(57)【要約】  本発明は、バイオ燃料の製造に適した原材料または前記原材料の誘導体から、単離バイオ燃料および精製タンパク質生成物を製造する方法に関する。前記方法は、以下の工程を含む：（ｉ）原材料または前記原材料の誘導体からバイオ燃料を遊離させる少なくとも一つの第１処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付すこと、（ｉｉ）工程（ｉ）において遊離したバイオ燃料を単離して、単離バイオ燃料を得ること、（ｉｉｉ）物質懸濁液を与える少なくとも一つの第２処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付すこと、および（ｉｖ）工程（ｉｉｉ）からの物質懸濁液を、精製タンパク質生成物を得る膨張層吸着工程に付すこと。【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオ燃料の製造に適した原材料または前記原材料の誘導体から、単離バイオ燃料および精製タンパク質生成物を製造する方法であって、前記方法が以下の工程：
（ｉ）  原材料または前記原材料の誘導体からバイオ燃料を遊離させる少なくとも一つの第１処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付すこと、
（ｉｉ）  工程（ｉ）において遊離したバイオ燃料を単離して、単離バイオ燃料を得ること、
（ｉｉｉ）  物質懸濁液を与える少なくとも一つの第２処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付すこと、および
（ｉｖ）  精製タンパク質生成物を得る膨張層吸着工程に、工程（ｉｉｉ）からの物質懸濁液を付すこと
を含む、方法。
【請求項２】
得られたタンパク質の収量が、乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも１０ｇの１００％純タンパク質、例えば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも２０ｇの１００％純タンパク質、例示すれば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも３０ｇの１００％純タンパク質、例えば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも４０ｇの１００％純タンパク質、例示すれば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも５０ｇの１００％純タンパク質、例えば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも７５ｇの１００％純タンパク質、例示すれば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも１００ｇの１００％純タンパク質、例えば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも１５０ｇの１００％純タンパク質、例示すれば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも２００ｇの１００％純タンパク質に相当する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
バイオ燃料の製造に適した原材料または前記原材料の誘導体から、単離バイオ燃料および精製タンパク質生成物を製造する方法であって、前記方法が以下の工程：
（ｉ）  原材料または前記原材料の誘導体からバイオ燃料を遊離させる少なくとも一つの第１処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付すこと、
（ｉｉ）  工程（ｉ）において遊離したバイオ燃料を単離して、単離バイオ燃料を得ること、
（ｉｉｉ）  物質懸濁液を与える少なくとも一つの第２処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付すこと、
（ｉｖ）  精製タンパク質生成物を得る吸着工程に、工程（ｉｉｉ）からの物質懸濁液を付すこと
を含み、ここで、得られたタンパク質の収量が、乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも１０ｇの１００％純タンパク質生成物に相当する、方法。
【請求項４】
吸着工程が、膨張層吸着工程または流動層吸着工程である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
吸着工程が充填層を含まない、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
タンパク質生成物が、単一のタンパク質または２種以上のタンパク質の混合物を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
方法が、バイオ燃料およびタンパク質生成物を製造する連続的方法である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
バイオ燃料が、原材料または前記原材料の誘導体から直接得られる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
第１処理が、抽出、粉砕、製粉、細断、圧搾、スライス、研磨、加圧、破砕、削り取り、またはこの組み合わせのいずれかから成る群から選択されており、好ましくは粉砕、製粉、細断、スライス、研磨、破砕、または削り取りの組み合わせであって、その後に抽出、圧搾、または加圧が続く組み合わせから成る群から選択される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
バイオ燃料を含む発酵物質を与える発酵工程に、原材料または前記原材料の誘導体を付す、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
発酵工程が、アルコール発酵（メタノール発酵、エタノール発酵、プロパノール発酵、またはブタノール発酵等）、メタン発酵、および水素発酵から成る群から選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
発酵が、酵母、細菌、および藻類から成る群から選択される１種以上の微生物によって行われる、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記１種以上の微生物が、メタン生成細菌である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記メタン生成細菌が、メタノバクテリウム種、メタノブレビバクター種、メタノサーマス種、メタノコッカス種、メタノミクロビウム種、メタノゲニウム種、メタノスピリラム種、メタノプラナス種、メタノスファエラ種、メタノサルシナ種、メタノロブス種、メタノクレウス種、メタノスリックス種、メタノセータ種、メタノパイラス種、およびメタノコーパスクラム種から成る群から選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記１以上の微生物が、サッカロマイセス・セレヴィシエ、ピキア種、サーモアナエロバクター種およびザイモモナス種から成る群から選択される、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
発酵工程が、バイオ燃料を含む発酵培養液を製造する、請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記発酵培養液が少なくとも２％（ｗ／ｗ）のバイオ燃料を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
単離工程によってバイオ燃料を発酵物質から分離する、請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
単離工程が、蒸発、抽出、蒸留、遠心分離、デカンテーション、およびこの組み合わせのいずれかから成る群から選択される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
第２処理が、抽出、可溶化、粉砕、製粉、細断、圧搾、スライス、研磨、加圧、破砕、削り取り、懸濁および分離、またはこの組み合わせのいずれかから成る群から選択される、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
原材料または前記原材料の誘導体を水溶液中に懸濁させて、水性物質懸濁液を与える、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
遊離したバイオ燃料の工程（ｉｉ）における単離から得られる固相を、第２処理に付す前に及び／又は膨張層吸着工程に付す前に水相中に懸濁させて、精製タンパク質生成物を得る、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
バイオ燃料を単離する前にタンパク質生成物を精製する、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
原材料または前記原材料の誘導体を加圧および場合により抽出に付し、その後、バイオ燃料を単離する前にタンパク質生成物を精製する、請求項１３に記載の方法。
【請求項２５】
タンパク質生成物を精製する前にバイオ燃料を単離する、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
原材料または前記原材料の誘導体を加圧および場合により抽出に付して、その後、タンパク質生成物を精製する前にバイオ燃料を単離する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
原材料または前記原材料の誘導体を加圧および場合により抽出に付した後に、かつ工程（ｉｉ）において発酵を行う前に、タンパク質生成物を精製する、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
第１処理および／または第２処理が、固相および少なくとも一つの液相を与える、請求項１〜２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
バイオ燃料および／またはタンパク質生成物を、固相または固相の誘導体から単離／精製する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
バイオ燃料および／またはタンパク質生成物を、液相または液相の誘導体から単離／精製する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
原材料または前記原材料の誘導体が、原材料または前記原材料の誘導体を含むバイオ燃料である、請求項１〜３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
バイオ燃料の製造に適した原材料または前記原材料の誘導体が、植物性物質、植物性物質の誘導体、動物性物質、または動物性物質の誘導体から成る群から選択される、請求項１〜３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
