KR20050052366A - 유기태 금속이 축적된 미생물 제제 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기태 금속을 배양 배지에 첨가하여 바실러스속 박테리아를 배양하는 단계를 포함하는, 세포내에 유기태 금속이 축적된 미생물의 제조 방법 및 상기 제조 방법에 의해 제조되고 세포내에 유기태 금속이 축적된 바실러스속 박테리아를 함유하는 금속 공급원용 미생물 제제를 제공한다.

Description

유기태 금속이 축적된 미생물 제제 및 이의 제조 방법{A MICROORGANIC COMPOSITION WITH ORGANOMETAL ACCUMUALTED IN MICROORGANISM AND A PREPARATION METHOD THEREOF}

본 발명은 세포 내 유기태 금속이 축적된 바실러스속 박테리아를 함유하는 미생물 제제 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

축산업 부분에서 가장 중요한 것 중의 하나는 사료이고 사료는 가축의 영양요구도(표 1)에 의해 결정되며 특히 금속이온은 필수 영양원소이다. 하지만, 몇몇 금속이온은 가축내의 세포대사에 필수 원소임에도 불구하고 현재 축산업 구조에 의해 자연적인 섭취가 어렵기 때문에 이러한 물질들을 섭취 가능한 상태로 인위적으로 사료에 첨가해야 한다.

일례로, 양계의 일일 금속 요구량은 표 1과 같이 적은 양을 필요로 하지만, 없으면 미네랄 결핍으로 생기는 여러 질병에 걸리기 쉽다. 예컨대, 아연의 경우 피부염, 모발유실, 치유력 저하, 감염에 대한 감수성 증대, 신경 정신적인 이상을 일으키고, 아연은 정액에 가장 많이 함유된 금속이다. 구리의 경우 포유돈의 조혈 작용과 면역 기능을 향상시키는 작용을 한다.

특히, 인체에는 약 2g의 아연이 존재하는데 아연은 주로 머리카락, 뼈, 눈, 성홀몬분비관에 많이 존재한다. 아연의 역할로는 첫째, 생체 내 200여종 이상되는 효소의 구조적 성분이며, 체내에서 주요한 대사과정이나 반응을 조절하는데 관여한다. 아연을 함유한 효소에는 이산화탄소의 운반자로 작용하는 탄산탈수효소, 단백질 분해효소인 말단 카르복실기 분해효소, 탄수화물의 대사에 관여하는 젖산 탈수소효소, 유리기를 제거하여 세포의 산화적 손상을 방지하는 수퍼옥사이드디스뮤테이즈(SOD) 등이 있다. 둘째, 아연은 생체막의 구조와 기능을 정상적으로 유지시키는 역할을 한다. 아연이 부족하면 생체막이 산화적 손상을 입으며 특정 물질의 수용체나 물질 운반에 장애가 생긴다. 셋째, 아연은 DNA나 RNA와 같은 핵산의 합성에 관여하고, 단백질의 대사와 합성을 조절한다. 또한 아연은 상처의 회복을 돕고 성장이나 면역기능을 원활히 하는데 필요하다. 이외에도 많은 생리적 기능을 담당하는데 이에 대해서는 아연이 결핍되었을 때 나타나는 결핍증상을 참조하라.

아연 결핍시 증상은 성장지연, 생식기 성숙지연이고, 태아시 아연 부족은 유산을 유발하고 태아 성장이 지연된다. 과잉시 증상은 혼수, 두통, 기침이 나고 춥고 고열이 난다.

구리는 뼈와 근육에 많이 함유되어 있으며, 간과 뇌에 주로 함유되어 있다. 혈액 내 구리는 단백질과 결합되어 있다. 90% 이상의 구리는 운반자 단백질인 셀룰로플라즈민(ceruloplasmin)과 결합되어 있으며, 약 5%는 알파-알부민(α-albumin)과 결합되어 있다.

