KR100470610B1

KR100470610B1 - 균류를 이용한 키토산 생산방법

Info

Publication number: KR100470610B1
Application number: KR10-2002-0011063A
Authority: KR
Inventors: 강수태; 공청식; 오광수
Original assignee: 경상대학교산학협력단; 강수태; 공청식
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2005-02-21
Also published as: KR20030071389A

Abstract

본 발명은 키토산 생산 균주를 선정하여 배양 최적 조건을 조사하였으며, 그 결과를 토대로 초기 pH를 5.5∼6.5로 고정하고 온도를 27℃로 유지하면서 4일 동안 배양한 후 얻은 균체를 수세후 동결건조시켜 건조 균체를 생산하고 상기 건조 균체를 알칼리 추출 처리한 후 산처리하고 pH를 8.5로 조정해 4℃에서 24시간 방치하여 응집된 키토산을 얻었으며 이를 세정후 동결건조시켜 균류 키토산(fungal chitosan, FCS)를 생산함으로써 제조공정이 간단하고 이차적인 수질오염 및 폐기물 처리를 줄일 수 있는 키토산 생산방법을 제공하는 뛰어난 효과가 있다.

Description

균류를 이용한 키토산 생산방법{A method for production of Chitosan from Fungal}

본 발명은 균류를 이용한 키토산 생산방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 균류를 최적 조건하에 대량 배양하여 분리추출함으로써 제조공정이 간단하고 이차적인 수질오염 및 폐기물 처리를 줄일 수 있는 키토산 생산방법에 관한 것이다.

키토산은 D-glucosamine이 β-1,4 결합한 직쇄의 다당으로 자연계에는 Mucor 속이나 Phycomtes 속 등 균의 세포벽에 함유되어 있다. 키토산은 폐수처리에서 응집제와 금속이온의 킬레이트제, 종이 증강제, 점도조절제, 점착성 물질, 생분해성 필름과 섬유의 생산을 위해 사용되는 생체 고분자이다. 해산 생체 고분자 특히 키토산이 가장 널리 사용되고 연구되는 것은 식품가공 폐수에서 부유물질의 응집제이다. 키토산은 계란 파손, 채소, 새우, 치즈, 육류 그리고 사과쥬스 가공을 포함한 매우 넓은 식품가공운전의 폐수처리에 사용되고 있다.

현재 상업적으로 사용하는 키토산은 보통 강알칼리를 사용하여 탈아세틸화에 의해 게나 새우 껍질 키틴으로부터 유도된다. 그러나 이 제조법은 원료와 게, 새우 껍질의 집하중의 부패, 키틴과 키토산 제조공정에 요구되는 많은 양의 산, 알칼리 비용 및 제조공정 중에 생산되는 폐액은 하천과 해양의 오염원으로써 2차적인 문제를 야기시키고 있는 실정이다. 그리고 갑각류 가공 공정으로부터 생산되는 껍질 폐기물의 양은 점차 증가하고 있는데, 이는 생분해가 매우 느리므로 수산가공공장의 심각한 문제로 대두되고 있으며, 이러한 갑각류로부터 제조에서의 문제점을 보완하기 위하여 미생물, 효소를 이용한 바이오 수법에 의한 키틴, 키토산의 생합성이 절 실히 필요한 상황이다.

특히 키토산은 갑각류 이외에도 사상균 등의 세포벽에 많이 존재한다고 보고되고 있으며, 이렇게 생산한 키토산은 대량 균배양으로 키토산을 추출하므로 갑각류 껍질로부터 제조하는 경우에 비하여 탈회 및 탈아세틸화 등의 공정을 생략할 수 있고 균질한 제품의 획득이 가능한 장점이 있으므로, 우선 키토산을 대량 함유하고 있는 균주 및 배양조건을 발견한다면 키토산의 제조법으로써 활용 가능성이 크다고 할 수 있다.

