KR101288078B1 - 신규의 균체 처리 방법을 사용한 고도 불포화 지방산의제조 방법 - Google Patents

신규의 균체 처리 방법을 사용한 고도 불포화 지방산의제조 방법 Download PDF

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Abstract

1종 또는 그 이상의 화합물을, 이러한 화합물을 생산하는 미생물을 함유하는 미생물 바이오매스로부터 분리하는 방법으로서,
(a) 평균 수분 함량이 30%∼80%인 습균체를 준비 또는 입수하는 공정과,
(b) 습균체를 1차 건조하여 평균 수분 함량이 5%∼50%인 1차 건조 균체를 얻는 공정과,
(c) 상기 (b)에서 얻은 1차 건조 균체를 ２차 건조하여 평균 수분 함량이 10% 이하인 ２차 건조 균체를 얻는 공정과,
(d) 상기 (c)에서 얻은 ２차 건조 균체로부터 화합물 또는 각 화합물을 추출 또는 단리, 정화 및/또는 정제하는 공정
을 포함하는 방법.

Description

신규의 균체 처리 방법을 사용한 고도 불포화 지방산의 제조 방법 {PRODUCTION OF POLYUNSATURATED FATTY ACIDS USING NOVEL CELL TREATMENT METHOD}
본 발명은 고도 불포화 지방산을 구성 지방산으로 함유하여 이루어진 화합물을 생산하는 미생물을 함유하는 미생물 바이오매스 (microbial biomass)와, 이 바이오매스로부터 추출하여 얻은 조유(粗油) 및/또는 조인지질(粗燐脂質)과, 이 조유 및/또는 조인지질을 정제하여 얻어지는 정제유 및/또는 정제 인지질의 제조 방법뿐만 아니라, 상기 바이오매스 및 유지(油脂) (조유 및/또는 정제유) 및/또는 인지질 (조인지질 및/또는 정제 인지질)을 함유하는 식품 및 음료, 치료용 영양 보조제, 사료 및 의약품에 관한 것이다.
인간의 고도 불포화 지방산 (이하, "PUFA"라고 부름)의 생합성에는 2종의 대표적인 계열인 ω3과 ω6 계 (여기서, ω는 지방산의 메틸기 말단으로부터 셀 때, 최초로 이중 결합을 가진 탄소 원자의 번호를 나타낸다)가 있는데, ω6 지방산의 경우, 예컨대 리놀레산 (18:2 ω6)이 불포화화(不飽和化)와 탄소 사슬 신장의 반복에 의하여 γ-리놀렌산 (18:3 ω6), 디호모-γ-리놀렌산 (20:3 ω6), 아라키돈산 (20:4 ω6) 및 4,7,10,13,16-도코사펜타엔산 (22:5 ω6)으로 전환된다.
이와 유사하게, ω3 지방산의 경우에도, α-리놀렌산 (18:3 ω3)이 불포화화와 탄소 사슬 신장의 반복에 의하여 에이코사펜타엔산 (20:5 ω3), 7,10,13,16,19-도코사펜타엔산 (22:5 ω3) (도코사펜타엔산) 및 4,7,10,13,16,19-도코사헥사엔산 (22:6 ω3) (도코사헥사엔산)으로 전환된다. ω3 PUFA인 에이코사펜타엔산 (이하, "EPA"라고 부름) 및 도코사펜타엔산 (이하, "DHA"라고 부름)은 특히 죽상 동맥 경화증 및 혈전증 등의 성인병에 대한 예방 효과 또는 항암 효과뿐만 아니라, 학습 강화 효과를 비롯한 다양한 생리적인 기능을 가진 것으로 알려져 있고, 의약품 및 특정의 건강 식품으로 이들을 이용하려는 많은 시도들이 행해지고 있다. 그러나, 최근에는 ω3계 이외의 PUFA (예컨대, ω6과 ω9)의 생리적인 기능도 역시 주목받고 있다.
아라키돈산은 혈액 및 간 등의 중요한 생체 기관을 구성하는 지방산 성분의 약 10%를 차지하고 있고 (예컨대, 인간 혈액의 인지질 중의 지방산 조성비는 아라키돈산 11%, 에이코사펜타엔산 1%, 도코사펜타엔산 3%이다), 세포막의 주요 구성 성분으로서, 막의 유동성 조절에 관여하고, 신체의 다양한 대사 기능을 수행하며, 또한 프로스타글란딘의 직접적인 전구체로서의 중요한 역할을 한다. 최근, 유아의 영양 성분으로서 및 신경 활성 작용을 나타내는 내인성 칸나비노이드 (cannabinoid) (2-아라키도노일 모노글리세롤, 아난다미드 (anandamide))의 구성 지방산으로서 아라키돈산의 역할이 알려졌다. 보통, 리놀렌산이 풍부한 식품을 섭취하면 이는 아라키돈산으로 전환되지만, 성인병 환자 또는 그 예비 증상을 가진 자뿐만 아니라, 유아 또는 노인에 있어서는, 아라키돈산의 생합성에 관련된 효소들의 기능이 저하되고, 이러한 자들은 아라키돈산이 부족한 경향이 있으며, 따라서 유지 (트리글리세리드)의 구성 지방산 형태로 직접적인 섭취 수단이 제공되는 것이 바람직하다.
어유(魚油)가 EPA 및 DHA 등의 ω3 PUFA의 풍부한 공급원이지만, γ-리놀렌산, 디호모-γ-리놀렌산, 아라키돈산, 4,7,10,13,16-도코사펜타엔산 (22:5 ω6)등의 ω6 PUFA는 종래의 유지 공급원으로부터 사실상 얻기 힘들므로, 미생물의 발효에 의해 얻는 PUFA를 구성 지방산으로 함유하는 유지 (이하, "PUFA 함유 유지"라고 부름)가 현재 가장 일반적으로 이용된다. 예를 들면, 아라키돈산을 구성 지방산으로 함유하는 유지 (이하, "아라키돈산 함유 유지"라고 부름)를 생산하는 것이 가능한 여러 미생물을 배양하여, 아라키돈산 함유 유지를 얻는 방법이 제안되어 왔다.
모르티에렐라 (Mortierella) 속에 속하는 미생물을 이용함으로써, 구성 지방산에서 아라키돈산이 차지하는 비율이 높은 유지 (이하, "아라키돈산이 풍부한 유지"라고 부름)를 얻을 수 있다는 것이 알려져 있다 (일본 특허 공개 공보 소63-44891호, 일본 특허 공개 공보 소63-12290호). 최근 수년간, 아라키돈산이 필수적으로 사용되는 곳 중의 하나는, 예를 들면 유아의 영양 분야, 구체적으로는 발효에 의하여 얻은 아라키돈산 함유 유지가 조제유(調製乳)에 이용되기 시작했다. 또한, 아라키돈산 함유 유지의 새로운 효과가 증명되어 있으며 (일본 특허 공개 공보 2003-48831호: 뇌기능의 저하에 기인하는 증상 또는 질환의 예방 또는 개선 작용을 가진 조성물), 앞으로 엄청난 수요가 기대된다.
모르티에렐라 미생물을 배양하여 얻는 유지는 대부분 트리글리세리드 (약 70% 또는 그 이상) 및 인지질로 구성되어 있다. 식용 유지는 트리글리세리드 형태로 되어 있고, 전술한 용도의 목적을 위해, 미생물을 배양해서 얻을 수 있었던 균 체 바이오매스로 세포에 의하여 생산된 오리지날 유지 (균체로부터의 추출에 의해 얻은 유지로서, "조유"라고 알려져 있음)를 추출하고, 이어서 이 조유를 식용 유지의 정제 공정 (탈검(degumming), 탈산(脫酸), 탈취 및 탈색)을 수행하여 인지질을 제거한 정제 유지를 얻는다.
