KR101522592B1 - 감귤 착즙 잔류물을 이용하는 셀룰로오스 겔의 생산 방법 - Google Patents

감귤 착즙 잔류물을 이용하는 셀룰로오스 겔의 생산 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 셀룰로오스 생산 균주를 접종 배양하여 셀룰로오스 겔을 생산하는 방법에 있어서, 생산 배지에 Citrus 속 식물의 과육 착즙 후 남은 착즙 잔류물을 포함시키는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 겔 제조 방법 및 이에 의해 생산된 셀룰로오스 겔에 관한 것이다. 본 발명의 셀룰로오스 겔 생산 방법은 환경문제를 야기하고 있는, 감귤 착즙 후 생산되는 잔류물들을 이용하여 새로운 이익을 창출할 수 있다. 또한, 본 발명은 기존 셀룰로오스 겔 생산방법에 비해 생산단가를 절감할 수 있으며 생산 공정이 간소화되었으므로, 우수한 경제적 효과를 가진다.

Description

감귤 착즙 잔류물을 이용하는 셀룰로오스 겔의 생산 방법{Method for manufacturing cellulose gel using remnants after extraction of Citrus}
본 발명은 셀룰로오스 겔의 생산 방법 및 이를 이용하여 생산된 셀룰로오스 겔에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 신규의 글루콘아세토박터 속 미생물을 이용하여 셀룰로오스 겔을 생산하는 방법 및 이를 이용하여 생산된 셀룰로오스 겔에 관한 것이다.
셀룰로오스는 자연계에 가장 풍부한 생체 물질 자원으로 특히, 초산균이 생성하는 셀룰로오스는 식품의 첨가제뿐만 아니라, 고부가가치의 산업용 신소재로 많은 주목을 받고 있다.
초산균이 셀룰로오스를 생산한다는 사실이 보고된 이래(Brown. A. J., J. Chem. Soc., vol. 49, pp. 432-439,1986), 미생물에 의해 생산되는 셀룰로오스(Bacterial Cellulose)는 신소재로서 끊임없는 연구 대상이 되어 왔다. 식물 유래의 셀룰로오스와 박테리얼 셀룰로오스(bacterial cellulose)는 구조적으로 커다란 차이를 나타내고 있다. 즉, 미생물 유래의 박테리얼 셀룰로오스는 리본형 섬유(ribbon-like bundles)로 구성되는 반면, 식물유래의 셀룰로오스는 미세섬유(microfibrils)의 묶음(bundles) 형태로 이루어진다.
특히, 초산균이 생성하는 셀룰로오스는 미세섬유(microfibrils)의 묶음(bundles) 형태로 구성되는 식물 유래의 셀룰로오스와는 달리 리그닌이나 헤미셀룰로오스가 전혀 포함되지 않은 순수상태로 생산되며, 산업용 신소재로서 다양한 용도 개발이 가능하여 균주 개량에 의한 생산성 향상, 유전자 조작, 배양조건의 확립 등에 관한 연구결과, 고강도용 공업재료, 복합섬유, 의료용 재료 및 효소 고정화 등의 첨단 소재로 이용될 수 있다.
현재 셀룰로오스를 생산하는 균주로는 아세토박터 속(Acetobacter sp.), 아그로박테리움 속(Agrobacterium sp.), 리조비움 속(Rhizobium sp.), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.) 및 사르시나(Sarcina sp.) 속이 있으며, 특히 아세토박터 속(Acetobacter sp.) 중에 아세토박터 자이리눔(Acetobacter xylium), 아세토박터 파스테우리아누스(A. pasteurinanus) 및 아세토박터 한세니(A. hansenii)가 많이 알려져 있다. 최근 16S rRNA 염기서열을 이용하여 분자계통분류학적으로 재분류하고 있으며, 순도가 높은 셀룰로오스를 생성하는 균주의 특징은 형태학적으로 장간균이고, 내산성력이 약한 세균으로 균체에서 셀룰로오스를 분비하는 것으로 보고되어 있다.
