KR19990008765A - 청록색계 색소의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 청록색계 색소의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 치자열매로부터 조제된 치자황색소를 미생물의 배지에 첨가 배양하여 청록계 색소를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 미생물의 변환능력을 이용하여 치자 황색소로부터 청록계의 색소를 제조하는 방법을 제공함에 있다.
즉 본 발명은 스트렙토코커스속(Streptococcus sp.), 스타필로코커스속(Staphylococcus sp.), 락토바실러스속(Lactobacillus sp.), 비브리오속(Vibrio sp.), 살모넬라속(Salmonella sp.), 슈도모나스속(Peudomonas sp.) 또는 바실루스속(Bacillus sp.)에 속하는 미생물배지에 치자황색소 추출물을 첨가 배양하여 청녹색계 색소를 제조하는 방법임을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 미생물에 의해 치자황색소가 청녹색계색소로 변환되어 청녹색계 색소를 제조할 수 있으며, 치자황색소의 청녹색계색소로의 변환은 미생물에 따라 변환능을 갖는 미생물과 변환능이 없는 미생물로 나뉘어지고, 변환능이 있는 미생물도 균주에 따라 변환양상의 차이를 나타내어 미생물이 갖는 변환 능력의 유무와 변환양상의 차이는 미생물의 식별 및 확인방법으로 이용될 수 있다.

Description

청록색계 색소의 제조방법
본 발명은 청록색계 색소의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 치자열매체로부터 조제된 치자황색소를 미생물의 배지에 첨가 배양하여 청록색계 색소를 제조하는 방법에 관한 것이다.
치자는 예로부터 한약재료, 염색재료와 식용색소로서 사용되어 왔는데, 대한민국 공고특허 제 88-2317호에 의하면, 치자열매로부터 얻은 이리도이드계 배당체가 베타 글루코시다제(β-glucosidase)에 의하여 청색으로 변화된다는 사실은 공지되어 있으나, 치자열매로부터 청색계 색소를 제조하는 방법은 수율문제로 실용화하기 어려운 문제점이 있다고 기재하고 있다. 또한, 미생물중 페니실리움(Penicilum)과 트리코더마(Tricoderma)를 이용하여 청색소를 제조하는 방법(대한민국 공고특허 제 88-2317호)이 알려져 있으나, 이는 곰팡이로 분류되는 미생물에 한정되어 있다.
본 발명자들은 염색 및 식용색소 등으로 이용되어온 치자색소의 다양한 이용방법을 연구하던중, 세균, 효모, 곰팡이를 포함한 18종의 미생물배지에 조제한 치자황색소를 첨가하였을 때 색소변환능이 있다고 알려진 페니실리움속과 트리코델마속의 곰팡이가 아닌 스트렙토코커스속(Streptococcus sp.), 스타필로코커스속(Staphylococcus sp.), 락토바실러스속(Lactobacillus sp.), 비브리오속(Vibrio sp.), 살모넬라속(Salmonella sp.), 슈도모나스속(Peudomonas sp.) 또는 바실루스속(Bacillus sp.)에 속하는 세균이 치자 황색소를 청녹색의 색소로 변환시킨다는 사실을 발견하였으며, 이러한 색소의 변환은 미생물의 종에 따라 변환능이 있는 것과 없는 것이 있으며, 또 변환능이 있는 균종의 경시적인 변환속도와 변환된 색조를 분석하여 보면 균종에 따라 특징이 있어 이 현상을 이용하여 미생물의 식별 및 확인에 이용할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 미생물의 변환능력을 이용하여 치자 황색소로부터 청록색계의 색소를 제조하는 방법을 제공함에 있다.
즉, 본 발명은 스트렙토코커스속(Streptococcus sp.), 스타필로코커스속(Staphylococcus sp.), 락토바실러스속(Lactobacillus sp.), 비브리오속(Vibrio sp.), 살모넬라속(Salmonella sp.), 슈도모나스속(Peudomonas sp.) 또는 바실루스속(Bacillus sp.)에 속하는 미생물배지에 치자황색소 추출물을 첨가 배양하여 청녹색계 색소를 제조하는 방법임을 특징으로 한다.