본 발명자들은 상기와 같은 점을 감안하여 키토산 생산 균주를 선정하여 배양 최적 조건을 조사하였으며 그 결과를 토대로 초기 pH를 5.5∼6.5로 고정하고 온도를 27℃로 유지하면서 4일 동안 배양한 후 얻은 균체를 수세후 동결건조시켜 건조 균체를 생산하고 상기 건조 균체를 알칼리 추출 처리한 후 산처리하고 pH를 8.5로 조정해 4℃에서 24시간 방치하여 응집된 키토산을 얻었으며 이를 세정후 동결건조시켜 균류 키토산(fungal chitosan, FCS)를 생산함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 균류를 최적 조건하에 대량 배양하여 분리추출함으로써 제조공정이 간단하고 이차적인 수질오염 및 폐기물 처리를 줄일 수 있는 키토산 생산방법을 제공함에 있다.

본 발명의 상기 목적은 키토산 생산 균주를 선정하여 배양 최적 조건을 조사하였으며 그 결과를 토대로 초기 pH를 5.5∼6.5로 고정하고 온도를 27℃로 유지하면서 4일 동안 배양한 후 얻은 균체를 수세후 동결건조시켜 건조 균체를 생산하고 상기 건조 균체를 알칼리 추출 처리한 후 산처리하고 pH를 8.5로 조정해 4℃에서 24시간 방치하여 응집된 키토산을 얻었으며 이를 세정후 동결건조시켜 균류 키토산(fungal chitosan, FCS)를 생산함으로써 달성하였다.

이하 본 발명의 구성을 설명한다.

본 발명은 키토산 생산 균주를 준비하는 단계; 키토산 생산균주를 최적 조건하에서 대량 배양하는 단계; 상기 단계에서 얻은 균체에서 균류 키토산을 분리추출한 후 동결건조시키는 단계; 상기 단계에서 얻은 균류 키토산과 시판응집제의 식품 폐수처리 효과를 비교분석하는 단계; 상기 단계에서 생산된 균류 키토산의 이화학적 특성을 조사하여 균류 키토산을 동정하는 단계로 구성된다.

본 발명에서 사용된 표준용 키토산은 미국 SIGMA사로부터 제공받은 C-3646을 필요시에 미세분말(200mesh)로 분쇄하여 사용하였다.

이하 본 발명의 구체적인 방법을 실시예를 들어 단계별로 설명하고자 하지만 본 발명의 권리범위는 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 : 키토산 생산균주의 준비

본 실험에서 사용한 4균주는 키토산 생산 균주인 Absidia coerulea IFO 5301, Gongronella butleri IFO 8080, Rhizopus delemer IFO 4775, Mucor tuberculisporus IFO 9256으로써 일본의 발효학 연구소에서 분양 받았다.

균주의 보존을 위하여 PDA배지(감자분 20%, 데스트로스 2%, 아가 1.5%; 표 1 참조)에서 이온 교환수 1,000㎖에 가열용해하여 각 시험관에 10㎖씩 분주한 후, 121℃에서 15분간 고압증기 멸균하였다. 멸균된 시험관 배지는 실험대 위에서 사면으로 하룻밤 방냉시켜 고체사면배지를 만든 후, 4℃의 냉장고에 보관하였으며, 이 배지에 키토산 생산균주를 각각 접종하여 27℃의 항온기에 약 7일간 배양시킨 후, 다시 4℃의 냉장고에 보존하면서 사용하였다.

배지 조성(Medium composition for slant culture) (g/ℓ)

구성성분(Composition)	함량(Contents)
감자분(Potato)	200.0
데스트로스(Dextrose)	20.0
아가(Agar)	15.0

실시예 2: 키토산 생산균주 배양

제 1단계 : 본배양

키토산 생산균주의 배지조성은 Rane (Rane, K. D., and D. G. Hoover. 1993.) 등의 방법에 준하여 행하였으며, 글루코스(glucose) 2%, 펩톤(peptone) 1%, 효모 추출물(yeast extract) 0.1%, (NH ₄) ₂SO ₄ 0.5%, K ₂HPO ₄ 0.1%, NaCl 0.1%, MgSO ₄·7H ₂O 0.05% 및 CaCl ₂·2H ₂O 0.01%을 증류수 1,000㎖에 용해하여 1N-HCl로 초기 pH 5.0으로 조절하였고 500㎖-평저 플라스크에 배지 200㎖를 분주하여 121℃, 15분간 고압증기 멸균하였다.