종래의 셀룰로오스 생산에서 사용되는 탄소원은 포도당이 가장 대표적이고(Masaoka S, et al., J. Fermen. Bioeng., 75, 18-22, 1993), 다른 소재로 천연재료 중 감즙 및 감식초(Kim SY, et al., Appl Biochem Biotechnol., 129-132, 705-15, 2006), 사과즙(Lee OS, et al., J. Kor. Soc. Food Sci. Nutr., 31(4), 572-577, 2002), 포도즙(Son CJ, et al., J. Appl. Microbiol. Biotechnol., 12(5), 722-728, 2002), 맥주폐액(Park JK, et al., Kor Chem Eng Res., 44(1), 52-57, 2006) 및 코코넛 부산물(Jonas R, et al., Polym Degrad Stab., 59, 101-106, 1998) 등이 활용된 바 있다.
한편 감귤류는 다기능성 약효 성분을 많이 함유하고 있는 과일로서 오래전부터 한방에서 생약의 재료로 사용하였고, 동시에 비타민, 식이섬유, 유기산 및 유리당 등의 영양성분 공급원의 건강식품 소재로도 활용되어 왔다. 또한 감귤류는 플라보노이드, 카로테노이드, 쿠마린, 페닐프로파노이드, 리모노이드, 펙틴, 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 등 다양한 생리활성물질을 함유하고 있다. 이 중 플라보노이드 류는 60여종이 알려져 있으며 대부분 당과 결합된 배당체 형태로 존재한다. 상기 플라보노이드류는 항상화 작용, 순환기계 질환의 예방, 항염증, 항알레르기, 항균, 항바이러스, 지질저하 작용, 면역증강 작용 등이 알려져 있다.
비록 일본등록특허 제3,341,017호 및 제4,061,661호, 한국등록특허 제405,776호 등에서 아세토박터(Acetobacter) 속 미생물을 이용한 셀룰로오스의 제조방법이 개시되어 있기는 하나, 감귤의 착즙 잔류물을 이용하여 대량생산시 생산 단가 절감 및 수율 증대 방법은 아직까지 개발된 바가 없으며, 특히 인장강도가 높은 감귤 셀룰로오스 겔의 생산에 대해서는 개발된 바가 없다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 미생물을 이용한 셀룰로오스 겔을 생산하는 방법 및 이를 이용하여 생산된 셀룰로오스 겔을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명은 감귤 착즙 후 버려지는 감귤 착즙 잔류물을 이용해 셀룰로오스 겔을 생산하는 방법 및 이를 이용하여 생산된 셀룰로오스 겔을 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 셀룰로오스 겔의 대량 생산시 생산 단가 절감 및 수율을 증대시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 인장강도가 높은 감귤 셀룰로오스 겔을 제조하는 방법을 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 셀룰로오스 생산 균주를 접종 배양하여 셀룰로오스 겔을 생산하는 방법에 있어서, 생산 배지가 시트러스(Citrus) 속 식물의 과육 착즙 후 남은 착즙 잔류물을 포함하는 셀룰로오스 겔의 제조 방법을 제공한다.
상기 시트러스(Citrus)속 식물은 바람직하게는 감귤을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 “감귤”은 온주 밀감뿐만 아니라 유럽 남부 등지에서 재배되는 시트론(citron), 미국 캘리포니아 등지에서 재배되는 레몬(lemon), 열대 지방 등지에서 재배되는 문단이나 자몽 등의 문단류, 미국의 플로리디 등지에 재배되는 문단의 돌연변이종인 그레이프 프루트(grape fruit), 인도, 이탈리아 등지에서 재배되는 광귤(sour orange), 인도 등 세계 각지에서 재배되는 당귤, 중국이나 우리나라에서 재배되는 금귤이나 유자(柚子), 우리나라 제주도 등에서 재배되는 한라봉, 진지향, 진귤, 산귤, 청귤, 동정귤, 당유자, 홍귤, 편귤, 사두감, 주감, 탱귤 등을 모두 포함하는 의미이다. 다만, 본 발명의 셀룰로오스 겔 생산이라는 목적상 상기 감귤은 온주밀감(Satsuma mandarin)인 것이 바람직하다.