도 1은 치자황색소의 배양시간에 따른 색소의 색변환 값을 나타낸 것이다.
본 발명에 사용되는 미생물은 표 1에 제시된 바와 같이, 스트렙토코커스뮤탄스(Streptococcus mutans), 스트렙토코커스 페칼리스(Streptococcus faecalis), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 스타필로코커스 에피더미스(Staphylococcus epidermidis), 락코바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 비브리오 벌니피커스(Vibrio vulnificus), 살모넬라 타이피뮤리움(Salmonella typhimuri), 슈도모나스 에루기노사(Pseudomonas aeruginosa) 및 바실루스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 등을 포함한 18종의 미생물이며, 치자황색 색소는 치자열매로부터 추출한 분말을 사용한다.
본 발명에 의한 청록색계 색소의 제조방법은 상기한 16종의 미생물을 접종, 배양하는 배지에 치자열매 추출물을 첨가배양하여 천연의 청록새계 색소를 제조하는 방법으로, 배양배지는 탄소원, 질소원 및 기타 미생물의 생육에 필요한 물질이 함유된 공지의 미생물 배지를 사용하여 각 균종의 생육특성에 맞는 배양조건 즉, 20-40℃의 배양온도, pH 5-8의 조건하에서 12-96시간 동안 정지 또는 진탕배양하여 얻어진 청록색 색소 분말을 제조한다.
모든 미생물이 치자황색소를 청록색계 색소로 변환하는 능력이 있는 것이 아니고, 효모와 곰팡이 그리고 16종의 세균을 포함한 18종의 미생물을 대상으로 색소 변환능을 조사한 결과, 표 2에 제시한 바와 같이 색소 변환능이 있는 균주와 변환능이 없는 균주로 크게 나뉘어진다. 즉, 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 스트렙토코서스 페칼리스(Streptococcus faecalis), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 스타필로코커스 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis), 락코바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 비브리오 벌니피커스(Vibrio vulnificus), 살모넬라 타이피뮤리움(Salmonella typhimurium), 슈도모나스 에루기노사(Pseudomonas aeruginosa) 및 바실루스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 등 9종의 세균은 청록색으로 변환되고, 나머지 미생물은 색소변환을 일으키지 않게 된다.
색소변환을 일으키는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 스트렙토코서스 페칼리스(Streptococcus faecalis), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 스타필로코커스 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis), 락코바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 비브리오 벌니피커스(Vibrio vulnificus), 살모넬라 타이피뮤리움(Salmonella typhimurium), 슈도모나스 에루기노사(Pseudomonas aeruginosa) 및 바실루스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 등 9종의 미생물을 표 1에 나타낸 배지와 배양온도에서, 상기한 고체배지를 이용하여 치자황색소를 첨가하여 배양하면서 이들 세균에 의해 경시적으로 변환된 색소의 성질을 파악하기 위해 색소의 특성을 분석할 수 있는 분광광도계를
표 1. 미생물의 배양에 사용한 배지와 배양온도
표 2. 미생물에 의한 치자황색소의 청녹계 색소의 변환능 유무
이용하여 색소의 특징적인 흡수스펙트라를 측정하여 표 3에 제시하였다. 즉, 미생물을 배양한 초기에는 치자황색소의 특징인 438nm에서만 최대흡수치를 보이다가, 배양 시간이 경과함에 따라 590nm대의 흡수대가 서서히 나타나 황색소가 청녹색계 색소로 변환됨을 분광 광도계 분석으로도 확인할 수 있었다. 그리고 색소의 변환은 24시간 배양으로 거의 완료되는 균주가 있는가 하면 96시간 정도 배양하여야 변환이 다 이루어지는 균주가 있다. 또 균주에 따라 변환되는 색소의 성질을 보면 치자황색소 고유대의 438nm의 흡수가 유지되는 스타필로코커스 에피더미디스, 살모넬라 타이피뮤리움, 슈도모나스 에루기노사, 스타필로코커스 아우레우스, 스트렙코커스 뮤탄스, 바실루스 서브틸리스 등의 균주가 있는가 하면, 비브리오 벌니피커스, 락토바실러스 플란타늄 균주는 438nm 부근의 흡수대가 나타나지 않는 색소로 변환됨을 알 수 있다. 이와같이 여러 균주의 치자황색소의 변환의 양상은 균주마다 특징이 있으며, 또 변환된 색소의 색감도 미묘한 차이를 나타냈는데, 438nm 부근의 흡수대가 유지되는 색소는 청록색을 나타내며, 438nm 부근의 흡수대가 나타나지 않는 색소는 녹색을 띄지 않는 청색을 나타낸다.