구리의 역할은 첫째, 철분 흡수 과정에서 소장세포의 세포막을 통과하려면 3가의 철분형태가 되어야 하고 흡수된 철분이 체내 철분결합 단백질과 결합되기 위해서도 3가의 철분형태로 되어야 하는데, 구리가 주성분인 셀룰로플라스민 단백질은 2가의 철이온(Fe²⁺)을 3가(Fe³⁺)로 산화시키므로 구리는 철분의 흡수와 이동을 돕고 저장된 철분이 헤모글로빈 합성장소로 이동하는데 관여하므로 헤모글로빈의 합성을 돕는다.

둘째, 구리는 결합조직을 구성하는 콜라겐과 엘라스틴이 교차 결합하는데 작용하는 효소의 일부분이다. 따라서, 구리는 골격형성과 심장순환계의 결합조직을 정상으로 유지하는데 기여한다. 실제로 구리가 결핍된 실험동물에서 혈관을 튼튼하게 하는 콜라겐합성이 부족해 혈관이 파괴되는 경우가 관찰된다.

셋째, 구리는 매우 다양한 효소들의 구성성분으로 중요한 역할을 하는데 미토콘드리아 내 전자전달계의 마지막 단계에서 작용하는 효소인 시토크롬 산화효소의 일부분으로 작용하여 ATP의 형성에 기여한다. 또한 신경전달물질인 노르에피네프린과 도파민을 형성하는 효소의 보조인자로 작용한다. 이외에도 항산화효소인 SOD와 연결되어 세포의 산화적 손상을 방지하는 역할을 한다.

구리의 과잉증은 한번에 다량(10∼15mg이상)의 구리를 섭취할 경우 구토증 등 부작용이 나타난다. 따라서, 구리 결핍으로 인해 처방이 필요할 경우 소량으로 나누어 섭취하여야 한다. 구리의 결핍증상은 드문 편이나 모유가 아닌 우유를 먹는 영아나 조산아, 영양불량에서 회복되는 상태의 영유아나 환자들에게서 발생하기 쉽다. 환자의 경우는 장기 수술에서 회복되는 단계이거나 장기간 장관영양을 공급받는 환자, 또는 다량의 위산 제거제를 복용하는 경우에 구리의 흡수가 잘 되지 않거나, 구리함량 자체가 적어서 발생하기 쉽다. 이외에도 아연 섭취량이 매우 높은 경우 구리 결핍증이 발생할 수 있다. 구리 결핍증의 증세로는 심장질환, 성장장애, 빈혈증, 백혈구의 감소, 뼈의 손실 등을 들 수 있다.

한편, 무기형태의 금속은 대부분 독성을 띠므로 무기 형태로 투입하면 양돈, 양계, 축우에 여러 문제점이 발생할 수 있고, 체내 이용률이 떨어지기 때문에 세포내 이용이 용이한 형태인 유기형태로의 전환이 필요하다.

그러나, 기존 방법에 따라 화학적으로 합성된 유기 형태의 금속은 예컨대 아미노산과 금속이온의 킬레이팅된 제품은, 사료 또는 영양 보충제(보조사료)로 사용할 경우 화학합성시 발생하는 키랄 독성 문제점이 있고 내분비 효소 등에 대한 안정성(위산 또는 장내 안정성) 등을 보장할 수 없으며, 섭취 효율이 떨어진다.

또한, 무기형태의 금속을 미생물에 의해 유기태 금속으로 전환시키는 방법 또한 그 생산농도가 낮으며 또한 산업적 이용이 어렵다.

본 발명은 체내 섭취 시 유기태 금속을 화학합성한 경우 생기는 이성질체의 독성 및 무기금속의 독성을 감소시키기 위해, 또한 미생물 배양 시 생기는 무기 금속의 독성을 줄이기 위해, 부단히 연구한 결과, 화학적으로 제조된 유기형태의 금속(예, 금속 펩타이드)이 첨가된 배양액에서 바실러스 속 박테리아를 배양한 경우 유기형태의 금속이 안정성 및 안전성이 향상된 상태로 고농도 축적된 미생물이 생산되었으며, 상기 미생물에 축적되거나 또는 이로부터 분리되는 유기 금속의 항산화 효과 및 저독성, 영양 섭취의 용이성을 확인하였다.

