KR20170133687A - Fermented liquid fertilizer containing chitooligosaccharides and preparing method thereof - Google Patents

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KR20170133687A
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김재현
박종이
원준
송석빈
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재단법인 경북바이오산업연구원
김재현
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Abstract

The present invention relates to a liquid manure composition, which comprises a chitooligosaccharide culture solution having a molecular weight of 10,000 or less obtained by decomposing chitosan with a chitosanase-degrading enzyme culture and chitosan added in a proportion of 5 to 15 wt%, and to a manufacturing method thereof, in which the chitosan is decomposed into chitooligosaccharides having a relatively low molecular weight with a certain degree of polymerization which is easily absorbed into crops, and the chitosan is added at a high concentration to store microorganisms in a dormant state, so that a change in products is not caused, the shelf life is extended, the volume becomes small due to the high concentration of the products to be easily stores and used, a long-lasting effect of the products is maintained, and the crops cultivated using the liquid manure composition of the present contain a large amount of chitooligosaccharide.

Description

키토올리고당을 함유한 발효액비 조성물 및 이의 제조방법{Fermented liquid fertilizer containing chitooligosaccharides and preparing method thereof}TECHNICAL FIELD The present invention relates to fermentation liquid compositions containing chitooligosaccharide and fermented liquid fertilizer containing chitooligosaccharides and preparing method thereof,

본 발명은 키토올리고당을 함유한 발효액비 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 미생물을 이용하여 저분자화한 키토올리고당을 이용한 작물재배용 발효액비 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a fermentation broth composition containing chitooligosaccharide, and more particularly, to a composition for fermentation broth for cultivating crops using chitooligosaccharide reduced in molecular weight using microorganisms and a method for producing the same.

키토산(Chitosan)은 게, 새우 등과 같은 갑각류의 껍질 또는 오징어, 갑오징어 등과 같은 연체류의 뼈를 분쇄, 탈단백, 탈염화한 키틴을 탈아세틸화하여 얻어진 것으로, N-아세틸-D-글루코사민(N-acetyl-D-glucosamine)과 D-글루코사민(D-glucosamine)이 β-(1,4) 결합한 고분자 다당체로서 분자 중 D-글루코사민의 비율이 60% 이상으로 묽은 산에 녹는 것을 총칭해서 일컫는다. 키토산은 섭취시 체내에 존재하는 위산(pH 0.9~1.5), 라이소자임(Lysozyme), 장내세균, 키틴 분해효소(Chitinase), 키토산 분해효소(Chitosanase) 등에 의해 분해되어, 최종적으로 아세틸글루코사민, 글루코사민, 키토산올리고당 등으로 흡수된다. Chitosan is obtained by deacetylation of chitin, which crushes, deproteinizes, and dechlorinates the bones of crustaceans such as crabs, shrimp, and other mollusc bites such as squid and squid, and N-acetyl-D-glucosamine -acetyl-D-glucosamine) and D-glucosamine are β- (1,4) -bonded polysaccharides, and the ratio of D-glucosamine in the molecule is 60% or more. Chitosan is degraded by gastric acid (pH 0.9 ~ 1.5), Lysozyme, intestinal bacteria, chitinase, chitosanase and the like present in the body at the time of ingestion and finally decomposed by acetylglucosamine, glucosamine, chitosan, Oligosaccharides and the like.

키토올리고당(chitooligosaccharide)은 키토산을 산 또는 효소처리하여 분자수가 2~10개인 올리고머(oligomer) 형태의 소당류로 분해하여 얻어진 것으로, 분자량이 작아 고분자물질인 키틴과 키토산에 비하여 흡수가 용이하다. 이러한 키토올리고당은 키토산과 올리고당으로서의 특성을 모두 가질 수 있어 장내 유익균의 생장에 많은 도움을 준다.Chitooligosaccharide is obtained by decomposing chitosan into oligosaccharides in the form of an oligomer having 2 to 10 molecules by acid treatment or enzymatic treatment. The chitooligosaccharide has a smaller molecular weight and is easier to absorb than chitin and chitosan, which are high molecular substances. These chitooligosaccharides can have both characteristics of chitosan and oligosaccharide, which is very helpful for the growth of beneficial bacteria in the intestines.

