５％にはＸＲＦ分析で証明されたように臭素が含まれていた。
【0052】
ＸＲＦ分析の結果、臭素のシグナルは１３．９Ｋｅｖであった。
【0053】
ＩＲ分析の結果、２９１６ｃｍ－１～２８５０ｃｍ－１に存在する帯域からＣＨ２、ＣＨ３伸縮、３０１０ｃｍ－１に存在する帯域から＝Ｃ－Ｈ伸縮、１６００ｃｍ－１付近ではＣ＝Ｃ伸縮、１４２５ｃｍ－１ではＣ－Ｈシザリング、２つのバンド７１８ｃｍ－１および６９５ｃｍ－１ではＣ－Ｂｒ伸縮が示された。
【0054】
ＣＮＭＲ分析の結果、この新しいバイオマテリアルは基本構造が少なくとも２２の炭素原子から構成されていることがわかった。３５ｐｐｍのシグナルは臭素原子に結合した炭素に起因し、１２７ｐｐｍ～１３１ｐｐｍの範囲のシグナルはｓｐ２炭素に起因し、他の炭素は、その鎖内の炭素であった。２３ｐｐｍのシグナルは、重水素化クロロホルムＣＤＣｌ３に関連している。
【0055】
ＨＮＭＲ分析の結果、５．４ｐｐｍにｓｐ２炭素に起因するシグナルが存在し、２．８ｐｐｍのシグナルは臭素原子に近い炭素のプロトンに関連していることがわかった。
【0056】
ＳＥＭ分析の結果、リーフレットが重なり合ったラメラ構造が示された。
【0057】
寒天拡散試験の結果、シュードモナス菌株に対する抗生物質としての特性が示された。５ｍｇの材料で約５ｍｍの阻害ハローが生じていた。
【0058】
様々な分析の結果、得られた生成物はパラフィンに似た多価不飽和炭化水素であることが判明した。
【0059】
フルクトースの存在下でバイオセルロースを生産できる２つの菌株、すなわちブレブンディモナスｅｆ１およびバチルスｅｆ１が単離された。
【0060】
バイオセルロースを合成するために２つのプロセスを実施した。いずれの場合も、最初のステップは、細菌を培地または栄養ブロスで増殖させることを含む。
【0061】
栄養ブロスは以下の組成であった。
・ 肉エキス：１．０（ｇ／Ｌ）
・ ペプトン：５．０（ｇ／Ｌ）
・ 酵母エキス：２．０（ｇ／Ｌ）
・ 塩化ナトリウム：５．０（ｇ／Ｌ）
・ 最終ｐＨ：２５℃で６．８±０．２
肉エキスとペプトンは、アミノ酸、窒素、炭素、ビタミンおよびミネラルを提供し、生物の成長に役立つ。
・ 肉エキス：１．０（ｇ／Ｌ）
・ ペプトン：５．０（ｇ／Ｌ）
・ 酵母エキス：２．０（ｇ／Ｌ）
・ 塩化ナトリウム：５．０（ｇ／Ｌ）
・ 最終ｐＨ：２５℃で６．８±０．２
肉エキスとペプトンは、アミノ酸、窒素、炭素、ビタミンおよびミネラルを提供し、生物の成長に役立つ。
【0062】
酵母エキスは、ビタミン、特にビタミンＢ群の源である。塩化ナトリウムは、培地の浸透圧バランスを維持する。
【0063】
第２段階において、細菌を２２℃で２０００ｒｐｍの回転でインキュベートした。５５０ナノメートルで約２ＯＤの光学密度に到達した後、培養物を海水で希釈し（最終容量の５０％）、１．５％～２％のフルクトースを加え、２２℃で撹拌しながらさらにインキュベートした。
【0064】
第３段階において、２４時間後に黄色／オレンジ色の色素を生成した。この色素を以下２回の遠心分離で回収した。
・ １０００ｇの遠心分離で細菌を沈殿させ、色素を含む上清を回収した。
・ １００００ｇの遠心分離で微粒子を除去した。
・ １０００ｇの遠心分離で細菌を沈殿させ、色素を含む上清を回収した。
・ １００００ｇの遠心分離で微粒子を除去した。
【0065】
色素を含む水性部分を窒素雰囲気下で乾燥させ、絶対エタノール（約４０ｍｌ）に再分散させ、ＵＶ－ＶｉｓおよびＭＳで分析した。
【0066】
色素は、Ｂ－クリプトキサンチンとリコペン／Ｂ－カロチンの混合物であることがわかった。
【0067】
約１０日後、同じ培養物で、オレンジ色のフレークまたは球体を生産した。
【0068】
この培養物を８０℃でインキュベートして、細菌を取り除いた。
【0069】
フレークや球体からなる材料を回収し、滅菌二重蒸留水で洗浄し、４０℃のオーブンで乾燥させた。
【0070】
材料の乾燥部分をＦＴＩＲで分析した。
【0071】
その材料はバイオセルロースであることがわかった。
【0072】
バイオセルロースの乾燥部分を絶対エタノール（約４０ｍｌ）で処理し、色素を注した後、ＵＶ－ＶｉｓおよびＭＳで分析した。
【0073】
色素は、Ｂ－クリプトキサンチンとリコペン／Ｂ－カロチンの混合物であることがわかった。
【0074】
フルクトースからバイオセルロースを合成し、大豆油からバイオポリマーを合成することで、果物や油を含む食品廃棄物のリサイクルに道を開く。また、カロテノイドの共合成は、生産プロセスの最適化を可能にする。単一の基質から出発して、カロテノイドを含む美容マスクのような単一の用途に使用できる２つの生成物が得られる。
【0075】
【0076】
【配列表】
【国際調査報告】