따라서, 본 발명은 유기태 금속을 미생물 배양 배지에 첨가하여 바실러스 속의 박테리아와 같은 미생물을 배양함으로써, 동일 또는 변형된 유기태 금속이 세포 내에 고효율로 축적된 바실러스 속 박테리아를 대량생산 및/또는 농축시켜, 상기 미생물을 금속 공급원 미생물 제제로 사용하고자 한다.

본 발명은 유기태 금속을 배양 배지에 첨가하여 바실러스속 박테리아를 배양하는 단계를 포함하는, 세포내에 유기태 금속이 축적된 미생물의 제조 방법 및 상기 제조 방법에 의해 제조되고 세포내에 유기태 금속이 축적된 바실러스속 박테리아를 함유하는 금속 공급원용 미생물 제제를 제공한다.

이하 본 발명을 자세히 설명한다.

본 발명자는 우선 유기형태로 금속 농축이 가능한 미생물을 선발한 결과, 바실러스속 메가테리움종, 서브틸리스종, 코아굴란스종, 씨리우스종, 브레비스종, 리케니포미스종 박테리아가 유기 형태의 금속을 축적하고, 상기 유기 형태의 금속이 축적된 박테리아가 대량 생산가능하다는 것을 확인하였다.

유기태 금속은 간단한 화학 반응으로 합성가능하고(도 1 참조), 상기 합성된 유기태 금속을 과량으로 배양액에 첨가하여 미생물을 배양함으로써, 세포 성장에 필요한 양 이상의 과량의 무기 금속을 배양액에 첨가하여 배양하는 경우와 달리, 미생물에 대한 독성을 줄이면서 유기태 금속의 미생물 내 고농도 축적이 용이하였다(도 1, 2).

따라서, 본 발명은 유기 치환된 금속을 미생물 배양에 이용함으로써 미생물 내에서 금속의 이용도를 높이고 유기 치환된 금속이 균체 성장에 영향을 미치지 않기에 유기태 금속이 대량 축적된 미생물을 대량생산할 수 있다.

한편, 화학합성법으로 제조된 유기태 금속, 예컨대 아미노산 킬레이트된 금속은 L-form과 D-form이 1:1의 비율로 형성되고 이를 직접 체내 섭취하는 경우 이성질체에 의한 독성이 발생되나, 상기 화학합성된 유기태 금속(L-form과 D-form의 혼합물 형태)을 미생물 배양액에 첨가하면 예컨대 L-form만이 미생물에 의해 생체 이용되고 이러한 L-form만을 축적한 미생물 제제는 사람, 동물에게 독성이 없다.

바실러스속 메가테리움종, 서브틸리스종, 코아굴란스종, 씨리우스종, 브레비스종, 리케니포미스종 박테리아는 내성포자를 형성하는 균주로서 다량의 단백질 분해 효소를 생산하고 또한 다량의 금속이온을 유기형태로 축적하며 조단백질과 다당류를 생성하는 특징을 갖는 것으로서, 주로 미생물 사료첨가제로 사용되고 있는 균주이다.

또한, 상기 균주는 다양한 유사구조의 펩타이드를 생성하여 균주 속으로 들어온 금속이온을 안정한 유기형태로 전환시켜 세포 내에 축적하는 기능을 가지고 있다.

본 발명에서 유기태 금속의 합성에 사용될 수 있는 금속으로는 아연, 구리, 철, 셀레늄, 코발트, 마그네슘, 망간, 황 등이 있다.

본 발명에서 사용될 수 아미노산으로는 메싸이오닌, 라이신, 글라이신, 알라닌, 아르기닌, 아스파라긴, 아스파탐산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 히스티딘, 프롤린, 세린 등이 있다.

유기태 금속은 도 1, 2에 제시된 바와 같이 간단한 화학합성 방법에 의해 제조될 수 있으며, 당업계에 공지된 일반적인 방법에 의해 제조 가능하다.

