KR102541989B1 - The strain of Komagataeibacter intermedius NY-Gah 150-2 and method for producing industrial biogel with excellent productivity and tensile strength using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코마가테이박터 인터메디우스(Komagataeibacter intermedius) NY-Gah 150-2 균주 또는 글루콘아세토박터 유로파우스(Gluconacetobacter europaeus) NY-Gch 187-1 균주, 및 이를 이용한 바이오겔 생산방법에 관한 것으로서, 상기 균주를 이용하면 물리적 특성이 우수한 바이오겔을 높은 수율로 생산할 수 있으므로, 이를 목적에 따라 순수한 바이오겔로서 의료용, 미용, 식용, 전기전자 분야 또는 식품용 기능성 신소재로 활용해, 향후 산업적 이용 및 연구에 활용할 수 있다.The present invention relates to Komagataeibacter intermedius NY-Gah 150-2 strain or Gluconacetobacter europaeus NY-Gch 187-1 strain, and a biogel production method using the same. , Since biogel with excellent physical properties can be produced in high yield by using the above strain, it can be used as a pure biogel for medical, beauty, food, electrical and electronic fields or new functional materials for food, depending on the purpose, for industrial use and can be used for research.
Description
본 발명은 코마가테이박터 인터메디우스(Komagataeibacter intermedius) NY-Gah 150-2 균주 또는 글루콘아세토박터 유로파우스(Gluconacetobacter europaeus) NY-Gch 187-1 균주, 및 이를 이용한 바이오겔 생산방법에 관한 것이다.The present invention relates to Komagataeibacter intermedius NY-Gah 150-2 strain or Gluconacetobacter europaeus NY-Gch 187-1 strain, and a biogel production method using the same .
셀룰로오스는 자연계에 가장 풍부한 생체 물질 자원으로, 특히 초산균이 생성하는 셀룰로오스는 식품의 첨가제뿐만 아니라, 고부가가치의 산업용 신소재로 많은 주목을 받고 있다.Cellulose is the most abundant biomaterial resource in nature, and in particular, cellulose produced by acetic acid bacteria is receiving a lot of attention as a new high-value industrial material as well as a food additive.
초산균이 셀룰로오스를 생산한다는 사실이 보고된 이래, 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(ribbin-like bundles)로 구성되는 반면, 식물유래의 셀룰로오스는 미세섬유(microfibrils)의 묶음(bundles) 형태로 이루어진다.Since it was reported that acetic acid bacteria produce cellulose, cellulose produced by microorganisms (Bacterial Cellulose) has been a subject of continuous research as a new material. Plant-derived cellulose and bacterial cellulose show significant structural differences. That is, bacterial cellulose derived from microorganisms is composed of ribbon-like bundles, whereas plant-derived cellulose is composed of bundles of microfibrils.
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.In particular, cellulose produced by acetic acid bacteria is produced in a pure state that does not contain lignin or hemicellulose, unlike plant-derived cellulose, which is composed of bundles of microfibrils. As a result of research on productivity improvement by strain improvement, genetic manipulation, establishment of culture conditions, etc., it can be used as high-tech materials such as high-strength industrial materials, composite fibers, medical materials, and enzyme immobilization.
또한, 미생물이 생산하는 셀룰로오스는 생체 적합성이 매우 높아 인공연골, 인공혈관, 드레싱제제, 화상치료제 등의 의료용 소재로 활용되는데, 대표적으로 더마필(Dermafill, Georgia, USA)사 제품이 널리 사용되고 있다. 뿐만 아니라 미용 재료로서 부직포 시트를 대신하여 개발된 하이드로겔 마스크팩에 비하여 자극이 적고 나노 사이즈로 구성되어 있어, 일반적인 부직포 마스크팩보다 표면적이 넓고 인장강도가 높아 피부 밀착력이 뛰어나며, 10배 이상의 습윤성을 보유하여 피부 흡수율을 높여줄 수 있다.In addition, cellulose produced by microorganisms has a very high biocompatibility and is used as a medical material such as artificial cartilage, artificial blood vessels, dressing agents, burn treatment agents, etc. Representatively, Dermafill (Georgia, USA) products are widely used. In addition, it is less irritating than hydrogel mask packs developed as a substitute for non-woven fabric sheets as a beauty material and is composed of nano-size, so it has a larger surface area and higher tensile strength than general non-woven fabric masks, so it has excellent skin adhesion and has more than 10 times higher wettability. It can increase skin absorption rate.
미생물이 생산하는 셀룰로오스의 또 다른 주요 특성은 우수한 생분해성을 갖는 것이다. 미생물이 생산하는 셀룰로오스는 토양 중에서 1개월 내에 생분해되기 때문에 환경적인 측면에서도 촉망받는 고분자 재료이다. 저비용 대량생산이 가능 하다면, 친환경적 고분자 소재로써 그 능력이 매우 우수할 것이다.Another key property of cellulose produced by microorganisms is its good biodegradability. Cellulose produced by microorganisms is a promising polymer material from an environmental point of view because it is biodegraded in soil within one month. If low-cost mass production is possible, the ability as an eco-friendly polymer material will be very excellent.
그러나 현재까지도 미생물이 생산하는 셀룰로오스의 다양한 기능성을 충분히 살리지 못하고 있는 이유는 대량생산의 배양 기술이 제대로 확립되지 않았을 뿐 아니라 생산 원료로써 상업적인 복합배지를 사용하고 있기 때문에 원료 비용이 많이 소요되는 단점 때문이다.However, the reason why the various functionalities of cellulose produced by microorganisms have not been fully utilized until now is because the culture technology for mass production has not been properly established, and the cost of raw materials is high because commercial complex media are used as raw materials for production. .
현재 셀룰로오스를 생산하는 균주로는 아세토박터 속(Acetobacter sp.), 아그로박테리움 속(Agrobacterium sp.), 리조비움 속(Rhizobium sp.), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.) 및 사르시나 속(Sarcina sp.)이 있으며, 특히 아세토박터 속(Acetobacter sp.) 중에 아세토박터 자이리눔(Acetobacter xylium), 아세토박터 파스테우 리아누스(A. pasteurinanus) 및 아세토박터 한세니(A. hansenii)가 많이 알려져 있다.Currently, strains producing cellulose include Acetobacter sp., Agrobacterium sp., Rhizobium sp., Pseudomonas sp., and Sarcina sp. .), especially among the Acetobacter sp., Acetobacter xylium, A. pasteurinanus and Acetobacter hansenii ( A. hansenii ) are well known. .
최근 셀룰로오스 생산 균주는 16S rRNA 염기서열을 이용하여 분자계통분류학적으로 재분류되고 있다. 순도가 높은 셀룰로오스를 생성하는 균주의 특징은 형태학적으로 장간균이고, 내산성력이 강한 세균으로서 균체에서 셀룰로오스를 분비하는 것으로 보고되어 있다. 종래의 셀룰로오스 생산에서 사용되는 탄소원은 포도당이 가장 대표적이고, 다른 소재로 천연재료 중 감즙 및 감식초, 사과즙, 포도즙, 맥주폐액 및 코코넛 부산물 등이 활용된 바 있다.Cellulose-producing strains have recently been reclassified molecularly and phylogenetically using 16S rRNA sequences. It has been reported that the strain producing high-purity cellulose is morphologically an enterococci and secretes cellulose from the cell body as a bacterium with strong acid resistance. Glucose is the most representative carbon source used in conventional cellulose production, and among natural materials, persimmon juice and persimmon vinegar, apple juice, grape juice, beer waste liquid, and coconut by-products have been used as other materials.
이에 본 발명자들은 천연식초로부터 분리한 코마가테이박터 인터메디우스(Komagataeibacter intermedius) NY-Gah 150-2 균주 또는 글루콘아세토박터 유로파우스(Gluconacetobacter europaeus) NY-Gch 187-1 균주를 이용하여 바이오겔을 높은 수율로 생산할 수 있고, 상기 생산된 바이오겔의 물리적 특성이 월등히 우수한 것을 확인하였다.Accordingly, the present inventors have prepared a biogel using Komagataeibacter intermedius NY-Gah 150-2 strain or Gluconacetobacter europaeus NY-Gch 187-1 strain isolated from natural vinegar. It can be produced in high yield, and it was confirmed that the produced biogel has excellent physical properties.
이에, 본 발명의 목적은 바이오겔 생성능이 우수한 코마가테이박터 인터메디우스 NY-Gah 150-2 균주를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a Comagateibacter intermedius NY-Gah 150-2 strain having excellent biogel production ability.
