KR100645284B1 - 신규한 바실러스 서브틸리스 gr-101와 아스퍼질러스오리재 gb-107를 이용한 고체발효기법을 이용한 효소생성능 강화 고체발효 대두단백질 가공 방법 및 그 용도 - Google Patents

신규한 바실러스 서브틸리스 gr-101와 아스퍼질러스오리재 gb-107를 이용한 고체발효기법을 이용한 효소생성능 강화 고체발효 대두단백질 가공 방법 및 그 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신규한 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101와 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107를 이용한 고체발효기법을 이용한 효소 생성능 강화 고체발효 대두단백질 가공 방법 및 그 용도에 관한 것으로, 대두박의 단백질분해효소 생성능이 있는 신규한 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101 균주를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 단백질분해효소 생성능이 있는 상기 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101 균주와 전분분해능력이 우수한 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107를 혼합배양함으로써 항영양인자로 알려진 트립신저해인자를 효과적으로 제거하여 소화율이 높고 효소능력이 우수한 대두펩타이드를 제공하는 뛰어난 효과가 있다. 또한, 본 발명은 상기 대두펩타이드를 유효성분으로 하는 사료를 제조함으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 뛰어난 효과가 있다.
바실러스 서브틸러스, 아스퍼질러스 오리재, 아밀라아제, 단백질분해효소, 트립신저해인자

Description

신규한 바실러스 서브틸리스 GR-101와 아스퍼질러스 오리재 GB-107를 이용한 고체발효기법을 이용한 효소 생성능 강화 고체발효 대두단백질 가공 방법 및 그 용도{A method for biological processing of fermented soybean peptides with enhanced protease productivity by solid fermentation using Bacillus subtilis GR-101 and Aspergillus oryzae GB-107 and the use thereof}
도 1은 본 발명 발효 대두단백질 sub-fractionation를 HPLC를 이용하여 분석할 결과를 나타낸 것이다.
본 발명은 신규한 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101와 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107를 이용한 고체발효기법을 이용한 효소 생성능 강화 고체발효 대두단백질 가공 방법 및 그 용도에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 단백질분해효소 생성능이 우수한 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis ) GR-101균주를 신규 분리, 선발하고 이를 저온 침지한 대두박 배지에 접종, 발효하여 효소생성능을 강화하고 아밀라제 생성능이 우수한 아스퍼질러스 오리재 GR 107균주를 혼합배양하여 대두박의 단백질을 농축할 뿐만아니라 트립신저해인자와 라피노스, 스타키오스등의 올리고당을 제거할 수 있는 발효 대두펩티드의 제조방법과 상기 발효 대두펩티드를 함유하는 가축용 사료에 관한 것이다.
대두단백질의 화학적 가공방법은 가공비용이 매우 높을 뿐만 아니라 화학처리과정을 거치면서 대두단백질이 변성되고 용해도가 감소하며 라이신, 메티오닌 등의 필수아미노산이 소실될 수 있다. 또한 대두단백질의 가공방법은 생산 단가가 매우 높기 때문에 저렴한 생산비용이 요구되는 생산재인 사료에 충분한 양을 공급할 수 없는 문제점이 있다. 뿐만 아니라 이들 방법은 제조과정 중 열처리, 화학적 처리, 열건조 등으로 인하여 단백질 변성, 수용성 아미노산의 소실 등이 일어나 실제 단백질의 용해도는 낮다. 그러므로, 종래의 방법은 단백질의 극심한 변성이 일어나지 않을 온도에서 열처리를 하기 때문에 항영양인자인 트립신저해인자가 상당량 포함되는 문제점이 있다.
대두단백질을 보다 효율적으로 가공하기 위해 본 발명자들은 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 균주를 분리, 선발하고 대두박에 발효하여 탄수화물을 제거하고 항영양인자로 알려진 라피노스, 스타키오스 등의 올리고당과 트립신저해인자를 제거하는 사료용 발효 대두펩티드를 생산하는 생물학적 가공방법을 제10-2002-0032378호로 특허출원한 바 있다(이하, '종래발명'이라 함).
그러나, 상기 종래발명은 아밀라제 생성능이 우수한 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae)를 이용하여 대두박 내에 존재하는 단백질의 가수분해 펩티드가공을 위해 단백질 분해효소의 활성이 낮아서 대두박의 단백질 분해 효소에 의한 가수분해 효과가 미비하기 때문에, 대두박의 단백질 분자량에 영향을 줄 수 없는 단점이 있다.