모르티에렐라 속의 미생물을 배양하여 얻은 PUFA 함유 유지는 균체 내에 축적되기 때문에, 유지 생산의 고도의 경제성을 도모하기 위해서는, 고농도의 배양을 수행하여, 배양액마다의 PUFA 함유 유지의 수율을 높여야 한다. 배양액마다의 PUFA 함유 유지의 수율은 균체 또는 균체 농도와, 균체마다의 PUFA 함유 유지 함유량의 곱이므로, 균체 농도와, 배양액마다의 PUFA 함유 유지 함유량의 양자를 모두 증가시킬 필요가 있다. 통상 균체 성분으로 전환되는 배지의 질소원의 농도를 증가시킴으로써, 균체의 농도는 높일 수 있다. 균체마다의 PUFA 함유 유지 함량은 세포 형태를 만족스럽게 조절하고, 적절한 산소의 존재하에 배양시킴으로써 증가시킬 수 있다. 세포 형태를 조절하는 데 보고된 방법으로서는 배지염류 조성의 최적화 등의 방법이 보고되어 있고 (일본 국내 재공개 98/029558호), 또한 산소 공급법에는 가압 배양법 및 산소가 풍부한 호기성 배양법이 보고되어 있다 (일본 특허 공개 공보 평06-153970호).
또한, 배양법뿐만 아니라, 배양 후의 균체 회수법을 개선하기 위한 여러 가지 시도가 역시 보고되어 있다. 예를 들면, 미생물 바이오매스 (수분 함량 20∼75%)를 입수하여, 수분 함량을 유지한 상태로 이것을 과립화하여 조립(造粒)시킨 후, 이를 수분 함량 20% 이하로 건조하는 방법이 보고되고 있는데, 이에 의하면 과 립화가 건조를 용이하게 할 뿐만 아니라 목적 화합물의 추출을 용이하게 한다는 것이다 (WO97/36996). 이 보고에 의하면, 과립을 성형하는 데에는 압출법(押出法)이 좋지만, 또한 일반적으로 통상의 압출법은 수분 함량을 변화시키지 않는다고 기재하고 있다.
과립형 입자는, 예컨대 분무 건조법, 유동층 건조법, 동결 건조법, 벨트 건조법 또는 진공 건조법에 의하여 건조된다. 또 다른 기지의 방법은 모르티에렐라 속 사상균의 배양액을 여과하여 균체를 회수한 후, 건조 및 분쇄하고, 유기 용매를 사용하여 유지를 추출하는 방법이다 (CN1323904A), 야마다(山田) 등은 볼 밀을 사용한 분쇄법을 보고한 바 있다 ("Industrial applications of single cell oils", edited by D.J. Kyle and C. Ratledge, AOCS press (1992) p.118∼138). 이와 같이, 각종 상이한 균체 회수법들이 발표되어 왔으나, 그 건조법은 변동 없이 종전의 단일 공정의 건조법이 수반되지만, 신규의 건조기를 사용하거나 종래의 건조기 복수개를 사용하는 개발에 관한 기재는 없었다. 또한, 건조된 미생물 바이오매스의 처리법에 관한 기재도 없었다.
미생물 유지 제조에 있어서, 균체 회수 공정이 미생물 유지의 손실 또는 감소 및 미생물 유지의 품질의 관점에서 매우 중요하다는 사실에도 불구하고, 현재 이러한 공정의 개발에 관한 보고례는 사실상 거의 찾을 수 없다.
일반적으로, 건조 공정은 3 가지 공정 또는 기간으로 나눌 수 있다 ("식품 공학 강좌 (6) 농축과 건조", 마쓰노 류이치 외, 쿄린 (1988), 제5장). 우선, 재료가 적절한 수분을 함유하는 경우, 재료로부터의 수분의 증발량은 물방울 표면에서 의 수분의 증발량과 동등하다고 생각되고, 예열 기간이라고 알려져 있는 기간 중에 재료 온도는 습구 온도 쪽으로 이동될 것이다. 재료가 습구 온도에 도달한 후에는, 공기로부터의 유입 열량은 모두 수분의 증발에 완전히 소모되기 때문에, 재료의 수분 함량은 시간에 정비례하여 감소한다. 이러한 일정한 건조 속도 기간을 정률 건조 기간이라고 부르고 있다. 건조가 더 진행되면, 재료 내부에서의 수분의 이동이 율속 인자가 되고, 그 결과 수분 증발 속도가 감소하며, 결국 건조 공기에 평형인 수분 함량이 되어 건조가 종결된다. 이 기간은 감률 건조 기간이라고 알려져 있다.
실제의 건조 방법은 대류 전열법, 전도 전열법 및 방사 전열법으로 크게 나눌 수 있다. 기지의 방사 전열법으로는 적외선 방사법 등을 들 수 있으나, 이러한 방법은 대량으로 처리하여야 하는 식품 가공용으로는 일반적이지 않고, 대신에 대류 전열법 및 전도 전열법이 일반적으로 널리 사용되고 있다.
대류 전열형 건조기는 열풍 공급에 의한 증발 수분을 즉시 원료 근처로부터 제거하기 때문에 수분 증발의 추진력이 크고, 그 결과 수분 함량을 크게 저감시키고자 할 경우에 유효한 수단이다. 그러나, 한편으로는, 대량의 열풍을 공급하기 때문에 건조 재료 미분의 비산이나, 송풍기의 에너지 비용이 증가하고, 높은 수분 함량의 원료의 경우, 원료 간의 부착에 의한 덩어리 형성 및 열풍 접촉 면적이 감소하는 등의 문제를 일으킨다.
전도 전열형 건조기는 열효율이 좋고, 풍량을 거의 요하지 않으므로, 송풍 에너지 비용이나, 원료의 비산을 대폭 감소시키는 것이 가능하다. 그러나, 한편으로는, 전열 만에 의한 가열이기 때문에, 낮은 수분 함량까지 건조시키는 것이 어렵 다는 문제가 있었다.
일본 특허 공개 공보 소63-44891호
일본 특허 공개 공보 소63-12290호
일본 특허 공개 공보 2003-48831호
일본 특허 공개 공보 평06-153970호
일본 국내 재공개 98/029558호
WO97/36996
CN1323904A
Industrial applications of single cell oils, edited by D.J. Kyle and C. Ratledge, AOCS press (1992) p.118∼138
식품 공학 기초 강좌 (6) 농축과 건조, 마쓰노 류이치 외, 쿄린 (1988), 제5장
따라서, 건조 공정의 3 가지 기간인 예열 기간, 정률 건조 기간 및 감률 건조 기간에 있어서 수분 거동의 특징을 고려하면, 대류 전열법 및/또는 전도 전열법으로 크게 구별되는 건조기의 장점과 단점을 종합적으로 검토한, 미생물 바이오매스의 건조에 적합한 신규의 공정을 개발하는 것이 강력히 요망되고 있다.
본 발명자들은 미생물 배양에 의한 PUFA 함유 유지 생산에 있어서, 미생물 바이오매스의 회수 공정에 대해서 예의 연구하고, 건조 공정을 원리가 상이한 복수의 수단, 구체적으로는 전도 전열법과 대류 전열법을 조합시킴으로써 각각의 전열법의 장점을 활용하여 단점을 극복함으로써, 건조 공정의 경제성을 유의하게 향상시킬 수 있다는 것을 알아내었다. 더욱이, 건조 후부터 충전 및 포장에 이르는 기간 중에, 건조 균체를 냉각시킴으로써, 양호한 품질의 PUFA 함유 조유를 얻을 수 있다는 것을 알아내었다.
따라서, 본 발명에서는 복수 방법의 조합에 의한 신규의 건조법과, 건조 균체를 냉각한 후에 충전 및 포장하는 것을 특징으로 하는, PUFA 함유 유지 (트리글리세리드) 및/또는 PUFA 함유 인지질, PUFA 함유 균체의 제조 방법 및 보존 방법을 제공한다.