본 발명의 다른 목적은 코마가테이박터 인터메디우스 NY-Gah 150-2 균주를 포함하는 바이오겔 생산용 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a composition for producing a biogel containing the Comagataybacter intermedius NY-Gah 150-2 strain.
본 발명의 또 다른 목적은 코마가테이박터 인터메디우스 NY-Gah 150-2 균주를 배양하는 배양 단계를 포함하는 바이오겔 생산방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a biogel production method comprising a culturing step of culturing the Comagataybacter intermedius NY-Gah 150-2 strain.
본 발명의 또 다른 목적은 바이오겔 생성능이 우수한 글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1 균주를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 strain having excellent biogel production ability.
본 발명의 또 다른 목적은 글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1 균주를 포함하는 바이오겔 생산용 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a composition for producing a biogel containing the Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 strain.
본 발명의 또 다른 목적은 글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1 균주를 배양하는 배양 단계를 포함하는 바이오겔 생산방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a biogel production method comprising a culturing step of culturing the Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 strain.
본 발명의 또 다른 목적은 글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1 균주를 배양하여 생성된 바이오겔을 포함하는 식품 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a food composition comprising a biogel produced by culturing the Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 strain.
본 발명의 또 다른 목적은 코마가테이박터 인터메디우스 NY-Gah 150-2 균주 또는 글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1 균주의 바이오겔 생산 용도에 관한 것이다.Another object of the present invention relates to the biogel production use of Comagataybacter intermedius NY-Gah 150-2 strain or Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 strain.
본 발명은 코마가테이박터 인터메디우스(Komagataeibacter intermedius) NY-Gah 150-2 균주 또는 글루콘아세토박터 유로파우스(Gluconacetobacter europaeus) NY-Gch 187-1 균주 및 이를 이용한 바이오겔 생산방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 균주를 이용하면 물리적 특성이 우수한 바이오겔을 높은 수율로 생산할 수 있다. The present invention relates to Komagataeibacter intermedius NY-Gah 150-2 strain or Gluconacetobacter europaeus NY-Gch 187-1 strain and a biogel production method using the same, Using the strain according to the present invention, biogel having excellent physical properties can be produced in high yield.
본 발명자들은 천연식초 6종에서 선발된 920여종의 단일 콜로니를 확보하여 이들 균주로부터 바이오겔 생성능이 높은 균주를 최종 10종을 획득하였으며, 최종 선발된 두가지 균주 중 코마가테이박터 인터메디우스 NY-Gah 150-2 균주와 글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1 균주에서 대부분의 산업용으로 사용되고 있는 공시균주인 코마가테이박터 자일리누스(Komagataeibacter xylinus, KACC12367), 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp., KACC91555P)와 비교해 겔 생성능과 생성된 균주의 강도, 생성량, 균일도가 뛰어난 것을 확인하였다.The present inventors secured about 920 single colonies selected from 6 natural vinegars and obtained the final 10 strains with high biogel-producing ability from these strains. Gah 150-2 strain and Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 strain, which are most industrially used strains, Komagataeibacter xylinus ( Komagataeibacter xylinus , KACC12367), Gluconacetobacter genus ( Gluconacetobacter sp , KACC91555P), it was confirmed that the gel-forming ability and the strength, production amount, and uniformity of the resulting strain were excellent.
이하 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 일 양태는 바이오겔 생성능이 우수한 코마가테이박터 인터메디우스 NY-Gah 150-2 균주이다.One aspect of the present invention is a Comagateibacter intermedius NY-Gah 150-2 strain having excellent biogel production ability.
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본 발명에 있어서, 코마가테이박터 인터메디우스 NY-Gah 150-2 균주는 수탁번호 KCTC 14296BP로 기탁된 것일 수 있다.In the present invention, the Comagataybacter intermedius NY-Gah 150-2 strain may be deposited under accession number KCTC 14296BP.
본 발명의 다른 양태는 코마가테이박터 인터메디우스 NY-Gah 150-2 균주를 포함하는 바이오겔 생산용 조성물이다.Another aspect of the present invention is a composition for producing a biogel comprising a Comagataybacter intermedius NY-Gah 150-2 strain.
상기 바이오겔 생산용 조성물을 이용하여 제조된 겔은 특히 인장강도가 우수하고, 화장료 조성물을 피부에 흡수시키기 위한 마스크 시트로의 활용가능성이 높다.The gel prepared using the biogel production composition has particularly excellent tensile strength and is highly likely to be used as a mask sheet for absorbing the cosmetic composition into the skin.
본 발명의 또 다른 양태는 코마가테이박터 인터메디우스 NY-Gah 150-2 균주를 배양하는 배양 단계를 포함하는 바이오겔 생산방법이다.Another aspect of the present invention is a biogel production method comprising a culturing step of culturing the Comagateibacter intermedius NY-Gah 150-2 strain.
본 발명에 있어서 배양 단계는 균주 배양액 접종 농도를 0.5 내지 2.0%(v/v)로 하고 겔 생성 배지를 이용하여 3일 내지 10일 동안 25℃ 내지 37℃ 조건에서 정치배양하는 것으로 수행되는 것일 수 있고, 바람직하게는 배양액 접종 농도를 0.8 내지 1,5%(v/v)로 하고, 3 내지 4일 동안 25℃ 내지 33℃ 조건에서 수행되는 것일 수 있다.In the present invention, the culturing step may be carried out by static culture at 25 ° C to 37 ° C conditions for 3 to 10 days using a gel-forming medium with a strain culture inoculation concentration of 0.5 to 2.0% (v / v). And, preferably, the inoculation concentration of the culture solution is 0.8 to 1,5% (v / v), and it may be carried out at 25 ° C to 33 ° C for 3 to 4 days.
본 발명에 있어서 배양액 접종 농도는 겔을 생성하기 위하여 겔 생성 배지에 균주를 접종하는 농도에 관한 것으로서, OD 600 nm 0.5를 보이는 균주 배양액을 사용하는 것을 기준으로 하였다.In the present invention, the inoculation concentration of the culture medium relates to the concentration of inoculating the strain in the gel production medium to produce the gel, and was based on using a strain culture medium having an OD of 600 nm 0.5.
상기 배양 단계는, 25℃ 내지 30℃, 28℃ 내지 37℃ 또는 28℃ 내지 33℃, 예를 들어, 28℃ 내지 30℃ 조건에서 수행되나, 이에 한정되는 것은 아니다.The culturing step is performed at 25°C to 30°C, 28°C to 37°C or 28°C to 33°C, for example, 28°C to 30°C, but is not limited thereto.
본 발명의 일 구현예에서, 겔 생성 배지에 배양액 접종 농도를 1%(v/v)로 접종하여 4일 동안 30℃ 조건으로 수행한 경우가 겔 생성에 있어 가장 효율적인 것으로 확인되었다.In one embodiment of the present invention, it was confirmed that the gel production medium was most efficient when inoculated at a culture medium inoculation concentration of 1% (v/v) and performed at 30° C. for 4 days.
본 발명의 일 구현예에서, NY-Gah 150-2 균주로부터 생산된 바이오겔은 인장강도가 대부분의 겔에 비해 3 내지 10배 높았으며 생산량도 2배 이상 높았다.In one embodiment of the present invention, the biogel produced from the NY-Gah 150-2 strain had a tensile strength 3 to 10 times higher than most gels and a yield more than 2 times higher.
본 발명의 또 다른 양태는 바이오겔 생성능이 우수한 글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1 균주이다.Another aspect of the present invention is a Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 strain having excellent biogel production ability.
본 발명에 있어서, 글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1(187) 균주는 수탁번호 KCTC 14297BP로 기탁된 것일 수 있다.In the present invention, the Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 (187) strain may be deposited under accession number KCTC 14297BP.
본 발명의 또 다른 양태는 글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1 균주를 포함하는 바이오겔 생산용 조성물이다.Another aspect of the present invention is a composition for producing a biogel comprising a Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 strain.
상기 바이오겔 생산용 조성물을 이용하여 제조된 겔은 인장강도가 우수할 뿐만 아니라, 식용으로 사용 가능한 균주에 의하여 제조되었기 때문에 식품 제조에도 활용될 수 있다.The gel prepared using the composition for producing biogel not only has excellent tensile strength, but also can be used for food production because it is prepared by strains that can be used for food.
상기 바이오겔 생산용 조성물은 락토바실러스 힐가르디(Lactobacillus hilgardii) NY-Gbo 5-1-3 균주를 추가적으로 포함하는 것일 수 있다.The composition for producing biogel may additionally include Lactobacillus hilgardii NY-Gbo 5-1-3 strain.
