KR20130013197A - 피토알렉신 생산 방법 및 그에 의해 생산된 피토알렉신 - Google Patents

피토알렉신 생산 방법 및 그에 의해 생산된 피토알렉신 Download PDF

Info

Publication number
KR20130013197A
KR20130013197A KR1020110074700A KR20110074700A KR20130013197A KR 20130013197 A KR20130013197 A KR 20130013197A KR 1020110074700 A KR1020110074700 A KR 1020110074700A KR 20110074700 A KR20110074700 A KR 20110074700A KR 20130013197 A KR20130013197 A KR 20130013197A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phytoalexin
seeds
production method
seed
germination
Prior art date
Application number
KR1020110074700A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101841620B1 (ko
Inventor
전희영
서대방
조시영
이상준
Original Assignee
(주)아모레퍼시픽
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)아모레퍼시픽 filed Critical (주)아모레퍼시픽
Priority to KR1020110074700A priority Critical patent/KR101841620B1/ko
Publication of KR20130013197A publication Critical patent/KR20130013197A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101841620B1 publication Critical patent/KR101841620B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/02—Oxygen as only ring hetero atoms
    • C12P17/06—Oxygen as only ring hetero atoms containing a six-membered hetero ring, e.g. fluorescein
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/18—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms containing at least two hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system, e.g. rifamycin
    • C12P17/181—Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring heteroatoms in the condensed system, e.g. Salinomycin, Septamycin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/22—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group aromatic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

본 발명은 종자를 발아시키는 발아 공정; 및 종자를 발효시키는 발효 공정을 포함하며, 상기 종자는 콩을 포함하지 않는 피토알렉신 생산 방법을 개시한다. 또한 본 발명은 피토알렉신 생산 방법으로서, 종자를 발아시키는 발아 공정; 및 종자를 발효시키는 발효 공정을 포함하며, 상기 피토알렉신은 쿠메스트롤을 포함하지 않는 피토알렉신 생산 방법을 개시한다.