상기와 같은 조건으로 치자황색소를 첨가하고 배양시간이 경과됨에 따라 변환되어가는 색소의 변색과정을 색의 변색을 효과적으로 측정가능한 색차계를 이용하여 색의 밝기를 표시하는 엘(L), 적색과 녹색을 표시하는 에이(a) 값, 황색과 청색을 표시하는 비(b) 값으로 표현되는 색차계에 의해서 측정한 결과를 표 4에 제시하였다. 배양초기에 치자색소의 색상은 배양시간이 경과함에 따라 밝기가 어두워지는 쪽으로(L 값이 작아짐), 녹색에서 붉은색으로(a 값의 수가 커짐),
표 3. 변환능이 있는 미생물 배지에 첨가한 치자색소의 배양시간에 따는 색소의 변화를 분광광도계를 측정한 값
표 4. 미생물 배양시간에 따른 치자색소의 변색 과정을 색차계로 측정한 값
노랑색에서 푸른색쪽으로(b값이 작아짐) 변색됨을 확인할 수 있다. 특히 치자황색소의 특징적인 색조를 나타내는 황색의 값이 청색쪽으로 변환됨으로써 전체적인 색조가 청색조로 변환됨을 분석할 수 있었다. 미생물의 종류에 따라 변환된 색은 청색이 강한 색소와 청녹색의 색소로 변환된다.
치자황색소를 미생물 배지에 첨가하여 배양시간이 경과함에 따라 변환되어 가는 색소의 변색을 색차계로 측정(표 4)한 값 L, a, b값의 종합적인 변색을 델타 이(ΔE)를 나타낼 수 있는데 ΔE(ΔL2+ Δa2+ Δb2)½로 계산된다. 각종 미생물균주에 의한 치자황색소의 변환과정은 ΔE 값으로 나타내면 도 1과 같다. 즉, 각종 미생물에 의한 색소변환 양상은 배양초기에 변환이 이루어지는 미생물군(슈도모나스 에루기노사, 스트렙토코커스 뮤탄스, 바실루스 서브틸리스)과 배양말기에 변환이 이루어지는 군(스타필로코커스 아우레우스, 락토바실러스 플란타룸) 그리고 중간적인 경향을 보이는 군(살모넬라 타이피뮤리움, 비브리오 벌니피커스, 스타필로코커스 에피더미디스)으로 분류가 가능하다.
이와 같이 치자황색소의 청녹색계의 색조로의 변환은 미생물에 따라 변환능이 있는 균주와 변환능이 없는 균주로 대별되고, 또 변환능이 있는 균주도 변환양상에 따라 다양하게 구분될 수 있다. 따라서, 이러한 변환능이 유무와 변환양상의 차이는 미생물의 식별, 확인의 방법으로 이용할 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다.
[실시예 1. (치자황색소 분말의 제조)]
100g의 차자열매를 실온에서 건조하고 파쇄하여 헥산(n-hexane) 이나 에틸에테르로 파쇄한 치자열매를 세척하여 지용성 물질들을 제거한 후, 치자열매 파쇄물에 남아있는 헥산이나 에틸에테르 잔액을 제거하였다. 지용성 물질을 제거한 치자 파쇄물에서 95% 에탄올로 치자황색소를 추출한 추출물을 40℃의 온도에서 감압농축기로 감압농축하여 치자황색소 농축액을 얻었다. 소량의 물로 치자황색소 농축액을 용해하여 동결시킨 다음, 동결건조기로 동결건조하여 치자황색소 분말 5g을 제조하였다.
