(57)【要約】      （修正有）【課題】酵素的デンプン加水分解によって、安価なデンプン含有農業廃棄物、例えばキャッサバ・バガスおよびジャックフルーツ種子粉末から得た糖を、微生物の存在下で発酵させて、アルギニン含有発酵液を産生し、そして該液からアルギニンを回収する、発酵によってアルギニンを産生するためのプロセスを提供する。【解決手段】農業廃棄物をコリネバクテリウム・グルタミクムＡＴＣＣ  ２１８３１又はコリネバクテリウム・グルタミクムＡＴＣＣ  ２１４９３の少なくとも１つの存在下で発酵に供して、アルギニンを含有する発酵液を産生し；そして発酵液からアルギニンを回収する工程を含む、農業廃棄物の発酵によってアルギニンを作製する方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
農業廃棄物の発酵によってアルギニンを作製する方法であって：
農業廃棄物をコリネバクテリウム・グルタミクム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ  
ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ）ＡＴＣＣ  ２１８３１またはコリネバクテリウム・グルタミクム
ＡＴＣＣ  ２１４９３の少なくとも１つの存在下で発酵に供して、アルギニンを含有する
発酵液を産生し；そして
発酵液からアルギニンを回収する
工程を含む、前記方法。
【請求項２】
農業廃棄物が、キャッサバ（Ｃａｓｓａｖａ）・バガス、ジャックフルーツ（Ｊａｃｋ
ｆｒｕｉｔ）種子粉末、およびその混合物からなる群より選択される炭素供給源を含む
、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
農業廃棄物がデンプン糖化酵素でデンプン含有物質を加水分解することによって産生さ
れる炭素の供給源である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
炭素の供給源が、キャッサバ・バガス、ジャックフルーツ種子粉末、およびその混合物
の少なくとも１つを、デンプン糖化酵素で加水分解することによって産生される、請求項
２に記載の方法。
【請求項５】
発酵が好気性発酵である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
発酵を２０℃〜５０℃の範囲内の温度で行う、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
温度が３０℃〜３２℃である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
発酵を５〜８の範囲内のｐＨで行う、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ｐＨが６〜７である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
発酵を１２時間〜２週間の期間で行う、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
期間が２日間〜６日間である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
発酵中にラクタム抗生物質を添加する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
キャッサバ・バガス、ジャックフルーツ種子粉末、およびその混合物から選択されるデ
ンプン含有農業廃棄物からＬ−アルギニンを作製する方法であって：
農業廃棄物を酵素的に加水分解して、廃棄物を還元糖に変換し；
還元糖をコリネバクテリウム・グルタミクムＡＴＣＣ  ２１８３１またはコリネバクテ
リウム・グルタミクムＡＴＣＣ  ２１４９３の少なくとも１つの存在下で発酵させて、ア
ルギニンを含有する発酵液を産生し；そして
発酵液からアルギニンを回収する
工程を含む、前記方法。
【請求項１４】
農業廃棄物を酵素的に加水分解して、農業廃棄物の５５〜８５％を還元糖に変換する、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
発酵を２０℃〜５０℃の範囲内の温度で行う、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
温度が３０℃〜３２℃である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
発酵を５〜８の範囲内のｐＨで行う、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
ｐＨが６〜７である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
発酵を１２時間〜２週間の期間で行う、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
発酵プロセス中にラクタム抗生物質を添加する工程をさらに含む、請求項１３に記載の
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、発酵によってＬ−アルギニンを産生するためのバイオプロセスに関す
る。態様には、安価なデンプン含有農業廃棄物、例えばどちらもアジアおよびアフリカ諸
国で豊富なキャッサバ・バガスおよびジャックフルーツ種子粉末から、酵素デンプン加水
分解によって得られた還元糖が含まれる。デキストロースまたはスクロースのような高価
な合成炭素供給源を置換することによって、未精製糖供給源からアルギニンを産生するた
めに、プロセスを経済的にスケールアップすることも可能である。
【背景技術】
【０００２】
[0002]アミノ酸に対する市場の需要が増加していることから、学界および産業界は、効
率的にそして高い対費用効果でアミノ酸を産生する新規方法を開発してきた。この技術的
な競争によって、主に４つの方法、タンパク質加水分解物からの抽出、化学合成、酵素的
加水分解および発酵によるアミノ酸の製造が容易になってきた。経済的見地から、発酵は
産業的に実行可能であることが見出されており、そして高い産生収率が達成されていない
いくつかの場合を除いて、広く用いられている。この方法の経済性は、主に、炭素供給源
のコスト、発酵収率、精製収率およびすべてのプロセスにおける生産性に依存する。コリ
ネ型細菌によって産生されるアミノ酸に対する市場価値の増加によって、バイオプロセス
および下流のプロセシング技術には大きな発展が導かれた。これによって、生産性を増加
させ、そして生産コストを減少させる努力がなされてきた（Ｔｈｏｍａｓ  Ｈｅｒｍａｎ
ｎ，  “Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｍｉｎｏ  ａｃｉｄｓ
ｂｙ  ｃｏｒｙｎｅｆｏｒｍ  ｂａｃｔｅｒｉａ，”  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｉｏ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  １０４  １５５−１７２（２００３））。したがって、Ｌ−アル