Description

피토알렉신 생산 방법 및 그에 의해 생산된 피토알렉신{Method for Producing Phytoalexin and Phytoalexin Produced by the Same Method}
본 발명은 피토알렉신 생산 방법 및 그에 의해 생산된 피토알렉신에 관한 것이다.
피토알렉신(phytoalexin)은 식물이 불리한 환경에 처했을 때 방어 기작의 일환으로 식물이 스스로 합성하는 화합물이다. 예를 들어 식물이 병원성 미생물에 감염되거나, 살균제, 항생제 또는 금속 이온 등의 외부 물질에 노출되거나, 식물 조직에 물리적 손상이 발생하는 경우 식물 내에서 피토알렉신이 생합성된다. 호르몬에 의해 피토알렉신의 생합성이 조절되며, 대부분 페닐알라닌(phenylalanine)으로부터 생합성된다.
피토알렉신의 대표적인 예로는 글리세오린(glyceollin), 쿠메스트롤(coumestrol), 레즈베라트롤(resveratrol) 또는 테로스틸벤(pterostilbene) 등을 들 수 있다. 그 중 글리세오린은 자궁암 또는 유방암을 예로 들 수 있는 암을 예방 및 억제 하는 효과가 있다고 알려져 있다. 쿠메스트롤은 에스트로겐 활성 효과가 있다고 알려져 있는 이소플라본(isoflavone)보다 에스트로겐 활성이 30 내지 100배 이상 높아, 자궁암, 골수암, 유방암 또는 뇌암과 같은 암이나 갱년기 증상 등을 완화시킬 수 있다고 알려져 있다. 레즈베라트롤(resveratrol) 및 테로스틸벤(pterostilbene)은 강력한 항암 및 항산화 작용을 하며 혈청 콜레스테롤을 낮춰 주는 역할을 한다고 알려져 있다.
피토알렉신은 식물체 내에 극미량으로 존재하기 때문에 천연 식물로부터 추출하는 경우 매우 적은 양의 피토알렉신만을 수득할 수 밖에 없다. 한편 피토알렉신을 화학적으로 합성하는 방법이 보고된 바 있으나 이는 천연에서 수득한 피토알렉신에 비해 생체 친화성 및 안전성이 낮아 바람직하지 않다. 또한 아미노산 등을 식물에 적용하여 피토알렉신의 합성량을 증대시키는 방법 등이 보고된 바 있으나 이는 그 수율이 높지 않다는 단점이 있다. 따라서 우수한 천연 피토알렉신을 높은 수율로 생산하는 방법이 필요한 실정이다.
한국출원공개 제10-1998-0702014호(1998.07.15. 공개) 명세서 한국출원공개 제10-2001-0079883호(2001.08.22. 공개) 명세서
본 발명은 피토알렉신 생산 방법 및 그에 의해 생산된 피토알렉신을 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면은 종자를 발아시키는 발아 공정; 및 종자를 발효시키는 발효 공정을 포함하며, 상기 종자는 콩을 포함하지 않는 피토알렉신(phytoalexin) 생산 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 일측면은 피토알렉신(phytoalexin) 생산 방법으로서, 종자를 발아시키는 발아 공정; 및 종자를 발효시키는 발효 공정을 포함하며, 상기 피토알렉신은 쿠메스트롤(coumestrol)을 포함하지 않는 피토알렉신 생산 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 일측면은 상기 방법에 의해 생산된 피토알렉신을 제공한다.
본 발명에 따른 피토알렉신 생산 방법은 종자 내 피토알렉신의 함량을 높이므로 다량의 천연 피토알렉신을 높은 수율로 얻을 수 있게 한다. 이렇게 생산한 피토알렉신은 약학, 식품 또는 화장품을 예로 들 수 있는 다양한 분야에 활용 가능하다.
본 명세서에서, "종자 식물"은 암술의 밑씨가 수술의 꽃가루를 받아 종자를 만드는 식물을 의미하며, 겉씨 식물과 속씨 식물을 모두 포함하는 개념이다. 본 명세서에서, "종자"는 종자 식물에서 수정된 밑씨가 발달 및 성숙한 식물 기관을 의미하며, 씨 또는 씨앗이라고 표현될 수도 있다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 일측면은 종자를 발아시키는 발아 공정; 및 종자를 발효시키는 발효 공정을 포함하며, 상기 종자는 콩을 포함하지 않는 피토알렉신(phytoalexin) 생산 방법을 제공한다. 상기에서 피토알렉신은 피토알렉신으로 분류될 수 있는 화합물을 모두 포함하며, 구체적으로 글리세오린(glyceollin), 쿠메스트롤(coumestrol), 레즈베라트롤(resveratrol), 테로스틸벤(pterostilbene)을 예로 들 수 있는 스틸베노이드(stilbenoid), 리그닌(lignin), 쿠마린(coumarin), 플라보노이드(flavonoid), 피사틴(pisatin), 파세올린(phaseollin), 리시틴(rishitin), 오르키놀(orchinol) 및 이포메아마론(ipomeamarone)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기에서 종자는 피토알렉신을 합성하는 종자 식물의 종자라면 특별한 제한없이 사용 가능하나, 콩은 제외한다. 상기에서 콩이라 함은 대두(글라이신 맥스, Glycine max)를 의미하는 것으로, 이에 속하는 다양한 품종을 포함한다. 구체적으로, 종자는 곡물류의 종자, 과일의 씨앗 또는 채소의 씨앗을 포함한다. 곡물류는 백미, 현미, 흑미, 보리, 밀, 피, 수수, 율무, 옥수수 또는 깨를 포함하고, 과일은 오디, 포도, 블루베리, 라스베리 또는 크렌베리를 포함하며, 채소는 호박, 브로콜리 또는 양배추를 포함한다. 본 발명의 또 다른 일측면에서, 종자는 해바라기씨, 거승자, 의이인 또는 나복자를 포함한다.