본 발명에 있어서, 락토바실러스 힐가르디 NY-Gbo 5-1-3 균주는 수탁번호 KCTC 14295BP로 기탁된 것일 수 있다.In the present invention, the Lactobacillus Hilgardi NY-Gbo 5-1-3 strain may be deposited under accession number KCTC 14295BP.
본 발명의 또 다른 양태는 글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1 균주를 배양하는 배양 단계를 포함하는 바이오겔 생산방법이다.Another aspect of the present invention is a biogel production method comprising a culturing step of culturing the Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 strain.
본 발명에 있어서 배양 단계는 균주 배양액 접종 농도를 0.5 내지 2.0%(v/v)로 하고 겔 생성 배지를 이용하여 3일 내지 10일 동안 25℃ 내지 37℃ 조건에서 정치배양하는 것으로 수행되는 것일 수 있고, 바람직하게는 배양액 접종 농도를 0.8 내지 1,5%(v/v)로 하고, 3 내지 4일 동안 25℃ 내지 33℃ 조건에서 수행되는 것일 수 있다.In the present invention, the culturing step may be carried out by static culture at 25 ° C to 37 ° C conditions for 3 to 10 days using a gel-forming medium with a strain culture inoculation concentration of 0.5 to 2.0% (v / v). And, preferably, the inoculation concentration of the culture solution is 0.8 to 1,5% (v / v), and it may be carried out at 25 ° C to 33 ° C for 3 to 4 days.
상기 배양 단계는, 25℃ 내지 30℃, 28℃ 내지 37℃ 또는 28℃ 내지 33℃, 예를 들어, 28℃ 내지 30℃ 조건에서 수행되나, 이에 한정되는 것은 아니다.The culturing step is performed at 25°C to 30°C, 28°C to 37°C or 28°C to 33°C, for example, 28°C to 30°C, but is not limited thereto.
본 발명의 일 구현예에서, 겔 생성 배지에 배양액 접종 농도를 1%(v/v)로 접종하여 4일 동안 30℃ 조건으로 수행한 경우가 겔 생성에 있어 가장 효율적인 것으로 확인되었다.In one embodiment of the present invention, it was confirmed that the gel production medium was most efficient when inoculated at a culture medium inoculation concentration of 1% (v/v) and performed at 30° C. for 4 days.
일반적인 바이오겔 생성균주가 대부분 식용불가한 균주로 유래되는 것을 고려시, NY-Gch 187-1은 식용이 가능한 균주로서 바이오겔 생성능이 공시균주보다 높아 식용으로의 사용이 유리하다.Considering that most of the common biogel-producing strains are derived from inedible strains, NY-Gch 187-1 is an edible strain and has a higher biogel-producing ability than the tested strain, so it is advantageous to use for food.
배양 단계는 락토바실러스 힐가르디 NY-Gbo 5-1-3 균주를 추가적으로 포함하여 수행되는 것일 수 있다. 락토바실러스 힐가르디 NY-Gbo 5-1-3 균주를 추가적으로 포함하여 배양 단계를 수행하는 경우, 글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1 균주 : 락토바실러스 힐가르디 NY-Gbo 5-1-3 균주의 혼합 부피비는 1.0:0.2 내지 1.0:1.8, 1.0:0.2 내지 1.0:1.5, 1.0:0.2 내지 1.0:1.2, 1.0:0.8 내지 1.0:1.8 또는 1.0:0.8 내지 1.0:1.5인 것일 수 있고, 예를 들어, 1.0:0.8 내지 1.0:1.2인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The culturing step may be performed by additionally including the Lactobacillus hilgardi NY-Gbo 5-1-3 strain. If the culturing step is performed by additionally including strain Lactobacillus hilgardi NY-Gbo 5-1-3, Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 strain: Lactobacillus hilgardi NY-Gbo 5-1 -3 The mixed volume ratio of strains may be 1.0:0.2 to 1.0:1.8, 1.0:0.2 to 1.0:1.5, 1.0:0.2 to 1.0:1.2, 1.0:0.8 to 1.0:1.8 or 1.0:0.8 to 1.0:1.5 , For example, it may be 1.0:0.8 to 1.0:1.2, but is not limited thereto.
본 발명의 일 구현예에서, 배양 단계는 글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1 균주 및 락토바실러스 힐가르디 NY-Gbo 5-1-3 균주의 배양액을 겔 생성 배지를 포함한 전체 배양물 대비 각 0.5%(v/v)씩 혼합하여 겔 생성 배지에 접종함으로써 수행되었다.In one embodiment of the present invention, the culturing step is the whole culture including the culture medium of the Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 strain and the Lactobacillus hilgardi NY-Gbo 5-1-3 strain It was performed by inoculating the gel production medium by mixing each 0.5% (v / v) of the contrast.
본 발명의 또 다른 양태는 글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1 균주를 배양하여 생성된 바이오겔을 포함하는 식품 조성물이다.Another aspect of the present invention is a food composition comprising a biogel produced by culturing the Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 strain.
상기 식품 조성물은 글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1 균주를 락토바실러스 힐가르디 NY-Gbo 5-1-3 균주와 혼합하여 배양함으로써 생성된 바이오겔을 포함하는 것일 수 있다.The food composition may include a biogel produced by culturing a mixture of Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 strain and Lactobacillus hilgardi NY-Gbo 5-1-3 strain.
글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1 균주 : 락토바실러스 힐가르디 NY-Gbo 5-1-3 균주의 혼합 부피비는 1.0:0.2 내지 1.0:1.8, 1.0:0.2 내지 1.0:1.5, 1.0:0.2 내지 1.0:1.2, 1.0:0.8 내지 1.0:1.8 또는 1.0:0.8 내지 1.0:1.5인 것일 수 있고, 예를 들어, 1.0:0.8 내지 1.0:1.2인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The mixed volume ratio of Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 strain: Lactobacillus hilgardi NY-Gbo 5-1-3 strain was 1.0:0.2 to 1.0:1.8, 1.0:0.2 to 1.0:1.5, 1.0: It may be 0.2 to 1.0:1.2, 1.0:0.8 to 1.0:1.8 or 1.0:0.8 to 1.0:1.5, for example, it may be 1.0:0.8 to 1.0:1.2, but is not limited thereto.
본 발명의 식품 조성물을 식품 첨가물로 사용할 경우, 상기 식품 조성물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조 시에 본 발명의 식품 조성물은 원료에 대하여 15 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하의 양으로 첨가될 수 있다.When the food composition of the present invention is used as a food additive, the food composition may be added as it is or used together with other foods or food ingredients, and may be appropriately used according to conventional methods. In general, the food composition of the present invention can be added in an amount of 15% by weight or less, preferably 10% by weight or less, based on the raw material during production of food or beverage.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 식품을 모두 포함한다.There is no particular limitation on the type of food. Examples of foods to which the substance can be added include meat, sausage, bread, chocolate, candy, snacks, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gum, dairy products including ice cream, various soups, beverages, tea, drinks, There are alcoholic beverages, vitamin complexes, and the like, and includes all foods in a conventional sense.
상기 음료는 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 당업자의 선택에 의해 적절하게 결정될 수 있다.The beverage may contain various flavoring agents or natural carbohydrates as additional ingredients. The aforementioned natural carbohydrates may include monosaccharides such as glucose and fructose, disaccharides such as maltose and sucrose, natural sweeteners such as dextrin and cyclodextrin, and synthetic sweeteners such as saccharin and aspartame. . The ratio of the natural carbohydrates can be appropriately determined by a person skilled in the art.
상기 외에 본 발명의 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 식품 조성물은 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율 또한 당업자에 의해 적절히 선택될 수 있다.In addition to the above, the food composition of the present invention includes various nutrients, vitamins, electrolytes, flavors, colorants, pectic acid and its salts, alginic acid and its salts, organic acids, protective colloidal thickeners, pH adjusters, stabilizers, preservatives, glycerin, alcohol , carbonation agents used in carbonated beverages, and the like. In addition, the food composition of the present invention may contain fruit flesh for preparing natural fruit juice, fruit juice beverages and vegetable beverages. These components may be used independently or in combination. The ratio of these additives can also be appropriately selected by those skilled in the art.