ギニンの収率に対する影響を有するいかなる天然プロセスも産業実施に利用される需要が
ある。
【０００３】
[0003]Ｌ−アルギニンは条件付の必須アミノ酸であり、いってみれば個体の発育段階お
よび健康状態次第である。アルギニンはＴ細胞のアウトプットを増加させることによって
免疫系を刺激し、血管拡張、筋肉の健康状態の維持、体からのアンモニアの除去およびホ
ルモン放出を補助する。Ｌ−アルギニンは、慣用的に３つの方法によって製造されてきて
いる：（ｉ）タンパク質加水分解物からの抽出；（ｉｉ）化学合成；および（ｉｉｉ）酵
素的加水分解（Ｔａｋｉｓｈｉ  Ｕｔａｇａｗａ，  “Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａ
ｒｇｉｎｉｎｅ  ｂｙ  ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ，”  Ｊ．  Ｎｕｔｒ．  １３４：２
８５４Ｓ−２８５７Ｓ（２００４））。後に、Ｌ−アルギニンは、コリネバクテリウム属
（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ）およびブレビバクテリウム属（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔ
ｅｒｉｕｍ）の炭化水素同化性野生株によって少量産生可能であり（米国特許第３，２２
２，２５８号および第３，４４０，１４１号）、そしてその突然変異体株は、炭水化物か
らさらにより多い量を産生する（英国特許第１，２７８，９１７号）ことが見出された。
【０００４】
[0004]多様な微生物の制御性突然変異体の中でコリネバクテリウム・グルタミクムは、
より多量のＬ−アルギニン産生を示した（Ｈａｊｉｍｅ  Ｙｏｓｈｉｄａ，  Ｋａｚｕｍ
ｉ  ＡｒａｋｉおよびＫｉｙｏｓｈｉ  Ｎａｋａｙａｍａ，  “Ａｒｇｉｎｉｎｅ  Ｐｒ
ｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｂｙ  Ａｒｇｉｎｉｎｅ  Ａｎａｌｏｇ−ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｍｕ
ｔａｎｔｓ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ，”  Ａｇｒｉｃ．  Ｂｉｏｌ．  Ｃ
ｈｅｍ．，  ４５（４），  ９５９−９６３（１９８１））。いくつかの最も典型的なア
ルギニン産生突然変異体は、２−チアゾールアラニンに耐性の（米国特許第３，７２３，
２４９号および米国特許第３，８７８，０４４号）、そしてカナバニンに耐性の（米国特
許第３８４９２５０号；英国特許第１，３５１，５１８号）コリネバクテリウム属のもの
である。バチルス属（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）（米国特許第３，７３４，８２９号および米国
特許第４０８６１３７号、米国特許第４４３０４３０号）、およびエシェリキア属（Ｅｓ
ｃｈｅｒｉｃｈｉａ）（米国特許第４４３０４３０号、米国特許第６８９７０４８号）も
また、かなりの量でアルギニンを産生することが見出されている。
【０００５】
[0005]微生物発酵によるかなりの量のＬ−アルギニンの産生は、Ｋｉｓｕｍｉら，  “
Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｌ−Ａｒｇｉｎｉｎｅ  ｂｙ  Ａｒｇｉｎｉｎｅ  Ｈｙｄ
ｒｏｘａｍａｔｅ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｍｕｔａｎｔｓ  ｏｆ  Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓ
ｕｂｔｉｌｉｓ，”  Ａｐｐｌ．  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．  ２２，  ９８７（１９７１）
によって最初に報告された。酸素供給は、微生物による好気性アミノ酸産生に重要な影響
を有することが知られる（Ｔａｋｉｓｈｉ  Ｕｔａｇａｗａ，  “Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｏｆ  Ａｒｇｉｎｉｎｅ  ｂｙ  ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ，”  Ｊ．  Ｎｕｔｒ．  
１３４：２８５４Ｓ−２８５７Ｓ（２００４））。嫌気性条件下で増殖させると、しばし
ば、酢酸およびエタノールなどの毒性の副産物の形成が導かれ、これは次に、Ｌ−アルギ
ニン産生を非常に阻害する（Ｊ．  Ｇｏｎｇ，  Ｊ．  Ｄｉｎｇ，  Ｈ．  Ｈｕａｎｇ，
Ｑ．  Ｃｈｅｎ，  Ｋｉｎｅｔｉｃ  ｓｔｕｄｙ  ａｎｄ  ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ｏｎ  
Ｌ−ａｒｇｉｎｉｎｅ  ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ，  Ｃｈｉｎ．  Ｊ．  Ｂｉｏｔｅｃ
ｈ．  ９  （１）  ９−１８（ｌ９９３））。
【０００６】
[0006]キャッサバ（Ｍａｎｉｈｏｔ  ｅｓｃｕｌｅｎｔａ）・バガスは、カセイ菌（Ｌ
ａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｃａｓｅｉ）およびデルブリュッキ菌（Ｌａｃｔｏｂａｃｉ
ｌｌｕｓ  ｄｅｌｂｒｕｅｃｋｉｉ）によるＬ−（＋）−乳酸の産生に用いられてきてい
る（Ｒｏｊａｎ  Ｐ．  Ｊｏｈｎ，  Ｋ．  Ｍａｄｈａｖａｎ  Ｎａｍｐｏｏｔｈｉｒｉ
およびＡｓｈｏｋ  Ｐａｎｄｅｙ，  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎ
ｄ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  Ｖｏｌ  ３４，  ｐ  ２６３−２７２（２００６）
；  Ｒｏｊａｎ  Ｐ．  Ｊｏｈｎ，  Ｋ．  Ｍａｄｈａｖａｎ  Ｎａｍｐｏｏｔｈｉｒｉ
およびＡｓｈｏｋ  Ｐａｎｄｅｙ，  “Ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ  ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉ
ｏｎ  ｆｏｒ  Ｌ−ｌａｃｔｉｃ  ａｃｉｄ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ａｇｒ
ｏ  ｗａｓｔｅｓ  ｕｓｉｎｇ  Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｄｅｌｂｒｕｅｃｋｉｉ
，”  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏ１．４１  ｐ：７５９−７６３
（２００６））。キャッサバ・バガスはまた、ジベレリン酸の産生（Ａ．  Ｔｏｍａｓｉ
ｎｉ  １  ，  Ｃ．  ＦａｊａｒｄｏおよびＪ．  Ｂａｒｒｉｏｓ−Ｇｏｎｚａ’ｌｅｚ
，  “Ｇｉｂｂｅｒｅｌｌｉｃ  ａｃｉｄ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ｄｉｆ
