(57)【要約】【課題】本発明の目的は、メタンから効率的にアミノ酸を生産する方法を提供することである。【解決手段】下記工程（ｉ）及び（ｉｉ）を連続的に或いは同時に行い、メタンからアミノ酸を生産する：（ｉ）メタン資化細菌を用いてメタンからメタノールを生産する工程、及び（ｉｉ）メタノール資化細菌を用いて工程（ｉ）で得られたメタノールからアミノ酸を生産する工程。【選択図】なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記工程（ｉ）及び（ｉｉ）を連続的に或いは同時に行う、メタンからアミノ酸を生産する方法：
（ｉ）メタン資化細菌を用いてメタンからメタノールを生産する工程、及び
（ｉｉ）メタノール資化細菌を用いて工程（ｉ）で得られたメタノールからアミノ酸を生産する工程。
【請求項２】
下記工程（ｉ）及び（ｉｉ）を連続的に行う、請求項１に記載のメタンからアミノ酸を生産する方法：
（ｉ）メタン資化細菌を用いてメタンからメタノールを生産する工程、及び
（ｉｉ）メタノール資化細菌を用いて工程（ｉ）で得られたメタノールからアミノ酸を生産する工程。
【請求項３】
下記▲１▼から▲５▼の工程を含有する、請求項１又は２に記載のメタンからアミノ酸を生産する方法：
▲１▼  メタンを通気供給しながら、メタン資化細菌を培養する工程、
▲２▼  上記工程▲１▼で得られた培養液から菌体と培養上清に分離する工程、
▲３▼  上記工程▲２▼で得られた培養上清を培地として、メタノール資化細菌を培養する工程、
▲４▼  上記工程▲３▼で得られた培養液から菌体と培養上清に分離する工程、及び
▲５▼  上記工程▲４▼で得られた培養上清からアミノ酸を回収し、生じた廃液を上記工程▲１▼で再利用する工程。
【請求項４】
メタン資化細菌が５０℃以上の温度で生育するメタン資化細菌である、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
メタン資化細菌がメチルカルダム属（Ｍｅｔｈｙｌｏｃａｌｄｕｍ）に属する細菌である、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
メタン資化細菌が寄託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−１８６４５として入手される細菌である、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
メタン資化細菌培養槽及びメタノール資化細菌培養装置、或いはメタン資化細菌及びメタノール資化細菌の混合培養槽を含有するアミノ酸製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アミノ酸を生産する方法に関する。より詳細には、微生物を用いて、メタンからアミノ酸を効率的に生産する方法に関する。更に、本発明はアミノ酸製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
我々が健康な日常生活を送るためには、２０種類のアミノ酸をバランスよく摂取することが必要である。しかし、現代生活において、いくつかのアミノ酸は摂取が難しく、そのため栄養バランスを崩しがちである。今日では、このように不足しがちなアミノ酸を配合した補充食品（サプリメント）が普及し、不足しがちなアミノ酸の補充手段となっている。
【０００３】
一方、グリシン以外のアミノ酸は光学異性体を持ち、Ｄ体とＬ体が存在するが，タンパク質構成単位をはじめとして自然界に存在するアミノ酸のほとんどはＬ−アミノ酸であり、食品として使用されるアミノ酸もＬ体である。化学的な合成方法では、このように食品として有用であるＬ−アミノ酸のみを合成することは困難であるため、通常、食品用のアミノ酸には微生物により生産されたものを利用している。
【０００４】
かかる微生物によるアミノ酸生産において、微生物の培養には、通常廃糖蜜等の安価な炭素源を利用しているが、その場合、供給量、供給価格が不安定であること、運搬費用がかかること、使用後に多様な廃棄物が発生する等の問題点がある。そこで、安易に入手できる炭素源としてメタノールを用い、併せて微生物としてメタノール資化細菌を利用して、アミノ酸を合成する研究がなされている（例えば特許文献１参照。）。しかしながら、このメタノールは、メタンに大量のエネルギーを投入して触媒変換で生産されているため価格が高いという問題点がある。
【０００５】