본 발명은 코마가테이박터 인터메디우스(Komagataeibacter intermedius) NY-Gah 150-2 균주 또는 글루콘아세토박터 유로파우스(Gluconacetobacter europaeus) NY-Gch 187-1 균주, 및 이를 이용한 바이오겔 생산방법에 관한 것으로서, 상기 균주를 이용하면 물리적 특성이 우수한 바이오겔을 높은 수율로 생산할 수 있으므로, 이를 목적에 따라 순수한 바이오겔로서 의료용, 미용, 식용, 전기전자 분야 또는 식품용 기능성 신소재로 활용해, 향후 산업적 이용 및 연구에 활용할 수 있다.The present invention relates to Komagataeibacter intermedius NY-Gah 150-2 strain or Gluconacetobacter europaeus NY-Gch 187-1 strain, and a biogel production method using the same. , Since biogel with excellent physical properties can be produced in high yield by using the above strain, it can be used as a pure biogel for medical, beauty, food, electrical and electronic fields or new functional materials for food, depending on the purpose, for industrial use and can be used for research.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 6종의 천연식초 유래 바이오겔을 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 1차 선발 균주 중 겔 생성능이 높은 22종의 콜로니 및 겔 생성을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 1차 선발 균주 중 겔 생성능이 높고 겔의 물리적 특성이 높은 10종의 콜로니 생성 및 겔 형성을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2차 선발 균주 중 겔 생성능이 높은 19종의 콜로니 및 겔 생성을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 1차 및 2차 선발 균주의 대용량 겔 생성 결과를 나타낸 사진이다.
도 6은 코마가테이박터 인터메디우스(Komagataeibacter intermedius) NY-Gah 150-2 균주와 네이버-조이닝 방법에 따라 제작된 관련종들의 16S rDNA 유전자 서열 간의 비교에 따른 계통도이다.
도 7은 글루콘아세토박터 유로파우스(Gluconacetobacter europaeus) NY-Gch 187-1 균주와 네이버-조이닝 방법에 따라 제작된 관련종들의 16S rDNA 유전자 서열 간의 비교에 따른 계통도이다.
도 8a는 NY-Gah 150-2 균주를 이용하여 생성된 바이오겔의 생성 결과물을 나타낸 사진이다.
도 8b는 NY-Gah 150-2 균주를 이용하여 생성된 바이오겔의 인장강도를 나타낸 그래프이다.
도 9는 NY-Gch 187-1 균주와 락토바실러스 힐가르디(Lactobacillus hilgardii) NY-Gbo 5-1-3 균주를 혼합 배양하여 생성된 바이오겔의 생성 결과물을 나타낸 사진이다.1 is a photograph showing six kinds of natural vinegar-derived biogels according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a photograph showing the formation of 22 colonies and gels with high gel-producing ability among the primary selection strains according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph showing the formation of colonies and gel formation of 10 strains having high gel-producing ability and high physical properties of the gel among the primary selection strains according to an embodiment of the present invention.
4 is a photograph showing the formation of 19 colonies and gels with high gel-producing ability among secondary selection strains according to an embodiment of the present invention.
5 is a photograph showing the results of large-capacity gel production of primary and secondary selection strains according to an embodiment of the present invention.
6 is a phylogenetic diagram according to comparison between 16S rDNA gene sequences of related species prepared according to the neighbor-joining method and the NY-Gah 150-2 strain of Komagataeibacter intermedius .
Figure 7 is a phylogenetic diagram according to comparison between 16S rDNA gene sequences of related species prepared according to the Gluconacetobacter europaeus NY-Gch 187-1 strain and the neighbor-joining method.
Figure 8a is a photograph showing the production result of the biogel produced using the NY-Gah 150-2 strain.
Figure 8b is a graph showing the tensile strength of the biogel produced using the NY-Gah 150-2 strain.
9 is a photograph showing the result of biogel produced by mixing and culturing NY-Gch 187-1 strain and Lactobacillus hilgardii NY-Gbo 5-1-3 strain.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by the following examples. However, these examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these examples.
본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 "%"는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량)%, 고체/액체는 (중량/부피)%, 그리고 액체/액체는 (부피/부피)%이다.Throughout this specification, "%" used to indicate the concentration of a particular substance is (weight/weight)% for solids/solids, (weight/volume)% for solids/liquids, and liquid/liquid is (volume/volume) %.
분석에 사용한 시약은 Sigma-Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였다.Reagents used in the analysis were purchased from Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, MO, USA).
실시예 1: 천연식초의 제조 및 확인Example 1: Preparation and confirmation of natural vinegar
비트, 녹차, 신선초, 구지뽕, 무화과 및 청사과를 이용하여 통상의 식초 제조방법에 따라 6종의 천연식초를 제조하였다. 도 1과 같이 각각의 식초로부터 천연바이오겔을 수득하였으며, 6종의 천연바이오겔에 대하여 물리적 특성을 확인하였다.Six types of natural vinegar were prepared using beets, green tea, fresh vinegar, gujippong, figs and green apples according to a conventional vinegar manufacturing method. As shown in FIG. 1, natural biogels were obtained from each vinegar, and physical properties were confirmed for 6 types of natural biogels.
(g/cm2)tensile strength
(g/cm 2 )
(mm)thickness
(mm)
(Springiness)Shout
(Springiness)
6종의 천연식초 유래 바이오겔의 인장강도, 두께 등을 조사한 결과, 비트와 청사과에서 만들어진 겔이 인장강도가 5000 g/cm2 이상으로 가장 높았으며, 두께는 녹차 유래 바이오겔이 가장 두껍게 나타났다.As a result of examining the tensile strength and thickness of six kinds of natural vinegar-derived biogel, the gel made from beets and green apples had the highest tensile strength of more than 5000 g/cm 2 , and the green tea-derived biogel had the thickest thickness.
실시예 2: 균주의 배양 및 선발Example 2: Cultivation and selection of strains
2-1. 1차 선발: 원액 유래 균주2-1. 1st selection: stock solution-derived strains
실시예 1의 식초 원액 1 ml을 멸균 생리식염수에 10-1 내지 10-6까지 현탁한 후, 겔 생성 배지인 H&S agar배지에 100 μL씩 도말하여 30℃에서 7일 동안 정치 배양하였다.After suspending 1 ml of the vinegar stock solution of Example 1 in sterile physiological saline to 10 -1 to 10 -6 , 100 μL each was plated on H & S agar medium, which is a gel forming medium, and cultured at 30 ° C. for 7 days.
H&S broth 조성은 글루코스(glucose) 2%, 효모 추출물(Yeast extract) 0.5%, 폴리펩톤(polypeptone) 0.5%, H&S agar는 H&S broth에 agar 2%를 첨가하였다. 소듐 포스페이트(Sodium phosphate) 0.657%, 시트르산(Citric acid) 0.15%로 pH를 6.0으로 조정하였다.The composition of H&S broth was glucose (glucose) 2%, yeast extract (Yeast extract) (Yeast extract) (Yeast extract) (0.5%), polypeptone (polypeptone) 0.5%, H & S agar was added to the H &
선택된 콜로니를 동일한 배지에 순수 분리하여 3대 계대 배양한 후 단일 콜로니 157종을 취하였다.The selected colonies were pure isolated in the same medium and cultured for 3 generations, and then 157 single colonies were obtained.
도 2와 같이, 이 중 바이오겔을 생성하는 균 22종을 선발하였다. 22종 균주를 이용하여 생성된 바이오겔의 물리적 특성을 조사하기 위하여, 7.5 mL 배지 기준으로 겔을 생성한 후 생성된 겔의 무게, 건조무게, 수분 함량, 겔 균일성, 인장강도를 조사하였다.As shown in FIG. 2, 22 species of bacteria producing biogel were selected. In order to investigate the physical properties of the biogel produced using 22 strains, the weight, dry weight, moisture content, gel uniformity, and tensile strength of the resulting gel were investigated after generating the gel based on 7.5 mL medium.
(밀도)gel uniformity
(density)
총 22개의 바이오겔 생성능이 높은 균주를 이용하여 생성한 겔의 물리적 특성을 조사하였다. 물리적 특성은 인장강도, 수분 함량 (80℃, 8시간 건조 후 중량), 생성된 바이오겔의 무게, 균일도(밀도측정, NIH-densitometry)를 조사하여 수행되었다.The physical properties of the gel produced using a total of 22 strains with high biogel production ability were investigated. Physical properties were performed by examining tensile strength, moisture content (weight after drying at 80°C for 8 hours), weight of the resulting biogel, and uniformity (densitometry, NIH-densitometry).