본 발명은 감귤 착즙 후 버려지는 착즙 잔류물을 배지에 첨가하는 경우 기존 셀룰로오스 생산 배지에 비해서 첨가되는 설탕물의 함량을 줄여주어 제조 공정의 간소화 및 생산 단가의 절감 등의 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 생산 수율 또한 높아진다는 놀라운 사실에 기초한다. 또, 본 발명에 따른 착즙 잔류물을 배지에 이용할 경우 배지에 이용되기 위해 원료를 발효시키는 등의 불필요한 공정을 줄일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 “착즙 잔류물”은 과육 펄프(pulp)라고도 불리며, 감귤 등과 같은 과일의 껍질(과피)를 벗겨내고 착즙하는 과정에서 발생되는 과육 찌꺼기를 의미하며, 예를 들어, 감귤의 껍질을 의미하는 감귤박과는 구별되는 의미이다.
상기 착즙 잔류물은 매년 5만 톤 정도가 감귤 가공 시 발생되며, 이러한 착즙 잔류물의 처리방안에 대해 적절한 해결방안을 마련하기 어려운 실정이었다.
따라서, 본 발명은 버려지고 있던, 감귤 착즙 후 남은 찌꺼기를 이용하여 친환경적으로 셀룰로오스 겔을 제조할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
본 발명의 셀룰로오스 겔을 생산하기 위하여 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) gel_SEA623-2 균주 및/또는 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) 속 KCG326 균주를 이용할 수 있다.
상기 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) gel_SEA623-2 균주는 감귤 착즙액으로부터 분리된 균주로서, 농업유전자원정보센터 미생물은행에 2010년 2월 4일자로 기탁되었다(기탁번호 : KACC 91526P).
상기 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) KCG326 균주는 홍차버섯으로부터 분리된 신균주로서, 농업유전자원정보센터 미생물은행에 2010년 5월 11일자로 기탁되었다(기탁번호 : KACC 91555P).
본 발명은 감귤 착즙 잔류물 배지에 상기 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) gel_SEA623-2 균주 및/또는 상기 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) KCG326 균주를 접종하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 감귤 착즙 잔류물 배지에 상기 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) 속 gel_623-2 균주를 감귤 착즙 잔류물 배지에 접종하는 단계를 포함하며, 무균상태의 호기성조건에서 온도를 20 ~ 30 ℃로 유지시키면서 정치배양하며, 7 ~ 21일 동안 배양하는 것이 바람직하다.
본 발명은 감귤 착즙 잔류물 배지에 상기 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) KCG326 균주를 접종하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) KCG326 균주를 감귤 착즙 잔류물 배지에 접종하고 무균상태의 호기성조건에서 온도를 20 ~ 30 ℃로 유지시키면서 정치배양하며, 7 ~ 21일 동안 배양하는 것이 바람직하다.
상기 균주들은 25 ~ 35℃, pH 3.5 ~ 7.0 조건에서 전배양하여 감귤 착즙 잔류물 배지에 접종하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 26 ~ 30 ℃, pH 3.5 ~ 5.0 범위에서 전배양하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 겔 생산을 위한, 감귤 착즙 잔류물 배지를 이용한 본래의 배양에 있어서는 상기 균주들은 25 ~ 35 ℃, pH 2.5 ~ 4.5 조건에서 배양하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 겔 생산을 위한 감귤 착즙 잔류물 포함 배지의 최종 당도는 5 내지 13 Brix 범위인 것이 바람직하며, 6 내지 9 Brix 범위인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 실시예들에 따른 감귤 착즙 잔류물 배지는, 감귤의 착즙 후 생성되는 감귤박에 당분해 효소를 처리하여 발효된 액을 이용하였던 기존의 감귤박을 이용한 배지와는 달리, 당분해 과정에 필요한 발효액을 처리하는 공정을 생략할 수 있다는 매우 큰 장점이 있다.
