KR100542565B1 - Microorganism producing riboflavin and method for producing riboflavin using thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리보플라빈을 생산하는 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011 및 상기 미생물을 이용하여 리보플라빈을 생산하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011은 모균주에 비해 발효 부산물인 아세토인을 매우 낮은 농도로 생성하여 리보플라빈을 현저하게 고농도 및 고수율로 생산할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 본 발명은 상기 미생물을 배양하고 그 배양물로부터 리보플라빈을 대량으로 수득할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a Bacillus subtilis mutant CJKB0011 producing riboflavin and a method for producing riboflavin using the microorganism. Bacillus subtilis mutant CJKB0011 according to the present invention has a very low concentration of acetoin, a by-product of fermentation, compared to the parent strain, thereby producing riboflavin at a high concentration and high yield. Therefore, the present invention has the effect of culturing the microorganism and obtaining a large amount of riboflavin from the culture.

리보플라빈, 바실러스 서브틸리스, 아세토인Riboflavin, Bacillus subtilis, Acetoin

Description

리보플라빈을 생산하는 미생물 및 이를 이용한 리보플라빈의 생산방법{Microorganism producing riboflavin and method for producing riboflavin using thereof}Microorganisms producing riboflavin and method for producing riboflavin using same

본 발명은 리보플라빈을 생산하는 미생물 및 이를 이용한 리보플라빈의 생산방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 리보플라빈을 생산하는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) CJKB0001(대한민국특허출원 제10-2002-076868)의 변이주로서 주요 발효 부산물인 아세토인(acetoin, 3-hydroxy-2-butanone)을 매우 낮은 수준으로 생산하여 모균주에 비해 리보플라빈 생산능이 현저하게 향상된 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011 및 상기 미생물을 이용하여 리보플라빈을 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a microorganism producing riboflavin and a method for producing riboflavin using the same. More specifically, as a mutant of Bacillus subtilis CJKB0001 (Korean Patent Application No. 10-2002-076868) that produces riboflavin, acetoin (acetoin, 3-hydroxy-2-butanone), which is a major fermentation byproduct, is used. The present invention relates to Bacillus subtilis mutant CJKB0011 and a method for producing riboflavin using the microorganisms, which are produced at very low levels and significantly improved riboflavin production capacity compared to the parent strain.

리보플라빈(riboflavin, 비타민 B2)은 다양한 종의 미생물과 모든 식물에서 생합성되는 수용성 비타민의 일종이다. 그러나, 인간을 포함한 척추동물에서는 생합성되지 않는 특성이 있다. 리보플라빈은 모든 유기 세포체의 산화-환원반응에 필요한 조효소인 플라빈 아데닌 디뉴클레오티드(flavin adenine dinucleotide, FAD)와 플라민 모노뉴클레오티드(flavin mononucleotide, FMN)의 전구물질로서 인간을 포함한 동물에게 필수영양소이다. 리보플라빈이 결핍되면 구강 및 인두점막의 염증, 피부 염증 및 다른 피부손상, 결막염, 시력감퇴, 성장저해 및 체중감소 등을 유발할 수 있다. 따라서, 리보플라빈은 상술한 바와 같은 비타민 결핍과 관련된 질병의 예방 또는 치료를 위한 비타민 제제 및 가축성장을 위한 사료첨가물로서 사용되어 왔다. 특히, 농축된 상태의 리보플라빈은 그 자체가 사료로 사용되어 왔다. 현재 리보플라빈의 생산량은 전세계적으로 연간 6000톤 규모이며, 그 중 75% 정도가 사료 첨가제로 사용되고, 나머지가 식품 및 의약용으로 사용되고 있다.Riboflavin (vitamin B2) is a water-soluble vitamin that is biosynthesized by various species of microorganisms and all plants. However, there is a property that is not biosynthetic in vertebrates including humans. Riboflavin is a precursor of flavin adenine dinucleotide (FAD) and flamin mononucleotide (FMN), a coenzyme required for the oxidation-reduction of all organic cell bodies, and is an essential nutrient for animals including humans. Deficiency of riboflavin can cause inflammation of the oral and pharyngeal mucosa, skin inflammation and other skin injuries, conjunctivitis, vision loss, growth loss and weight loss. Thus, riboflavin has been used as a vitamin preparation for the prevention or treatment of diseases associated with vitamin deficiency as described above and as a feed additive for livestock growth. In particular, concentrated riboflavin has been used as a feed in itself. Currently, the production of riboflavin is 6000 tonnes annually, about 75% of which is used as feed additive, and the rest is used for food and medicine.

현재, 리보플라빈을 생산하는 방법으로는 화학적 합성법과 미생물을 이용한 발효법이 병용되고 있다. 화학적 합성법은 대개 D-리보오스와 같은 전구물질을 이용하여 다단계 공정을 거쳐 고순도의 리보플라빈을 생산하는 방법이다. 상기 화학적 합성법은 그 출발물질이 고가이기 때문에, 생산비용이 비싼 단점이 있어 미생물을 이용한 발효법이 개발되었다. 미생물을 이용한 발효법은 자연으로부터 리보플라빈을 생산하는 미생물을 분리하거나 또는 리보플라빈이 과생산되도록 유전공학적 방법 또는 화학적-물리적 방법으로 변이를 유도한 미생물을 적절한 조건으로 배양한 다음 상기 배양물로부터 리보플라빈을 분리하는 방법이다.Currently, as a method of producing riboflavin, a chemical synthesis method and a fermentation method using microorganisms are used in combination. Chemical synthesis is a method of producing high purity riboflavin through a multi-step process, usually using a precursor such as D-ribose. The chemical synthesis method has a disadvantage that the production cost is expensive because the starting material is expensive, a fermentation method using a microorganism has been developed. Fermentation method using microorganism is to isolate the riboflavin-producing microorganism from nature or to incubate the microorganism which induced the mutation by genetic engineering method or chemical-physical method under appropriate conditions so that riboflavin is overproduced and then separate riboflavin from the culture. It is a way.

