KR102169686B1 - Method for preparing citric acid using Aspergillus sp. mutation by methanol - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 미생물을 이용한 시트르산의 제조방법, 시트르산 생산을 위한 변이된 미생물의 제조방법, 이를 통해 변이된 아스퍼질러스 속 미생물에 관한 것으로, 메탄올에 적응하여 변이된 아스퍼질러스 속 미생물은 고농도의 메탄올을 환경에서 시트르산의 생산능을 현저히 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a method for producing citric acid using microorganisms of the genus Aspergillus, a method for producing mutated microorganisms for the production of citric acid, and to microorganisms in Aspergillus mutated through this. Microorganisms in the spore can significantly improve the production capacity of citric acid in a high concentration of methanol in the environment.
Description
본 발명은 시트르산 생산을 위한 변이된 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 미생물, 그의 제조방법, 및 이를 이용한 시트르산의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a microorganism of the genus Aspergillus mutated for the production of citric acid, a method for producing the same, and a method for producing citric acid using the same.
시트르산은 레몬과 귤 등 많은 식물의 열매와 씨 등에 함유되어 있는 유기산으로 구연산이라고도 불린다. 시트르산은 생체 내에서 탄수화물, 단백질, 지방을 분해하여 에너지를 얻는 과정에 속하는 TCA 회로 (Tricarboxylic Acid Cycle)에서 중간물질이기 때문에 체내에서 중요한 역할을 한다. 또한 시트르산은 여러 산업분야에서 많이 사용되며 특히 식품산업에서는 음식의 맛 또는 신맛을 내는 산미제와 천연 방부제 등으로 널리 사용되고 있다.Citric acid is an organic acid contained in the fruits and seeds of many plants such as lemons and tangerines, and is also called citric acid. Citric acid plays an important role in the body because it is an intermediate substance in the TCA cycle (Tricarboxylic Acid Cycle), which is a process of obtaining energy by breaking down carbohydrates, proteins, and fats in the body. In addition, citric acid is widely used in various industrial fields, and in particular, in the food industry, it is widely used as an acidulant and natural preservative to give the taste or sour taste of food.
이에 따라 시트르산에 대한 수요가 전 세계적으로 높아지면서 시트르산의 생산량을 증가시키기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 가장 대표적인 방법으로는 곰팡이를 이용하여 탄수화물을 발효시킴으로써 시트르산을 얻는 방법이 있는데, 특히 시트르산을 배지에 배출시킬 수 있는 아스퍼질러스 나이저(Aspergillus niger) 곰팡이가 연구에 다수 사용되고 있다.
Accordingly, as the demand for citric acid increases around the world, many studies are being conducted to increase the production of citric acid. The most representative method is the method of obtaining citric acid by fermenting carbohydrates using fungi, especially Aspergillus Niger ( Aspergillus) , which can discharge citric acid into the medium. niger ) fungi are used in many studies.
시트르산의 생산량을 증가시키기 위한 또 다른 방법으로, 메탄올을 아스퍼질러스 나이저가 생장하는 액체 배지에 첨가하여 배양하였을 경우, 메탄올을 함유하지 않은 배지에서 배양한 것에 비해 시트르산이 더 많이 생산된다고 보고된 바 있다(Wieczorek and Braver, 1998, I.-U. Haq et al. Bioresource Technology, 2003). 이는 메탄올이 아스퍼질러스 나이저의 세포막의 삼투압을 증가시키고 균사체의 형태, 펠렛의 형태 및 크기를 변형시켜 균사체로부터 시트르산의 배출을 용이하게 할 뿐만 아니라, 시트르산을 생성하는 효소인 시트레이트 신타아제(citrate synthase)의 활성을 높여 시트르산 생성을 촉진시키기 때문인 것으로 보인다(I.-U. Haq et al. Bioresource Technology, 2003, Srivasta and Kamal, 1979).As another method for increasing the production of citric acid, it has been reported that when methanol is added to the liquid medium in which Aspergillus is grown and cultured, citric acid is produced more than that in the culture medium not containing methanol. (Wieczorek and Braver, 1998, I.-U. Haq et al. Bioresource Technology, 2003). This is because methanol increases the osmotic pressure of the cell membrane of Aspergillus and changes the shape and size of the mycelium and the shape and size of the mycelium to facilitate the excretion of citric acid from the mycelium. synthase) to promote citric acid production (I.-U. Haq et al. Bioresource Technology, 2003, Srivasta and Kamal, 1979).
그러나 시트르산 생성을 위한 미생물의 발효에 있어 pH 값을 유지하는 것은 필수적이며, 메탄올은 독성이 있으므로, 메탄올을 시트르산 생산의 촉진제로 사용할 경우 메탄올의 농도가 증가함에 따라 오히려 미생물의 증식이 저해되는 문제가 있다. I.-U. Haq 외(2003)는 아스퍼질러스 나이저에 1.0%(v/v) 메탄올을 처리할 경우 메탄올을 처리하지 않은 대조군에 비하여 무수 시트르산의 생산량이 약 2배 향상되었으나, 메탄올의 농도가 1.0%(v/v)를 넘을 경우 오히려 시트르산의 생산이 급격히 감소하였다고 보고한 바 있다. 또한, 미국등록특허 제4,791,058호는 아스퍼질러스 나이저에 3 %(v/v)이상의 메탄올을 처리할 경우 시트르산의 수율이 급격히 줄어든다고 기재하고 있다.However, it is essential to maintain the pH value in the fermentation of microorganisms for citric acid production, and since methanol is toxic, when methanol is used as an accelerator for citric acid production, the increase in the concentration of methanol causes the problem of inhibiting the growth of microorganisms. have. I.-U. Haq et al. (2003) found that when 1.0% (v/v) methanol was treated with Aspergillus, the production of citric acid anhydride was about two times higher than that of the control without methanol, but the concentration of methanol was 1.0% (v/v). When exceeding /v), it has been reported that the production of citric acid decreased sharply. In addition, U.S. Patent No. 4,791,058 describes that the yield of citric acid decreases rapidly when 3% (v/v) or more of methanol is treated with Aspergillus Niger.
따라서 종래 연구에서는 1.0%(v/v) 내외의 농도의 메탄올을 처리할 경우 시트르산의 수율이 가장 높은 것으로 나타났으나 그 처리 농도를 높임에 따라 오히려 미생물의 증식이 억제되었다. 나아가, 같은 종이라 하더라도 메탄올 처리 하에서 일관되게 시트르산의 생산량이 증가되지 않는 한계가 있었다.