또한, 감귤 착즙 후 남은 잔류물을 배지에 첨가하여 사용하는 경우 기존 배지에 포함되던 설탕의 함량을 두 배 가량 줄여 대량 생산 시 문제가 되던 생산단가 감소에 크게 기여할 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 착즙 잔류물의 함량을 조절하여 생성되는 셀룰로오스 겔의 인장강도를 조정하는 것이 가능하다는 놀라운 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따른 착즙 잔류물은 10 내지 50 중량% 포함될 수 있으며, 바람직하게는 25 내지 45 중량% 포함될 수 있다. 상기 착즙 잔류물이 10 중량% 미만이거나 50 중량%를 초과하는 경우, 본 발명에 따른 아세토박터 속 미생물들의 생장이 원활하지 않은 문제점이 있다.
또한 본 발명에 따른 배지는 설탕물을 추가로 함유할 수 있으며, 본 발명에 따른 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) KCG326 균주를 접종하는 경우, 설탕물의 함량은 5 내지 45 중량% 포함될 수 있다.
상기 설탕물의 함량을 5 중량% 미만으로 하는 경우, 본 발명에 따른 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) KCG326 균주의 생장이 원활하지 않은 문제점이 있고, 45 중량%를 초과하는 경우 생산 단가가 크게 증가하는 반면, 셀룰로오스 겔의 두께는 증가시키지 못하는 문제가 있다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 겔을 제조하기 위한 배지는, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 이러한 배지에 포함되는 다양한 성분을 추가적으로 또 본 발명의 목적을 저해하지 않는 함량으로 포함할 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 셀룰로오스 겔을 제조하기 위한 배지는 적절한 탄소원으로 글루코오스, 수크로오스, 말토오스, 프룩토오스, 락토오스, 자일로오스, 갈락토오스, 아라비노오스, 글리세롤, 이들 성분이 포함되어 있는 전분, 전분 가수분해물 등을 추가적으로 함유할 수 있다. 전분이나 전분 가수분해물 등 천연물 또는 천연물 가공물을 탄소원으로 사용할 경우 타 미생물에 의한 원치 않는 발효를 방지하기 위해서 이들 탄소원을 멸균하여 사용할 수 있다. 멸균은 고온·고압 멸균법, 자외선 조사 등 당업계에 공지된 방법을 사용하여 수행될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 셀룰로오스 겔을 제조하기 위한 배지는 적절한 질소원으로 제조용 배지의 질소원으로서는 효모 추출물(yeast extract), 소이톤(soytone), 펩톤(peptone), 트립톤(tryptone), 맥아 추출물(malt extract), 콩 분말, 콩 비지 분말, 청국장 분말, 된장 분말 등의 천연 질소원, 또는 황산암모늄, 염화암모늄, 인산암모늄 등의 암모늄염, 질산염, 유레아 등의 유·무기 질소원이 사용될 수 있다. 천연 질소원을 사용할 경우 천연 탄소원을 사용할 경우와 관련하여 설명한 바와 동일한 이유에서 멸균하여 사용하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 셀룰로오스 겔을 제조하기 위한 배지는 적절한 무기염류와 미량원소를 추가로 포함하여 제조될 수 있다. 사용될 수 있는 무기염류로서는 인산수소나트륨, 황산마그네슘, 염화철, 칼슘염, 망간염, 코발트염, 몰리브텐산염, 킬레이트금속염 등을 들 수 있으며, 미량원로소로서는 아미노산, 비타민, 지방산, 핵산, 아황산 펄프 폐액 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 겔을 제조하기 위한 배양 방법으로는 정치배양법, 연속배양법 등 본 발명이 속한 분야에서 통상적으로 사용되는 어떠한 배양 방법도 이용될 수 있으나, 셀룰로오스 겔의 생산이라는 본 발명의 목적상 정치배양법이 보다 바람직하다.
본 발명에 의해 제조된 셀룰로오스 겔은 5 ~ 30 mm 범위의 두께를 나타내고, 80 ~ 95 중량%의 높은 수분 함유량을 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르며, 상기 배지에 글루코아세토박터 gel_623-2 균주를 접종하여 생산된 셀룰로오스 겔은 15 내외의 인장강도를 가진다.
특히 글루코아세토박터 속 KCG326 균주의 경우는 글루코아세토박터 gel_623-2 균주를 접종하는 경우보다 상대적으로 단단한 50 ~ 65의 인장강도를 가질 수 있다.