そこで、発電や都市ガスとして大量に供給されているメタンを用いて、直接アミノ酸生産をすることができれば、一層安価にアミノ酸を生産できることが期待される。しかしながら、メタンを炭素源として生育するメタン資化細菌は一般に培養が難しく、これまでに、アミノ酸を大量に生産する菌株の育種は行われていない。また、メタン資化細菌はメタンをメタノールに酸化することができるが、メタン資化細菌は通常メタノール生産活性よりもメタノール資化活性の方が高いため、生産されたメタノールは全量酸化されてホルムアルデヒドになってしまい、メタノールとして回収・利用することはできないという問題点もある（例えば非特許文献１参照。）。
【０００６】
このような従来技術を背景として、地球上に豊富に存在するメタンから効率的にアミノ酸を生産する技術の開発が望まれていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１１３１９６号公報
【０００８】
【非特許文献１】
ハンソン等（Ｈａｎｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ）、「マイクロバイオロジカルレビュー（Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗｓ）」、アメリカ、１９９６年６月、第６０巻、第２号、ｐ．４３９−４７１
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、上記のような従来の問題を解決することである。より詳細には、本発明は、メタンから効率的にアミノ酸を生産する方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明者は研究を重ね、以下の知見を見出した。すなわち、
メタンを炭素源として利用できる微生物であるメタン資化細菌は、通常メタンをメタノールに酸化した後、直ちにこのメタノールをホルムアルデヒドに酸化し、細胞構成成分やエネルギー源として利用するため、メタノールを得ることはできない。ところが、ある種のメタン資化細菌は、メタノールを酸化する速度がメタノールを生産する速度に比べて遅いため、生育培地中にメタノールを分泌する。
そこで、このメタノールをメタノール資化細菌に供給することにより、メタンから安定してアミノ酸を生産することができる。
【００１１】
前記知見に基づき、さらに検討を加え、本発明では以下の各項のアミノ酸を生産する方法を提供する。
項１．  下記工程（ｉ）及び（ｉｉ）を連続的に或いは同時に行う、メタンからアミノ酸を生産する方法：
（ｉ）メタン資化細菌を用いてメタンからメタノールを生産する工程、及び
（ｉｉ）メタノール資化細菌を用いて工程（ｉ）で得られたメタノールからアミノ酸を生産する工程。
項２．  下記工程（ｉ）及び（ｉｉ）を連続的に行う、項１に記載のメタンからアミノ酸を生産する方法：
（ｉ）メタン資化細菌を用いてメタンからメタノールを生産する工程、及び
（ｉｉ）メタノール資化細菌を用いて工程（ｉ）で得られたメタノールからアミノ酸を生産する工程。
項３．  下記▲１▼から▲５▼の工程を含有する、項１又は２に記載のメタンからアミノ酸を生産する方法：
▲１▼  メタンを通気供給しながら、メタン資化細菌を培養する工程、
▲２▼  上記工程▲１▼で得られた培養液から菌体と培養上清に分離する工程、
▲３▼  上記工程▲２▼で得られた培養上清を培地として、メタノール資化細菌を培養する工程、
▲４▼  上記工程▲３▼で得られた培養液から菌体と培養上清に分離する工程、及び
▲５▼  上記工程▲４▼で得られた培養上清からアミノ酸を回収し、生じた廃液を上記工程▲１▼で再利用する工程。
項４．  メタン資化細菌が５０℃以上の温度で生育するメタン資化細菌である、項１乃至３のいずれかに記載の方法。
項５．  メタン資化細菌がメチルカルダム属（Ｍｅｔｈｙｌｏｃａｌｄｕｍ）に属する細菌である、項１乃至４のいずれかに記載の方法。
項６．  メタン資化細菌が寄託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−１８６４５として入手される細菌である、項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【００１２】
更に、本発明は、下記のアミノ酸製造装置を提供する。
項７．  メタン資化細菌培養槽及びメタノール資化細菌培養装置、或いはメタン資化細菌及びメタノール資化細菌の混合培養槽を含有するアミノ酸製造装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のアミノ酸を生産する方法は、（ｉ）メタン資化細菌を用いてメタンからメタノールを生産する工程、及び（ｉｉ）メタノール資化細菌を用いて工程（ｉ）で得られたメタノールからアミノ酸を生産する工程、を連続的に或いは同時に行うことを特徴とするものである。
【００１４】
工程（ｉ）で用いるメタン資化細菌は、メタンを資化してメタノールを蓄積できるものであれば、特に制限されない。
【００１５】