구체적으로는, 본 발명은 1종 또는 그 이상의 화합물(들)을, 이러한 화합물(들)을 생산하는 미생물을 함유하는 미생물 바이오매스로부터 분리하는 방법으로서, 아래의 공정을 포함하는 방법을 제공한다.
(a) 평균 수분 함량이 30%∼80%인 습균체(濕菌體)를 준비 또는 입수하는 공정과,
(b) 습균체를 1차 건조하여 평균 수분 함량이 5%∼50%인 1차 건조 균체를 얻는 공정과,
(c) 상기 (b)에서 얻은 1차 건조 균체를 ２차 건조하여 평균 수분 함량이 10% 이하인 ２차 건조 균체를 얻는 공정과,
(d) 상기 (c)에서 얻은 ２차 건조 균체로부터 화합물 또는 각 화합물을 추출 또는 단리, 정화 및/또는 정제하는 공정.
상기 방법에 있어서, 상기 (b)에서의 1차 건조는 전도 전열법에 의하고, 좋기로는 원추형 리본 혼합 건조기, 전도 전열 건조기, 드럼 건조기 또는 사이클론 건조기를 사용할 수 있다. 상기 (c)에서의 ２차 건조는 대류 전열법에 의하고, 예컨대 좋기로는 진동 유동층 건조기, 횡형 연속식 유동층 건조 장치, 회전형 건조기, 상자형 평행류 건조기, 상자형 통기 건조기, 진동 건조/냉각 장치, 유동층 건조기, 밴드형 통기 건조기 또는 밴드 건조기 등을 사용할 수 있다. 좋기로는, 상기 (a)의 습균체는 배양액에 대하여 행하는 고체/액체 분리에 의하여 얻을 수 있고, 이러한 고체/액체 분리는 좋기로는 기계적 탈수와 병용된다.
상기 바이오매스는, 예를 들면 진균류(眞菌類)를 포함하거나 또는 진균류로부터 유래한다. 상기 진균류는, 예를 들면 뮤코랄레스 (Mucorales) 목 및 모르티에렐라 속에 속하고, 예컨대 모르티에렐라 알피나 (Mortierella alpina)이다.
상기 바이오매스는, 예를 들면 조류(藻類)를 함유하거나 또는 조류로부터 유래할 수 있다. 상기 조류는, 예를 들면 크립테코디니움 (Crypthecodinium) 속, 트라우토키트리움 (Thrautochytrium) 속, 시조키트리움 (Schizochytrium) 속, 울케니아 (Ulkenia) 속, 자포노키트리움 (Japonochytrium) 속 또는 할리프토로스 (Haliphthoros) 속에 속할 수 있다.
예를 들어, 상기 조류는 크립테코디니움 코니 (Crypthecodinium cohnii)일 수 있다.
상기 화합물은, 좋기로는 고도 불포화 지방산을 구성 지방산으로 함유하는 유지로서, 상기 고도 불포화 지방산은 탄소 수가 18개 이상이고 이중 결합이 2개 이상인 ω3, ω6 및/또는 ω9 지방산인데, 예를 들면 α-리놀렌산 (9,12,15-옥타데카트리엔산), 6,9,12,15-옥타데카테트라엔산 (18:4 ω3), 8,11,14,17-에이코사테트라엔산 (20:4 ω3), EPA (5,8,11,14,17-에이코사펜타엔산), DPAω3 (7,10,13,16,19-도코사펜타엔산), DHA (4,7,10,13,16,19-도코사헥사엔산), γ-리놀렌산 (6,9,12-옥타데카트리엔산), 디호모-γ-리놀렌산 (8,11,14-에이코사트리엔산), 아라키돈산 (5,8,11,14-에이코사테트라엔산), 7,10,13,16-도코사테트라엔산 (22:4 ω6), DPAω6 (4,7,10,13,16-도코사펜타엔산), 6,9-옥타데카디엔산 (18:2 ω9), 8,11-에이코사디엔산 (20:2 ω9) 및/또는 미드산 (5,8,11-에이코사트리엔산)이다.
전술한 방법의 바람직한 실시 상태에 따르면, 상기 공정 (c)로 얻은 ２차 건조 균체를, 다음의 방법 중의 어느 하나로 냉각 처리한 후 상기 공정 (d)에 제공한다.
(i) 산소 농도가 21% 이하인 조성을 가진 기체의 공급에 의해 적어도 60℃까지 냉각하는 방법, 또는
(ii) 산소 농도가 21% 이하인 조성을 가진 기체의 분위기하에서 정치 냉각에 의하여 적어도 60℃까지 냉각하는 방법.
또한, 본 발명은 1종 또는 그 이상의 화합물(들)을, 이러한 화합물(들)을 생산하는 미생물 바이오매스를 함유하는 건조 균체로부터 얻는 방법으로서, 다음의 공정을 포함하는 방법을 제공한다.
(a) 평균 수분 함량이 30%∼80%인 습균체를 준비 또는 입수하는 공정과,
(b) 습균체를 1차 건조하여 평균 수분 함량이 5%∼50%인 1차 건조 균체를 얻는 공정과,
(c) 상기 (b)에서 얻은 1차 건조 균체를 ２차 건조하여 평균 수분 함량이 10% 이하인 ２차 건조 균체를 얻는 공정.
전술한 방법에 있어서, 예를 들면 상기 (b)에서의 1차 건조는 전도 전열법이며, 상기 (c)에서의 ２차 건조는, 예를 들면 대류 전열법이다.
또한, 본 발명은 1종 또는 그 이상의 화합물(들)을 생산하는 미생물을 함유하는 미생물 바이오매스를 함유하는 건조 균체의 보존 방법으로서, 이 방법에서는,
(1) 다음의 공정, 즉
(a) 평균 수분 함량이 30%∼80%인 습균체를 준비 또는 입수하는 공정과,
(b) 습균체를 1차 건조하여 평균 수분 함량이 5%∼50%인 1차 건조 균체를 얻는 공정과,
(c) 상기 (b)에서 얻은 1차 건조 균체를 ２차 건조하여 평균 수분 함량이 10% 이하인 ２차 건조 균체를 얻는 공정에 의하여 균체를 얻고; 이어서
(2) 얻어진 ２차 건조 균체를, 다음의 방법, 즉
(i) 산소 농도가 21% 이하인 조성을 가진 기체를 공급하여 적어도 60℃까지 냉각하는 방법,
(ii) 산소 농도가 21% 이하인 조성을 가진 기체의 분위기하에 정치 냉각으로 적어도 60℃까지 냉각하는 방법 중의 어느 하나의 방법으로 냉각 처리하고;
(3) 냉각된 ２차 건조 균체를 다음의 방법, 즉
(I) 상기 균체를 밀폐 가능한 용기에 질소 가스와 함께 충전하고, 15℃ 이하로 보존하는 방법, 또는
(II) 상기 균체를 밀폐가능한 용기에 산소 농도 20% 이하의 공기와 함께 충전하고, 15℃ 이하로 보존하는 방법 중의 어느 하나의 방법으로 보존한다.
전술한 방법에 있어서, 예를 들면 상기 (b)에서의 1차 건조는 전도 전열법이고, 상기 (c)에서의 ２차 건조는, 예를 들면 대류 전열법이다.
또한, 본 발명은 식품 조성물, 기능성 식품, 영양 보조 식품, 미숙아용 조제유, 성숙아 조제유, 유아용 조제유, 유아용 식품, 임산부 식품, 노인용 식품, 화장품 및/또는 의약 조성물을 제조하기 위한, 상기 방법으로 단리, 추출, 정화 또는 정제시킨 화합물의 용도를 제공한다. 또한, 본 발명은 동물 사료, 물고기 사료 및/또는 식물 비료를 제조하기 위한, 상기 방법으로 단리, 추출, 정화 및/또는 정제시킨 화합물의 용도를 제공한다.