이점에 착안하여, 본 발명자들은 단백질 분해능이 우수한 신규한 균주를 전분 분해능이 우수한 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107과 혼합배양함으로써, 종전의 발효대두펩티드의 가공방법을 개선하고자 하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 단백질 분해 효소 생산능이 우수한 신규한 균주를 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 균주를 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107과 혼합 발효시킬 뿐만 아니라, 이들 균주를 이용하여, 고체발효 기법에 의한 효소생성능이 강화된 발효 대두단백질을 가공하는 개선된 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 가공방법에 따라 제조된 단백질의 분해 및 항영양인자를 극소화한 발효 대두단백질을 이용하여 제조한 가축용 사료를 제공하고자 한다.
본 발명의 상기 목적은 전통 메주에서 단백질 분해능이 우수한 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101 균주를 선발하고, 고체발효 가공 방법에 적합하도록 상기 바실러스 서브틸러스 GR-101과 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107의 적정 발효 조건을 조사하고, 고상발효 시간별 효소 생성능의 변화, 단백질 수준 변화 및 항영양인자 변화를 조사하고, 상기방법에 따라 제조된 발효 대두단백질을 이용하여 아미노산 소화율 및 발효 대두단백질의 분획을 확인함으 로써 달성하였다.
이하, 발명의 구성을 구체적으로 설명한다.
본 발명은 전통 메주에서 단백질 분해능이 우수한 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101을 선발하는 단계; 고체발효 가공 방법에 적합하도록 상기 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107의 적정 발효 조건을 조사하는 단계; 고상발효 시간별 효소 생성능 변화, 단백질 수준 변화 및 항영양인자 변화를 조사하는 단계; 및, 상기로부터 얻은 발효 대두단백질을 이용하여 아미노산 소화율 및 발효대두단백질의 분획을 확인하는 단계로 구성된다.
본 발명은 전통메주에서 분리한 단백질분해효소 생산능이 우수한 신규한 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101 (KCCM 10673P) 균주를 제공함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 대두박의 초기 수분함량을 40~50%으로 하고, 단백질분해효소능이 있는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101 KCCM 10673P과 전분분해능력이 우수한 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP를 1:1의 비율로 혼합함을 특징으로 하는 단백질분해효소능이 강화된 발효 대두단백질의 개선된 가공방법을 제공함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 가공방법에 따라 제조된 고체발효 대두단백질을 유효성분으로 함유하는 가축용 사료를 제공함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 구체적인 구성을 실시예와 도면을 들어 설명하고자 하지만 본 발명의 권리범위가 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 단백질분해효소(protease) 효소 생산능 우수 균주 분리 및 동정
미생물 발효에 의한 방법으로 대두박의 고분자 단백질을 저분자의 펩티드로 전환하여 사료용 미생물로 사용가능한 단백질분해효소(프로테아제) 생산능이 뛰어난 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)를 전통메주에서 분리하였다. 전통메주 1g을 10mL의 멸균 생리식염수에 현탁하여 1×10-1~ 1×10-5의 비율로 희석하여 희석액 100㎍/mL을 NA배지(이스트추출물(yeast extract) 10g/L, 포도당 10g/L, 식염(NaCl) 5g/L)에 도말하고 37℃에서 24시간 배양하였다. 배양이 끝난 후, 고체배지에 출현한 콜로니(colony)들의 순수분리를 위하여 검경하였고, 분리된 균주를 SK한천배지(스킴밀크(skim milk) 10g/L, 식염 0.24g/L, 이스트추출물 0.75g/L, 인산칼륨 무수물(KH2PO2 1.24g/L, 황산마그네슘(MgSO4`H2O) 80mg/L, 황산아연(ZnSO4`7H2O) 0.7mg/L, 한천(agar) 15g/L. pH 7.5)에 37℃, 16시간 배양하여 스킴밀크 분해환이 큰 균주를 1차 선별하였다. 분해환이 큰 균주들을 수분함량 40%로 침지하고 살균한 대두박에 접종하여 37℃에서 16시간 배양한 다음 프로테아제 역가가 높고 대두박의 조단백질 함량을 가장 많이 변화시키는 균주를 최종 선발하였다. 최종 선발된 균주는 광학현미경을 이용하여 확인하였고, 그람 염색법(gram staining)을 실시하였다. 균주동정은 한국미생물보존센터(KCCM)에 16S rDNA sequence를 의뢰하였다. 그 결과 최종 선발된 균주는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)로 판명되었으며, 이 균주를 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101로 명명하고, 생명공학연구소 유전자센터에 2005년 8월 17일에 기탁번호 KCCM 10673P로 기탁하였다.