상기 리보플라빈을 생산하는 미생물로는 사카로마이세스 속(Saccharomyces sp.)과 캔디다 속(Candida sp.)에 속하는 효모, 클로스트리듐 속(Clostridium sp.), 바실러스 속(Bacillus sp.) 및 코리네박테리움 속(Corynebacterium sp.)에 속하는 세균 및 에레모테시움 속(Eremothecium ashbyii sp.)과 에쉬비아(Ashbya sp.) 속에 속하는 곰팡이 등이 알려져 있다.A microorganism producing the riboflavin is Mai in process as Saccharomyces (Saccharomyces sp.) And the Candida genus (Candida sp.) Yeast, genus Clostridium (Clostridium sp.) Belonging to, Bacillus (Bacillus sp.) And Corey Yes tumefaciens in (Corynebacterium sp.) and bacteria belonging to the array: Mote when help in (Eremothecium ashbyii sp.) and there are known such as fungi belonging to the genus Ashton vias (Ashbya sp.).

미국특허 제5,231,007호에는 효모인 캔디다 파마타(Candida famata)를 이용한 리보플라빈의 제조방법이 개시되어 있으며, 문헌에는 리보플라빈 생합성 관련 효소 유전자가 과발현되도록 조작된 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)와 코리네박테리움 암모니아게네스(Corynebacterium ammoniagenes)를 이용하여 각각 4.5g/L와 17.4g/L의 리보플라빈을 생산한 예가 보고된 바 있다.(Perkins et al., J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 22:8-`8, 1999). 유럽특허 제0821063호에는 재조합 바실러스 서브틸리스를 이용한 리보플라빈의 생산방법이 개시되어 있으며, 미국특허 제5,837,528호에는 재조합 기술을 이용하여 바실러스 서브틸리스에 rib 오페론을 가진 벡터를 도입함으로서 리보플라빈의 생산성을 증가시킨 재조합 균주가 개시되어 있다. 또한 미국특허 제5,334,510호에는 5'-GMP 분해능을 약화시켜 리보플라빈 생산성을 향상시킨 바실러스 서브틸리스의 변이주를 이용한 리보플라빈 생산방법이 개시되어 있다. 리보플라빈의 산업적 생산에 있어서는, 자낭균류인 에레모테시움 에쉬비(Eremothecium ashbyii)와 에쉬비아 고시피(Ashbya gossypii)가 가장 많이 사용되는 균주이다. 상기 자낭균류의 변이주를 당밀이나 식물유를 주요 탄소원으로 하는 영양 배지에서 배양하여 발효액 1리터 당 15g의 리보플라빈을 생산한 바 있다. 상기 에쉬비아 고시피(Ashbya gossypii)를 이용한 리보플라빈 생산과 관련해서는 국제특허공개 제9526406호에도 개시된 바 있다.U.S. Patent No. 5,231,007 discloses a method for preparing riboflavin using the yeast Candida famata , and the literature describes Bacillus subtilis and Corynebacte engineered to overexpress riboflavin biosynthesis-related enzyme genes. Examples of producing riboflavin of 4.5 g / L and 17.4 g / L, respectively, have been reported using Corynebacterium ammoniagenes (Perkins et al., J. Ind. Microbiol. Biotechnol. , 22: 8). -` 8, 1999). European Patent No. 0821063 discloses a method for producing riboflavin using recombinant Bacillus subtilis, and US Pat. No. 5,837,528 introduces a vector having rib operon to Bacillus subtilis using recombinant technology to improve the productivity of riboflavin. Increased recombinant strains are disclosed. In addition, U.S. Patent No. 5,334,510 discloses a riboflavin production method using a mutant strain of Bacillus subtilis that attenuates 5'-GMP resolution to improve riboflavin productivity. In the industrial production of riboflavin, it Ascomycetes the array: Mote when a strain is helpful Ashton ratio (Eremothecium ashbyii) and Ashton via blood examination (Ashbya gossypii) are the most common. The mutant strains of the Aspergillus fungus were cultured in a nutrient medium containing molasses or vegetable oil as a main carbon source to produce 15 g of riboflavin per liter of fermentation broth. Regarding the production of riboflavin using the Ashbya gossypii, it has been disclosed in International Patent Publication No. 9526406.

그러나, 상기의 연구성과에도 불구하고 리보플라빈의 산업적 대량생산은 여전히 요구되고 있기 때문에, 이를 위해 리보플라빈의 생산능이 향상된 미생물을 더욱 더 개발할 필요성이 있다.However, despite the above research achievements, industrial mass production of riboflavin is still required, and for this purpose, there is a need to further develop microorganisms with improved production capacity of riboflavin.

이에 본 발명자들은 리보플라빈의 생산능이 향상된 미생물을 연구하던 중, 바실러스 서브틸리스의 발효 부산물 생성능을 저하시킬 목적으로 무작위로 돌연변이를 유발하고 HTS(high-throughput-screening) 시스템을 사용하여 바실러스 서브틸리스의 주요 발효 부산물 중 아세토인의 생성능이 매우 낮은 변이주들을 선별하였다. 그 결과 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001에 비해 현저하게 리보플라빈을 고농도 및 고수율로 생산하는 변이주 선별에 성공하였고, 이를 이용하여 리보플라빈을 고농도로 생산함으로써 본 발명을 완성하였다. Therefore, the present inventors randomly induce mutations for the purpose of lowering fermentation by-products of Bacillus subtilis while researching microorganisms having improved riboflavin production capacity and using Bacillus subtilis using a high-throughput-screening (HTS) system. Among the major fermentation by-products, mutants with very low acetoin production were selected. As a result, compared to the parent strain Bacillus subtilis CJKB0001 was successfully selected for mutant strains to produce a high concentration and high yield of riboflavin, using this to complete the present invention by producing a high concentration of riboflavin.

따라서, 본 발명의 목적은 리보플라빈을 생산하는 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a Bacillus subtilis mutant CJKB0011 that produces riboflavin.

본 발명의 다른 목적은 상기 미생물을 이용한 리보플라빈의 생산방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing riboflavin using the microorganism.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 리보플라빈을 생산하는 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011(KCCM-10525)을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a Bacillus subtilis mutant CJKB0011 (KCCM-10525) for producing riboflavin.

또한, 본 발명은 상기 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011을 이용한 리보플라빈의 생산방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing riboflavin using the Bacillus subtilis mutant CJKB0011.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011은 리보플라빈을 생산 하는 바실러스 서브틸리스 CJKB0001(Bacillus subtilis CJKB0001)의 변이주로서 포도당(glucose)를 탄소원으로 발효시 발효부산물인 아세토인을 매우 낮은 수준으로 생성하며 리보플라빈을 고농도 및 고수율로 생산하는 특성을 지닌 신규한 균주이다.Bacillus subtilis mutant CJKB0011 according to the present invention is a mutant of Bacillus subtilis CJKB0001 ( Bacillus subtilis CJKB0001) that produces riboflavin and generates acetoin, a fermentation byproduct when fermenting glucose as a carbon source, to a very low level. It is a novel strain with the characteristic of producing high concentration and high yield.