발명을 실시하기 위한 최상의 형태
본 발명은 고도 불포화 지방산을 구성 지방산으로 함유하는 화합물 (PUFA 함유 유지 및/또는 PUFA 함유 인지질)을 생산하는 능력이 있는 미생물을 배양하여, PUFA 함유 유지 및/또는 PUFA 함유 인지질을 함유하는 건조 균체 및/또는 PUFA 함유 유지 및/또는 PUFA함유 인지질의 제조 방법에 관한 것이다.
따라서, 고도 불포화 지방산을 구성 지방산으로 함유하는 화합물 (유지 (트리글리세리드) 및/또는 인지질)을 생산할 수 있는 미생물을 배양하는 것이 필수적이다. 여기서 말하는 미생물로서는, 탄소 수가 18개 이상이고 이중 결합이 3개 이상인 ω6 고도 불포화 지방산, 탄소 수가 18개 이상이고 이중 결합이 2개 이상인 ω9 고도 불포화 지방산 및 탄소 수가 18개 이상이고 이중 결합이 3개 이상인 ω3 고도 불포화 지방산 중 적어도 1종의 고도 불포화 지방산을 트리글리세리드 및/또는 인지질의 주구성 지방산으로서 생산하는 미생물이 바람직하다.
탄소 수가 18개 이상이고 이중 결합이 3개 이상인 ω6 고도 불포화 지방산으로서는, γ-리놀렌산 (6,9,12-옥타데카트리엔산), 디호모-γ-리놀렌산 (8,11,14-에이코사트리엔산), 아라키돈산 (5,8,11,14-에이코사테트라엔산), 7,10,13,16-도코사테트라엔산 (22:4 ω6) 및 DPAω6 (4,7,10,13,16-도코사펜타엔산)을 들 수 있고, 탄소 수가 18개 이상이고 이중 결합이 2개 이상인 ω9 고도 불포화 지방산으로서는, 6,9-옥타데카디엔산, 8,11-에이코사디엔산 및 미드산 (5,8,11-에이코사트리엔산)을 들 수 있으며, 탄소 수가 18개 이상이고 이중 결합이 3개 이상인 ω3 고도 불포화 지방산으로서는, α-리놀렌산 (9,12,15-옥타데카트리엔산), 6,9,12,15-옥타데카테트라엔산 (18:4 ω3), 8,11,14,17-에이코사테트라엔산 (20:4 ω3), EPA (5,8,11,14,17-에이코사펜타엔산), DPAω3 (7,10,13,16,19-도코사펜타엔산) 및 DHA (4,7,10,13,16,19-도코사헥사엔산)을 들 수 있다.
따라서, 본 발명에 있어서는, 고도 불포화 지방산을 구성 지방산으로 함유하는 화합물 (유지 (트리글리세리드) 및/또는 인지질)을 생산할 수 있는 미생물이면 모두 사용할 수 있다. 예를 들면, 아라키돈산을 구성 지방산으로 함유하는 유지(트리글리세리드)를 생산할 수 있는 미생물로서는, 모르티에렐라 속, 코니디오볼루스 (Conidiobolus) 속, 피티움 (Pythium) 속, 피토프토라 (Phytophthora) 속, 페니실리움 (Penicillium) 속, 클라도스포리움 (Cladosporium) 속, 뮤코 (Mucor) 속, 푸자리움 (Fusarium) 속, 아스퍼질러스 (Aspergillus) 속, 로도토룰라 (Rhodotorula) 속, 엔토모프토라 (Entomophthora) 속, 에키노스포란지움 (Echinosporangium) 속, 사프로레그니아 (Saprolegnia) 속에 속하는 미생물을 들 수 있다.
모르티에렐라 속, 모르티에렐라 아속에 속하는 미생물에는, 예를 들면 모르티에렐라 엘롱가타 (Mortierella elongata), 모르티에렐라 엑시구아 (Mortierella exigua), 모르티에렐라 히그로필라 (Mortierella hygrophila), 모르티에렐라 알피나 등을 들 수 있다. 더 구체적으로는, 모르티에렐라 엘롱가타 IFO8570, 모르티에렐라 엑시구아 IFO8571, 모르티에렐라 히그로필라 IFO5941, 모르티에렐라 알피나 IFO8568, ATCC16266, ATCC32221, ATCC42430, CBS219.35, CBS224.37, CBS250.53, CBS343.66, CBS527.72, CBS529.72, CBS608.70, CBS754.68 등의 균주를 들 수 있다.
예를 들면, DHA를 생산할 수 있는 미생물로는, 크리프테코디니움 속, 트라우토키트리움 속, 시조키트리움 속, 울케니아 속, 자포노키트리움 속 또는 할리프토로스 속에 속하는 미생물을 들 수 있다.
이들 균주는 모두 기탁 기관 (Institute for Fermentation, Osaka (IFO) 및 American Type Culture Collection (ATCC) 및 Centrralbureau voor Schimmelcultures (CBS))으로부터 아무런 제한 없이 입수할 수 있다. 또한, 본 발명의 연구 그룹이 토양으로부터 분리한 균주 모르티에렐라 알피나 1S-4, 균주 모르티에렐라 엘롱가타 SAM0219 (FERM BP-1239) (일본 이바라키현 추쿠바시 히가시 1-초메, 1-1, 추오 6의 International Patent Microorganism Depository of National Institute of Advanced Industrial Science and Technology에 1986년 5월 19일 부다페스트 조약의 조건하에서 국제적으로 기탁됨) (1986년 3월 19일에 일본에서 기탁된 FERM P-8703을 국제 기탁으로 송달하였음)을 사용할 수도 있다.
본 발명에 사용되는 균주를 배양하기 위해서는, 우선 이들 균주의 영양 세포, 포자 및/또는 균사, 또는 균주를 미리 배양시켜 얻은 종배양액 또는 종배양에 의하여 회수한 영양 세포, 포자 및/또는 균사를, 액체 배지 또는 고체 배지에 접종해서 배양한다. 배지의 탄소원으로는 글루코오스, 프럭토스, 자일로스, 사카로스, 말토오스, 가용성 전분, 당밀, 글리세롤, 만니톨 또는 당화 전분 등의 일반적으로 사용되는 것을 모두 사용할 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
질소원으로서는 펩톤, 효모 추출물, 맥아 추출물, 육류 추출물, 카자미노산, 콘 스팁 리쿼, 대두 단백, 탈지 대두, 면실박 등의 천연 질소원뿐만 아니라, 요소 등의 유기 질소원 및 질산나트륨, 질산암모늄, 황산암모늄 등의 무기 질소원을 이용할 수 있으나, 특히 대두로부터 얻을 수 있는 질소원, 구체적으로는 대두, 탈지 대두, 대두 플레이크, 식용 대두 단백, 비지, 두유, 콩가루 등을 들 수 있다. 특히 좋기로는 열변성시킨 탈지 대두, 더 좋기로는 탈지 대두를 약 70∼90℃로 열처리하고, 에탄올 가용 성분을 제거한 것을, 필요에 따라 단독으로 또는 상기 질소원과의 조합시켜 사용할 수 있다.
또한, 필요에 따라, 인산 이온, 칼륨 이온, 나트륨 이온, 마그네슘 이온 또는 칼슘 이온, 철, 구리, 아연, 망간, 니켈 또는 코발트 등의 금속 이온이나 비타민 등을 미량 영양소로서 사용할 수 있다. 이러한 배지 성분은 미생물의 생육을 해치지 않는 농도이면 특별한 제한은 없다. 실제 응용에 있어서, 일반적으로 탄소원의 총첨가량은 0.1∼40 중량%, 좋기로는 1∼25 중량%로, 질소원의 총첨가량은 2∼15 중량%, 좋기로는 2∼10 중량%로 하여도 좋고, 더 좋기로는 최초 탄소원 첨가량을 1∼5 중량% 및 최초 질소원 첨가량을 3∼8 중량%로 하여 배양 도중에 탄소원 및 질소원을 (더욱 더 바람직하게는 탄소원만을) 첨가하여 배양한다.
