KR20150052084A - 미생물(단세포 진균 모르티에렐라 알피나)의 아라키돈산 증량 오일 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다량의 아라키돈산(또는 ARA)를 생산할 수 있는 모르티에렐라 알피나 균주, 상기 균주를 이용하여 관심 지질 화합물을 제조하는 방법, 그리고 상기 균주를 사용하여 제조된 제품 및 조성물에 관한 것이다.

Description

미생물(단세포 진균 모르티에렐라 알피나)의 아라키돈산 증량 오일 및 이의 제조 방법{OIL ENRICHED WITH ARACHIDONIC ACID OF MICROORGANISMS (UNICELLULAR FUNGUS MORTIERELLA ALPINA) AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 미생물에 의해 생산된, 우선적으로는 모르티에렐라(Mortierella) 속에 속하는 단일 세포 진균(사상균)(본 발명의 경우에는 특히 모르티에렐라 알피나(Mortierella alpina) 균주)에 의해 생산된, 아라키돈산이 증량된 오일의 신규 조성물에 관한 것이다.
지질은 단백질 및 탄수화물과 함께 다량 영양소의 3가지 주요 군들 중 하나를 이룬다.
지질들 중에서도 특히 트리글리세라이드 및 인지질이 두드러진다.
트리글리세라이드는 섭취된 식품 지질의 약 95%를 차지한다. 유기체 중 트리글리세라이드는 주로 지방 조직 내에 존재하며, 주요 에너지 저장형을 구성한다.
인지질은 세포막의 구성 성분으로서 무엇보다도 유동성을 제공하므로 구조 지질이다.
트리글리세라이드 및 인지질은 대부분이 지방산으로 구성되어 있는데, 상기 트리글리세라이드 및 인지질은 둘 다 음식을 통해 제공되고, 일부는 유기체에 의해 합성되기도 한다.
(지방산 분자 중에 포함된 이중 결합의 수를 기반으로 한) 지방산의 생화학적 분류는 포화 지방산(SFA), 단일 불포화 지방산(MUFA) 및 다중 불포화 지방산(PUFA)으로 구분한다.
생리학적 관점으로부터는 다음과 같이 구분된다:
- 사람 신체의 발달과 올바른 기능 발휘에 필요하되, 신체에서는 생산할 수 없는 필수 지방산;
- 세포의 생리적 기능 및 정상적인 성장에 필수적이면서, 음식을 통해 제공되는 경우 전구체로부터 생산될 수 있는 "조건부" 필수 지방산. 그러므로 이 지방산은 자체의 필수 전구체가 존재하지 않는 경우에는 엄밀히 요구됨; 그리고
- 불필수 지방산.
필수 지방산과 "조건부" 필수 지방산의 세트는 필수 지방산을 구성한다.
기타 다른 지방산은 불필수 지방산이라 칭하여진다.
필수 지방산은 전구체 및 주요 대표 지방산이 리놀레산(LA)인 오메가 6 지방산(또는 n-6 PUFA)과, 전구체가 알파 리놀렌산(ALA)인 오메가 3 지방산(또는 n-3 PUFA)의 2개 주요군으로 구분된다.
불필수 지방산들로서는 특히 다음과 같은 것들이 있다:
- 오메가 3 지방산 군의 에이코사펜타엔산(EPA),
- 섭취하는 음식 중에 가장 많이 존재하는 단일 불포화 지방산인 올레산, 그리고
- 포화 지방산.
땅콩, 잇꽃, 유채, 옥수수, 아마, 헤이즐넛, 참깨, 대두 또는 해바라기로부터 생산된 다중 불포화 지방산 이외에도, 다양한 단일 세포 유기체(조류 및 진균 등)에 의해 매우 다양한 불포화 지방산이 생산될 수 있다.
아라키돈산("ARA")은 임의의 식물성 오일 중에서 발견되는 장쇄 지방산이다.
상기 아라키돈산은 20개의 탄소 원자를 포함하고, 5번(n-15), 8번(n-12), 11번(n-9) 및 14번(n-6) 탄소 원자 상에 4개의 에틸렌 결합이 위치하고 있는 C20:4(n-6, n-9, n-12, n-15) 다중 불포화 지방산이다.
상기 아라키돈산은 4개의 불포화 결합(4개의 탄소-탄소 이중 결합)을 가지므로 "테트라에논산"이라고도 불리는 지방산이다.
또한 상기 아라키돈산은 "올-시스(all-cis)-5,8,11,14-에이코사테트라에논산"이라는 명칭으로 문헌에서 찾아볼 수도 있다("시스"는 이중 결합들의 구조를 의미하며, "모든" 이중 결합은 "시스" 구조로 존재함).
ARA는 사람의 신체 중 가장 많이 존재하는 C20 PUFA들 중 하나로서 리놀레산으로부터 생성된다.
상기 ARA는 장기, 근육 및 혈액 중에서 발견된다.
ARA는, 총체적으로 "에이코사노이드"(프로스타글란딘, 트롬복산 및 루코트리엔을 포함하는 군임)라고 알려진, 매우 다양한 생물 활성 화합물들의 중요한 전구체이다.
이러한 에이코사노이드는 지단백 대사, 혈액 레올로지, 근육 긴장, 백혈구 기능, 혈소판 활성화 및 세포 성장에 조절 효과를 나타낸다.
ARA는 또한 사람 모유의 지질 분획을 이루는 구성 성분들 중 하나로서, 유아에 있어서 최적의 신경 발달에 필수적인 것으로 간주된다.
모유의 장쇄 지방산 프로필에 상응하는 유아용 제조물을 얻기 위해 노력하는 가운데, 과학자들과 식품 규제 기구들은 아라키돈산을 유아용 제조물, 특히 조산아용으로 사용되는 조제 분유에 첨가할 것을 권고하고 있다.
특히 유아용 제조물에 사용되도록 제조된 아라키돈산 함유 오일은 기타 다른 PUFA(예를 들어, 에이코사펜타엔산 또는 EPA)를 소량으로 함유하거나 아예 함유하지 않는 것이 바람직하다.
이러한 기타 다른 PUFA는 사실상 권고되지는 않고 있는데, 그 이유는 이러한 지방산들 중 일부가 이와 같이 어린이에 의한 아라키돈산의 사용을 방해할 수 있고/있거나, 모유(재조합 모유) 중 지방산들의 적절한 비율을 달성하거나 또는 기타 다른 원하는 용도로 사용되기 위해 아라키돈산 함유 오일과 기타 다른 오일들이 혼합되는 것을 방해할 수 있기 때문이다.
더욱이 ARA는 매우 다양한 용도, 예를 들어 사람이 먹을 수 있는 식품뿐만 아니라 동물 사료의 제조에 있어서의 용도를 가진다.