このようにメタノールを蓄積できるメタン資化細菌としては、一例として、メタノールデヒドロゲナーゼ活性（以下、ＭＤＨ活性という。）に対するメタンモノオキシゲナーゼ活性（以下、ＭＭＯ活性という。）の比率が高いという特性を備えているメタン資化細菌を挙げることができる。
【００１６】
ここで、ＭＤＨ活性に対するＭＭＯ活性の比率は、例えば以下の方法で測定することができる。メタンと酸素（若しくは空気）を１：５の割合で混合した気体を充填した７０ｍｌ密閉容器中にメタン資化細菌（乾燥菌体重量で０．１ｍｇ／ｍｌの濃度の該細菌含有培地を３０ｍｌ）を入れて目的の温度条件下で３０分間、振とうする。次いで、減少したメタンの量（モル）（以下、該値をＸとする。）及び培地中に存在するメタノールの量（モル）（以下、該値をＹとする。）を測定する。得られた測定値から、Ｘ／（Ｘ−Ｙ）の値（以下、該算出値をＭＭＯ／ＭＤＨ比という。）を算出する。
【００１７】
工程（ｉ）で用いるメタン資化細菌として、例えば、ＭＭＯ／ＭＤＨ比が１より大きいもの、好ましくは５以上、更に好ましくは１０以上のものを挙げることができる。また、当該ＭＭＯ／ＭＤＨ比の上限は、特に制限されない。
【００１８】
また、工程（ｉ）で用いるメタン資化細菌は、特定の条件下において、メタノール生産能が高いものであれば、その特定条件下においてメタノールの生産が可能となるので、他の条件下では該生産能が可逆的に変動するものであってもよい。
特に、高温条件、高ｐＨ，低ｐＨ、高塩濃度等の過酷な条件下で穏和な条件下に比べて、ＭＤＨ活性に対するＭＭＯ活性の比率が可逆的に高くなるメタン資化細菌を好適に使用することができる。かかるメタン資化細菌は、穏和な条件下ではメタノール生産に要する還元力を補充し、上記過酷条件下ではメタノールの効率的生産を行うことができるので、過酷な条件と穏和な条件を繰り返すことにより、効率的かつ継続的にメタノールの生産が可能となる点で有利である。ここでいう過酷な条件とは、例えば、高温条件としては、通常３０〜１００℃程度、特に５０〜７０℃程度、さらに特に６０〜６５℃程度；過酷なｐＨ条件としては、通常７〜１０程度、特に８〜９程度の高ｐＨ条件又は通常４〜７程度、特に５〜６程度の低ｐＨ条件；及び過酷な塩濃度条件としては、通常１〜１００ｇ／ｌ程度、特に１０〜５０ｇ／ｌ程度の条件を挙げることができる。かかるメタン資化細菌の一例として、このような過酷な条件下で、ＭＭＯ／ＭＤＨ比が１より大きいもの、好ましくは５以上、更に更に好ましくは１０以上であるメタン資化細菌を挙げることができる。また、ここでいう温和な条件とは、メタン資化細菌の生存至適条件を含む生存に適した条件であり、生存至適温度±１０℃（好ましくは±５℃、より好ましくは±１℃）以内の温度、生存至適ｐＨ±２（好ましくは±１、より好ましくは±０．２）以内のｐＨ、生存至適塩濃度±１０ｇ／ｌ以内の塩濃度の条件が挙げられる。
【００１９】
また、経済性の観点からは、工程（ｉ）で用いるメタン資化細菌として、５０℃程度以上で生育可能な好熱性のメタン資化細菌が好ましい。炭素源としてメタンを通気供給しながら、培養槽中に培地の供給及び培養液の抜き取りを行うことによってメタン資化細菌を培養する場合、５０℃程度以上で生育可能なメタン資化細菌を使用することにより、メタン酸化反応に伴う発熱量が培養液の培養温度保持に要する熱量として相殺されるため、効率的な培養が可能となる。また、かかる好熱性のメタン資化細菌を使用することにより、この高温の培養液をメタノール資化細菌培養槽へ投入できるので、メタノール資化細菌培養槽内の自然放熱による温度降下の緩和に寄与できる点でも有利である。
【００２０】
このようなメタン資化細菌は、例えば、温泉等のメタンが低濃度で存在している高温環境から分離することができる。このようにメタンが低濃度で存在する環境下には、低濃度のメタンを有効に利用できるようにＭＭＯ活性が高められているメタン資化細菌が存在していると考えられるため、メタノールを蓄積できるメタン資化細菌が得られる確率が高い。
【００２１】
また、本発明に使用できるメタン資化細菌は、従来公知のメタン資化細菌を変異処理することによっても得ることもできる。例えば、メタン資化細菌のうち温度感受性細菌は、従来公知のメタン資化細菌をニトロソグアニジン等の変異剤で処理した後に、平板培地上に菌液を塗布し、例えば５０〜６０℃程度で培養してコロニーを形成させた後、平板培地上にナフタレン溶液を噴霧し、培養温度を例えば６０〜６５℃程度に上昇させて培養を続け、温度シフトにより周囲が赤変するコロニーを選択することによっても得ることができる。従来公知のメタン資化細菌としては、例えばメチロカルダム（Ｍｅｔｈｙｌｏｃａｌｄｕｍ）属、メチロサーマス（Ｍｅｔｈｙｌｏｔｈｅｒｍｕｓ）属、メチロモナス（Ｍｅｔｈｙｌｏｍｏｎａｓ）属、メチロバクター（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒ）属、メチロコッカス（Ｍｅｔｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ）属、メチロシナス（Ｍｅｔｈｙｌｏｓｉｎｕｓ）属、メチロシスチス（Ｍｅｔｈｙｌｏｃｙｓｔｉｓ）属に属する細菌を挙げることができる。