산업적으로 이용 가능한 미생물을 개발하는 연구의 큰 축은 그 주요 발효부산물의 생성능을 억제 또는 제거함으로써 탄소원의 이용도를 증가시키고 이로 인해 생산목적물의 농도를 증가시키는 것이다. 일반적으로 바실러스 서브틸리스를 사용하는 발효의 경우 2,3-부탄다이올(2,3-butanediol), 아세트산(acetic acid), 에탄올(ethanol), 호박산(succinic acid) 및 아세토인(acetoin)을 주 발효부산물로 생성한다. 또한 본 발명의 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001은 포도당을 탄소원으로 발효시 주 발효부산물로 아세토인을 가장 많이 생성하는 특성을 가지고 있다. 바실러스 서브틸리스의 파이루베이트(pyruvate)로부터 아세토인 생합성은 아세토락테이트 신세이즈(acetolactate synthase)와 아세토락테이트 디카르복실레이즈(acetolactate decarboxylase)에 의한 2단계 반응으로 이루어짐이 밝혀져 있다(Renna et al., Journal of Bacteriology, 3863~3875, 1993). 또한 바실러스 서브틸리스의 아세토인 생합성유전자를 결손시켜 아세토인 생성능을 없앤 경우, 혐기적 조건에서 바실러스 서브틸리스의 생장에는 큰 영향이 없음도 보고된 바 있다(Ramos et al., Journal of Bacteriology, 3072~3080, 2000).A major axis of research to develop industrially available microorganisms is to increase the availability of carbon sources by inhibiting or eliminating the ability to produce their primary fermentation by-products, thereby increasing the concentration of the target product. Generally fermentation using Bacillus subtilis 2,3-butanediol, acetic acid, ethanol, succinic acid and acetoin Produced as a primary fermentation byproduct. In addition, Bacillus subtilis CJKB0001, the parent strain of the present invention, has the property of producing the most acetoin as a main fermentation by-product when fermenting glucose as a carbon source. Acetoin biosynthesis from pyruvate of Bacillus subtilis has been shown to consist of two-step reactions with acetolactate synthase and acetolactate decarboxylase (Renna et al. al., Journal of Bacteriology , 3863-3875, 1993). In addition, when the acetoin biosynthesis gene of Bacillus subtilis was eliminated and the acetoin-producing ability was eliminated, it was reported that the growth of Bacillus subtilis under anaerobic conditions was not significantly affected (Ramos et al., Journal of Bacteriology, 3072-3080, 2000).

상기와 같은 점에 착안하여, 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011은 리보플라빈을 생산하는 바실러스 서브틸리스에 변이를 유도하여 주 발 효부산물인 아세토인의 생성능을 크게 낮춤으로써 리보플라빈 생산능을 향상시킨 균주이다.In view of the above, the Bacillus subtilis mutant CJKB0011 according to the present invention induces mutations in the Bacillus subtilis producing riboflavin, thereby greatly improving the production capacity of riboflavin by significantly lowering the ability to produce acetoin, the main fermentation byproduct. Strains.

상기 모균주로 사용한 바실러스 서브틸리스 CJKB0001은 대한민국특허 제10-2002-076868호로 출원되어 있다. 모균주에 변이를 유도하는 방법으로는 당업계에 공지된 물리적 또는 화학적 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 물리적 방법으로는 X선 또는 자외선을 사용할 수 있으며, 화학적 방법으로는 N-메틸-N'-니트로-N-니트로소구아니딘(N-methyl-N'-nitrosoguanidine, NTG), 디에틸설페이트(diethyl sulfate) 및 에틸아민(ethylamine) 등의 화학변이제를 사용할 수 있다.Bacillus subtilis CJKB0001 used as the parent strain is filed in Korean Patent No. 10-2002-076868. As a method of inducing mutations in the parent strain, physical or chemical methods known in the art may be used. For example, X-rays or ultraviolet rays may be used as physical methods, and N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG) and diethyl may be used as chemical methods. Chemical modifiers such as sulfate and ethylamine may be used.

본 발명자들은 상기와 같은 방법으로 변이가 유도된 균주들을 아세토인 생성 선별 배지에 배양하여 Voges-Proskauer test를 수행하여 아세토인 저생성 균주들을 선별하고 이 중에서 리보플라빈 생산능이 가장 우수한 변이주 1주를 선별하였다. 이를 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011로 명명하고 한국종균협회(Korean Culture Center of Microorganisms)에 2003년 11월 17일 기탁하여 수탁번호 제KCCM-10525호를 부여받았다.The present inventors cultured the strains induced by mutations in acetoine-producing selection medium and performed Voges-Proskauer test to select low-producing acetoin strains, and among them, one strain with the best riboflavin production capacity was selected. . It was named Bacillus subtilis mutant CJKB0011 and was deposited with the Korean Culture Center of Microorganisms on November 17, 2003 and received accession number KCCM-10525.

본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011(KCCM-10525)은 탄소원으로 포도당(270g/l)을 사용하여 유가식(fed-batch) 배양시 발효부산물로 아세토인을 1.1g/l 생성하는 특성을 갖는 반면, 모균주로 사용한 바실러스 서브틸리스 CJKB0001은 동일조건에서 아세토인을 4.2g/l 생성하는 특성을 갖는다. 즉, 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011은 아세토인 생성능이 모균주의 약 26.2% 수준으로 낮아진 특성을 갖고 있다.Bacillus subtilis mutant CJKB0011 (KCCM-10525) according to the present invention is characterized by producing 1.1 g / l of acetoin as a fermentation by-product during fed-batch culture using glucose (270 g / l) as a carbon source. On the other hand, Bacillus subtilis CJKB0001 used as a parent strain has the property of producing 4.2 g / l of acetoin under the same conditions. That is, Bacillus subtilis mutant CJKB0011 according to the present invention has a feature that the acetoin generating ability is reduced to about 26.2% of the parent strain.