前記植物性物質または植物性物質の誘導体が、野菜由来の物質、野菜由来の抽出物、果物由来の物質、果物由来の抽出物、種子、炭水化物含有物質、デンプン含有物質、セルロース含有物質、トウモロコシ、牧草、アルファルファ、穀物、穀草類、大豆、亜麻仁、菜種、サトウキビ、パーム材料、藁、材木、肥料、コメ、トウモロコシの皮、汚泥、ピーナッツ、ジャガイモ、生分解可能な廃棄物および食べ残しから成る群から選択される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記動物が、魚、魚由来の物質、牛乳、牛乳由来の物質から選択される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
バイオ燃料が、油、メタノール、メタン、エタノール、プロパノール、ブタノール、水素、およびバイオディーゼルから成る群から選択される、請求項１〜３４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
タンパク質生成物が少なくとも５０％（場合により９５％まで）のタンパク質を含む、請求項１〜３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
原材料または前記原材の誘導体を、部分的に加水分解された原材料をもたらす別の処理に付す、請求項１〜３６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３８】
前記別の処理が、湿式酸化、蒸気爆発、または酵素処理を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
原材料および／または部分的に加水分解された原材料を、酵素加水分解、酸加水分解、またはアルカリ加水分解から成る群から選択される加水分解に付し、それによって、バイオ燃料の遊離の増加がもたらされ、ならびに／または増加した発酵可能な糖類および／若しくは増加した可溶性タンパク質を含む物質懸濁液がもたらされる、請求項３７または３８に記載の方法。
【請求項４０】
膨張層吸着工程が吸着剤を含む、請求項１、２、４〜３９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４１】
前記吸着剤粒子が、多孔性物質に取り囲まれた少なくとも一つの高密度非多孔性コアを有する粒子を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
吸着剤が、少なくとも１．５ｇ／ｍｌの粒子密度および多くとも１５０μｍの平均粒子径を含む、請求項４０または４１に記載の方法。
【請求項４３】
吸着剤が、芳香環系若しくは芳香族複素環系および／または１以上の酸基を含む、共有結合した官能基を複数有する、官能性マトリクスポリマーを有する粒子を含む、請求項４０〜４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４４】
芳香環系若しくは芳香族複素環系および／または１以上の酸基を含む官能基が、多くとも５００ダルトンの分子量を有する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
芳香族複素環の部分が、チオフェン、フラン、ピラン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、イソチアゾール、イソオキサゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジンおよびピリダジンラジカルから選択される単環式芳香族複素環基、並びにインドール、プリン、キノリン、ベンゾフラン、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾールおよびベンゾオキサゾールラジカルから選択される二環式芳香族複素環基から選択される、請求項４３または４４に記載の方法。
【請求項４６】
酸基が、カルボン酸基（−ＣＯＯＨ）、スルホン酸基（−ＳＯ２ＯＨ）、スルフィン酸基（−Ｓ（Ｏ）ＯＨ）、ホスフィン酸基（−ＰＨ（Ｏ）（ＯＨ））、ホスホン酸モノエステル基、（−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）（ＯＲ））およびホスホン酸基（−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）２）から選択される、請求項４３〜４５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４７】
芳香環系若しくは芳香族複素環系および／または１以上の酸基を含む官能基が、ジヒドロキシ安息香酸、アミノ安息香酸、ジアミノ安息香酸、メルカプト安息香酸、メルカプトニコチン酸、メルカプトテトラゾール酢酸、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、二塩基酸、２，５−ジヒドロキシ安息香酸、２−アミノ安息香酸、３−アミノ安息香酸、４−アミノ安息香酸、２−メルカプト安息香酸、２−メルカプトニコチン酸、５−メルカプト−１−テトラゾール酢酸、２−メルカプト−ベンゾイミダゾール、４−アミノフタル酸および５−アミノイソフタル酸から選択される化合物から誘導される、請求項４３〜４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４８】
方法が、物質懸濁液を、精製タンパク質生成物を得る膨張層吸着工程に付す前に、ｐＨ調節工程を更に含む、請求項１〜４７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４９】
膨張層吸着工程を、少なくとも３ｃｍ／分の流速で行う、請求項１、２、４〜４８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５０】
膨張層吸着工程を、約５〜５０ｃｍ／分の流速で行う、請求項１、２、４〜４８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５１】
高密度非多孔性コアが少なくとも４ｇ／ｍｌの密度を有する、請求項４１〜５０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５２】
高密度非多孔性コアが約４〜２５ｇ／ｍｌの範囲の密度を有する、請求項４１〜５１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５３】
吸着剤が、少なくとも１．８ｇ／ｍｌの粒子密度を有する、請求項４０〜５２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５４】
吸着剤が、多くとも１２０μｍの平均粒子径を有する、請求項４０〜５３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５５】
吸着剤が、４０〜１５０μｍの範囲の平均粒子径を有する、請求項４０〜５４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５６】
非多孔性コアが、吸着剤粒子の総体積の多くとも５０％を構成する、請求項４１〜５５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５７】
膨張層カラム内に存在する吸着剤を、カラムに取り込まれるべきタンパク質含有混合物に対して、少なくとも１：１０００の、体積／体積を基準として測定される割合で供給する、請求項４０〜５６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５８】
タンパク質生成物の溶出を、希塩基、希酸、および水から成る群から選択される溶離剤を用いて行う、請求項１〜５７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５９】
希塩基が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化アンモニウムからなる群から選択される、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
多孔性物質が高分子系マトリクスを含む、請求項４１〜５９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６１】
高分子系物質が多糖類である、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
芳香環系若しくは芳香族複素環系および／または１以上の酸基を含む官能基が、タンパク質に対して親和性を有する配位子または配位子の一部を形成する、請求項４０〜６１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６３】
芳香環系若しくは芳香族複素環系および／または１以上の酸基を含む官能基の濃度が、固相マトリクス乾燥物に対して１０〜９９０μｍｏｌ／ｇの範囲である、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
芳香環系若しくは芳香族複素環系および／または１以上の酸基を含む官能基の濃度が、水和した沈殿固相マトリクスに対して１〜１４５μｍｏｌ／ｍｌの範囲である、請求項６２に記載の方法。
【請求項６５】
芳香環系若しくは芳香族複素環系および／または１以上の酸基を含む官能基の濃度が、湿潤であるが吸引排液した固相マトリクスに対して１〜１３０μｍｏｌ／ｇの範囲である、請求項６２に記載の方法。
【請求項６６】
吸着剤の結合能力が、試験方法ＡによるとＢＳＡに対して少なくとも１０ｇ／Ｌである、請求項４０〜６５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６７】
粒子径が１２０μｍ未満であり、粒子密度が少なくとも１．６ｇ／ｍｌである、請求項４２〜６６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６８】
粒子径が９０μｍ未満であり、粒子密度が少なくとも１．８ｇ／ｍｌである、請求項４２〜６６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６９】
粒子径が７５μｍ未満であり、粒子密度が少なくとも２．０ｇ／ｍｌである、請求項４２〜６６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７０】
５％（ｖ／ｖ）未満の有機溶媒、例えば３％（ｖ／ｖ）未満の有機溶媒、例示すれば１％（ｖ／ｖ）未満の有機溶媒、例えば０％（ｖ／ｖ）の有機溶媒を含む溶離剤を用いて溶出を行う、請求項１〜６９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７１】
バイオ燃料の製造に適した原材料または前記原材料の誘導体からの、単離バイオ燃料の製造と精製タンパク質生成物の製造とを組み合わせたシステムであって、前記システムが：
（ａ）原材料または前記原材料の誘導体を、原材料または前記原材料の誘導体からバイオ燃料を遊離させる少なくとも一つの第１処理に付す、第１の手段、