【００２２】
本発明に使用できるメタン資化細菌として、好ましくは産業技術総合研究所特許生物寄託センターに寄託番号ＦＥＲＭ  Ｐ−１８６４５として寄託されている微生物（メチロカルダム属Ｔ−０２５株（Ｍｅｔｈｙｌｏｃａｌｄｕｍ  ｓｐ．  Ｔ−０２５））を例示することができる。
【００２３】
尚、上記メタン資化細菌は、該細菌の回収・再利用の簡便化の観点から、該細菌を微生物固定に使用される各種担体に固定化したものであってもよい。
【００２４】
一方、工程（ｉｉ）で用いるメタノール資化細菌は、メタノールを炭素源として生育可能であるものであれば、特に制限されない。メタノール資化細菌は、メタノールからアミノ酸を産生することができる。本発明で使用できるメタノール資化細菌として、例えばバチラス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属、メチロバチラス（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｉｌｌｕｓ）属、メチロモナス（Ｍｅｔｈｙｌｏｍｏｎａｓ）属、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属、アルソバクター（Ａｒｔｈｏｂａｃｔｅｒ）属、メチロバクテリウム（Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｉｕｍ）属、メタノモナス（Ｍｅｔｈａｎｏｍｏｎａｓ）属、メチロファーガ（Ｍｅｔｈｙｌｏｐｈａｇａ）属、メタノロバス（Ｍｅｔｈａｎｏｌｏｖｏｒｕｓ）属、メチロフィラス（Ｍｅｔｈｙｌｏｐｈｉｌｕｓ）属に属する細菌を例示することができる。
【００２５】
当該メタノール資化細菌は、土壌、堆肥、湖沼等の自然界から分離された野生株であってもよいが、生産されたアミノ酸の回収の容易さ及び生産性の観点からは、特定のアミノ酸を分泌するよう育種された細菌であることが好ましい。具体的には、特定のアミノ酸を培養液中の濃度で通常５倍程度、より好ましくは３０倍程度に分泌するよう育種された細菌であることが望ましい。特に、通常食品中の含有割合が低く、摂取不足に陥りやすいリジン、アルギニン、スレオニン、セリン、ファニルアラニン、グルタミン酸等のアミノ酸を大量に分泌するよう育種された細菌であることが特に好ましい。尚、該メタノール資化細菌は、主として単一のアミノ酸を生産するものであってもよいし、また２以上のアミノ酸を生産するものであってもよい。また、このようなメタノール資化細菌は、菌株分譲機関から入手することもできる。
【００２６】
尚、上記メタノール資化細菌として、該細菌の回収・再利用の簡便化の観点から、該細菌を微生物固定に使用される各種担体に固定化したものを使用することもできる。
【００２７】
本発明のアミノ酸を生産する方法は、上記メタン資化細菌を用いてメタンからメタノールを生産する工程（工程（ｉ））及び上記メタノール資化細菌を用いて工程（ｉ）で得られたメタノールからアミノ酸を生産する工程（工程（ｉｉ））を有するものである。本発明において、かかる工程（ｉ）及び（ｉｉ）は、各々独立して連続的に行ってもよく、また同一培養槽内で同時に行うこともできる。以下、工程（ｉ）及び（ｉｉ）について、各々独立して連続的に行う場合（Ｉ）と同時に行う場合（ＩＩ）に分けて詳述する。
【００２８】
（Ｉ）  工程（ｉ）及び（ｉｉ）を連続的に行う場合
まず、上記メタン資化細菌を用いてメタンからメタノールの生産を行う（工程（ｉ））。
【００２９】
かかるメタノールを生産する方法は、特に制限されない。一例として、培養槽に培地及び上記メタン資化細菌を加え、メタンと空気の混合ガスを供給しながら培養を行う方法（以下、培養法ということもある。）を挙げることができる。
【００３０】
ここで、メタン資化細菌を培養する培養槽としては、通常の微生物培養槽に、メタンと空気の混合ガスを培養液中に供給装置或いは供給機構を備えているものが例示される。
【００３１】
メタン資化細菌の培養に使用する培地は、微生物の生育に通常必要とされる窒素、リン、硫黄、カリウム、マグネシウム、一定量の銅イオン、鉄イオン、その他対象メタン資化細菌に特有の微量元素を含む無機塩培地を用いることができ、合成培養液、天然培養液のいずれであってもよい。尚、培養中にメタンが供給されるため、その他の炭素源の添加は必須ではない。又、本培地として、本発明の実施により生じた廃水、即ち最終のアミノ酸回収後の培養上清液を再利用することもできる。