또한, 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011은 리보플라빈 생산을 위한 플라스크 배양시 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001 균주에 비해 16.3% 높은 농도로 리보플라빈을 생산하는 특성을 가지고 있으며, 51 발효조 배양시 모균주에 비해 약 19.4% 높은 농도로 리보플라빈을 생산하는 특성이 있다.In addition, Bacillus subtilis mutant CJKB0011 according to the present invention has the characteristics of producing riboflavin at a concentration of 16.3% higher than the parent strain Bacillus subtilis CJKB0001 strain during the culture of the flask for riboflavin production, 51 in culture fermenter It is characterized by producing riboflavin at a concentration of about 19.4% higher than the strain.

따라서, 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011은 발효부산물인 아세토인의 생성능이 모균주의 26.2% 수준으로 크게 낮아지고, 리보플라빈 생성능도 현저하게 향상된 균주이다.Therefore, Bacillus subtilis mutant CJKB0011 according to the present invention is a strain of fermentation by-product acetoine production is significantly lowered to 26.2%, and riboflavin production ability is significantly improved.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011을 적합한 조건 하에서 배양함으로써 상기 배양물로부터 리보플라빈을 생산하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing riboflavin from the culture by culturing Bacillus subtilis mutant CJKB0011 according to the present invention under suitable conditions.

즉, 상기 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011(KCCM-10525)을 적당한 탄소원, 질소원, 아미노산 및 비타민 등이 함유된 통상의 배지 내에 접종하고 호기적인 조건 하에서 온도 및 pH 등을 조절함으로써 배양한다. 상기 탄소원으로는 포도당(glucose), 당밀(molasses), 젖당(lactose), 설탕(sucrose), 말토스(maltose), 덱스트린(dextrin), 전분(starch), 만니톨(mannitol), 솔비톨(sorbitol) 및 글리세롤(glycerol)을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 포도당과 당밀을 사용한다. 상기 질소원으로는 암모니아(ammonia), 염화암모늄(ammonium chloride), 황산암모늄(ammonium sulfate)과 같은 각종 무기 질소원이나 펩톤(peptone), NZ-아민(NZ-amine), 육류 추출물(beef extract), 효모 추출물(yeast extract), 옥수수 침지액(corn steep liquor), 카세인 가수분해물, 어류 또는 그의 분해 생성물, 탈지 대두 케이크 또는 그의 분해 생성물과 같은 유기 질소원을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 효모 추출물 및 옥수수 침지액을 사용한다. 상기 무기 화합물로는 인산1수소칼륨(Kalium monohydrogen phosphate), 인산2수소칼륨(Kalium dihydrogen phosphate), 황산마그네슘(magnesium sulfate), 황산철(ferrous sulfate), 황산망간(magnese sulfate) 및 탄산칼슘(calcium carbonate) 등을 사용할 수 있으며, 이외에 필요에 따라 비타민 및 영양 요구성 염기 등을 추가로 첨가할 수 있다. 배양은 호기적 조건 하에서 예를 들면, 진탕 배양 또는 통기 교반 배양에 의해 30~45℃의 온도, 바람직하게는 37~40℃의 온도에서 수행한다. 배지의 pH는 배양하는 동안 중성근처에서 유지하는 것이 바람직하며, 배양 기간은 5~6일간 수행한다.That is, the Bacillus subtilis mutant CJKB0011 (KCCM-10525) is inoculated in a conventional medium containing a suitable carbon source, nitrogen source, amino acids and vitamins, and cultured by controlling temperature and pH under aerobic conditions. The carbon source may be glucose, molasses, lactose, sugar, sucrose, maltose, dextrin, starch, mannitol, sorbitol, and sorbitol. Glycerol may be used. Preferably, glucose and molasses are used. As the nitrogen source, various inorganic nitrogen sources such as ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, peptone, NZ-amine, meat extract, yeast Organic nitrogen sources such as extracts, corn steep liquors, casein hydrolysates, fish or degradation products thereof, skim soy cakes or degradation products thereof can be used. Preferably, yeast extract and corn steep liquor are used. The inorganic compound may include potassium monohydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, magnesium sulfate, ferrous sulfate, manganese sulfate, and calcium carbonate. carbonate) and the like, and vitamins and nutrient bases may be additionally added as necessary. The culturing is carried out at a temperature of 30 to 45 ° C., preferably 37 to 40 ° C., under aerobic conditions, for example, by shaking culture or aeration stirred culture. The pH of the medium is preferably maintained near the neutral during the culturing, and the culture period is performed for 5 to 6 days.

본 발명에 따른 일 실시예에서는 본 발명의 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011을 종배지에 접종하여 공기를 1vvm으로 공급하면서 37℃, 800rpm에서 20시간 배양한 후, 발효배지에 상기 종배양액을 접종하여 공기를 1vvm으로 공급하고 40℃, 800rpm, pH 7.0에서 60~70시간동안 진탕배양하면서, 배양액 내 잔존 당농도가 0.5~1%가 되도록 포도당이 첨가된 추가배지를 공급하여 배양액 내 총당함량이 20%가 되도록 첨가하여 배양함으로써 모균주에 비해 약 19.4% 향상된 농도로 리보플라빈을 수득하였다.In one embodiment according to the present invention inoculated Bacillus subtilis mutant CJKB0011 of the present invention in a seed medium and incubated for 20 hours at 37 ℃, 800rpm while supplying air at 1vvm, inoculated the seed culture solution in fermentation medium by air Is supplied at 1 vmv and shaken at 40 ° C., 800 rpm, pH 7.0 for 60-70 hours, while supplying an additional medium containing glucose so that the residual sugar concentration in the culture is 0.5-1%. Riboflavin was obtained at a concentration of about 19.4% improved compared to the parent strain by culturing by addition.

이하 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1: 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011의 선별><Example 1: Selection of Bacillus subtilis mutant CJKB0011 according to the present invention>

본 발명의 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011은 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001에 돌연변이원을 처리하여 변이를 유도한 다음 최소배지에서 배양하여 생육이 가능한 콜로니를 수득한 후 MR-VP broth에 접종하여 배양하고 이후 배양액의 일부를 취하여 Voges-Proskauer test를 수행하여 아세토인 저생성 균주들을 선별하고, 이 중에서 가장 우수한 리보플라빈 생성능을 갖는 변이주를 선별함으로써 이루어졌다.Bacillus subtilis mutant strain CJKB0011 of the present invention is treated with a mutagen Bacillus subtilis CJKB0001 induction of mutations and then cultured in a minimal medium to obtain a colony capable of growth and then inoculated in MR-VP broth Subsequently, a portion of the culture solution was taken to perform Voges-Proskauer test to select low-producing acetoin strains, and to select mutants having the best riboflavin-producing ability among them.