（ｂ）原材料または前記原材料の誘導体から遊離されたバイオ燃料を単離する第２の手段
（ｃ）物質懸濁液を与える少なくとも一つの第２処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付す、第３の手段、および
（ｄ）精製タンパク質生成物を与える吸着カラム
を含む、システム。
【請求項７２】
第１容器と第２容器が同一である、請求項７１に記載のシステム。
【請求項７３】
第１容器、第２容器、遊離されたバイオ燃料を単離する手段、および吸着カラムが相互接続している、請求項７１または７２に記載のシステム。
【請求項７４】
第１容器が、遊離したバイオ燃料を単離する手段であって第２容器と接続している手段と接続しており、その次に吸着カラムと接続している、請求項７１〜７３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７５】
第１容器が、遊離したバイオ燃料を単離する手段と接続しており、前記手段が吸着カラムと接続している、請求項７１〜７３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７６】
第１容器が吸着カラムと接続しており、前記吸着カラムが遊離したバイオ燃料を単離する手段と接続している、請求項７１〜７３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７７】
第１容器が、遊離したバイオ燃料を単離する手段および第２容器と接続しており、第２容器は吸着カラムと接続している、請求項７１〜７３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７８】
第１容器が、遊離したバイオ燃料を単離する手段および吸着カラムと接続している、請求項７１〜７３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７９】
第１の手段および第３の手段が、容器、加圧装置、抽出装置、ろ過装置、蒸発装置、発酵装置および蒸留装置から成る群から、互いに独立して選択される、請求項７１〜７８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８０】
第２の手段が、容器、加圧装置、抽出装置、ろ過装置、蒸発装置、および蒸留装置から成る群から、互いに独立して選択される、請求項７１〜７９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８１】
吸着カラムが、膨張層吸着カラムまたは流動層吸着カラム、バッチ吸着カラム、懸濁層吸着カラム、並びに膜型吸着カラムから成る群から選択され、最も好ましくは、吸着カラムは膨張層カラムであってよい、請求項７１〜８０のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原材料から、単離バイオ燃料および精製タンパク質生成物を製造する方法およびシステムに関する。特に、本発明は、原材料からの、バイオ燃料の製造と、膨張層吸着法を用いたタンパク質生成物の精製とを組み合わせることに関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオ燃料は、電力および熱の集約型製造と分散型製造の両方に用いること、またはガソリンの代替物として用いることが可能である。
【０００３】
ある意味では、バイオ燃料は、植物の成長における光合成プロセスを通して太陽エネルギーを「捕捉」することによって保存される。しかし、他の種類の燃料の大部分と比較したバイオ燃料の利点の一つは、通常、バイオ燃料が生分解性であること、およびそれに従って、流出した場合に環境に対して比較的無害であることである。
【０００４】
バイオ燃料は、自動車産業の初期において使用されていた。ドイツにおいては、エタノールで走行するために燃焼機関が提供され、ディーゼルエンジンは当初はピーナッツオイルで走行するように作られた。しかし、粗製油の抽出が非常に安価であるので、業界は、より高価なバイオ燃料よりも、より安価な粗製油の抽出物で走るエンジンを提供することが好ましかった。
【０００５】
それにもかかわらず、いくつかの国、例えばドイツおよび英国等において、バイオ燃料は、特に石油（またはガソリン、ｐｅｔｒｏｌ）との混合において、またはガソリン（ｇａｓｏｌｉｎｅ）と、ジャガイモから発酵するアルコールとの混合として、少し興味を引く燃焼材料であり続けた。
【０００６】
しかし、燃焼可能な燃料の使用の増加に起因して、そしてそれと同時に、周囲の環境に対するストレスの回避または制限に起因して、比較的環境に対して無害な代替の燃料製品（バイオ燃料等）は、より多くの注目を得てきている。従って、２００５年現在でバイオエネルギー（バイオ燃料等）は世界のエネルギーのほぼ１５％に及び、その消費はいまだに増加している。
【０００７】
バイオ燃料を製造するために現在利用可能な方法の問題の一つは、その方法から得られるバイオ燃料の収量が十分高くないので、バイオ燃料を、常套的に用いられている鉱物油と競合させるために、バイオ燃料の低価格を維持することができないことである。
【０００８】
従って、バイオ燃料の製造と、別の有用な副生成物の製造とを組み合わせることが注目されてきている。そのような生成物の一つはタンパク質であってよく、前記タンパク質は、常套的には、例えばエタノールが懸濁液から取り出された後で、蒸留によって留出物から単離される。この方法の問題点は、タンパク質が、蒸留工程の高温処理の間に変性すること、および生成されるタンパク質が動物の栄養補助剤としてのみ適用可能であることである。
【０００９】
この問題を解決するために、蒸留してエタノールを得る前に、タンパク質を懸濁液から分離することが提案された。しかし、この方法によって得られたタンパク質生成物は、固有でない方法を使用したので、非常に高い含有量の不純物を有し、人間が消費するのに不適切なものになった。常套のクロマトグラフィー、充填層吸着技術の使用が、より純粋なタンパク質生成物を製造するために提案されたが、これは、製造コストが非常に高くなりすぎ、製造時間も望ましくない程度まで増加したので、望ましくないことが示された。
【００１０】
従って、単価当たりの高生産性を有し、高速であり、再生産可能であり、要する処理工程が最少であり、タンパク質生成物中の不純物の量を制限するための特定のものであり、好ましくは、バイオ燃料の単離およびタンパク質生成物の精製の実行を最適化するための自動システムおよび半自動システムと両立する、バイオ燃料およびタンパク質を製造するための改良された方法が好都合である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第９２／１８２３７号公報
【特許文献２】国際公開第９２／００７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の課題は、バイオ燃料およびタンパク質生成物の製造を有する上述の従来技術の問題点を解決する方法およびシステム（または系）を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
従って、本発明の１の要旨は、バイオ燃料の製造に適した原材料または前記原材料の誘導体から、単離バイオ燃料および精製されたタンパク質生成物を製造する方法に関する。その方法は以下の工程を含む：
（ｉ）  原材料または前記原材料の誘導体からバイオ燃料を遊離させる少なくとも一つの第１処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付すこと、
（ｉｉ）  工程（ｉ）において遊離したバイオ燃料を単離して、単離バイオ燃料を得ること、
（ｉｉｉ）  物質懸濁液を与える少なくとも一つの第２処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付すこと、および
（ｉｖ）  精製されたタンパク質生成物を得る膨張層吸着工程に、工程（ｉｉｉ）からの物質懸濁液を付すこと。
【００１４】
本発明の別の要旨は、バイオ燃料の製造に適した原材料または前記原材料の誘導体から、単離バイオ燃料および精製されたタンパク質生成物を製造する方法に関する。その方法は以下の工程：
（ｉ）  原材料または前記原材料の誘導体からバイオ燃料を遊離させる少なくとも一つの第１処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付すこと、
（ｉｉ）  工程（ｉ）において遊離したバイオ燃料を単離して単離バイオ燃料を得ること、
（ｉｉｉ）  物質懸濁液を与える少なくとも一つの第２処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付すこと、
（ｉｖ）  精製されたタンパク質生成物を得る吸着工程に、工程（ｉｉｉ）からの物質懸濁液を付すこと
を含み、ここで、得られたタンパク質の収量は、乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも１０ｇの１００％純タンパク質生成物に相当する。
【００１５】
本発明の更に別の要旨は、バイオ燃料の製造に適した原材料または前記原材料の誘導体からの、単離バイオ燃料の製造と精製されたタンパク質生成物の製造とを組み合わせるシステムを提供することである。このシステムは以下のものを含む：
（ａ）原材料または前記原材料の誘導体を、原材料または前記原材料の誘導体からバイオ燃料を遊離させる少なくとも一つの第１処理に付す、第１の手段、
（ｂ）原材料または前記原材料の誘導体から遊離されたバイオ燃料を単離する、第２の手段、
（ｃ）物質懸濁液を与える少なくとも一つの第２処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付す、第３の手段、および
（ｄ）精製タンパク質生成物を得るための膨張層吸着カラム。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００１７】
可燃性ガスおよび天然ガスに取って代わるバイオ燃料の製造は、安価な有機物質（通常はセルロース、農業廃棄物および汚泥廃棄物）を基本とする液体およびガスのバイオ燃料の効果的な製造から、高エネルギー収量を提供する効果的な方法であるので、非常に興味深い。更に、バイオ燃料中の炭素は植物の成長によって大気中の二酸化炭素から抽出されたといえるので、バイオ燃料は非常に環境に優しいと考えられる。従って、これらの植物を燃やすことは、地球の大気中の二酸化炭素の純増加を引き起こさない。結果として、バイオ燃料は、再生可能でないエネルギー源に取って代わってそれらを使用することによって、大気中に放出される二酸化炭素の量を減少させる方法として、多くの人々に見なされ得る。
【００１８】
従って、本発明の一の態様は、バイオ燃料の製造に適した原材料または前記原材料の誘導体から、単離バイオ燃料および精製タンパク質生成物を製造する方法に関する。前記方法は、以下の工程：
（ｉ）  原材料または前記原材料の誘導体からバイオ燃料を遊離させる少なくとも一つの第１処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付すこと、
（ｉｉ）  工程（ｉ）において遊離したバイオ燃料を単離して、単離バイオ燃料を得ること、