바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101의 생화학 및 탄수화물 이용에 대한 대사적 특성
번호 성분 결과 번호 성분 결과 번호 성분 결과
0 control - 20 α-methyl-D-mannoside - 40 D-turanose -
1 glycerol + 21 α-methyl-D-glucoside + 41 D-lyxose -
2 erythritol - 22 N-acethyl-glucosamine - 42 D-tagatose -
3 D-arabinose - 23 amygdalin + 43 D-fucose -
4 L-arabinose + 24 arbutin + 44 L-fucose -
5 ribose + 25 esculin + 45 D-arabitol -
6 D-xylose + 26 salicin + 46 L-arabitol -
7 L-xylose - 27 celobiose + 47 gluconate -
8 adonitol - 28 maltose + 48 2-keto-gluconate -
9 β-methyl-D-xylose - 29 lactose - 49 5-keto-gluconate -
10 galactose - 30 melibiose -
11 glucose + 31 sucrose +
12 fructose + 32 trehalose +
13 mannose + 33 inulin +
14 sorbose - 34 melezitose -
15 rhamnose - 35 raffinose -
16 dulcitol - 36 starch +
17 inositol - 37 glycogen +
18 mannitol + 38 xylitol -
19 sorbitol + 39 gentiobiose +
실시예 2: 대두박의 고체발효에 적합한 바실러스 서브틸리스 ( Bacillus subtilis ) GR -101과 아스퍼질러스 오리재( Aspergillus oryzae ) GB-107 KCTC 10258 BP 의 최적 발효조건 규명
대두박의 발효를 위한 적정 수분함량에 따른 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP의 최적 발효조건을 조사하였다. 이를 위해 상기 균주들의 조단백질 함량, 미생물의 균수 그리고 효소 역가를 조사하였다.
최적 발효조건은 수분함량이 13%인 대두박을 수분함량 30%, 40%, 50%, 60%로 하여 각각의 수분함량별 대두박 500g을 스테인레스 스틸(stainless steel)로 된 체에 담아서 알루미늄 호일(aluminum foil)을 덮어씌우고 75℃에서 30분간 증자한 후 30℃로 식혔다. 다음으로, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP 종균을 각각 5mL씩(각각 1×109, 5×108/mL의 균수를 포함함) 상기 수분함량 30%, 40%, 50%, 60%로 하여 제조된 대두박 배지에 분사하여 골고루 섞은 후 33℃ 배양기에서 36시간 배양 후 50℃ 건조기에서 수분함량 8%가 될 때까지 건조하여 각 시료의 아밀라제, 프로테아제 활성도 및 조단백질 함량을 조사하였다. 이때, 상기 효소 활성도를 측정하기 위하여 상기 수분함량 30%, 40%, 50%, 60%로 하여 제조된 대두박 배지 시료 10g을 막자사발에 갈아 매스 플라스크에 담은 후 증류수를 100mL까지 채우고 30분간 교반하고 2시간 정치한 후 10분간 원심분리하여(10,000×g, 4℃) 얻은 상등액을 사용하였다.
아밀라제 활성은 가용성 전분(20mM 인산나트륨 완충액 내 1%, pH 7.0)을 기질로 하여 생성된 총 환원당을 DNS(dinitrosalicylic acid)법[Miller, Use of dinitrosalicyclic acid reagent for determination of reducing sugar. Anal. Chem . 31: 426-428, 1959]으로 측정하였고, 효소 1U(unit)는 분당 1μmol의 생성물을 유리시키는 효소의 양으로 정하였다.
프로테아제 활성은 카세인(20mM Tris-HCl 버퍼 내 0.7%, pH 8.0)을 기질로 사용한 효소 반응 후 생성된 타이로신(tyrosine)을 폴린(Folin)법[Park, Thesis Collection of Graduate school Chun-Buk University 4: 101, 1978]으로 측정하였고, 효소 1U(unit)는 분당 1μmol의 생성물을 유리시키는 효소의 양으로 정하였다.