ARA는 사실상 동물 사료에서 인지되는 몇 가지 특성들을 가진다:
- 제II 시리즈 프로스타글란딘 및 아난다미드의 전구체인 ARA의 항염 특성(주로 돼지에서 입증됨);
- 프로스타글란딘 이외의 수단을 통한 어류(감성돔)의 스트레스 예방 특성;
- 돼지에 있어서 면역 조절 특성.
생산된 육류, 우유 또는 계란으로 아라키돈산이 전달되는 것을 눈으로 확인하기 위해 전달 연구(transfer study)들이 또한 수행되었다.
시판되는 제품이 미생물로부터 분리될 때, 이 제품은 특히 모르티에렐라 속에 속하는 사상 진균들의 발효를 통해 얻어지는 아라키돈산 증량 오일의 형태로 입수될 수 있다.
EP 제276541호에는 모르티에렐라 일롱가타(Mortierella elongata), 모르티에렐라 엑시구아(Mortierella exigua) 및 모르티에렐라 하이그로필라(Mortierella hygrophila)에 의하여 ARA를 제조하는 방법이 이와 같이 기재되어 있다.
국제 특허 출원 WO 제94/28913호에는 일부이긴 하지만 ARA를 제조하기 위해 EPA가 실질적으로 존재하지 않는 모르티에렐라 알피나를 사용하는 발효 방법이 기재되어 있다.
그러나, EP 제726,321호에서 확인된 바와 같이, 자체의 ARA 제조에 대해 테스트된 모든 모르티에렐라(모르티에렐라 알피나, 하이그로필라, 스피노사(spinosa), 슈무커리(schmuckeri) 및 카르마젠시스(carmagensis)) 중 가장 유리한 생산성을 나타내는 것은 모르티에렐라 슈무커리 또는 모르티에렐라 카르마젠시스 균주이다.
그러므로, 엠.알피나, 하이그로필라 또는 스피노사를 해치면서까지 엠.슈무커리 또는 엠.카르마젠시스 균주를 선택하는 것과, 이로써 더욱 나은 수율, 생산성 및 품질을 보장할 수 있다는 것은 ARA 제조 분야 전문가들에 의해 받아들여지고 있다.
그러나, ARA 함량이 높고, 완전히 독특한 장쇄 포화 또는 다중 불포화 지방산 프로필을 가지는 고품질 오일을 제조하는 대안적 수단을 마련할 필요는 남아있다.
더욱이, 다수의 국제 규제 당국은 유아용 식품에 오로지 모르티에렐라 알피나만을 사용하는 것을 승인하였다.
무엇보다도
- ARA 이외의 다중 불포화 지방산(예를 들어, EPA)의 함량이 낮고,
- 임의의 장쇄 포화 지방산(예를 들어, 베헨산, 미리스트산, 팔미트산 또는 리그노세르산)의 함량이 제한된,
아라키돈산 증량 신규 오일 조성물을 제공하는 것은 본 출원인 회사의 자랑거리이었다.
뿐만 아니라, 본 출원인 회사는 이러한 포화 지방산의 함량이 낮으면, 냉각시 낮은 혼탁도 및 투명도의 관점에서 시판중인 오일보다 품질이 우수한 오일을 얻을 수 있다는 것에 주목하였다.
선행 기술에 기재된 제조 방법보다 훨씬 더 효율적이고 비용이 훨씬 적게 드는 제조 방법을 개발하는 것과 관련하여 연구를 하는 가운데, 본 출원인 회사는, 아라키돈산을 50% 초과(여기서 %는 총 지방산의 중량을 기준으로 하는 것으로 이해됨)에 이르는 양으로 생산이 가능하므로 아라키돈산을 생산하는 의외의 능력을 가지는 모르티에렐라 알피나의 신규 균주를 동정하였다.
그러므로 본 출원인 회사는 엠.슈무커리 또는 엠.카르마젠시스 류의 균주들 가운데 가장 우수한 ARA 생산 균주들을 찾기 위해서 기술상의 편견을 극복하고자 하였다.
더욱이 눈에 띄는 아라키돈산 생산 능력에 더하여 본 발명의 균주로 또한 다음과 같은 지방산들을 다음과 같은 함량으로 얻을 수 있다(여기서 %는 총 지방산의 중량을 기준으로 하는 것으로 이해됨):
- 0.5% 미만, 바람직하게는 0.2% 미만의 EPA;
- 0.5% 미만, 바람직하게는 0.2% 미만의 미리스트산(C14:0);
- 9% 미만, 바람직하게는 7% 미만의 팔미트산(C16:0);
- 3% 미만, 바람직하게는 2.5% 미만의 베헨산(C22:0); 그리고
- 3% 미만, 바람직하게는 2.5% 미만의 리그노세르산(C24:0).
이러한 모르티에렐라 알피나 균주는 2012년 6월 12일에 프랑스 파스퇴르 연구소의 국립 미생물 배양 수집소(CNCM)에 번호 CNCM I-4642로 제출되었으며, 중국에도 중화인민공화국 우한 430072 소재 우한 대학교의 중국 표본 배양 수집 센터(CCTCC)에 번호 M 209116으로 제출되었다.
상기 균주는 25S RNA를 암호화하는 유전자(서열 번호 1)의 D1 내지 D2 영역을 서열 결정함으로써 특성 규명되었다.
Figure pct00001
이로써 상기 균주는 모르티에렐라 알피나 류의 균주인 것으로 확인될 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 2012년 6월 12일자로 CNCM에 번호 I-4642로 제출된 모르티에렐라 알피나 균주에 관한 것이다.
본 출원에서 상기 균주는 이하 "CNCM I-4642"라고 표시될 수 있다.
본 발명은 또한 상기 균주의 변이체 또는 상기 균주로부터 파생된 균주에 관한 것이기도 한데, 상기 변이체 또는 상기 파생 균주는 아라키돈산을 높은 함량으로 생산하는 특성을 보유한다. 특히 상기 변이체 또는 파생 균주는 총 지방산의 중량을 기준으로 최소한 50%의 아라키돈산이 존재하도록 이 ARA를 생산할 수 있다.
특히 본 발명은 돌연 변이 유발법 또는 유전자 형질 전환을 통해서 CNCM I-4642 균주로부터 얻어진 모르티에렐라 알피나 균주에 관한 것이다. 상기 돌연 변이 유발법은 위치-배향성이고/위치-배향성이거나 무작위적일 수 있다.
본 발명은 또한 이와 같은 균주를 제조하는 방법으로서, CNCM I-4642 균주의 돌연 변이 유발 또는 유전자 형질 전환 단계를 포함하고, 임의로는 총 지방산의 중량을 기준으로 50% 이상의 아라키돈산을 생산하는 균주를 선별할 수 있는 스크린 단계를 포함하는 방법에 관한 것이기도 하다.