PUFA 함유 유지의 수율을 증가시키기 위해서, 불포화 지방산의 전구체로서, 예를 들면 헥사데칸 또는 옥타데칸 등의 탄화수소, 올레산 또는 리놀레산 등의 지방산 또는 그의 염, 에틸 에스테르 또는 글리세린 지방산 에스테르, 소르비탄 지방산 에스테르 등의 지방산의 에스테르, 또는 올리브유, 대두유, 채종유, 면실유 또는 야자유 등의 유지를 단독 또는 조합시켜 사용할 수 있다. 기질의 첨가량은 배지에 대하여 0.001∼10%, 좋기로는 0.05∼10%이다. 또한, 이러한 기질을 유일한 탄소원으로서 배양하여도 좋다.
PUFA 함유 유지를 생산하는 미생물의 배양 온도는 사용하는 미생물에 따라 다르지만, 5∼40℃, 좋기로는 20∼30℃이거나, 또는 20∼30℃에서 배양해서 균체를 증식하게 한 후 5∼20℃에서 배양을 계속해서 PUFA 함유 유지를 생산하게 할 수도 있다. 또한, 이러한 온도 조절에 의하여 PUFA 함유 유지의 구성 지방산 중의 PUFA의 비율이 상승되게 할 수 있다. 종배양에서는 환기 교반 배양, 진탕 배양, 정치 액체 배양 또는 고체 배양을, 본 배양에서는 환기 교반 배양을 실시한다. 본 배양 개시시 (종배양액 접종시)의 배지의 pH는 5∼7, 좋기로는 5.5∼6.5로 조절한다. 종배양의 각 단계에 있어서의 배양 기간은 보통 1∼10일간, 좋기로는 1∼5일간, 더 좋기로는 1∼3일간 실시한다. 본 배양의 배양 기간은 보통 2∼30일간, 좋기로는 5∼20일간, 더 좋기로는 5∼15일간 실시한다.
모르티에렐라 속 모르티에렐라 아속에 속하는 미생물은, 아라키돈산을 주된 구성 지방산으로 함유하는 화합물 (유지 (아라키돈산 함유 트리글리세리드) 및/또는 아라키돈산 함유 인지질)을 생산할 수 있는 미생물로 알려져 있지만, 본 발명자들은 상기 균주에 돌연변이 처리를 하여, 디호모-γ-리놀렌산을 주된 구성 지방산으로 함유하는 유지를 생산할 수 있는 미생물 (일본 특허 공개 공보 평5-91887호) 및 ω9 고도 불포화 지방산을 주된 구성 지방산으로 포함하는 유지를 생산할 수 있는 미생물 (일본 특허 공개 공보 평5-91888호, 일본 특허 공개 공보 평10-57085호, 일본 특허 공개 공보 평5-91886호)을 얻었다.
더욱이, 고농도의 탄소원에 대해 내성이 있는 미생물 (WO98/39468)을 얻었는데, 이들 미생물은 모르티에렐라 속 모르티에렐라 아속의 미생물이며, 본 발명의 제조 방법으로 PUFA 함유 균체 및/또는 PUFA 함유 유지를 생산할 수 있다. 그러나, 본 발명은 모르티에렐라 속 모르티에렐라 아속에 속하는 미생물에 한정하고 있는 것은 아니고, 고도 불포화 지방산을 구성 지방산으로 함유하는 화합물 (유지 (트리글리세리드) 및/또는 인지질)을 생산할 수 있는 미생물에 본 발명의 제조 방법을 적용하여 PUFA 함유 유지 및/또는 PUFA 함유 인지질을 균체 내에 함유하는 건조 균체 및 상기 유지 (조유 및/또는 정제 유지) 및/또는 상기 인지질 (조인지질 및/또는 정제 인지질)을 얻을 수 있다.
유지를 균체 내에 축적한 미생물로부터 조유 및/또는 조인지질을 얻는 방법으로는, 배양 종료 후 배양액을 그대로 또는 살균, 농축, 산성화 등의 처리를 실시한 후, 자연 침강, 원심 분리 및/또는 여과 등의 상용의 고체/액체 분리 수단에 의해 배양 균체를 얻는다. 고체/액체 분리를 돕기 위해서, 응집제나 여과 보조제를 첨가해도 좋다. 응집제로는, 예를 들면 염화알루미늄, 염화칼슘, 알긴, 키토산 등을 사용할 수 있다. 여과 보조제로서는, 예를 들면 규조토를 사용할 수 있다.
이어서, 회수된 배양 균체를 건조시킨다. 건조에 의하여 균체 보관 중의 부패나 산화 열화(劣化) 및 가수 분해를 막을 수 있다. 또한, 균체로부터 조유의 추출 효율을 높일 수 있다.
건조 방법은 전도 전열법에 의한 1차 건조와, 대류 전열법에 의한 ２차 건조의 조합을 포함하는 것을 특징으로 한다.
전도 전열법의 건조는 전도 전열을 주 열원으로 하는 건조기를 이용하게 되면 특별한 제한은 없으나, 좋기로는 가열 밀착 반송형을, 더 좋기로는 드럼 건조기를 이용할 수 있다. 전도 표면의 가열 온도는 100∼200℃, 좋기로는 105∼170℃, 더 좋기로는 120∼150℃로 가열하여 건조시킨다. 이중 드럼 건조기를 1차 건조에 이용하였을 경우, 1차 건조 균체는 전도 전열에 의해 균체의 표층이 건조된 시트 모양으로 되고, 이는 스크레핑(scraping)에 의하여 부정형의 플레이크 형태로 된다. 더 구체적으로는, 플레이크의 두께가 0.05∼4 mm, 좋기로는 0.1∼1 mm이고, 길이와 넓이 (외접 사각형의 변의 길이)가 1∼100 mm, 좋기로는 1∼40 mm, 더 좋기로는 2∼20 mm이다. 이와 같이 균체 표층이 건조된 1차 건조 균체는 후속되는 대류 전열법의 ２차 건조에 효율적으로 제공될 수 있다.
전도 전열법에서 1차 건조를 거친 미생물 바이오매스 (균체 표층이 건조된 것)를 대류 전열법에 의한 건조에 제공한다. 대류 전열법에 의한 건조는, 대류 전열을 주열원으로 하는 건조기를 이용하게 되면 특별한 제한은 없으나, 좋기로는 재료 이송형, 재료 교반형 또는 열풍 이송형을, 더 좋기로는 통기 밴드 재료 이송형 또는 유동층이나 진동 유동층 재료 교반형을 이용한다. 대류 표면의 열풍 온도를 40∼200℃, 좋기로는 60∼170℃, 더 좋기로는 80∼150℃의 온도로 열풍을 공급하여 건조시킨다.
대류 전열형 건조기는, 열풍 공급에 의하여 증발 수분을 즉시 원료 근처에서 제거하기 위해서, 수분 증발의 추진력이 크고, 수분 함량을 크게 낮추고자 할 경우에 효과적인 수단으로 생각된다. 그러나, 한편 대량의 열풍 공급은 건조 재료 분말의 비산, 송풍기의 에너지 비용의 증가 및 높은 수분 함량의 원료의 경우 원료간의 부착에 의한 덩어리 형성 및 열풍 접촉 면적 저하의 문제를 일으킨다.