구체적으로, 인장강도는 텍스처 분석기(TA.XT plus, Stable Micro Systems, Surrey, UK)를 사용하여 분석하였다. 가운데 6 mm의 구멍이 뚫린 알루미늄 프로브 받침대(가로 100 mm, 세로 100 mm) 사이에 겔을 놓고 양쪽을 고정한 후 높이 25 mm가 되도록 설정하였다. 그 후, 로드(rod) 형태의 프로브(probe)(지름 5 mm)가 바이오겔 시료를 뚫고 통과할 수 있을 때까지 1 mm/min의 속도로 내려 주었다. 겔 생성정도는 인장강도 (g/cm2) 0 mm (-), 350 mm (+), 350-500 mm (++), 500-650 mm (+++), 650 mm 이상 (++++)으로 구분해 바이오겔 생성능이 뛰어난 균주를 선별하였다.Specifically, tensile strength was analyzed using a texture analyzer (TA.XT plus, Stable Micro Systems, Surrey, UK). The gel was placed between aluminum probe supports (100 mm in width and 100 mm in length) with a hole of 6 mm in the middle, and both sides were fixed, and the height was set to 25 mm. After that, the rod-shaped probe (diameter 5 mm) was lowered at a speed of 1 mm/min until it could pass through the biogel sample. The degree of gel formation is tensile strength (g/cm 2 ) 0 mm (-), 350 mm (+), 350-500 mm (++), 500-650 mm (+++), 650 mm or more (+++) +) to select strains with excellent biogel production ability.
생성된 바이오겔의 양은 공지된 방법에 따라 측정하였다. 즉 멤브레인(membrane) 형태로 형성된 바이오겔을 증류수로 충분히 세척한 후 0.25 N NaOH 용액에 침지시켜 하루동안 정치한 다음 동량의 0.25 N 아세트산(acetic acid)을 넣어 중화시켰다. 다시 증류수로 충분히 세척하여 배지성분 및 균체와 불순물을 제거한 다음 80℃ 건조 오븐(dry oven)에서 건조시켜 항량을 측정하였다.The amount of biogel produced was measured according to a known method. That is, the biogel formed in the form of a membrane was thoroughly washed with distilled water, immersed in a 0.25 N NaOH solution, allowed to stand for one day, and neutralized by adding an equal amount of 0.25 N acetic acid. Again, it was sufficiently washed with distilled water to remove medium components, cells, and impurities, and then dried in an 80° C. dry oven to measure the constant weight.
생성된 겔의 균일도는 밀도측정기의 NIH densitometry 프로그램을 활용하여 정량화하였다.The uniformity of the resulting gel was quantified using the NIH densitometry program of the densitometry instrument.
표 3 및 도 3과 같이, 겔 무게가 1 g 이상, 인장강도가 500 g/cm2, 수분함량이 1 g 이상, 밀도측정기 사용시 균질도가 140 이상인 것을 기준으로 총 10종의 겔 생성 균주를 선발하였다. As shown in Table 3 and FIG. 3, a total of 10 gel-producing strains based on a gel weight of 1 g or more, a tensile strength of 500 g / cm 2 , a water content of 1 g or more, and a homogeneity of 140 or more when using a density meter was selected
(밀도)gel uniformity
(density)
(g/cm2)tensile strength
(g/cm 2 )
겔 특성으로 최종 선발된 10종의 균주는 대용량으로 250 ml 삼각플라스크에125 mL H&S 액체 배지를 첨가하여 OD 600 nm 0.5를 보이는 균배양액 1%(0.1 mL v/v)를 접종하여 7일 동안 30℃ 배양기에 정치 배양하였다.The 10 strains finally selected for gel characteristics were inoculated with 1% (0.1 mL v/v) of a bacterial culture medium showing an OD 600 nm of 0.5 by adding 125 mL H&S liquid medium to a 250 ml Erlenmeyer flask with a large capacity and inoculated for 30 days for 7 days. Cultivated in a stationary incubator.
2-2. 2차 선발: 겔 생성용 H&S 배지를 이용한 원액 배양물 유래 균주2-2. Secondary selection: Strains derived from stock culture using H&S medium for gel production
실시예 1의 식초 원액 1 ml을 멸균 생리식염수에 10-1 내지 10-6까지 현탁한 후, 튜브(falcon tube, 50 mL)를 이용하여 10 mL H&S 액체 배지에서 배양시킨 후 OD 600 nm에서 흡광도를 측정하였고, 0.5를 보이는 균 배양액 1%(0.1 mL v/v)를 H&S 액체 배지에 접종하여 7일 동안 30℃ 배양기에 정치 배양하였다.After suspending 1 ml of the vinegar stock solution of Example 1 in sterile physiological saline to 10 -1 to 10 -6 , culturing in 10 mL H&S liquid medium using a tube (falcon tube, 50 mL), absorbance at OD 600 nm was measured, and 1% (0.1 mL v/v) of the bacterial culture showing 0.5 was inoculated into the H&S liquid medium and incubated statically in a 30° C. incubator for 7 days.
이를 다시 겔 생성 배지인 H&S agar배지에 100 μL씩 도말하여 30℃에서 3 내지 4일 동안 정치 배양하여 763종을 수집하였다. 이를 동일한 배지에 순수 분리하여 3대 계대 배양한 후 단일 콜로니를 취하여 H&S 액체 배지(5 mL)에 배양하여 사용하였다.100 μL of this was again smeared on H & S agar medium, which is a gel production medium, and statically cultured at 30 ° C. for 3 to 4 days to collect 763 species. After pure separation in the same medium and subculture for three generations, a single colony was taken and cultured in H&S liquid medium (5 mL) for use.
총 763종의 균주 중 겔 생성능을 보이는 균주 50종을 선발하였고, 이를 이용하여 생성한 겔의 물리적 특성을 조사하였다. 2차 선발 대비 1차 선발 균주에서 유래한 겔의 밀도가 전반적으로 높은 것을 확인하였다. 표 4 및 도 4와 같이, 겔 무게가 1 g 이상, 인장강도가 500 g/cm2, 수분함량이 1 g 이상, 밀도측정기 사용시 균질도가 100 이상인 것을 기준으로 총 19종의 겔 생성 균주를 선발하였다.Among a total of 763 strains, 50 strains showing gel-producing ability were selected, and the physical properties of the gel produced using them were investigated. It was confirmed that the density of the gel derived from the first selection strain was generally higher than that of the second selection. As shown in Table 4 and FIG. 4, a total of 19 gel-producing strains based on a gel weight of 1 g or more, a tensile strength of 500 g / cm 2 , a water content of 1 g or more, and a homogeneity of 100 or more when using a density meter selected.
(g/cm2)tensile strength
(g/cm 2 )
실시예 3: 29종 균주의 대용량 겔 생성능 확인 및 물리적 특성 조사Example 3: Confirmation of large-capacity gel production ability of 29 strains and investigation of physical properties
실시예 2에서 선발한 겔 생성능이 높은 29종의 균주(1차 10종, 2차 19종)를 이용하여 250 mL 삼각플라스크의 125 mL H&S 액체 대용량 배지에서 4일 동안 30℃ 조건으로 정치배양 하였으며, 겔 생성을 수행한 후, 이들의 물리적 특성을 조사하였다.Using 29 strains (10 strains for the first, 19 strains for the second) selected in Example 2, 125 mL H&S liquid large-capacity medium in a 250 mL Erlenmeyer flask was cultured at 30 ° C for 4 days. , after performing the gel formation, their physical properties were investigated.
단계별로 최종 바이오겔 고생성능을 보유한 균주를 선발시 기준은 인장강도 500 g/cm2, 무게 1 g 이상 (7.5 mL), 수분량: 1 g 이상 (7.5 mL)을 이용하였다.When selecting strains with high performance of the final biogel at each stage, tensile strength of 500 g/cm 2 , weight of 1 g or more (7.5 mL), and moisture content: 1 g or more (7.5 mL) were used.
대조군으로는 공시균주 2종 코마가테이박터 그실리누스(Komagataeibacter xylinus, KACC12367), 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp., KACC91555P)을 사용하여 바이오겔 생성 및 겔의 특성을 비교하였다.As a control group, biogel production and gel properties were compared using two strains of Komagataeibacter xylinus ( Komagataeibacter xylinus , KACC12367) and Gluconacetobacter sp. (KACC91555P).
