KR20110076337A - 섬유소 분해 활성을 가지는 신균주 바실러스 리체니포르미스 cs48 및 그의 배양액 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 섬유소 분해 활성을 가지는 신균주 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis) CS48[수탁번호 : KCCM 11050P]에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 섬유소 분해 활성을 검정한 신균주 바실러스 리체니포르미스 CS48[수탁번호 : KCCM 11050P]과 그의 배양액에 관한 것이다.
섬유소, 바실러스 리체니포르미스,

Description

섬유소 분해 활성을 가지는 신균주 바실러스 리체니포르미스 CS48 및 그의 배양액{Cellulase-producing Bacillus licheniformis CS48 and its culture fluid}
본 발명은 섬유소 분해 활성을 가지는 신균주 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis) CS48[수탁번호 : KCCM 11050P]에 관한 것이다.
최근 우리나라에서는 웰빙문화에 대한 관심이 높아지면서 건강에 관련된 식품문화가 발전하고 있으며 이에 힘입어 버섯 소비량이 증가하여 버섯 생산량도 증가하게 되었다. 버섯 생산량이 증가함에 따라 버섯 재배 후 발생하는 폐배지 발생량도 증가되었으며 이로 인해 버섯농가에서는 폐배지 처리에 어려움을 겪고 있다. 버섯을 재배하는 데 사용되는 버섯 배지의 원료는 버섯 종류 및 재배방식에 따라 다양하지만 옥수수 대(corn cob, 옥공이), 볏짚, 톱밥 등의 주원료에 미강, 밀기울, 비트펄프, 건비지 등을 첨가한 것으로 버섯 배지 원료 대부분이 사료 원료로 이용되고 있는 것들이다.
배지원료의 20% 정도는 버섯 재배 과정에서 버섯에 의해 이용되고 80% 정도 는 폐배지에 잔존해 있기 때문에 버섯폐배지는 버섯농가에서는 폐기물에 불과하지라도 축산농가에서는 훌륭한 사료 자원이 될 수 있지만 다량의 섬유질을 포함하고 있어서 가축이 소화하기 어려운 점이 있다.
이에, 버섯 배지 또는 버섯 폐배지를 활용하기 위해서는 상기한 섬유소 등을 분해하여 소화가 용이하게 이루어지도록 할 필요가 있다.
본 발명은 말똥에서 분리한 신균주로서 섬유소 분해 활성을 가짐을 검정한 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis) CS48[수탁번호 : KCCM 11050P]를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 신균주 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis) CS48[수탁번호 : KCCM 11050P]의 배양액과 이를 제조하는 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 일례로서 본 발명은, 섬유소 분해 활성을 가지는 신균주 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis) CS48[수탁번호 : KCCM 11050P]를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 다른 일례로서 본 발명은, 상기 바실러스 리체 니포르미스 CS48[수탁번호 : KCCM 11050P]의 배양액을 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 다른 일례로서 본 발명은, 배양배지를 준비하는 단계; 상기 바실러스 리체니포르미스 CS48[수탁번호 : KCCM 11050P]를 배양하는 단계; 및, 상기 배양액을 수거하는 단계를 포함하여 이루어지는 배양액의 제조방법을 포함한다.
본 발명에 의하면, 섬유소 분해 활성을 가지는 신균주 바실러스 리체니포르미스 CS48[수탁번호 : KCCM 11050P]를 제공할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 상기 신균주 바실러스 리체니프로미스 CS48의 섬유소 분해 활성을 이용한 다양한 용도를 제공할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 도면에 의거하여 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예 및 도면에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 신균주의 분리 및 동정
2008년 1월 31일 진주산업대학교 내 농장의 마구간에서 말똥을 채취하고, 여기에 살균수 가하여 희석한 다음 1% 트립토판 블루(tryptopan blue)와 0.5% CMC가 포함된 LB(Luria-Bertani) 배지에 도말하고 38 ℃, 18 내지 24 시간동안 배양하여 단일 콜로니를 얻는 과정을 수차례 반복하여 순수 분리된 균주 CS48을 얻었다.