Therefore, in conventional studies, it was found that the yield of citric acid was highest when methanol was treated with a concentration of about 1.0% (v/v), but the growth of microorganisms was rather suppressed by increasing the treatment concentration. Furthermore, even with the same paper, there is a limit that the production of citric acid does not increase consistently under methanol treatment.
이러한 배경 하에, 본 발명자들은 아스퍼질러스 속 미생물을 이용하여 시트르산의 생산을 증가시키기 위한 방법을 개발하고자 예의 연구 노력한 결과, 아스퍼질러스 속 미생물을 고농도의 메탄올에 적응시켜 변이시킬 경우(beneficial mutation) 시트르산의 생산율이 현저히 향상되며 이러한 경향이 유지됨을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
Under this background, the present inventors have made intensive research efforts to develop a method for increasing the production of citric acid using microorganisms of the genus Aspergillus. As a result, when a microorganism of the genus Aspergillus is adapted and mutated to a high concentration of methanol (beneficial mutation) It was confirmed that the production rate of citric acid was remarkably improved and this tendency was maintained, and the present invention was completed.
본 발명의 하나의 목적은 (a) 아스퍼질러스 속 미생물의 포자를 1%(v/v) 내지 8%(v/v)의 메탄올을 포함하는 배지에서 배양하여, 메탄올에 의해 변이된 미생물을 제조하는 제1단계; (b) 상기 제1단계에서 변이된 미생물의 포자를 분리하는 제2단계; (c) 상기 제2단계에서 분리된 포자를 0.01%(v/v) 내지 8%(v/v)의 메탄올을 포함하는 배지에서 배양하는 제3단계; 및 (d) 상기 제3단계에서 배양된 미생물 또는 그의 배지로부터 시트르산을 수득하는 제4단계를 포함하는, 시트르산의 제조방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is (a) culturing the spores of microorganisms of the genus Aspergillus in a medium containing 1% (v/v) to 8% (v/v) of methanol to prevent microorganisms mutated by methanol. A first step of manufacturing; (b) a second step of separating the spores of the microorganisms mutated in the first step; (c) a third step of culturing the spores isolated in the second step in a medium containing 0.01% (v/v) to 8% (v/v) methanol; And (d) a fourth step of obtaining citric acid from the microorganism cultured in the third step or a medium thereof, to provide a method for producing citric acid.
본 발명의 다른 목적은 아스퍼질러스 속 미생물의 포자를 1%(v/v) 내지 8%(v/v)의 메탄올을 포함하는 배지에서 배양하는 제1단계; 및 상기 배양된 미생물 중 정면은 노란색, 배면은 흰색을 나타내는 균사체의 포자를 분리하는 제2단계를 포함하는, 시트르산 생산을 위한 변이된 미생물의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is a first step of culturing the spores of microorganisms of the genus Aspergillus in a medium containing 1% (v/v) to 8% (v/v) of methanol; And it is to provide a method for producing a mutated microorganism for citric acid production comprising a second step of separating the spores of the mycelium showing yellow in the front and white in the rear of the cultured microorganisms.
본 발명의 또 다른 목적은 제조방법에 의해 제조된, 변이된 아스퍼질러스 속 미생물을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a microorganism of the genus Aspergillus that has been mutated, prepared by a manufacturing method.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하나의 양태로서 아스퍼질러스 속 미생물의 포자를 1%(v/v) 내지 8%(v/v)의 메탄올을 포함하는 배지에서 배양하는 제1단계; 및 상기 배양된 미생물 중 정면은 노란색, 배면은 흰색을 나타내는 균사체의 포자를 분리하는 제2단계를 포함하는, 시트르산 생산을 위한 변이된 미생물의 제조방법, 및 상기 제조방법에 의해 제조된, 변이된 아스퍼질러스 속 미생물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a first step of culturing the spores of microorganisms of the genus Aspergillus in a medium containing 1% (v/v) to 8% (v/v) methanol as an embodiment. ; And a second step of separating the spores of the mycelium showing yellow on the front side and white on the rear side of the cultured microorganisms, and a method for producing mutated microorganisms for citric acid production, and a mutated, produced by the production method It provides microorganisms of the genus Aspergillus.
도 1에 도시된 것과 같이 메탄올 환경에서 배양할 경우 아스퍼질러스 속 미생물의 증식은 다소 저해되며, 이에 따라 시트르산의 생산량이 낮아지거나, 균일한 생산량을 예측하기 어렵다. 이에 본 발명자들은 아스퍼질러스 속 미생물의 포자를 고농도의 메탄올을 포함하는 배지에서 배양하였을 때, 메탄올을 포함하지 않는 배지에서 배양한 미생물과 상이한 색과 모양을 나타내는 균사체가 나타나며, 이러한 균사체를 갖는 미생물의 포자를 분리하여 다시 메탄올을 포함하는 배지에서 배양한 결과, 시트르산의 생산량이 증가되는 결과를 계속해서 보임을 확인하였다(실험예 3, 도 4 및 도 5). 즉, 1차적으로 고농도에 메탄올에 적응하여 변이된 아스퍼질러스 속 미생물은, 이후에 저농도의 메탄올을 포함하는 배지에서 배양하더라도 일정하게 시트르산의 생산량을 증가시킬 수 있음을 확인하였다.
As shown in FIG. 1, when cultured in a methanol environment, the growth of microorganisms in Aspergillus is somewhat inhibited, and accordingly, the production amount of citric acid is lowered or it is difficult to predict a uniform production amount. Accordingly, the present inventors found that when the spores of microorganisms of the genus Aspergillus were cultured in a medium containing a high concentration of methanol, a mycelium having a color and shape different from that of the microorganisms cultured in a medium not containing methanol appeared, and microorganisms having such a mycelium As a result of separating the spores and culturing them in a medium containing methanol, it was confirmed that the result of increasing the production amount of citric acid was continuously shown (Experimental Example 3, FIGS. 4 and 5). That is, it was confirmed that the microorganisms in Aspergillus, which were mutated primarily by adapting to methanol at a high concentration, can increase the production amount of citric acid consistently even if they are later cultured in a medium containing methanol at a low concentration.
본 발명의 아스퍼질러스(Aspergillus) 속에 속하는 미생물은 곰팡이균의 일종으로서, 본 발명에서 곰팡이와 동일한 용어로 사용될 수 있다. Microorganisms belonging to the genus Aspergillus of the present invention are a kind of fungi, and may be used in the same terms as molds in the present invention.