혼합배양시 배지의 수분함량에 따른 미생물 성장의 최적 조건은 표 2에 나타내었다.
대두박의 수분함량에 따른 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP 혼합발효에 의한 아밀라제, 프로테아제 생성 및 조단백질 함량의 변화
대두박의 초기 수분함량(%) 바실러스 서브틸리스 생균수(CFU/g) 아스퍼질러스 오리재 생균수(CFU/g) 아밀라제 (U/g) 프로테아제 (U/g) 조단백질 함량(%)(수분함량 10% 보정)
30 8.0±0.8×103 1.0±0.4×105 45.3±0.7 5.3±0.5 51.9±1.0
40 5.5±0.3×107 5.1±0.3×107 235.5±1.2 57.9±0.8 56.9±0.5
50 8.8±0.3×107 9.2±0.3×106 185.1±0.9 59.2±0.6 55.7±0.4
60 4.4±0.3×108 2.1±0.3×106 51.3±0.4 63.5±1.2 53.8±0.9
바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101의 균수는 수분함량이 높을수록 증가하였으며, 그에 따른 프로테아제 생성도 증가하였다. 그러나, 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP은 혼합배양시 수분함량 40%에서 가장 높은 생균수와 아밀라제 역가를 나타내었다. 또한 혼합배양시 조단백질 함량도 수분함량이 40%일 때 가장 높은 수준을 나타내었다. 따라서, 혼합배양을 위한 대두박의 최적 수분함량은 35%~45%였다.
조단백질 함량은 종래발명에 비해 약 0.5~1% 증가하였으나 종래발명의 단백질분해효소 활성을 7배 증가시켜 대두 단백질의 가수분해를 더욱 촉진하고 아울러 단백질의 소화 흡수가 더욱 용이하도록 하였다.
균수(CFU/g) 효소역가(U/g) CP(%)
A. oryzae B. subtilis 아밀라제 프로테아제
종래발명 9.3±1.0×107 - 348.3±1.5 6.4±0.5 56.0±0.5
본원발명 5.5±0.3×107 5.1±0.3×107 235.5±1.2 57.9±0.8 56.9±0.5
본 발명 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스 오
리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP의 각각의 균주의 최적 접종 비율을 조사하여 그 결과를 표 4에 나타내었다.
신규한 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP의 혼합배양을 위한 적정 첨가비율
첨가수준 분석항목 아스퍼질러스 오리재 100% 바실러스 서브틸리스 100% 아스퍼질러스 오리재 80% + 바실러스 서브틸리스 20% 아스퍼질러스 오리재 50% + 바실러스 서브틸리스 50% 아스퍼질러스 오리재 20% + 바실러스 서브틸리스 80%
수분 함량(%) 10%로 보정
조단백질(%) 52.15 53.65 53.85 56.50 53.90
아밀라제(U/g) 305.2 36.5 98.5 210.5 78.5
프로테아제(U/g) 17.5 77.8 25.2 62.5 70.5
조단백질이 46%인 대두박의 수분함량을 40%로 조정하여 배양시 두 균주의 최적 첨가 비율은 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP를 각각 50: 50의 비율로 혼합하여 배양하였을 때가 가장 우수한 조단백질 증가 효과를 나타내었다. 또한, 효소 역가의 경우도 마찬가지로 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP를 각각 50:50으로 혼합하였을 때 가장 우수한 결과를 얻었다.
실시예 3: 발효조건에 따른 대량생산시 발효 단계별 효소역가 , 조단백질 함량 및 항영양인자의 변화
발효 대두펩티드를 제조함에 있어서 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP의 발효 후 대두박의 항영양인자인 트립신저해인자 및 라피노스, 스타키오스 함량과 단백질의 용해도를 알 수 있는 단백질확산지수(protein dispersibility index PDI) 및 KOH 용해도를 조사하였다.
이를 위해, 고체발효를 이용하여 대두박 1톤의 수분함량을 40%로 맞춘 후 본 발명 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP를 혼합배양을 통해 발효 중 효소 역가 및 조단백질 함량의 변화를 조사하였다.
트립신저해인자 역가는 AACC-71-10(American association of cereal chemists, 1995)의 방법에 따라 측정하였다.