（ｉｉｉ）  物質懸濁液を与える少なくとも一つの第二の処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付すこと、
（ｉｖ）  精製タンパク質生成物を得る吸着工程に、工程（ｉｉｉ）からの物質懸濁液を付すこと、
を含み、ここで、得られたタンパク質の収量は、乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも１０ｇの１００％純タンパク質生成物に相当する。
【００１９】
本発明に関連して、用語「少なくとも１０ｇの１００％純タンパク質生成物に相当」は、生成物中に存在するタンパク質の量に関し、ここで非タンパク質物質の量は、タンパク質含有量の計算から除かれている。これは、「１００％純タンパク質の」という記載によっても示されており、その記載は、関連するものがタンパク質生成物のみであり、非タンパク質生成物でないことも明らかにしている。
【００２０】
非タンパク質生成物は、直鎖状に配列し、１のアミノ酸のカルボキシ元素と別のアミノ酸のアミン窒素の間をペプチド結合によって互いに結合しているアミノ酸で作られている大きな有機化合物を含まない物質に関する。非タンパク質生成物は、脂肪、糖類、ＤＮＡ、脂質等であってよいが、それらに限定されない。
【００２１】
本発明の一の態様において、得られたタンパク質の収量は、乾燥物を基準として、バイオ燃料１キログラム当たり少なくとも１０ｇの１００％純タンパク質、例えば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも２０ｇの１００％純タンパク質、例示すれば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも３０ｇの１００％純タンパク質、例えば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも４０ｇの１００％純タンパク質、例示すれば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも５０ｇの１００％純タンパク質、例えば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも７５ｇの１００％純タンパク質、例示すれば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも１００ｇの１００％純タンパク質、例えば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも１５０ｇの１００％純タンパク質、例示すれば乾燥物を基準としてバイオ燃料１キログラム当たり少なくとも２００ｇの１００％純タンパク質に相当し得る。
【００２２】
本発明の方法は、バイオ燃料およびタンパク質生成物を製造する連続的方法であってよい。本発明において、用語「連続的方法」は、方法においていずれの間隔または裂け目も含まれず、各々の操作の間にいずれの不必要な遅延も起こらない方法に関する。さらに、用語「連続的方法」は、この方法が、人間の肉体労働の必要性無しに行われてよく、または機能してよいことも意味してよい。
【００２３】
本発明の更に好ましい態様において、本発明は、バイオ燃料の製造に適した原材料または前記原材料の誘導体から、単離バイオ燃料および精製タンパク質生成物を製造する方法に関する。前記方法は、以下の工程を含む：
（ｉ）  原材料または前記原材料の誘導体からバイオ燃料を遊離させる少なくとも一つの第１処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付すこと、
（ｉｉ）  工程（ｉ）において遊離したバイオ燃料を単離して、単離バイオ燃料を得ること、
（ｉｉｉ）  物質懸濁液を与える第二の処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付すこと、
（ｉｖ）  精製タンパク質生成物を得る膨張層吸着工程に、工程（ｉｉｉ）からの物質懸濁液を付すこと。
【００２４】
本発明の一の態様において、工程（ｉｉｉ）および（ｉｖ）を行う前に、工程（ｉ）および（ｉｉ）を行う。
【００２５】
本発明の別の態様において、工程（ｉ）および（ｉｉ）を行う前に、工程（ｉｉｉ）および（ｉｖ）を行う。
【００２６】
［原材料］
本発明の方法は、バイオ燃料およびタンパク質生成物の製造のための、原材料の工業的または大規模な分画を対象としてよい。
【００２７】
本発明の一の態様において、原材料または前記原材料の誘導体は、原材料または前記原材料の誘導体を含むバイオ燃料である。
【００２８】
本発明の更なる一の態様において、バイオ燃料の製造に適した原材料または前記原材料の誘導体は、植物性物質、植物性物質の誘導体、動物性物質、または動物性物質の誘導体から成る群から選択される。
【００２９】
好ましくは、植物性物質または植物性物質の誘導体は、野菜由来の物質、野菜由来の抽出物、果物由来の物質、果物由来の抽出物、種子、炭水化物含有物質、デンプン含有物質、セルロース含有物質、トウモロコシ、牧草、アルファルファ、穀物（ｇｒａｉｎ）、穀草類（ｃｅｒｅａｌ）、大豆、亜麻仁、菜種、サトウキビ、パーム物質（ｐａｌｍ  ｍａｔｅｒｉａｌ）、藁、材木、肥料、コメ、トウモロコシの皮、汚泥、ピーナッツ、ジャガイモ、生分解可能な廃棄物および食べ残しから成る群から選択される。
【００３０】
好ましくは、動物性物質は、魚、魚由来の物質、牛乳、牛乳由来の物質から選択される。
【００３１】
本発明に関連して、用語「前記原材料の誘導体」は、原材料または原材料から得られる原材料の画分のいずれかに関する。前記原材料の誘導体は、原材料を任意の処理、特に、抽出、粉砕、製粉、細断（ｈａｃｋｉｎｇ）、圧搾、スライス、研磨、加圧、破砕、削り取り（ｃｈｉｐｐｉｎｇ）、可溶化、懸濁、分離、またはこのいずれかの組み合わせに付した後に得てよいが、これらの処理に限定されない。
【００３２】
［第１処理］
本発明に関連して、用語「第１処理」は、原材料または前記原材料の誘導体の処理であって、原材料または前記原材料の誘導体からのバイオ燃料の遊離をもたらす処理に関する。その後、遊離したいずれのバイオ燃料も、原材料から単離してよい。
【００３３】
本発明に関連して、用語「遊離したバイオ燃料」または「バイオ燃料を遊離させること」は、互換して使用可能であり、原材料からのバイオ燃料の生成、排出、抽出を引き起こすいずれかの種類の工程に原材料を付した後に原材料から得られるバイオ燃料に関する。
【００３４】
通常、原材料からバイオ燃料を遊離させるための多くの異なる方法が存在し、原材料の第１処理は、以下の限定的でない方法の一覧の群から選択してよく、前記群は抽出、粉砕、製粉、細断、圧搾、スライス、研磨、加圧、破砕、削り取り、またはこの組み合わせのいずれかから成り、好ましくは粉砕、製粉、細断、スライス、研磨、破砕、または削り取りの組み合わせであって、その後に抽出、圧搾、または加圧が続く組み合わせから成る。
【００３５】
本発明の好ましい態様において、加圧、抽出、発酵またはこの組み合わせのいずれかから成る群から選択される１以上の方法によって、バイオ燃料を原材料から遊離してよい。
【００３６】
本発明の一の態様において、原材料または前記原材料の誘導体を加圧することによって、および／または原材料または前記原材料の誘導体を抽出に付すことによって、および／または原材料または前記原材料の誘導体を発酵工程に付すことによって、バイオ燃料を、原材料または前記原材料の誘導体から直接得てよい。
【００３７】
（加圧）
原材料または前記原材料の誘導体において自然に発生するバイオ燃料は、原材料または前記原材料の誘導体を加圧に付すことによって得てよい。この方法において、バイオ燃料は、得られた液相中に見出され得る。その後、残りの固相を抽出および／または発酵に付して、原材料または前記原材料の誘導体から更なるバイオ燃料を得ることができる。
【００３８】
本発明の一の態様において、バイオ燃料は、原材料または前記原材料の誘導体（油料種子等）から、油料種子を機械的処理（有機溶媒（例示すればヘキサン）を使用する又は使用しない加圧等）に付すことによって得てよい。バイオ燃料は、油圧プレスまたは連続圧搾機によって機械的に抽出してよい。プレス機は、個人が組み立て可能な小型の手動モデルから、動力駆動の工業用プレスにわたる。連続圧搾機は、一方の端にかぶせられた水平シリンダーの内部に回転スクリューを有する。スクリューによって、徐々に圧力を増加させながら、シリンダーを通して種子または木の実（または堅果）を押し進める。バイオ燃料は、小さい孔またはスロットを通ってシリンダーから漏出し、ふたを外すと、油かす（またはプレスケーキ）がシリンダーの端から現れる。異なる種類の原料に対して、圧力と温度の両方を調節することが可能である。原材料の調製には、種子からの殻（または外皮）または種皮の除去およびもみ殻からの種子の分離が含まれてよい。
【００３９】
（抽出）
原材料または前記原材料の誘導体において自然に発生するバイオ燃料を、原材料または前記原材料の誘導体を抽出工程に付すことによって得てよい。そのような抽出方法は、好ましくは水抽出法であってよく、当該方法においては、多くの場合バイオ燃料は水と混合可能でないので、バイオ燃料がそれ自身の液相を形成するであろう。別法として、抽出法は、有機溶媒を用いて行ってよい。その後、抽出法からの残りの固相を加圧および／または発酵に付して、原材料または前記原材料の誘導体からの更なるバイオ燃料を得てよい。
【００４０】
水抽出法によってバイオ燃料が原材料または前記原材料の誘導体（油料種子等）から遊離される場合、機械的加圧工程および有機溶媒（ヘキサン等）の利用可能性を回避できる。水抽出操作には、バイオ燃料の抽出収量および／またはタンパク質生成物の抽出効率を増加させるために、酵素の使用が含まれてよい。バイオ燃料を、例示すれば浮選、デカンテーション、または遠心分離によって水抽出物から分離してよい。バイオ燃料の水抽出の場合において、タンパク質およびバイオ燃料を、同時に又は連続して固体から抽出してよい。タンパク質が吸着されて抽出物から精製される前または後に、油を水抽出物から分離してよい。
【００４１】
（発酵）
バイオ燃料は、原材料または前記原材料の誘導体を、バイオ燃料を含む発酵物質を与える発酵工程に付すことによって、製造、放出、または合成的に製造してよい。
【００４２】
本発明の一の態様において、発酵工程は、アルコール発酵（メタノール発酵、エタノール発酵、プロパノール発酵、またはブタノール発酵等）、メタン発酵、および水素発酵から成る群から選択される。
【００４３】
本発明の発酵工程を行うために、酵母、細菌、および藻類から成る群から選択される１種以上の微生物によって、発酵を行ってよい。
【００４４】
好ましくは、前記１種以上の微生物はメタン生成細菌であってよい。メタン生成細菌は、メタノバクテリウム種、メタノブレビバクター種、メタノサーマス種、メタノコッカス種、メタノミクロビウム種、メタノゲニウム種、メタノスピリラム種、メタノプラナス種、メタノスファエラ種、メタノサルシナ種、メタノロブス種、メタノクレウス種、メタノスリックス種、メタノセータ種、メタノパイラス種、およびメタノコーパスクラム種から成る群から選択されてよい。
【００４５】
更に、前記１種以上の微生物は、サッカロマイセス・セレヴィシエ（または出芽酵母）、ピキア種、サーモアナエロバクター種およびザイモモナス種から成る群から選択されてよい。
【００４６】