일 예로 아스퍼질러스 애시더스(A. acidus), 아스퍼질러스 아와모리(A. awamori), 아스퍼질러스 클라바투스(A. clavatus), 아스퍼질러스 니둘란스(A. nidulans), 아스퍼질러스 나이저(A. niger), 아스퍼질러스 베르시콜코르(A. versicolor Vuill .)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 목적인 시트르산을 생산할 수 있는 한 이에 제한되지 않는다. 다른 일 예로 상기 아스퍼질러스 미생물은 아스퍼질러스 애시더스 코작(A. acidus Kozak 41731), 아스퍼질러스 아와모리 나카즈 41844(A. awamori Nakaz 41844), 아스퍼질러스 클라바투스 데마지에르 40071(A. clavatus Desmazieres 40071), 아스퍼질러스 니둘란스 44342(A. nidulans (Ediam) G. Winter 44342), 아스퍼질러스 나이저 반 테이검 41018(Aspergillus niger van Tieghem 41018), 아스퍼질러스 나이저 반 테이검 44333(Aspergillus niger van Tieghem 44333), 아스퍼질러스 베르시콜코르 42602(A. versicolor (Vuill.) Tirab. 42602)를 포함할 수 있다.
For example Aspergillus ash Ranges (A. acidus), Aspergillus awamori (A. awamori), Aspergillus Cloud tooth bar (A. clavatus), Aspergillus nidul pullulans (A. nidulans), Aspergillus Niger ( A. niger ), Aspergillus versicolor Vuill . may include, but is not limited thereto as long as it can produce citric acid, the object of the present invention. As another example, the Aspergillus microorganism is Aspergillus assidus kozak ( A. acidus Kozak 41731), Aspergillus Awamori Nakazu 41844 ( A. awamori Nakaz 41844), A. clavatus Desmazieres 40071 ( A. 40071), Aspergillus nidulans 44342 ( A. nidulans (Ediam) G. Winter 44342), Aspergillus Niger Van Tayum 41018 ( Aspergillus niger van Tieghem 41018), Aspergillus Niger van Tay gum 44333 ( Aspergillus niger van Tieghem 44333), Aspergillus versicholcor 42602 ( A. versicolor (Vuill.) Tirab. 42602) may be included.
이하, 상기 변이된 아스퍼질러스 속 미생물의 제조방법을 각 단계별로 설명한다.
Hereinafter, a method for producing the mutated Aspergillus microorganism will be described in each step.
먼저, 제1단계에서는 아스퍼질러스 속 미생물의 포자를 메탄올을 포함하는 배지에 접종하여 배양한다.First, in the first step, spores of microorganisms of the genus Aspergillus are inoculated into a medium containing methanol and cultured.
메탄올은 아스퍼질러스 속 미생물의 시트르산 생산을 향상시키는 촉진제로 알려져 있으나, 아스퍼질러스 속 미생물의 종에 따라 1%(v/v) 또는 3%(v/v) 이상의 농도의 메탄올 환경에서 배양할 경우 낮은 pH와 독성으로 인하여 증식율이 저하되며, 이에 따라 시트르산의 생산량이 줄어드는 문제가 있다. 나아가 메탄올을 일회성으로 배지에 첨가하는 방법과 달리, 메탄올에 미생물을 지속적으로 노출시켜 변이시키는 방법 및 그의 효과에 대해서는 전혀 알려진바 없다. 이에 본 발명자들은 고농도의 메탄올에 아스퍼질러스 속 미생물을 노출시킴으로써, 메탄올에 의해 변이된 미생물로서 시트르산의 생산량이 증가된 변이체를 최초로 제작하였다.Methanol is known as an accelerator that improves citric acid production by microorganisms of the genus Aspergillus, but it can be cultured in a methanol environment with a concentration of 1% (v/v) or 3% (v/v) or more depending on the species of microorganisms in the genus Aspergillus. In this case, the proliferation rate decreases due to low pH and toxicity, and thus there is a problem that the production amount of citric acid decreases. Furthermore, unlike the method of adding methanol to the medium once, there is no known method of mutating and mutating microorganisms by continuously exposing microorganisms to methanol. Accordingly, the present inventors first produced a mutant with increased production of citric acid as a microorganism mutated by methanol by exposing microorganisms in Aspergillus to a high concentration of methanol.
상기 메탄올은 일 예로 1%(v/v) 내지 8%(v/v)의 농도인 것일 수 있으며, 다른 일 예로 4%(v/v) 내지 8%(v/v)의 농도인 것일 수 있다. 1%(v/v) 미만의 농도에서는 메탄올에 대한 적응이 충분히 일어나지 않을 수 있으며, 8%(v/v) 초과의 농도에서는 메탄올로 인한 pH 저하 및 독성으로 인하여 곰팡이 생장이 저하될 수 있다.The methanol may be, for example, a concentration of 1% (v/v) to 8% (v/v), and as another example, a concentration of 4% (v/v) to 8% (v/v). have. At a concentration of less than 1% (v/v), adaptation to methanol may not occur sufficiently, and at a concentration of more than 8% (v/v), mold growth may be reduced due to pH reduction and toxicity due to methanol.
상기 포자는 아스퍼질러스 속 미생물의 생식세포로, 본 발명에서 분생포자(conidia)와 동일한 의미로 사용될 수 있다. 상기 포자의 접종은 당업계에서 아스퍼질러스 속 미생물의 포자를 배지에 배양시키기 위하여 사용하는 방법이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다.The spores are germ cells of microorganisms of the genus Aspergillus, and may be used in the same meaning as conidia in the present invention. Inoculation of the spores may be used without limitation as long as it is a method used in the art to cultivate the spores of microorganisms of the genus Aspergillus in a medium.
본 발명에서 용어, "배양"은 미생물을 인공적으로 조절한 환경조건에서 생육시키는 것을 의미한다. 본 발명의 배양을 위한 배지는 본 발명의 목적인 시트르산 생산이 가능하다면 당업계에서 아스퍼질러스 속 미생물에 사용하는 배지를 제한 없이 사용할 수 있다. In the present invention, the term "culture" means to grow microorganisms under artificially controlled environmental conditions. The medium for cultivation of the present invention can be used without limitation, as long as citric acid production, which is the object of the present invention, is possible in the art for microorganisms of the genus Aspergillus.
상기 배지는 일 예로 고체 배지일 수 있다. 고체 배지는 발효 시 사용되는 기질이 함유된 배지의 상태가 액체가 아닌 고체인 것을 말한다. 고체 배지를 사용하여 고체 상태로 발효할 경우, 수중 발효(SmF)보다 에너지 요구량이 낮고 폐수가 적기 때문에 대량의 화학물질 생산에 유리하다.