모균주로 사용한 바실러스 서브틸리스 CJKB0001은 대한민국특허 제10-2002-076868호로 출원된 균주이다. 상기 바실러스 서브틸리스 CJKB0001을 인산 완충액(phosphate buffer, pH7.0) 또는 구연산 완충액(citrate buffer, pH5.5)에 107~108cells/ml의 농도로 현탁하였다. 상기 현탁액에 변이 유발제인 N-메틸-N'-니트로-N-니트로소구아니딘(N-methyl-N'-nitro-N-nitroguanidine)을 최종농도가 10~50㎍/ml가 되도록 첨가하였다. 이를 실온 또는 30℃에서 30~60분간 처리하여 돌연변이를 유발시켰다. 이를 0.85% 식염수로 3회 세척하고, 적절히 희석한 다음 1.8%의 한천(agar)이 함유된 최소배지에 도말한 후 37℃에서 24시간 동안 배양하여 콜로니(colony)를 수득하였다. 수득한 콜로니들을 5ml의 MR-VP broth에 접종하여 35℃, 24시간 동안 배양하였다. 이후 배양액을 1ml을 취하여 0.6ml의 5% α-나프톨(α-Naphtol)과 0.2ml의 40% KOH를 첨가하여 색도의 변화를 관찰하는 Voges-Proskauer test를 수행하였다. 그 결과 색도의 변화가 가장 적은 변이주들을 선별하고, 이를 발효배지에 접종하여 37℃에서 4~5일간 배양하여 발효 배양액에 축적되는 리보플라빈의 생성량이 가장 우수한 균주를 선별하였다. 리보플라빈의 생성량은 HPLC를 이용하여 분석하였다. HPLC를 이용한 리보플라빈의 분석방법은 다음과 같다.Bacillus subtilis CJKB0001 used as a parent strain is a strain filed in Korean Patent No. 10-2002-076868. The Bacillus subtilis CJKB0001 of phosphate buffer and suspended in a concentration of 10 7 ~ 10 8 cells / ml in (phosphate buffer, pH7.0) or citrate buffer (citrate buffer, pH5.5). To the suspension, a mutagenic agent, N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (N-methyl-N'-nitro-N-nitroguanidine), was added to a final concentration of 10-50 µg / ml. This was treated for 30 to 60 minutes at room temperature or 30 ° C. to induce mutations. This was washed three times with 0.85% saline, diluted appropriately, and then plated in a minimal medium containing 1.8% agar, followed by incubation at 37 ° C. for 24 hours to obtain colonies. The obtained colonies were inoculated in 5 ml of MR-VP broth and incubated at 35 ° C. for 24 hours. Thereafter, 1 ml of the culture solution was taken and the Voges-Proskauer test was performed to observe the change in chromaticity by adding 0.6 ml of 5% α-naphtol and 0.2 ml of 40% KOH. As a result, the strains with the smallest color change were selected, inoculated into fermentation broth and incubated at 37 ° C. for 4 to 5 days to select the best strains of riboflavin accumulated in the fermentation broth. The amount of riboflavin produced was analyzed using HPLC. The analysis method of riboflavin using HPLC is as follows.

장치: Waters 510Device: Waters 510

컬럼 크기: 내경 4.6mm, 길이 250mmColumn size: inner diameter 4.6mm, length 250mm

충진제: 크로마실 C18 5umFiller: Chromasil C18 5um

이동상: A. 5mM 소디움 헥사네술포네이트(5mM Sodium hexanesulfonate) Mobile phase: A. 5 mM Sodium hexanesulfonate

+ 20mM H3PO4 + 20 mM H 3 PO 4

B. 아세토니트릴(Acetonitrile)        B. Acetonitrile

A : B = 89 : 11        A: B = 89: 11

유속: 1ml/minFlow rate: 1ml / min

검출기: TSP UV2000(UV 260nm)Detector: TSP UV2000 (UV 260 nm)

시료주입량: 15ulSample injection volume: 15ul

시료용매: 증류수Sample solvent: distilled water

실험에 사용된 각각의 배지 조성은 표 1에 나타낸 바와 같다.Each medium composition used in the experiment is shown in Table 1.

아세토인 저생성균주의 선별을 위한 배지조성    Composition of medium for the selection of acetoin low producing strain 배지badge 조성Furtherance 영양배지Nutrition medium 트립토스 10g/l, 우육 추출물 3g/l, 염화나트륨 5g/l, 한천 15g/l, pH 7.2Trypsose 10g / l, Beef Extract 3g / l, Sodium Chloride 5g / l, Agar 15g / l, pH 7.2 최소 배지Minimal badge 포도당 2.5g/l, 인산제1칼륨 7g/l, 인산제2칼륨 3g/l, 구연산나트륨 0.5g/l, 황산마그네슘 7수화물 0.75g/l, 효모 추출물 0.5g/l, 카사미노산 0.15g/l, 트립토판 20mg/l, pH 7.2Glucose 2.5g / l, Potassium phosphate 7g / l, Dipotassium phosphate 3g / l, Sodium citrate 0.5g / l, Magnesium sulfate heptahydrate 0.75g / l, Yeast extract 0.5g / l, Casamino acid 0.15g / l, tryptophan 20 mg / l, pH 7.2 MR-VP brothMR-VP broth 폴리펩톤 7g/l, 글루코오스 5g/l, 인산제2칼륨 5g/l, pH 7.0Polypeptone 7 g / l, glucose 5 g / l, dipotassium phosphate 5 g / l, pH 7.0 발효 배지Fermentation medium 포도당 100g/l, 효모액기스 20g/l, 옥수수 침지액 5g/l, 황산마그네슘 0.5g/l, 인산제1칼륨 1.5g/l, 인산제2칼륨 3.5g/l, 우레아 6g/l, pH 7.2Glucose 100g / l, Yeast extract 20g / l, Corn steep 5g / l, Magnesium sulfate 0.5g / l, Potassium phosphate 1.5g / l, Dipotassium phosphate 3.5g / l, Urea 6g / l, pH 7.2

실험 결과, 아세토인 저생성 변이주들의 리보플라빈 생산능이 우수하였다. 이 중에서 리보플라빈 생산능이 가장 우수한 변이주 1주를 선별하고 이를 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011로 명명하였다. 이렇게 선별된 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011은 한국종균협회(Korean Culture Center of Mocroorganisms)에 2003년 11월 17일 기탁하여 수탁번호 제KCCM-10525호를 부여받았다. As a result, acetoin-producing mutants had excellent riboflavin production capacity. Among them, one strain of the best strain of riboflavin production was selected and named as Bacillus subtilis strain CJKB0011. The selected Bacillus subtilis mutant strain CJKB0011 was deposited with the Korean Culture Center of Mocroorganisms on November 17, 2003 and was assigned accession number KCCM-10525.