ｆｅｒｅｎｔ  ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ  ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ，
”  Ｖｏｌ  １３．ｐ２０３−２０６（１９９７））、およびＳＳＦによるクエン酸の産
生（Ｆｌａｖｅｒａ  Ｃａｍａｒｇｏ  Ｐｒａｄｏ，  Ｌｕｃｉａｎａ  Ｐｏｒｔｏ  ｄ
ｅ  Ｓｏｕｚａ  ＶａｎｄｅｎｂｅｒｇｈｅおよびＣａｒｌｏｓ  Ｒｉｃａｒｄｏ  Ｓｏ
ｃｃｏｌ，  “Ｒｅｌａｔｉｏｎ  ｂｅｔｗｅｅｎ  Ｃｉｔｒｉｃ  Ａｃｉｄ  Ｐｒｏｄ
ｕｃｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｆｒｏｍ  
Ｃａｓｓａｖａ  Ｂａｇａｓｓｅ  ａｎｄ  Ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｓｐｅｒ
ｇｉｌｌｕｓ  ｎｉｇｅｒ  ＬＰＢ  Ｓｅｍｉ−Ｐｉｌｏｔ  Ｓｃａｌｅ，”  Ｂｒａｚ
ｉｌｉａｎ  ａｒｃｈｉｖｅｓ  ｏｆ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
，  Ｖｏ１．４８，  Ｓｐｅｃｉａｌ  ｎ．：  ｐｐ．２９−３６（２００５））にも用
いられた。近年、Ｕｂａｉｄらはガンマ・リノレン酸産生のための使用を報告した（Ｓｙ
ｅｄ  Ｕｂａｉｄら，  “Ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ  ｏｆ  γ−ｌｉｎｏｌｅｎｉｃ  ａｃ
ｉｄ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｌｉｐｄ  ｅｘｔｒａｃｔｅｄ  ｆｒｏｍ  Ｍｕｃｏｒ  ｚｙｃｈ
ａｅ  ＭＴＣＣ５４２０，”  Ｆｏｏｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ
ｌ，  Ｖｏｌｕｍｅ  ４２，  ｉｓｓｕｅ  ４，  Ｍａｙ  ２００９，  ４４９−４５３
ページ）。
【０００７】
[0007]同様に、ジャックフルーツ種子粉末は、色素の産生に（Ｓｕｍａｔｈｙ  Ｂａｂ
ｉｔｈａ，  Ｃａｒｌｏｓ  Ｒ．  ＳｏｃｃｏｌおよびＡｓｈｏｋ  Ｐａｎｄｅｙ，  “
Ｊａｃｋｆｒｕｉｔ  Ｓｅｅｄ  −Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ｆｏｒ  ｔｈ
ｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｏｎａｓｃｕｓ  Ｐｉｇｍｅｎｔｓ  ｔｈｒｏｕｇ
ｈ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ，”  Ｆｏｏｄ  Ｔｅｃｈｎｏ
ｌ．  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，  ４４（４）４６５−４７１（２００６））、そしてポリ
ヒドロキシ酪酸の産生に（Ｒａｍａｄａｓ  ＮＶ，  Ｓｏｃｃｏｌ  ＣＲ，  Ｐａｎｄｅ
ｙ  Ａ  Ａｐｐｌ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，  “Ａ  Ｓｔａｔｉｓｔｉ
ｃａｌ  Ａｐｐｒｏａｃｈ  ｆｏｒ  Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｈｙｄ
ｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｐｈａ
ｅｒｉｃｕｓ  ＮＣＩＭ  ５１４９  ｕｎｄｅｒ  Ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ  Ｆｅｒｍｅｎｔ
ａｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｄｅｓｉｇｎ，”  Ａ
ｐｐｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．（２００９））用いられてきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第３，２２２，２５８号
【特許文献２】米国特許第３，４４０，１４１号
【特許文献３】英国特許第１，２７８，９１７号
【特許文献４】米国特許第３，７２３，２４９号
【特許文献５】米国特許第３，８７８，０４４号
【特許文献６】米国特許第３８４９２５０号
【特許文献７】英国特許第１，３５１，５１８号
【特許文献８】米国特許第３，７３４，８２９号
【特許文献９】米国特許第４０８６１３７号
【特許文献１０】米国特許第４４３０４３０号
【特許文献１１】米国特許第６８９７０４８号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｔｈｏｍａｓ  Ｈｅｒｍａｎｎ，  “Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｍｉｎｏ  ａｃｉｄｓ  ｂｙ  ｃｏｒｙｎｅｆｏｒｍ  ｂａｃｔｅｒｉａ，”  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  １０４  １５５−１７２（２００３）
【非特許文献２】Ｔａｋｉｓｈｉ  Ｕｔａｇａｗａ，  “Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｒｇｉｎｉｎｅ  ｂｙ  ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ，”  Ｊ．  Ｎｕｔｒ．  １３４：２８５４Ｓ−２８５７Ｓ（２００４）
【非特許文献３】Ｈａｊｉｍｅ  Ｙｏｓｈｉｄａ，  Ｋａｚｕｍｉ  ＡｒａｋｉおよびＫｉｙｏｓｈｉ  Ｎａｋａｙａｍａ，  “Ａｒｇｉｎｉｎｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｂｙ  Ａｒｇｉｎｉｎｅ  Ａｎａｌｏｇ−ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｍｕｔａｎｔｓ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ，”  Ａｇｒｉｃ．  Ｂｉｏｌ．  Ｃｈｅｍ．，  ４５（４），  ９５９−９６３（１９８１）
【非特許文献４】Ｋｉｓｕｍｉら，  “Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｌ−Ａｒｇｉｎｉｎｅ  ｂｙ  Ａｒｇｉｎｉｎｅ  Ｈｙｄｒｏｘａｍａｔｅ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｍｕｔａｎｔｓ  ｏｆ  Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ，”  Ａｐｐｌ．  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．  ２２，  ９８７（１９７１）