The medium may be, for example, a solid medium. Solid medium refers to the state of the medium containing the substrate used during fermentation in a solid state rather than a liquid. Fermentation in a solid state using a solid medium is advantageous for the production of large amounts of chemicals because the energy requirement is lower than that of water fermentation (SmF) and there is less wastewater.
다음, 제2단계에서는 상기 제1단계에서 배양된 미생물 중 정면은 노란색, 배면은 흰색을 나타내는 균사체의 포자를 분리한다. 상기 정면은 포자를 접종시킨 방향의 면을 말하며, 배면은 정면의 반대 방향의 면을 말한다.Next, in the second step, the spores of the mycelium showing yellow in the front and white in the back of the microorganisms cultured in the first step are separated. The front side refers to the side in the direction in which the spores were inoculated, and the back side refers to the side opposite to the front side.
본 발명자들은 고농도의 메탄올을 포함하는 배지에서 아스퍼질러스 속 미생물을 배양한 결과 정면은 노란색, 배면은 흰색을 나타내는 균사체를 얻었다(도 2). 상기 미생물의 포자를 분리하여 다시 메탄올을 포함하는 배지에서 배양한 결과, 미생물에서 생산되는 시트르산의 양이 현저히 증가하였으며, 이러한 경향은 계대배양 시 계속 유지되었음을 확인하였는바, 상기 메탄올을 포함하지 않는 배지에서 배양된 미생물과 상이한 색과 크기로 배양된 미생물은, 메탄올에 의해 변이(benefial mutation)된 것임을 확인하였다(실험예 2 및 3). 따라서 상기 정면은 노란색, 배면은 흰색을 나타내는 균사체를 갖는 미생물은 메탄올에 적응하여 변이된 미생물을 의미한다.As a result of culturing the microorganisms of the genus Aspergillus in a medium containing a high concentration of methanol, the present inventors obtained mycelium showing yellow in the front and white in the back (FIG. 2). As a result of separating the spores of the microorganisms and culturing them in a medium containing methanol again, the amount of citric acid produced by the microorganisms was remarkably increased, and it was confirmed that this tendency was maintained during subculture. The medium not containing methanol It was confirmed that the microorganisms cultured in different colors and sizes from the microorganisms cultured in were mutated (benefial mutation) by methanol (Experimental Examples 2 and 3). Therefore, a microorganism having a mycelium indicating yellow in the front and white in the back refers to a microorganism that has been mutated by adapting to methanol.
상기 균사체(mycelium)는 곰팡이의 영양세포인 균사가 집단을 이룬 것으로, 곰팡이에서 균사체는 여러 갈래로 분지하여 실처럼 엉겨 있다.The mycelium is a group of mycelium, which is a nutrient cell of a fungus, and in the fungus, the mycelium is branched into several branches and tangled like threads.
상기 포자의 분리 방법은 당업계에서 곰팡이의 포자를 분리하는 방법이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다.The method of separating the spores may be used without limitation as long as it is a method of separating spores of molds in the art.
한편, 메탄올을 포함하지 않은 배지에서 배양된 곰팡이는 균사체의 배면이 흰색, 정면이 검은색으로 나타나므로, 메탄올에 의해 변이된 미생물은 도 2와 같이 육안으로도 구분할 수 있다.
On the other hand, in the mold cultured in a medium containing no methanol, since the back surface of the mycelium is white and the front surface is black, microorganisms mutated by methanol can be distinguished with the naked eye as shown in FIG. 2.
상기 제2단계 이후, 분리된 변이된 미생물의 포자를, 메탄올을 포함하는 배지에 접종하고 배양하여 시트르산의 생산 여부를 확인하는 제3단계; 및 메탄올을 포함하지 않는 배지에서 배양된 미생물에 비하여 시트르산의 생산이 증가된 미생물을 변이된 미생물로 결정하는 제4단계를 추가로 포함할 수 있다.After the second step, a third step of inoculating and culturing the spores of the separated mutated microorganisms in a medium containing methanol to determine whether citric acid is produced; And it may further include a fourth step of determining a microorganism having increased production of citric acid as a mutated microorganism compared to the microorganism cultured in a medium containing no methanol.
본 발명자들은 아스퍼질러스 속 미생물을 고농도에서 적응시킬 경우 적어도 2번째 계대배양 이후부터는 증식율이 저하되지 않으며 메탄올 환경에서도 최대 2.4배의 높은 시트르산 생산량을 나타냄을 확인하였다(실험예 3, 도 4 및 도 5). 이에 메탄올에 의하여 변이된 아스퍼질러스 나이저 44333(Aspergillus niger 44333)를 기탁번호 KACC93201P으로 기탁하였다(2014년 5월 30일).
The present inventors confirmed that when the microorganisms in Aspergillus are adapted at a high concentration, the growth rate does not decrease after at least the second passage, and the maximum citric acid production amount is 2.4 times higher even in a methanol environment (Experimental Example 3, Figs. 4 and Figs. 5). Accordingly, Aspergillus niger 44333 mutated by methanol was deposited under the deposit number KACC93201P (May 30, 2014).
상기 제1단계 또는 제3단계는 미생물 배양 시 자외선을 조사하는 것일 수 있다. 자외선 조사(UV irradiation)는 배양되는 미생물을 자극하여 장기간 적응력을 키우기 위한 것이다. The first step or the third step may be irradiating ultraviolet rays during microbial culture. UV irradiation is intended to increase long-term adaptability by stimulating microorganisms to be cultured.
본 발명자들은 배양 시 자외선을 조사할 경우, 메탄올에 적응하여 변이된 아스퍼질러스 속 미생물의 균사체 크기가 증가하였으며, 장기 적응력이 향상되는 효과가 있음을 확인하였다. The present inventors confirmed that when irradiation with ultraviolet rays during cultivation, the size of the mycelium of microorganisms in Aspergillus mutated by adaptation to methanol increased, and long-term adaptability was improved.
자외선 조사는 당업계에서 미생물에 자외선을 조사하는 방법을 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어 20 내지 60와트의 UV 램프로 5분 내지 20분 동안 조사하는 방법을 사용할 수 있다. 과도한 양의 자외선을 장시간 동안 조사할 경우 오히려 미생물의 증식을 저해할 수 있다.
Ultraviolet irradiation can be used without limitation in the art of irradiating a microorganism with ultraviolet rays. For example, it is possible to use a method of irradiating for 5 to 20 minutes with a UV lamp of 20 to 60 watts. If excessive amount of ultraviolet rays are irradiated for a long time, it may rather inhibit the growth of microorganisms.