본 발명은 CNCM I-4642 균주 또는 이의 변이체 또는 상기 균주로부터 파생된 균주로서, 아라키돈산을 생산하는 능력을 보유하는 균주를 배양하는 방법에 관한 것인데, 이 방법은 적절한 배지와 적당한 발효 조건 하에서 상기 균주를 배양하는 단계를 포함한다.
더욱이 본 발명은 아라키돈산을 CNCM I-4642 균주 또는 이의 변이체 또는 상기 균주로부터 파생된 균주로부터 추출된 오일의 형태로 제조하는 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 아라키돈산 함유 오일이 다음과 같은 단계들을 포함하는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다:
- 종속 영양 조건 하에서 균주를 배양하여, 총 지방산의 중량을 기준으로 40중량% 내지 55중량%의 지질, 우선적으로는 40중량% 내지 50중량%의 지질, 훨씬 더 우선적으로는 약 45중량%의 지질, 그리고 50중량% 내지 55중량%의 ARA를 함유하는 바이오매스를 생성하는 단계;
- 이와 같이 제조된 바이오매스를 수집하는 단계;
- 상기 바이오매스를 건조하는 단계;
- 헥산 및 부탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 용매, 더 구체적으로는 지질 부탄으로 오일을 추출하는 단계; 및
- 이와 같이 추출된 오일을 정제 및 회수하는 단계.
임의로 오일 추출 단계로부터 생성된 바이오매스 그 자체는 회수되어 (가축(돼지 등), 애완 동물 및 물고기 양식용 사료 보충제로서) 동물 사료에 활용될 수 있다.
배양은 종속 영양 조건 하에서 수행된다. 일반적으로 배양 단계는, 균주를 소생시키는 예비 배양 단계와, 이후의 실제 배양 또는 발효 단계를 포함한다. 실제 배양 또는 발효 단계는 관심 지질 화합물을 제조하는 단계에 해당한다.
본 출원인 회사는 이하에서 확인될 바와 같이, 5단계 호기성 발효를 수행하는데 있어서 CNCM I-4642 균주를 추천한다.
처음 4단계들은 배지 중 CNCM I-4642 균주를 배양하는 것을 특징으로 하는데, 여기서 탄소원의 공급은 바이오매스, 총 지질 및 아라키돈산의 생산 동력학에 따라서 조절된다.
이러한 4개의 단계에 있어서, 모르티에렐라의 발효에 의해 아라키돈산을 제조하기 위한 기타 다른 선행 기술의 방법과는 대조적으로, 탄소원 공급은 미생물 성장과 관련하여 전혀 제한적이지 않거나 거의 제한적이지 않음이 주목되어야 한다.
다른 한편으로 제5 단계가 진행되는 동안 배양 배지 중 탄소원은 낮은 농도(1중량% 이하)로 존재하고, 심지어 탄소원의 공급이 중단되기도 한다.
이러한 단계에서 탄소원은 미생물의 성장을 제한하게 되거나, 미생물이 자체의 지방 및/또는 지질의 대사를 유도하도록 제한된다.
문헌에 기재된 바와는 대조적으로,
- 여기서 배양 배지 중에 용해된 산소의 농도는 조절/제어될 필요는 없지만, 차라리 이 산소의 농도가 최대치로 유지될 필요가 있다는 점(그러므로 여기서 ARA 생산량을 늘리기 위해 제공되는 산소는 조절되지 않음);
- 특히 발효가 진행되는 동안 미생물 균사체의 형태를 제어하기 위해 배양 배지 중 인산염, 칼륨, 나트륨, 마그네슘 및 칼슘을 정확히 제한할 필요도 없다는 점
을 주목하는 것은 중요하다.
결과적으로 본 발명은 발효 후에 관심 지질 화합물들(본 출원의 경우에는 ARA)이 증량된 바이오매스의 회수에 관한 것이다.
발효 단계 이후 바이오매스는
- 이와 같은 바이오매스뿐만 아니라 배양 배지 중에 존재하는 지질 분해 효소(리파아제)를 불활성화하기 위해 저온 살균될 수 있으며,
- 그 자체로서 당업자들에게 알려진 임의의 방법에 의해 발효 배지로부터 회수될 수 있는데; 예를 들어 바이오매스는 발효기로부터 추출되어 정밀 여과 또는 원심 분리에 의해 간단히 농축될 수 있거나, 또는 수용액을 사용하여 일련의 농축-희석 과정들을 통해 세정될 수 있다.
따라서 본 발명은 ARA를 생산하는 능력을 보유하는 CNCM I-4642 균주 또는 이의 변이체 또는 상기 균주로부터 파생된 균주를 포함하는 바이오매스에 관한 것이다.
더욱 구체적으로, 발효 또는 배양 단계 이후 이 바이오매스 중 관심 지질 화합물, 예를 들어 ARA는 증량된다.
상기 ARA는 본 출원 명세서에 기재된 방법을 통하여 얻어질 수 있다.
발효 후 바이오매스는 다음과 같은 성분들을 다음과 같은 함량으로 함유할 수 있다:
- 바이오매스의 총 중량을 기준으로 40중량% 내지 55중량%의 지질, 우선적으로는 40중량% 내지 50중량%의 지질, 훨씬 더 우선적으로는 약 45중량%의 지질; 그리고
- 총 지방산들의 중량을 기준으로 50중량% 내지 55중량%의 ARA.
바이오매스 이외에도, 본 발명은 또한 ARA를 생산하는 능력을 보유하는 CNCM I-4642 균주 또는 이의 변이체 또는 상기 균주로부터 파생된 균주를 포함하는 바이오매스로부터 제조된 세포 추출물 또는 용해물에 관한 것이기도 하다.
특히 이러한 추출물 또는 용해물은 발효 후 회수된 바이오매스로부터 제조된다.
이후, 이러한 추출물 또는 이러한 용해물에는 관심 지질 화합물, 예를 들어 ARA가 증량된다. 특히 상기 추출물 또는 용해물은 총 지방산의 중량을 기준으로 40중량% 내지 55중량%의 지질, 우선적으로는 40중량% 내지 50중량%의 지질, 훨씬 더 우선적으로는 약 45중량%의 지질 그리고 50중량% 내지 55중량%의 ARA와, 총 지방산의 중량을 기준으로 50중량% 내지 55중량%의 ARA를 함유할 수 있다.
지질 함유물을 추출하기 위해 세포의 파쇄는 기계적 경로, 화학적 경로 및 효소 경로와 같은 다양한 경로들을 통하여 수행될 수 있다.
본 발명은 또한, 특히 몇몇 연속 추출에서 헥산 및 부탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 용매, 더 구체적으로는 지질 부탄을 사용하여 바이오매스로부터 추출된 오일에 관한 것이기도 하다.
오일은 진공 증류 후에 회수될 수 있다.
그러나, 우선적으로 오일은 이후 2개의 정제 및 정화 단계 후에 회수된다.