本発明の発酵工程は、バイオ燃料を含む発酵培養液を提供し、前記発酵培養液は少なくとも２％（ｗ／ｗ）のバイオ燃料、例えば少なくとも４％（ｗ／ｗ）のバイオ燃料、例示すれば少なくとも６％（ｗ／ｗ）のバイオ燃料、例えば少なくとも８％（ｗ／ｗ）のバイオ燃料、例示すれば少なくとも１０％（ｗ／ｗ）のバイオ燃料を含んでよい。
【００４７】
好ましくは加圧、抽出、発酵、またはこの組み合わせのいずれかによって、本発明で得られるバイオ燃料を単離工程によって発酵物質から分離してよい。
【００４８】
本発明の一の態様において、単離工程は、蒸発、抽出、蒸留、遠心分離、デカンテーション、およびこの組み合わせのいずれかから成る群から選択されてよい。
【００４９】
場合により種々の前処理に付された炭水化物含有原材料を、例えばエタノールを生成する酵母菌株を用いて発酵に付してよい。発酵に続いて、例えば蒸発／蒸留によって、エタノールを発酵培養液から単離してよい。
【００５０】
発酵の間に生成されるタンパク質を、以下の工程のいくつかの異なる段階において単離してよい：
（ｉ）  原材料がタンパク質を含む場合、発酵工程の開始前の適切な時点において、吸着工程によってタンパク質を精製してよい。
（ｉｉ）  別法として、発酵の後に、かつバイオ燃料の分離の前または後に、タンパク質を発酵培養液から精製してよい。発酵の後に、発酵培養液は、原材料に由来するタンパク質およびペプチド、並びに発酵媒体中で成長した酵母に由来するタンパク質を含むだろう。場合により、精製すべき発酵培養液により多くのタンパク質を放出する（または引き渡す）ために、酵母細胞を分解してよい。細胞は、高圧均質化、ビーズミルによる機械的破砕、超音波処理、および自己消化（または分解）（酵素および／または有機溶媒はこの工程に含まれてよい）を含む機械的または化学的手段によって分解してよい。
（ｉｉｉ）  別法として、タンパク質は、発酵培養液のバルクから最初に単離した酵母細胞から精製してよい。その後、上述のようにタンパク質を有効に放出するために、酵母細胞を分解してよい。
【００５１】
［第２処理］
本発明に関連して、用語「第２処理」は、吸着工程、好ましくは膨張層吸着工程に適用され得る懸濁液の提供をもたらす、原材料または前記原材料の誘導体の処理に関し、前記処理はタンパク質生成物を精製するのに使用してよい。
【００５２】
原材料または前記原材料の誘導体の第２処理を行って、原材料または前記原材料の誘導体を懸濁液として得るのに適した、種々の方法が存在する。好ましくは、第２処理は、抽出、可溶化、粉砕、製粉、細断、圧搾、スライス、研磨、加圧、破砕、削り取り、懸濁および分離、またはこの組み合わせのいずれかから成る群から選択される。
【００５３】
好ましくは、原材料または前記原材料の誘導体を水溶液中に懸濁させて、水性物質懸濁液を与えてよい。
【００５４】
好ましくは、第１処理および／または第２処理は、固相および少なくとも一つの液相を与えてよい。
【００５５】
本発明の一の態様において、バイオ燃料および／またはタンパク質生成物を、固相または固相の誘導体から単離／精製してよい。
【００５６】
本発明の別の態様において、バイオ燃料および／またはタンパク質生成物を、液相または液相の誘導体から単離／精製してよい。
【００５７】
本発明の一の態様において、遊離したバイオ燃料の工程（ｉｉ）における単離から得られる固相は、第２処理に付す前に、および／または吸着工程、好ましくは膨張層吸着工程に付す前に、水相中に懸濁させ、精製したタンパク質生成物を得る。
【００５８】
本発明の別の態様において、第２処理には、バイオ燃料を分離した後に残る固体からタンパク質生成物を抽出することが含まれてよい。固体を任意の機械的手段によって分解してよく、また、固体からタンパク質を可溶化するために、水または水性緩衝液を加えてよい。可溶性タンパク質の最大収量を提供するために、抽出は、種々の温度、ｐＨ、および塩濃度、並びに種々の長さの時間で行ってよい。タンパク質の抽出収量を増加させるために、酵素を加えてもよい。
【００５９】
タンパク質を濃縮するために、吸着工程から得られた（吸着剤から溶出された）タンパク質生成物を、オプションの限外濾過工程に付してよい。水の消費を最小化するために、好ましくは、限外濾過工程からの透過物を別の固体の処理に戻してよい。
【００６０】
［吸着工程］
本発明の好ましい態様において、タンパク質生成物を吸着工程によって精製してよい。タンパク質生成物中の不純物の程度（または量）を制限するためにタンパク質生成物を精製する、高速で具体的な方法を提供することが興味深いので、吸着工程は好ましくは膨張層吸着工程または流動層吸着工程、バッチ吸着、懸濁層吸着、および膜型の吸着であってよい。最も好ましくは、吸着工程は膨張層吸着であってよい。
【００６１】
近年発展した種々の工業的クロマトグラフィー分離技術の中で、膨張層吸着（ＥＢＡ）は、バイオテクノロジー産業の一定の分野に首尾よく導入されてきた。ＥＢＡは、流動層吸着の一種であって、逆混合のレベルが最小に保たれる流動層吸着である。ＥＢＡは、浄化していないフィードで直接使用できるので、他のクロマトグラフィー分離技術と比較して著しい利点を提供する。
【００６２】
ＥＢＡの間、液体の流れを適用する場合、吸着剤層はクロマトグラフィーカラムの内側に拡大することが許容される。層の拡大は、カラムの断面積を覆う網構造、またはいくつかの別の整流装置がカラムの各々の端において備えられているカラム内でしばしば起こり、それらは流れの中で乱流を発生させない。例えば、国際公開第１９９２／０１８２３７号Ａ（Ａｍｅｒｓｈａｍ  Ｐｈａｒｍａｃｉａ  Ｂｉｏｔｅｃｈ  ＡＢ、スウェーデン）を参照のこと。同様の効果が、撹拌入口流れを利用するシステムにおいても観察される（国際公開第１９９２／０００７９９号Ａ、アップフロント・クロマトグラフィー・アクティーゼルスカブ（ＵｐＦｒｏｎｔ  ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ  Ａ／Ｓ））。加えて、他の分配器もまた使用可能である。
【００６３】
膨張層の状態において、吸着剤粒子の間の隔たりは、フィードストリーム中の粒子状の不純物の自由な通行を引き起こす。対照的に、常套の充填層は、詰まり得る深層フィルターとして作用し、フィードが完全に浄化されている場合を除いて、背圧の増加を引き起こす。ＥＢＡカラム内では圧力が著しく増加しないので、通常は充填層カラムと関連付けられる径および流速を制限することなく、ＥＢＡを適用することが可能である。
【００６４】
従って、本発明の好ましい態様において、吸着工程は充填層を含まない。
【００６５】
ＥＢＡ工程は、よく知られている乱流流動層とは反対に、カラムの内側の液体の逆混合が非常に制限されることによって特徴付けられてよい。層における逆混合はしばしば軸方向分散（「容器分散数（ｖｅｓｓｅｌ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｎｕｍｂｅｒ）」）として測定される（「Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」第２版（Ｌｅｖｅｎｓｐｉｅｌ著、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ（１９７２））を参照のこと）。
【００６６】
物質懸濁液を吸着工程に付す前に、本方法は、物質懸濁液を、精製タンパク質生成物を得る膨張層吸着工程に付す前に、ｐＨ調節工程を更に含んでよい。
【００６７】
精製は、少なくとも３ｃｍ／分、例えば少なくとも５ｃｍ／分、例示すれば少なくとも８ｃｍ／分、例えば少なくとも１０ｃｍ／分、例示すれば２０ｃｍ／分の線形流速で、物質の懸濁液を吸着剤カラムに適用することによって有効に行ってよい。流速は通常、５〜５０ｃｍ／分の範囲、例えば５〜１５ｃｍ／分の範囲、例示すれば１０〜３０ｃｍ／分の範囲、例えば２５〜５０ｃｍ／分の範囲で選択される。
【００６８】
物質の懸濁液を吸着剤カラムに加える場合、吸着剤カラムの高容量を保持するために、および精製すべきタンパク質生成物を高い純度で得るために、カラム内に存在する吸着剤粒子と物質の懸濁液との間の比率を最適化してよい。本発明の好ましい態様において、カラム内に存在する吸着剤は、カラムに取り込まれるべきタンパク質含有混合物に対して、少なくとも１：１０００、例えば少なくとも１：８００、例示すれば少なくとも１：６００、例えば少なくとも１：４００、例示すれば少なくとも１：３００、例えば少なくとも１：２００、例示すれば少なくとも１：１００、例えば少なくとも１：５０、例示すれば少なくとも１：３０、例えば少なくとも１：１５、例示すれば１：１０、例えば１：５の、体積／体積を基準として測定される割合で与えられる。
【００６９】
精製タンパク質生成物を得るために、従来技術において常套的に記載されており、公知であるいずれかの方法によって、溶出を行ってよい。
【００７０】
本発明の代替的な、非常に適切な態様において、吸着されたタンパク質生成物の溶出を、通常希塩基、希酸、および水から成る群から選択される溶液を用いて行ってよい。そのような溶液を用いて抽出または洗浄工程を行う態様において、溶液を希釈して、塩および溶出された生成物中に存在する他の望まない物質の量を最小化する。
【００７１】
好ましくは、生体分子材料を溶出するのに使用する希酸または希塩基は、塩濃度が５０ｍＭ未満、好ましくは３０ｍＭ未満、更に好ましくは２０ｍＭ未満である。塩濃度の測定は、前記タンパク質または単離されるべきタンパク質を含む溶出液画分において、当該画分をさらに希釈すること無く直接行う。一般的な、低コストで非毒性の酸および塩基を適用可能である。塩基の、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）が特に好ましい。
【００７２】
本発明の一の態様において、溶出は、５％（ｖ／ｖ）未満の有機溶媒、例えば３％（ｖ／ｖ）未満の有機溶媒等、例示すれば１％（ｖ／ｖ）未満の有機溶媒、例えば０％（ｖ／ｖ）の有機溶媒を含む溶離剤を用いて行ってよい。
【００７３】
［吸着剤］
本発明の吸着工程には、吸着剤が含まれる。
【００７４】
本発明に関連して、用語「吸着剤」は、吸着剤カラムに存在する層全体に関し、用語「吸着剤粒子」は、用語「粒子」と互換して使用可能であり、吸着剤を構成する個々の単一粒子に関する。
【００７５】
流速、粒子径、および粒子の密度の全ては、流動層の膨張に影響を有することがあり、粒子をカラムの内側に保つようにして、膨張の程度を制御することが重要である。膨張の度合いは、Ｈ／Ｈ０として規定してよく、ここでＨ０は充填層モードにおける層の高さであり、Ｈは膨張モードにおける層の高さである。本発明の好ましい態様において、膨張の度合いＨ／Ｈ０は、１．０〜２０、例えば１．０〜１０、例示すれば１．０〜６、例えば１．２〜５、例示すれば１．５〜４、例えば４〜６、例示すれば３〜５、例えば３〜４、例示すれば４〜６の範囲である。本発明の別の好ましい態様において、膨張の度合いＨ／Ｈ０は少なくとも１．０、例えば少なくとも１．５、例示すれば少なくとも２、例えば少なくとも２．５、例示すれば少なくとも３、例えば少なくとも３．５、例示すれば少なくとも４、例えば少なくとも４．５、例示すれば少なくとも５、例えば少なくとも５．５、例示すれば少なくとも６、例えば少なくとも１０、例示すれば少なくとも２０である。
【００７６】