배지에 첨가되는 유기태 금속은 아미노산에 킬레이팅 결합된 구조를 갖는 것이 바람직하다.

미생물 배양액 중 유기태 금속의 바람직한 사용량은 물 100중량부에 대하여 0.005중량부 내지 1중량부이다.

미생물 내 유기태 금속이 축적된 미생물의 생산 방법을 개략적으로 살펴보면, 다음과 같다.

회분식, 유가식 방법을 이용하여 물 100중량부에 0.5-5중량부의 전분, 포도당을 탄소원으로 하고 물 100중량부에 0.005-1중량부의 유기태 금속을 함유하는 배지에서 각기 해당 미생물을 생산한다. 배지에 첨가하였지만 세포 내에 축적되지 않은 유기태 금속 및 무기 금속은 세척을 통해 제거하는 것이 바람직하다. 세포 내에 흡수되어 유기형태의 금속이 축적된 미생물만을 분리하고, 연속적인 배양과 농축을 이용하여 금속이 축적된 미생물의 농도를 증가시키는 유가식 배양을 통해 미생물을 고농도로 배양한다(도 2).

이와 같이 생산된 유기 형태의 금속이 축적된 미생물을 당밀과 분말 옥수수 등의 담체 100 중량부에 0.1-1 중량부의 금속 농도로 희석하여 미생물 제제를 제조할 수 있다.

본 발명에 의하여 달성될 수 있는 유기태 금속의 세포내 축적 농도는 1,000 내지 10,000 ppm이다.

상기 미생물 제제는 유기태 금속을 1,000ppm이상으로 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 미생물 내에 유기물질과 안정성이 높은 결합형태인 공유결합의 형태로 축적된 금속은 독성이 낮다. 또, 바실러스 속의 박테리아를 이용하여 미생물 내에 유기형태로의 금속을 대량으로 생산하는 방법은 환경 친화적인 생물학적 방법이다.

한편, 본 발명의 미생물 제제는 약학조성물, 건강기능식품 또는 사료첨가제로 사용될 수 있다.

본 발명의 미생물 제제는 세포내에 유기태 금속이 축적된 바실러스속 박테리아를 유효성분으로 포함하고 약학적으로 허용되는 담체 또는 부형제를 함유하는 금속 공급원용 약학 조성물일 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은, 조성물 총 중량에 대하여 상기 바실러스속 박테리아를 0.5 ~ 50% 중량으로 포함한다.

본 발명의 화합물을 포함하는 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 바실러스속 박테리아의 사용량은 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으나, 일반적으로 0.01 내지 500mg/㎏의 양, 바람직하게는 0.1 내지 100mg/㎏의 양을 일일 1회 내지 수회로 나누어 투여할 수 있다.

본 발명의 바실러스속 박테리아는 독성 및 부작용은 거의 없으므로 예방 목적으로 장기간 복용시에도 안심하고 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 미생물 제제는 세포내에 유기태 금속이 축적된 바실러스속 박테리아를 유효 성분으로 함유하는 사료첨가제일 수 있다.

본 발명의 미생물제제는 상기 바실러스속 박테리아와 배양액을 부형제와 혼합하거나, 분사 건조 또는 동결 건조로 사료첨가제 또는 식품으로 제조될 수 있다.

이와 같이 제조된 첨가제나 식품은 바실러스속 박테리아를 0.5 내지 5g/ℓ, 바람직하게는 2 내지 4g/ℓ를 함유하며, 상기 첨가제는 사료에 0.1 내지 2 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 사료의 형태나 종류의 상관없이 발효 사료, 사일레지 사료, 가루형 사료, 펠렛형 사료 모두에 적용될 수 있다.

나아가, 본 발명의 미생물 제제는 세포내에 유기태 금속이 축적된 바실러스속 박테리아를 유효성분으로 하고, 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제를 포함하는 건강 기능 식품일 수 있다. 상기의 사료첨가제와 동일하게, 상기 바실러스속 박테리아를 0.5 내지 5g/ℓ, 바람직하게는 2 내지 4g/ℓ를 함유할 수 있다.