【非特許文献５】Ｊ．  Ｇｏｎｇ，  Ｊ．  Ｄｉｎｇ，  Ｈ．  Ｈｕａｎｇ，  Ｑ．  Ｃｈｅｎ，  Ｋｉｎｅｔｉｃ  ｓｔｕｄｙ  ａｎｄ  ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ｏｎ  Ｌ−ａｒｇｉｎｉｎｅ  ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ，  Ｃｈｉｎ．  Ｊ．  Ｂｉｏｔｅｃｈ．  ９  （１）  ９−１８（ｌ９９３）
【非特許文献６】Ｒｏｊａｎ  Ｐ．  Ｊｏｈｎ，  Ｋ．  Ｍａｄｈａｖａｎ  ＮａｍｐｏｏｔｈｉｒｉおよびＡｓｈｏｋ  Ｐａｎｄｅｙ，  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  Ｖｏｌ  ３４，  ｐ  ２６３−２７２（２００６）
【非特許文献７】Ｒｏｊａｎ  Ｐ．  Ｊｏｈｎ，  Ｋ．  Ｍａｄｈａｖａｎ  ＮａｍｐｏｏｔｈｉｒｉおよびＡｓｈｏｋ  Ｐａｎｄｅｙ，  “Ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ  ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｌ−ｌａｃｔｉｃ  ａｃｉｄ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ａｇｒｏ  ｗａｓｔｅｓ  ｕｓｉｎｇ  Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｄｅｌｂｒｕｅｃｋｉｉ，”  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏ１．４１  ｐ：７５９−７６３（２００６）
【非特許文献８】Ａ．  Ｔｏｍａｓｉｎｉ  １  ，  Ｃ．  ＦａｊａｒｄｏおよびＪ．  Ｂａｒｒｉｏｓ−Ｇｏｎｚａ’ｌｅｚ，  “Ｇｉｂｂｅｒｅｌｌｉｃ  ａｃｉｄ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ  ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ，”  Ｖｏｌ  １３．ｐ２０３−２０６（１９９７）
【非特許文献９】Ｆｌａｖｅｒａ  Ｃａｍａｒｇｏ  Ｐｒａｄｏ，  Ｌｕｃｉａｎａ  Ｐｏｒｔｏ  ｄｅ  Ｓｏｕｚａ  ＶａｎｄｅｎｂｅｒｇｈｅおよびＣａｒｌｏｓ  Ｒｉｃａｒｄｏ  Ｓｏｃｃｏｌ，  “Ｒｅｌａｔｉｏｎ  ｂｅｔｗｅｅｎ  Ｃｉｔｒｉｃ  Ａｃｉｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｆｒｏｍ  Ｃａｓｓａｖａ  Ｂａｇａｓｓｅ  ａｎｄ  Ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｎｉｇｅｒ  ＬＰＢ  Ｓｅｍｉ−Ｐｉｌｏｔ  Ｓｃａｌｅ，”  Ｂｒａｚｉｌｉａｎ  ａｒｃｈｉｖｅｓ  ｏｆ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  Ｖｏ１．４８，  Ｓｐｅｃｉａｌ  ｎ．：  ｐｐ．２９−３６（２００５）
【非特許文献１０】Ｓｙｅｄ  Ｕｂａｉｄら，  “Ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ  ｏｆ  γ−ｌｉｎｏｌｅｎｉｃ  ａｃｉｄ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｌｉｐｄ  ｅｘｔｒａｃｔｅｄ  ｆｒｏｍ  Ｍｕｃｏｒ  ｚｙｃｈａｅ  ＭＴＣＣ５４２０，”  Ｆｏｏｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，  Ｖｏｌｕｍｅ  ４２，  ｉｓｓｕｅ  ４，  Ｍａｙ  ２００９，  ４４９−４５３ページ
【非特許文献１１】Ｓｕｍａｔｈｙ  Ｂａｂｉｔｈａ，  Ｃａｒｌｏｓ  Ｒ．  ＳｏｃｃｏｌおよびＡｓｈｏｋ  Ｐａｎｄｅｙ，  “Ｊａｃｋｆｒｕｉｔ  Ｓｅｅｄ  −Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｏｎａｓｃｕｓ  Ｐｉｇｍｅｎｔｓ  ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ，”  Ｆｏｏｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，  ４４（４）４６５−４７１（２００６）
【非特許文献１２】Ｒａｍａｄａｓ  ＮＶ，  Ｓｏｃｃｏｌ  ＣＲ，  Ｐａｎｄｅｙ  Ａ  Ａｐｐｌ  Ｂｉｏｃｈｅｍ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，  “Ａ  Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ａｐｐｒｏａｃｈ  ｆｏｒ  Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｐｈａｅｒｉｃｕｓ  ＮＣＩＭ  ５１４９  ｕｎｄｅｒ  Ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ  Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｄｅｓｉｇｎ，”  Ａｐｐｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．（２００９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
[0008]アルギニンの現存する発酵プロセスの不都合な点のいくつかには、例えば、野生
型Ｃ．グルタミクムが多量に産生可能であるようなグルタミン酸の場合とは異なり、アル
ギニンを産生可能な野生型培養が欠如していることが含まれる。また、アルギニンを産生
可能な栄養要求性突然変異体を産生することも困難であり、そしてアルギニン産生に適し
た株の改善のための遺伝子操作に関する必要性がある。さらに、アルギニンを産生する産
生コストは、唯一の炭素供給源として純粋グルコースを使用するため比較的高い。したが
って、利用可能な株を用いて収量を増進させる安価な代替法が望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
[0009]以下の詳述は、特に、本発明の性質および本発明を実行する方式を記載し、そし
て確認する。「コリネバクテリウム・グルタミクムを用いて、アルギニンのようなアミノ
酸を産生するために、主な炭素供給源として以前は試されなかったジャックフルーツ種子
粉末またはキャッサバ・バガスのようにデンプン質である農業残渣物質の加水分解物を含
有する産生培地を用いた、Ｌ−アルギニンの微生物産生」。
【００１２】
[00010]本発明の態様の特徴は、純粋な糖を置換するため、その地域で入手可能な農業
廃棄物から作製される加水分解物を利用して、アミノ酸産生が可能なコリネバクテリウム
・グルタミクム株を増殖させることである。本発明の態様のさらなる特徴は、主な炭素供
給源として農業廃棄物の加水分解物を用い、そしてコリネバクテリウム・グルタミクムの