<실시예 2: 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011과 모균주로 사용한 바실러스 서브틸리스 CJKB0001의 아세토인 생성능 비교> <Example 2: Comparison of acetoin generating ability of Bacillus subtilis mutant CJKB0011 and Bacillus subtilis CJKB0001 used as a parent strain according to the present invention>

상기 실시예 1에서 선별한 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011(KCCM-10525)와 모균주로 사용한 바실러스 서브틸리스 CJKB0001을 51 발효조에서 배양하여 아세토인 생성능을 비교하였다. 상기 본 발명에 따른 변이주와 모균주를 각각 종배지에 접종하여 종배양한 다음 종배양액을 발효 배지에 접종하여 유가식 발효(fed-batch fermentation)를 수행하였다. 먼저, 종배지를 2.5L 용량의 실험용 발효조에 1l씩 분주한 다음 121℃에서 10분간 가압 살균하여 제조하였다. 이를 냉각한 다음 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011과 모균주를 식염수에 현탁하여 10ml를 접종한 후 제균된 공기를 1vvm으로 공급하고 37℃에서 8000rpm으로 교반하면서 20시간 동안 배양하였다. 배양 중 pH는 조절하지 않았다. 종배양이 완료되면, 발효배지에 접종하여 유가식 발효를 수행하였다. 발효 배지는 51 용량의 실험용 발효조에 1.41씩 분주한 다음 121℃에서 20분간 가압 살균하여 제조하였다. 이를 냉각한 다음 상기의 종배양액 200ml를 접종하고 공기를 1vvm을 공급하면서 8000rpm, 40℃에서 배양하였다. 이 때, 배양 중 잔존 당농도가 0.5~1%가 되도록 추가 배지를 공급하여 발효배지에 첨가된 총당농도가 20%가 되도록 하였다. 배양 중 pH는 암모니아수를 이용하여 7.0으로 조절하면서, 60~70시간 동안 배양하였다. 본 발명에서 사용한 배지의 조성은 표 4에 나타낸 바와 같다. 아세토인의 생성량은 가스 크로마토그래피(gas chromatography)를 이용하여 분석하였다. 가스 크로마토그래피(gas chromatography)를 이용한 아세토인의 분석방법은 다음과 같다.Bacillus subtilis mutant strain CJKB0011 (KCCM-10525) selected in Example 1 and Bacillus subtilis CJKB0001 used as parent strains were cultured in a 51 fermenter to compare acetoin production ability. Mutant strains and parent strains according to the present invention were inoculated in the seed medium, followed by seed culture, followed by seed culture inoculation into the fermentation medium to perform fed-batch fermentation. First, seed medium was dispensed by 1 l each in a 2.5L experimental fermenter and then prepared by autoclaving at 121 ° C for 10 minutes. After cooling it, the Bacillus subtilis mutant CJKB0011 and the parent strain according to the present invention were suspended in saline and inoculated with 10 ml, and then inoculated with 1vvm of sterilized air and incubated for 20 hours with stirring at 8000 rpm at 37 ° C. The pH was not adjusted during incubation. When the seed culture was completed, the fermentation medium was inoculated to perform fed-batch fermentation. Fermentation medium was prepared by dispensing 1.41 each in 51 volumes of experimental fermenter and autoclaving at 121 ° C. for 20 minutes. After cooling it, the seed culture solution was inoculated with 200 ml and incubated at 8000 rpm and 40 ° C. while supplying 1vvm of air. At this time, an additional medium was supplied so that the residual sugar concentration was 0.5-1% during the cultivation so that the total sugar concentration added to the fermentation medium was 20%. The pH of the culture was incubated for 60 ~ 70 hours, adjusting to 7.0 using ammonia water. The composition of the medium used in the present invention is as shown in Table 4. The amount of acetoin produced was analyzed by gas chromatography. The analysis method of acetoin using gas chromatography is as follows.

장치: 가스 크로마토그래피 HP-6890 시리즈 ⅡEquipment: Gas Chromatography HP-6890 Series II

(gas chromatography HP-6890 series Ⅱ)      (gas chromatography HP-6890 series II)

컬럼: HP-FFAP, 퓨즈드 실리카 캐필러리 칼럼(FUSED SILICA Capillary column)Column: HP-FFAP, FUSED SILICA Capillary column

길이: 30m, 내경: 1.0umLength: 30m, Inner diameter: 1.0um

이동상(Carrier Gas): Helium 유속: 9.5ml/minCarrier Gas: Helium Flow Rate: 9.5ml / min

실험 결과, 표 2에 나타낸 바와 같이 모균주로 사용한 바실러스 서브틸리스 CJKB0001 균주는 51 발효조(fermenter)에서 65시간 배양시 약 4.2g/l의 아세토인을 발효부산물로 생성하였다. 이에 반해 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011은 동일조건에서 약 1.1g/l의 아세토인을 생성하여, 모균주의 아세토인 생성능과 비교하여 약 26.2% 수준의 낮은 아세토인 생성능을 갖고 있음을 확인하였다. As a result, as shown in Table 2, Bacillus subtilis CJKB0001 strain used as a parent strain produced about 4.2 g / l of acetoin as a fermentation by-product after 65 hours of incubation in a 51 fermenter. In contrast, Bacillus subtilis mutant CJKB0011 according to the present invention produces about 1.1 g / l of acetoin under the same conditions, and has a low acetoin production capacity of about 26.2% compared to the acetoin production capacity of the parent strain. Confirmed.