プロセスの高生産性を可能にするために、吸着剤粒子の密度は少なくとも１．３ｇ／ｍＬ、より好ましくは少なくとも１．５ｇ／ｍＬ、よりいっそう好ましくは少なくとも１．８ｇ／ｍＬ、更により好ましくは少なくとも２．０ｇ／ｍＬ、より好ましくは少なくとも２．３ｇ／ｍＬ、更により好ましくは少なくとも２．５ｇ／ｍＬ、最も好ましくは少なくとも２．８ｇ／ｍＬであってよい。
【００７７】
本発明の好ましい態様において、吸着剤粒子は、平均粒子径が多くとも１５０μｍ、特には多くとも１２０μｍ、より特には多くとも１００μｍ、更により特には多くとも９０μｍ、更により特には多くとも８０μｍ、更により特には多くとも７０μｍである。通常、吸着剤粒子は、平均粒子径が４０〜１５０μｍ、例えば４０〜１２０μｍ、例示すれば４０〜１００μｍ、例えば４０〜７５μｍ、例示すれば４０〜５０μｍの範囲である。
【００７８】
平均粒子径が１５０μｍまたはそれ未満である好ましい態様の組み合わせにおいて、粒子密度は少なくとも１．５ｇ／ｍｌ、例えば少なくとも１．８ｇ／ｍｌである。平均粒子径が１２０μｍまたはそれ未満である場合、粒子密度は少なくとも１．６ｇ／ｍＬ、より好ましくは少なくとも１．９ｇ／ｍＬである。平均粒子径が９０μｍ未満である場合、密度は少なくとも１．８ｇ／ｍＬまたはより好ましくは少なくとも２．０ｇ／ｍＬでなければならない。平均粒子径が７５μｍ未満である場合、密度は少なくとも２．０ｇ／ｍＬ、より好ましくは少なくとも２．３ｇ／ｍＬ、より好ましくは少なくとも２．５ｇ／ｍＬ、そして最も好ましくは少なくとも２．８ｇ／ｍＬでなければならない。
【００７９】
吸着剤粒子の高密度は、好ましくは少なくとも４．０ｇ／ｍＬ、例えば少なくとも５．０ｇ／ｍＬの密度を有する高密度非多孔性コア物質を一定の割合で包含することによって、大いに達成される。通常、非多孔性のコア物質は、約４．０〜２５ｇ／ｍｌ、例えば約４．０〜２０ｇ／ｍｌ、例示すれば４．０〜１５ｇ／ｍＬ、例えば１２〜１９ｇ／ｍｌ、例示すれば１４〜１８ｇ／ｍｌ、例えば約６．０〜１５．０ｇ／ｍＬ、例示すれば約６．０〜１０ｇ／ｍｌの範囲の密度を有する。
【００８０】
本発明の好ましい態様において、吸着剤は、芳香環系若しくは芳香族複素環系および／または１以上の酸基を含み、共有結合した官能基を複数有する官能性マトリクスポリマーを有する粒子を含む。
【００８１】
好ましくは、芳香環系若しくは芳香族複素環系および／または１以上の酸基を含む前記官能基は、多くとも５００ダルトンの分子量を有する。
【００８２】
本発明の一の態様において、芳香環系若しくは芳香族複素環系および／または１以上の酸基を含む前記官能基は、タンパク質に対して親和性を有する配位子または配位子の一部を形成する。
【００８３】
本発明の一の態様において、芳香族複素環の部分は、チオフェン、フラン、ピラン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、イソチアゾール、イソオキサゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジンおよびピリダジンラジカルから選択される単環式芳香族複素環ラジカル、並びにインドール、プリン、キノリン、ベンゾフラン、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾールおよびベンゾオキサゾールラジカルから選択される二環式芳香族複素環ラジカルから選択してよい。
【００８４】
本発明の別の態様において、酸基は、カルボン酸基（−ＣＯＯＨ）、スルホン酸基（−ＳＯ２ＯＨ）、スルフィン酸基（−Ｓ（Ｏ）ＯＨ）、ホスフィン酸基（−ＰＨ（Ｏ）（ＯＨ））、ホスホン酸モノエステル基、（−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）（ＯＲ））およびホスホン酸基（−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）２）から選択される。
【００８５】
好ましくは、芳香環系若しくは芳香族複素環系および／または１以上の酸基を含む前記官能基は、ジヒドロキシ安息香酸、アミノ安息香酸、ジアミノ安息香酸、メルカプト安息香酸、メルカプトニコチン酸、メルカプトテトラゾール酢酸、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、二塩基酸、２，５−ジヒドロキシ安息香酸、２−アミノ安息香酸、３−アミノ安息香酸、４−アミノ安息香酸、２−メルカプト安息香酸、２−メルカプトニコチン酸、５−メルカプト−１−テトラゾール酢酸、２−メルカプト−ベンゾイミダゾール、４−アミノフタル酸および５−アミノイソフタル酸から選択される化合物から誘導されてよい。
【００８６】
本発明の一の態様において、芳香環系若しくは芳香族複素環系および／または１以上の酸基を含む前記官能基の濃度は、固相マトリクス乾燥物の１０〜９９０μｍｏｌ／ｇの範囲である。
【００８７】
本発明の更なる態様において、芳香環系若しくは芳香族複素環系および／または１以上の酸基を含む前記官能基の濃度は、１〜１４５μｍｏｌ／ｍｌ（水和した沈殿固相マトリクス）の範囲である。
【００８８】
本発明の別の態様において、芳香環系若しくは芳香族複素環系および／または１以上の酸基を含む前記官能基の濃度は、湿潤であるが吸引排液した固相マトリクスの１〜１３０μｍｏｌ／ｇの範囲であった。
【００８９】
非多孔性コア物質は、通常、吸着剤粒子の総体積の多くとも５０％を構成し、例えば多くとも４０％を構成し、好ましくは多くとも３０％を構成する。
【００９０】
本発明において使用する吸着剤粒子は、対象とする分子と表面で結合するのみで比較的低い結合能力をもたらす非浸透性粒子とは対照的に、著しい結合能力を確保するために、単離すべき生体分子基質に対して少なくとも一部が浸透可能であってよい。吸着剤粒子は異なる構造、組成および形状のアレイであってよい。
【００９１】
従って、吸着剤粒子は、それ自体に与えられた流速で操作するのに必要な密度および結合能力を有する、化学的に誘導体化された複数の多孔性物質で構成されてよい。粒子は、国際公開第９２／００７９９号に記載されているように、多孔性物質に囲まれた非多孔性コアを少なくとも２つ有する複合型、または多孔性物質で囲まれた単独の非多孔性コアを有する薄膜型である。
【００９２】
本発明に関連して、用語「複合型」は、粒子状物質の粒子に関し、前記粒子は、異なる種類および大きさの、高分子系塩基マトリクスによって同時に保持されるコア物質のビーズを含む（例えば周囲のアガロース（高分子系マトリクス）によって同時に保持される２以上の高密度粒子から成るコア粒子）。
【００９３】
本発明に関連して、用語「薄膜型」は、粒子の混合物に関し、ここで各々の粒子は、多孔性高分子系マトリクスで被覆された唯一の高密度コア物質、例えばアガロースで被覆された高密度ステンレス鋼ビーズから成る。
【００９４】
従って、用語「少なくとも一つの高密度非多孔性コア」は、単独の高密度非多孔性粒子を含む薄膜コア、または１以上の高密度非多孔性粒子を含む複合コアのいずれかに関する。
【００９５】
吸着剤粒子は、上述のように、コアを取り囲んでいる多孔性物質を有する高密度非多孔性コアを含み、前記多孔性物質は、場合によりその外部表面に配位子を含む。
【００９６】
本発明に関連して、用語「コア」は、吸着剤粒子中に存在する非多孔性コア粒子または複数のコア粒子に関する。コア粒子または複数のコア粒子は、多孔性物質の内部に偶発的に分配されてよく、吸着剤粒子の中心に位置することに限定されない。
【００９７】
適切な非多孔性コア物質の例は、上述の密度基準が満たされる限りにおける、無機化合物、金属、重金属、非金属元素、金属酸化物、非金属酸化物、金属塩および金属アロイ等である。そのようなコア物質の例は、金属ケイ酸塩、金属ホウケイ酸塩；二ホウ化チタン、炭化チタン、二ホウ化ジルコニウム、炭化ジルコニウム、炭化タングステン、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化チタン、酸化イットリウム、金属ケイ素粉末、および二ケイ化モリブデンを含むセラミックス；マグネシウム、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、ハフニウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅および銀の酸化物を含む、金属酸化物および硫化物；非金属酸化物；硫酸バリウムを含む金属塩；タングステン、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、インジウム、銅、銀、金、パラジウム、白金、ルテニウム、オスミウム、ロジウムおよびイリジウムを含む金属元素ならびに前記金属元素の間で形成される合金、例えばステンレス鋼等の金属元素合金；グラファイト、カーボンブラック、および炭を含む、結晶形および非晶形の炭素である。好ましい非多孔性コア物質は炭化タングステン、タングステン、スチールおよびチタンのビーズ（ステンレス鋼ビーズ等）である。
【００９８】
前記多孔性物質は、複数の（または単一の）コア物質を一緒に覆い、保持する手段として、および吸着配位子を結合させる手段として使用される高分子系マトリクスである。
【００９９】
高分子系マトリクスは、特定の種類の天然または合成有機高分子の中から求めてよく、前記特定の種類の天然または合成有機高分子は、通常、ｉ）寒天、アルギン酸塩、カラギーナン、グアーガム、アラビアガム、ガティガム、トラガカントガム、カラヤガム、ローカストビーンガム、キサンタンガム、アガロース、セルロース、ペクチン、ムチン、デキストラン、デンプン、ヘパリン、キトサン、ヒドロキシデンプン、ヒドロキシプロピルデンプン、カルボキシメチルデンプン、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、およびカルボキシメチルセルロースを含む、天然および合成多糖類、および炭化水素に基づく他の高分子；ｉｉ）アクリルポリマー、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテル、高分子ビニル化合物、ポリアルケン、およびそれらの置換誘導体、並びにそのような高分子官能性を１より多く含む共重合体およびそれらの置換誘導体を含む、合成有機高分子および高分子をもたらす単量体；並びにｉｉｉ）それらの混合物から選択される。
【０１００】
高分子系マトリクスの好ましい群は、アガロース等の多糖類である。
【０１０１】
関連する用途において用いる工程条件に従って試験する場合、吸着剤と結合している配位子は、通常、１リットル当たりの生体分子材料が少なくとも１０ｇ、より好ましくは１リットル当たり少なくとも２０ｇ、更により好ましくは１リットル当たり少なくとも３０ｇの動的結合能力を提供する。吸着剤の結合能力は、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）に対する吸着剤の結合能力に関連して規定してよい。吸着剤の結合能力は、通常、試験方法ＡによるとＢＳＡに対して少なくとも１０ｇ／Ｌが結合するようなものである。
【０１０２】
方法Ａは、選択された吸着剤のウシアルブミン結合能力を測定するために使用される方法であり、以下の工程で構成される：
【０１０３】
ウシ血清アルブミン溶液ｐＨ４．０（ＢＳＡｐＨ４．０）：精製ウシ血清アルブミン（Ａ７９０６、シグマ、アメリカ）を、２０ｍＭクエン酸ナトリウムｐＨ４．０における２ｍｇ／ｍｌの最終濃度に希釈する。吸着剤を、体積５０の２０ｍＭクエン酸ナトリウムｐＨ４．０で洗浄して、吸引漏斗で乾燥させる。