(g)moisture content
(g)
(밀도)uniformity
(density)
표 5 및 도 5에서 확인할 수 있듯이, 겔 생성능이 높은 균주 29종으로부터 생성된 바이오겔의 물리적 특성조사 결과, 비트 5-1-1, 구지뽕 31-3, 무화과 1, 무화과 2, 신선초 111-2, 신선초 187-1, 청사과 38-1, 청사과 72-1, 청사과 150-2, 청사과 51-1가 선발되었다. 선발된 10종의 균주는 모두 공시균주보다 인장강도와 균일도가 높게 나타났다.As can be seen in Table 5 and FIG. 5, as a result of investigation of the physical properties of biogels produced from 29 strains with high gel-producing ability, beet 5-1-1, Gujippong 31-3, Fig 1, Fig 2, Shinsegae 111- 2, Shinsangcho 187-1, Cheongsagwa 38-1, Cheongsagwa 72-1, Cheongsagwa 150-2, and Cheongsagwa 51-1 were selected. All 10 selected strains showed higher tensile strength and uniformity than the tested strains.
(g)moisture content
(g)
(밀도)uniformity
(density)
실시예 4: 바이오겔 생성 균주 10종의 동정Example 4: Identification of 10 biogel producing strains
실시예 3에서 선발된 비트 5-1-1, 구지뽕 31-3, 무화과 1, 무화과 2, 신선초 111-2, 신선초 187-1, 청사과 38-1, 청사과 72-1, 청사과 150-2, 청사과 51-1의 16S rRNA 유전자 서열을 분석하였다. 세포에서 DNA를 추출한 후, 그들의 16S rRNA 유전자를 유니버셜 프라이머, 27F 및 1492R를 사용하여 PCR 증폭하였다. 증폭 유전자 산물은 (주)마크로젠에 의뢰하여 유니버셜 시퀀싱(sequencing)용 프라이머, 785F 및 907R 프라이머를 이용하여 염기서열을 해독하였다.Beet 5-1-1, Gujippong 31-3, Fig 1, Fig 2, Sinseoncho 111-2, Sinseoncho 187-1, Green Apple 38-1, Green Apple 72-1, Green Apple 150-2, The 16S rRNA gene sequence of green apple 51-1 was analyzed. After DNA was extracted from the cells, their 16S rRNA gene was PCR amplified using universal primers, 27F and 1492R. The amplified gene products were sequenced using universal sequencing primers, 785F and 907R primers, commissioned by Macrogen.
균주의 16S rRNA 유전자 서열은 BLAST 검색에 의한 NCBI 뉴클레오티드 서열 데이터베이스(www.ncbi.nlm.nih.gov./blast/)에 공지된 16S rRNA 유전자 서열과 대비하였다.The 16S rRNA gene sequence of the strain was compared with the known 16S rRNA gene sequence in the NCBI nucleotide sequence database (www.ncbi.nlm.nih.gov./blast/) by BLAST search.
no.Accession
no.
품목번호food raw material
item number
5-1-1NY-Gbo
5-1-1
sucrofermentansKomagataeibacter
sucrofermentans
rhaeticusKomagataeibacter
rhaeticus
europaeusGluconacetobacter
europaeus
europaeusGluconacetobacter
europaeus
sucrofermentansGluconacetobacter
sucrofermentans
sucrofermentansGluconacetobacter
sucrofermentans
sucrofermentansGluconacetobacter
sucrofermentans
표 8에서 확인할 수 있듯이, 10종의 16S rRNA 유전자 염기서열은 각각 코마가테이박터 수크로페르멘탄스(Komagataeibacter sucrofermentans), 코마가테이박터 래티커스(Komagataeibacter rhaeticus), 코마가테이박터 인터메디우스(Komagataeibacter intermedius), 글루콘아세토박터 유로파우스(Gluconacetobacter europaeus), 글루콘아세토박터 수크로페르멘탄스(Gluconacetobacter sucrofermentans), 글루콘아세토박터 인터메디우스(Gluconacetobacter intermedius) 로 99%의 상동성을 가짐을 확인하였다.As can be seen in Table 8, the 16S rRNA gene sequences of 10 species are respectively Komagataeibacter sucrofermentans , Komagataeibacter rhaeticus , and Komagataeibacter intermedius ( Komagataeibacter intermedius ) , Gluconacetobacter europaus ( Gluconacetobacter europaeus ) , Gluconacetobacter sucrofermentans ( Gluconacetobacter sucrofermentans ) , Gluconacetobacter intermedius ( Gluconacetobacter intermedius ) It was confirmed that they had 99% homology.
실시예 5: 바이오겔 최고 생성능 균주의 동정 결과, 유전자 서열 및 계통수 분석Example 5: Identification of strains with the highest biogel ability, genetic sequence and phylogenetic tree analysis
다중서열 정렬은 공지된 Clustal X를 사용하여 수행하였다. 5' 및 3' 말단에서의 갭은 추가 분석을 통해 다시 편집하였고 하기 표 9와 같이 나타내었다.Multiple sequence alignment was performed using the known Clustal X. Gaps at the 5' and 3' ends were edited again through further analysis and are shown in Table 9 below.
특히 특성이 뚜렷한 두 균주 C150-2 (NY-Gah 150-2) 와 187-1(NY-Gch 187-1)의 계통발생수는 모든 분석을 위한 MEGA 2.1.0 팩키지를 이용한 네이버-조이닝 방법(neighbor-joining method)에 따라 도 6 및 7과 같이 제작하였다.In particular, the phylogenetic tree of two strains with distinct characteristics, C150-2 (NY-Gah 150-2) and 187-1 (NY-Gch 187-1), was analyzed using the neighbor-joining method using the MEGA 2.1.0 package. (neighbor-joining method) was manufactured as shown in FIGS. 6 and 7.
바이오겔 고생성 균주 NY-Gah 150-2 와 NY-Gch 187-1의 동정 결과 및 식품 허용가능 여부는 하기 표 10 및 11과 같다.The results of the identification of the biogel progenitor strains NY-Gah 150-2 and NY-Gch 187-1 and whether they are acceptable for food are shown in Tables 10 and 11 below.
없음corresponding
doesn't exist
003350It's B
003350
실시예 6: 최종 선발된 2종 균주의 바이오겔 생성능 확인Example 6: Confirmation of Biogel Producing Ability of the Two Finally Selected Strains
최종 선발된 2종의 균주에 대하여 H&S 액체 배지에서 3~4일 동안 30℃ 조건으로 바이오겔 생성을 수행하여 바이오겔 생성능을 확인하였다.For the two finally selected strains, biogel production was performed in H&S liquid medium at 30 ° C for 3 to 4 days to confirm the biogel production ability.
도 8a에서 확인할 수 있듯이, NY-Gah 150-2는 전체 선발된 920종 균주 중 겔 생성능이 가장 높고 생성된 바이오겔의 인장강도와 밀도가 두드러지며 겔 생성능이 47 g으로 가장 높았다. 특히 도 8b에서 확인할 수 있듯이, 인장강도가 다른 균주 유래 바이오겔에 비하여 두드러지게 뛰어났다.As can be seen in Figure 8a, NY-Gah 150-2 has the highest gel-forming ability among the 920 strains selected, the tensile strength and density of the biogel produced are remarkable, and the gel-forming ability is the highest at 47 g. In particular, as can be seen in Figure 8b, the tensile strength was remarkably superior to that of biogels derived from other strains.
NY-Gah 150-2 균주는 산업용으로 마스크팩이나 기능성 패치 용도로서의 활용가능성을 시사하였다. 반면 식용 균주가 아니므로 식품으로의 사용은 불가능하여 식용으로의 바이오겔 활용을 위한 균주 또한 선발할 필요가 있었으므로, NY-Gch 187-1 균주를 추가로 선발하였다.The NY-Gah 150-2 strain suggested the possibility of use as a mask pack or functional patch for industrial use. On the other hand, since it is not an edible strain, it cannot be used as food, so it was necessary to select a strain for use as a biogel for food, so the NY-Gch 187-1 strain was additionally selected.
일반적인 바이오겔 생성 균주가 대부분 식용불가한 균주로 유래되는 것을 고려시 추가로 선발된 NY-Gch 187-1은 식용 가능한 균주로서 NY-Gah 150-2 대비 70% 정도의 겔 생성능을 보였다.Considering that most of the general biogel-producing strains are derived from inedible strains, NY-Gch 187-1, which was additionally selected, showed a gel-producing ability of about 70% compared to NY-Gah 150-2 as an edible strain.