라피노스 및 스타키오스는 액상 크로마토그래피(liquid chromatography, LC)로 정량하며, 단백질확산지수는 시료 0.5g을 물 150mL에 넣어 8,500rpm으로 10분간 섞은 다음 여과하여 여액에 대한 질소함량을 킬달장치로 측정하여 용해도를 환산하고(Batal 등, Protein dispersibility index as an indicator of adequately processed soybean meal. Poult Sci . 79:1592-6, 2000), KOH 용해도는 시료 0.1g을 0.2% KOH수용액에 넣어 20분간 혼합한 다음 여과하여 여액에 대한 질소함량을 킬달장치로 측정하여 용해도를 환산한다(Parsons 등, Soybean protein solubility in potassium hydroxide: an in vitro test of in vivo protein quality. J Anim Sci .
69:2918-24, 1991).
신규한 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP를 이용한 대량배양시 발효시간에 따른 변화
원료 증자 발효 건조 후
0 시간 12 시간 24 시간 36 시간
조단백질함량(%)(수분10%보정) 47.7±0.2 47.7±0.3 47.7±0.2 49.2±0.4 54.3±0.6 56.4±0.8 56.5±0.5
수분함량(%) 40±0.4 41.5±0.5 41.0±0.3 38.5±0.5 35.4±0.5 32.8±0.3 8.4±0.4
아스퍼지러스 오리재 생균수(CFU/g) - - 2.1±0.2×104 8.8±0.2×104 9.1±0.5×105 4.1±0.5×107 4.0±0.6×107
바실러스 서브틸리스 생균수(CFU/g) - - 2.3±0.3×104 3.1±0.4×105 8.5±0.6×106 6.1±0.8×107 6.5±0.5×107
아밀라제(U/g) 2.0 2.0 2.1 59.5 152.4 210.1 208.3
프로테아제(U/g) 3.2 3.2 3.0 25.3 46.5 57.2 57.5
트립신 저해제(TImg/g) 38.5±0.6 2.10±0.4 2.10±0.3 1.65±0.8 0.92±0.3 0.67±0.5 0.65±0.4
바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP 발효가 진행됨에 따라 효소 역가 및 조단백질 함량이 증가하는 것을 볼 수 있으며, 효소생산량도 발효시간이 증가함에 따라 증가하고 발효 24시간부터 급격히 증가하였다.
또한, 트립신저해인자의 경우, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101의 발효 정도에 따라 트립신저해인자 역가가 현저히 감소하는 것을 알 수 있으며, 열처리에 의해 종래의 트립신 저해제의 약 55%가 감소하고, 발효를 통해 약 45%의 감소효과를 나타내었다. 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101의 첨가를 통해 단백질분해효소가 강화됨으로써 발효를 통해 비교대상발명에 비해 약 0.3TImg/g의 추가 감소효과가 있었다.
본 발명 신규한 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP의 혼합배양한 결과 항영양인자의 함량을 조사한 결과는 아래 표와 같다.
신규한 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP의 혼합배양한 결과 최종 제품의 항영양인자 함량
라피노스 스타키오스 트립신저해제
대두박 1.34 3.6 3.85
본원발명 0 0 0.6
신규한 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP의 혼합배양한 결과 항영양인자 함량이 대두박에 비해 현저히 감소하였으며, 스타키오스와 라피노스 함량은 전혀 검출되지 않았다. 이는 열처리 과정에서 일부 소실되나 단백질분해효소 활성을 강화한 신규한 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101균주의 혼합배양 결과임을 알 수 있다.
결과적으로, 본 발명 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP의 최적 조건에서 발효를 통해 항영양인자인 스타키오스와 라피노스 함량을 현저히 감소시켰으며, 단백질 확산 지수 및 KOH 용해도를 비교대상발명에 비해 개선하는 효과가 있었다.
실시예 4: 본 발명 바실러스 서브틸러스 ( Bacilllus subtilis ) GR -101과 아스퍼질러스 오리재( Aspergillus oryzae ) GB-107 KCTC 10258 BP 를 이용한 이유자돈의 아미노산 소화율 및 대두단백질 분획 확인
본 발명 발효 대두단백질의 이유자돈내 아미노산 소화율을 알아보기 위하여 3원 교잡종 (Yorkshire×Landrace×Duroc) 이유자돈 30두를 공시하여 30일간 개체별로 분리된 대사틀에 수용하였다. 대조구로서 대두박을 두었으며 발효 대두단백질를 각각 적응기간을 거친 후 사료섭취 4일째에 2일 동안 분을 채취하여 아미노산 소화율을 분석하였다.