정제 단계는 당업자들에 의해 통상적으로 수행되는 6개의 연속 단계들, 즉
- 탈검: 시트르산을 이용한 산화;
- 비누화: 알칼리를 이용한 중화;
- 고무와 비누를 제거하기 위한 원심 분리;
- 물을 이용한 세정;
- 규조토, 활성탄 및 점토를 이용한 탈색; 및
- 여과
를 포함한다.
정제 단계의 목적은 나쁜 풍미와 과산화물을 제거하고 오일의 안정성을 최적화하는 것이다.
이 단계는 다음과 같은 단계들 중 1개 또는 2개를 연속으로 포함한다:
- 분자 증류(불감화 성분들(UNS 인자)의 함량이 지나치게 높은 경우에 이용됨);
- 강한 진공 하에서의 증기 탈취(vapor deodorization).
이하에 예시될 바와 같이, 본 출원인 회사는 또한 강한 진공 하에서 행하여진 증기 탈취 단계로부터 생성된 휘발성 물질 분획을 회수하는 것도 권장한다.
실제로, 이러한 분획은 80% 이상의 트리글리세라이드로 이루어져 있으며(지방산 분포는 정제된 ARA 오일의 지방산 분포와 거의 동일함), 약 10%의 스쿠알렌을 함유한다.
따라서, ARA를 제조하는 방법은
- 바이오매스를 수집하는 단계;
- 바이오매스를 건조하거나 세포 용해물을 제조하는 단계;
- 오일을 추출하는 단계; 및
- 오일을 정제 및 정화하는 단계
를 포함한다.
오일은 저온 살균된 발효 원액으로부터 기원하는 무수 미생물 바이오매스로부터 추출된다.
바이오매스는 수집 및 건조되고, 이후 오일은, 용매로서 예를 들어 지질 부탄을 사용하여 무수 바이오매스로부터 추출된다.
잔류하는 바이오매스는 동물 사료용으로서 회수, 건조 및 조절된다.
마지막으로 오일은 총 산의 중량을 기준으로 50% 이상의 ARA와 90% 이상의 트리글리세라이드를 함유한다.
마지막으로 본 발명은 식품 분야, 특히 유아용 식품 분야에 사용될 화합물을 제조하는데 있어서 본 발명의 방법들 중 임의의 방법에 의해 제조된 ARA 또는 ARA 증량 오일의 용도에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은, 본 발명의 방법들 중 임의의 하나에 의해 ARA 증량 오일 또는 ARA를 제조한 다음, 상기 ARA 또는 ARA 증량 오일을 첨가함으로써 식품 분야에 사용될 조성물을 제조하는 단계를 포함하는, 식품 분야에 사용될 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 특히 ARA를 생산하는 능력을 보유하는 CNCM I-4642 균주 또는 이의 변이체 또는 상기 균주로부터 파생된 균주를 포함하는 제품이나 조성물, 상기 균주를 배양 또는 발효하여 얻어지는 바이오매스, 또는 세포 추출물이나 이의 용해물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 본 발명의 방법들 중 임의의 방법 하나에 의해 제조된 ARA 증량 오일을 포함하는 제품 또는 조성물에 관한 것이기도 하다. 상기 제품 또는 상기 조성물은 관심 지질 화합물, 예를 들어 아라키돈산(또는 ARA)이 증량된다. 특히 상기 제품 또는 상기 조성물은 ARA가 증량된다. 바람직하게 상기 제품 또는 상기 조성물은 총 지방산을 기준으로 50중량% 초과의 아라키돈산(또는 ARA)을 포함한다. 더욱이, 상기 제품 또는 상기 조성물은 다음과 같은 성분들을 다음과 같은 함량으로 포함한다:
- 0.5% 미만, 바람직하게는 0.2% 미만의 EPA,
- 0.5% 미만, 바람직하게는 0.2% 미만의 미리스트산(C14:0),
- 9% 미만, 바람직하게는 7% 미만의 팔미트산(C16:0),
- 3% 미만, 바람직하게는 2.5% 미만의 베헨산(C22:0), 그리고
- 3% 미만, 바람직하게는 2.5% 미만의 리그노세르산(C24:0).
바람직하게 이러한 제품 또는 이러한 조성물은 식품 조성물이거나, 식품 또는 영양 보충제이다.
상기 제품 또는 조성물은 액체 또는 고체 형태일 수 있다.
특히 상기 제품은 세포의 동결 건조물 또는 이의 세포 추출물 또는 용해물을 포함할 수 있다.
이러한 제품 또는 이러한 조성물은 분말, 과립, 겔 캡슐, 캡슐 또는 정제의 형태를 가질 수 있으며, 바람직하게는 분말의 형태를 가질 수 있다.
대안적으로, 상기 제품 또는 상기 조성물은 액체의 형태를 가지고, 본 발명의 방법들 중 임의의 방법 하나에 의해 얻어지는 미정제 오일 또는 정제 오일을 포함한다.
오일 추출 단계로부터 생성된 잔류 바이오매스에 관하여, 이 바이오매스는 이하에 예시될 바와 같이 동물 사료 제조에 있어서 그 목적에 전적으로 부합하는 조성을 가진다.
본 발명은 이하에 기술되는 예시적이면서 비 제한적인 것으로 의도되는 실시예들을 통하여 더 명확하게 이해될 것이다.
실시예 1: 모르티에렐라 알피나 균주 CNCM I-4642에 의한 ARA 증량 미정제 오일의 제조
다음과 같이 2개의 일련의 더 작은 규모의 발효기들로부터 접종된 배양 배지를 함유하는 발효기 내에서 주 발효를 수행하였다:
급속 예비 배양(6×200㎖)
- 글루코스 3%, 효모 분말 1.5%(질소 함량 7%)를 함유하는 배지 중,
- 온도 = 28℃,
- 교반 속도 = 240rpm,
- 지속 시간 = 24시간 내지 48시간.
본 예비 배양 단계 후에 배양액(6×200㎖)을 3ℓ들이 반응기 내에서 함께 혼합하였다.