본 발명의 일측면은 피토알렉신(phytoalexin) 생산 방법으로서, 종자를 발아시키는 발아 공정; 및 종자를 발효시키는 발효 공정을 포함하며, 상기 피토알렉신은 쿠메스트롤(coumestrol)을 포함하지 않는 피토알렉신 생산 방법을 제공한다. 상기에서 피토알렉신은 피토알렉신으로 분류될 수 있는 화합물을 모두 포함하나, 쿠메스트롤은 제외한다. 구체적으로 상기 피토알렉신은 글리세오린, 레즈베라트롤, 테로스틸벤을 예로 들 수 있는 스틸베노이드, 리그닌, 쿠마린, 플라보노이드, 피사틴, 파세올린, 리시틴, 오르키놀 및 이포메아마론으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한 상기에서 종자는 피토알렉신을 합성하는 종자 식물의 종자라면 특별한 제한없이 사용 가능하다. 구체적으로, 종자는 콩속 식물로 구체화될 수 있는 콩과 식물, 곡물류의 종자, 과일의 씨앗 또는 채소의 씨앗을 포함한다. 콩과 식물은 땅콩, 신화콩, 소원콩, 안평(安平)콩, 서남(西南)콩, 다채(多彩)콩, 소록(小綠)콩, 소호(小湖)콩, 소명(疏明)콩, 다원(多元)콩, 풍산(豊産)나물콩, 익산(益山)나물콩, 소백(小白)나물콩, 광안(光安)콩, 단엽(短葉)콩 또는 은하(銀河)콩을 포함하며, 곡물류는 백미, 현미, 흑미, 보리, 밀, 피, 수수, 율무, 옥수수 또는 깨를 포함하고, 과일은 오디, 포도, 블루베리, 라스베리 또는 크렌베리를 포함하며, 채소는 호박, 브로콜리 또는 양배추를 포함한다. 본 발명의 또 다른 일측면에서, 종자는 해바라기씨, 거승자, 의이인 또는 나복자를 포함한다.
본 발명의 일측면에 따른 피토알렉신 생산 방법은 종자를 발아시키는 발아 공정을 포함한다. 상기 발아 공정은 종자의 적어도 일부를 산소 또는 공기와 접촉시켜 진행될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 피토알렉신 생산 방법은 종자를 발효시키는 발효 공정을 포함한다. 피토알렉신은 식물 종자의 발아 과정 중 종자의 보호막인 종피가 벗겨질 때 그 생합성량이 증가한다. 이때 종자에 미생물을 접촉시키면 미생물이 피토알렉신 합성 유도 인자(elicitor)로 작용하여 종자 내 피토알렉신의 생합성량을 증진시킬 수 있다. 본 발명의 일측면에서, 종자의 적어도 일부를 미생물과 접촉시켜 진행되는 발효 공정을 통해 종자의 피토알렉신 함량을 높일 수 있다. 본 발명의 다른 일측면에서, 상기 발효 공정은 종자에 미생물을 1 내지 10회, 구체적으로 1 내지 5회, 더 구체적으로는 1 내지 3회 접종시켜 진행될 수 있다. 이러한 과정을 통해 미생물이 종자에 보다 잘 접촉될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 피토알렉신 생산 방법에서, 상기 발아 공정과 발효 공정이 동시에 또는 순차적으로 진행될 수 있다.
본 발명의 일측면에서, 발아 공정과 발효 공정이 동시에 진행되는 경우 종자를 미생물과 접촉시킨 상태에서 산소 또는 공기와 접촉시키는 방법으로 진행될 수 있다. 구체적으로, 종자를 미생물이 포함된 배지에 침지시킨 상태에서 산소 또는 공기와 접촉시킴으로써 발아 공정과 발효 공정이 동시에 진행될 수 있다.
본 발명의 일측면에서, 발아 중인 종자와 발효를 위한 미생물을 지속적으로 접촉시키기 위해, 발아 중인 종자에 미생물이 포함된 미생물 액을 일정한 시간 간격으로 두고 반복적으로 수주하는 공정을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 일측면에서, 1 내지 4시간 미만의 간격으로 3 내지 15분씩 종자에 미생물 액을 수주할 수 있다.