【００３２】
メタン資化細菌の培養液中に供給する混合ガス中のメタン濃度は、通常１〜８０容量％、好ましくは５〜５０容量％、更に好ましくは２０容量％程度である。メタンは、その採取源については特に限定されず、例えば天然ガス田から産出されるメタン、液化天然ガス中のメタン、都市ガス中のメタン、廃水・廃棄物等のメタン発酵により得られるメタン等を使用できる。また、混合ガスは、空気の代わりに酸素を混合したものでもよい。
【００３３】
上記混合ガスの供給速度は、培養槽の大きさ、深さ、ガス中のメタンの混合割合、ガス分散の方法、培養温度、メタン資化細菌のメタン（および酸素）利用速度等に応じて、適宜設定すればよい。一例として、１Ｌの培養液に対して、１日当たり供給ガス量が０．１〜１０Ｌ、好ましくは０．２〜５Ｌ、更に好ましくは０．４〜２Ｌとなる混合ガスの供給速度を挙げることができる。
【００３４】
培養液中にガスを供給する方法は特に制限されないが、メタンの溶解効果の向上の観点からは、培地中で微細な気泡を形成するように培養槽の深い位置から通気供給し、更に培養槽内部を激しく攪拌することが好ましい。
【００３５】
メタン資化細菌のメタノール生産速度は溶存メタン濃度および溶存酸素濃度に比例するが、溶存酸素濃度が高すぎるとメタノール濃度が抑制される。従って、培養液中の溶存酸素濃度が高すぎる場合には、供給する混合ガス中のメタンの割合を増加させる、供給する混合ガス量を減らす、或いは攪拌を穏やかにする等の操作を行うことにより、培養液中の溶存酸素濃度を適宜制御することが望ましい。
【００３６】
尚、メタンと空気（又は酸素）を混合することによる爆発の恐れをさけるために、混合ガスの代わりに、メタンと空気（又は酸素）を交互に供給してもよい。
【００３７】
培養温度は、使用するメタン資化細菌の生育至適温度に応じて適宜設定すればよい。また、培養液のｐＨ等のその他の条件についても、使用するメタン資化細菌の特性に応じて適宜設定することができる。例えば、特定の過酷な条件下で穏和な条件下に比してＭＤＨ活性に対するＭＭＯ活性の比率が可逆的に高くなるメタン資化細菌を使用する場合であれば、培養条件を該特定の過酷な条件となるように設定し効率的にメタノールを生産させ、培地中へのメタノール蓄積速度が減少すると、穏和な条件に戻してメタノール生産に要する還元力を補充させるという条件設定を繰り返すことによって、一層効率的なメタノールの生産が可能となる。
【００３８】
メタン資化細菌の培養は、例えば、培養槽中に培地の供給及び培養液の抜き取りを連続的又は断続的に行うことにより実施することができる。この場合、培地の供給及び培養液の抜き取り方法は特に制限されず、例えば培養を行いながら培養液の抜き取り及び培地の供給を逐次実施する方法や、培養を行いながら培養液の抜き取り及び培地の供給を同時に実施する方法等を挙げることができる。かかる培養方法における滞留時間は、使用する細菌の種類、メタンの供給速度、培養槽の大きさ、培養形態等に応じて異なり、一律に規定することはできないが、一例として、０．５〜１０日、好ましくは０．５〜５日、更に好ましくは１〜３日程度を挙げることができる。
【００３９】
また、メタン資化細菌の培養は、例えば、新たな培地の供給・培養液の抜き取りを行うことなく、混合ガスを供給しながら培養することによって行うこともできる。かかる場合の培養時間としては、使用する細菌の種類、メタンの供給速度等に応じて異なり、一律に規定することはできないが、一例として、０．５〜１０日、好ましくは０．５〜５日、更に好ましくは１〜３日程度を挙げることができる。
【００４０】
斯くして得られた培養液には、メタン資化細菌により生産されたメタノールが含有されており、該培養液は遠心分離や膜分離等の固液分離手段を用いて菌体と培養上清（以下、メタノール含有培養上清という。）を分離した後、該メタノール含有培養上清は後述する工程（ｉｉ）の処理に供せられる。分離した菌体は、必要に応じて、再度メタン資化菌培養槽の培養液中に戻して、メタンノールの生産に使用することができる。また、分離した菌体は、上記工程（ｉ）におけるメタノールの生産のための種菌として再利用してもよく、また飼料として有効利用してもよい。
【００４１】
また、メタン資化細菌を用いてメタンからメタノールを生産する方法の一例として、メタン資化細菌を担体に保持させ、これにメタンと空気の混合ガスを気相中で接触させる方法（以下、気相接触法ということもある。）を挙げることができる。
【００４２】
メタン資化細菌を保持させる担体としては、特に制限されないが、例えば活性炭、グラファイト、ゼオライト、粘土、シリカ、木粉、ヤシガラ、寒天、海綿、セルロース、キトサン、その他各種合成高分子材料等の吸水性を有する担体を挙げることができる。