이하의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1: 유기태 금속의 제조

(1) 유기태 아연 제조

zinc sulfate 0.1 mol과 이온 교환수 100 ml를 반응기에 넣고 라이신 또는 메티오닌 0.1 mol을 93도로 가열하면서 10분에 걸쳐 천천히 첨가한 후 30분 후에 반응을 종결하였다. 아세톤을 첨가하여 침전시킨 후 침전된 유기태 아연을 건조 후 실험에 사용하였다.

(2) 유기태 구리 제조

300 ml의 이온교환수와 copper sulfate 1 mol을 반응기에 넣은 후 80 도에서 1mol의 lysine monohydrochloride를 10분에 걸쳐 첨가하고, 30분간 반응 후 반응을 종결하였다. 염산을 투여하여 pH를 3에서 4로 보정한 후 가열하고 냉각한 후 침전시켜 유기태 구리를 수득하고 이를 건조하여 실험에 사용하였다.

실시예 2: 유기태 금속이 축적된 바실러스속 박테리아 생산방법

균주로 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium) ATCC 10778을 ATCC에서 구입하여 사용하였고, LB 현탁배지를 이용 1일 배양한 것을 20% 글라이세롤을 첨가하여 1.5mL 바이알을 이용 -70℃에서 저장, 사용하였다.

사용한 배지의 조성은 다음과 같으며, 추가기질로 실시예 1에서 화학적 합성에 의해 생산한 구리 라이신 또는 아연 라이신, 글라이세롤 1%(wt/vol), 대두박 0.5%(wt/vol)씩을 사용하였다.

배지조성(리터당 효모 추출물 10.0g, 대두박 30.0g, 전분 10.0g, 인산칼륨 일염 3.0g, 황산암모늄 3.0g, 염화칼슘 2.0g, 황산마그네슘 1.0g, 금속 아미노 킬레이트 1.0g/L, pH 7.0±0.2).

12시간 동안 100㎖플라스크에 계대 배양한 종균을 고압 멸균한 2.5ℓ 발효기(Korea Fermentor Co., Korea)에 접종하여 2일 동안 다음과 같은 상태로 운전하였다; working volume : 1ℓ, 온도 : 37℃, pH : 6.0이상, agitation speed : 350-800rpm(용존산소량 30% 이상유지), aeration rate-1vvm. 또한, 아연라이신은 용존산소량의 변화를 보며 12,000ppm 농도로 주입하였다.

배양이 끝난 후 배양액은 농축 및 연속적으로 가수(가수량 전체 중량부의 500%)하며 0.2μ여과지를 이용하여 연속적으로 상등액의 무기 금속 및 아미노 킬레이트인 구리 또는 아연을 제거하였다. 무기형태의 구리 또는 아연의 제거의 확인은 AAS(Atomic Absorption Spectrometer)를 이용하였다. 무기 금속이 제거된 농축액은 당밀 또는 분말 옥수수에 100중량부에 0.1에서 10중량부 이상 흡착하여 진공건조기를 이용하여 수분함유 5% 미만으로 건조하였다.

<정량측정방법>

1.검액의 제조

1) 100mg의 구리-바실러스, 아연-바실러스를 정량하여 질산 10mL를 넣고 환류냉각기를 달아 60 ℃에서 환류하였다.

2) 가열을 중지하고 70%의 과염소산 2 mL를 넣어 다시 10분간 환류한 다음, 환류냉각기를 제거하고 질산을 휘산시켰다.

3) 물 1mL를 넣어 다시 과연소산의 연기가 날 때까지 가열하였다.

4) 다시 식힌 다음 2.5 N 염산 3mL 및 물 1mL를 넣고 하룻밤 방치하였다.

5) 묽은 질산을 25mL 넣고, 물 25 mL를 첨가하여 검액으로 하였다.