본 발명의 일측면에서, 발아 및 발효 공정 중 하나 이상의 공정은 반응기에서 실시될 수 있다. 상기 반응기는 종자가 발아하는 배양기와 발효기가 별도로 분리되어 있는 장치일 수 있으며, 배양기와 발효기가 위 아래로 구분된 하나의 장치일 수도 있다. 본 발명의 또 다른 일측면에서, 발아 및 발효 공정 중 하나 이상의 공정이 실시되는 반응기는 일반 콩나물 재배기 또는 발아 배양기를 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 일측면에서, 바람직하게 반응기는 미생물 액이 재사용될 수 있도록 하는 회수 시스템을 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에서, 미생물은 피토알렉신 생산 유도 인자(elicitor)로 작용할 수 있는 미생물이라면, 제한 없이 적용 가능하다. 본 발명의 다른 일측면에서, 미생물은 진균, 효모 또는 유산균일 수 있으며, 구체적으로 진균은 아스퍼질러스(Aspergillus), 리조프스(Rhizopus), 지고린쿠스(Zygorhynchus), 페니실리움(Penicillium) 또는 모나스커스(Monascus ) 속의 미생물일 수 있다. 더 구체적으로, 미생물은 아스퍼질러스 니거(Aspergillus niger), 아스퍼질러스 소재(Aspergillus sojae), 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae), 리조프스 올리고스포루스(Rhizopus oligosporus) 및 비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 상기 열거된 미생물들은 종자의 피토알렉신의 생산량을 높이는데 적합하다.
본 발명의 일측면에서, 미생물 포자의 서스펜션 용액을 종자의 떡잎 표면에 도포함으로써 종자에 미생물을 접촉시킬 수 있다. 본 발명의 다른 일측면에서, 미생물, 구체적으로 파우더 형태의 미생물을 종자가 포함된 배지, 구체적으로 액상형의 배지에 가함으로써 미생물을 종자에 접촉시킬 수 있다. 본 발명의 또 다른 일측면에서, 배지 중량을 기준으로 0.05 내지 2 중량%, 구체적으로는 0.75 내지 2 중량%, 더 구체적으로는 1.0 내지 2.0 중량%의 미생물을 접촉시킬 수 있다.
본 발명의 일측면에서, 발아 공정 및 발효 공정 중 하나 이상의 공정의 조건은 발아 및 발효가 지속적으로 이루어질 수 있는 조건이라면 특별히 제한되지 않는다. 발아 또는 발효 공정 조건의 예시는 다음과 같다.
본 발명의 일측면에서, 발아 공정 및 발효 공정 중 하나 이상의 공정은 반응기 부피 대비 20 내지 80 부피%, 구체적으로 40 내지 60 부피%, 더 구체적으로는 45 내지 55 부피%의 배지를 포함하는 반응기 내에서 진행될 수 있다.
본 발명의 일측면에서, 배지는 발아 및 발효가 원활히 이루어질 수 있는 배지라면 특별히 제한되지 않으며, 구체적으로 액체 영양 배지, 더 구체적으로 PDB 배지(potato dextrose broth)를 예로 들 수 있다. 본 발명의 다른 일측면에서, 배지는 배지 전체 중량 대비 0.001 내지 10 중량%, 구체적으로는 0.1 내지 5 중량%, 더 구체적으로는 0.5 내지 2 중량%의 당(糖)류를 포함할 수 있다. 이 때 당류는 일반적인 단당류, 이당류 또는 다당류를 모두 포함하며, 수크로오스(sucrose) 또는 글루코오스(glucose)를 예로 들 수 있다.
본 발명의 일측면에서, 상기 공정은 반응기 부피 대비 1 내지 50 부피%, 구체적으로 5 내지 20 부피%, 더 구체적으로 6 내지 12 부피%의 종자를 반응기에 접종하여 진행될 수 있다. 이 때 공정을 거치는 전체 종자 중 적어도 일부의 종자는 배지에 침수되도록 하고 일부는 배지에 침수되지 않도록 할 수 있다. 종자가 완전히 외부로 노출된 상태에서는 급수 과정에서 종자를 발효시키기 위해 접촉시킨 미생물이 씻겨 나갈 우려가 크고, 반대로 완전히 침수된 상태에서는 발아시킨 종자가 부패될 수 있기 때문이다.
본 발명의 일측면에서, 상기 공정은 산소 또는 공기를 최대로 공급하면서 진행될 수 있다. 예를 들어 5000ml 반응기에서 공정이 진행되는 경우 2,500vvm/m, 3L 반응기에서 공정이 진행되는 경우 15,000vvm/m으로 산소 또는 공기를 공급할 수 있다. 이와 같이 충분한 산소 또는 공기를 공급함으로써 발아가 원활하게 이루어질 수 있다.
본 발명의 일측면에서, 상기 공정은 20 내지 35℃, 구체적으로는 20 내지 30℃의 온도에서 진행될 수 있다. 본 발명의 다른 일측면에서, 상기 공정은 차광 조건 하에서 진행될 수 있다. 본 발명의 또 다른 일측면에서, 상기 공정은 2 내지 10일간 진행될 수 있다. 예를 들어, 발아 공정이 2일간 진행된 후, 발아 공정 및 발효 공정이 동시에 6 내지 8일간 진행될 수 있다.
상기와 같은 조건의 발아 공정 및 발효 공정을 통해 종자 내 피토알렉신 함량이 효과적으로 증진될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 피토알렉신 생산 방법은 발아 공정 이전에, 종자를 멸균수, 에탄올 및 차아염소산 나트륨(sodium hypochlorite) 중 하나 이상, 바람직하게는 멸균수로 세척하는 살균 공정을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따른 피토알렉신 생산 방법은 발아 공정 및 발효 공정 이후, 발아 및 발효시킨 종자에서 피토알렉신을 추출하는 추출 단계를 더 포함할 수 있다. 상기에서 추출은 당업계에 통상적인 방법으로 이루어질 수 있으며, 구체적으로 유기 용매, 더 구체적으로 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, n-프로필알코올, n-부탄올 및 이소부탄올로 구성된 군으로부터 선택되는 C1~C5의 저급 알코올 추출법으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일측면은 상기 피토알렉신 생산 방법에 의해 생산된 피토알렉신을 제공한다. 상기 피토알렉신은 약학, 식품 또는 화장품 분야에서 다양하게 활용될 수 있다. 본 발명의 다른 일측면은 상기 피토알렉신을 유효 성분으로 포함하는 약학, 식품 또는 화장품 조성물을 제공한다.