【００４３】
担体に保持させるメタン資化細菌量は、使用する担体の種類、メタン資化菌の種類等によって異なり一律に規定することはできないが、一例として担体１００重量部に対して、該細菌が乾燥重比で１〜１００００重量部程度、好ましくは１〜１０００重量部程度を挙げることができる。
【００４４】
また、メタン資化細菌を保持させた担体には、必要に応じて、メタン資化細菌の生育に必要となる炭素、窒素、リン、硫黄、カリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄等の該細菌の生育に必要である成分を含ませておいてもよい。更に、メタン資化細菌を保持させた担体は、含水率が例えば５０重量％程度以下、好ましくは４０重量％程度以下であることが望ましい。含水率の下限は、メタン資化細菌が生存可能である範囲であればよく、一例として３０重量％を挙げることができる。
【００４５】
接触させる混合ガス中メタン濃度は、制限されないが、例えば５〜９０容量％、好ましくは１０〜５０容量％程度を挙げることができる。また、混合ガスには空気の代わりに酸素を用いてもよい。
【００４６】
メタン資化細菌を保持させた担体に上記混合ガスを接触させる際の雰囲気温度は、使用するメタン資化細菌の生育温度等に応じて、適宜設定すればよい。
【００４７】
メタン資化細菌を保持させた担体に上記混合ガスを接触させる方法としては、特に制限されない。例えば、メタン資化細菌を保持させた担体と上記混合ガスを密閉空間内に共存させる方法、メタン資化細菌を保持させた担体に上記混合ガスを通気する方法等を挙げることができる。
【００４８】
かかる気相接触法によって、気体又は液体状でエタノールを取得することができ、該エタノールは後述する工程（ｉｉ）の処理に供せられる。
【００４９】
次いで、上記メタノール資化細菌を用いて、工程（ｉ）で得られたメタノールからアミノ酸を生産する（工程（ｉｉ））。
【００５０】
かかるアミノ酸の生産は、工程（ｉ）を培養法で行った場合には、前述するメタノール含有培養上清を培地として上記メタノール資化細菌を培養することによって行うことができる。
【００５１】
当該メタノール資化細菌の培養において、培地としてメタノール含有培養上清をそのまま使用してもよいが、必要に応じて、栄養成分等の添加やｐＨの調整を行うこともできる。
【００５２】
メタノール資化細菌を培養する培養装置は、メタンを供給する装置を必須としないこと以外は前述する工程（ｉ）の培養法で使用するものと同様の培養装置を使用することができる。
【００５３】
メタノール資化細菌の培養は、好ましくは、空気又は酸素を通気し、攪拌することにより行われる。なお、培養温度、培養液のｐＨ、培養液中の溶存酸素濃度等については、使用するメタノール資化細菌の特性等に応じて適宜設定すればよい。
【００５４】
当該メタノール資化細菌の培養は、例えば、培養槽中に培地の供給及び培養液の抜き取りを連続的又は断続的に行うことにより実施することができる。この場合、培地の供給及び培養液の抜き取り方法は特に制限されず、例えば培養を行いながら培養液の抜き取り及び培地の供給を逐次実施する方法や、培養を行いながら培養液の抜き取り及び培地の供給を同時に実施する方法等を挙げることができる。かかる培養方法における滞留時間は、使用する細菌の種類、培地中メタノール濃度、培養槽の大きさ、培養形態等に応じて異なり、一律に規定することはできないが、一例として、０．５〜１０日、好ましくは０．５〜５日、更に好ましくは１〜３日程度を挙げることができる。
【００５５】
更に、当該メタノール資化細菌の培養は、例えば、回分又は流加培養によって行うこともできる。かかる場合の培養時間としては、使用する細菌の種類、培地中メタノール濃度等に応じて異なり、一律に規定することはできないが、一例として、０．５〜１０日、好ましくは０．５〜５日、更に好ましくは１〜３日程度を挙げることができる。
【００５６】
また、工程（ｉｉ）におけるアミノ酸の生産は、工程（ｉ）を気相接触法によって行った場合には、例えば、工程（ｉ）で得られたエタノールを炭素源として、使用するメタノール資化細菌が生育可能な培地を調製し、これを用いて前述する条件と同様の条件でメタノール資化細菌を培養することによって行うことができる。また更に、工程（ｉ）を気相接触法によって行った際の該アミノ酸の生産は、メタノールが気体として得られる場合には、例えば、微生物の生育に通常必要とされる窒素、リン、硫黄、カリウム、マグネシウム、一定量の銅イオン、鉄イオン、その他対象メタノール資化細菌に特有の微量元素を含む無機塩培地を調製し、これを用いて、該メタノール含有気体を通気供給（例えば、バブリングによる供給）する以外は、前述する条件と同様の条件でメタノール資化細菌を培養することによって行うこともできる。