균주의 동정은 버지스 메뉴얼(Bergey's Mannual of Systematic Bacteriology)에 준하여 이루어졌으며, 균주의 생리 및 생화학적 특성을 파악하기 위하여 바이오로그 자동 식별 시스템(BIOLOG automatic identification system, BIOlog Inc. 미국)과 바실러스 식별 키트(Bacillus ID kit, Microgen Bioproduct Ltd., 영국)를 이용하여 당 발효/이용성을 조사하였으며, 균체의 지방산 분석 (MIDI microbial identification system, MIDI Inc. 미국)과 16S rDNA 염기서열 분석을 실시하였다.
상기 CS48은 내생포자를 형성하는 그램양성의 간균으로 크기는 2.5 X 1.2 ㎛, 배지상 콜로니의 형태는 도 1에 나타내었다.
또한 섬유소 분해효소인 셀룰라아제(CMCase)외에 상기 CS48이 분비하는 만나아제(mannanase), 프로테아제(protease), 아밀라아제(amylase) 및 자일라나아제(xylanase)의 활성은 클리어존 형성 여부(클리어존의 크기에 따라 +++, ++, + 및 -로 기록)로 확인하여 그 결과는 다음 표 1 에 나타내었으며, 배지 사진은 도 2 에 나타내었다. 상기 CS48는 혐기성 조건에서는 성장할 수 없고 호기성 조건에만 성장이 우수하였다.
또한 분리균주의 바실러스 식별 키트(Bacillus ID kit, Microgen Bioproduct Ltd., 영국)를 이용한 당 발효/이용성 결과는 도 3 에 나타낸 바와 같이, 상기 CS48은 아라비노스, 셀레비오스, 이노시톨, 만니톨, 만노스, 라피노스, 람노스, 살리신, 솔르비톨, 수크로스, 트레할로스, 자일로스, 아도니톨, 메틸-D-글루소사이 드, 이눌린, 멜리지토스(melizitose), ONPG, 니트레이트를 발효시키거나, 이를 이용하여 산을 생성하는 것으로 나타났으며, 갈락토스, 메틸-D-만노사이드, 인돌, 아르기닌, 시트레이트, 및 VP는 이용하지 않는 것으로 나타났다.
16S rDNA의 유전자 분석을 행한 결과는 도 4 및 서열번호 1에 나타내었다. 이를 근거로 대조 균주와 비교하여 %유사성(similarity)을 구한 결과, 상기 CS48은 바실러스(Bacillus) 속에 속하는 세균으로 판명되었으며 또한, 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis) 표준균주와 99%의 유사도를 나타내었고, 도 5에는 상기 CS48과 기존에 밝혀진 균주와의 상동성을 비교분석한 자료를 나타내었다. 도 4에 의하면 CS47의 16S rDNA 염기서열은 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis)의 16S rDNA 염기서열과 99%의 유사도를 나타내고 있다.
상기 CS48을 국제기탁기관인 한국미생물보존센터에 2009년 11월 05일자로 기탁하였으며, 수탁번호 KCCM 11050P를 부여받았다[도 6].
[표 1] 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis) CS48[수탁번호 : KCCM 11050P] CS48[수탁번호 : KCCM 11049P]의 섬유소 분해활성
CMCase mannanase protease amylase xylanase
대장균 - - - - -
CS48 ++ ++ +++ +++ ++
배양온도(℃) 38
배양시간(hrs) 19
실시예 2. 신균주가 포함된 배양액의 제조
(1) 종균의 액상 배양
PCB(Plate count broth)를 이용하여 38℃에서 14시간 배양한 액상 종균을 배 양한다.
(2) 농산가공부산물을 이용한 종균의 대량 배양
바실러스 리체니포르미스 S48[수탁번호 : KCCM 11050P]의 대량생산을 위해 대두박 및 미강을 이용한 대량 배양을 통하여 균주를 생산하였다.
대두박과 미강의 혼합비율은 8 : 2로 하며 이때 균주의 성장을 촉진하기 위하여 당밀을 건물의 2%수준에서 첨가하였다. 액상배양된 종균을 5% 수준에서 농산가공부산물을 이용한 고상배지에 접종하고, 38℃ 배양기에서 48시간 진탕 배양하여 배양액을 얻었다.