이하, 실험예를 들어 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 아래 실험예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 예시의 목적으로만 제공된 것일 뿐 본 발명의 범주 및 범위가 그에 의해 제한되는 것은 아니다.
[실험예 1 내지 6] 종자의 발아 및 발효 실험
본 실험에 사용된 종자는 땅콩(Arachis hypogaea L.)이었다. 상기 땅콩을 발아시킨 후 미생물을 접촉시키고 피토알렉신 중 하나인 레즈베라트롤(resveratrol)의 생산 증대가 유도되는지를 평가하였다. 실험에 사용된 미생물 균주는 진균류에 속하는 리조프스 올리고스포루스(Rhizopus oligosporus, ATCC 22959), 아스퍼질러스 소재(Aspergillus sojae KCCM, 한국 미생물 보존 센터로부터 입수, 분류번호: 60354)(non-toxic, food grade) 및 유산균에 속하는 비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis KCCM, 한국 미생물 보존 센터로부터 입수, 분류번호: 11207)였다. 구체적인 실험 조건은 아래와 같다.
<발아 조건>
온도는 30℃, 습도는 55%로 고정하여 항온 항습기에서 배양하였고, 3 개군 2회 반복 실험을 실시하였으며, 광량은 암실 조건으로 설정하였다. 수주는 타이머를 통해 4시간 간격으로 3분 동안 자동으로 진행되었으며, 발아 용기는 바닥이 망으로 이루어져 물이 밑으로 빠지게 디자인된 자동 수주 장치를 이용하였다.
<미생물 균주의 준비>
1. 진균(Rhizopus oligosporus 및 Aspergillus sojae)의 준비
평판 배지(Potato dextrose agar, DifcoTM, BD Diagnostics, Sparks, MD, USA)에 균주를 접종시킨 후 2주 동안 37℃에서 배양하여 포자를 충분히 형성하도록 하였다. 멸균된 스패튤라(spatular)를 이용하여 포자를 덜어내어 물에 고르게 분산시켰다. 그런 다음, 헤모사이토미터(hemocytometer)를 이용하여 농도를 확인한 후 106 개/ml 가 되도록 희석하여 포자 서스펜션(suspension)을 준비하였다.
2. 유산균(Bifidobacterium infantis)의 준비
멸균된 액체 배지(Reinforced clostridial medium, Oxoid LTD., Hampshire, 영국)에 균을 접종하고 질소 충전 및 밀봉한 후, 37℃에서 1주일간 배양시켜 균주 배양액을 준비하였다.
<발아 및 미생물 처리>
각 실험예 별 발아 및 미생물의 처리 조건은 아래 표와 같다.
번호 처리 조건
실험예 1 자동 수주 장치에서 미생물 접종 없이 8일 동안 발아시켰다.
실험예 2 자동수주장치에서 2일 동안 발아된 땅콩의 싹 부위에 포자 서스펜션을 각각 100 ㎕씩 접종하고, 4시간 후에 한번 더 접종하였다. 리조프스 올리고스포루스(Rhizopus oligosporus) 접종 후 2, 4, 6일 동안 자동수주장치에서 추가로 발아시켰다.
실험예 3 1 ml의 액체 배지 (Potato dextrose broth, DifcoTM, BD Diagnostics, Sparks, MD, USA)가 담긴 유리병(Ø30 mm x h75 mm)에 100 ㎕의 포자 서스펜션(106 개/ml, 리조프스 올리고스포루스)과 표면 살균된 땅콩 4개 씩을 같이 넣고, 30℃에서 2, 4, 6일 동안 추가로 발아시켰다.
실험예 4 발아시킨 땅콩을 아스퍼질러스 소재(Aspergillus sojae)와 함께 배양한 것을 제외하고는 실험예 3과 실질적으로 동일한 조건으로 실험을 진행하였다.
실험예 5 발아시킨 땅콩을 비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis)와 함께 배양한 것을 제외하고는, 실험예 3과 실질적으로 동일한 조건으로 실험을 진행하였다.
실험예 6 5 ml의 액체 배지 (Potato dextrose broth, DifcoTM, BD Diagnostics, Sparks, MD, USA)가 담긴 유리병(Ø30 mm x h75 mm)에 표면 살균된 땅콩 4개를 완전히 침지시키고 100 ㎕의 포자 서스펜션(106 개/ml)을 넣은 다음, 30℃에서 2, 4, 6일 동안 추가로 발아시켰다.