상기 제조방법에 의하여 제조된 변이된 미생물은 0.1 내지 8%(v/v)의 메탄올을 포함하는 배지에서 시트르산을 생산하는 것일 수 있다. 시트르산의 생산 시에는 미생물에 변이에 필요한 메탄올의 농도보다 낮은 농도의 메탄올을 사용할 수 있다.
The mutated microorganism prepared by the above manufacturing method may be one that produces citric acid in a medium containing 0.1 to 8% (v/v) methanol. In the production of citric acid, a lower concentration of methanol than the concentration of methanol required for mutation in microorganisms can be used.
본 발명은 또 하나의 양태로서, 상기 제조방법에 의하여 제조된 변이된 미생물을 제공한다. 상기 미생물은 기탁번호 KACC93201P의 아스퍼질러스 나이저44333(aspergillus niger 44333)인 것일 수 있으며, 이는 상기한 것과 같다.
In another aspect, the present invention provides a mutated microorganism prepared by the above manufacturing method. The microorganism may be
본 발명은 또 하나의 양태로서, 상기 제조방법에 의하여 제조한, 변이된 아스퍼질러스 속 미생물을 이용한 시트르산의 제조방법을 제공한다.As another aspect, the present invention provides a method for producing citric acid using a microorganism of the genus Aspergillus, which has been prepared by the above production method.
상기 시트르산의 제조방법은 (a) 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 미생물의 포자를 메탄올을 포함하는 배지에서 배양하여, 메탄올에 의해 변이된 미생물을 제조하는 제1단계; (b) 상기 제1단계에서 변이된 미생물의 포자를 분리하는 제2단계; (c) 상기 제2단계에서 분리된 포자를 0.01%(v/v) 내지 8%(v/v)의 메탄올을 포함하는 배지에서 배양하는 제3단계; 및 (d) 상기 제3단계에서 배양된 미생물 또는 그의 배지로부터 시트르산을 수득하는 제4단계를 포함한다.
The method for producing citric acid comprises: (a) culturing the spores of microorganisms of the genus Aspergillus in a medium containing methanol to prepare a microorganism mutated by methanol; (b) a second step of separating the spores of the microorganisms mutated in the first step; (c) a third step of culturing the spores isolated in the second step in a medium containing 0.01% (v/v) to 8% (v/v) methanol; And (d) a fourth step of obtaining citric acid from the microorganism cultured in the third step or a medium thereof.
상기 제1단계에 의해 변이된 미생물은 메탄올을 포함하지 않는 배지에서 배양된 미생물과 상이한 색과 크기로 배양된 것일 수 있으며, 이는 상기한 것과 같다. 일 예로 균사체의 정면은 노란색, 배면은 흰색을 나타내는 것일 수 있다(도 2).The microorganism mutated by the first step may be cultured in a color and size different from that of the microorganism cultured in a medium containing no methanol, as described above. For example, the front of the mycelium may be yellow and the back may be white (FIG. 2).
상기 제1단계에서 사용되는 배지는 1%(v/v) 내지 8%(v/v), 일 예로 4%(v/v) 내지 8%(v/v)의 메탄올을 포함하는 것일 수 있다. 메탄올에 대한 것은 상기한 것과 같다.
The medium used in the first step may contain 1% (v/v) to 8% (v/v), for example, 4% (v/v) to 8% (v/v) of methanol. . As for methanol, as described above.
상기 제2단계에서 포자를 분리하는 방법은 당업계에서 곰팡이의 포자를 분리하는 방법이라면 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 상기한 것과 같다.
The method of separating spores in the second step may be used without limitation as long as it is a method of separating spores of mold in the art, and is the same as described above.
상기 제3단계에서 사용되는 배지는 0.1%(v/v) 내지 4%(v/v)의 메탄올을 포함하는 것일 수 있다. 메탄올에 적응하여 변이된 아스퍼질러스 속 미생물은, 농도 0.1%(v/v) 이상의 메탄올 환경에서 시트르산의 생산량이 매우 증가하였다.The medium used in the third step may be one containing 0.1% (v/v) to 4% (v/v) of methanol. Microorganisms in Aspergillus genus, which have been mutated by adapting to methanol, greatly increased the production of citric acid in a methanol environment of 0.1% (v/v) or higher.
상기 배지는 일 예로 고체 배지일 수 있으며, 이는 상기한 것과 같다.The medium may be, for example, a solid medium, as described above.
상기 제3단계는 일 예로 2번 이상 반복되는 것일 수 있다. 본 발명자들은 메탄올에 의해 무작위적 변이가 일어난 아스퍼질러스 속 미생물을 1회 배양할 경우(도 3의 w2)에 비하여 2번 이상 계대배양할 경우(도 3의 w3), 증식율이 저하되지 않으며 메탄올 환경에서도 최대 2.4배의 높은 시트르산 생산량을 나타내어 시트르산 생산능이 증가함을 확인하였다.
The third step may be repeated two or more times, for example. The present inventors found that when the microorganisms in Aspergillus genus in which random mutations occurred by methanol were cultured once (w2 in FIG. 3), when passaged two or more times (w3 in FIG. 3), the proliferation rate did not decrease and methanol It was confirmed that citric acid production capacity was increased by showing a high citric acid production amount of up to 2.4 times even in the environment.
제1단계의 배지는 일 예로 제3단계의 배지에 비해 높은 농도의 메탄올을 포함하는 것일 수 있다. 제3단계에서 시트르산의 생산을 위해 사용하는 메탄올 농도는, 미생물의 변이에 필요한 메탄올 농도에 비하여 낮은 농도인 것이 바람직하다.
The medium of the first step may contain, for example, a higher concentration of methanol than the medium of the third step. The methanol concentration used for the production of citric acid in the third step is preferably a lower concentration than the methanol concentration required for the mutation of microorganisms.
상기 제1단계 또는 제3단계는 미생물 배양 시 자외선을 조사할 수 있다. 자외선 조사(UV irradiation)는 배양되는 미생물을 자극하여 장기간 적응력을 키우기 위한 것이다. 배양 시 자외선을 조사할 경우, 메탄올에 대한 아스퍼질러스 속 미생물의 장기 적응력이 높아질 수 있다.
In the first step or the third step, ultraviolet rays may be irradiated during microbial culture. UV irradiation is intended to increase long-term adaptability by stimulating microorganisms to be cultured. When UV rays are irradiated during cultivation, long-term adaptability of microorganisms in Aspergillus to methanol may increase.
제4단계의 시트르산의 수득 방법은 당업계에서 곰팡이에서 생산된 시트르산을 수득하기 위하여 사용하는 방법을 제한 없이 사용할 수 있다.
The method for obtaining citric acid in the fourth step may be any method used in the art to obtain citric acid produced in molds without limitation.