전도 전열형의 건조기는 열효율이 높고 풍량을 거의 요하지 않기 때문에, 송풍 에너지 비용이나, 원료의 비산을 대폭 낮추는 것이 가능하다. 그러나, 한편 전도만에 의한 전열이기 때문에 낮은 수분 함량까지 건조하는 것이 어렵다. 따라서, 이러한 양쪽의 장점을 이용한 방식으로, 수분 함량이 높은 재료 예열 기간부터 정률 건조 기간까지는 전도 전열법에 의한 건조를 수행하고, 수분 함량이 적은 정률 건조 기간부터 감률 건조 기간까지는 대류 전열법에 의한 건조를 수행하는 것을 새롭게 고안하게 되었다.
예를 들면, 전도 전열법의 하나인 더블 드럼 건조법에서는, 1차 건조로 대폭적인 수분 함량의 저하를 가능하게 하고, 더욱이 균체 표층이 건조되어 ２차 건조에서의 원료간의 부착에 의한 덩어리 형성과 그에 따른 열풍 접촉 면적의 저하를 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 1차 건조를 수반하지 않는 종래의 방법과 비교하면, 대류 전열법에 의한 건조 공정에서 열풍량 및/또는 열풍 처리 시간을 감소시키기 때문에, 비산과 연료비의 절감을 기대할 수 있으므로, 종래 방법보다 뛰어난 방법이라 생각된다.
균체 건조용으로 사용하는 기종은, 전도 전열법 및 대류 전열법이면 특별히 제한은 없으나, 구체적인 예로서 다음과 같은 기기를 들 수 있다. 그러나, 본 발명은 이들 기기에 한정되는 것은 아니고, 동일한 건조 원리를 가진 기기라면 아무런 제한 없이 이용할 수 있다.
전도 전열법의 기기로서 다음의 것들을 들 수 있다.
원추형 리본 혼합 건조기, (주)오가와라 세이샤쿠쇼
전도 열 전달 건조기, (주)오가와라 세이샤쿠쇼
드럼 건조기, 야마모토 기켄 코키(주)
사이클론 건조기, (주)오카도라
대류 전열법의 기기로서 다음의 것들을 들 수 있다.
진동 유동층 건조기, (주)다루톤
수평 연속 유동층 건조기, (주)다루톤
회전형 건조기, (주)다루톤
상자형 평행류 건조기, (주)다루톤
상자형 통기 건조기, (주)다루톤
진동 건조/냉각기, 신코 덴키(주)
유동층 건조기, (주)오가와라 세이샤쿠쇼
밴드형 통기 건조기, (주)오가와라 세이샤쿠쇼
밴드 건조기, (주)다이와 산코 세이샤쿠쇼
균체를 건조시킨 후, PUFA 함유 조유 및/또는 PUFA 함유 조인지질을 회수한다. 조유 및/또는 조인지질을 회수하는 수단으로는, 유기 용매 추출법이나 압착법을 이용할 수 있지만, 질소 기류하에서의 유기 용매에 의한 추출이 좋다. 유기 용매로는 에탄올, 헥산, 메탄올, 에탄올, 클로로포름, 디클로로메탄, 석유 에테르, 아세톤 등을 이용할 수 있고, 또는 메탄올과 석유 에테르의 교대 추출 또는 클로로포름-메탄올-물의 단일층 용매계를 이용할 수 있다. 그러나, 조유 및/또는 조인지질을 얻기 위하여 사용하는 추출법은 상기 방법에 한정되는 것은 아니며, 균체의 유지 (트리글리세리드) 및/또는 인지질을 효율적으로 추출하는 방법은 모두 사용하여도 좋다. 예를 들면, 초임계 CO2 유체에 의한 추출법도 유효한 수단으로서 사용할 수 있다.
유기 용매나 초임계 유체로 추출된 추출물로부터 유기 용매나 초임계 유체 성분을 감압 제거함으로써, 목적하는 조유 및/또는 조인지질을 얻을 수 있다.
본 발명에 따라 얻은 고도 불포화 지방산을 구성 지방산으로서 함유하는 화합물 (PUFA 함유 유지 및/또는 PUFA 함유 인지질)을 함유하는 건조 균체, 또는 조유 (PUFA 함유 조유) 및/또는 조인지질 (PUFA함유 조인지질)을 동물 사료에 배합하여 직접 사용할 수 있다. 그러나, 식품에 대한 적용의 경우, 일반적인 유지 정제 공정으로 PUFA 함유 정제 유지로서 사용하는 것이 좋다. 유지 정제 공정으로서, 탈검, 탈산, 탈취, 탈색, 칼럼 처리, 분자 증류, 윈터링(wintering) 등의 통상의 공정을 이용할 수 있다.
본 발명의 미생물 바이오매스, 유지 (트리글리세리드) 및/또는 인지질을 함유하는 건조 균체, 조유, 정제 유지(트리글리세리드), 조인지질, 정제 인지질에는 무수한 용도가 존재하는데, 예를 들어 이들을 식품, 음료, 화장품 및 의약품의 출발 물질 및 첨가물로서 사용할 수 있다. 또한, 그 사용 목적과 사용량에는 아무런 제한이 없다.
식품 조성물의 예로서는 일반 식품, 기능성 식품, 영양 보조 식품, 미숙아용 조제유, 성숙아용 조제유, 유아용 조제유, 유아용 식품, 임산부용 식품 또는 노인용 식품 등을 들 수 있다. 유지를 함유하는 식품의 예로서는 육류, 어류 및 견과류 등의 천연 유지 함유 식품, 수프 등의 조리시에 유지를 첨가하는 식품, 도넛 등의 열매체로 유지를 이용하는 식품, 버터 등의 유지 식품, 쿠키 등의 가공시에 유지를 첨가하는 가공 식품, 또는 딱딱한 비스켓 등의 최종 공정시에 유지를 분무 또는 도포하는 식품 등을 들 수 있다. 또한, 유지를 포함하지 않는 농업 식품, 발효 식품, 축산 식품, 수산 식품 또는 음료에 첨가할 수 있다. 더욱이, 기능성 식품 또는 의약품의 형태로이어도 좋고, 예를 들면 경장(經腸) 영양제, 분말, 과립, 로젠지, 내복액, 현탁액, 유탁액, 시럽 등의 가공 형태이어도 좋다.
이제 다음의 실시예에 따라 본 발명을 더욱 구체적으로 설명할 것이나, 본 발명은 여기에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 건조 균체의 유동층 냉각
모르티에렐라 알피나 1S-4 균주의 포자 현탁액을 효모 추출물 1.0%, 글루코오스 2.0%, pH 6.3의 배지에 0.1 부피%로 접종하고, 왕복 진탕 100 rpm, 온도 28℃의 조건하에서 종배양 (제1 단계)을 시작하여, 3일간 배양하였다.
이어서, 효모 추출물 1%, 글루코오스 2%, 대두유 0.1%, pH 6.3의 배지 30 L를 50 L 통기 교반 배양조에서 조제하고, 여기에 종배양액 (제1 단계)을 접종하고, 교반 회전수 200 rpm, 온도 28℃, 배양조내 압력 150 kPa의 조건하에서 종배양 (제2 단계)을 시작하고, 2일간 배양하였다.
다음에, 4500 L의 배지 (배지 A: 대두분 336 kg, KH2PO4 16.8 kg, MgCl2·6H2O 2.8 kg, CaCl2·2H2O 2.8 kg, 대두유 5.6 kg)를 pH 4.5로 조제하고, 121℃에서 20분 동안 멸균하였다. 별도의 배지로서, 1000 L의 배지 (배지 B: 함수 글루코오스(hydrous glucose) 112 kg)를 140℃에서 40초 동안 멸균하고, 상기 배지 A에 첨가하여 배지 C를 조제하였다. 배지 C에 멸균한 수산화나트륨 수용액을 첨가하여 pH 6.1로 조정한 후, 28 L 부피의 종배양액 (제2 단계)을 여기에 접종하고, 총 5600 L의 최초 배양액 (배양조 부피 10 kL)에 합쳤다. 온도 26℃, 통기량 49 Nm3/시간, 내압 200 kPa로 배양을 시작하였다. 배양 도중에 다음 표에서 표시한 스케줄에 따라 배지를 공급하고, 306 시간의 본 배양을 실시하였다. 배양 종료시, 배지의 첨가 의 한 증가와 증발에 의한 감소의 영향으로, 배양액의 부피는 7730 L로 되었다.