<레즈베라트롤 함량 분석>
발아된 땅콩 배양액에 최종 농도가 80%가 되도록 에탄올을 첨가하여 균질화한 후 레즈베라트롤을 추출하여 분석하였다.
- 컬럼: TOSOH TSK-GEL RP18 5 ㎛ (4.6 x 250 mm)
- 컬럼 온도: 27℃
- 검출기: UV PDA 검출기(detector)
- 용매: H2O, 메탄올 및 2% 포름산(HCOOH)(in H2O gradient)
<실험 결과>
[실험예 1]
실험예 1은 발아만 진행된 경우로서, 극히 소량의 레즈베라트롤만을 함유하는 것으로 나타났다.
[실험예 2]
실험예 2는 발아 및 미생물 접종이 모두 수행된 경우이며, 발아만 진행된 실험예 1에 비해 레즈베라트롤의 생산량이 상대적으로 증가되었음을 알 수 있다.
다만 균주를 싹의 표면에 접종하여, 접종된 균주가 유도 인자(elicitor)로서 효과적으로 작용하지 못하였다. 이는 4시간 간격의 수주에 의해 접종된 미생물이 제대로 생장하지 못하고 대부분 씻겨 제거되었기 때문인 것으로 판단된다. 실제로 8일 동안 자란 발아 종자 주변에서 균주의 생장은 관찰되지 않았다.
이를 통해, 미생물이 땅콩에 효율적인 레즈베라트롤 생산 유도 인자(elicitor)로서의 역할을 수행할 수 있음을 확인하였다. 또한 땅콩의 생육에 필요한 수분이 적절히 공급되도록 하는 것이 중요하다는 점을 확인하였다.
[실험예 3]
2일 동안 발아시킨 땅콩을 리조프스 올리고스포루스(Rhizopus oligosporus)와 함께 배양하였을 때, 월등히 레즈베라트롤이 증가됨을 확인하였다. 이는 미생물을 접종시키지 않고 자동수주장치에서 키웠던 실험예 1의 결과와 비교할 때 매우 증가한 수치이다. 상기 결과를 통해 리조프스 올리고스포루스(Rhizopus oligosporus) 접종이 땅콩의 레즈베라트롤 생산을 유도함을 확인할 수 있었다.
[실험예 4]
2일 동안 발아시킨 땅콩을 아스퍼질러스 소재(A. sojae)와 함께 배양하였을 때, 실험예 1에 비해 월등히 레즈베라트롤 생산을 증가시켰으나, 리조프스 올리고스포루스(Rhizopus oligosporus)에 비해서는 그 효과가 다소 낮은 것으로 나타났다. 이를 통해 균주의 종류에 따라 종자의 레즈베라트롤 생산에 차이가 있음을 알 수 있었다.
[실험예 5]
유산균의 일종인 비피도박테리움 인판티스(B. infantis)와 땅콩을 4일 동안 함께 배양하였을 때에도 레즈베라트롤 생산이 증가함을 확인할 수 있었다.
[실험예 6]
본 실험 조건에서는 땅콩이 배지에 완전히 침지되어 원활한 발아가 일어나지 못하였다. 더욱이, 처리한 미생물에 의해 부패가 진행되었으며, 레즈베라트롤은 전혀 검출되지 않았다.
[실험예 7] 적합한 대량 생산 조건
1. 방법
자동 발아 장치를 이용하여 여러 조건을 달리하며 레즈베라트롤을 생산하였다. 먼저 모든 기구를 미생물 접종 전에 70% 에탄올로 세척하여 준비하였다. 121℃ 고압 멸균기로 멸균하여 준비하였다. 종자로서 땅콩을 멸균수, 에탄올 및 차아염소산 나트륨(sodium hypochlirite) 중 하나 이상으로 2회 세척 살균하였다. 각각 1% 수크로오스(sucrose) 및 1% 글루코오스(glucose) 중 하나 이상을 포함하는 배지를 반응기 부피 대비 20 내지 80 부피%의 양으로 준비하였다. 땅콩은 발아 배양판에 2겹으로 균일하게 깔릴 정도로 골고루 펴서 접종하였으며, 배양기는 온도 20 내지 30℃, 각각 빛 또는 차광 조건 아래 땅콩을 발아시켰다.
발아 2일차에 땅콩에 싹이 트기 시작하면 배지 전체 중량 대비 0 내지 1.25 중량%의 리조프스 올리고스포루스(Rhizopus oligosporus) 균주를 배지에 넣고 8일 차까지 배양하였다.
이후 배양한 땅콩과 배지의 레즈베라트롤을 추출하여 함량 분석하였으며, 그 분석 방법은 상기 실험예 1 내지 6과 같다.
2. 결과
(1) 배지 첨가물에 따른 결과
각각 1% 수크로오스(sucrose) 및 1% 글루코오스(glucose) 중 하나 이상을 첨가한 경우 모두 무처리군에 비해 많은 레즈베라트롤을 생산할 수 있었으며, 특히 1% 수크로오스를 첨가하는 경우 가장 많은 레즈베라트롤을 생산할 수 있었다. 이는 상기 첨가물들이 균 성장을 균일화하여 미생물이 유도 인자로서 일정하게 작용할 수 있도록 하기 때문으로 여겨진다.
(3) 균주 처리 농도에 따른 결과
유도 인자(elicitor)로 작용하는 미생물 균주의 처리 농도가 일정 이상인 경우 그 처리 농도가 높아질수록 더 많은 레즈베라트롤 생산이 가능하였다. 특히, 미생물 균주 처리 농도가 1.25 중량%인 경우 무처리군에 비해 매우 높은 레즈베라트롤 생산을 나타내었다. 한편, 미생물 균주를 2 중량% 이상 처리하는 경우 발아가 진행되지 않고 발효만이 진행되어 2 중량% 이하의 농도로 미생물 균주를 처리하는 것이 적절함을 확인할 수 있었다.
이상의 결과로부터, 종자를 발아시키고 또한 미생물을 이용하여 상기 종자를 발효시킴으로써 그에 포함된 피토알렉신의 함량을 높일 수 있음을 확인할 수 있다.