【０１０４】
１０ｍｌの吸引乾燥した吸着剤の試料を、５０ｍｌ試験管に入れ、その後、３０ｍｌのＢＳＡ（ｐＨ４．０）を加える。
【０１０５】
その後、試験管を栓で閉じ、ローラーミキサーにおいて室温（２０〜２５℃）で２時間、懸濁液を培養する。その後、吸着剤を完全に沈殿させるために、試験管を２０００ＲＰＭで５分間遠心分離に付す。その後、別の試験管へピペッティングすることによって吸着剤から上澄みを単離して、いずれの吸着剤粒子の持ち越しをも回避し、小型の非吸着性の０．２μｍフィルター（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ、アメリカ）でろ過する。その後、分光光度計で２８０ｎｍにおける光学密度（ＯＤ）を測定することによって、上澄み中の結合していないＢＳＡの濃度の測定を行う。
【０１０６】
従って、吸着剤と結合しているＢＳＡの量は、下記の式に従って計算する：
ｍｇ（ＢＳＡ結合）／ｍｌ（吸引乾燥した吸着剤）＝（１−（試験の上澄みのＯＤ）／（ＢＳＡ出発溶液のＯＤ））×６０ｍｇ（ＢＳＡ）／ｍｌ（吸着剤）
【０１０７】
［別の処理］
原材料または前記原材の誘導体を、部分的に加水分解された原材料をもたらす別の処理に付してよい。
【０１０８】
そのような別の処理には、湿式酸化、蒸気爆発、または酵素処理が含まれる。
【０１０９】
好ましくは、原材料および／または部分的に加水分解された原材料を、酵素加水分解、酸加水分解、またはアルカリ加水分解から成る群から選択される加水分解に付し、それによって、バイオ燃料の遊離の増加がもたらされ、ならびに／または増加した発酵可能な糖類および／若しくは増加した可溶性タンパク質を含む物質懸濁液がもたらされる。
【０１１０】
湿式酸化プロセスは、水性媒体中で、固相中に存在する成分と酸化的に反応する酸化剤の存在下で常套的に行われる。蒸気爆発は、（蒸気としての）熱の存在、機械的力（剪断効果）、および化学的作用（加水分解）を組み合わせた熱的−機械的−化学的プロセスである。２つの前処理の結果は、細胞壁の内側における微小繊維充填の変化および繊維の破断であり、それによって、セルロースの加水分解酵素へのアクセス可能性の増加がもたらされる。プロセスにおける最適な温度および反応時間の条件は、物質の種類によって変化する。
【０１１１】
前記別の処理の後に、部分的に分離した物質を酵素で処理して糖類を遊離させてよく、前記糖類は、発酵させてエタノールならびにバイオ燃料および／またはタンパク質生成物にすることが可能である。
【０１１２】
この別の処理から得られた新たな固相と新たな液相の両方を、原材料の誘導体として、バイオ燃料および／またはタンパク質生成物の製造に使用してよい。
【０１１３】
［バイオ燃料］
本発明の好ましい態様において、バイオ燃料は、油、メタノール、メタン、エタノール、プロパノール、ブタノール、水素、およびバイオディーゼルから成る群から選択してよいが、バイオ燃料は列挙したバイオ燃料に限定されず、本方法によって製造可能な他の自明なバイオ燃料も含まれる。
【０１１４】
［タンパク質生成物］
本発明に関連して、用語「タンパク質生成物」は、直鎖状に配列され、１のアミノ酸のカルボキシル原子と別のアミノ酸のアミン窒素との間がペプチド結合によって結合されたアミノ酸を含む、単一のタンパク質または１以上のタンパク質の混合物に関する。
【０１１５】
本発明の一の態様において、タンパク質生成物は、油脂、糖類、ＤＮＡ、脂質等の、限定された量の非タンパク質生成物を含む。好ましくは、タンパク質生成物は多くとも２０％（ｗ／ｗ）の非タンパク質生成物、例えば多くとも１５％（ｗ／ｗ）の非タンパク質生成物、例示すれば多くとも１０％（ｗ／ｗ）の非タンパク質生成物、例えば多くとも５％（ｗ／ｗ）の非タンパク質生成物、例示すれば多くとも２％（ｗ／ｗ）の非タンパク質生成物、例えば多くとも１％（ｗ／ｗ）の非タンパク質生成物、例示すれば多くとも０．５％（ｗ／ｗ）の非タンパク質生成物を含む。
【０１１６】
本発明の別の態様において、タンパク質生成物の少なくとも５０％が単一のタンパク質で構成されていてよく、例えばタンパク質生成物の少なくとも６０％が単一のタンパク質で構成されていてよく、例示すればタンパク質生成物の少なくとも７０％が単一のタンパク質で構成されていてよく、例えばタンパク質生成物の少なくとも８０％が単一のタンパク質で構成されていてよく、例示すればタンパク質生成物の少なくとも９０％が単一のタンパク質で構成されていてよく、例えばタンパク質生成物の少なくとも９５％が単一のタンパク質で構成されていてよく、例示すればタンパク質生成物の少なくとも９８％が単一のタンパク質で構成されていてよく、例えばタンパク質生成物の少なくとも９９％が単一のタンパク質で構成されていてよい。
【０１１７】
［システム］
本発明は、さらに、バイオ燃料の製造に適した原材料または前記原材料の誘導体からの、単離バイオ燃料の製造と精製タンパク質生成物の製造とを組み合わせるシステムを対象としており、前記システムは、以下のものを含む：
（ａ）原材料または前記原材料の誘導体を、原材料または前記原材料の誘導体からバイオ燃料を遊離させる第１処理に付す、第１の手段、
（ｂ）原材料または前記原材料の誘導体から遊離されたバイオ燃料を単離する第２の手段
（ｃ）物質懸濁液を与える第２処理に、原材料または前記原材料の誘導体を付す、第３の手段、および
（ｄ）精製タンパク質生成物を提供する吸着カラム。
【０１１８】
本発明の一の態様において、第１容器および第２容器は同一である。
【０１１９】
本発明の更にもう一つの態様において、第１容器、第２容器、遊離されたバイオ燃料を単離する手段、および吸着カラムは、相互接続してよい。
【０１２０】
第１容器、第２容器、遊離されたバイオ燃料を単離する手段、および吸着カラムは、バイオ燃料およびタンパク質生成物を製造するための閉鎖系を形成してよい。本発明に関連して、用語「閉鎖系」は、第１容器、第２容器、遊離したバイオ燃料を単離する手段、および吸着カラムが全て互いに接続している系に関する。これは、第１容器、第２容器、遊離したバイオ燃料を単離する手段、および膨張層吸着カラムの間に空間または孔が存在しないことを意味する。
【０１２１】
好ましくは、吸着カラムは、膨張層吸着カラムまたは流動層吸着カラム、バッチ吸着カラム、懸濁層吸着カラム、並びに膜型吸着カラムから成る群から選択してよい。最も好ましくは、吸着カラムは膨張層カラムであってよい。
【０１２２】
本発明の一の態様において、第１容器は、遊離したバイオ燃料を単離する手段であって第２容器と接続している手段と接続しており、その次に吸着カラムと接続している。
【０１２３】
本発明の更なる態様において、第１容器は、遊離したバイオ燃料を単離する手段と接続しており、前記手段は吸着カラムと接続している。
【０１２４】
本発明の別の態様において、第１容器は、吸着カラムと接続しており、前記吸着カラムは遊離したバイオ燃料を単離する手段と接続している。
【０１２５】
本発明の更なる態様において、第１容器は、遊離したバイオ燃料を単離する手段および第２容器と接続しており、第２容器は吸着カラムと接続している。
【０１２６】
本発明の更に別の態様において、第１容器は、遊離したバイオ燃料を単離する手段および吸着カラムと接続している。
【０１２７】
本発明の更に別の態様において、第１の手段および第３の手段は、容器、加圧装置、抽出装置、ろ過装置、蒸発装置、発酵装置および蒸留装置から成る群から、互いに独立して選択してよい。
【０１２８】
本発明の更なる態様において、第２の手段は、容器、加圧装置、抽出装置、ろ過装置、蒸発装置、および蒸留装置から成る群から、互いに独立して選択してよい。
【０１２９】
［別の態様］
本発明のタンパク質生成物は、本方法の多数の異なる段階において精製してよい。これらの異なる段階は、以下のものを含むが、それらに限定されない：
−  タンパク質生成物は、バイオ燃料を遊離させる前に精製してよく、
−  原材料または前記原材料の誘導体を、加圧および場合により抽出に付してよく、その後、バイオ燃料を単離する前にタンパク質生成物を精製してよく、
−  タンパク質生成物を精製する前にバイオ燃料を単離してよく、
−  原材料または前記原材料の誘導体を、加圧および場合により抽出に付してよく、その後、タンパク質生成物を精製する前にバイオ燃料を単離してよく、
−  原材料または前記原材料の誘導体を加圧および場合により抽出に付した後に、かつ工程（ｉｉ）において発酵を行う前に、タンパク質生成物を精製してよく、
−  原材料または前記原材料の誘導体を、抽出および場合により加圧に付してよく、その後、バイオ燃料を単離する前にタンパク質生成物を精製してよく、
−  原材料または前記原材料の誘導体を、抽出および場合により加圧に付してよく、その後、タンパク質生成物を精製する前にバイオ燃料を単離してよく、または
−  原材料または前記原材料の誘導体を抽出および場合により加圧に付した後に、かつ工程（ｉｉ）において発酵を行う前に、タンパク質生成物を精製してよい。
【０１３０】
本発明の一の要旨に関連して説明される態様および特徴は、本発明の他の要旨にも適用されることに注意すべきである。
【０１３１】
本発明を、以下の限定的でない態様において更に詳細に説明する。
【０１３２】
態様１：  油料種子からのタンパク質およびバイオ燃料の製造。方法は、以下の工程を含む：
（ｉ）  油料種子を機械的処理、例えば有機溶媒（例示すればヘキサン）を使用する又は使用しない加圧等に付すこと。バイオ燃料は、油圧プレスまたは連続圧搾機を用いて機械的に抽出し得る。プレス機は、個人が組み立て可能な小型の手動モデルから動力駆動の工業用プレスにわたる。連続圧搾機は、一方の端にかぶせられた水平シリンダーの内部に回転スクリューを有する。スクリューによって、徐々に圧力を増加させながら、シリンダーを通して種子または木の実を押し進める。バイオ燃料は、小さい孔またはスロットを通ってシリンダーから漏出し、ふたを外すと、油かすがシリンダーの端から現れる。異なる種類の原料に対して、圧力および温度の両方を調節することが可能である。原材料または前記原材料の誘導体の調製には、種子からの殻（または外皮）または種皮の除去およびもみ殻からの種子の分離が含まれてよい。
（ｉｉ）  バイオ燃料を分離した後に残る固体からのタンパク質生成物の抽出。
固体は、任意の機械的手段によって分解してよく、タンパク質を固体から可溶化するために水または水性緩衝液を加えてよい。可溶性タンパク質の最大の収量を与えるために、種々の温度、ｐＨ、および塩濃度で、ならびに種々の長さの時間で抽出を行ってよい。タンパク質の抽出収量を増加させるために、酵素を加えてもよい。
（ｉｉｉ）  タンパク質抽出物を吸着工程に付してよく、前記吸着工程には、吸着工程の間、カラム内に充填されておらず、むしろ撹拌槽、流動層、または膨張層内で懸濁している吸着剤が含まれる。
（ｉｖ）  場合により、タンパク質生成物を濃縮するために、吸着工程から得られた（吸着剤から溶出した）タンパク質生成物を限外ろ過工程に付してよい。水の消費を最小化するために、限外ろ過工程からの透過物を別の種子しぼりかす（ｓｅｅｄ  ｃａｋｅ）の処理に戻してよい。
（ｖ）  工程（ｉｉｉ）からの非結合画分を、蒸発、蒸留、および膜ろ過を含む種々の方法で濃縮してよく、凝縮物または透過した水は別の種子固体の処理／抽出の戻してよい。
【０１３３】