본 배양 시간 첨가 배지
19 시간 후 함수 글루코스 280 kg/460 L
43 시간 후 함수 글루코스 280 kg/450 L
67 시간 후 함수 글루코스 252 kg/390 L
91 시간 후 함수 글루코스 252 kg/410 L
120 시간 후 함수 글루코스 224 kg/370 L
140 시간 후 함수 글루코스 168 kg/280 L
163 시간 후 함수 글루코스 168 kg/270 L
배양 종료 후 120℃에서 20분 동안 살균한 후, 연속식 탈수기로 습균체를 회수하여, 이를 파쇄한 후, 진동 유동층 건조기로 열풍 건조 (열풍 온도: 120℃)하여 수분 함량 1 중량%까지 건조시켰다. 건조 균체를 유동층에서, 실온 공기를 공급하여 40℃까지 냉각시킨 후, 공기 수송기를 사용하여 충전 장소로 건조 균체를 수송하였다. 얻은 건조 균체를 용량 약 1 ㎥의 알루미늄 파우치제 콘테이너 백에 질소가스와 함께 충전하고, 상기 백의 입구를 가열 밀봉한 후, 10℃ 이하의 냉장고에 보관하였다.
콘테이너 백에서 꺼낸 건조 균체에 헥산 추출을 행하여, 헥산 용액을 여과시켜 함유 고형분을 제거한 후, 감압하에서 가열함으로써 헥산을 제거하여, 아라키돈산을 구성 지방산으로 함유하는 조유를 얻었다.
실시예 2 건조 균체의 정치 냉각
실시예 1과 동일한 방법으로 배양하여 살균한 후, 균체 회수와 건조를 역시 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였다. 건조 균체를 편평한 배트(vat)에 옮겨서 균등하게 펼치고 층 두께가 1 cm 이하로 되도록 하여, 실온에서 정치 냉각하였다. 50℃까지 냉각한 후, 용량 약 200 L의 알루미늄 파우치제 콘테이너 백에 질소 가스와 함께 충전하고, 백 입구를 가열 밀봉한 후, 10℃ 이하의 냉장고에 보관하였다.
비교예 1 건조 균체를 냉각시키지 않고 충전
실시예 1과 동일한 방법으로 배양하고 살균한 후, 균체 회수와 건조를 역시 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였다. 건조 균체를 건조 후 즉시 용량 약 200 L의 알루미늄 파우치제 콘테이너 백에 질소 가스와 함께 충전하고, 백 입구를 가열 밀봉한 후, 10℃ 이하의 냉장고에 보관하였다.
실시예 3 건조 균체의 분석
실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에서 충전한 콘테이너 백을 충전 1 주일 후에 개봉하고, 건조 균체의 외관을 확인하였다. 이어서, n-헥산을 용매로 사용하여 속슬렛 추출법으로 조유를 추출하여 오일 성분을 평가하였다. 또한, 실시예 1의 방법에서 추출한 조유의 과산화물가 (POV)를 분석하였다.
비교예 1과 같이 냉각을 실시하지 않고 충전하면, 균체 및 유분의 급격한 품질 저하가 일어나는 것을 확인하였다.
실시예 1의 균체 실시예 2의 균체 비교예 1의 균체
균체의 외관 충전시와 동일
(갈색의 분쇄 상태)		 충전시와 동일
(갈색의 분쇄 상태)		 충전시와 상이
(농갈색의 덩어리 형성)
유분 (중량%) 55% 53% 20%
조유의 외관 황색 황색 갈색
조유의 POV (meq/kg) 0.7 meq/kg 1.0 meq/kg 200 meq/kg
실시예 4 미생물 바이오매스를 조립( 造粒 )건조에 제공하는 종래법과 미생물 바이오매스를 전도 전열법과 대류 전열법으로 건조시키는 본 발명과의 비교
아라키돈산 생산 균주 모르티에렐라 알피나 1S-4를 실시예 1과 같이 배양한 후, 연속식 탈수기 (야나가와 엔지니어링제 SEKISUI CS-1)에 넣어 여과를 행하여, 습균체 덩어리를 얻었다. 습균체의 수분 함량을 건조 감량법 (온도 105℃)으로 측정한 결과, 수분 함량은 52%이었다. 이 습균체 덩어리를 다음의 각 조건 (실험 4-1 내지 4-2)으로 건조하였다. 실험 4-1은 실온에서 조립 성형하였기 때문에 성형 전후의 수분 함량 변화가 관찰되지 않았다. 실험 4-2에서는, 더블 드럼 건조기로 1차 건조를 수행하였다.
이어서, 상기 조립 균체 및 1차 건조 균체를 유동층 건조기에 넣어 수분 함량 약 2%까지 건조시켰다. 건조 후의 균체를 실시예 2의 방법으로 냉각시킨 후, 유지를 추출해 외관 및 과산화물가를 측정한 결과, 모두 양호한 외관 및 10 meq/kg 이하의 POV를 나타내었고, 따라서 정제 유지의 생산에 양호한 원료 조유를 얻을 수 있었다. 건조 시간 및 건조 수율에 관해서는 건조를 2단계로 실시한 실험 4-2가, 1단계로 건조한 실험 4-1에 비교하여 우수한 결과를 나타내었다.
실험 4-1 실험 4-2
1차 처리 기종 압출 과립화기
(extraction granulator)		 더블 드럼 건조기
1차 처리 온도 실온
(1차 건조 없음)		 드럼 표면 온도 140℃에서 1차 건조
1차 가공물의 형태 과립상
과립 크기: 2∼3 mm		 부정형 (플레이크)
성형품 수분 함량 52% 21%
↓유동층 건조기에서 2차 건조 (건조 열풍 온도: 120℃)
건조 소요 시간 20 분 11 분
건조품 수분 함량 2.0% 1.9%
건조 수율* 92% 94%
* 건조 수율 (%) = 건조된 부피 (건조물로 환산)/원료 투입 부피 (건조물로 환산) × 100

Claims (27)

1종 또는 그 이상의 화합물을, 이러한 화합물을 균체 내에 생산하는 미생물을 함유하는 미생물 바이오매스로부터 분리하는 방법으로서,
(a) 평균 수분 함량이 30%∼80%인 습균체(濕菌體)를 준비 또는 입수하는 공정과,
(b) 습균체를 가열 밀착 반송형 건조기를 이용한 전도 전열 방식에 의해 1차 건조하여 평균 수분 함량이 5%∼50%인 1차 건조 균체를 얻는 공정과,
(c) 상기 (b)에서 얻은 1차 건조 균체를 ２차 건조하여 평균 수분 함량이 10% 이하인 ２차 건조 균체를 얻는 공정과,
(d) 상기 (c)에서 얻은 ２차 건조 균체로부터 화합물 또는 각 화합물을 정제, 추출 또는 단리하는 공정을 포함하는 방법으로서,
상기 화합물은 고도 불포화 지방산을 구성지방산으로 함유하는 트리글리세리드, 인지질 또는 이들의 혼합물이고,
상기 미생물은 조류 또는 진균류를 함유하거나, 조류 또는 진균류로부터 유래하는 것인 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 전도 전열 방식은 원추형 리본 혼합 건조기, 전도 전열 건조기, 드럼 건조기, 또는 사이클론 건조기인 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 (c)에서의 ２차 건조는 대류 전열법으로 수행되는 것인 방법.