본 발명에 따른 메탄올에 적응하여 변이된 아스퍼질러스 속 미생물은 고농도의 메탄올 환경에서도 일정하게 시트르산의 생산능을 향상시킬 수 있다.
The microorganisms in Aspergillus genus mutated by adapting to methanol according to the present invention can consistently improve the production capacity of citric acid even in a high concentration of methanol environment.
도 1은 메탄올의 처리 농도에 따른 아스퍼질러스 속 미생물의 균사체 지름(MGR)을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따라 메탄올에 적응하여 변이된 아스퍼질러스 속 미생물의 균사체 및 포자가 배양된 배지의 정면(오른쪽) 및 배면(왼쪽)을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따라 변이된 아스퍼질러스 속 미생물의 계대배양 주(week; w)수에 따른 균사의 상대 지름(relative MGR)을 나타낸 것이다.
도 4는 아스퍼질러스 속 미생물의 변이 유무에 따른 시트르산 생산 정도를 브로모크레솔 그린에 의하여 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 변이된 아스퍼질러스 속 미생물에서 생산된 시트르산의 양을 나타낸 것이다.1 shows the mycelium diameter (MGR) of microorganisms in Aspergillus according to the treatment concentration of methanol.
Figure 2 shows the front (right) and rear (left) of a medium in which mycelium and spores of microorganisms of the genus Aspergillus mutated by adapting to methanol according to the present invention are cultured.
Figure 3 shows the relative diameter (relative MGR) of the mycelium according to the number of subcultured weeks (w) of the microorganism of the genus Aspergillus mutated according to the present invention.
Figure 4 shows the degree of citric acid production according to the presence or absence of mutation of microorganisms in Aspergillus genus by bromocresol green.
Figure 5 shows the amount of citric acid produced in the mutated Aspergillus genus microorganisms prepared according to the present invention.
이하 본 발명을 하기 예에 의해 상세히 설명한다. 다만, 하기 예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 하기 예에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by the following examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following examples.
실시예 1. 메탄올이 함유된 고체 배지 제조Example 1. Preparation of solid medium containing methanol
삼각 플라스크 용기에 증류수 1L와 PDA(Potato Dextrose Agar, Difco) 39g을 섞어 PDA 배지를 제조한 후 121℃에서 15분 동안 고압증기멸균기로 멸균하였다. 45℃로 배지의 온도를 내린 다음, 10% 타르타르산을 첨가하고 pH를 3.5로 조정하여 다른 미생물에 의한 오염을 방지하였다. 그 후, 배지의 온도를 30℃로 맞추고 상기 PDA 배지 500mL에 메탄올 26.32ml를 첨가하여 5%(v/v) 농도가 배지를 제조하였다. 동일한 방법으로 메탄올을 1, 2, 3, 4%(v/v) 포함하는 배지를 제조하고 페트리접시에 부어 고체 배지를 제조하였다.
A PDA medium was prepared by mixing 1L of distilled water and 39g of PDA (Potato Dextrose Agar, Difco) in an Erlenmeyer flask container, and then sterilized with an autoclave at 121°C for 15 minutes. After lowering the temperature of the medium to 45° C., 10% tartaric acid was added and the pH was adjusted to 3.5 to prevent contamination by other microorganisms. Then, the temperature of the medium was adjusted to 30° C., and 26.32 mL of methanol was added to 500 mL of the PDA medium to prepare a medium having a concentration of 5% (v/v). In the same way, a medium containing 1, 2, 3, 4% (v/v) methanol was prepared and poured into a petri dish to prepare a solid medium.
실험예 1. 메탄올 환경에서 곰팡이 배양Experimental Example 1. Mold culture in methanol environment
8종의 아스퍼질러스 곰팡이로, 농촌진흥청 미생물은행(KACC)에서 분양받은 아스퍼질러스 애시더스 코작, 아스퍼질러스 아와모리 나카즈 41844, 아스퍼질러스 클라바투스 데마지에르 40071, 아스퍼질러스 니둘란스(에디암) G.윈터 44342, 아스퍼질러스 나이저 반 테이검 41018, 아스퍼질러스 나이저 반 테이검 44333, 아스퍼질러스 베르시콜코르(부일) 티랍. 42602, A.sp 를 준비하였다.
Aspergillus Aspergillus Kozak, Aspergillus Awamori Nakazu 41844, Aspergillus clavatus demagier 40071, Aspergillus nidulans sold by the Rural Development Administration Microbial Bank (KACC) with 8 kinds of Aspergillus fungi (Ediam) G. Winter 44342, Aspergillus
각 미생물 종의 포자 용액 100㎕(약 2.5 x 104포자) 각각을 실시예 1에서 제조한 0, 1, 2, 3, 4%(v/v) 농도의 메탄올을 포함하는 고체 배지의 중앙에 접종하였다. 그 후, 34℃의 배양기에서 5일 동안 배양하며 균사체의 지름(MGR)을 측정하여 도 1에 나타내었다.
In the center of the solid medium containing methanol of 0, 1, 2, 3, 4% (v/v) concentration prepared in Example 1, each 100 µl of spore solution (about 2.5 x 10 4 spores) of each microorganism species Inoculated. Thereafter, the cells were cultured in an incubator at 34° C. for 5 days, and the diameter (MGR) of the mycelium was measured and shown in FIG. 1.
그 결과, 아스퍼질러스 클라바투스 데마지에르 40071(A. clavatus)는 메탄올 처리에도 불구하고 균사체 크기가 일정하게 나타났다. 그러나, 아스퍼질러스 애시더스 코작(A. acidus)과 아스퍼질러스 아와모리(A. awamori)는 1%(v/v) 농도 이상의 메탄올을 처리할 경우 균사체의 증식이 감소하였으며, 아스퍼질러스 베르시콜코르(부일) 티랍. 42602(A. versi)는 낮은 농도의 메탄올을 처리할 경우 균사체의 지름이 증가하였으나, 2%(v/v) 이상의 메탄올 농도에서는 균사체의 증식이 다시 감소하였다. 또한, 아스퍼질러스 나이저 반 테이검 44333(A. niger 44333), 아스퍼질러스 나이저 반 테이검 41018(A. niger 41018), 아스퍼질러스 니둘란스(A. gidulans)의 경우 메탄올 처리에 따라 균사체의 증식이 저해되었다.