키토산은 동물소화효소에 의해 소화되지 않는 다당류로 동물성 식이섬유로서의 특징을 지니며, 약한 양이온 전하로 하전되어 음이온 전하로 하전된 담즙산과 결합하여 배설된다. 이 과정에서 배설되는 양만큼 담즙산의 합성이 필요하게 되고, 담즙산을 합성하기 위하여 체내에 축적된 콜레스테롤이 사용되어 혈액 내 콜레스테롤의 농도가 조절되므로 콜레스테롤을 개선하는 효과를 가지는 것으로 확인되고 있다. Chitosan is a polysaccharide that is not digested by animal digestive enzymes. It is characterized as an animal dietary fiber. It is charged with a weak cation charge and excreted in association with charged bile acid charged with an anion charge. In this process, it is necessary to synthesize bile acid as much as the excreted amount. In order to synthesize bile acid, cholesterol accumulated in the body is used to control the concentration of cholesterol in blood, and thus it has been confirmed that cholesterol is improved.

또한 키토산은 균세포에 침입하여 DNA에 흡착되어 DNA를 전사하는 과정을 방해하거나 균세포 표면에 흡착하여 세포분열을 방해하고 세포막을 통한 물질이동을 저해함으로써 항균작용을 나타낸다. 이와 관련하여 키토올리고당과 수용성 키토산이 대장균(E. coli), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 살모넬라 콜레라(Salmonella cholera) 등에 항균효과를 나타내고(정 등, 2002), 키토올리고당이 어류 감염균인 비브리오균(Vibrio)에 항균효과가 있으며(전 등, 2005), 분자량 3,000 이하인 키토올리고당이 파이톱토라 안페스탄스(Phytophthora infestans)에 의해 발생하는 토마토 및 감자 역병의 예방에 효과가 있고(최 등, 2011), 효모균인 칸디다 알비칸스(Candida albicans)와 균사형성균인 트리코파이톤 루브룸(Trichophyton rubrum)에 대해 세포사멸(apoptosis)을 유도하는 항진균효과도 있는 것으로 확인되었다(지 등, 2006). 이러한 항균특성은 분자량 10,000~100,000의 범위에서 제한적이며 효과적으로 발휘되며, 병원균에 대해서는 40,000 이하의 저분자량에서 효과적인 항균성을 보이고, 150,000 이상의 고분자량에서는 유익균에 대해서도 항균력을 가지는 것으로 알려져 있다.In addition, chitosan penetrates into bacterial cells and adsorbs on DNA, which interferes with DNA transcription or adsorbs on the surface of bacterial cells, thereby inhibiting cell division and inhibiting mass transfer through the cell membrane. In this regard, chitooligosaccharide and water-soluble chitosan have been found in E. coli , Staphylococcus ( Staphylococcus aureus) aureus), cholera, salmonella (Salmonella cholesterol and cholera (Chung et al., 2002), chitooligosaccharide has antibacterial effect on fish-borne vibrio ( Vibrio ) (Chung et al., 2005) and chitooligosaccharides with molecular weight of 3,000 or less ( Candida albicans ) and mycorrhizal Trichophyton rubrum ( Phytophthora infestans ) were effective in preventing tomato and potato blight caused by Phytophthora infestans (Choi et al., 2011) apoptosis, and so on (Ji et al., 2006). These antimicrobial properties are limited and effective in the molecular weight range of 10,000 to 100,000. Effective antibacterial activity is shown at low molecular weight of 40,000 or less for pathogens and antibacterial activity against beneficial bacteria at high molecular weight of 150,000 or more.

또한 키토산은 종양억제 및 면역강화작용을 나타내는 것으로 알려져 있다. 이와 관련하여 6량체의 키토올리고당을 고형종양을 유발시킨 쥐에게 정맥투여하였을 때 강한 종양억제활성을 나타내었으며(Suzuki 등, 1986; Tokoro 등 1988), 쥐를 대상으로 한 동물실험에서 6량체의 키토올리고당이 LLC(Lewis lung carcinoma)에 대한 전이억제효과뿐 아니라 폐암의 증식을 저해하는 효과가 있는 것으로 확인되었다(Tsukada 등, 1990). 키틴유도체의 면역활성 측면에서 대식세포 활성화에 관하여 검토한 결과 30% 탈아세틸화 키틴, 70% 탈아세틸화 키틴, 키토산 및 카르복시메틸 키틴이 대식세포 활성화능이 있으며, 그 중에서도 70% 탈아세틸화 키틴의 대식세포 활성화능이 가장 강력한 것으로 확인되었다(Nishimura 등, 1985). 또한 70% 탈아세틸화 키틴은 마우스 복강 대식세포 활성화능 이외에도 NK 세포(Natural killer cell), 헬퍼 T 세포(helper T cell) 및 세포독성 T 림프구(cytotoxic T lymphocyte)에 대하여 효과적인 활성을 보여 면역증강활성이 있는 것으로 확인되었다. Chitosan is also known to exhibit tumor suppression and immune enhancing effects. In this regard, chitosan oligosaccharides of hexamer have been shown to be highly potent tumor suppressor when administered intravenously to rats induced by solid tumors (Suzuki et al., 1986; Tokoro et al., 1988) Oligosaccharides have been shown to inhibit the metastasis inhibition of LLC (Lewis lung carcinoma) as well as lung cancer (Tsukada et al., 1990). In terms of macrophage activation in terms of immunological activity of chitin derivatives, 30% deacetylated chitin, 70% deacetylated chitin, chitosan and carboxymethyl chitin have macrophage activation ability, among which 70% deacetylated chitin The ability to activate macrophages was found to be the strongest (Nishimura et al., 1985). In addition, 70% deacetylated chitin exhibited effective activity against NK cells (natural killer cell), helper T cell (helper T cell) and cytotoxic T lymphocyte in addition to mouse peritoneal macrophage activation ability, .