2. 표준액의 제조

- stock solution 의 제조 -

1) 1,000 mL의 용량플라스크에 zinc sulfate를 40 mg을 넣고, 묽은 질산 100 mL로 녹인 다음 서서히 가열하였다.

2) 물을 1,000 mL가 되도록 첨가한 후 혼합하였다.

3) 200 mL의 용량플라스크에 5mL의 위의 용액을 넣고 물을 첨가하여 200 mL가 되도록 하였다.(40배 희석 - 용액 1mL에 1 ㎍의 zinc sulfate가 포함되어 있음)

- standard solution 제조 -

1) stock solution을 질산 1% solution으로 적당량 첨가하여 0.1 - 1 ㎍/L의 standard solution을 만들어 AAS로 측정하였다.

구리의 경우도 위와 같은 절차로 측정하였다.

아연 농축 실험 결과(바실러스 메가테리움)는 표 2에 나타냈으며, 구리 농축 실험 결과(바실러스 메가테리움)는 표 3에 나타내었다.

실시예 3

바실러스 메가테리움 대신 표 4에 기재된 균주를 사용하는 것을 제외하고 실시예 2와 같이 유기태 금속이 축적된 바실러스속 박테리아 생산하였다. 각 균주별 금속 축적 농도는 표 4에 나타나 있다.

실시예 4: 유기 금속과 무기 금속 투여에 따른 바실러스에 미치는 영향

금속이 Bacillus 생장에 미치는 영향을 알아보기 위해, 실시예 2와 동일한 방법 및 배지 조성을 사용하고, 배지에 실시예 1에서 제조된 유기태 금속 (아연킬레이트 라이신)과 무기 금속(Zinc Nitrate)을 첨가하고 배양하면서 스펙트로포토미터를 이용하여 O.D.를 측정하였으며, 그 결과는 도 4에 도시하였다.

유기 금속인 아연킬레이트를 첨가하여 배양한 바실러스는 아무것도 첨가하지 않은 대조구와 비슷한 수준이나 더 좋은 성장을 보인 반면, 무기 금속인 Zinc Nitrate를 첨가하여 배양한 바실러스는 낮은 성장 곡선을 보였다.

실시예 5: Bacillus 생장 중 Zinc, Copper chelate 첨가시기에 따른 성장비교

사용 금속은 대조군으로 Cupric Sulfate pentahydrate, Zinc nitrate가 사용되었고, 실시예 1에서 제조된 아연-라이신 및 구리-라이신이 사용되어졌으며, 농도 200 ppm(금속기준)을 첨가하였고, 첨가 시기는 배양초기, 대수성장기 시작 부분, 중간 부분, 정지기에 첨가하는 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법 및 배지 조성을 사용하였다. 바실러스 생장 중 아연, 구리 킬레이트 첨가시기에 따른 성장비교를 표 5에 나타내었다.

표 5의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 무기금속에 비해 유기금속이 더 많은 양의 금속을 세포내에 축적시켰으며 대수성장기 초기에 금속이온을 넣어주는 것이 가장 효과가 크고, 바실러스 코아귤란스의 경우 구리를 축적하지 못했다. 본 실험을 통해 전반적으로 킬레이트된 금속을 배지에 첨가하는 것이 무기 금속을 첨가하는 것 보다 바실러스에 농축이 더 잘 됨을 알 수 있었다.

실시예 6: 자돈사료내 Zn-bacillus, Cu-bacillus 첨가 효과

사료회사에서 양돈 젖먹이용 사료를 구입한 후 실시예 2에서 생산한 Zn-bacillus, Cu-bacillus를 첨가하여 시험 사료를 제조하였다.

35일령된 3원 교잡종 (Yorkshire×Landrace×Duroc) 이유 자돈 15마리를 4처리군 3반복, 대조군 3반복으로 하여 4개의 대사 cage에 임의로 배치하였다. 직접 농장에서 사용하고 있는 사료(조단백 17 %, 대사에너지 2,730 kcal/kg, Ca 3.9 %)를 구입하여 대조구로 사용하고 처리에 따라 대조구 사료에 Zn-bacillus 100 ppm, 200 ppm, Cu-bacillus 100 ppm, 200 ppm를 각각 첨가하여 사료를 제조한 후 실험에 사용하였다.