본 발명에 따라 생산된 감귤 셀룰로오스 겔은 의료용 소재, 친환경 산업용 소재 등으로 활용될 수 있다.
바람직하게는 본 발명의 실시예들에 따른 셀룰로오스 겔은 의료 업무에 사용되는 창상용 드레싱, 창상용 패킹, 접착제 (특히 감압 접착제), 콘택트 렌즈, 안구내 렌즈, 생물학적 조직용 접착제, 접착 방지재, 혈액 정제용 흡착제, 약리학적 제제 방출용 베이스 재료 등으로 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 겔은 셀룰로오스 생산시 설탕물의 함량을 줄여줄 수 있고, 별도의 당분해 효소를 추가하는 과정이 생략되어 생산단가를 약 40% 절감하면서 생산수율은 약 30% 더 증가시킬 수 있어 경제성이 우수하다.
본 발명은 환경문제를 야기하고 있는, 감귤 착즙 후 생산되는 잔류물들을 이용하여 새로운 이익을 창출할 수 있는 획기적인 발명이다.
연간 5만 톤 이상 버려지고 있는 감귤 착즙 후 잔류물들을 이용하여 감귤 셀룰로오스 겔을 생산하여 화장품 소재, 의료용 소재, 산업용 소재 등으로 다양하게 활용할 수 있는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 감귤 착즙 후 잔류물을 이용한 셀룰로오스 생산을 위한 배지는 셀룰로오스 겔을 생산하는 원가를 절감할 수 있고, 당분해 효소를 첨가하는 과정을 생략하여 대량 생산 시 문제가 되는 원가 절감에 크게 기여할 수 있다.
또한, 본 발명의 셀룰로오스 겔은 기존 셀룰로오스 겔을 생산하는 방법에 비해서 생산수율을 크게 증가시킨(약 30% 정도) 것으로, 본 발명의 셀룰로오스 겔 제조 방법은 경제성이 우수한 발명이다.
그리고, 본 발명의 셀룰로오스 겔은 감귤 착즙 잔류물의 함량에 따라 인장강도가 다양한 겔을 생산할 수 있다.
도 1은 글루코아세토박터 속 KCG326 균주를 감귤 착즙 잔류물 배지에 접종하여 생산한 셀룰로오스 겔을 나타낸 그림이다.
도 2는 글루코아세토박터 gel_623-2 균주를 감귤 착즙 잔류물 배지에 접종하여 생산한 셀룰로오스 겔을 나타낸 그림이다.
도 3은 감귤 착즙 잔류물과 설탕물 함량에 따른 글루콘아세토박터 속 KCG326 균주의 셀룰로오스 겔 생산량을 나타낸 그림이다.
도 4는 감귤 착즙 잔류물과 10% 설탕물 함량에 따른 글루콘아세토박터 속 KCG326 균주를 14일간 배양하여 생성된 셀룰로오스 겔의 두께를 나타낸 그래프이다.
도 5는 감귤 착즙 잔류물과 설탕물 함량에 따른 글루콘아세토박터 속 gel_623-2 균주의 셀룰로오스 겔 생산량을 나타낸 그림이다.
도 6은 감귤 착즙 잔류물과 10% 설탕물 함량에 따른 글루콘아세토박터 속 gel_623-2 균주를 14일간 배양하여 생성된 셀룰로오스 겔의 두께를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<실시예 1> 감귤 착즙 잔류물의 농도에 따른 감귤 셀룰로오스 겔의 생산
감귤 착즙 과정에서 버려지는 착즙 잔류물들을 농도별로 첨가하여 감귤 셀룰로오스 겔을 제조하였다.
1. 글루콘아세토박터 속 ( Gluconacetobacter sp. ) KCG326 균주를 이용한 감귤 셀룰로오스 생산
감귤 착즙 잔류물로부터 감귤 셀룰로오스 생산이 가능한지 확인하기 위해 감귤 착즙액 대신 감귤 착즙 잔류물을 10%(W/V) 첨가하였고, 설탕물의 함량을 다르게하여 감귤 셀룰로오스 생산을 확인하였다. 감귤 착즙 잔류물로 감귤 셀룰로오스 생산시 글루콘아세토박터 속 KCG326 균주를 1 × 105 cell/ml 로 접종하였고, 25℃에서 20일간 호기성 조건에서 정치배양하였다. 그 결과, gel_623-2 균주보다는 조금 느리게 배양 3일부터 겔 막이 형성되기 시작하였으며, 20일 경과 후 생성된 감귤 셀룰로오스 겔의 사진을 도 1에 나타내었다.