대두박과 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP를 이용한 발효 대두단백질의 이유자돈내 아미노산 소화율
아미노산 소화율(%) 대두박 본원발명 발효대두단백
필수 아미노산
아르기닌 86.64 92.04
히스티딘 61.90 87.35
이소루신 58.49 86.15
루신 55.65 86.53
라이신 60.97 91.03
메티오닌 28.31 83.40
페닐알라닌 66.87 86.74
트레오닌 66.33 88.53
발린 51.76 88.41
총 필수아미노산 59.66 87.80
비필수 아미노산
알라닌 42.93 86.00
아스파르트산 61.34 87.47
시스틴 54.03 86.68
글루탐산 64.22 83.22
글리신 47.95 87.90
프롤린 72.93 89.31
세린 64.01 85.12
티로신 68.42 87.31
총 비필수아미노산 59.48 86.63
전체 필수 아미노산의 소화율은 대조구(대두박)가 59.66%이었으며 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101와 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP로 발효한 대두단백질의 아미노산 소화율은 87.80%이었다. 비필수 아미노산의 소화율도 대두박이 59.48%인데 반해 발효 대두단백질의 아미노산 소화율은 86.63%로 대두박과 비교하여 높은 소화율을 나타내었다.
본 발명 발효 대두단백질의 펩타이드 분획화 (sub-fractionation)정도를 알아보기 위하여 아세톤 농축방법을 이용하여 단백질을 추출한 다음, Sepadex 75 column이 장착된 HPLC를 통하여 단백질의 sub-fractionation을 분석하였다. HPLC로 분석한 펩타이드의 구성은 도 1에 나타내었다.
도 1에 나타난 바와 같이, 단백질의 분획(sub-fractionation)조성은 전체 단백질의 67.5%가 2,000Da 이하의 펩타이드 조성을 나타내었으며 이중 37.5%가 1,000Da 이하로 분포하고 있음을 보여준다. 이는 종래발명이 25,000Da 이하 크기의 펩타이드가 전체 70%인데 비하여 단백질분해효소와 아밀라제 분해효소 역가가 우수한 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis) GR-101과 아스퍼질러스 오리재 (Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP를 혼합발효시킴으로써 대두박의 가수분해가 효과적으로 이루어져 고분자 단백질을 저분자펩타이드로 분해함으로써 저분자펩타이드 함량이 높게 분포되어 있음을 보여준다.
상기 실시예를 통해 살펴본 바와 같이, 본 발명은 신규한 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101와 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP를 이용한 고체발효기법을 이용한 효소 생성능 강화 고체발효 대두단백질 가공 방법 및 그 용도에 관한 것으로, 대두박의 단백질분해효소 생성능이 있는 신규한 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101 KCCM 10673P 균주를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 단백질분해효소 생성능이 있는 상기 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101 KCCM 10673P 균주와 전분분해능력이 우수한 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP를 혼합배양함으로써 항영양인자로 알려진 트립신저해인자를 효과적으로 제거하여 소화율이 높고 효소능력이 우수한 대두펩타이드를 제공하는 뛰어난 효과가 있다. 또한, 본 발명은 상기 대두펩타이드를 유효성분으로 하는 가축사료를 제조함으로써 가축의 생산성을 향상시킬 수 있는 뛰어난 효과가 있다. 따라서, 본 발명은 사료산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

  1. 메주에서 분리되고, 단백질분해효소 생산능이 있음을 특징으로 하는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101 KCCM 10673P 균주.
  2. 미생물을 이용한 발효대두단백질의 가공방법에 있어서,
    대두박의 초기 수분함량을 40~50%으로 하고, 단백질분해효소 생산능이 있는 제1항 기재의 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) GR-101 KCCM 10673P와 전분분해능력이 우수한 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae) GB-107 KCTC 10258BP를 1:1의 비율로 혼합함을 특징으로 하는 효소 생성능 강화 고체발효 대두단백질의 가공 방법.
  3. 제2항의 방법에 따라 제조된 고체발효 대두단백질을 유효성분으로 함유함을 특징으로 하는 가축용 사료.
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