[실시예 2. (청녹색계 색소 분말의 제조)]
사면배지에 냉장상태로 보관된 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus) ATCC 5638을 3일간 순수 계대배양하여 뉴트리언트 배지 20ml당 균주 0.2ml를 접종하여 12시간 동안 배양한 다음, 치자황색소 분말 500mg을 멸균수 1ml에 녹여 무균적으로 첨가하여 37℃에서 96시간 동안 배양하였다. 이 배양액을 가압고온 살균기로 121℃에서 15분간 살균한 후, 에탄올로 추출하고 원심분리하여 균체를 제거하여 청녹계 색소 추출물을 얻었다. 얻어진 청녹계 색소 추출물을 감압농축하고 동결건조하여 청녹색계색소 163mg을 얻었다.
[실시예 3]
미생물로 스타필로코커스 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis) ATCC 12228을 이용하여 배양시간을 48시간으로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 청녹색계 색소 177mg을 얻었다.
[실시예 4]
미생물로 실모넬라 타이피뮤리움(Salmonella typhimurium) ATCC 19430을 이용하여 배양시간을 24시간으로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 청녹색계 색소 114mg을 얻었다.
[실시예 5]
미생물로 슈도모나스 애루기노사(Pseudomonas aeruginosa) KCTC 1628을 이용하여 배양시간을 24시간으로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 청녹색계 색소 154mg 얻었다.
[실시예 6]
미생물로 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) ATCC 25175를 이용하여 BHI 배지에서 배양시간을 24시간으로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 청녹색계 색소 148mg을 얻었다.
[실시예 7]
미생물로 바실루스 서브틸리스(Bacillus subtilis) ATCC 6633을 이용하여 배양시간을 48시간으로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 청녹색계 색소 138mg을 얻었다.
[실시예 8]
미생물로 비브리오 벌니피커스(Vibrio vulnificus) CDCC 7184를 이용하여 LB 배지에서 배양시간을 96시간으로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 청녹색계 색소 168mg을 얻었다.
[실시예 9]
미생물로 락토바실러스 플란타룸(Lactobacullus plantarum) KCTC 3104를 이용하여 MRS 배지에서 배양시간을 96시간으로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 청녹색계 색소 120mg을 얻었다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 스트렙토코커스 뮤탄스의 8종의 미생물 배지에 치자황색소를 첨가하여 배양하면 이들 미생물에 의해 치자황색소가 청녹계색소로 변환되어 청녹계 색소를 제조할 수 있으며, 치자황색소의 청녹계색소로의 변환은 미생물에 따라 변환능을 갖는 미생물과 변환능이 없는 미생물로 나뉘어지고, 변환능이 있는 미생물도 균주에 따라 변환양상의 차이를 나타내어 미생물이 갖는 변환능력의 유무와 변환양상의 차이는 미생물의 식별 및 확인방법으로 이용될 수 있다.

Claims (3)

  1. 스트렙토코커스속(Streptococcus sp.), 스타필로코커스속(Staphylococcus sp.), 락토바실러스속(Lactobacillus sp.), 비브리오속(Vibrio sp.), 살모넬라속(Salmonella sp.), 슈도모나스속(Peudomonas sp.) 또는 바실루스속(Bacillus sp.)에 속하는 미생물배지에 치자황색소 추출물을 첨가 배양하여 수득함을 특징으로 하는 청녹색계 색소의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 미생물은 치자황색소를 청녹색계 색소로 변환시킬 수 있는 능력을 지니며, 438-440nm에서의 흡수대가 유지되거나, 유지되지 않음을 특징으로 하는 청녹색계 색소의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 미생물의 배양은 20-40℃의 배양온도, pH 5-8의 조건하에서 12-96시간 동안 정치 또는 진탕배양함을 특징으로 하는 청녹색계 색소의 제조방법.
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