도 1에서, ①은 대조군(감귤착즙액)을 포함한 배지에서 생산된 셀룰로오스 겔을 나타내고, ②는 감귤 착즙 잔류물 10 중량%를 포함한 배지에서 생산된 셀룰로오스 겔을 나타낸다.
2. 글루콘아세토박터 속 ( Gluconacetobacter sp. ) gel_SEA623-2 균주를 이용한 감귤 셀룰로오스 생산
감귤 착즙 잔류물로부터 감귤 셀룰로오스 생산이 가능한지 확인하기 위해 감귤 착즙액 대신 감귤 착즙 잔류물을 10%(W/V) 첨가하였고, 설탕물의 함량을 다르게하여 감귤 셀룰로오스 생산을 확인하였다. 감귤 착즙 잔류물로 감귤 셀룰로오스 생산시 글루콘아세토박터 속 gel_SEA624-2 균주를 1 × 105 cell/ml 로 접종하였고, 25℃에서 20일간 호기성 조건에서 정치배양하였다. 그 결과, 균주의 초기 겔 생성 속도가 매우 뛰어나서 배양 2일부터 겔 막이 형성되기 시작하였으며, 20일 경과 후 생성된 감귤 셀룰로오스 겔의 사진을 도 2에 나타내었다.
도 2에서, ①은 대조군(감귤착즙액)을 포함한 배지에서 생산된 셀룰로오스 겔을 나타내고, ②는 감귤 착즙 잔류물 10 중량%를 포함한 배지에서 생산된 셀룰로오스 겔을 나타낸다.
실시예 1에 따른 결과를 살펴보면, 본 발명의 감귤 착즙 잔류물을 이용한 셀룰로오스 겔 생산 배지는, 기존에 감귤박을 사용할 때 당분해 효소를 처리하는 과정을 포함하고 있지 않으므로, 생산 공정을 줄일 수 있어 생산비용을 크게 절감할 수 있다는 장점이 있다.
<실시예 2> 설탕물 함량에 따른 감귤 셀룰로오스 겔의 생산
감귤 착즙 잔류물을 이용한 셀룰로오스 겔 생산시 적정한 배지 조성을 확인하기 우하여 감귤 착즙 잔류물과 설탕물을 농도별로 첨가하여 감귤 셀룰로오스 겔의 생산을 확인하였다.
1. 글루콘아세토박터 속 ( Gluconacetobacter sp . ) KCG326 균주를 이용한 감귤 셀룰로오스 겔 생산
도 3은 글루콘아세토박터 속 KCG326 균주를 과육펄프의 농도별로 첨가하여 생성되는 감귤 셀룰로오스 겔을 나타낸 것이다.
도 3에 나타난 바와 같이 10 중량% 설탕물의 함량을 90 중량% 에서 50 중량% 와 40 중량% 로 약 40%~50%를 줄이고 감귤 착즙 잔류물의 함량을 30 중량%와 40 중량%로 배지를 조성하였을 때 상기 도 3에서 글루콘아세토박터 속 KCG326 균주에서 제조되는 감귤 셀룰로오스 겔의 제조량이 기존 배지와 비교 했을 때 30% 이상 증가하였다.
상기 결과는 도 4에 그래프로 나타냈다.
2. 글루콘아세토박터 속 ( Gluconacetobacter sp . ) gel _ SEA623 -2 균주를 이용한 감귤 셀룰로오스 겔 생산
도 5는 글루콘아세토박터 속 gel_623-2 균주를 과육펄프의 농도별로 첨가하여 생성되는 감귤 셀룰로오스 겔을 나타낸 것이다.