バイオ燃料は、水抽出法によって油料種子から遊離してもよく、それによって、機械的加圧工程および有機溶媒（ヘキサン等）の使用可能性が回避される。水抽出操作には、バイオ燃料の抽出収量および／またはタンパク質の抽出収量を増加させるために、酵素の使用が含まれてよい。バイオ燃料は、例えば浮選、デカンテーション、または遠心分離によって、水抽出物から分離してよい。バイオ燃料を水抽出する場合、タンパク質およびバイオ燃料を、固体から同時に又は連続して抽出してよい。タンパク質が吸着されて抽出物から分離される前または後に、バイオ燃料を水抽出物から分離してよい。
【０１３４】
態様２：  タンパク質および原材料の発酵によって生成されるバイオ燃料の製造。方法は、以下の工程を含む：
（ｉ）  場合により種々の前処理に付された炭化水素含有原材料を、例えば酵母菌株を用いて発酵に付してエタノールを生成させる。発酵の後に、例えば蒸発および／または蒸留によって、発酵培養液からエタノールを単離してよい。
（ｉｉ）  以下の工程のいくつかの段階においてタンパク質を単離してよい：
（ａ）  原材料がタンパク質生成物を含む場合、発酵工程の開始に先立つ適切な時点において、前記タンパク質生成物を吸着工程によって精製してよい。
（ｂ）  別法として、発酵の後に、かつバイオ燃料の分離の前または後に、発酵培養液からタンパク質生成物を精製してよい。発酵の後、発酵培養液は、原材料に由来するタンパク質およびペプチド、ならびに発酵媒体中で成長する酵母に由来するタンパク質を含む。高圧均質化、ビーズミルによる機械的破壊、超音波処理、および自己消化（この工程には酵母および／または有機溶媒が含まれてよい）を含む機械的または化学的手段によって、酵母細胞を分解してよい。
（ｃ）  発酵培養液のバルクから最初に分離された酵母細胞から、タンパク質生成物を精製してもよい。酵母細胞を分解して、上述のように有効にタンパク質を放出してよく、その後吸着工程に付してよい。
【実施例】
【０１３５】
［略称］
ＤＥＡＥ      ジエチルアミノエチル
ＭＢＳ      メルカプト安息香酸
ＮａＣｉ      クエン酸ナトリウム
ＮａＣｌ      塩化ナトリウム
ＳＤＳ−ＰＡＧＥ      ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動
ＳＰ      スルホプロピル
【０１３６】
［実施例１］
［小麦からのタンパク質の単離およびエタノールの製造］
２５℃での膨張層吸着クロマトグラフィーによる小麦タンパク質の単離：
（抽出）
細挽き脱皮小麦粒１ｋｇを１０Ｌの２５ｍＭ塩化ナトリウム水溶液と混合することによって、小麦抽出物を得た。懸濁液を２５℃で１時間、１００ｒｐｍで機械的に撹拌した。その後、小麦抽出物を遠心分離に付して、透明な液相並びにグルテンおよびデンプン等の不溶性物質を含む沈殿物を得た。採取した抽出物の総体積は９．５Ｌであった。残りの沈殿した湿潤物質は、その後のエタノール製造のために保存した。
【０１３７】
（膨張層吸着剤）
吸着剤は、一体化した炭化タングステン粒子を有する架橋アガロースビーズを基本としており、そのことによって、およそ２．８ｇ／ｍｌの高密度マトリクスがもたらされた。粒子径は、１５０ミクロンの平均体積径を有する４０〜２００μｍの範囲であった。通常ｐＨ４〜６の範囲でタンパク質と結合する種々の配位子を含む、いくつかの吸着剤の結合効率試験を行った。
【０１３８】
（小麦抽出物の前処理）
異なる実験において、抽出物のｐＨを、１Ｍ塩酸を用いてｐＨ４〜６の範囲で異なる値に調節した。
【０１３９】
実験は、アップフロント・クロマトグラフィー・アクティーゼルスカブ（デンマーク、コペンハーゲン）のＦａｓｔＬｉｎｅ（登録商標）１０膨張層カラム（φ＝２ｃｍ）で行った。カラムにＨ０＝５０ｃｍの吸着剤（１５７ｍｌ）を詰め、出発物質と同じｐＨを有する１０ｍＭクエン酸ナトリウム溶液を用いて２５℃にて平衡化した。
【０１４０】
異なる実験（実験Ａ〜Ｃ）において、異なるｐＨ値の小麦粉抽出物を、線形流速１０ｃｍ／分でカラムに導入した。各々の実験に対して、３１４０ｍｌの抽出物を導入し、その後、カラムを水で簡単に洗浄し（およそ１５０ｍｌの洗浄）、結合したタンパク質の溶出を、５０ｍＭ水酸化ナトリウムを用いて行った。
【０１４１】
溶出液中のタンパク質濃度は、窒素測定（Ｎｘ６．２５）によって測定した。ＳＤＳ−ＰＡＧＥによる分析も行った（ＳＤＳ−ＰＡＧＥからのゲルは示さず）。
【０１４２】
【表１】
2010515441.tif 000002
【０１４３】
従って、タンパク質溶出液の最大量は２１．４ｇ（タンパク質）／ｋｇ（小麦粒）であった（実験Ａ）。
【０１４４】
各実験のＳＤＳ−ＰＡＧＥ分析を行った。溶出液が出発物質と極めて等しいタンパク質組成を含むが、ランスルー（ｒｕｎ  ｔｈｒｏｕｇｈｔ）画分および洗浄（ｗａｓｈｉｎｇ）画分がタンパク質をほとんど含んでいないので、出発物質（小麦抽出物）中に存在する実質的に全てのタンパク質がカラムと結合していることが示された。結合したタンパク質の含有量が少し小さい実験ＢおよびＣで同様の結果を得た。従って、三つの吸着剤の全てが、僅かに程度の差があるが、小麦抽出物に存在するタンパク質の多くと結合したことが示された。実験Ａ、Ｂ、およびＣの全てから得られる、溶出したタンパク質組成物は、乾燥物を基準として、非タンパク質物質の含有量が１０％未満であることも示された。
【０１４５】
（エタノール生成）
上述の吸着操作によってタンパク質が実質的に減少した、実験Ａ〜Ｃからのランスルー画分を、上述の抽出および沈殿によって得られた沈殿物質と組み合わせ、元のように混合し、小麦デンプンを含む懸濁液を作製した。その後、この再び組み合わせた懸濁液にアミログルコシダーゼ（３００ＡＧＵ／ｋｇ（デンプン））を加え、５５℃に８時間加熱してデンプン物質の糖化を行った。糖化の後に、懸濁液を３５℃に冷却してサッカロマイセス・セレヴィシエを加え、５６時間発酵させた。発酵の後、エタノールを蒸留し、採取した。エタノールの収量は０．３Ｌ／ｋｇ（乾燥小麦粒）に相当する。
【０１４６】
従って、生成されたエタノール１リットル当たりの、タンパク質の最大収量は以下に相当する：
２１．４ｇ（タンパク質）／０．３＝７１．３ｇ（タンパク質）／Ｌ（生成されたエタノール）
【０１４７】
［実施例２］
（小麦からの、タンパク質の単離およびエタノールの生成）
細挽き脱皮小麦粒を実施例１に記載したように抽出した。遠心分離に先立って、ハイドロサイクロンのバッテリーに粗抽出物を通過させることによって、抽出物を（ｉ）不溶性のデンプンに富む濃縮された画分（アンダーフロー）、および（ｉｉ）不溶性のグルテンおよび可溶性のタンパク質を含む別の画分（オーバーフロー）に分離した。その後、液体抽出物のバルクおよび可溶性のタンパク質を含むハイドロサイクロンのオーバーフローを沈殿させ、デカンテーションし、沈殿したグルテン画分および可溶性のタンパク質を含む澄んだ抽出物を得た。その後、抽出物は、実施例１ｂにおいて記載したようにタンパク質を吸着させ、タンパク質が減少したランスルー画分を戻して、ハイドロサイクロンのアンダーフローからのデンプン画分に元のように混合した。糖化のためにアミログルシダーゼを加えた、タンパク質が減少した戻り液体中で、デンプンを懸濁させ、実施例１において記載したようにサッカロマイセス・セレヴィシエを用いて発酵させた。
【０１４８】
（結果）
吸着工程からのタンパク質の収量は、小麦粒１キログラム当たり２０．１ｇに相当し、エタノールの収量は小麦粒１キログラム当たり０．３Ｌに相当した。吸着工程からのタンパク質の収量は、生成したエタノール１リットル当たり６７ｇのタンパク質に相当した。
【０１４９】
［実施例３］
（大豆油および可溶性タンパク質の単離）
（油の抽出）
乾燥大豆をコーヒーミルで挽いて粉にした。およそ１００ｇの粉を２００ｍｌのイソプロパノールと混合し、３０分間撹拌した。その後、沈殿物を１０分間沈殿させた。上澄みをデカンテーションし、イソプロパノールを蒸発させるために表面積の大きいビーカーに入れた。沈殿物を１００ｍｌのイソプロパノールで４回洗浄した。上澄み及び洗液を全て貯めておいた。貯めておいた液および沈殿物をフュームカップボード（または通風室、ｆｕｍｅ  ｃｕｐｂｏａｒｄ）に置いて、イソプロパノールを一晩蒸発させた。イソプロパノールを蒸発させた後で、黄色の油相は１６．５ｇの重さであり、挽いた大豆１キログラム当たり０．１６５Ｌの油に相当する。
【０１５０】
（タンパク質の抽出）
イソプロパノールによる抽出によって油が減少した乾燥大豆粉を３００ｍｌの水と混合し、１時間撹拌した。１００μｍの網で濾過することによって、大豆抽出物を採取した。濾塊（ｆｉｌｔｅｒ  ｃａｋｅ）を１５０ｍｌの水で洗浄した。採取した抽出物の総体積は３５０ｍｌであった。
【０１５１】
（膨張層吸着剤）
吸着剤は、一体化した炭化タングステン粒子を有する架橋アガロースビーズを基本としており、そのことによって、およそ２．８ｇ／ｍｌの高密度マトリクスが得られた。粒子径は、１５０ミクロンの平均体積径を有する４０〜２００μｍの範囲であった。通常ｐＨ４〜６の範囲でタンパク質と結合する種々の配位子を含む、いくつかの吸着剤の結合効率試験を行った。
【０１５２】
（抽出物の前処理）
異なる実験（実験Ａ〜Ｅ）において、抽出物のｐＨを、１Ｍ塩酸を用いてｐＨ４〜６の範囲で異なる値に調節した。
【０１５３】
実験は、アップフロント・クロマトグラフィー・アクティーゼルスカブ（デンマーク、コペンハーゲン）のＦａｓｔＬｉｎｅ（登録商標）１０膨張層カラム（φ＝１ｃｍ）で行った。カラムにＨ０＝５０ｃｍの吸着剤（３９．２ｍｌ）を詰め、出発物質と同じｐＨを有する１０ｍＭクエン酸ナトリウム溶液を用いて２５℃にて平衡化した。
【０１５４】
異なるｐＨ値の大豆抽出物を、線形の流速１０ｃｍ／分でカラムに導入した。６０ｍｌの抽出物を導入し、その後、少量の水（５０ｍｌ）を導入した。結合したタンパク質の溶出を、５０ｍＭ水酸化ナトリウムを用いて行った。溶出液中のタンパク質濃度は、窒素測定（Ｋｊｅｌｄａｈｌ（ケルダール法）、Ｎｘ６．２５）によって測定した。ＳＤＳ−ＰＡＧＥによる分析も行った。
【０１５５】
【表２】
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【０１５６】
各実験Ａ〜Ｅに対して、（１ミクロンフィルターで濾過した）試料のＳＤＳ−ＰＡＧＥ分析を行い、溶解して抽出物中に存在するほとんど全てのタンパク質が、膨張層吸着剤と結合したことが示された（なぜなら、ランスルー画分および洗浄画分が、異なるレベルでタンパク質を実質的に欠いているからである）。その後、結合したタンパク質を溶出液中に溶出させた。全ての実験Ａ〜Ｅから得られる溶出タンパク質組成物は、乾燥物を基準として、非タンパク質物質の含有量が１０％未満であることも示された。
【０１５７】
全てのＳＤＳ−ＰＡＧＥ分析は、還元せずに、クマシー・ブルーで染色して行った。
【０１５８】
タンパク質の最大収量７６．１ｇ（タンパク質）／ｋｇ（大豆）は、ｐＨ５．０における４−メルカプト安息香酸配位子を含む吸着剤を用いた実験Ｄで得られた。
【０１５９】
従って、大豆油１リットル当たりのタンパク質の最大収量は以下に相当する：
（７６．１ｇ（タンパク質）／ｋｇ）／（０１６５Ｌ（油）／ｋｇ）＝４６１ｇ（タンパク質）／Ｌ（大豆油）
【国際調査報告】
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