As a result, the mycelium size of Aspergillus clavatus demagier 40071 ( A. clavatus ) was constant despite methanol treatment. However, in Aspergillus Aspergillus Kozak ( A. acidus ) and Aspergillus Awamori ( A. awamori ), when methanol was treated with a concentration of 1% (v/v) or more, the proliferation of mycelium decreased, and Aspergillus versi Colkor (buil) Tirab. 42602 ( A. versi ) increased the diameter of mycelium when treated with a low concentration of methanol, but the growth of mycelium decreased again at a methanol concentration of 2% (v/v) or higher. In addition, Aspergillus Niger Banteay gum 44333 (A. niger 44333), Aspergillus Niger Banteay gum 41018 (A. niger 41018), in the case of Aspergillus nidulans ( A. gidulans ), the proliferation of mycelium was inhibited by methanol treatment.
따라서, 메탄올을 처리할 경우 아스퍼질러스 속 미생물의 증식이 다소 저해되며, 이에 따라 시트르산 생산량을 균일하게 얻기 어려운 문제가 있다.
Therefore, when methanol is treated, the growth of microorganisms in Aspergillus is somewhat inhibited, and thus there is a problem in that it is difficult to uniformly obtain citric acid production.
실험예 2. 변이된 아스퍼질러스 속 미생물의 제조Experimental Example 2. Preparation of mutated Aspergillus microorganisms
실험예 1에서 균사체의 지름이 가장 크게 나타난 아스퍼질러스 속 미생물인 아스퍼질러스 아와모리 나카즈 41844, 아스퍼질러스 나이저 반 테이검 41018, 아스퍼질러스 나이저 반 테이검 44333의 포자 용액 100㎕(약 2.5 x 104포자) 각각을 실시예 1에서 제조한 5%(v/v) 농도의 메탄올을 포함하는 고체 배지의 중앙에 접종하고, 34℃의 배양기에서 1주 동안 배양하였다.
In Experimental Example 1, 100 µl of a spore solution of Aspergillus Awamori Nakazu 41844, Aspergillus
도 2는 아스퍼질러스 나이저 반 테이검 44333(A. niger 44333)을 고농도(5%v/v)의 메탄올에서 배양한 첫 주(w1)의 형태를 나타낸 것으로, 균사체(mycelium)의 배면(왼쪽)이 흰색으로, 정면(오른쪽)이 노란색으로 나타났다. 이는 메탄올을 포함하지 않은 배지에서 배양된 곰팡이는 균사체의 배면이 흰색, 정면이 검은색으로 나타나는 것과 상이한 색과 형태를 나타낸 것이다. 한편 도 2의 검정색은 포자(conidia)를 나타낸다.
FIG. 2 shows the shape of the first strain (w1) in which Aspergillus van Tay gum 44333 (A. niger 44333) was cultured in methanol at a high concentration (5%v/v), and the back of mycelium (left ) Is white, and the front (right) is yellow. This means that the fungus cultured in a medium containing no methanol showed a different color and shape from that of the mycelium in white and black in the front. On the other hand, black in FIG. 2 represents spores (conidia).
도 2와 같이 메탄올을 포함하지 않은 배지에서 배양된 곰팡이와 상이한 색과 형태를 나타내는 균사체의 포자(도 2의 검은색 부분)를 분리하여 상기와 같은 방식으로 매주 배양하고, 배양된 균사체의 지름(MGR)을 측정하였다.
As shown in FIG. 2, spores of mycelium (black part in FIG. 2) showing different colors and shapes from the fungi cultured in a medium containing no methanol were separated and cultured weekly in the same manner as above, and the diameter of the cultured mycelium ( MGR) was measured.
그 결과, 첫 번째 배양(w1) 및 두 번째 배양(w2)에서 고농도의 메탄올이 포함된 배지에서 배양된 아스퍼질러스 속 미생물은, 메탄올이 포함되지 않은 배지에서 배양된 미생물에 비하여 균사체 지름이 작게 나타났으나, 세 번째 배양(w3)부터는 고농도의 메탄올 처리에도 불구하고 균사체의 크기가 매우 증가한 것을 확인하였다(도 3). 또한 네 번째 이후 배양(w4, 5, 6)에서도 세 번째 배양에서와 비슷한 크기의 균사체가 나타남을 확인하였다.
As a result, in the first culture (w1) and the second culture (w2), the microorganisms of the genus Aspergillus cultured in a medium containing a high concentration of methanol had a smaller mycelial diameter compared to microorganisms cultured in a medium containing no methanol. However, from the third culture (w3), it was confirmed that the size of the mycelium was greatly increased despite the treatment with high concentration of methanol (FIG. 3). In addition, after the fourth culture (w4, 5, 6), it was confirmed that the mycelium of a similar size as in the third culture appeared.
따라서 상기 아스퍼질러스 속의 곰팡이는 메탄올에 적응하여 변이를 일으킨 것이며, 이러한 변이 여부는 도 2와 같이 육안으로도 구분할 수 있다.
Therefore, the fungus in Aspergillus has caused a mutation by adapting to methanol, and whether such mutation can be distinguished with the naked eye as shown in FIG. 2.
실험예 3. 변이된 미생물을 이용한 시트르산의 생성 확인Experimental Example 3. Confirmation of production of citric acid using mutated microorganisms
(1) 브로모크레솔 그린을 이용한 확인
(1) Confirmation using bromocresol green
상기 실험예 2에 따라 변이된 아스퍼질러스 속 미생물의 시트르산 생산 효과를 확인하기 위하여, 산염기 지시약인 브로모크레솔 그린(bromo cresol green)을 사용하였다. 상기 지시약은 산성 상태가 되면 노란색을 띄고, 약산성, 중성, 염기성의 경우 푸른빛을 띤다. 따라서 미생물로부터 생산되어 배지로 배출되는 시트르산의 양이 많아질수록 균사체 주변의 노란색이 강해진다. In order to confirm the citric acid production effect of the microorganisms in Aspergillus genus mutated according to Experimental Example 2, bromo cresol green, an acid base indicator, was used. The indicator is yellow when it becomes acidic, and bluish when it is slightly acidic, neutral, or basic. Therefore, as the amount of citric acid produced from microorganisms and discharged to the medium increases, the yellow color around the mycelium becomes stronger.
대조군으로는 메탄올에 처음 배양시키는 아스퍼질러스 나이저 44333(non-adapt.)을 메탄올이 없는 배지 또는 5%v/v의 메탄올을 포함하는 배지에서 배양시킨 그룹을 사용하였다.
As a control group, a group in which Aspergillus Niger 44333 (non-adapt.), which was initially cultured in methanol, was cultured in a medium without methanol or a medium containing 5% v/v of methanol was used.