제1 발효 단계(1㎥ 들이 반응기)
- 글루코스 3%, 효모 분말 1.5%(질소 함량 7%)를 함유하는 배지 중,
- 접종량 = 0.1vol% 내지 1vol%
- 온도 = 28℃,
- 압력 = 0.03mPa,
- 통기도 = 최대,
- 기계적 교반은 행하지 않음,
- 지속 시간 = 32시간 내지 48시간,
- 작업량 = 총 부피의 70%,
- pH = 6 내지 6.5(알칼리로 맞춤),
- 최종 부피 = 750ℓ
제2 발효 단계(10㎥ 들이 반응기)
- 글루코스 4%, 효모 분말 1.5%(질소 함량 7%) 및 거품 억제제(해바라기유) 0.2%를 함유하는 배지 중,
- 접종량 = 10vol% 내지 15vol%
- 온도 = 28℃,
- 압력 = 0.03mPa,
- 통기도 = 최대,
- 기계적 교반은 행하지 않음,
- 지속 시간 = 24시간 내지 32시간,
- 작업량 = 총 부피의 70%,
- pH = 6 내지 6.5(알칼리로 맞춤),
- 최종 부피 = 7.5㎥
주 발효(85㎥들이 반응기)
- 글루코스 3%, 효모 분말 2%(질소 함량 7%) 및 거품 억제제(해바라기유) 0.2%를 함유하는 배지 중,
- C/N(탄소/질소) 비율 = 7 내지 8
- 접종량 = 15vol% 내지 25vol%
- 온도 = 27℃ 내지 28℃,
- 통기도 = 최대,
- 기계적 교반은 행하지 않음,
- 지속 시간 = 155시간 내지 165시간,
- 작업량 = 총 부피의 70%,
- pH = 7 내지 7.1
- 최종 부피 = 60㎥ 내지 63㎥
만일 이러한 주 발효 단계를 기재하고자 시도할 때, 이 경우에 호기성 발효 공정이 유지된다.
발효 반응기는 세포와 배양 배지에 통기시키고, 이것들을 대상으로 기계적 수단(본 경우에는, 지름 3.5m이고, 높이 8.7m인 발포 컬럼인 것이 바람직함) 없이 혼합을 수행하는 방식으로 한정되었다.
발효기의 총 용적은 85㎥였다. 발효는 일반적으로 6일 내지 7일(155시간 내지 165시간) 동안 지속되었고, 이때의 온도는 27℃ 내지 28℃였다.
발효에는 적절하되 간단한 배지를 사용하였다.
바람직한 탄소원은 오로지 글루코스만으로 이루어졌으며, 질소원은 효모 분말(N 함량 = 7%)로 이루어졌다.
C/N 몰비는 7 내지 8로 유지하였다.
질소원과 탄소원은 별도로 멸균하고, 별도로 첨가하였다.
질소원은 글루코스 발효를 시작할 때 한번에 모두 공급하여 "회분"식으로 첨가하였다.
배양 배지는
- 생성되는 기포 수준을 제어하기 위한 (식용 실리콘을 주성분으로 하는) 거품 억제제 및/또는 해바리기유, 및
- pH를 최적 값, 즉 6.5 내지 7.1로 제어하기 위한 수산화나트륨(NaOH)
을 함유하는 물이었다.
최적 온도는 바람직하게 27℃ 내지 28℃였다.
발효가 진행되는 동안 배지를 교반하였다.
발효는 배지에 멸균 공기를 "살포"함으로써 생기는 통기(세포에 산소를 제공해 줌)를 통해 수행되었다.
통기는 제어하지 않았으며, 통기량은 발효 내내 최대치(0.8VVM 내지 1VVM)로 유지시켰다.
통기를 촉진하기 위해서 추가적인 기계적 교반은 수행하지 않았다.
발효 후에 글루코스 함량이 0이고, pH가 7.5 보다 크게 증가하였을 때(이는 세포 분해가 시작되었음을 나타냄), 반응기를 중단시켰으며, 그 다음 미생물을 여과(필터-프레스)를 통하여 발효 탱크로부터 제거하였다.
85㎥들이 반응기 내에서 발효가 진행될 때 배지 중에 존재하는 탄소원의 총량을 제어하였으며, 이때 이하에 기재된 바와 같은 5개의 단계들이 진행되는 것이 명확히 확인되었다:
1. 제1 단계
본 단계는 t = 0시에서 시작하여 일반적으로 20시 내지 24시에 이르렀을 때 끝났다.
본 기간 동안 탄소원은 과량으로 존재하였는데, 이것이 세포들의 성장을 제한되지 않아야 한다.
본 기간이 진행되는 동안 탄소원은 첨가하지 않았으며, 배지 중 환원당의 함량은 30g/ℓ에서 20g/ℓ으로 감소하였다.
pH는 제어되지 않았다: pH값은 6.3에서 5.7로 약간 감소하였다.
본 제1 단계 후에 바이오매스의 농도는 배지 1ℓ당 16g에 도달할 수 있었으며, 총 지질 함량은 배지 1ℓ당 4.7g 이상이었고, 아라키돈산 함량은 배지 1ℓ당 1.3g 초과인 것이 바람직하였다.
2. 제2 단계
본 단계는 t = 20시에서 시작하여 일반적으로 50시 내지 55시에 이르렀을 때 끝났다.
본 기간이 진행되는 동안, 가용 탄소원은 세포에 의한 소모 속도를 제한하지 않아야 하고, 이 가용 탄소원의 첨가 속도는 보통 상기 세포에 의한 소모 속도보다 약간 느려야 했다.
글루코스 용액(25g/ℓ)을 1시간 당 배지 1㎏당 탄소 0.15M의 평균 속도로 첨가하였으며(단위는 탄소원 중 탄소의 몰량임), 이때 배지 중 환원당의 함량은 20g/ℓ에서 11g/ℓ로 감소하였다.
pH는 NaOH 용액을 공급함으로써 조정하여 5.7에서 7 사이로 유지시켰다.
본 제2 단계 후에 바이오매스의 농도는 배지 1ℓ당 21g에 도달할 수 있었으며, 총 지질 함량은 배지 1ℓ당 8.3g 이상이었고, 아라키돈산 함량은 배지 1ℓ당 3.1g 초과인 것이 바람직하였다.
이러한 처음 2 단계의 목적은 바이오매스를 다량으로 생성하는 것이다.
3. 제3 단계
본 단계는 t = 55시에서 시작하여 일반적으로 100시 내지 105시에 이르렀을 때 끝났다.
본 기간이 진행되는 동안, 가용 탄소원은 여전히 세포에 의한 소모 속도를 제한하지 않았고, 이 가용 탄소원의 첨가 속도는 보통 상기 세포에 의한 소모 속도보다 느려야 했다.
글루코스 용액(25g/ℓ)을 1시간 당 배지 1㎏당 탄소 0.08M의 평균 속도로 첨가하였으며, 이때 환원당의 함량은 11g/ℓ에서 4g/ℓ로 감소하였다.
pH는 NaOH 용액을 첨가함으로써 조정하여 7에서 7.1 사이로 유지시켰다.
본 제3 단계 후에 바이오매스의 농도는 배지 1ℓ당 24g에 도달할 수 있었으며, 총 지질 함량은 배지 1ℓ당 11g 이상이었고, 아라키돈산 함량은 배지 1ℓ당 5g 초과인 것이 바람직하였다.
4. 제4 단계
본 단계는 t = 100시에서 시작하여 일반적으로 130시 내지 135시에 이르렀을 때 끝났다.
본 기간이 진행되는 동안, 탄소원은 세포에 의한 소모 속도를 약간 제한하였고, 탄소원의 첨가 속도는 보통 상기 세포에 의한 소모 속도보다 느려야 했다.