【００５７】
このように、工程（ｉ）及び（ｉｉ）を別個独立した培養槽で行うことは、メタン資化細菌及びメタノール資化細菌の各々の培養を、各細菌の至適条件に応じて別個に培養制御が可能である点で有利である。
【００５８】
（ＩＩ）  工程（ｉ）及び（ｉｉ）を同一の培養槽内で行う場合
上記メタン資化細菌及びメタノール資化細菌を用いて、同一培養槽内でメタンからメタノールを生産し、該メタノールからアミノ酸の生産を行う（工程（ｉ）及び（ｉｉ））。かかるアミノ酸の生産は、培養槽に培地、上記メタン資化細菌及び上記メタノール資化細菌を加え、メタンと空気の混合ガスの供給を行い、該両細菌を混合培養することによって実施される。
【００５９】
ここで使用するメタン資化細菌及びメタノール資化細菌としては、両細菌の生育可能温度及びｐＨの範囲が重複しているものであればよい。また、例えばメタン資化細菌として特定の過酷な条件下で穏和な条件下に比べて、ＭＤＨ活性に対するＭＭＯ活性の比率が可逆的に高くなる細菌を使用する場合であれば、メタノール資化細菌として、かかる特定の過酷な条件下で生育可能な細菌を選択することが望ましい。
【００６０】
かかる混合培養において、培養槽、培地、メタンと空気の混合ガス及び該混合ガスの供給方法については、前述する工程（ｉ）及び（ｉｉ）を独立した培養槽で行う場合の工程（ｉ）で使用するもの及び方法と同様である。また、培養温度及び培養液中のｐＨについては、使用する両細菌の特性等に応じて適宜設定することができる。また、例えば、メタン資化細菌として特定の過酷な条件下で穏和な条件下に比べて、ＭＤＨ活性に対するＭＭＯ活性の比率が可逆的に高くなる細菌を使用する場合、培養条件も該特定の過酷な条件下においてメタノールの生産性が向上し、一層効率的なアミノ酸の生産が可能となる。
【００６１】
かかる混合培養は、例えば、培養槽中に培地の供給及び培養液の抜き取りを連続的又は断続的に行うことにより実施することができる。この場合、培地の供給及び培養液の抜き取り方法は特に制限されず、例えば培養を行いながら培養液の抜き取り及び培地の供給を逐次実施する方法や、培養を行いながら培養液の抜き取り及び培地の供給を同時に実施する方法等を挙げることができる。かかる培養方法における滞留時間は、使用する両細菌の種類、メタンの供給速度、培養槽の大きさ、培養形態等に応じて異なり、一律に規定することはできないが、一例として、０．５〜１０日、好ましくは０．５〜５日、更に好ましくは１〜３日程度を挙げることができる。
【００６２】
また、かかる混合培養は、例えば、新たな培地の供給・培養液の抜き取りを行うことなく、混合ガスを供給しながら培養することによって行うこともできる。
かかる場合の培養時間としては、使用する両細菌の種類、メタンの供給速度等に応じて異なり、一律に規定することはできないが、一例として、０．５〜１０日、好ましくは０．５〜５日、更に好ましくは１〜３日程度を挙げることができる。
【００６３】
このように工程（ｉ）及び（ｉｉ）を独立或いは同一の培養槽内で行って取得される培養液には、メタノール資化細菌により生産されたアミノ酸が含有されている。
該培養液は、遠心分離や膜分離等の固液分離手段によって菌体及びアミノ酸含有培養上清に分離される。かくして得られたアミノ酸含有培養上清は、そのまま乾燥処理に供することによって飼料用のアミノ酸とすることもでき、又必要に応じてイオン交換樹脂等による吸着分離処理やその他当業界で通常用いられている精製処理に供することによって、飼料用或いは食品用のアミノ酸とすることもできる。
【００６４】
尚、アミノ酸の精製処理によって発生した廃水は、メタン資化細菌を培養するための培地の一成分として再利用することができる。かかる再利用にあたっては、例えば、窒素、リン、硫黄、カリウム、マグネシウム、銅イオン、鉄イオン、その他対象メタン資化細菌に特有の微量元素の適当量を該廃水に添加することによって培地として使用することができる。また、固液分離によって分離された菌体は、メタノール資化細菌或いはメタン資化細菌とメタノール資化細菌の混合細菌の種菌として利用することもでき、またそのまま乾燥して飼料として有効利用することもできる。
【００６５】
本発明のメタンからアミノ酸を生産する方法の好ましい実施態様の一つとして、下記▲１▼から▲５▼の工程を含有する方法を挙げることができる：
▲１▼  メタンを通気供給しながら、メタン資化細菌を培養する工程、
▲２▼  上記工程▲１▼で得られた培養液から菌体と培養上清に分離する工程、
▲３▼  上記工程▲２▼で得られた培養上清を培地として、メタノール資化細菌を培養する工程、
▲４▼  上記工程▲３▼で得られた培養液から菌体と培養上清に分離する工程、及び