바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011과 바실러스 서브틸리스 CJKB0001의 아세토인 생성능 비교Comparison of Acetoin Formation Capacity of Bacillus Subtilis Mutant CJKB0011 and Bacillus Subtilis CJKB0001 균주/농도(g/l)Strain / concentration (g / l) 00 19시간19 hours 40시간40 hours 52시간52 hours 60시간60 hours 65시간65 hours 바실러스 서브틸리스 CJKB0001Bacillus subtilis CJKB0001 00 0.40.4 1One 1.81.8 3.03.0 4.2 4.2                                              바실러스 서브틸리스 CJKB0011 (KCCM-10525)Bacillus subtilis CJKB0011 (KCCM-10525) 00 0.130.13 0.240.24 0.460.46 0.760.76 1.1 1.1                                             

<실시예 3: 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011의 플라스크 발효 역가><Example 3: Flask fermentation titer of Bacillus subtilis mutant CJKB0011 according to the present invention>

본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 CJKB0011(KCCM-10525)의 플라스크 발효 역가를 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001의 발효 역가와 비교하여 조사하였다. 상기 본 발명에 따른 변이주와 모균주를 각각 종배지에 접종하여 종배양한 다음 종배양액을 플라스크 발효 배지에 접종하여 발효하였다. 종배지는 지름 18mm의 시험관에 5ml씩 분주한 다음 이를 121℃에서 15분간 가압 살균하여 제조하였다. 여 기에 본 발명에 따른 변이주와 모균주를 각각 접종하고 200rpm, 37℃에서 20시간 동안 진탕배양하였다. 배양이 완료되면 종배양액 1ml를 플라스크 발효 배지에 접종하고 200rpm, 37℃에서 90시간 동안 진탕 배양하였다. 상기 플라스크 발효 배지는 본 배지와 별살 배지를 상기 종배지와 동일한 방법으로 가압 살균한 다음 미리 가압 살균한 250ml 용량의 진탕용 플라스크에 각각 15ml와 5ml씩 분주하여 제조하였다. 배양이 완료되면, 배지 내에 축적된 리보플라빈의 양을 분석하였다. 리보플라빈 농도는 HPLC로 분석하였으며, 이 경우 분석 조건은 앞서 기술한 바와 같다.The flask fermentation titer of Bacillus subtilis CJKB0011 (KCCM-10525) according to the present invention was investigated in comparison with the fermentation titer of the parent strain Bacillus subtilis CJKB0001. Mutant strains and parent strains according to the present invention were inoculated in the seed medium, and then cultured, followed by fermentation of the seed culture solution in a flask fermentation medium. The seed medium was prepared by dispensing 5 ml in a test tube having a diameter of 18 mm and then autoclaving it at 121 ° C. for 15 minutes. Here, inoculated with the mutant strain and the parent strain according to the present invention and incubated for 20 hours at 200rpm, 37 ℃. When the culture was completed, 1 ml of the seed culture solution was inoculated into the flask fermentation medium and shaken at 200 rpm and 37 ° C. for 90 hours. The flask fermentation medium was prepared by autoclaving the medium and starlet medium in the same manner as the seed medium, and then dispensing 15 ml and 5 ml, respectively, in a 250 ml shake flask that had been autoclaved in advance. Upon completion of the culture, the amount of riboflavin accumulated in the medium was analyzed. Riboflavin concentrations were analyzed by HPLC, in which case the assay conditions were as described above.

실험에 사용한 종배지와 발효 배지의 조성은 표 3에 나타낸 바와 같다.The composition of the seed medium and the fermentation medium used in the experiment is shown in Table 3.

플라스크 발효를 위한 배지 조성Medium composition for flask fermentation 배지badge 조성Furtherance 종배지Species 효모 추출물 5g/l, 트립톤 10g/l, 염화나트륨 10g/l, pH 조정 안함Yeast extract 5g / l, tryptone 10g / l, sodium chloride 10g / l, no pH adjustment 발효 배지Fermentation medium 본배지: 포도당 100g/l, 건조효모 20g/l, 황산마그네슘 7수화물 0.5g/l 별살배지: 인산제1칼륨 1.5g/l, 인산제2칼륨 3.5g/l, 요소 6g/l, pH 7.2~7.4Main medium: Glucose 100g / l, Dry yeast 20g / l, Magnesium sulfate heptahydrate 0.5g / l Starch medium: 1.5 g / l potassium phosphate, 3.5 g / l potassium phosphate, urea 6 g / l, pH 7.2 ~ 7.4

실험 결과, 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001의 배지 내 리보플라빈 생성량은 8.0g/l였으며, 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011의 배지 내 리보플라빈의 생성량은 모균주에 비해 무려 16.3%가 향상된 9.3g/l였다.As a result, the production of riboflavin in the medium of the parent strain Bacillus subtilis CJKB0001 was 8.0g / l, the production of riboflavin in the medium of the Bacillus subtilis mutant CJKB0011 according to the present invention was 9.3% improved by a whopping 16.3% g / l.

<실시예 4: 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011의 51 발효조에서의 발효 역가><Example 4: Fermentation titer in 51 fermenter of Bacillus subtilis mutant CJKB0011 according to the present invention>