그 결과, 도 4에 도시된 것과 같이 변이되지 않은 미생물(non-adapt.)을 메탄올을 포함한 배지에서 배양할 경우, 성장이 매우 저해되며 시트르산도 거의 생성하지 않은 반면, 메탄올에 의해 변이된(benefial mutation) 미생물(Adapt.)의 경우, 고농도의 메탄올을 처리하더라도 증식 저해가 낮으며, 배지에 노란색이 매우 강하게 나타나 미생물에 의한 시트르산의 생산량이 매우 높음을 확인하였다. 한편, 변이되지 않은 미생물을 메탄올이 포함되지 않은 배지에서 배양할 경우, 증식률은 높았으나 시트르산의 생산량은 변이된 미생물에 비해 매우 적게 나타났다.
As a result, as shown in FIG. 4, when the non-mutated microorganisms (non-adapt.) are cultured in a medium containing methanol, growth is very inhibited and citric acid is hardly produced, whereas benefial is mutated by methanol. mutation) In the case of microorganisms (Adapt.), it was confirmed that the inhibition of proliferation was low even with treatment with a high concentration of methanol, and the yellow color was very strong in the medium, indicating that the production of citric acid by the microorganism was very high. On the other hand, when the non-mutated microorganisms were cultured in a medium containing no methanol, the proliferation rate was high, but the production of citric acid was very low compared to the mutated microorganisms.
(2) 시트르산의 정량
(2) Quantification of citric acid
상기 실험예 2에서 변이된 미생물의 포자를 104(포자)/ml가 되도록 CZA(Czapek Dox Broth Agar, Sigma-Aldrich) 배지에 접종하였다. 4일 동안 34℃에서 배양한 후, 자란 곰팡이와 함께 배지를 작은 조각으로 자른 후, 그 조각을 50 ml 튜브에 넣고 온수조에서 100℃로 가열시켜, 고체 형태의 조각이 완전히 액체 형태가 되도록 하였다 액체형태가 된 용액을 종이 필터로 걸러, 균사체와 포자가 걸러내었다.The spores of the microorganisms mutated in Experimental Example 2 were inoculated in CZA (Czapek Dox Broth Agar, Sigma-Aldrich) medium to be 104 (spores)/ml. After incubation at 34° C. for 4 days, the medium with the grown mold was cut into small pieces, and the pieces were placed in a 50 ml tube and heated to 100° C. in a hot water bath, so that the solid pieces became completely liquid. The liquid-formed solution was filtered through a paper filter to filter out mycelium and spores.
걸러진 물질들을 건조한 오븐에서 65℃로 건조시킨 다음, 건조 세포 중량(dry cell mass, g/kg)을 측정하였다.The filtered materials were dried at 65° C. in a dry oven, and then dry cell mass (g/kg) was measured.
걸러지고 액체만 남은 용액을 50℃로 식힌 다음, 10%v/v 타르타르산을 첨가하여, 100℃에서 2시간 동안 가열하여 아가(agar)를 가수분해하여 샘플을 얻었다. 이후, J.R. Marier 및 M. Boulet(J. Dairy Sci. 41, 1683-92, 1958)의 방법에 따라 시트르산의 양을 측정하였다. 구체적으로, 상기 샘플을 수조에서 32℃로 식힌 후, 분광광도계(spectrophotometer)의 큐벳에 샘플 12.5중량%, 피리딘(pyridine) 16.25중량%, 무수 아세트산(Acetic anhydride) 71.25중량%를 넣고 30분 동안 반응시킨 다음, 분광광도계에서 420 nm 파장으로 시트르산의 양(mg/kg)을 측정하였다.
The filtered and remaining liquid was cooled to 50° C., and then 10% v/v tartaric acid was added and heated at 100° C. for 2 hours to hydrolyze agar to obtain a sample. Thereafter, the amount of citric acid was measured according to the method of JR Marier and M. Boulet (J. Dairy Sci. 41, 1683-92, 1958). Specifically, after cooling the sample to 32°C in a water bath, 12.5% by weight of the sample, 16.25% by weight of pyridine, and 71.25% by weight of acetic anhydride were added to a cuvette of a spectrophotometer and reacted for 30 minutes. Then, the amount of citric acid (mg/kg) was measured at a wavelength of 420 nm in a spectrophotometer.
그 결과, 도 5에 도시된 것과 같이, 메탄올에 적응하여 변이된 곰팡이(adap)는 1%v/v 메탄올 하에서 약 400mg/kg의 시트르산(ca)을 생산하는 반면, 메탄올에 처음 배양시키는, 즉 메탄올에 의해 변이되지 않은 곰팡이(n-adap)는 동일 농도(1%v/v)의 메탄올 하에서 약 170mg/kg의 시트르산을 생성하였다(약 2.4배 차이). 따라서 고농도의 메탄올에 적응된 곰팡이는 적응하지 못한 곰팡이에 비해 현저히 많은 양의 시트르산을 생산할 수 있음을 확인하였다. As a result, as shown in FIG. 5, the mold (adap) that has been mutated by adapting to methanol produces about 400 mg/kg of citric acid (ca) under 1% v/v methanol, whereas it is first cultured in methanol, that is, Mold (n-adap) not mutated by methanol produced about 170 mg/kg of citric acid under the same concentration (1% v/v) of methanol (about 2.4 fold difference). Therefore, it was confirmed that molds adapted to high concentrations of methanol could produce significantly larger amounts of citric acid than molds that did not adapt to them.
또한 메탄올에 적응하지 못한 곰팡이는 메탄올의 독성 및 pH 변화에 의하여 시트르산의 생산능 뿐만 아니라 미생물의 성장 또한 현저히 감소하였음을 확인하였다.
In addition, it was confirmed that the fungi that were not adapted to methanol significantly reduced not only the production capacity of citric acid but also the growth of microorganisms due to the toxicity and pH change of methanol.
따라서, 본 발명에 따른 메탄올에 적응하여 변이된 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 미생물은 고농도의 메탄올 환경에서도 시트르산의 생산능을 현저히 향상시킬 수 있다.
Accordingly, microorganisms in Aspergillus that have been mutated by adapting to methanol according to the present invention can significantly improve the production capacity of citric acid even in a high concentration of methanol environment.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
From the above description, those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. In this regard, the embodiments described above are illustrative in all respects and should be understood as non-limiting. The scope of the present invention should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims to be described later rather than the above detailed description, and equivalent concepts thereof, are included in the scope of the present invention.
Claims (15)
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Appl Microbiol., 1953 Jan, Vol. 1, No. 1, pp. 7-13* |
Bioresource Technology, 2000, Vol. 74, pp. 175-178* |
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J Food Sci Technol, 2010, Vol. 47, No. 4, pp. 458-460 |
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