NY-Gch 187-1의 생성능이 NY-Gah 150-2와 비교하여 현저히 낮은 점을 보완할 필요가 있으므로, 혼합 균주 활용 방법을 적용하기 위하여 NY-Gch 187-1 균주와 수탁번호 KCTC 14295BP로 기탁된 락토바실러스 힐가르디(Lactobacillus hilgardii) NY-Gbo 5-1-3 균주를 배지를 포함한 전체 배양물 대비 각각 0.5%(v/v)씩 혼합하고, 배지에 접종하여 배양하였다.Since the production ability of NY-Gch 187-1 is significantly lower than that of NY-Gah 150-2, it is necessary to supplement the NY-Gch 187-1 strain and accession number KCTC 14295BP to apply the mixed strain utilization method. The Lactobacillus hilgardii NY-Gbo 5-1-3 strain was mixed with 0.5% (v/v) of the entire culture including the medium, and inoculated into the medium and cultured.
락토바실러스 힐가르디 NY-Gbo 5-1-3 균주는 식초로부터 가바(GABA) 생성능으로 선발 동정된 균주로서, 일반적으로 락토바실러스 힐가르디는 가바 생성능이 높은 것으로 알려져 있다.The strain Lactobacillus Hilgardi NY-Gbo 5-1-3 was selected and identified for its ability to produce GABA from vinegar, and Lactobacillus Hilgardi is generally known to have a high ability to produce GABA.
도 9에서 확인할 수 있듯이, NY-Gch 187-1 단일 균주로 배양하였을 경우에 비하여 락토바실러스 힐가르디 NY-Gbo 5-1-3 와 혼합 배양하였을 경우 67 g으로 겔 생성능이 2.1배 더 증가하여 식용겔 생성 및 활용에 적용이 가능함을 확인하였다. 이는 단일 균주인 NY-Gah 150-2만을 이용한 겔 생성보다 1.5배 높은 활성에 해당하는 것으로, 이들의 혼합 배양을 통해 겔 생성능이 증가하였음을 확인할 수 있다.As can be seen in Figure 9, compared to the case of culturing with a single NY-Gch 187-1 strain, Lactobacillus hilgardi In the case of mixed culture with NY-Gbo 5-1-3, it was confirmed that the gel production ability was increased by 2.1 times to 67 g, so that it could be applied to the production and utilization of edible gel. This corresponds to an activity 1.5 times higher than the gel production using only a single strain, NY-Gah 150-2, and it can be confirmed that the gel production ability increased through their mixed culture.
이처럼 강한 인장강도와 겔 생성능에 있어서 대체로 높은 효능을 보유하고 있는 코마가테이박터 인터메디우스 NY-Gah 150-2는 마스크팩이나 산업적 목적으로, 글루콘아세토박터 유로파우스 NY-Gch 187-1는 락토바실러스 힐가르디 NY-Gbo 5-1-3 와 혼합 배양하여 식품용 바이오겔 제조 목적으로 각각 다르게 사용이 가능할 것으로 여겨진다.Comagateibacter intermedius NY-Gah 150-2, which has generally high efficacy in terms of such strong tensile strength and gel-forming ability, is used for mask packs or industrial purposes, Gluconacetobacter europaus NY-Gch 187-1 is Lactobacillus hilgardi It is believed that each can be used differently for the purpose of producing biogel for food by mixing with NY-Gbo 5-1-3.
따라서, 상기 두 가지 균주를 이용하여 순수한 바이오겔로서 의료용, 미용, 식용, 전기전자 분야 등에 다양하게 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 식품에서 기능성 식용겔로 개발하여 앞으로 산업의 적용성을 극대화하여 미래의 첨단 신소재로서의 이용이 가능하다고 여겨진다.Therefore, as a pure biogel using the above two strains, it can be applied in various fields such as medical, beauty, food, and electrical and electronic fields, as well as develop functional edible gel in food to maximize the applicability of the industry in the future. It is considered that it can be used as a high-tech new material.
<110> INDUSTRY FOUNDATION OF CHONNAM NATIONAL UNIVERSITY <120> The strain of Komagataeibacter intermedius NY-Gah 150-2 or the strain of Gluconacetobacter europaeus NY-Gch 187-1, and method for producing cellulose using the same <130> PN200264 <160> 6 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 785 F primer <400> 1 ggattagata ccctggta 18 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 907 R primer <400> 2 ccgtcaattc mtttragttt 20 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 27 F primer <400> 3 agagtttgat cmtggctcag 20 <210> 4 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 1492 R primer <400> 4 tacggytacc ttgttacgac tt 22 <210> 5 <211> 1519 <212> DNA <213> Unknown <220> <223> Gluconacetobacter intermedius <400> 5 ggggggggtc aattttataa gaggggaatc tttagagttt ggaatcaggc tcagagcgaa 60 cgctggcggc atgcttaaca catgcaagtc gcacgaacct ttcggggtta gtggcggacg 120 ggtgagtaac gcgtagggat ctgtccacgg gtgggggata actttgggaa actgaagcta 180 ataccgcatg acacctgagg gtcaaaggcg caagtcgcct gtggaggaac ctgcgttcga 240 ttagctagtt ggtggggtaa aggcctacca aggcgatgat cgatagctgg tctgagagga 300 tgatcagcca cactgggact gagacacggc ccagactcct acgggaggca gcagtgggga 360 atattggaca atgggcgcaa gcctgatcca gcaatgccgc gtgtgtgaag aaggttttcg 420 gattgtaaag cactttcagc ggggacgatg atgacggtac ccgcagaaga agccccggct 480 aacttcgtgc cagcagccgc ggtaatacga agggggcaag cgttgctcgg aatgactggg 540 cgtaaagggc gcgtaggcgg ttgacacagt cagatgtgaa attcctgggc ttaacctggg 600 ggctgcattt gatacgtggc gactagagtg tgagagaggg ttgtggaatt cccagtgtag 660 aggtgaaatt cgtagatatt gggaagaaca ccggtggcga aggcggcaac ctggctcatg 720 actgacgctg aggcgcgaaa gcgtggggag caaacaggat tagataccct ggtagtccac 780 gctgtaaacg atgtgtgctg gatgttgggt gactttgtca ttcagtgtcg tagttaacgc 840 gataagcaca ccgcctgggg agtacggccg caaggttgaa actcaaagga attgacgggg 900 gcccgcacaa gcggtggagc atgtggttta attcgaagca acgcgcagaa ccttaccagg 960 gcttgacatg cggaggccgt gtccagagat gggcatttct cgcaagagac ctccagcaca 1020 ggtgctgcat ggctgtcgtc agctcgtgtc gtgagatgtt gggttaagtc ccgcaacgag 1080 cgcaaccctc gcctttagtt gccagcacgt ctgggtgggc actctaaagg aactgccggt 1140 gacaagccgg aggaaggtgg ggatgacgtc aagtcctcat ggcccttatg tcctgggcta 1200 cacacgtgct acaatggcgg tgacagtggg aagccaggtg gtgacaccga gccgatctca 1260 aaaagccgtc tcagttcgga ttgcactctg caactcgagt gcatgaaggt ggaatcgcta 1320 gtaatcgcgg atcagcatgc cgcggtgaat acgttcccgg gccttgtaca caccgcccgt 1380 cacaccatgg gagttggttt gaccttaagc cggtgagcga accgcaagga cgcagccgac 1440 cacggtcggg tcagcgactg gggtgaagtc gtacagggta aaacccgaaa aactgtggcc 1500 tcccgcatct atcatcaca 1519 <210> 6 <211> 1383 <212> DNA <213> Unknown <220> <223> Gluconacetobacter europaeus <400> 6 catgcttaac acatgcaagt cgcacgaacc tttcggggtt agtggcggac gggtgagtaa 60 cgcgtaggga tctgtccatg ggtgggggat aactttggga aactgaagct aataccgcat 120 gacacctgag ggtcaaaggc gcaagtcgcc tgtggaggaa cctgcgttcg attagctagt 180 tggtggggta aaggcctacc aaggcgatga tcgatagctg gtctgagagg atgatcagcc 240 acactgggac tgagacacgg cccagactcc tacgggaggc agcagtgggg aatattggac 300 aatgggcgca agcctgatcc agcaatgccg cgtgtgtgaa gaaggttttc ggattgtaaa 360 gcactttcag cggggacgat gatgacggta cccgcagaag aagccccggc taacttcgtg 420 ccagcagccg cggtaatacg aagggggcaa