제4항에 있어서, 상기 대류 전열법은 진동 유동층 건조기, 횡형 연속 유동층 건조기, 회전형 건조기, 상자형 병행류 건조기, 상자형 통기 건조기, 진동 건조/냉각 장치, 유동층 건조기, 밴드형 통기 건조기, 또는 밴드 건조기인 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 (a)에서의 습균체는 배양액의 고체/액체 분리에 의하여 얻는 것인 방법.
제6항에 있어서, 상기 고체/액체 분리는 기계적 탈수와 동시에 수행되는 것인 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 진균류는 뮤코랄레스 (Mucorales) 목에 속하는 것인 방법.
제9항에 있어서, 상기 진균류는 모르티에렐라 (Mortierella) 속에 속하는 것인 방법.
제10항에 있어서, 상기 진균류는 모르티에렐라 알피나 (Mortierella alpina)인 것인 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 조류는 크리프테코디니움 (Crypthecodinium) 속, 트라우토키트리움 (Thrautochytrium) 속, 시조키트리움 (Schizochytrium) 속, 울케니아 (Ulkenia) 속, 자포노키트토리움 (Japonochytrium) 속, 또는 할리프토로스 (Haliphthoros) 속에 속하는 것인 방법.
제13항에 있어서, 상기 조류는 크리프테코디니움 코니 (Crypthecodinium cohnii)인 것인 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 고도 불포화 지방산은 탄소수가 18개 이상이고 이중 결합이 2개 이상인 ω3, ω6 또는 ω9 지방산인 것인 방법.
제16항에 있어서, 상기 고도 불포화 지방산은 α-리놀렌산 (9,12,15-옥타데카트리엔산), 6,9,12,15-옥타데카테트라엔산 (18:4 ω3), 8,11,14,17-에이코사테트라엔산 (20:4 ω3), EPA (5,8,11,14,17-에이코사펜타엔산), DPAω3 (7,10,13,16,19-도코사펜타엔산), DHA (4,7,10,13,16,19-도코사헥사엔산), γ-리놀렌산 (6,9,12-옥타데카트리엔산), 디호모-γ-리놀렌산 (8,11,14-에이코사트리엔산), 아라키돈산 (5,8,11,14-에이코사테트라엔산), 7,10,13,16-도코사테트라엔산 (22:4 ω6), DPAω6 (4,7,10,13,16-도코사펜타엔산), 6,9-옥타데카디엔산 (18:2 ω9), 8,11-에이코사디엔산 (20:2 ω9) 및 미드산 (5,8,11-에이코사트리엔산)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
제1항, 제3항 내지 제7항, 제9항 내지 제11항, 제13항, 제14항, 제16항, 또는 제17항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 공정 (c)에서 얻은 ２차 건조 균체를, 다음의 방법 중의 하나로 냉각 처리한 후, 상기 공정 (d)에 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
(i) 산소 농도가 21% 이하인 조성을 가진 기체의 공급에 의하여 적어도 60℃까지 냉각하는 방법, 또는
(ii) 산소 농도가 21% 이하인 조성을 가진 기체의 분위기하에서 정치 냉각에 의하여 적어도 60℃까지 냉각하는 방법.
1종 또는 그 이상의 화합물을 생산하는 미생물로서, 이러한 화합물을 균체 내에 생산하는 미생물 바이오매스의 건조 균체를 얻는 방법으로서,
(a) 평균 수분 함량이 30%∼80%인 습균체를 준비 또는 입수하는 공정과,
(b) 습균체를 가열 밀착 반송형의 건조기를 이용하여 전도 전열 방식에 의해 1차 건조하여 평균 수분 함량이 5%∼50%인 1차 건조 균체를 얻는 공정과,
(c) 상기 (b)에서 얻은 1차 건조 균체를 ２차 건조하여 평균 수분 함량이 10% 이하인 ２차 건조 균체를 얻는 공정을 포함하는 방법으로서,
상기 화합물은 고도 불포화 지방산을 구성지방산으로 함유하는 트리글리세리드, 인지질 또는 이들의 혼합물이고,
상기 미생물은 조류 또는 진균류를 함유하거나, 조류 또는 진균류로부터 유래하는 것인 방법.
제19항에 기재된 방법에 의해 얻어진, 평균 수분 함량이 10% 이하이고, 플레이크 형태인 건조 균체를 함유하는 조성물.
제20항에 있어서, 상기 건조 균체는 전도 전열법과 대류 전열법의 2 단계의 건조에 의하여 얻는 것인 조성물.
1종 또는 그 이상의 화합물을 균체 내에 생산하는 미생물을 함유하는 미생물 바이오매스를 포함하는 건조 균체의 보존 방법으로서,
(1) (a) 평균 수분 함량이 30%∼80%인 습균체를 준비 또는 입수하는 공정과,
(b) 습균체를 가열 밀착 반송형 건조기를 이용한 전도 전열 방식에 의해 1차 건조하여 평균 수분 함량이 5%∼50%인 1차 건조 균체를 얻는 공정과,
(c) 상기(b)에서 얻은 1차 건조 균체를 ２차 건조하여 평균 수분 함량이 10% 이하인 ２차 건조 균체를 얻는 공정에 의하여 건조 균체를 얻고, 이어서
(2) 얻어진 ２차 건조 균체를,
(i) 산소 농도가 21% 이하인 조성을 가진 기체를 공급하여 적어도 60℃까지 냉각하는 방법, 또는
(ii) 산소 농도가 21% 이하인 조성을 가진 기체의 분위기하에 정치 냉각으로 적어도 60℃까지 냉각하는 방법 중의 어느 하나의 방법으로 냉각 처리하고,
(3) 냉각된 ２차 건조 균체를,
(I) 상기 균체를 밀폐 가능한 용기에 질소 가스와 함께 충전하고, 15℃ 이하로 보존하는 방법, 또는
(II) 상기 균체를 밀폐가능한 용기에 산소 농도 20% 이하의 공기와 함께 충전하고, 15℃ 이하로 보존하는 방법 중의 어느 하나의 방법으로 보존하는 건조 균체의 보존 방법으로서,
상기 화합물은 고도 불포화 지방산을 구성지방산으로 함유하는 트리글리세리드, 인지질 또는 이들의 혼합물이고,
상기 미생물은 조류 또는 진균류를 함유하거나, 조류 또는 진균류로부터 유래하는 것인 방법.
삭제
삭제
삭제
동물 사료, 또는 물고기 사료를 제조를 위한, 제19항 기재의 방법에 의하여 얻은 건조 균체.
1종 또는 그 이상의 화합물을, 이러한 화합물을 생산하는 미생물을 함유하는 미생물 바이오매스로부터 분리하는 방법으로서,
(1) (a) 평균 수분 함량이 30%∼80%인 습균체를 준비 또는 입수하는 공정과,
(b) 상기 습균체를 분쇄하여 평균 수분 함량이 30%∼80%인 분쇄 균체를 얻는 공정과,
(c) 상기 분쇄 균체를 건조하여 평균 수분 함량이 10% 이하인 플레이크 형태의 건조 균체를 얻는 공정에 의하여 건조 균체를 얻고, 이어서
(2) 얻어진 건조 균체를,
(i) 산소 농도가 21% 이하인 조성을 가진 기체를 공급하여 적어도 60℃까지 냉각하는 방법, 또는
(ii) 산소 농도가 21% 이하인 조성을 가진 기체의 분위기하에 정치 냉각으로 적어도 60℃까지 냉각하는 방법 중의 어느 하나의 방법으로 냉각 처리하고,
(3) 냉각된 건조 균체로부터 상기 화합물 또는 각각의 화합물들을 단리, 추출, 또는 정제하는 방법으로서,
상기 화합물은 고도 불포화 지방산을 구성지방산으로 함유하는 트리글리세리드, 인지질 또는 이들의 혼합물이고,
상기 미생물 바이오매스는 조류 또는 진균류를 함유하거나, 조류 또는 진균류로부터 유래하는 것인 방법.
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