본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 CJKB0011(KCCM-10525)의 51 발효조에서의 발효 역가를 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001의 발효 역가와 비교하여 조사하였다. 상기 본 발명에 따른 변이주와 모균주를 각각 종배지에 접종하여 종배양한 다음 종배양액을 발효 배지에 접종하여 유가식 발효(fed-batch fermentation)를 수행하였다. 먼저, 종배지를 2.5L 용량의 실험용 발효조에 11씩 분주한 다음 121℃에서 10분간 가압 살균하여 제조하였다. 이를 냉각한 다음 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011과 모균주를 각각 식염수에 현탁하여 10ml씩 접종한 후 제균된 공기를 1vvm으로 공급하고 37℃에서 8000rpm으로 교반하면서 20시간 동안 배양하였다. 배양 중 pH는 조절하지 않았다. 종배양이 완료되면, 상기 종배양액을 발효 배지에 접종하여 유가식 발효를 수행하였다. 상기 발효 배지는 51 용량의 실험용 발효조에 1.41씩 분주한 다음 121℃에서 20분간 가압 살균하여 제조하였다. 이를 냉각한 다음 상기의 종배양액 200ml씩을 접종하고 제균된 공기를 1vvm으로 공급하면서 8000rpm, 40℃에서 배양하였다. 이 때, 배양 중 잔존 당농도가 0.5~1%가 되도록 조절하면서 추가 배지를 공급하여 발효배지에 첨가된 총당농도가 20%가 되도록 하였다. 배양 중 pH는 암모니아수를 이용하여 7.0으로 조절하면서, 60~70시간 동안 배양하였다.  The fermentation titer of 51 Bacillus subtilis CJKB0011 (KCCM-10525) according to the present invention in the fermenter was investigated in comparison with the fermentation titer of the parent strain Bacillus subtilis CJKB0001. Mutant strains and parent strains according to the present invention were inoculated in the seed medium, followed by seed culture, followed by seed culture inoculation into the fermentation medium to perform fed-batch fermentation. First, seed medium was dispensed by 11 into a 2.5L experimental fermenter and then prepared by sterilizing for 10 minutes at 121 ℃. After cooling it, the Bacillus subtilis mutant CJKB0011 and the parent strain of the present invention were suspended in saline, respectively, and inoculated by 10 ml, and then inoculated with sterilized air at 1vvm and incubated for 20 hours while stirring at 8000 rpm at 37 ° C. The pH was not adjusted during incubation. When the seed culture was completed, the seed culture solution was inoculated into the fermentation medium to perform fed-batch fermentation. The fermentation medium was prepared by dispensing 1.41 in 51 volumes of experimental fermenter and then autoclaving for 20 minutes at 121 ℃. After cooling it, the seed culture solution was inoculated 200 ml each and incubated at 8000 rpm, 40 ℃ while supplying the sterilized air at 1vvm. At this time, while controlling the residual sugar concentration in culture to 0.5 ~ 1% by supplying an additional medium to the total sugar concentration added to the fermentation medium was 20%. The pH of the culture was incubated for 60 ~ 70 hours, adjusting to 7.0 using ammonia water.

이 때, 생산비의 절감을 위해 종배지와 발효배지에서 탄소원으로 포도당을 당밀로 대체하여 사용하였으며, 질소원으로는 효모추출물과 트립톤을 옥수수 침지액(corn steep liquor)으로 대체하여 사용하였다. 유가식 발효를 위한 추가 배지는 탄소원으로 포도당을 사용하였고 질소원으로 건조효모와 옥수수 침지액을 함께 사용하였다. 본 발명에서 사용한 배지의 조성은 표 4에 나타낸 바와 같다.At this time, glucose was replaced with molasses as a carbon source in seed and fermentation broth, and yeast extract and tryptone were replaced with corn steep liquor as a nitrogen source. Additional medium for fed-batch fermentation was glucose as a carbon source and dry yeast and corn steep liquor as a nitrogen source. The composition of the medium used in the present invention is as shown in Table 4.

51 발효조 배양을 위한 배지 조성51 Composition of medium for fermenter culture 배지badge 조성Furtherance 종배지Species 당밀(50% 당기준)30g/l, 옥수수 침지액(corn steep liquor) 15g/l, 황산마그네슘 7수화물 0.5g/l, 황산암모늄 5g/l, 인산제1칼륨 1.5g/l, 인산제2칼륨 3.5g/l, pH 7.4Molasses (50% sugar) 30 g / l, corn steep liquor 15 g / l, magnesium sulfate heptahydrate 0.5 g / l, ammonium sulfate 5 g / l, potassium phosphate 1.5 g / l, phosphate 2 Potassium 3.5g / l, pH 7.4 발효 배지Fermentation medium 본배지: 건조효모 20g/l, 옥수수 침지액 5g/l, 황산암모늄 2g/l, 황산마그네슘 7수화물 0.5g/l, 인산 제1칼륨 17.5g/l, 인산 제2칼륨 7.5g/l, pH 7.2~7.4 추가배지: 포도당 270g/l, 건조효모 26.7g/l, 옥수수 침지액 26.7g/lMain medium: 20g / l dry yeast, 5g / l corn steep liquor, 2g / l ammonium sulfate, 0.5g / l magnesium sulfate heptahydrate, 17.5g / l potassium phosphate, 7.5g / l potassium diphosphate, pH 7.2 ~ 7.4 Additional medium: glucose 270g / l, dry yeast 26.7g / l, corn steep 26.7g / l

실험 결과, 리보플라빈의 배지 내 축적량은 모균주인 바실러스 서브틸리스 CJKB0001의 26.8g/l였으며, 본 발명에 따른 변이주 CJKB0011의 경우에는 모균주에 비해 약 19.4%가 향상된 32.0g/l였다.As a result, the accumulation of riboflavin in the medium was 26.8 g / l of the parent strain Bacillus subtilis CJKB0001, and in the case of the mutant strain CJKB0011 according to the present invention, it was 32.0 g / l which was improved by about 19.4% compared to the parent strain.

이상, 상기 실시예에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 바실러스 서브틸리스 변이주 CJKB0011은 탄소원으로 포도당을 사용시 모균주에 비해 주요 발효부산물인 아세토인을 매우 낮은 수준으로 생성하여 리보플라빈을 현저하게 고농도 및 고수율로 생산할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 본 발명은 상기 미생물을 배양하고 그 배양물로부터 리보플라빈을 대량으로 수득할 수 있는 효과가 있다.As described above, the Bacillus subtilis mutant CJKB0011 according to the present invention generates acetoin, which is a major fermentation byproduct, at a very low level compared to the parent strain when glucose is used as a carbon source. There is an effect that can be produced in yield. Therefore, the present invention has the effect of culturing the microorganism and obtaining a large amount of riboflavin from the culture.

Claims (3)

리보플라빈을 생산하는 발효 과정 중에 생성되는 발효 부산물인 아세토인 생성능이 모균주인 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) CJKB0001 KCCM-10445 보다 감소된 것을 특징으로 하는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) CJKB0011 KCCM-10525. Bacillus subtilis CJKB0011 KCCM-10525, characterized in that the ability to produce acetoin, a fermentation by-product produced during the fermentation process to produce riboflavin, is reduced than that of the parent strain Bacillus subtilis CJKB0001 KCCM-10445. . 삭제delete 제1항에 따른 미생물을 배양하여 그 배양물로부터 리보플라빈을 생산하는 방법.A method of producing a riboflavin from the culture by culturing the microorganism according to claim 1.
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