gcgttgctcg gaatgactgg gcgtaaaggg 480 cgcgtaggcg gttgacacag tcagatgtga aattcctggg cttaacctgg gggctgcatt 540 tgatacgtgg cgactagagt gtgagagagg gttgtggaat tcccagtgta gaggtgaaat 600 tcgtagatat tgggaagaac accggtggcg aaggcggcaa cctggctcat gactgacgct 660 gaggcgcgaa agcgtgggga gcaaacagga ttagataccc tggtagtcca cgctgtaaac 720 gatgtgtgct ggatgttggg tgactttgtc attcagtgtc gtagttaacg cgataagcac 780 accgcctggg gagtacggcc gcaaggttga aactcaaagg aattgacggg ggcccgcaca 840 agcggtggag catgtggttt aattcgaagc aacgcgcaga accttaccag ggcttgacat 900 gcggaggccg tgtccagaga tgggcatttc tcgcaagaga cctccagcac aggtgctgca 960 tggctgtcgt cagctcgtgt cgtgagatgt tgggttaagt cccgcaacga gcgcaaccct 1020 cgcctttagt tgccatcacg tttgggtggg cactctaaag gaactgccgg tgacaagccg 1080 gaggaaggtg gggatgacgt caagtcctca tggcccttat gtcctgggct acacacgtgc 1140 tacaatggcg gtgacagtgg gaagccaggt agcgataccg agccgatctc ataaagccgt 1200 ctcagttcgg attgcactct gcaactcgag tgcatgaagg tggaatcgct agtaatcgcg 1260 gatcagcatg ccgcggtgaa tacgttcgcg ggccttgtac acaccgcccg tcacaccatg 1320 ggagttggtt tgaccttaag ccggtgagcg aaccgcaagg acgcagccga ccacggtcgg 1380 gtc 1383 <110> INDUSTRY FOUNDATION OF CHONNAM NATIONAL UNIVERSITY <120> The strain of Komagataeibacter intermedius NY-Gah 150-2 or the strain of Gluconacetobacter europaeus NY-Gch 187-1, and method for producing cellulose using the same <130> PN200264 <160> 6 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 18 <212> DNA <213> artificial sequence <220> <223> 785 F primer <400> 1 ggattagata ccctggta 18 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> artificial sequence <220> <223> 907 R primer <400> 2 ccgtcaattc mtttragttt 20 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> artificial sequence <220> <223> 27F primer <400> 3 agagtttgat cmtggctcag 20 <210> 4 <211> 22 <212> DNA <213> artificial sequence <220> <223> 1492R primer <400> 4 tacggytacc ttgttacgac tt 22 <210> 5 <211> 1519 <212> DNA <213> unknown <220> <223> Gluconacetobacter intermedius <400> 5 ggggggggtc aattttataa gaggggaatc tttagagttt ggaatcaggc tcagagcgaa 60 cgctggcggc atgcttaaca catgcaagtc gcacgaacct ttcggggtta gtggcggacg 120 ggtgagtaac gcgtagggat ctgtccacgg gtgggggata actttgggaa actgaagcta 180 ataccgcatg acacctgagg gtcaaaggcg caagtcgcct gtggaggaac ctgcgttcga 240 ttagctagtt ggtggggtaa aggcctacca aggcgatgat cgatagctgg tctgagagga 300 tgatcagcca cactgggact gagacacggc ccagactcct acgggaggca gcagtgggga 360 atattggaca atgggcgcaa gcctgatcca gcaatgccgc gtgtgtgaag aaggttttcg 420 gattgtaaag cactttcagc ggggacgatg atgacggtac ccgcagaaga agccccggct 480 aacttcgtgc cagcagccgc ggtaatacga agggggcaag cgttgctcgg aatgactggg 540 cgtaaagggc gcgtaggcgg ttgacacagt cagatgtgaa attcctgggc ttaacctggg 600 ggctgcattt gatacgtggc gactagagtg tgagagaggg ttgtggaatt cccagtgtag 660 aggtgaaatt cgtagatatt gggaagaaca ccggtggcga aggcggcaac ctggctcatg 720 actgacgctg aggcgcgaaa gcgtggggag caaacaggat tagataccct ggtagtccac 780 gctgtaaacg atgtgtgctg gatgttgggt gactttgtca ttcagtgtcg tagttaacgc 840 gataagcaca ccgcctgggg agtacggccg caaggttgaa actcaaagga attgacgggg 900 gcccgcacaa gcggtggagc atgtggttta attcgaagca acgcgcagaa ccttaccagg 960 gcttgacatg cggaggccgt gtccagagat gggcatttct cgcaagagac ctccagcaca 1020 ggtgctgcat ggctgtcgtc agctcgtgtc gtgagatgtt gggttaagtc ccgcaacgag 1080 cgcaaccctc gcctttagtt gccagcacgt ctgggtgggc actctaaagg aactgccggt 1140 gacaagccgg aggaaggtgg ggatgacgtc aagtcctcat ggcccttatg tcctgggcta 1200 cacacgtgct acaatggcgg tgacagtggg aagccaggtg gtgacaccga gccgatctca 1260 aaaagccgtc tcagttcgga ttgcactctg caactcgagt gcatgaaggt ggaatcgcta 1320 gtaatcgcgg atcagcatgc cgcggtgaat acgttcccgg gccttgtaca caccgcccgt 1380 cacaccatgg gagttggttt gaccttaagc cggtgagcga accgcaagga cgcagccgac 1440 cacggtcggg tcagcgactg gggtgaagtc gtacagggta aaacccgaaa aactgtggcc 1500 tcccgcatct atcatcaca 1519 <210> 6 <211> 1383 <212> DNA <213> unknown <220> <223> Gluconacetobacter europaeus <400> 6 catgcttaac acatgcaagt cgcacgaacc tttcggggtt agtggcggac gggtgagtaa 60 cgcgtaggga tctgtccatg ggtgggggat aactttggga aactgaagct aataccgcat 120 gacacctgag ggtcaaaggc gcaagtcgcc tgtggaggaa cctgcgttcg attagctagt 180 tggtggggta aaggcctacc aaggcgatga tcgatagctg gtctgagagg atgatcagcc 240 acactgggac tgagacacgg cccagactcc tacgggaggc agcagtgggg aatattggac 300 aatgggcgca agcctgatcc agcaatgccg cgtgtgtgaa gaaggttttc ggattgtaaa 360 gcactttcag cggggacgat gatgacggta cccgcagaag aagccccggc taacttcgtg 420 ccagcagccg cggtaatacg aagggggcaa gcgttgctcg gaatgactgg gcgtaaaggg 480 cgcgtaggcg gttgacacag tcagatgtga aattcctggg cttaacctgg gggctgcatt 540 tgatacgtgg cgactagagt gtgagagagg gttgtggaat tcccagtgta gaggtgaaat 600 tcgtagatat tgggaagaac accggtggcg aaggcggcaa cctggctcat gactgacgct 660 gaggcgcgaa agcgtgggga gcaaacagga ttagataccc tggtagtcca cgctgtaaac 720 gatgtgtgct ggatgttggg tgactttgtc attcagtgtc gtagttaacg cgataagcac 780 accgcctggg gagtacggcc gcaaggttga aactcaaagg aattgacggg ggcccgcaca 840 agcggtggag catgtggttt aattcgaagc aacgcgcaga accttaccag ggcttgacat 900 gcggaggccg tgtccagaga tgggcatttc tcgcaagaga cctccagcac aggtgctgca 960 tggctgtcgt cagctcgtgt cgtgagatgt tgggttaagt cccgcaacga gcgcaaccct 1020 cgcctttagt tgccatcacg tttgggtggg cactctaaag gaactgccgg tgacaagccg 1080 gaggaaggtg gggatgacgt caagtcctca tggcccttat gtcctgggct acacacgtgc 1140 tacaatggcg gtgacagtgg gaagccaggt agcgataccg agccgatctc ataaagccgt 1200 ctcagttcgg attgcactct gcaactcgag tgcatgaagg tggaatcgct agtaatcgcg 1260 gatcagcatg ccgcggtgaa tacgttcgcg ggccttgtac acaccgcccg tcacaccatg 1320 ggagttggtt tgaccttaag ccggtgagcg aaccgcaagg acgcagccga ccacggtcgg 1380 gtc 1383
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APPLIED FOOD BIOTECHNOLOGY, 2016, 3(1), pp. 35-41.* |
Frontiers in Microbiology, 2019, Vol. 10, Article 1953.* |
J. Microbiol. Biotechnol. 2019, 29(4), pp. 617-624.* |
Journal of Applied Polymer Science, 2011, Vol. 121, pp. 1823-1831.* |
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Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science, 2009, Vol I.* |
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