키토산 생산균주를 접종한 사면배지에 멸균 증류수 10㎖를 가하여 보르텍스 혼합기(vortex mixer)로 2분간 진탕해 글라스 파이어 여지(Whatman paper No. 4)를 이용하여 분액깔대기에다 일정한 양을 정량 포자 현탁액을 제조하여 키토산 생산배지 200㎖를 함유한 500㎖ 평저 플라스크에 각각 2㎖씩 접종하였다. 이를 회전형 진탕배양기(폭 7cm, 130rpm, shaking)를 사용해 27℃에서 4일간 배양한 후 균체(fungal)로 사용하였다.

제 2단계 : 회분식 생물반응기에서의 균체생산

회분식 생물반응기(Jar Fermenter(KF-5L); 한국발효기(주))를 이용하여 하기표 2와 같은 조건에서 4일동안 배양하였다(도 1).

생물 반응기 운전조건

종류	최적조건
균체용량(Seed culture volume)	30㎖
용량(Medium volume)	3ℓ
에어레이션(aeration)	1.0 vvm
교반속도(agitation)	600∼650 rpm
온도(temperature)	27℃
초기 pH(initial pH)	5.5∼6.5
발효시간(Fermentation time)	2 일(days)

실험예 1 : 최적 초기 pH 조사

플라스크 배양에서 선정된 배양조건을 기초로하여 회분식 생물 반응기에서 Absidia coerulea IFO 5301, Gongronella butleri IFO 8080 균주로부터 균체를 생산하였으며, 균 현탁액은 PDA 배지에서 30일마다 계대 배양하여 4℃에 보존한 사면배지에 멸균 증류수 10㎖를 가하여 보르텍스 혼합기(vortex mixer)에서 균을 진탕하여 사용하였다.

200㎖ 생육배지의 초기 pH에 따른 4가지 사용 균주의 건조 균체량(Dry cell weight)을 도2에 나타냈다. Absidia coerulea IFO 5301은 초기 pH 6.5에서 1.514㎎을 Gongronella butleri IFO 8080은 초기 pH 5.5에서 2,044㎎의 건조 균체량을 생산하여 수율이 가장 높았다. 하기 실험예 2 및 3에서는 상기 두 균주 Absidia coerulea IFO 5301와 Gongronella butleri IFO 8080의 최적 초기 pH를 6.5와 5.5로 선정하여 배양온도와 배양시간에 따른 균체 생산량의 수율을 조사하였다.

실험예 2 : 최적 배양온도 조사

배양온도에 따른 균체 생산 수율을 측정하기 위하여 Absidia coerulea IFO 5301과 Gongronella butleri IFO 8080 두 균주를 키토산 생육배지 200㎖ 들어있는 삼각플라스크에 1N-HCl, NaOH로 초기 pH 5.5와 6.5로 조절한 다음 배양온도에 따른 균체 생산의 효과를 조사하였다. 그 결과를 도 2에 나타내었다. 배양온도 24∼27℃에서 건조 균체량의 수율이 높게 나타났다.

실험예 3 : 최적 배양시간 조사

배양시간에 따른 두 균주의 균체 생산 수율을 측정하기 위해 균체를 회수하여 에탄올 및 증류수로 수세공정을 거쳐 동결건조시켜 건조 균체량을 얻었으며, Absidia coerulea IFO 5301은 배양시간 4일에서 키토산 생육배지 200㎖중 1,587㎎으로 가장 균체생산이 높았으며 Gongronella butleri IFO 8080은 배양시간에 따른 건조 균체량이 4일에 1,950㎎으로 6일간 배양한 균체량과 거의 비슷하였으나 경제적인 면을 고려하면 최적 배양시간은 4일임을 알 수 있었다(도4).