도 5에는 감귤 착즙 잔류물을 농도별로 첨가하여 생성되는 감귤 셀룰로오스 겔을 확인하여 나타냈다.
상기 도 5에서 글루콘아세토박터 속 gel_623-2 균주에서 제조되는 감귤 셀룰로오스 겔의 제조량이 기존 배지와 비교했을 때 30% 이상 증가함을 도 6에서 확인하였다.
상기 실시예들에 따른 셀룰로오스 겔의 두께와 인장강도를 나타낸 결과를 표 1에 나타냈다.
글루콘아세토박터 속 gel_623-2 균주 글루콘아세토박터 속 KCG326 균주
감귤 착즙 잔류물 함량(중량%) 대조군
(감귤착즙액 10중량%)		 30 40 대조군
(감귤착즙액 10중량%)		 30 40
10 중량% 설탕물 함량(중량%) 90 40 50 40 50 90 40 50 40 50
겔 두께(mm) 11 12.5 21 15 21.1 10.5 15 12 15 11
인장강도(N/㎠) 3.58 7.8 6.7 8.77 6 25.5 28.3 30.4 32 27.3
상기 표 1에 나타난 결과에 따르면, 감귤 착즙 잔류물을 포함하는 배지는 설탕물의 함량을 기존 배지 조성에 비해 절반 가량 줄였음에도 겔 두께는 증가하는 것으로 나타나, 제품화하여 상용하는데 유리할 것으로 생각된다. 기존에 얇은 두께의 셀룰로오스 겔은 여러 겹의 겔을 압착하는 과정이 필요하였으나, 본 발명에 따른 겔은 이러한 공정이 필요 없이 그대로 상용화할 수 있으므로 경제성이 우수하고, 산업적 가치가 우수한 발명이라고 생각된다.
또한, 표 1에 따른 인장강도 측면을 살펴보면, 글루콘아세토박터 속 gel_623-2 균주를 이용하여 생산된 겔 및 글루콘아세토박터 속 KCG326 균주를 이용하여 생산된 겔은 모두 인장강도가 증가하였다.
상기와 같은 결과는 감귤 착즙 잔류물의 함량 조절로 감귤 셀룰로오스 물성을 조절할 수 있음을 알 수 있는 결과로, 셀룰로오스 겔이 이용되는 산업분야, 특히 화장품 또는 의약 분야 등에서 다양하게 이용될 수 있으므로 본 발명은 산업 분야에서 활용도가 우수한 발명으로 생각된다.

Claims (14)

  1. 셀룰로오스 생산 균주를 접종 배양하여 셀룰로오스 겔을 생산하는 방법에 있어서,
    생산 배지가 Citrus 속 식물의 과육 착즙 후 남은 과육 펄프를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 겔 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 Citrus 속 식물은 감귤인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 감귤은 온주밀감(Satsuma mandarin)인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 착즙 잔류물은 상기 생산 배지 전체 중량 대비 10 내지 50 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스 생산 균주는 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) KCG326 균주(KACC 91555P), gel_SEA623-2 균주(KACC 91526P) 또는 이들의 혼합인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 셀룰로오스 생산 균주는 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) KCG326 균주(KACC 91555P)인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) KCG326 균주(KACC 91555P)를 접종한 셀룰로오스 겔 생산 배지는 상기 생산 배지 전체 중량 대비 5 내지 45 중량%의 설탕물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 착즙 잔류물 포함 배지는 pH 2.5 ~ 4.5인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 착즙 잔류물 포함 배지는 당도가 5 내지 13 Brix 범위에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스 겔은 5 내지 30 mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 방법은 착즙 잔류물의 함량을 조절하여 생성되는 셀룰로오스 겔의 인장강도를 조정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 감귤 과육 펄프를 포함하는 배양 배지에 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) gel_SEA623-2 균주(KACC 91526P)를 접종하여 제조된, 두께 20 내지 25 mm의 감귤 셀룰로오스 겔.
  14. 감귤 과육 펄프를 포함하는 배양 배지에 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) KCG326 균주(KACC 91555P)를 접종하여 제조된, 인장강도 30 내지 35 N/cm 의 감귤 셀룰로오스 겔.
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