시험에서 얻어진 자료는 SAS (1985)의 GLM procedure를 이용하여 Duncan's multiple range test (Duncan, 1955)로 처리 평균 간의 유의성 검정하였다. 증체량의 경우 초기체중을 공변량(covariate)으로 하여 공분산 분석(analysis of covariance)을 하였으며 주요항목들의 대비(contrast)를 통해 처리효과를 비교하였다.

사양시험에서 얻어진 처리별 증체량에 대한 결과는 표 6과 같다. 증체량의 경우 전 기간에 걸쳐 Cu-bacillus와 Zn-bacillus의 경우 모두 100 ppm에서 많이 향상되었으며 200 ppm이상에서는 오히려 줄어드는 경향을 보였다. 그러나 유의적인 차이는 보이지 않았다.

Data presented as least square means with initial body weight as covariate.

^cBasal vs other treatment(p<0.2)

^dBasal vs other treatment(p<0.06)

^eBasal vs other treatment(p<0.03)

본 발명은 먼저 화학적 합성에 의해 약간 불안정한 구조인 유기태 금속을 제조한 후 상기 화학적으로 합성된 유기태 금속을 바실러스속 박테리아의 배양에 적용함으로써, 키랄 선택 및 미생물 내에서 안전성과 안정성이 증가된 유기물과의 공유결합된 형태로 금속을 미생물 내에 축적시킬 수 있으며, 이러한 미생물을 고농도 대량생산할 수 있다.

도 1은 미생물 내 축적이 용이한 형태의 유기태 금속의 제조방법을 나타낸 것이고,

도 2는 유기태 금속을 화학적으로 제조하고, 상기 화학적으로 제조된 유기태 금속을 기질로 이용하여 안정성 및 안전성 높은 유기태 금속이 대량 축적된 미생물을 고농도로 배양하는 공정도이고,

도 3은 유기태 금속의 바실러스 내 축적 pathway를 나타낸 모식도이고,

도 4는 무기 금속과 유기태 금속의 바실러스의 성장에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.

Claims (9)

1. 유기태 금속을 배양 배지에 첨가하여 바실러스속 박테리아를 배양하는 단계를 포함하는, 세포내에 유기태 금속이 축적된 미생물의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 바실러스속 박테리아는 메가테리움종, 서브틸리스종, 코아굴란스종, 씨리우스종, 브레비스종, 또는 리케니포미스종인 것이 특징인 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 바실러스속 박테리아는 Bacillus megaterium ATCC 10778 인 것이 특징인 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 배양 배지에 첨가되는 유기태 금속 중 금속은 아연, 구리망간, 코발트, 철, 황, 셀레늄 및 마그네슘으로 구성된 군에서 선택된 것이고, 배양 배지에 첨가되는 유기태 금속은 메싸이오닌, 라이신, 글라이신, 알라닌, 아르기닌, 아스파라긴, 아스파탐산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 히스티딘, 프롤린, 세린으로 구성된 군에서 선택된 아미노산에 결합된 것이 특징인 제조 방법.
5. 제1항에 있어서, 배양 배지에 첨가되는 유기태 금속이 아미노산에 킬레이팅 결합된 구조인 것이 특징인 제조 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 미생물은 배양 배지에 첨가되는 유기태 금속을 변형시켜 세포내 축적한 것이 특징인 제조 방법.
7. 제1항에 있어서, 배지에 첨가하였지만 세포내에 축적되지 않은 유기태 금속을 제거하는 단계를 더 포함하는 것이 특징인 제조 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조되고 세포내에 유기태 금속이 축적된 바실러스속 박테리아를 함유하는 금속 공급원용 미생물 제제.
9. 제8항에 있어서, 유기태 금속은 1,000ppm이상으로 함유된 것이 특징인 미생물 제제.