실시예 3 : 균류 키토산의 추출

균류의 세포벽 성분인 균류키토산은 도 5와 같이 Kobayashi(Kobayashi, T., Takkiguchi, Y., Shimahara, K. and Sannan, T. 1988.), Rane(Rane, K.D. and Hoover, D. G. 1993) 등의 방법에 따라 분리하였다.

균체(fungal mycellia)를 G3 글라스 필터(glass filter)로 여과한 다음 에탄올과 증류수로 반복 수세한 후 동결건조하였다.

상기 건조 균체(dry cell weight, DCW)를 분쇄하여 1N-NaOH 용액을 1:40(w/v)의 비율로 121℃, 15분간 알칼리 추출 처리하였다. 알칼리 불용물질을 G3 글라스 필터를 사용하여 에탄올과 증류수로 충분히 세정한 다음, 이를 동결한 다음 알칼리 불용성 물질(alkali-insoluble materials, AIM)을 제조하였다. 이를 다시 분쇄한 후, 2% 초산을 1:50(w/v)의 비율로 가하여 기름욕조상(oil bath)의 수냉각 장치가 부착된 플라스크에서 95℃, 12hr 동안 서서히 교반하면서 산처리 하였다. 처리액을 10,000 rpm, 20분간 원심분리하여 얻은 1차 상징액과 침전물을 분리한 후, 침전물에 2% 초산을 가한 후 2차 산처리하였으며 원심분리한 2차 상징액을 G3 글라스 필터로 여과한 다음 20% NaOH 용액으로 pH 8.5로 조정해 4℃에서 24시간 동안 방치하였다. 이 때 pH 조절에 의하여 키토산이 응집되면서 침전하게 된다. 이 침전물은 10,000 rpm에서 20분간 원심분리하여 회수하였으며, 이를 이온교환수로 충분히 세정하여 중화한 다음, 동결건조시켜 균류 키토산(fungal chitosan, FCS)을 얻었다.

실시예 4 : 균류 키토산을 이용한 식품폐수처리

식품 가공 폐수는 경남 거제시 사등면 소재의 주생산품 다류식품의 폐수처리조에서 채취하여 사용하였다. 수집된 폐수는 불순물을 제거하기 위하여 20 mesh(0.84mm) 체를 통과시킨 후에 폴리에틸렌병에 넣어 밀봉하여 -20℃의 냉동고에 보관하면서 필요시에 해동하여 폐수시료로 사용하였다.

폐수의 응집제로 시판되고 있는 황산 제2철(Ferric sulfate(Fe ₂(SO ₄) ₃·nH ₂O) 및 Absidia coerulea IFO 5301, Gongronella butleri IFO 8080로부터 분리하여 얻은 균류 키토산을 사용하였다. 그리고 균류 키토산과 비교분석하기 위해 시중에 판매되고 있는 키토산 응집제로서 EyangChito-BC(이양화학 주식회사)를 본 폐수에 적용하였다.

균류 키토산은 물에 용해되지 않기 때문에 2% 아세트산(acetic acid)에 하룻밤 용해시켜 1%의 용액으로 사용하였다. 상기 용액을 12,000 rpm, 20분간 원심분리하여 상징액을 회수하여 폐수의 응집제로 사용하였다.

폐수처리에 적용할 최적 pH 및 키토산 농도를 결정하기 위해 Culp(Culp, R. L. and Culp, G. L. 1971)가 제시한 자르 테스트(jar test)를 이용하였다. 자르 테스트에 영향을 미치는 인자로는 pH, 키토산의 농도, 정한 시간(settling time) 및 무기염(inorganic salts)의 농도 등에 따라 영향을 받게 된다.

식품폐수 1ℓ에 응집제로 사용되는 무기염류(황산제2철)와 균류키토산, EyangChito-BC 용액을 일정량 첨가한 후 100 rpm에서 2분간, 30 rpm에서 3분간 완속교반을 행하여 1시간 동안 실온에서 각각 정치시킨 후 피펫으로 일정한 상징액을 채취한 샘플을 실온에서 방치시킨 후 상징액을 취하여, 화학적산소요구량(COD), 총 부유물질(TSS) 및 탁도(turbidity)를 측정하였다.