存在下で炭素供給源を発酵させて、Ｌ−アルギニンを産生するのに適したバイオプロセス
を発展させることである。本発明の態様のさらなる特徴は、発酵後、発酵液からアルギニ
ンを精製することである。
【００１３】
[00011]１つの態様の特徴にしたがって、農業廃棄物の発酵によってアルギニンを作製
する方法であって、農業廃棄物をコリネバクテリウム・グルタミクムＡＴＣＣ  ２１８３
１またはコリネバクテリウム・グルタミクムＡＴＣＣ  ２１４９３の少なくとも１つの存
在下で発酵に供して、アルギニンを含有する発酵液を産生し、そして発酵液からアルギニ
ンを回収する工程を含む、前記方法を提供する。
【００１４】
[00012]１つの態様の別の特徴にしたがって、キャッサバ・バガス、ジャックフルーツ
種子粉末、およびその混合物から選択される、デンプン含有農業廃棄物からＬ−アルギニ
ンを作製する方法であって、農業廃棄物の５５〜８５％、好ましくは６０％〜７５％、そ
してさらにより好ましくは６５〜６８％が還元糖に変換されるように、農業廃棄物を酵素
的に加水分解して；還元糖（好ましくは唯一の炭素供給源として）をコリネバクテリウム
・グルタミクムＡＴＣＣ  ２１８３１またはコリネバクテリウム・グルタミクムＡＴＣＣ
２１４９３の少なくとも１つの存在下で発酵させて、アルギニンを含有する発酵液を産
生し、そして該発酵液からアルギニンを回収する工程を含む、前記方法を提供する。
【００１５】
[00013]本発明のこれらのおよび他の特徴および利点は、以下の詳細な説明から容易に
明らかであろう。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
[00014]以下の定義および限定されないガイドラインは、本明細書に示す本発明の説明
を概観する際に考慮されなければならない。見出し（例えば「背景」および「概要」）、
および小見出し（例えば「組成物」および「方法」）は、本明細書において、本発明の開
示内のトピックスの一般的な構成のためのみに意図され、そして本発明の開示またはその
いかなる側面も限定するようには意図されない。特に、「背景」に開示する主題には、本
発明の範囲内の技術の側面が含まれてもよく、そして先行技術の記述を構成しなくてもよ
い。「概要」に開示される主題は、本発明の全範囲またはその任意の態様の包括的または
完全な開示ではない。本明細書のセクション内の特定の有用性を有するとしての（例えば
「活性」または「キャリアー」成分であるとしての）物質の分類または考察は、便宜のた
めに行われており、そして物質が、任意の所定の組成で用いられた際に、本明細書の分類
にしたがって、必ずまたは単独で機能するとの推定を引き出してはならない。
【００１７】
[00015]本明細書における参考文献の引用は、これらの参考文献が先行技術であるかま
たは本明細書に開示する本発明の特許性に何らかの関連性を有することの承認を構成しな
い。序論に引用する参考文献の内容のいかなる考察も、単に、該参考文献の著者らによっ
てなされた主張の一般的な要約を提供すると意図され、そしてこうした参考文献の内容の
正確さに関する承認を構成しない。
【００１８】
[00016]説明および特定の実施例は、本発明の態様を示しつつ、例示目的のためにのみ
意図され、そして本発明の範囲を限定することは意図されない。さらに、言及する特徴を
有する多数の態様の列挙は、さらなる特徴を有する他の態様または言及する特徴の異なる
組み合わせを取り込む他の態様を排除することは意図されない。本発明の組成物および方
法をどのように作製し、そして使用するかを例示する目的のため、特定の例を提供し、そ
して明らかに別に言及しない限り、こうした例は、本発明の所定の態様が作製または試験
されているかまたはいないことの表明であるとは意図されない。
【００１９】
[00017]本明細書において、単語「好ましい」および「好ましくは」は、特定の環境下
で特定の利益を提供する、本発明の態様を指す。しかし、同じまたは他の環境下で、他の
態様もまた好ましい可能性もある。さらに、１またはそれより多い好ましい態様の列挙は
、他の態様が有用でないことを暗示せず、そして他の態様を本発明の範囲から排除するこ
とは意図されない。さらに、組成物および方法は、本明細書記載の要素を含むか、該要素
から本質的になるか、または該要素からなることも可能である。
【００２０】
[00018]本明細書全体で、範囲は、該範囲内にあるあらゆる値を記載するための省略表
現として用いられる。範囲内のいかなる値を範囲の末端として選択してもよい。さらに、
本明細書に引用するすべての参考文献は、その全体が本明細書に援用される。本開示中の
定義および引用される参考文献の定義が対立する場合、本開示が統制する。
【００２１】
[00019]別に明記しない限り、ここにおよび明細書の別の箇所に示されるすべてのパー
セントおよび量は、重量パーセントを指すと理解しなければならない。提供する量は、物
質の活性重量に基づく。本明細書において、特定の値の列挙は、構成要素のそれぞれの量
、または態様の他の特徴に言及していても、測定における誤差を考慮するため、その値に
ある度合いの可変性をプラスまたはマイナスしたものを示すよう意図される。例えば、当
業者によって認識されそして理解されるであろう測定における誤差の度合いを考慮して、
１０％の量は９．５％または１０．５％を含むことも可能である。
【００２２】
[00020]表現「農業廃棄物」は、農業製品のプロセシングから生じるいかなる廃棄物も
示す。多様な型の農業廃棄物が、例えば、ＰＲＯＤＵＣＴＳ  ＦＲＯＭ  ＷＡＳＴＥ（Ｉ
ＮＤＵＳＴＲＩＡＬ  ＡＮＤ  ＡＧＲＯ  ＷＡＳＴＥ），  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔ
ｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，  （２００３）；  Ｇａ
ｒｃｉａ−Ｒｅｙｅｓ  Ｒｅｆｕｇｉｏら，  “Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｇ
ｒｏ−ｗａｓｔｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ  ｍａｉｎ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ（ｈｅｍｉｃｅ
ｌｌｕｌｏｓｅｓ，  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ，  ａｎｄ  ｌｉｇｎｉｎ）  ｔｏ  ｔｈｅ  
ｒｅｍｏｖａｌ  ｏｆ  ｃｈｒｏｍｉｕｍ（ＩＩＩ）  ｆｒｏｍ  ａｑｕｅｏｕｓ  ｓｏ
ｌｕｔｉｏｎ，”  Ｊ．  ｏｆ  Ｃｈｅｍ．  Ｔｅｃｈ．  ＆  Ｂｉｏｔｅｃｈ．，  Ｖ
ｏｌ．  ８４，  Ｎｏ．  １０，  １５２２−１５３８（Ｏｃｔ．  １０，  ２００９）
に記載されている。好ましい態様において、農業廃棄物には、バガス、セルロース、リグ
ニン、ヘミセルロース、種子粉末、キャッサバ・バガス、またはジャックフルーツ種子粉
末が含まれる。
【００２３】
[00021]本発明には、農業廃棄物の発酵によってアルギニンを作製する方法であって、