도 1은 본 발명의 신균주의 배지상 콜로니 모양을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 신균주의 섬유소 분해활성을 확인한 결과이다.
도 3은 바실러스 식별 키트를 이용한 본 발명의 신균주의 당 발효/이용성을 확인한 결과이다.
도 4는 본 발명의 신균주의 16S rDNA 염기서열을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 신균주의 16S rDNA 염기서열과 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis)의 16S rDNA 염기서열의 유사도 비교를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 신균주의 수탁증이다.
<110> Jinju National University Industry-Academia Cooperation Foundation <120> Cellulase-producing Bacillus licheniformis CS48 and its culture fluid <160> 1 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 1615 <212> DNA <213> Bacillus licheniformis CS48 <400> 1 ngccnnngat tgtatcgact cactataggg cgagctcggt acccgggcga attccaagct 60 tcggagagtt tgatcctggc tcaggacgaa cgctggcggc gtgcctaata catgcaagtc 120 gagcggacag atgggagctt gctccctgat gttagcggcg gacgggtgag taacacgtgg 180 gtaaccttcc tgtaagactg ggataactcc gggaaaccgg ggctaatacc ggatggttgt 240 ttgaaccgca tggttcaaac ataaaaggtg gcttcggcta ccacttacag atggacccgc 300 ggcgcattag ctagttggtg aggtaatggc tcaccaaggc aacgatgcgt agccgacctg 360 agagggtgat cggccacact gggactgaga cacggcccag actcctacgg gaggcagcag 420 tagggaatct tccgcaatgg acgaaagtct gacggagcaa cgccgcgtga gtgatgaagg 480 ttttcggatc gtaaagctct gttgtcaggg aagaacaagt accgttcgaa tagggcggta 540 ccttgacggt acctaaccag aaagccacgg ctaactacgt gccagcagcc gcggtaatac 600 gtaggtggca agcgttgtcc ggaattattg ggcgtaaagg gctcgcaggc ggtttnttaa 660 gtntgatgtg aaagcccccg gctcanccgg ggrrgggttc attggaaact ggggaacttg 720 agtgcagaag aggagagtgg aaattccacg tgtagcggtg aaatgcgtag agatgtggag 780 gaacaccagt ggcgaaggcg actctctggt ctgtaactga cgctgaggag cgaaagcgtg 840 gggagcgaac aggattagat accctggtag tccacgccgt aaacgatgag tgctaagtgt 900 tagggggttt ccgccccttt agtgctgcag ctaacgcatt angcactccg cctggggagt 960 acggtcgcaa gactgaaact caaaggaatt gacgggggcc cgcacaagcg gtggagcatg 1020 tggtttaatt cgaagcaacg cgaagaacct taccaggtct tgacatcctc tgacaatcct 1080 agagatagga cgtccccttc gggggcagag tgacaggtgg tgcatggttg tcgtcagctc 1140 gtgtcgtgag atgttgggtt aagtcccgca acgagcgcaa cccttgatct tagttgccag 1200 cattcagttg ggcactctaa ggtgactgcc ggtgacaaac cggaggaagg tggggatgac 1260 gtcaaatcat catgcccctt atgacctggg ctacacacgt gctacaatgg acagaacaaa 1320 gggcagcgaa accgcgaggt taagccaatc ccacaaatct gttctcagtt cggatcgcag 1380 tctgcaactc gactgcgtga agctggaatc gctagtaatc gcggatcagc atgccgcggt 1440 gaatacgttc ccgggccttg tacacaccgc ccgtcacacc acgagagttt gtaacacccg 1500 aagtcggtga ggtaaccttt taggagccag ccgccgaagg tgggacagat gattggggtg 1560 aagtcgtaac aaggtagccg taagatctgg atcccctcag agtcgactgc aggct 1615

Claims (3)

  1. 섬유소 분해 활성을 가지는 신균주 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis) CS48[수탁번호 : KCCM 11050P],
  2. 청구항 1의 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis) CS48[수탁번호 : KCCM 11050P]의 배양액.
  3. 배양배지를 준비하는 단계;
    청구항 1의 바바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis) CS48[수탁번호 : KCCM 11050P]를 배양하는 단계; 및,
    상기 배양액을 수거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배양액의 제조방법.
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