식품폐수에 응집제를 처리한 후 실온에서 1시간 정도 정치한 다음, 폐수의 상징액을 일정량 회수하여 화학적 산소요구량을 측정하였다. 화학적 산소요구량은 수중에 존재하는 유기물을 화학적으로 산화시키는데 요구되는 산소량을 표시하는 것으로써, 본 발명에서는 APHA의 표준방법(Standard Method)(APHA. 1989)로 측정하였다. 측정법은 하기 식 I과 같다.

시료가 블루 그린(blue green)에서 레디쉬 브라운(reddish brown)으로 변할 때를 반응 종점으로 한다.

A: 공시험에 사용된 FAS B: 샘플에 사용된 FAS의 부피(㎖)

M: FAS의 몰농도

식품폐수의 상징액을 일정량 취하여 항량을 구한 유리섬유(glass fiber(GF/C)를 여과기에 부착하여 상징액을 여과한뒤 여과된 GF/C 여지를 105℃의 건조기에서 약 2∼3시간 건조시킨 다음 데시케이터에서 30분간 방냉하여 여지의 무게를 측정하여 향량을 구하였다. 여과전후의 GF/C의 무게차를 구하여 하기의 식 II에 의하여 부유물질(Suspended solids, SS)을 산출하였다.

상기 식 II에서, a는 시료여과전의 GF/C 항량(㎎), b는 시료여과전후의 GF/C 항량(㎎), V는 사용된 시료의 양(㎖)이다.

탁도는 식품 폐수에 적절한 농도의 응집제를 첨가하여 1시간 정도 정치한 다음 상징액을 취하여 탁도측정용 셀(cell)에 넣고 탁도계(Portable Turbidimeter, Model 2100P)로 탁도를 측정하여 2회 반복 측정하였다. 단위는 NTU(Nephelometer turbidity unit)로 나타내었다. pH 조절은 0.1N HCl이나 0.1N NaOH를 사용하여 조절하였고 pH는 pH 미터(CONSORT P501)로 측정하였다.

본 발명에서 추출한 Absidia coerulea IFO 5301, Gongronella butleri IFO 8080, 황산 제2철(Ferric sulfate(Fe ₂(SO ₄) ₃·nH ₂O) 및 시중에 판매되고 있는 키토산 응집제로서 EyangChito-BC(이양화학 주식회사)를 대상으로 화학적 산소요구량, 탁도 및 총 부유물질을 측정한 결과를 표 3에 나타냈다.

시판 응집제와의 비교분석

시료	pH	농도(㎎/ℓ)	처리후(㎎/ℓ)
시료	pH	농도(㎎/ℓ)	NTU(탁도)	TSS(부유물질)	COD(화학적산소요구량)
시판 양키토(YangChito-BC)	4.0	100	265	285	430
균류 키토산 IFO 5301	4.0	120	295	280	550
균류 키토산IFO 8080	5.0	100	350	345	580
황산 제2철	4.0	500	245	270	475

식품폐수의 성상을 기준으로 최적조건을 확립한 초기 pH와 농도를 조절한 후 실험한 결과 상기 표 2와 같이 탁도(Turbidity)와 총 부유물질(TSS)은 65∼72%, 화학적 산소요구량(COD)은 42∼45% 정도 감소효과가 있었다.