글루코스 용액(25g/ℓ)을 1시간 당 배지 1㎏당 탄소 0.04M의 평균 속도로 첨가하였으며, 이때 환원당의 함량은 4g/ℓ에서 1g/ℓ로 감소하였다.
pH는 제어되지 않았으며, 7.1에서 7.3으로 약간 증가하였다.
본 제4 단계 후에 바이오매스의 농도는 배지 1ℓ당 26g에 도달할 수 있었으며, 총 지질 함량은 배지 1ℓ당 12.4g 이상이었고, 아라키돈산 함량은 배지 1ℓ당 6.2g 초과인 것이 바람직하였다.
이와 같은 제3 단계와 제4 단계의 목적은 지질을 다량으로 생성하는 것이다.
5. 제5 단계
본 단계는 t = 130시에서 시작하여 일반적으로 160시 내지 170시에 이르렀을 때 끝났다.
본 기간이 진행되는 동안, 가용 탄소원은 제한적이었고, 탄소원 공급은 중단하였다.
배지 중 환원당의 함량은 1g/ℓ에서 0g/ℓ로 신속하게 감소하였다.
pH는 제어되지 않았으며, 7.3에서 7.5로 약간 증가하였다.
본 제5 단계 후에 바이오매스의 농도는 배지 1ℓ당 27g에 도달할 수 있었으며, 총 지질 함량은 배지 1ℓ당 14g 이상이었고, 아라키돈산 함량은 배지 1ℓ당 7.6g 초과인 것이 바람직하였다.
본 제5 단계의 목적은 지질의 총 농도에 영향을 미치지 않고 아라키돈산 함량을 증가시키는 것이다.
pH 값이 7.5를 초과할 때(이는 세포 분해가 시작되었음을 나타냄), 반응기를 중단시키고, 발효 배지를 70℃에서 30분 동안 저온 살균하고 나서, 이 배지를 30℃ 내지 25℃로 냉각시킨 다음, 필터 프레스에 미생물을 통과시켜 발효기로부터 미생물을 제거하였다.
이와 같이 발효를 수행함에 있어서 주된 지표들이 이하 표 I에 제시되어 있다.
[표 I]
Figure pct00002
본 발효 단계의 결과들이 이하 표 II에 주어져 있다.
[표 II]
Figure pct00003
실시예 2: CNCM I-4642 균주 바이오매스의 회수 및 조절
실시예 1의 발효를 수행함에 있어서, 제5 단계 후에 배지를 70℃에서 30분 동안 저온 살균한 다음 30℃ 내지 25℃로 냉각하고 나서, 가압 하에 여과로 기계적 탈수 후 발효 배지로부터 미생물을 회수할 수 있었다.
여과 및 깨끗한 물로 세정하였을 때(물 0.5V/배지 1V), 바이오매스 케이크의 건조 물질 함량은 65% 내지 75%였다.
제2 단계에서, 바이오매스 케이크를 0.5㎡ 내지 1.5㎡의 입자로 과립화하였으며, 그 다음 유동층 건조기를 사용하여 상기 입자를 건조하였다.
건조 시간은 대략 45분 내지 55분이었는데, 이때 공기가 주입될 때의 입력 온도(input temperature)는 150℃였다.
출력 공기 온도(output air temperature)가 95℃ 내지 100℃를 초과하였을 때, 공기 유입을 중단하였다.
바이오매스를 상온으로 냉각하고, 바이오매스를 질소 대기 하에 25㎏ 백에 보관하여 산화를 막았다.
바이오매스의 조성이 이하 표 III에 주어져 있다.
[표 III]
Figure pct00004
실시예 3. 건조 및 과립화된 바이오매스로부터의 미정제 오일의 추출
본 기술은 액상 용매를 사용하여 친화성에 의해 오일을 추출하는 것으로 이루어져 있다.
6bar 내지 7bar의 압력 하에서 액상 부탄을 사용하여 실시예 2에서 얻어진 과립들로부터 오일을 추출하였다.
추출 수율을 최적화하기 위하여 바이오매스를 재순환된 신선한 용매와 7회 연속으로 혼합하였는데, 혼합할 때마다 접촉 시간은 50분 내지 60분으로 하였다.
추출 수율은 85% 초과이었다(그리고 이 수율은 90% 내지 95%의 값에 이를 수 있었다).
용매의 진공 증류 및 건조 후 오일을 회수하였다(압력 = 0.1mPa, 온도 = 70℃ 내지 80℃).
얻어진 미정제 오일의 프로필을 이하 표 IV에 제시하였다.
[표 IV]
Figure pct00005
실시예 4. 오일의 정제 및 정화
1. 정제 단계
본 정제 단계는 통상적으로 당업자들에 의해 수행되는 6개의 연속 단계들을 포함한다:
- 탈검: 시트르산을 사용하는 산화,
- 비누화: 알칼리를 사용하는 중화,
- 고무와 비누를 제거하기 위한 원심 분리,
- 물을 사용하는 세정,
- 규조토, 활성탄 및 점토를 사용하는 탈색, 및
- 여과.
2. 정화 단계
본 정화 단계의 목적은 나쁜 풍미와 과산화물을 제거하기 위한 것으로서, 본 단계를 통하여 오일의 안정성이 최적화된다.
본 단계는
- 분자 증류(UNS 인자가 지나치게 높은 경우 이용됨);
- 강한 진공 하에서의 증기 탈취
의 단계들 중 1개 또는 2개를 연속으로 포함한다:
본 방법의 전반에 걸쳐서 정화 수율은 약 78% 내지 80%였으며, 평가 지표가 이하 표 V에 제시되어 있다.
[표 V]
Figure pct00006
최종 오일은 40℃에서 투명한 황색 액체의 형태를 가졌으며, 균질하고 외부 불순물은 함유하지 않았다.
무취였고, 산패한 풍미도 나지 않았다.
강한 진공 하에서 행하여진 증기 탈취 단계로부터 얻어진 휘발성 분획도 또한 회수하였다.
통상적으로 이러한 탈취 단계는 특유의 반응기 내에서 수행되었는데, 이 반응기 내에서 오일은 가열되었고, 강한 진공을 가하고, 휘발성 분획이 배출되었다.
여기서 본 회분 기술은 비활성 질소 대기 하 1200ℓ들이 반응기 내에서 수행되었는데, 이때 공급 원료의 양은 50%였다.
오일은 상온에서부터 185℃에 이르기까지 점진적으로 가열되었다(해당 온도는 재킷과 190℃에서의 증기의 내부 주입을 통해 도달하게 되었다).
185℃의 온도에서 안정화가 이루어진 후 진공을 260Pa까지 점진적으로 가했으며, 이때 진공 상태를 30분 동안 유지시켰다.
본 처리를 통하여 배출된 기체 분획을 상온에서 응축한 다음, 외부 사이클론에 의해 수집하였다.
