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混合液混合種培養によるバイオ燃料生産技術 NEW 新技術説明会

国内特許コード P180015011
整理番号 (S2015-0747-N0)
掲載日 2018年5月23日
出願番号 特願2017-503746
出願日 平成28年3月4日(2016.3.4)
国際出願番号 JP2016057691
国際公開番号 WO2016140374
国際出願日 平成28年3月4日(2016.3.4)
国際公開日 平成28年9月9日(2016.9.9)
優先権データ
  • 特願2015-043817 (2015.3.5) JP
発明者
  • 朝山 宗彦
出願人
  • 国立大学法人茨城大学
発明の名称 混合液混合種培養によるバイオ燃料生産技術 NEW 新技術説明会
発明の概要 本発明は、バイオ燃料を生産する新規の技術を提供することを目的とし、具体的には、光合成微生物と非光合成微生物とを含む混合微生物を、窒素源欠乏培地において共培養することを含む、バイオ燃料の製造方法に関する。
従来技術、競合技術の概要


エネルギーを化石燃料(天然ガス・石油・石炭等)に依存する日本の現状を鑑みると、将来、自国の技術により燃料を自力で生産できることが重要である。そこで、水と二酸化炭素を光合成により固定し、ブドウ糖等の有機物を生産することのできる光合成生物を利用してバイオ燃料を生産する試みが日本内外で大変注目されている。
シアノバクテリア(原核光合成微生物)を含む光合成微生物は、広義の意味で微細藻類に属するが、光合成能は植物のそれと比較して数十倍から百倍とも言われている。加えて、バイオ燃料生産に微細藻類を使用する場合、植物と比べて土や根茎等といった栽培後に不要となる廃棄物も出ない事から、次世代バイオ燃料生産に使用される生物として有望視されている。
ところで、バイオ燃料は、バイオディーゼルの原料となる中性脂肪(トリアシルグリセロール,TAG)や脂肪酸、炭化水素等に大別される。前者2つは化学構造に酸素(O)分子を有しているが、炭化水素は炭素(C)と水素(H)のみで構成されており、エンジン等に優しい燃料として石油産業界で好まれている。炭化水素燃料は炭素数とそれらを繋ぐ二重結合の数と位置により、燃料としての性質が規定される。このうち二重結合を含まない鎖式飽和炭化水素は、アルカン(C2n+2)と呼ばれ、炭素数が1~20までの短鎖アルカンは、私達の身の回りで様々な燃料として役立っている。とりわけ炭素数が11~17又は12~17のアルカンは、標準(常温常圧)状態で液体であり、ジェット燃料や軽油相当の燃料として位置づけられる。
これまで微細藻類のうち、シアノバクテリア天然藻の一部の種で、炭素数15(ペンタデカン,C1532)や17(ヘプタデカン,C1736)のアルカンを生産する株が知られている(非特許文献1)。本発明者グループは、これまでシアノバクテリア天然藻を遺伝子操作により改変し、細胞乾燥重量当たり約50~60%に及ぶ変異株を取得することに成功している(特許文献1)。これに限らず微細藻類の天然藻や遺伝子組換藻を用いたバイオ燃料生産が試みられている。
それら従来の技術では、単離純化された藻細胞を滅菌した培地中で無菌的あるいは無菌状態に近づけながら培養することによって、藻細胞内外へバイオ燃料を生産してきた。また、バイオエタノール生産等に見られるように、植物から生産されるブドウ糖を回収した後、酵母の発酵により目的物を得る2段階生産技術と比較して、光合成微生物を利用することのメリットは、前述したようにブドウ糖から目的有機物質(バイオ燃料等)を1段階(一つのバイオリアクター内で同時に培養しながら)生産できる点にある。
一方、共培養による有用物質生産の従来法の例としては、アクチノタレア・ファーメンタス細菌と酵母を共培養することによりハロゲン化メチルを生産する系(特許文献2)、緑藻ボトリオコッカス培養液にアスティカカリウス・エキセントリカス菌株を添加し共培養することにより緑藻の増殖を促進させる系(特許文献3)、加水分解されたバイオマス原料からエタノール燃料を生産する系においてクロストリジウム・フィトフェルメンタンス細胞あるいは更に他の微細物を含む共培養による方法(特許文献4)等が挙げられる。

産業上の利用分野


本発明は、例えば光合成微生物と非光合成微生物との共培養により、バイオ燃料を生産する方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
光合成微生物と非光合成微生物とを含む混合微生物を、窒素源欠乏培地において共培養することを含む、バイオ燃料の製造方法。

【請求項2】
光合成微生物がハロミクロネマ(Halomicronema)属に属する微生物である、請求項1記載の方法。

【請求項3】
ハロミクロネマ属に属する微生物が、受託番号NITE BP-01982で特定されるハロミクロネマ・エスピー(Halomicronema sp.)SZ2菌株又は糖生産能を有するその変異株である、請求項2記載の方法。

【請求項4】
非光合成微生物がシノリゾビウム(Sinorhizobium)属に属する微生物である、請求項1~3のいずれか1項記載の方法。

【請求項5】
シノリゾビウム属に属する微生物が、受託番号NITE BP-01981で特定されるシノリゾビウム・エスピー(Sinorhizobium sp.)ST1菌株又は短鎖アルカン生産能を有するその変異株である、請求項4記載の方法。

【請求項6】
培地が無機物培地と有機物培地とをさらに含有する、請求項1~5のいずれか1項記載の方法。

【請求項7】
培地が炭素源をさらに含有する、請求項1~6のいずれか1項記載の方法。

【請求項8】
炭素源が酢酸ナトリウムである、請求項7記載の方法。

【請求項9】
培地が糖源をさらに含有する、請求項1~8のいずれか1項記載の方法。

【請求項10】
糖源がグルコースである、請求項9記載の方法。

【請求項11】
共培養において所定の暗黒期間を設ける、請求項1~10のいずれか1項記載の方法。

【請求項12】
共培養後、共培養物を乾燥ストレス下で更に培養することを含む、請求項1~11のいずれか1項記載の方法。

【請求項13】
バイオ燃料が短鎖アルカンである、請求項1~12のいずれか1項記載の方法。

【請求項14】
短鎖アルカンがヘプタデカンである、請求項13記載の方法。

【請求項15】
受託番号NITE BP-01982で特定されるハロミクロネマ・エスピーSZ2菌株又は糖生産能を有するその変異株。

【請求項16】
受託番号NITE BP-01981で特定されるシノリゾビウム・エスピーST1菌株又は短鎖アルカン生産能を有するその変異株。

【請求項17】
請求項15記載のハロミクロネマ・エスピーSZ2菌株又は糖生産能を有するその変異株と請求項16記載のシノリゾビウム・エスピーST1菌株又は短鎖アルカン生産能を有するその変異株とを含む混合微生物。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2017503746thum.jpg
出願権利状態 公開
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