▲５▼  上記工程▲４▼で得られた培養上清からアミノ酸を回収し、生じた廃液を上記工程▲１▼で再利用する工程。
【００６６】
更に、本発明の好ましい実施態様の一例として、工程（ｉ）及び（ｉｉ）を独立して連続的に実施する方法及び工程（ｉ）及び（ｉｉ）を同時に実施する方法について、各々のフロー図を図１に示す。
【００６７】
また、前述するように、メタン資化細菌を用いてメタンからメタノールを生産する工程（ｉ）、及びメタノール資化細菌を用いて工程（ｉ）で得られたメタノールからアミノ酸を生産する工程（ｉｉ）を連続的に或いは同時に行うことにより、メタンからアミノ酸を生産することが可能となる。即ち、前述するメタン資化細菌培養槽及びメタノール資化細菌培養装置、或いはメタン資化細菌及びメタノール資化細菌の混合培養槽を利用することによって、アミノ酸を製造することが可能となる。故に、本発明は更に、メタン資化細菌培養槽及びメタノール資化細菌培養装置、或いはメタン資化細菌及びメタノール資化細菌の混合培養槽を含有するアミノ酸製造装置である。本発明のアミノ酸製造装置には、メタン資化細菌培養液を固液分離するための装置、メタノール資化細菌培養液或いはメタン資化細菌及びタノール資化細菌の混合培養液を固液分離するための装置、アミノ酸回収装置等が含まれていてもよい。
【００６８】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明はかかる実施例等によって何ら制限されるものではない。
【００６９】
実施例１
メタン資化細菌を培養する２００ｍｌの培養槽Ａ及びメタノール資化細菌を培養する２００ｍｌの培養槽Ｂを用いて、以下の試験を行った。なお、無機塩培地Ａとして、下表１に示す組成の培地を使用した。
【００７０】
【表１】
2004208537.tif 000002
【００７１】
ＯＤ２．０となるまで５０ｍｌの無機塩培地Ａで前培養したメタン資化細菌Ｍｅｔｈｙｌｏｃａｌｄｕｍ属Ｔ−０２５株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８６４５）が入った培養槽Ａに、５０℃で、８０ｒｐｍの攪拌条件下で培養しながら、空気／メタン＝４：１混合気体を２５Ｌ／時間で培養液中へバブリング、並びに１０ｍｌ／時間で無機塩培地Ａの供給及び培養液の抜き取りを行った。定常状態時の培養槽Ａから抜き取られた培養液中のメタノール濃度を測定したところ、０．５重量％であった。培養槽Ａから抜き取られた培養液を遠心分離により菌体と上清に分離後、菌体は培養槽Ａ中へ戻し、培養上清は下記するように培養槽Ｂへ導入した。
【００７２】
ＯＤ３０となるまで５０ｍｌの無機塩培地Ａで前培養したＭｅｔｈｙｌｏｂａｃｉｌｌｕｓ属細菌（土壌から単離したメタノール資化細菌）が入った培養槽Ｂ中に、３０℃で、８０ｒｐｍの攪拌条件下で培養しながら、１０ｍｌ／時間で上記培養上清の供給及び培養液の抜き取りを行った。定常状態時の培養槽Ｂから抜き取られた培養液中には、２０ｍｇ／ｍｌのグルタミン酸が存在することが確認された。
【００７３】
以上の結果から、メタノールデヒドロゲナーゼ活性に対するメタンモノオキシゲナーゼ活性の比率が高いメタン資化細菌及びメタノール資化細菌を用いて、メタンからアミノ酸を効率的に生産できることが明らかとなった。
【００７４】
比較例１
４００ｍｌの培養槽Ｃを用いて、以下の試験を行った。
【００７５】
ＯＤ２．０となるまで１００ｍｌの無機塩培地Ａで前培養したメタン資化細菌ｍｅｔｈｙｌｏｃａｌｄｕｍ属Ｔ−０２５株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１８６４５）が入った培養槽Ｃ中に、５０℃で、８０ｒｐｍの攪拌条件下で培養しながら、空気／メタン＝４：１混合気体を２５Ｌ／時間で培養液中へバブリング、並びに１０ｍｌ／時間で無機塩培地Ａの供給・培養液の抜き取りを行った。
【００７６】
培養槽Ｃから抜き取られた培養液中のグルタミン酸濃度は、１ｍｇ／ｍｌと実施例１に比して顕著に低いことが確認された。この結果から、メタン資化細菌はメタノールを生産する能力に秀でているが、アミノ酸を生産することは困難であることが確認された。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、地球上に豊富に存在し、また量的にも価格的にも安定して供給される天然ガスを原料として、アミノ酸を低コストで生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアミノ酸を生産する方法の実施態様（フロー）の一例を示す図である。図中、フロー１（上図）は工程（ｉ）及び（ｉｉ）を連続的に実施する態様の一例を、フロー２（下図）工程（ｉ）及び（ｉｉ）を同時に実施する態様の一例を示す。
【図１】
2004208537.tif 000003