본 분획의 조성을 다음과 같은 방법들을 통하여 측정하였다:
- 25℃ 및 CDCl3 + CD3OD 중 용액 중에서 수행된 적외선 및 양성자 NMR 분광 분석법, 그리고 25℃ 및 CDCl3 + CD3OD + 완충액(pH7) 중 용액 중에서 수행된 인 NMR 분광 분석법, 및
- 총 지방산에 대한 F-CPG-043에 따른 기체 크로마토그래피.
본 분획은 트리글리세라이드가 대부분을 차지하고 있으며(함량은 약 80%로 추산됨), 스쿠알렌은 10%의 양으로 검출되었다.
지방산 프로필은 다음과 같았다.
Figure pct00007
실시예 5. 문헌에 기재된 오일 또는 시판중인 오일들의 지질 프로필과 본 발명에 의한 오일의 지질 프로필을 비교하는 비교 연구
메탄올 염산을 이용한 에스테르 결합 전이 반응 및 클로로포름을 이용한 추출후 기체 크로마토그래피를 통해 메틸 에스테르의 형태로서 지방산을 분석하였다. 그 결과를 분포도 %로 표시하였으며; 내부 표준화 방법에 의해 분석을 수행하였다.
탭 포커스 라이너 및 불꽃 이온화 검출기와 함께 스플릿-스플릿리스 주입기(split-splitless injector)가 장착된 크로마토그래프(배리언 3800(Varian 3800))를 사용하였다.
메탄올 1㎖당 헵타데카논산메틸 약 0.5㎎을 함유하는 내부 표준 용액을 준비하였다. 헵타데카논산메틸을 기준 크로마토그레피 포인트(chromatographic point of reference)로 사용하였다.
예비 건조한 샘플을 계량하여(약 30㎎) 6㎖들이 튜브에 넣었다. 계측 라인이 2개인 피펫을 사용하여 여기에 내부 표준 용액 1㎖를 첨가한 다음, 3N 메탄올 염산 2㎖를 첨가하였다. 그 다음 상기 튜브의 뚜껑을 닫고 나서 이를 110℃로 일정하게 유지되는 건조 조에 4시간 동안 넣어두었다.
이 튜브를 냉각한 다음, 여기에 물 약 0.5㎖와 포화 염화나트륨 수용액 약 0.5㎖를 첨가하고 나서, 클로로포름 1㎖를 사용하여 추출을 3회 실시하였다. 클로로포름 상들을 6㎖들이 튜브에 회수하였는데, 이때 이 상들은 황산나트륨을 함유하는 컬럼 상에서 건조되었다. 상기 상들을 질소 기류 하에서 부피가 약 1㎖로 될 때까지 농축한 다음 주입하였다.
라우르산(C12:0)으로부터 DHA(C22:6, Δ4c, 7c, 10c, 13c, 16c, 19c)에 이르기까지 크로마토그램 상 정확히 찾아낸 모든 피크들(이때, 헵타데카논산메틸 피크는 배제함)의 면적의 합에 대한, 이와 같은 지방산의 피크의 면적 비로써 각각의 지방산(i)의 분포도(%)를 구하였다.
본 발명의 오일들 이외에 본 발명의 방법에 따라서 분석된 오일들(이하 표 VI 참조)은 카길(Cargill), 푸싱(Fuxing) 및 선토리(Suntory)와 같은 회사들에 의해 시판되는 오일이다.
문헌에 개시된 엠.카르마젠시스 및 엠.슈무커리로부터 추출된 오일들의 지방산 프로필들을 대조군으로서 활용하였다.
본 발명에 따른 아라키돈산 증량 오일은 다음과 같은 성분들을 다음과 같은 함량으로 함유하였다:
- ARA 50% 초과,
- EPA 약 0.1%, 및
- 특히 시판중인 미생물로부터 유래하거나 문헌에 개시된 기타 다른 오일들과 비교하였을 때, 미리스트산(C14:0) 0.5% 미만, 바람직하게는 0.2% 미만, 팔미트산(C16:0) 9% 미만, 바람직하게는 7% 미만, 베헨산(C22:0) 3% 미만, 바람직하게는 2.5% 미만, 그리고 리그노세르산(C24:0) 3% 미만, 바람직하게는 2.5% 미만.
Figure pct00008
실시예 6. 오일 추출 단계 후 제조된 잔류 바이오매스의 특성 규명
실시예 4의 정제 및 정화 단계 후 제조된 잔류 바이오매스의 건조 물질 함량은 85% 내지 95%였다.
이후 분석을 수행하여 다음과 같은 물질들의 함량을 측정하였으며:
- 총 질소(N 6.25의 % 측정),
- 총 지질,
- 총 당,
-가용성 섬유소,
또한
- 잔류 지방산 분포도,
- 잔류 당 프로필,
- 아미노그램(aminogram)
도 측정하였다.
이하 표 VII은 잔류 바이오매스의 회분 5개의 프로필을 제시하고 있다.
[표 VII]
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
그러므로 잔류 바이오매스는, 자체의 단백질 질소 함량(35% 내지 45%), 자체의 가용성 섬유소 함량(20% 내지 30%) 그리고 자체의 잔류 당 함량(15% 내지 20%)과, 자체의 잔류 ARA 함량(3.5% 내지 4.5%)으로 말미암아 동물용 사료(임의의 특정 종(애완 동물, 물고기 양식)의 사료)로 사용되기에 매우 적당한 것으로 보인다.
SEQUENCE LISTING <110> ROQUETTE FRERES <120> HUILE ENRICHIE EN ACIDE ARACHIDONIQUE ISSUE DE MICROORGANISMES (CHAMPIGNON UNICELLULAIRE Mortierella alpina) ET SON PROCEDE DE PREPARATION <130> B1392PC <160> 1 <170> PatentIn version 3.3 <210> 1 <211> 361 <212> DNA <213> Mortierella alpina <400> 1 ttaaacagtg cgtgaaattg ttgaaaggga aacgcttgac accagtcatg cgagcggaaa 60 atcagtcttt tgcagtgggg agttgtgtgg gttcggaccg caaggccggc ctgtgctgca 120 tctctgctgt aagtgatgca ctttttcgtt tgcaggccaa catcagtttc ttctgctgga 180 caaaactctt gagaaggtag cagctttggc tgtgttatag ctcttgagcg atacagtgga 240 ggggactgag gttttcgcag cgcgtgctct cgggcaaggc tgattgggtg ctatgggatc 300 gttcggtgta caatgcatgc attttgcgcc gtgtcttttc tgtactcgct caactcggct 360 c 361

Claims (14)

  1. CNCM에 번호 I-4642로서 2012년 6월 12일에 제출된 모르티에렐라 알피나(Mortierella alpina) 균주.
  2. 돌연 변이 유발법 또는 유전자 형질 전환에 의해 제1항에 의한 균주로부터 얻어지며, 총 지방산의 중량을 기준으로 50% 이상의 아라키돈산을 생산하는 능력을 가지는 것을 특징으로 하는 모르티에렐라 알피나 균주.
  3. 제1항 또는 제2항에 의한 균주를 배양하는 단계와, 관심 지질 화합물이 증량된 바이오매스를 회수하는 단계를 포함하고, 임의로는 관심 지질 화합물을 수집하는 단계도 포함하는, 관심 지질 화합물을 제조하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 관심 지질 화합물은 아라키돈산(또는 ARA)인 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 아라키돈산(ARA)은 오일의 형태를 가지는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 아라키돈산 함유 오일은
    - 종속 영양 조건 하에서 균주를 배양하여, 총 지방산을 기준으로 40중량% 내지 55중량%의 지질, 우선적으로는 40중량% 내지 50중량%의 지질, 훨씬 더 우선적으로는 약 45중량%의 지질, 그리고 50중량% 내지 55중량%의 ARA를 함유하는 바이오매스를 생성하는 단계;
    - 이와 같이 제조된 바이오매스를 수집하는 단계;
    - 상기 바이오매스를 건조하는 단계;
    - 헥산 및 부탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 용매, 더 구체적으로는 지질 부탄으로 오일을 추출하는 단계; 및
    - 이와 같이 추출된 오일을 정제 및 회수하는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 관심 지질 화합물, 예를 들어 아라키돈산(또는 ARA)을 제조하는데 있어서 제1항 또는 제2항에 의한 균주의 용도.
  8. 식품 분야에 사용될 화합물을 제조함에 있어서 제3항의 방법에 의해 제조된 관심 지질 화합물, 예를 들어 아라키돈산(또는 ARA)의 용도.
  9. 관심 지질 화합물, 예를 들어 아라키돈산(또는 ARA)이 증량된 제1항 또는 제2항에 의한 균주, 또는 이 균주의 세포 용해물 또는 추출물을 포함하는 제품 또는 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 아라키돈산(또는 ARA)이 증량된 것을 특징으로 하는 제품 또는 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 총 지방산을 기준으로 하여 50중량% 초과의 아라키돈산(또는 ARA)을 포함하고,
    - 0.5% 미만, 바람직하게는 0.2% 미만의 EPA;
    - 0.5% 미만, 바람직하게는 0.2% 미만의 미리스트산(C14:0);
    - 9% 미만, 바람직하게는 7% 미만의 팔미트산(C16:0);
    - 3% 미만, 바람직하게는 2.5% 미만의 베헨산(C22:0); 그리고
    - 3% 미만, 바람직하게는 2.5% 미만의 리그노세르산(C24:0)
    을 함유하는 것을 특징으로 하는 제품 또는 조성물.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제품 또는 조성물은 식품 또는 식품 보충제인 것을 특징으로 하는 제품 또는 조성물.
  13. 제1항에 의한 균주를 돌연 변이 또는 유전자 형질 전환하는 것을 포함하는, 총 지방산을 기준으로 함량이 50중량% 초과인 아라키돈산을 생산할 수 있는 모르티에렐라 알피나 균주를 제조하는 방법.
  14. 동물 사료, 더 구체적으로는 가축, 애완 동물 및 물고기 양식용 사료 보충제로서, 제6항에 의한 오일의 추출 후 얻어지는, 모르티에렐라 균주의 잔류 바이오매스의 용도.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200139802A (ko) * 2018-05-17 2020-12-14 량 윈 모르티에렐라 미생물 오일 중 지방산 조성물의 성분 조정 방법

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103571896B (zh) * 2013-11-18 2016-05-25 嘉必优生物技术(武汉)股份有限公司 一种利用高山被孢霉突变株生产花生四烯酸油脂的方法及其生产的花生四烯酸油脂
CN103922921B (zh) * 2014-04-17 2015-11-04 青岛琅琊台集团股份有限公司 从发酵液中提取ara的方法
CN104651423A (zh) * 2015-01-28 2015-05-27 江南大学 一种采用两阶段pH控制发酵生产花生四烯酸的方法
CN105586275B (zh) * 2016-02-04 2019-10-29 嘉必优生物技术(武汉)股份有限公司 高山被孢霉突变株、利用其生产花生四烯酸油脂的方法及花生四烯酸油脂
CN105861339B (zh) * 2016-06-16 2019-10-18 江南大学 一株过表达gtp 环式水解酶基因的重组高山被孢霉、其构建方法及应用
CN106977394A (zh) * 2016-12-01 2017-07-25 烟台固特丽生物科技股份有限公司 一种快速提取低色度花生四烯酸油脂的工艺
CN111575323A (zh) * 2017-02-23 2020-08-25 内蒙古金达威药业有限公司 一种提取ara毛油的方法
CN108034687B (zh) * 2018-01-11 2021-07-09 嘉必优生物技术(武汉)股份有限公司 一种含类胡萝卜素的组合物及含类胡萝卜素的组合物的制备方法
CN108823109A (zh) * 2018-07-24 2018-11-16 江苏远大仙乐药业有限公司 一种高产花生四烯酸油脂的高山被孢霉菌株及其应用
CN112625912B (zh) * 2020-09-09 2023-06-06 中国科学院微生物研究所 一株高山被孢霉菌株xy05201及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998016119A1 (fr) * 1996-10-11 1998-04-23 Suntory Limited Graisses comestibles contenant de l'acide arachidonique et aliments contenant lesdites graisses
JP2000069987A (ja) * 1998-08-28 2000-03-07 Suntory Ltd アラキドン酸含有脂質並びにジホモ−γ−リノレン酸含有脂質の製造方法
KR20100023977A (ko) * 1995-01-03 2010-03-04 마텍 바이오싸이언스스 코포레이션 아라키돈산-함유 오일 및 이의 제조방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004084882A1 (en) 2003-03-27 2004-10-07 Suntory Limited Use of arachidonic acid for normalization of infradian rhythm

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100023977A (ko) * 1995-01-03 2010-03-04 마텍 바이오싸이언스스 코포레이션 아라키돈산-함유 오일 및 이의 제조방법
WO1998016119A1 (fr) * 1996-10-11 1998-04-23 Suntory Limited Graisses comestibles contenant de l'acide arachidonique et aliments contenant lesdites graisses
JP2000069987A (ja) * 1998-08-28 2000-03-07 Suntory Ltd アラキドン酸含有脂質並びにジホモ−γ−リノレン酸含有脂質の製造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Appl Micorbiol Biotechnol,제31권,1호,11-16면(1989.07.) *
Appl Micorbiol Biotechnol,제66권,243-248면(2004) 1부.* *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200139802A (ko) * 2018-05-17 2020-12-14 량 윈 모르티에렐라 미생물 오일 중 지방산 조성물의 성분 조정 방법

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