Claims (17)

  1. 종자를 발아시키는 발아 공정; 및
    종자를 발효시키는 발효 공정을 포함하며,
    상기 종자는 콩(Glycine max)을 포함하지 않는 피토알렉신(phytoalexin) 생산 방법.
  2. 피토알렉신(phytoalexin) 생산 방법으로서,
    종자를 발아시키는 발아 공정; 및
    종자를 발효시키는 발효 공정을 포함하며,
    상기 피토알렉신은 쿠메스트롤(coumestrol)을 포함하지 않는 피토알렉신 생산 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    발아 공정은 종자의 적어도 일부를 산소 또는 공기와 접촉시켜 진행되고,
    발효 공정은 종자의 적어도 일부를 미생물과 접촉시켜 진행되는 피토알렉신 생산 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    발아 공정과 발효 공정이 동시에 또는 순차적으로 진행되는 피토알렉신 생산 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    발아 공정과 발효 공정이 동시에 진행되는 방법은 종자를 산소 또는 공기와 접촉시킨 상태에서 미생물과 접촉시켜 진행되는 피토알렉신 생산 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    발아 공정과 발효 공정이 동시에 진행되는 방법은 발아 중인 종자에 미생물 액을 수주하여 진행되는 피토알렉신 생산 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    미생물은 진균, 효모 또는 유산균을 포함하는 피토알렉신 생산 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    진균은 아스퍼질러스(Aspergillus), 리조프스 (Rhizopus), 지고린쿠스(Zygorhynchus), 페니실리움(Penicillium) 또는 모나스커스(Monascus ) 속 균을 포함하는 피토알렉신 생산 방법.
  9. 제 3 항에 있어서,
    미생물은 아스퍼질러스 니거(Aspergillus niger), 아스퍼질러스 소재(Aspergillus sojae), 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae), 리조프스 올리고스포루스(Rhizopus oligosporus) 및 비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 피토알렉신 생산 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    발아 공정 및 발효 공정 중 하나 이상의 공정은 반응기 전체 부피 대비 20 내지 80 부피%의 배지를 포함하는 반응기 내에서, 반응기 전체 부피 대비 1 내지 50 부피%의 종자로 진행되는 피토알렉신 생산 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    배지는 배지 전체 중량 대비 0.001 내지 10 중량%의 당류를 포함하는 피토알렉신 생산 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    발아 공정 및 발효 공정 중 하나 이상의 공정은 20 내지 35℃의 온도 및 암(巖) 조건에서 2 내지 10일간 진행되는 피토알렉신 생산 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    피토알렉신은 글리세오린(glyceollin), 쿠메스트롤(coumestrol), 레즈베라트롤(resveratrol), 스틸베노이드(stilbenoid), 리그닌(lignin), 쿠마린(coumarin) 및 플라보노이드(flavonoid)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 피토알렉신 생산 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    종자는 현미, 흑미, 율무, 해바라기씨, 호박씨, 거승자, 의이인 및 나복자로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 피토알렉신 생산 방법.
  15. 제 2 항에 있어서,
    피토알렉신은 글리세오린(glyceollin), 레즈베라트롤(resveratrol), 스틸베노이드(stilbenoid), 리그닌(lignin), 쿠마린(coumarin) 및 플라보노이드(flavonoid)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 피토알렉신 생산 방법.
  16. 제 2 항에 있어서,
    종자는 현미, 흑미, 율무, 콩, 해바라기씨, 호박씨, 거승자, 의이인 및 나복자로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 피토알렉신 생산 방법.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항의 방법에 의해 생산된 피토알렉신.
KR1020110074700A 2011-07-27 2011-07-27 피토알렉신 생산 방법 및 그에 의해 생산된 피토알렉신 KR101841620B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110074700A KR101841620B1 (ko) 2011-07-27 2011-07-27 피토알렉신 생산 방법 및 그에 의해 생산된 피토알렉신