실험예 4 : 응집된 고형분의 성분 및 아미노산의 분석

식품폐수에 키토산 용액을 첨가한 다음, 응집된 식품폐수를 회수하여 그 고형분을 12,000 rpm에서 20분간 원심분리시킨 다음 동결건조시켜 응집 고형분을 얻었다. 상기 응집 고형분의 성분을 분석한 결과 조단백질은 10.47%, 조지방은 20.39%, 회분은 3.32%, 수분함량은 8.31%, 탄수화물은 57.51%로 나타났다. 또한 상기 응집 고형분의 총 구성 아미노산의 함량은 258.60㎎/g으로 이 중 필수 아미노산의 함량이 42%를 차지하고 있음을 확인하였다. 따라서 상기와 같은 결과를 통해서 식품폐수의 응집 고형분이 동물과 식물의 식사료용으로서의 재이용이 가능하다는 점을 알 수 있었다. 응집 고형분의 성분분석 결과 및 아미노산 조성을 하기 표 4 및 표 5에 나타냈다.

고형분의 성분분석

성분(Component)	함량(Content)
수분(Moisture)	8.31%
조단백질(Crude protein)	10.47%
조지방(Crude fat)	20.39%
회분(Ash)	3.32%
탄수화물(Carbohydrate)	57.51%
아미노산(Amino acid)	258.60㎎/g

총 아미노산 함량

아미노산(Amino acid)	함량(Content)(㎎/g)
아스파틱산(Aspartic acid)	28.61
쓰레오닌(Threonine)	13.73
세린(Serine)	14.77
글루타민산(Glutamic acid)	41.45
프롤린(Proline)	00.00
글리신(Glycine)	12.83
알라닌(Alanine)	18.91
시스틴(Cystine)	1.56
발린(Valine)	21.26
메티오닌(Methionine)	3.93
이소루이신(Isoleucine)	15.39
루이신(Leucine)	26.09
티로신(Tyrosine)	13.22
페닐알라닌(Phenylalanine)	15.71
히스티딘(Histidine)	7.54
라이신(Lysine)	10.55
아르기닌(Arginine)	13.05
총합(Total)	258.60

실험예 5 : 균류 키토산의 I.R 스펙트럼 구조분석

균류 키토산과 표준용 키토산의 구조분석을 위하여 적외선 스펙트럼(I.R. spectrum)을 측정한 결과, I.R. 스펙트럼에서 표준용 키토산의 흡수밴드와 균류 키토산의 흡수 밴드가 잘 일치하고 있음을 알 수 있었다(도 6).

균류 키토산과 표준용 키토산의 I.R 스펙트럼에서 3450 cm-1, 2878 cm-1, 1550 cm-1의 흡수띠가 공통적으로 나타났으며, 1655 cm-1와 1550 cm-1는 각각 아마이드(amide) Ⅰ과 아마이드(amide) Ⅱ의 흡수띠임을 알 수 있었으며, 피크(Peak)의 강도가 감소하여 대체로 탈아세트화가 많이 진행되었음을 확인할 수 있었다.

실험예 6 : 균류 키토산의 이화학적 특성 및 성분분석

균류 키토산의 물리화학적 성질의 점도, 용해도, 탈아세틸화도 및 분자량 등을 비교 분석한 결과는 표 6와 같다.

균류 키토산의 두 균주의 점도는 각각 14.30 mPa·s, 13.20 mPa·s로서 필라(Filar) 등에 의하면 1%용액( 1% acetic acid )의 점도가 최소 100 mPa·s일 경우를 고점도, 100∼250 mPa·s일 때 중점도, 2 %용액의 점도가 25∼70 mPa·s일 때 저점도의 키토산이라 하였는데 본 발명의 두 균주는 저점도인 것을 알 수 있었다. 초산에 의한 용해도는 두 균주의 경우 약 98%, 97%로 나타났다. 그리고 탈아세틸화도는 두 균주는 86%, 84% 로써 대부분의 키토산은 탈에세틸화도는 75%이상인데 반해 본 실험에서 제조한 키토산은 대체로 높게 나타났다.

균류 키토산의 두 균주의 분자량은 2.70 x 105 Da, 2.85 x 105 Da 로써 Arcidiacono 등이 Mucor 속으로부터 추출한 균류 키토산의 평균분자량은 2.0 x 105∼1.4 x 106 Da와는 거의 일치하였지만, Rane, Shimaharae 등이 보고한 Absidia coerulea ATCC 14076의 평균 분자량 7.0∼5.8 x 105 Da 에 비하여 낮았는데, 이는 고온 알칼리 처리에 의한 분자쇄의 감소에 기인한다.

균류 키토산의 이화학적 특성분석

스트레인(strain)	점도¹⁾(Viscosity)(mPa·s)	용해도(Solubility)(%)	탈아세틸화도(Degree of deacetylation; D.D.A)(%)	분자량(Molecular weight; M. W.)(Daltons)
Absidia coerulea IFO 5301	14.30	98	86	2.70 x 10⁵
Gongronella butleri IFO 8080	13.20	97	84	2.85 x 10⁵

1) 2% 초산으로 용해시켜 점도측정(25℃에서)

실험예 7 : 균류 키토산의 일반성분 및 전체 수율

Absidia coerulea IFO 5301, Gongronella butleri IFO 8080으로 부터 분리한 균류 키토산의 일반성분 및 수율은 하기 표 7와 같다.

균류 키토산의 회분함량 및 질소함량은 각각 2.74%와 3.70%, 6.45%, 6.23%이며 키토산의 질소함량은 이론치인 7.0%이상에 약간 미치지 못하는 경향이었다. 그리고 건조 균체량으로 부터 균류 키토산의 수율은 8∼13%로써 McGahren 등이 보고한 Absidia coerulea 의 균체로부터 11.5∼27% 키토산을 추출하였다는 보고와 일치하였으나 Miyoshi 등이 보고한 Absidia coerulea 균체로부터 추출한 10.4% 키토산 수율보다는 다소 낮게 나타났다. 이는 알칼리 불용물질과 산처리에 의한 균류 키토 산의 추출방법에 차이에 기인하는 것으로 생각되었다.

균류 키토산의 성분분석

구성성분(Compositions)	균류 키토산(Fungal Chitosan)
구성성분(Compositions)	Absidia coerulea IFO 5301	Gongronella butleriIFO 8080
수분(Moisture) (%)	5.36	6.08
회분(Ash) (%)	2.74	3.70
지방(Fat) (%)	4.94	5.87
질소(Nitrogen) (%)	6.45	6.23
수율(Yield) (%)	8∼13	8∼10

이상, 상기 실시예 및 실험예를 통하여 설명한 바와 같이 본 발명의 균류를 이용한 키토산 생산방법은 기존의 갑각류로부터의 키토산 생산방법에 비하여 제조공정 중 요구되는 산 및 알칼리의 양을 줄일 수 있으며 아울러 제조공정 중 발생하는 폐액 및 폐기물을 줄임으로써 저비용으로 가능한 키토산의 대량생산 방법이며 또한 이차적인 환경오염을 줄이고 제조공정이 간단하여 폐수처리 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명 균류를 이용한 키토산의 생산에 사용하는 회분식 생물반응기의 개략적 구성도이다.

도 2는 Absidia coerulea IFO 5301, Gongronella butleri IFO 8080, Mucor tuberculisporus IFO 9256 및 Rhizopus delemer IFO 4775 균주의 초기 pH에 따른 건조 균체량을 나타낸 결과이다.

도 3은 Absidia coerulea IFO 5301 및 Gongronella butleri IFO 8080 균주의 배양온도에 따른 4가지 균주의 건조 균체량을 나타낸 결과이다.

도 4는 Absidia coerulea IFO 5301 및 Gongronella butleri IFO 8080 균주의 배양시간에 따른 건조 균체량을 나타낸 결과이다.

도 5는 본 발명 균류 키토산을 분리추출하는 과정을 간략하게 나타낸 흐름도이다.

도 6은 본 발명 균류 키토산과 표준 키토산의 구조분석을 위한 I.R 스펙트럼결과이다.

Claims

공그로넬라 부틀레리( Gongronella butleri ) IFO 8080 균주를 초기 pH 5.5, 온도 24~27℃로 유지하면서 4일 동안 배양하여 얻은 균체로부터 키토산을 추출·분리하는 것을 특징으로 하는 균류 키토산(fungal chitosan)의 생산방법.
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