農業廃棄物をコリネバクテリウム・グルタミクム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｇ
ｌｕｔａｍｉｃｕｍ）ＡＴＣＣ  ２１８３１またはコリネバクテリウム・グルタミクムＡ
ＴＣＣ  ２１４９３の少なくとも１つの存在下、好ましくは２０℃〜５０℃の範囲内の温
度および５〜８の範囲内のｐＨで、１２時間〜２週間の期間、発酵に供して、アルギニン
を含有する発酵液を産生し、そして該発酵液からアルギニンを回収する工程を含む、前記
方法が含まれる。
【００２４】
[00022]多様な微生物代謝産物、例えば酵素、乳酸のような有機酸、色素のための主な
炭素供給源としての農業廃棄物の使用が報告された。いかなる理論にも束縛されることは
意図しないが、本発明者らは、こうした安価な未加工物質からのアミノ酸の産生のための
バイオテクノロジープロセスをさらに改善して、化学的に得るプロセスと競合するように
することが可能であると考えている。例えば、本発明者らは、デンプン含量が多く、そし
て多様なバイオプロセスで以前使用されて成功してきたことを考慮して、２つの物質、ジ
ャックフルーツおよびキャッサバ・バガスを選択した。
【００２５】
[00023]ジャックフルーツ（Ａｒｔｏｃａｒｐｕｓ  ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌｕｓ）は
、アジアで成長する、最も人気があるトロピカルフルーツの１つである。木になるフルー
ツすべての中で最大のジャックフルーツは、単一の果実中に１００〜３００の種子を含有
する。種子は、総果実質量のほぼ１０〜１５％を構成し、そして高い炭水化物およびタン
パク質含量を有する（Ｓ．  Ｋｕｍａｒ，  Ａ．Ｂ．  Ｓｉｎｇｈ，  Ａ．Ｂ．  Ａｂｉ
ｄｉ，  Ｒ．Ｇ．  Ｕｐａｄｈｙａｙ，  Ａ．  Ｓｉｎｇｈ，，  “Ｐｒｏｘｉｍａｔｅ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｊａｃｋｆｒｕｉｔ  ｓｅｅｄｓ，”  Ｊ．Ｆｏｏｄ
Ｓｃｉ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  ２５  １４１−１５２（１９８８））。
【００２６】
[00024]種子は通常、廃棄されるか、あるいは蒸してそしてスナックとして食べられる
かまたは何らかの地方料理に用いられる。種子を乾燥させ、そして粉末にして、ジャック
フルーツ種子粉末または粉を得る。デンプン加水分解後の粉から得られる糖は、有機化合
物の発酵産生において有効に使用可能である。ジャックフルーツ種子デンプンは、修飾デ
ンプンと比較して、より狭いゼラチン化温度範囲を有し、そしてより低いゼラチン化エネ
ルギーしか必要とせず、これは次に、デンプン加水分解のコストを減少させる。ジャック
フルーツの物理化学的特性を以下の表１に記載する。
【００２７】
表１：ジャックフルーツ種子の物理化学的組成
【００２８】
【表１】
2015198662.tif 000002
【００２９】
出典：Ｉｂｉｒｏｎｋｅ  Ａｄｅｔｏｌｕ  Ａｊａｙｉ，  “Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ
ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｍ
ｉｎｅｒａｌ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ｃｏｎｔｅｎｔ  ｏｆ  Ａｒｔｏｃａｒｐｕｓ  ｈｅｔ
ｅｒｏｐｈｙｌｌｕｓ  ａｎｄ  Ｔｒｅｃｕｌｉａ  ｆｒｉｃａｎａ  ｓｅｅｄｓ  ａｎ
ｄ
ｓｅｅｄ  ｏｉｌｓ，”  Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  Ｖｏｌ  
９９（１１），  ５１２５−５１２９（２００７）
[00025]キャッサバ（Ｍａｎｉｈｏｔ  ｅｓｃｕｌｅｎｔａ  Ｃｒａｎｚ）は熱帯の根
菜作物であり、熱帯において、イネおよびトウモロコシに次ぐ、３番目に重要なカロリー
供給源である。キャッサバは世界の主食作物の中で４番目にランク付けされ、そして８億
を超える人々に消費されている（Ｅｌｋｈｏｌｙ  Ｈ，  Ｅｌｔａｎｔａｗｙ  Ａ，  “
Ｔｈｅ  ｗｏｒｌｄ  ｏｆ  ｃａｓｓａｖａ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ：  ａｎ  ｏｖｅｒ
ｖｉｅｗ，”  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｒｏｏｔ  Ｃｒｏｐｓ，  ２６：  １−５（２０
００））。キャッサバ塊茎の産業プロセシングは主に、粉およびデンプンを単離するため
に行われ、これによってさらに液体および固形の残渣が生じる（粉のためのプロセシング
によって固形残渣が生じ、一方、デンプンのためのプロセシングによって、さらに液体の
残渣が生じる）。固形残渣には、茶色い皮、内部の皮、利用不能な根、バガスおよび粉の
くずが含まれ、このうちバガスが主な残渣である。新鮮な塊茎を約２５０〜３００ｔプロ
セシングすると、約２８０ｔの湿ったキャッサバ・バガスが生じる。キャッサバ・バガス
は、繊維性の根の物質を構成し、そして物理的にプロセスが実行不能なデンプンを含有す
る。プロセシング条件が劣っていることから、キャッサバ・バガスにはさらにより高い濃
度のデンプンが生じうる。キャッサバ・バガスの物理化学組成を以下の表２に示す。
【００３０】
表２：キャッサバ・バガスの物理化学組成
【００３１】
【表２】
2015198662.tif 000003
【００３２】
出典：Ｐａｎｄｅｙ  Ａ．，  Ｓｏｃｃｏｌ  Ｃ．Ｒ．，  Ｎｉｇａｍ  Ｐ．，  Ｓｏ
ｃｃｏｌ  Ｖ  Ｔ，  Ｖａｎｄｅｎｂｅｒｇｈｅ  ＬＰＳ，  Ｍｏｈａｎ  Ｒ，  “Ｂｉ
ｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｏｆ  ａｇｒｏ−ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ
ｒｅｓｉｄｕｅｓ，  ＩＩ：  ｃａｓｓａｖａ  ｂａｇａｓｓｅ，  Ｂｉｏｒｅｓｏｕ
ｒｃｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ７４：８１−８７（２０００）。
【００３３】
[00026]上述のような農業廃棄物を、単独で、または組み合わせて、微生物の存在下で
発酵させて、アルギンを含有する混合物を産生し、そして次いで、場合によって混合物か
らアルギニンを分離することによって、アルギニン、好ましくはＬ−アルギニンを産生す
ることも可能である。適切な微生物には、ブレビバクテリウム・ラクトフェルメンツム（
Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｌａｃｔｏｆｅｒｍｅｎｔｕｍ）ＡＴＣＣ  ２１７９８
、ブレビバクテリウム・ラクトフェルメンツムＡＴＣＣ  ２１７９９、ブレビバクテリウ
ム・ラクトフェルメンツムＡＴＣＣ  ２１８００、ブレビバクテリウム・ラクトフェルメ
ンツムＡＴＣＣ  ２１８０１、ブレビバクテリウム・ラクトフェルメンツムＡＴＣＣ  ２
１０８６、ブレビバクテリウム・フラブム（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｆｌａｖｕ
ｍ）ＡＴＣＣ  ２１４７５、ブレビバクテリウム・フラブムＡＴＣＣ  ２１１２７、ブレ
ビバクテリウム・フラブムＡＴＣＣ  ２１１２８、ブレビバクテリウム・フラブムＡＴＣ
Ｃ  ２１１２９、ブレビバクテリウム・フラブムＡＴＣＣ  ２１４７４、ブレビバクテリ
ウム・フラブムＡＴＣＣ  ２１４９３、ブレビバクテリウム・フラブムＡＴＣＣ  ２１４
０６、ブレビバクテリウム・フラブムＡＴＣＣ  ２１６０５、ブレビバクテリウム・アモ
ニアゲネス（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ａｍｍｏｎｉａｇｅｎｅｓ）ＡＴＣＣ  １
９３５５、コリネバクテリウム・アセトアシドフィルム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕ
ｍ  ａｃｅｔｏａｃｉｄｏｐｈｉｌｕｍ）ＡＴＣＣ  ２１４７６、コリネバクテリウム・
アセトアシドフィルムＡＴＣＣ  ２１４０７、コリネバクテリウム・グルタミクムＡＴＣ
Ｃ  ２１８３１、コリネバクテリウム・グルタミクムＡＴＣＣ  １３２８６、コリネバク
テリウム・グルタミクムＡＴＣＣ  ２１６５９、コリネバクテリウム・グルタミクムＡＴ
ＣＣ  ２１３３９、コリネバクテリウム・アセトグルタミクム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅ
ｒｉｕｍ  ａｃｅｔｏｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ）ＡＴＣＣ  ２１４９１、およびその混合物
からなる群より選択されるものが含まれる。
【００３４】
[00027]本発明で使用するのに好ましい微生物は、コリネバクテリウム・グルタミクム
の突然変異体株、特に、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションのコリネバクテ
リウム・グルタミクムＡＴＣＣ  ２１８３１（米国特許第３８４９２５０号、該特許の開
示は本明細書にその全体が取り込まれる）およびコリネバクテリウム・グルタミクムＡＴ
ＣＣ  ２１４９３（ブレビバクテリウム・フラブムＡＴＣＣ  ２１４９３）（米国特許第
５１９６３２６号、該特許の開示は本明細書にその全体が取り込まれる）アルギニン類似
体耐性突然変異体である。培養は好ましくはＬＢＧ培地（グルコースを補充したＬｕｒｉ
ａ  Ｂｅｒｔａｎｉブロス）であり、そして２週ごとに継代培養される。
【００３５】
[00028]本発明において、使用する培地が、好ましい量の炭素供給源、窒素供給源、無
機塩、および用いる株の増殖に必要な少量の無機栄養素で構成される天然培地であること
が好ましい。本発明において好ましい炭素供給源には、グルコースまたは任意のデンプン
含有物質のデンプン加水分解物、好ましくは適切なデンプン糖化酵素を用いた酵素的加水
分解によって得られるキャッサバ・バガスまたはジャックフルーツ種子粉末が含まれる。
デンプン糖化酵素は当該技術分野に知られる。適切なデンプン糖化酵素には、例えば、Ｓ
ａｓａｋｉら，  “Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ  ｆｏｒ
Ｒａｗ  Ｓｔａｒｃｈ  Ｓａｃｃｈａｒｉｆｙｉｎｇ  Ｅｎｚｙｍｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔ
ｉｏｎ，”  Ａｇｒｉｃ．  Ｂｉｏｌ．  Ｃｈｅｍ．，  ５０（６），  １６６１−１６
６４（１９８６）、Ａｃｈｉら，  “Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｒａｗ  ｓｔａ
ｒｃｈ  ｓａｃｃｈａｒｉｆｙｉｎｇ  ａｍｙｌｓａｓｅ  ｂｙ  Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ａ
ｌｖｅｉ  ｇｒｏｗｎ  ｏｎ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ  ｓｕｂ
ｓｔｒａｔｅｓ，”  Ｗｏｒｌｄ  Ｊ．  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．  Ａｎｄ  Ｂｉｏｔｅｃ
ｈ．，  ８，  ２０６−２０７（１９９１）に記載されるものが含まれる。これらには、
例えば、アミラーゼ、グルコアミラーゼ、プルラナーゼ、コルチシウム・ロルフシー（Ｃ
ｏｒｔｉｃｉｕｍ  ｒｏｌｆｓｉｉ）ＡＨＵ  ９６２７等が含まれる。本明細書に提供す
るガイドラインにしたがって、当該技術分野に周知の技術を用いて、加水分解プロセスを
各物質に対して最適化することも可能である。好ましい態様において、キャッサバ・バガ
スおよび／またはジャックフルーツ種子粉末のデンプン加水分解物の発酵は、同じ発酵微
生物を用いた、純粋な糖、例えばデキストロースの発酵よりも収量が高い。
【００３６】
[00029]窒素供給源として、塩化アンモニウムのような無機窒素塩、およびＮｚアミン
、カゼイン加水分解物、トウモロコシ浸出液などの他の慣用的な有機窒素供給源が使用可
能である。好ましくは、リン酸一水素カリウム、リン酸二水素カリウム、硫酸マグネシウ
ム、硫酸第一鉄、硫酸第一マンガン、炭酸カルシウム等の無機塩が使用可能である。ビオ
チンおよびサイアミンのような微量の多様な物質もまた、本発明に使用される株が必要と
する場合はいつでも添加可能である。
【００３７】
[00030]好ましくは培養は、攪拌または振盪によって生じる好気性条件において行われ
る。例えば、細胞の実験室規模での培養は、適切な攪拌を加えながら、回転振盪装置中に
浸した条件下で、２５０ｍｌエルレンマイヤー・フラスコ中で実行可能である。当業者は
、商業量のアルギニンを産生するため、プロセスを拡大することが可能であろう。インキ
ュベーションのための温度は、２０℃〜５０℃以内、より好ましくは２５℃〜４０℃、さ
らにより好ましくは２７℃〜３６℃、そして最も好ましくは３０℃〜３２℃であってもよ
い。発酵のｐＨは、４〜９、好ましくは５〜８、より好ましくは５．５〜７．５、さらに
より好ましくは６〜７の範囲内であり、そして最も好ましくはｐＨはほぼ中性に維持され
る。アミノ酸流動を増進するため、ペニシリンのようなベータ・ラクタム抗生物質の低レ
ベル（１〜５単位）の補充が好ましい。通常、発酵は、培養条件および最初の糖のレベル
に応じて、十分な量のアルギニンを集積させるため、１２時間〜２週間の期間、好ましく
は１日間〜１０日間、そして最も好ましくは２〜６日間続く。
【００３８】
[00031]発酵後、例えばイオン交換樹脂処理または沈殿などの慣用的方法により、微生
物細胞および任意の他の沈殿物を除去することによって、発酵液に存在するアルギニンを
分離してもよい。ＴＬＣによって培養ブロス（発酵液）中に集積したアルギニンの定性的
決定を達成し、そして塩化ダンシル誘導体化後にＨＰＬＣによって定量化を達成してもよ
い。Ａｍｂｅｒｌｉｔｅなどの強力な酸性陽イオン交換樹脂で、アルギニンの部分精製お
よび回収を規準化してもよい。
【００３９】
[00032]一般の当業者は、本明細書に記載するプロセスはまた、さらなるアミノ酸、例