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110074700A KR101841620B1 (ko) 2011-07-27 2011-07-27 피토알렉신 생산 방법 및 그에 의해 생산된 피토알렉신

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130013197A true KR20130013197A (ko) 2013-02-06
KR101841620B1 KR101841620B1 (ko) 2018-03-26

Family

ID=47893684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110074700A KR101841620B1 (ko) 2011-07-27 2011-07-27 피토알렉신 생산 방법 및 그에 의해 생산된 피토알렉신

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101841620B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105985909A (zh) * 2015-01-29 2016-10-05 中国石油化工股份有限公司 一种生产微藻生物质与工业废气脱硝的联合方法及系统
CN106190868A (zh) * 2016-08-30 2016-12-07 黄飞坤 一种黑曲及其制备方法、药物组合物和保健食品
CN108752883A (zh) * 2018-05-22 2018-11-06 天津科技大学 一种白藜芦醇复合膜剂及其制备方法
KR20180126974A (ko) 2017-05-19 2018-11-28 수원대학교산학협력단 아마이드 구조의 피토알렉신 화합물과 그 제조방법 및 이를 함유하는 미백화장료 조성물

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8829205B2 (en) * 2010-01-29 2014-09-09 Amorepacific Corporation Method for preparing coumestrol and coumestrol prepared by same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105985909A (zh) * 2015-01-29 2016-10-05 中国石油化工股份有限公司 一种生产微藻生物质与工业废气脱硝的联合方法及系统
CN106190868A (zh) * 2016-08-30 2016-12-07 黄飞坤 一种黑曲及其制备方法、药物组合物和保健食品
KR20180126974A (ko) 2017-05-19 2018-11-28 수원대학교산학협력단 아마이드 구조의 피토알렉신 화합물과 그 제조방법 및 이를 함유하는 미백화장료 조성물
CN108752883A (zh) * 2018-05-22 2018-11-06 天津科技大学 一种白藜芦醇复合膜剂及其制备方法
CN108752883B (zh) * 2018-05-22 2020-09-29 天津科技大学 一种白藜芦醇复合膜剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101841620B1 (ko) 2018-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101326979B1 (ko) 쿠메스트롤 생산 방법 및 그에 의해 생산된 쿠메스트롤
KR20130038057A (ko) 복합 미생물에 의한 생약재 발효액을 이용한 생리활성 물질 함유 작물 재배방법 및 그 방법으로 재배된 생리활성 물질 함유 작물
CN104705188B (zh) 培养铁皮石斛原球茎的方法
CN106282067B (zh) 多功能农用复合微生物菌剂及微生态制剂与应用
CN106497806A (zh) 一种冠突散囊菌株及其应用
CN110122193B (zh) 一种稳定高含量多糖的蛹虫草栽培方法
KR100823541B1 (ko) 꽃송이버섯 재배방법
KR20160017880A (ko) 톱밥배지를 이용한 버섯의 재배방법
WO2019062354A1 (zh) 真菌诱导子、其制备方法及利用该真菌诱导子进行白芨种苗快繁的方法
KR101841620B1 (ko) 피토알렉신 생산 방법 및 그에 의해 생산된 피토알렉신
Lin et al. Study on the biocontrol effect and physiological mechanism of Hannaella sinensis on the blue mold decay of apples
CN112574892B (zh) 促进丹参根系发育及丹参酮合成的卷枝毛霉及其用途
CN111713501A (zh) 一种提高大白菜对菌核病抗性的方法
KR102163180B1 (ko) 고함량의 코디세핀을 함유하는 현미 동충하초 및 이의 재배 방법
CN106978354B (zh) 一种高纯度块菌菌种的培育方法
CN112205115B (zh) 一种富含白藜芦醇的花生芽及其制备方法
CN108541574A (zh) 一种提高番茄中番茄红素含量的栽培方法
CN109956782A (zh) 一种促进根茎生长的液体肥料
CN107360852B (zh) 牛樟芝培养方法
CN109956801A (zh) 一种用于水果玉米花芽发育的液体肥料及其制备方法
KR100218897B1 (ko) 상황균사체 배양용 배지조성물 및 이를 이용한 상황균사체의 배양방법
CN115362897B (zh) 一种有助于提高黄精品质的黄精栽培方法
KR100493434B1 (ko) 발아현미 또는 장단콩을 포함한 발아콩을 이용한 버섯배지 제조방법 및 그 응용방법
CN106755117B (zh) 一种稻瘟病菌抑制剂的制备方法
CN107494453B (zh) 一种短小芽孢杆菌作为鳞翅目类昆虫的生长调节剂的用途

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant