KR20160040503A - Manufacturing method of immobilization substance of glucansucrases producing microorganism, immobilization substance made by the same, and oligosaccharide producing system using the same - Google Patents

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이선
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정하나
박민언
강희경
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Abstract

The present invention relates to a system for producing oligosaccharide using the microorganism immobilization. More specifically, the present invention relates to a method for producing a glucansucrase-producing strain-immobilized carrier, a glucansucrase-producing strain-immobilized carrier produced thereby, and a system for producing oligosaccharide using the same. The method for producing the glucansucrase-producing strain-immobilized carrier enables the production of a glucansucrase-producing strain with only a simple mixing using porous ceramic, and the oligosaccharide producing system comprising the same can also enables the production of oligosaccharide in an efficient way by synthesizing oligosaccharide by directly using glucansucrase produced from the glucansucrase-producing strain immobilized on a solid carrier without an extra separation step. To this end, medium is continuously supplied without complex steps involving production of enzymes and than producing oligosaccharide after isolation of the enzymes.

Description

글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체의 제조 방법, 이에 의하여 제조된 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체 및 이를 이용한 올리고당 생산 시스템{MANUFACTURING METHOD OF IMMOBILIZATION SUBSTANCE OF GLUCANSUCRASES PRODUCING MICROORGANISM, IMMOBILIZATION SUBSTANCE MADE BY THE SAME, AND OLIGOSACCHARIDE PRODUCING SYSTEM USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for producing a glucan sucrose-producing strain-immobilized carrier, a glucan sucrose-producing strain-immobilized carrier thereof and oligosaccharide production system using the same. BACKGROUND ART [0002] PRODUCING SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은 미생물 고정화를 이용한 올리고당 생산 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체의 제조 방법, 이에 의하여 제조된 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체 및 이를 이용한 올리고당 생산 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an oligosaccharide production system using microorganism immobilization, more particularly, to a method for producing a carrier immobilized with a glucan sucrose-producing strain, a carrier for immobilizing a glucan sucrose-producing strain and a oligosaccharide production system using the same will be.

최근 설탕의 과잉 섭취와 기존의 당류의 다량 섭취로 생기는 충치, 비만, 당뇨병, 성인병 등의 문제점을 보완하기 위해서 생물공학 기술을 통해 천연식품 소재의 올리고당이라는 새로운 종류의 대체 당질이 개발되고 있다. 올리고당은 감미료 이외에도 안정제, 응집제 및 소장내 유용균주의 생장촉진 제로서 식품산업에 유용하게 사용되고 있다. 일반적으로 올리고당은 구성당의 종류에 관계없이 단당이 글리코사이드 결합에 의해 탈수·축합된 중합도 2∼10개(분자량으로는 300∼2,000)의 소당류를 의미한다. 현재 상업적으로 생산되는 올리고당은 프락토올리고당, 이소말토올리고당, 말토올리고당, 갈락토올리고당 등이 있으며, 대두올리고당과 자일로올리고당에 대한 연구가 진행중에 있다Recently, a new type of substitute saccharide called the oligosaccharide of natural food material is being developed through biotechnology to overcome the problems of over-consumption of sugar and high intake of conventional saccharides such as caries, obesity, diabetes and adult diseases. In addition to sweeteners, oligosaccharides are also useful for the food industry as stabilizers, coagulants, and growth promoters of useful strains in the small intestine. Generally, oligosaccharide means a small saccharide having 2 to 10 (molecular weight: 300 to 2,000) degree of polymerization which is dehydrated and condensed by monosaccharide glycoside bond regardless of the constituent sugar. Currently commercially available oligosaccharides include fructooligosaccharides, isomaltooligosaccharides, maltooligosaccharides, and galactooligosaccharides, and studies on soy oligosaccharides and xylooligosaccharides are underway

올리고당을 산업적 규모로 생산하기 위해 식물에서의 추출방법 및 식물성이나 미생물성 탄수화물 고분자의 산 또는 효소의 가수분해방법이 이용되고 있다. 올리고당 생산방법 중 상용화된 이소말토올리고당 생산방법은 하기의 공정도와 같으며, 전분을 액화, 당화 후 당전이 반응을 수행하여 이소말토올리고당을 생산한다.In order to produce oligosaccharides on an industrial scale, extraction methods in plants and hydrolysis methods of acids or enzymes of vegetable or microbial carbohydrate polymers have been used. Among the methods for producing oligosaccharides, commercialized isomaltooligosaccharide production methods are the same as the following process steps. Starch is liquefied, saccharified, and then reacted to produce isomaltooligosaccharide.

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올리고당을 생산하는 또 다른 방법으로 수용체 반응을 들 수 있다. 글루칸 수크라아제는 효율적인 수용체(예; 말토오스)가 있으면 설탕의 글루코스 단위를 상기 수용체에 전달하여 작은 분자량의 올리고당을 합성한다[F. Paul, "Acceptor reaction of a highly purified dextransucrase with maltose and oligosaccharides: Application to the synthesis of controlled-molecular-weight dextrans," Carbohydr. Res., vol. 149, pp. 433-441 (1986)]. 이를 수용체 반응이라 하고 올리고당을 합성하는 데 유용한 반응으로 여러 연구자들에 의하여 연구가 진행되었다. [M. Remaud et al., "Characterization of .alpha.-1,3 branched oligosaccharides synthesized by acceptor reaction with the extracellular glucosyltransferases from L. mesenteriodes NRRL B-742," J. Carbohyd. Chem., vol. 11, pp. 359-378 (1992); J. Robyt et al., "Relative, quantitative effects of acceptors in the reaction of Leuconostoc mesenteroides B-512F dextransucrase," Carbohydr. Res., vol. 121, pp. 279-286 (1983); 김도만 등, 덱스트란수크레이즈를 이용한 내산성, 내열성 올리고당생산 방법, 대한민국특허 1004535760000 (2004.10.11)]. Other methods of producing oligosaccharides include receptor reactions. Glucan sucrose, if it has an efficient receptor (eg maltose), transfers glucose units of sugar to the receptor to synthesize small molecular weight oligosaccharides [F. Paul, "Acceptor reaction of a highly purified dextransucrase with maltose and oligosaccharides: Application to the synthesis of controlled-molecular-weight dextrans," Carbohydr. Res., Vol. 149, pp. 433-441 (1986)]. This is called the receptor response, and research has been conducted by several researchers as a useful reaction to synthesize oligosaccharides. [M. Remaud et al., "Characterization of .alpha.-1,3 branched oligosaccharides synthesized by acceptor reaction with extracellular glucosyltransferases from L. mesenteriodes NRRL B-742, J. Carbohyd. Chem., Vol. 11, pp. 359-378 (1992); J. Robyt et al., "Relative, quantitative effects of acceptors in the reaction of Leuconostoc mesenteroides B-512F dextransucrase," Carbohydr. Res., Vol. 121, pp. 279-286 (1983); Kim, Doman, et al., Acid-resistant, heat-resistant oligosaccharide production method using dextran sulcas, Korean Patent No. 1004535760000 (2004.10.11)].

류코노스톡 속, 스트렙토코커스 속 균주 등이 글루칸수크라아제를 생산하는 균주들이며, 특히 류코노스톡 메센테로이드(Leuconostoc mesenteroides)는 이 효소를 생산하는 균들 중 대표적인 한가지로 그램 양성균으로 김치의 초기 발효에 관여하는 균으로 알려져 있다. 미국특허 7,291,607(Isomaltooligosaccharides from Leuconostoc as neutraceuticals; November 6, 2007)와 미국특허 7,772,212(Isomaltooligosaccharides to inhibit avian pathogenic intestinal bacteria; August 10, 2010)는 류코노스톡 메센테로이드 ATCC 13146균을 이용하여 발효조에서 설탕과 말토오스의 비를 2:1로 하여 배양하여 말토실-이소말토올리고당을 생산하는 방법을 제시하였다. 회분식 발효 배양 후 균체를 윈심등으로 제거하고 상등액 중의 올리고당을 활성탄/Celite 545로 탈색하고 탈이온 공정(탈염공정)을 거친 후 양이온교환수지를 이용하여 올리고당을 회수한다.Leuconostoc mesenteroides is one of the germ-producing bacteria that produce this enzyme, and it is a kind of germ-producing bacteria, It is known to be involved bacteria. US Pat. No. 7,291,607 (Isomaltooligosaccharides from Leuconostoc as neutraceuticals; November 6, 2007) and US Patent 7,772,212 (Isomaltooligosaccharides to inhibit avian pathogenic intestinal bacteria; August 10, 2010) To a ratio of 2: 1, thereby producing a maltosyl-isomalto-oligosaccharide. After batch fermentation, the cells are removed by centrifugation, the oligosaccharide in the supernatant is decolorized with activated charcoal / Celite 545, the deionization process (desalting process) is performed, and the oligosaccharide is recovered using a cation exchange resin.

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이와 같이 효소 반응에 의하여 연속적으로 글루코올리고당을 생산하기 위해서는 미생물의 효소 생산 공정과 생산된 효소의 수용체 반응 공정이 필요하고, 상기 효소 생산 공정은 생산 균주의 배양과 균주제거 공정을 포함하고, 효소 반응 후 효소의 재사용이 불가능하다는 문제점이 있었다. In order to continuously produce gluco-oligosaccharides by the enzymatic reaction, a process for producing an enzyme of a microorganism and a process for reacting a receptor of the produced enzyme are required. The enzyme production process includes a culture of a production strain and a strain removal process, There is a problem that reuse of post-enzymes is impossible.

이에 따라 효소의 고정화나 효소를 생산하는 미생물의 고정화 방법이 개발되었다. 미생물 혹은 효소를 고정화 하는 방법으로는 크게 흡착법, 포괄법, 공유결합법, 가교화법이 있다(Carrier-bound immobilized enzymes: Principles, Application and Design, Linqiu Cao 저, John Wiley & Sons, 2006). 효소 고정화는 효소의 재사용이 가능하다는 점과, 반응 후 효소의 회수나 효소 반응 생성물의 정제가 불필요하며 공정이 용이하고, 경제성이 향상되는 장점이 있다. 또한 열이나 pH, 유기용매, 단백질 변성제 그리고 단백질분해 효소 등에 대한 안정성이 증가하는 장점이 있다. 하지만, 고정화 효소는 효소의 종류와 고정화 방법에 따라 문제점들이 야기되고 있다. 즉, 공유결합법의 경우, 담체와 효소단백질간의 결합력이 약하고, 반응이나 재생 중 효소의 이탈 가능성이 높다는 점, pH, 이온강도, 온도 등이 영향을 줄 수 있고, 흡착법의 경우, 결합이 일반적으로 약하고, 효소의 이탈이 쉬우며 결합이 필요한 효소의 양이 많아야 한다는 문제점이 있다. 가교화법은 고정화 방법이 복잡하고, 효소의 변형가능성이 높다는 점, 그리고 포괄법의 경우 효소를 고정화하는 담체의 재생이 불가능하다는 점이 대표적인 문제점이다. Thus, methods for immobilizing enzymes and for immobilizing microorganisms that produce enzymes have been developed. The immobilized microorganisms or enzymes are largely adsorbed, inclusive, covalent, and cross-linked (Carrier-bound immobilized enzymes: Principles, Application and Design, Linqiu Cao, John Wiley & Sons, 2006). The enzyme immobilization is advantageous in that the enzyme can be reused and the recovery of the enzyme after the reaction and the purification of the enzyme reaction product are unnecessary, and the process is easy and the economic efficiency is improved. It also has the advantage of increased stability to heat, pH, organic solvents, protein denaturants and proteolytic enzymes. However, the immobilized enzyme has problems due to the type of enzyme and immobilization method. That is, in the case of the covalent bonding method, the binding force between the carrier and the enzyme protein is weak, the possibility of disassociation of the enzyme during the reaction or regeneration is high, pH, ionic strength, and temperature may be influenced. In the case of the adsorption method, The enzyme is easily released and the amount of the enzyme required for binding is high. The cross-linking method is a typical problem in that the immobilization method is complicated, the possibility of the enzyme is high, and in the case of the inclusion method, the carrier for immobilizing the enzyme can not be regenerated.

이에 따라 이러한 효소 고정화의 취약점을 보완하기 위해 불용성 폴리머를 이용한 미생물의 고정화 방법이 연구되고 있다. 미생물 고정화 방법에는 크게 인트랩먼트법(Entrapment)과 인캡슐레이션법(Encapsulation)이 있다. 인트랩먼트법이 일반적으로 사용되고 있는 방법으로 매트릭스 형태로 이루어진 내부구조에 미생물을 가두는 방법으로, 상기 매트릭스는 아가, 아가로스, K-카라기난, 알지네이트 등과 같은 천연물질, 또는 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌글리콜 및 폴리비닐알콜 등과 같은 합성물질로 제조된다(유·무기성 악취저감을 위한 최적의 미생물 포괄고정담체 제조법에 관한 연구. 상하수도학회지, 2012; 26:1 29-35). Accordingly, a method for immobilizing microorganisms using an insoluble polymer has been studied to overcome the weak point of such enzyme immobilization. The microorganism immobilization methods include entrapment method and encapsulation method. A method of trapping microorganisms in an internal structure in a matrix form by a commonly used method, wherein the matrix is a natural substance such as agar, agarose, K-carrageenan, alginate, etc., or a polyacrylamide, polyethylene glycol And polyvinyl alcohols. (A study on the optimal microbial inclusion immobilization method for the reduction of odor of organic / inorganic odor.) Journal of Korean Society of Water and Wastewater, 2012; 26: 1 29-35).

인트랩먼트법에 있어서, 통상 폴리비닐알콜(PVA)이 고정화 담체로 많이 사용된다. 폴리비닐알콜 수용액을 붕산수용액에 떨어뜨려 붕소와 폴리비닐알콜이 결합하는 메트릭스를 형성하는 원리를 이용한다. 이러한 고정화담체의 경우, 붕산과 폴리비닐알콜을 단순 반응시켜 담체를 제조하는 것이기 때문에, 공정 도중에 만들어진 담체들끼리 서로 엉겨 붙거나, 모양이 구형을 이루지 못하고 꼬리가 형성되는 문제점이 있다. 또한 폴리비닐알콜을 이용하여 미생물을 고정화시키는 방법은, 내부의 메트릭스에 의해서 미생물이 고정화되는 양이 한정되기 때문에, 미생물 고정화 담체의 효율을 극대화할 수가 없다.In the extrusion method, polyvinyl alcohol (PVA) is usually used as a carrier for immobilization. A principle that forms a matrix in which boron and polyvinyl alcohol are bonded is formed by dropping a polyvinyl alcohol aqueous solution into an aqueous solution of boric acid. In the case of such an immobilized carrier, since the carrier is produced by simple reaction of boric acid and polyvinyl alcohol, the carriers formed during the process are clumped together, the shape is not spherical, and the tail is formed. In addition, in the method of immobilizing microorganisms using polyvinyl alcohol, since the amount of microorganisms immobilized by the internal matrix is limited, the efficiency of the microorganism immobilization support can not be maximized.

인캡슐레이션법은 얇은 막을 형성한 담체 내부에 미생물을 고정화시키는 방법이다. 알지네이트를 이용한 방법이 주로 사용되고 있는데, 미생물이 혼합된 칼슘클로라이드 수용액을 알지네이트 수용액에 떨어뜨려 얇은 외부막을 형성하게 하는 방법이다. 인캡슐레이션법에 의하여 제조된 담체는 내부에 공간이 많기 때문에 많은 양의 미생물을 고정화시킬 수 있지만, 내부가 빈 공간이기 때문에 외부의 충격 및 영향에 쉽게 파괴된다는 단점이 있다.
The encapsulation method is a method of immobilizing microorganisms inside a carrier having a thin film formed thereon. A method using alginate is mainly used. In this method, a calcium chloride aqueous solution mixed with microorganisms is dropped in an aqueous alginate solution to form a thin outer membrane. Since the carrier prepared by the encapsulation method has a lot of internal space, it can immobilize a large amount of microorganisms, but it is disadvantageous in that it is easily destroyed by external impact and influence because it is an empty space.

본 발명은 상기와 같은 종래 미생물 고정화 방법의 문제점을 개선하여 고분자가 아닌 세라믹을 비롯한 고체 담체를 이용한 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체를 제공한다. The present invention relates to a method for producing a glucan sucrose-producing strain-immobilized carrier using a solid carrier including ceramics, which is not a polymer, and a method for producing the glucan sucrose-producing microorganism immobilization carrier, to provide.

본 발명은 또한, 본 발명에 의하여 제조된 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체를 이용한 올리고당 생산 시스템 및 이를 이용한 올리고당 생산 방법을 제공한다.
The present invention also provides an oligosaccharide production system using the oligosaccharide-producing strain-immobilized carrier produced by the present invention and a method for producing oligosaccharides using the oligosaccharide production system.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 The present invention has been made to solve the above problems

글루칸 수크라아제를 생산하는 균주를 배양하여 배양액을 제조하는 단계; Culturing a strain producing glucan sucrose to prepare a culture solution;

다공성 고체 담체를 균주 배양 배지와 혼합하여 다공성 고체 담체 혼합액을 제조하는 단계; Preparing a porous solid carrier mixture by mixing the porous solid carrier with a culture medium of the strain;

상기 글루칸수크라아제를 생산하는 균주 배양액과 상기 다공성 고체 담체 혼합액을 혼합하는 단계; 및 Mixing the culture medium for producing the glucan sucrose and the porous solid carrier mixture; And

상기 글루칸수크라아제를 생산하는 균주 배양액과 다공성 고체 담체 혼합액을 교반하는 단계;를 포함하는 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체의 제조 방법을 제공한다. And stirring the mixture of the culture medium for producing the glucan sucrose and the porous solid carrier mixture to produce a glucan sucrose-producing strain-immobilized carrier.

본 발명에 의한 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체는 다공성 고체 담체를 이용하는 것을 특징으로 한다. 종래 고정화 방식으로 사용되는 알지네이트의 경우 합성 과정에서 깨뜨려지는 문제점이 있는데 비해, 본 발명에서 사용한 다공성 고체 담체는 효소 반응 중 생산되는 산물이나 반응 수용액 중에 물리적으로 분쇄되지 않는 견고한 소재로 반영구적으로 재사용할 수 있다. 고체 담체의 재료로는 특별히 제한되지 않으며, 일반적으로 효소 고정화를 위해 사용되는 세라믹 담체를 사용할 수 있으며, 수 ㎛ ~ 수 ㎜ (3 ㎛ ~ 2 ㎜ 가량)의 기공을 포함하고 있는 것이 바람직하다. The glucan sucrose-producing strain-immobilizing carrier according to the present invention is characterized by using a porous solid carrier. In the case of alginate used in the conventional immobilization method, there is a problem that is broken in the synthesis process. In contrast, the porous solid carrier used in the present invention is a solid material which is not physically crushed in the reaction product solution or the product produced during the enzymatic reaction, have. The material of the solid carrier is not particularly limited, and generally a ceramic carrier used for enzyme immobilization can be used, and it is preferable that it contains pores of several mu m to several mm (about 3 mu m to 2 mm).

본 발명에 의한 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체의 제조 방법에 있어서, 상기 글루칸수크라아제를 생산하는 균주는 류코노스톡 속, 스트렙토코커스 속, 락토바실러스 루테리, 웨이셀라 시바리아 균주인 것을 특징으로 한다. In the method for producing a glucan sucrose-producing strain-immobilized carrier according to the present invention, the strain producing the glucan sucrase is characterized by being a strain belonging to the genus Lukonostok, a genus Streptococcus, a genus Lactobacillus lutea, do.

본 발명에 의한 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체의 제조 방법에 있어서, 상기 글루칸수크라아제를 생산하는 균주는 류코노스톡 김치, 류코노스톡 락티스, 류코노스톡 덱스트라니컴, 스트렙토코커스 속, 락토바실러스 루테리, 및 류코노스톡 씨트레움 으로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 한다. In the method for producing a glucan sucrose-producing strain-immobilized carrier according to the present invention, the strain producing the glucan sucrose is selected from the group consisting of Lukonovosti kimchi, leuconostolactice, leuconostox dextranicum, , Lactobacillus lutei, and Leuconostoc citreum.

본 발명에 의한 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체의 제조 방법에 있어서, 상기 미생물군을 고정화시키는 고체 담체로서는, 미생물, 유기성분, 수분을 담지하는 것이 가능하고, 통기성을 가지며, 다공질의 것이면, 어떤 것이라도 사용할 수 있다. 특히, 체적에 대해 미생물이 고정화(정착)하는 표면적이 큰 소재인 것이 바람직하다. 본 발명에 의한 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체의 제조 방법에 있어서, 상기 고정화 담체로는 고체 담체, 더욱 바람직하게는 세라믹 담체를 사용하는 것이 가능하다. In the method for producing a glucan sucrose-producing strain-immobilized carrier according to the present invention, the solid carrier for immobilizing the microorganism group may be any microorganism, organic component, or water-permeable porous material, Can also be used. Particularly, it is preferable that the material has a large surface area in which microorganisms are immobilized (fixed) to the volume. In the method for producing a glucan sucrose-producing strain-immobilized carrier according to the present invention, it is possible to use a solid carrier, more preferably a ceramic carrier, as the immobilization carrier.

일반적으로 미생물을 담지할 수 있는 다공성 담체로는 천연재료와 고분자 재료, 그리고 세라믹 등의 무기재료 등 다양하게 이용되고 있다. 천연재료들은 미생물의 서식환경을 증진시키고 초기 흡착 및 영양물질을 제공하여 탈취효과를 향상시키는 특성을 가진 반면 시간의 경과에 따라 탄화 및 압밀에 의한 압력 손실이 증가하여 흡착효능이 감소되는 단점이 있다. 고분자재료의 경우 미세구조의 제어가 용이하고, 미생물의 고정화특성이 우수한 반면 겔상으로 인한 압력 손실이 크며 장기간 사용시 담체자체의 팽윤이나 자화(資化)에 의해 특성이 변질되고, 경제성 측면에서도 무기물에 비해 불리하다. As a porous carrier capable of supporting microorganisms in general, natural materials, polymer materials, and inorganic materials such as ceramics are widely used. Natural materials have the characteristic of enhancing the microorganism habitat environment and improving the deodorization effect by providing initial adsorption and nutrients, while there is a disadvantage in that the adsorption efficiency is decreased due to increase in pressure loss due to carbonization and consolidation with time . In the case of polymer materials, the microstructure can be easily controlled and the microorganism immobilization property is excellent, but the pressure loss due to the gel phase is large, and the properties are deteriorated due to the swelling or magnetization of the carrier itself during long-term use, It is disadvantageous compared to.

그리고 활성탄의 경우 초기에 우수한 물리·화학적 흡착능에 의한 높은 충격 부하 특성을 가진 반면, 주기적 교체에 따른 운전비용의 증가가 지적되고 있다.In addition, activated carbon has high impact load characteristics due to its excellent physical and chemical adsorption ability at the beginning, but it is pointed out that the operating cost is increased due to cyclic replacement.

세라믹스 등의 무기재료는 미생물과의 우수한 친화성 및 우수한 내화학성과 성형성, 강도, 미생물 친화성 등의 특성이 있으며, 특히 무기재료 혼합상의 경우 고분자 소재의 담체인 Saran에 비해 미생물들이 안정적으로 증식되어 부하변동, 온도변화 및 독성물질의 유입 등 상대적으로 물리적 충격에 안정적으로 보호받을 수 있기 때문에 높은 제거효율과 안정적인 처리효과를 얻을 수 있다고 보고되고 있으므로, 본 발명의 경우 세라믹 재료의 고체 담체를 사용하는 것이 바람직하다. Inorganic materials such as ceramics have excellent affinity with microorganisms, excellent chemical resistance, moldability, strength, affinity with microorganisms, and particularly, in the case of mixed inorganic materials, microorganisms stably multiply Therefore, it is reported that a high removal efficiency and a stable treatment effect can be obtained because it can be stably protected against relatively physical impacts such as load fluctuation, temperature change, and inflow of toxic substances. Therefore, in the present invention, .

고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 고체 담체로서는, 큐브형상, 구형상, 원통형상, 봉형상 등으로 성형되고, 담체 전체가 일체인 것이나, 적당한 열에 의한 용착이나 접착, 압착 등을 실시함으로써 일체 성형된 것이면 된다.The solid carrier integrally molded so as to maintain the solid shape may be a solid carrier formed of a cube shape, a spherical shape, a cylindrical shape, a rod shape, or the like and integrally formed with the carrier as a whole or by integrally bonding It would be.

또한, 여기에서 「통기성을 가지며」란, 고체 담체를 칼럼, 반응기등에 충전했을 때나 쌓아올렸을때 고체 담체간 및/또는 고체 담체 내의 공극의 환경이, 또는 상기 고형 형상이 유지되도록 일체 성형된 고체 담체이면 고체 담체 내의 공극의 환경이, 호기조건이 유지됨으로써 글루칸수크라아제의 생산 반응이 진행하기 쉬운 상태가 된다.Here, the term " having air permeability " means that the environment of the voids in the solid carrier and / or the solid carrier when the solid carrier is packed in a column, a reactor or the like, or when the solid carrier is piled up, The environment of the voids in the solid carrier becomes a state where the production reaction of the glucan sucrose is easy to proceed by keeping the aerobic condition.

본 발명은 또한, 본 발명에 의한 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체의 제조 방법에 의하여 제조된 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체를 제공한다.
The present invention also provides a glucan sucrose-producing strain-immobilized carrier produced by the method for producing a glucan sucrose-producing strain-immobilized carrier according to the present invention.

본 발명은 또한, The present invention also relates to

10-60 중량%의 설탕, 4-25 중량%의 올리고당을 합성하기 위한 수용체, 및 잔부의 물을 포함하는 배지; A medium containing 10-60 wt% of sugar, a receptor for synthesizing 4-25 wt% of oligosaccharide, and water of the remainder;

본 발명에 의한 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체가 충진된 반응기; 및A reactor packed with a glucan sucrose-producing strain-immobilized carrier according to the present invention; And

상기 배지를 상기 반응기로 공급하기 위한 펌프; 를 포함하는 글루칸수크라아제 생산 균주가 고정화된 담체를 이용한 올리고당 생산 시스템을 제공한다. A pump for feeding the culture medium to the reactor; The oligosaccharide production system using the carrier immobilized with the glucan sucrose producing strain.

본 발명에 의한 글루칸수크라아제 생산 균주가 고정화된 담체를 이용한 올리고당 생산 시스템은 펌프를 이용하여 상기 글루칸수크라아제 생산 균주 생산 균주가 고정화된 담체내에 배지가 계속적으로 제공되도록 함으로써 상기 고체 담체에 고정화된 글루칸수크라아제 생산 균주가 생산하는 글루칸수크라아제를 별도의 분리 공정 없이 분리되는 동시에, 상기 고체 담체에 고정화된 글루칸수크라아제 생산 균주가 생산한 글루칸수크라아제가 상기 배지 내에 포함된 올리고당을 합성하기 위한 수용체와 반응하여 올리고당을 합성할 수 있도록 구성된다. The oligosaccharide production system using the carrier immobilized with the glucan sucrose-producing strain according to the present invention is characterized in that the oligosaccharide production system using the carrier is immobilized on the solid carrier so that the medium is continuously provided in the carrier immobilized with the strain producing the glucan sucrose- Wherein the glucan sucrose produced by the glucan sucrose-producing strain isolated from the solid carrier is separated from the oligosaccharide-producing glucan sucrose-producing strain by the oligosaccharide The oligosaccharide can be synthesized by reacting with a receptor for synthesizing the oligosaccharide.

본 발명에 의한 글루칸수크라아제 생산 균주가 고정화된 고체 담체를 이용한 올리고당 생산 시스템에 있어서, 상기 글루칸수크라아제 생산 균주가 고정화된 담체가 충진된 반응기는 필요에 따라 2개 이상이 연속적으로 연결된 것을 특징으로 한다. In the oligosaccharide production system using the solid carrier immobilized with the glucan sucrose-producing strain according to the present invention, the reactor packed with the carrier immobilized with the glucan sucrose-producing strain is continuously connected with two or more .

본 발명에 의한 글루칸수크라아제 생산 균주가 고정화된 담체를 이용한 올리고당 생산 시스템은 생산하고자 하는 올리고당에 따라 적절한 수용체를 선택하는 것이 가능하다. 본 발명에 의한 글루칸수크라아제 생산 균주가 고정화된 세라믹 담체를 이용한 올리고당 생산 시스템에 있어서, 상기 올리고당을 합성하기 위한 수용체는 말토오스, 이소말토오스, 프락토오스, 겐티오바이오스, 라피노스, 셀로바이오스, 갈락토오스, 자일로스, 만노오스, 시알릭산, 나이게로스, 글루코오스, 멜리바이오스, 튜라노스, 에리쓰로스, 타가토스, 만니톨, 자일리톨, 에리쓰리톨, 락토오스, 스타키오스, 케스토오스, 니스토오스, 천연과채추출물, 및 콩추출물로 구성되는 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 가능하다. The oligosaccharide production system using the carrier immobilized with the glucan sucrose producing strain according to the present invention can select an appropriate receptor according to the oligosaccharide to be produced. In the oligosaccharide production system using the ceramic carrier on which the glucan sucrose producing strain according to the present invention is immobilized, receptors for synthesizing the oligosaccharide include maltose, isomaltose, fructose, gentiobiose, raffinose, cellobiose, galactose, Xylose, erythritol, lactose, stachyose, ketoose, nistose, natural fruit, and the like. An extract, and a soybean extract.

본 발명은 또한, 본 발명에 의한 글루칸수크라아제 생산 균주가 고정화된 세라믹 담체를 이용한 올리고당 생산 시스템을 이용한 올리고당 생산 방법을 제공한다. The present invention also provides a method for producing oligosaccharides using the oligosaccharide production system using the ceramic carrier on which the glucan sucrose producing strain according to the present invention is immobilized.

본 발명에 의한 올리고당 생산 방법에 있어서,상기 배지의 공급 속도는 공급되는 배지가 전체 반응기 부피 내에서 글루칸수크라아제를 생성하기에 필요한 시간동안 체류할 수 있도록 공급되는 배지의 반응기 체류 시간을 3 시간 내지 10 시간이 되도록 조절하는 것이 바람직하다. 예를 들어 반응기의 부피가 1440 ml 인 경우는 0.3 내지 6 ml/min 의 속도로 상기 반응기 내로 공급되는 것을 특징으로 한다. 배지의 공급 유량이 6 ml/min 이상일 경우 상기 세라믹 담체에 고정화된 글루칸수크라아제 생산 균주가 배지를 이용하여 글루칸수크라아제를 생산할 시간을 확보하기 어렵게 되고, 배지의 공급 유량이 0.3ml/min 미만일 경우 글루칸수크라아제 생산 균주가 글루칸수크라아제를 생성하는 속도보다 유량이 저속이라서 생산된 글루칸수크라아제가 효율적으로 분리되지 못하고 이에 따라 올리고당의 생성이 경제적이지 못하게 된다.
In the oligosaccharide production method according to the present invention, the feed rate of the culture medium is such that the reactor retention time of the culture medium supplied so that the supplied culture medium can stay in the total reactor volume for the time required to generate glucan sucrose is 3 hours To 10 hours. For example, when the volume of the reactor is 1440 ml, it is fed into the reactor at a rate of 0.3 to 6 ml / min. When the feed rate of the culture medium is 6 ml / min or more, it is difficult to secure the time to produce glucan sucrose by using the culture medium for the glucan sucrose-producing strain immobilized on the ceramic carrier. When the feed rate of the culture medium is 0.3 ml / min , The produced glucan sucrose can not be efficiently separated because the flow rate is lower than the rate at which the glucan sucrose producing strain produces the glucan sucrose, and thus the production of the oligosaccharide is not economical.

본 발명에 의한 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화 담체의 제조 방법은 다공성 고체를 이용하여 단순 교반으로도 글루칸수크라아제 생산 균주의 고정화체를 제조할 수 있으며, 이를 포함하는 올리고당 생산 시스템은, 먼저 효소를 생산하고, 다시 이를 분리하여 올리고당을 생산하는데 이용하는 종래의 복잡한 과정 없이, 유동 반응기 형태로 배지를 계속 공급하면서 세라믹 담체에 고정화된 글루칸수크라아제 생산 균주가 생산하는 글루칸수크라아제를 직접 이용하여 올리고당을 합성함으로써 효율적으로 올리고당을 생산할 수 있다.
The method for producing a glucan sucrose-producing strain-immobilized carrier according to the present invention can prepare a immobilized product of glucan sucrose-producing strains by simple stirring using a porous solid. The oligosaccharide production system comprising the oligosaccharide- Glucan sucrose produced by a glucan sucrose-producing strain immobilized on a ceramic carrier while continuously supplying a culture medium in the form of a flow reactor without the conventional complicated process used for producing oligosaccharides Oligosaccharides can be efficiently produced by synthesizing oligosaccharides.

도 1은 본 발명의 일 실시예에서 사용된 세라믹 소재의 다공성 담체를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 글루칸수크라아제 생산 균주가 고정화된 세라믹 담체를 이용한 올리고당 생산 시스템의 모식도 및 실제 제작된 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의하여 생산된 올리고당 산물의 패턴을 보여주는 TLC 결과이다.
도 4 내지 도 7은 반응기 내로 공급되는 배지 유량에 따른 올리고당 생성 패턴을 나타내는 결과이다.
1 shows a porous carrier of a ceramic material used in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a oligosaccharide production system using a ceramic carrier on which a glucan sucrose-producing strain according to the present invention is immobilized, and a system actually manufactured.
Figure 3 is a TLC result showing the pattern of the oligosaccharide product produced according to one embodiment of the present invention.
Figs. 4 to 7 show the results of the oligosaccharide production pattern according to the flow rate of the medium supplied into the reactor.

이하에서는 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이하의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the present invention is not limited by the following examples.

실시예Example 1.  One. 글루칸수크라아제Glucan sucrase 생산 균주 고정화  Immobilization of production strains 담체carrier 제조 Produce

Leuconostoc mesenteroides를 LWG 액체 배지[0.5%(w/v) 효모추출물, 0.5%(w/v) 펩톤, 0.5%(w/v) K2HPO4, 미네랄용액 (0.02% MgSO4·7H2O, 0.001% 염화나트륨, 0.001% FeSO4·7H2O, 0.001% MnSO4·H2O, 0.0013% CaCl2·2H2O), 2%(w/v) 글루코오스] 에서 OD600 이 3.0이 될 때까지 배양하였다. Leuconostoc mesenteroides was added to LWG liquid medium [0.5% (w / v) yeast extract, 0.5% (w / v) peptone, 0.5% (w / v) K 2 HPO 4 , mineral solution (0.02% MgSO 4 .7H 2 O, % sodium chloride, 0.001% FeSO 4 · 7H 2 O, 0.001% MnSO 4 · H 2 O, 0.0013% CaCl 2 · 2H 2 O), 2% (w / v) glucose] cultured on until the OD 600 become 3.0 Respectively.

LWG 액체배지에서 글루코오스가 제외된 LW 액체 배지 100ml에 다공성 고체 담체로 도 1에 나타낸 세라믹링(12 x 12mm) 100g을 넣어준 후, 상기 LWG 액체배지에서 키운 배양액을 상기 세라믹링 100 중량부에 대해 20 중량부의 비율로 접종하여 24시간 120 rpm으로 교반하여 Leuconostoc mesenteroides가 다공성 고체 담체인 세라믹링에 고정화되어 배양되도록 하였다.
100 g of the ceramic ring (12 x 12 mm) shown in Fig. 1 was placed in 100 ml of the LW liquid medium in which the glucose was excluded from the LWG liquid medium, and the culture liquid grown in the LWG liquid medium was added to 100 parts by weight of the ceramic ring 20 parts by weight, and stirred at 120 rpm for 24 hours to obtain Leuconostoc mesenteroides was immobilized on a porous solid carrier, and cultured.

실시예Example 2. 올리고당 생산 및 반응 산물의 구성 확인 2. Identification of oligosaccharide production and reaction products

도 2에서와 같은 올리고당 생산 시스템을 제작하였다. 배지로 30 중량부의 설탕과 올리고당을 합성하기 위한 수용체로서 20 중량부의 맥아당을 50 중량부의 증류수에 혼합하여 사용하고, 상기 실시예 1에서 제조된 Leuconostoc mesenteroides가 고정화된 세라믹 링을 충전시킨 배양기(50 x 300 mm 재킷 칼럼) 및 펌프를 연결하였다. The oligosaccharide production system as shown in Fig. 2 was prepared. 20 parts by weight of maltose was mixed with 50 parts by weight of distilled water as a receptor for synthesizing 30 parts by weight of sucrose and oligosaccharide in a culture medium and cultured in an incubator (50 x) containing a ceramic ring immobilized with Leuconostoc mesenteroides prepared in Example 1 300 mm jacket column) and a pump were connected.

상기 펌프를 통해 상기 배지를 상기 Leuconostoc mesenteroides가 고정화된 세라믹 링을 충전시킨 배양기(50 x 300 mm 재킷 칼럼)에 1 ml/min, 2 ml/min, 3 ml/min 및 4 ml/min 로 유량을 변화시키면서 연속적으로 공급하면서 28℃로 배양하였다. The medium was passed through the pump to the Leuconostoc The mesenteroides were continuously supplied at a flow rate of 1 ml / min, 2 ml / min, 3 ml / min and 4 ml / min to a culture vessel (50 x 300 mm jacket column) filled with the immobilized ceramic ring at 28 ° C Lt; / RTI >

생성된 올리고당 및 사용된 설탕량은 상기 반응기로부터 배출되는 반응액 1㎕를 취하여 Merck K6F TLC 플레이트에 점적한 후 니트로메탄/1-프로판올/물 (2/5/1.5, v/v/v)에서 두 번 전개하고, 분리된 탄수화물의 성분을 TLC 플레이트를 0.3%(w/v) 나프틸에틸렌디아민수화염화물과 5%(v/v) 황산을 함유한 메탄올 황산 발색 시약을 이용하여 확인하였다. 생성되는 반응물 내에서의 각 탄수화물에 대한 정량분석은 알파이지 프로그램(Alpha Innotech)을 이용하여 결정하였으며, 그 결과를 도 3과 표 1에 나타내었다. The resulting oligosaccharide and the amount of sugar used were dropped on a Merck K6F TLC plate by taking 1 μl of the reaction solution discharged from the reactor, and then the mixture was dissolved in a mixture of nitromethane / 1-propanol / water (2/5/1.5, v / v / v) And the components of the separated carbohydrate were identified using a methanolic sulfuric acid coloring reagent containing 0.3% (w / v) naphthylethylenediaminehydrochloride and 5% (v / v) sulfuric acid. Quantitative analysis of each carbohydrate in the resulting reaction product was determined using Alpha Innotech program, the results of which are shown in FIG. 3 and Table 1.

도 3에서 각각의 래인은 아래와 같다.3, the respective lanes are as follows.

래인 1, 이소말토올리고당 표준물질 혼합물Lane 1, isomaltooligosaccharide standard substance mixture

래인 2, 수크로오스Lane 2, sucrose

래인 3, 글루코오스 Lane 3, glucose

래인 4, 프락토오스Lane 4, fructose

래인 5, 말토오스Lane 5, maltose

래인 6, 30% 수크로오스와 20% 말토오스Lane 6, 30% sucrose and 20% maltose

래인 7, 고정화된 균주로부터 유래된 효소를 이용하여 생성된 올리고당 산물 패턴Lane 7, an oligosaccharide product pattern generated using an enzyme derived from an immobilized strain

Flow rateFlow rate
(ml/min)(ml / min)
sucrosesucrose fructosefructose maltosemaltose P1P1 ++ P2P2 P3P3 P4P4 P5P5 P6P6 P7P7
1One 8.018.01 7.457.45 21.0421.04 5.215.21 20.6720.67 10.4310.43 12.6612.66 8.388.38 6.156.15 22 11.8211.82 9.639.63 21.6221.62 5.245.24 19.7619.76 8.958.95 11.3211.32 6.766.76 4.94.9 44 22.0122.01 10.6210.62 28.1928.19 3.283.28 20.6620.66 5.415.41 7.147.14 2.72.7 1.741.74 66 24.7824.78 10.1610.16 27.2727.27 5.355.35 15.5115.51 4.994.99 5.355.35 3.213.21 3.393.39

실시예Example 3. 배지  3. Badge 공급양에On the supply amount 따른 반응 산물의 구성 Composition of reaction products

본 발명에 의한 올리고당 생산 시스템에서 최적 공정 조건을 확인하기 위해 반응기 내에 공급되는 배지의 유량을 0.3, 1, 2, 4, 6, 10 ml/min 으로 조절하고, 반응기, 즉 칼럼 2개의 내부에 배지가 모두 채워진 시간에 기준으로 3시간마다 반응기로부터 배출되는 배출액 내에서의 올리고당의 생산량의 변화를 확인하였다. 2개의 반응기 컬럼에 배지가 채워지는 시간은 유량이 1 ml/min 인 경우 24시간, 2 ml/min은 12시간, 4 ml/min은 6시간, 6 ml/min은 4시간 가량이 소요되었다. In order to confirm the optimal process conditions in the oligosaccharide production system according to the present invention, the flow rate of the medium to be fed into the reactor was adjusted to 0.3, 1, 2, 4, 6 and 10 ml / min, The change in the amount of oligosaccharide produced in the effluent discharged from the reactor was checked every 3 hours based on the time at which the autoclave was filled. The time required for the media to fill the two reactor columns was 24 hours at a flow rate of 1 ml / min, 12 hours at 2 ml / min, 6 hours at 4 ml / min, and 4 hours at 6 ml / min.

올리고당의 생성된 양은 Merck K6F TLC 플레이트에 점적한 후 니트로메탄/1-프로판올/물 (2/5/1.5, v/v/v)에서 두 번 전개하고, 분리된 탄수화물의 성분을 TLC 플레이트를 0.3%(w/v) 나프틸에틸렌디아민 수화염화물과 5%(v/v) 황산을 함유한 메탄올 황산 발색시약을 이용하여 확인하였으며, 유량이 1, 2, 4, 6, 0.3와 10 ml/min 일 때의 결과를 각각 도 4 내지 도 7 및 표 2에 나타내었다. The resulting amount of oligosaccharide was loaded onto Merck K6F TLC plates and developed twice in nitromethane / 1-propanol / water (2/5 / 1.5, v / v / v) and the separated carbohydrate components were loaded on a TLC plate 2, 4, 6, 0.3, and 10 ml / min, respectively, using methanolic sulfuric acid coloring reagent containing 5% (w / v) naphthylethylenediamine hydrate chloride and 5% Are shown in Figs. 4 to 7 and Table 2, respectively.

도 4는 유량이 2 ml/min 일 때 생성되는 올리고당 산물의 패턴으로 각각의 래인은 아래와 같다.FIG. 4 shows patterns of oligosaccharide products produced when the flow rate is 2 ml / min. The respective lanes are as follows.

래인 1, 이소말토올리고당 표준물질 혼합물Lane 1, isomaltooligosaccharide standard substance mixture

래인 2, 수크로오스Lane 2, sucrose

래인 3, 글루코오스 Lane 3, glucose

래인 4, 프락토오스Lane 4, fructose

래인 5, 말토오스Lane 5, maltose

래인 6, 30% 수크로오스와 20% 말토오스Lane 6, 30% sucrose and 20% maltose

래인 7-18, 고정화된 균주로부터 유래된 효소를 이용하여 생성된 올리고당 산물 패턴
Lane 7-18, oligosaccharide product pattern generated using an enzyme derived from an immobilized strain

도 5는 유량이 4 ml/min 일 때 생성되는 올리고당 산물의 패턴으로 각각의 래인은 아래와 같다.FIG. 5 is a pattern of oligosaccharide products produced when the flow rate is 4 ml / min. The respective lanes are as follows.

래인 1, 이소말토올리고당 표준물질 혼합물Lane 1, isomaltooligosaccharide standard substance mixture

래인 2, 수크로오스Lane 2, sucrose

래인 3, 글루코오스 Lane 3, glucose

래인 4, 프락토오스Lane 4, fructose

래인 5, 말토오스Lane 5, maltose

래인 6, 30% 수크로오스와 20% 말토오스Lane 6, 30% sucrose and 20% maltose

래인 7-18, 고정화된 균주로부터 유래된 효소를 이용하여 생성된 올리고당 산물 패턴
Lane 7-18, oligosaccharide product pattern generated using an enzyme derived from an immobilized strain

도 6은 유량이 6 ml/min 일 때 생성되는 올리고당 산물의 패턴으로 각각의 래인은 아래와 같다.
FIG. 6 shows a pattern of oligosaccharide products produced when the flow rate is 6 ml / min. The respective lanes are as follows.

*래인 1, 이소말토올리고당 표준물질 혼합물* Lane 1, isomaltooligosaccharide standard substance mixture

래인 2, 수크로오스Lane 2, sucrose

래인 3, 글루코오스 Lane 3, glucose

래인 4, 프락토오스Lane 4, fructose

래인 5, 말토오스Lane 5, maltose

래인 6, 30% 수크로오스와 20% 말토오스Lane 6, 30% sucrose and 20% maltose

래인 7-19, 고정화된 균주로부터 유래된 효소를 이용하여 생성된 올리고당 산물 패턴
Lane 7-19, an oligosaccharide product pattern generated using an enzyme derived from an immobilized strain

도 7은 유량이 0.3 ml/min 일 때와 10 ml/min 일 때 생성되는 올리고당 산물의 패턴으로 각각의 래인은 아래와 같다.FIG. 7 shows patterns of oligosaccharide products produced when the flow rate is 0.3 ml / min and when the flow rate is 10 ml / min. The respective lanes are as follows.

래인1, 이소말토올리고당Lane 1, isomaltooligosaccharide

래인2, 수크로오스Lane 2, sucrose

래인3, 글루코오스Lane 3, glucose

래인4, 프락토오스Lane 4, fructose

래인5, 말토오스Lane 5, maltose

래인6, 20% 수크로오스에 10% 말토오스가 함유된 LW배지Lane 6, LW medium containing 20% sucrose and 10% maltose

래인7-18, 생성된 올리고 당의 패턴
Lane 7-18, the pattern of the resulting oligosaccharide

도 4 내지 도 7로부터 배지 공급량이 10 ml/min 일 때에도 올리고당의 산물이 생성되며, 배지 공급량이 1 내지 6 ml/min 에서는 배지 공급량이 증가할수록 올리고당의 생성이 증가하는 것을 알 수 있다.
4 to 7, oligosaccharide products are produced even when the feed amount of the medium is 10 ml / min. When the feed amount of the medium is 1 to 6 ml / min, the production of oligosaccharide is increased as the feed amount of the medium is increased.

실시예 4. 배지 공급량 변화에 따른 미생물 고정화 담체의 미생물 고정화 정 도 및 유출 정도 측정 Example 4. Measurement of microorganism immobilization degree and runoff degree of microorganism immobilized carrier according to change of feed amount of medium

배지 공급 유량의 변화에 따른 미생물 고정화 담체의 미생물 고정 정도 및 유출 정도를 확인하기 위해 배지 공급량을 1, 2, 4, 6 ml/min으로 변화시키면서 각각의 유량에서 O.D값을 확인하고 그 결과를 표 2 에 나타내었다. In order to confirm the microorganism immobilization degree and flow rate of the microorganism immobilized carrier according to the change of the medium supply flow rate, the OD value was confirmed at each flow rate while varying the medium feed amount at 1, 2, 4, and 6 ml / min. Respectively.

Flow rate
(ml/min)
Flow rate
(ml / min)
Time (hr) Time (hr)
00 0.250.25 0.50.5 1One 1.51.5 22 2.52.5 33 3.53.5 44 4.54.5 55 77 99 1414 1One 0.020.02 0.030.03 0.030.03 0.020.02 0.010.01 0.050.05 -- 0.010.01 -- 0.010.01 -- 0.010.01 0.040.04 0.060.06 0.030.03 22 0.010.01 0.010.01 0.020.02 0.040.04 0.020.02 0.020.02 0.040.04 00 0.010.01 00 0.050.05 0.030.03 -- -- -- 44 00 00 00 00 0.030.03 0.040.04 0.020.02 0.010.01 0.040.04 0.010.01 -- -- -- -- -- 66 0.030.03 0.070.07 0.010.01 0.020.02 0.060.06 0.010.01 00 00 -- -- -- -- -- -- --

상기 표 2에서 배지 공급 유량이 1, 2, 4, 6 ml/min 에서 고정화된 미생물로부터 미생물의 유출은 거의 없어 고체 담체 내에 균주 고정화가 잘 되었음을 확인할 수 있었다.
In Table 2, it was confirmed that microorganisms were immobilized at a feed rate of 1, 2, 4, and 6 ml / min, and microorganisms were hardly leaked.

실시예Example 5. 배지 공급량 변화에 따른 반응기 내의 pH 변화 측정 5. Measurement of pH change in the reactor according to changes in the feed amount of the medium

배지 공급 유량의 변화에 따른 반응기 내의 pH 변화를 측정하여 최적 pH 조건을 측정하였으며, 그 결과를 아래 표 3에 나타내었다. The optimum pH condition was measured by measuring the pH change in the reactor according to the change of the supply flow rate of the medium, and the results are shown in Table 3 below.

표 3에서 일반적으로 L. mesenteroides의 최적 생육 조건은 pH가 5.3일 때이고, 배지 유량이 1 - 6 ml/min에서는 72시간까지 pH가 5.0-5.3으로 계속 유지되는 것을 확인할 수 있었다. In Table 3, the optimal growth conditions of L. mesenteroides were generally at pH 5.3, and the pH was maintained at 5.0-5.3 for 72 hours at 1 - 6 ml / min.

Flow rate
(ml/min)
Flow rate
(ml / min)
Time (hr) vs pH(배양 시간에 따른 배양액의 pH) Time (hr) vs pH (pH of the culture medium depending on incubation time)
1One 33 66 99 1515 2424 4848 7272 1One 6.36.3 6.36.3 6.26.2 5.25.2 5.15.1 5.15.1 5.25.2 5.35.3 22 6.76.7 6.56.5 6.36.3 5.35.3 5.25.2 5.15.1 5.25.2 5.15.1 44 6.76.7 6.36.3 5.95.9 5.35.3 5.25.2 5.05.0 5.15.1 5.25.2 66 6.76.7 6.76.7 6.76.7 5.85.8 5.45.4 5.25.2 5.15.1 5.05.0

Claims (4)

(A) 10-60 중량%의 설탕, 4-25 중량% 의 올리고당을 합성하기 위한 수용체, 및 잔부의 증류수를 포함하는 배지;
(B) 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화된 담체가 충진된 반응기; 및
(C) 상기 배지를 상기 반응기로 공급하기 위한 펌프; 를 포함하는 글루칸수크라아제 생산 균주가 고정화된 세라믹 담체를 이용한 올리고당 생산 시스템으로,
상기 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화된 담체는
(b-1) 글루칸수크라아제 생산 균주를 배양하여 글루칸수크라아제 배양액을 제조하는 단계;
(b-2) 3㎛ 내지 2 mm의 기공을 포함하는 다공성 세라믹 담체를 균주 배양 배지와 혼합하여 다공성 세라믹 담체 혼합액을 제조하는 단계;
(b-3) 상기 글루칸수크라아제 배양액과 상기 다공성 세라믹 담체 혼합액을 혼합하는 단계; 및
(b-4) 상기 글루칸수크라아제 배양액과 다공성 세라믹 담체 혼합액을 교반하는 단계;를 포함하는 방법에 의해 제조되고,
상기 반응기의 부피는 1440 ml이고, 상기 배지는 1 내지 6 ml/min 의 속도로 상기 반응기 내로 공급되는 것을 특징으로 하는 것인, 글루칸수크라아제 생산 균주가 고정화된 세라믹 담체를 이용한 올리고당 생산 시스템.
(A) a medium comprising 10-60% by weight of sugar, a receptor for synthesizing 4-25% by weight of oligosaccharide, and the remainder of distilled water;
(B) a reactor filled with a carrier immobilized with a glucan sucrose producing strain; And
(C) a pump for feeding the medium to the reactor; The oligosaccharide production system uses a ceramic carrier immobilized with a glucan sucrose-producing strain,
The carrier immobilized with the glucan sucrose-producing strain
(b-1) culturing a glucan sucrose-producing strain to produce a glucan sucrase culture;
(b-2) mixing a porous ceramic carrier containing pores having a size of 3 탆 to 2 mm with a culture culture medium to prepare a porous ceramic carrier mixture;
(b-3) mixing the glucan sucrase culture solution with the porous ceramic carrier mixture; And
(b-4) stirring the mixture of glucan sucrose and the porous ceramic carrier,
Wherein the volume of the reactor is 1440 ml, and the medium is fed into the reactor at a rate of 1 to 6 ml / min. The oligosaccharide production system using the ceramic carrier immobilized with the glucan synthase producing strain.
제 1 항에 있어서,
상기 글루칸수크라아제 생산 균주 고정화된 담체가 충진된 반응기는 2개 이상이 연속적으로 연결된 것을 특징으로 하는 글루칸수크라아제 생산 균주가 고정화된 세라믹 담체를 이용한 올리고당 생산 시스템.
The method according to claim 1,
The oligosaccharide production system using the ceramic carrier on which the glucan sucrose producing strain is immobilized is characterized in that two or more reactors filled with the carrier immobilized with the glucan sucrose producing strain are continuously connected.
제 1 항에 있어서,
상기 올리고당을 합성하기 위한 수용체는 말토오스, 이소말토오스, 프락토오스, 겐티오바이오스, 라피노스, 셀로바이오스, 갈락토오스, 자일로스, 만노오스, 시알릭산, 나이게로스, 글루코오스, 멜리바이오스, 튜라노스, 에리쓰로스, 타가토스, 만니톨, 자일리톨, 에리쓰리톨, 락토오스, 스타키오스, 케스토오스, 니스토오스, 천연과채추출물, 및 콩추출물로 구성되는 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 글루칸수크라아제 생산 균주가 고정화된 세라믹 담체를 이용한 올리고당 생산 시스템.
The method according to claim 1,
The receptors for synthesizing the oligosaccharides include maltose, isomaltose, fructose, gentiobiose, raffinose, cellobiose, galactose, xylose, mannose, sialic acid, nigerose, glucose, melibiose, Wherein the glucan sucrose production is at least one selected from the group consisting of maltitol, maltitol, mannitol, xylitol, erythritol, lactose, stachyose, ketoose, Oligosaccharide production system using a ceramic carrier immobilized with a strain.
제 1 항에 있어서,
상기 글루칸수크라아제를 생산하는 균주는 류코노스톡 김치아이(Leuconostoc kimchii), 류코노스톡 락티스, 류코노스톡 덱스트라니컴, 스트렙토코커스 속, 락토바실러스 루테리, 및 류코노스톡 씨트레움 균주로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 글루칸수크라아제 생산 균주가 고정화된 세라믹 담체를 이용한 올리고당 생산 시스템.
The method according to claim 1,
The strain producing the glucan sucrose may be selected from the group consisting of Leuconostoc kimchii, Leuconostoklactis, Leuconostodextranicum, Streptococcus sp., Lactobacillus lutei, and Leuconostocutrium strains. Wherein the oligosaccharide production system comprises at least one member selected from the group consisting of oligosaccharide-producing bacteria and oligosaccharides.
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KR20200063908A (en) 2018-11-28 2020-06-05 이동헌 Index of smaller steam iron

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