えばグルタミン酸、および他の塩基性Ｌ−アミノ酸または酸性Ｌ−アミノ鎖、例えばリジ
ンも産生可能であることを認識するであろう。
【００４０】
[00033]本発明を一般的に記載してきたが、例示の目的のために本明細書に提供する特
定の実施例を参照すると、さらなる理解が得られうる。
【実施例】
【００４１】
実施例１：
[00034]コリネバクテリウム・グルタミクムＡＴＣＣ８３１の１８時間の接種材料を、
６％デキストロースに同等のジャックフルーツ種子粉末加水分解物、０．０５％  Ｋ２Ｈ
ＯＰ４、０．０５％  ＫＨ２ＰＯ４、３％  （ＮＨ４）２ＳＯ４、０．０２５％  ＭｇＳ
Ｏ４．７Ｈ２Ｏ、０．００１％  ＦｅＳＯ４．７Ｈ２Ｏ、０．００１％  ＭｎＳＯ４．４
Ｈ２Ｏ、０．５％  Ｎｚ−アミン、５０μｇ／ｌビオチン、２ｍｇ／ｌサイアミン、５０
０μｌトウモロコシ浸出液、および２％  ＣａＣＯ３を含有する組成物を含む発酵培地中
に接種した。ｐＨを中性に維持した。攪拌しながら３２℃で総計１２０時間インキュベー
ションを行うと、２．２７ｍｇ／ｍｌの最終アルギニン集積を生じた。１２０時間の期間
全体で産生されるアルギニンの量を、２４時間、４８時間、７２時間、９６時間、および
１２０時間の間隔で測定した。以下の表３に結果を示す：
表３．ジャックフルーツ種子加水分解物におけるＣ．グルタミクムＡＴＣＣ  ２１８３
１によるアルギニン産生
【００４２】
【表３】
2015198662.tif 000004
【００４３】
実施例２：
[00035]０．５％デキストロース、０．５％塩化ナトリウム、０．５％酵母エキス、０
．５％ペプトン、０．２％カゼイン酵素加水分解物で構成される培地中、コリネバクテリ
ウム・グルタミクム（ＡＴＣＣ  ２１８３１）のＬ−アルギニン産生突然変異体株を、振
盪しながら１８時間培養して、発酵のためのシード培養物を得た。発酵培地（２５ｍｌ）
を２５０ｍｌエルレンマイヤー・フラスコ中に分配し、５％のシード培養物を接種し、そ
して回転振盪装置中、３２℃でインキュベーションした。発酵培地は、８％デキストロー
スに同等なキャッサバ・バガス加水分解物、０．０５％  Ｋ２ＨＯＰ４、０．０５％  Ｋ
Ｈ２ＰＯ４、３％  （ＮＨ４）２ＳＯ４、０．０２５％  ＭｇＳＯ４．７Ｈ２Ｏ、０．０
０１％ＦｅＳＯ４．７Ｈ２Ｏ、０．００１％  ＭｎＳＯ４．４Ｈ２Ｏ、０．５％  Ｎｚ−
アミン、５０μｇ／ｌビオチン、２ｍｇ／ｌサイアミン、５００μｌトウモロコシ浸出液
、２％ＣａＣＯ３で構成された。ｐＨを中性に調整した。インキュベーション経過中、発
酵培地中にラクタム抗生物質を補った。インキュベーション４８時間後、発酵液中に集積
するＬ−アルギニンの量は１．６３ｍｇ／ｍｌであり、これはＬ−アルギニンの最大濃度
に相当した。１２０時間の期間全体で産生されるアルギニンの量を、２４時間、４８時間
、７２時間、９６時間、および１２０時間の間隔で測定した。以下の表４に結果を示す。
【００４４】
表４．キャッサバ・バガス加水分解物におけるＣ．グルタミクムＡＴＣＣ  ２１８３１
によるアルギニン産生
【００４５】
【表４】
2015198662.tif 000005
【００４６】
実施例３：
[00036]コリネバクテリウム・グルタミクムの突然変異体株、特にコリネバクテリウム
・グルタミクムＡＴＣＣ２１４９３を用いた液内発酵によってＬ−アルギニンを産生する
ため、０．５％デキストロース、０．５％塩化ナトリウム、０．５％酵母エキス、０．５
％ペプトン、０．２％カゼイン酵素加水分解物で構成される培地中、３０℃で１８時間振
盪することによって、接種物を調製した。こうして得た５％の接種物を発酵培地の２５ｍ
ｌバッチにトランスファーする。上述の前記発酵培地は、６％デキストロースに同等のジ
ャックフルーツ種子粉末加水分解物、０．０５％  Ｋ２ＨＯＰ４、０．０５％  ＫＨ２Ｐ
Ｏ４、３％  （ＮＨ４）２ＳＯ４、０．０２５％  ＭｇＳＯ４．７Ｈ２Ｏ、０．００１％
ＦｅＳＯ４．７Ｈ２Ｏ、０．００１％  ＭｎＳＯ４．４Ｈ２Ｏ、０．５％  Ｎｚ−アミ
ン、５０μｇ／ｌビオチン、２ｍｇ／ｌサイアミン、５００μｌトウモロコシ浸出液、お
よび２％  ＣａＣＯ３で構成される水性天然培地である。
【００４７】
[00037]発酵を３２℃で９６時間行った。接種の最初の段階で、ラクタム抗生物質を補
充した。９６時間インキュベーションした後、最大１．９３ｍｇ／ｍｌのＬ−アルギニン
が発酵液中に集積した。１２０時間の期間全体で産生されるアルギニンの量を、２４時間
、４８時間、７２時間、９６時間、および１２０時間の間隔で測定した。以下の表５に結
果を示す。
【００４８】
表５．ジャックフルーツ種子加水分解物におけるＣ．グルタミクムＡＴＣＣ  ２１４９
３によるアルギニン産生
【００４９】
【表５】
2015198662.tif 000006
【００５０】
実施例４：
以下の表６は、株に関して言及した定義される条件下で、そして実施例１および２に上
述するように、異なる産生培地中でＣ．グルタミクムＡＴＣＣ２１８３１を用いた発酵に
よって産生されたＬ−アルギニンの最大産生の比較を示す。本発明者らは、驚くべきこと
に、アルギニンの産生が、純粋デキストロースを炭素供給源として用いる通常の培地に比
較して、加水分解物に基づく培地中でより高いことを発見した。
【００５１】
表６．異なる培地中のＣ．グルタミクムＡＴＣＣ  ２１８３１によるＬ−アルギニンの
産生
【００５２】
【表６】
2015198662.tif 000007
【００５３】
[00038]本明細書記載の態様は、アルギニン産生に関するユニークな利点、ならびに純
粋な炭素供給源、例えばデキストロースからの収量に比較した際、安価な農業廃棄物から
のアルギニンの予期されぬほど優れた収量を提供する。１つの利点は、キャッサバ・バガ
スまたはジャックフルーツ種子のような農業残渣廃棄物の使用またはリサイクリングであ
り、こうした廃棄物は、そうでなければ利用されないままでありそして／または廃棄され
るであろう。別の利点は、発酵目的のためのデキストロースのような高価な精製糖の使用
を減少させる代替法の使用である。さらに別の利点は、より高価なデキストロース培地に
比較した際の、加水分解物に基づく培地における、アルギニンの比較的多量の産生である
。
【００５４】
[00039]本発明は、例示的実施例に言及して上述されているが、本発明が、開示する態
様に限定されないことが理解されるものとする。明細書を読んだ際に当業者に思い浮かぶ
代替法および修飾もまた、本発明の範囲内であり、該範囲は、付随する請求項に定義され
る。
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月26日(2015.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
農業廃棄物の発酵によってアルギニンを作製する方法であって：
農業廃棄物をコリネバクテリウム・グルタミクム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ）ＡＴＣＣ  ２１８３１またはコリネバクテリウム・グルタミクムＡＴＣＣ  ２１４９３の少なくとも１つの存在下で発酵に供して、アルギニンを含有する発酵液を産生し；そして
発酵液からアルギニンを回収する
工程を含む、前記方法。
【外国語明細書】
2015198662000001.pdf