키토산은 분자량이 200,000 이상인 고분자물질로 분자량이 높아 작물에 흡수가 용이하지 못하다. 이러한 고분자 키토산을 분해하여 얻어진 키토올리고당의 경우에도 상대적으로 분자량이 높은 경우에는 작물에 흡수가 용이하지 못한 것으로 알려져 있다. 식물 체내 흡수가 가능한 키토올리고당의 적정 분자량은 10,000 이하일 때 효율이 높은 것으로 알려져 있다(한국키토산학회). Chitosan is a high molecular weight material with a molecular weight of over 200,000 and is not easily absorbed by crops because of its high molecular weight. In the case of chitooligosaccharides obtained by decomposing polymer chitosan, it is known that when the molecular weight is relatively high, the chitooligosaccharide is not easily absorbed by the crop. It is known that chitooligosaccharides that can be absorbed in plants have an optimum molecular weight of 10,000 or less (Korean Chitosan Society).

라이조푸스 균주 배양물을 발효시켜 분자량 10,000 이하의 키토올리고당을 함유한 액비를 생산하여 작물에 적용한 기술도 있으나, 실제 작물 내 키토올리고당 함유 수준은 매우 낮은 것으로 보고되고 있다. 또한, 기존에 시판되고 있는 고분자 키토산 또는 키토올리고당 제품의 경우 식물체가 흡수하기까지 3~5년 정도의 오랜 기간이 소요되는 것으로 알려져 있다. There is also a technology in which a cultivar of Rizofocus is fermented to produce a liquid containing chitooligosaccharide having a molecular weight of 10,000 or less and applied to crops, but the level of chitooligosaccharide in actual crops is reported to be very low. In addition, it is known that a commercially available polymer chitosan or chitooligosaccharide product takes a long period of 3-5 years until the plant absorbs it.

대한민국 특허등록 제10-0396833호Korean Patent Registration No. 10-0396833 대한민국 특허등록 제10-1357814호Korean Patent Registration No. 10-1357814 대한민국 특허등록 제10-1384470호Korean Patent Registration No. 10-1384470

작물 내 키토올리고당의 함유량을 높이기 위해서는 이를 이용한 액비 등을 작물에 처리할 제품 내에 상대적으로 고농도의 키토올리고당이 함유되어야 하며, 작물 생체 내 흡수가 용이하도록 비교적 저분자의 일정한 중합도(DP, Degree of Polymerization)를 가진 올리고머를 생산할 수 있는 기술의 개발이 요구된다. In order to increase the content of chitooligosaccharides in crops, relatively high concentration of chitooligosaccharide should be contained in the product to be treated with the crops using the livestock and the like, and a relatively low degree of polymerization (DP, Degree of Polymerization) The development of a technology capable of producing an oligomer having a low molecular weight is desired.

또한, 키토산을 분해하기 위하여 미생물 배양액을 혼합하여 제품화하였을 때 보관이 제대로 되지 않으면 배양액의 특성상 잡균이 자라게 되고, 한여름 또는 햇볕이 내려쬐는 곳에 두면 미생물이 과다 배양되어 가스가 생기고 미생물이 사멸하여 활성을 나타낼 수 없게 되는 문제점이 있으므로 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술이 요구되고 있다.In addition, when the microorganism is mixed with the microbial culture to produce chitosan, when the microorganism is not stored properly, the microorganism grows due to the characteristics of the culture medium, and if it is placed in a place exposed to sunshine or sunshine, the microorganism is over- cultured, There is a problem that such a problem can not be expressed.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 키틴 분해효소 미생물을 이용한 발효분해로 작물 체내로 흡수가 용이한 비교적 저분자의 일정한 중합도를 가진 키토올리고당을 제조하고, 미생물 오염 등을 방지하기 위하여 따로 고농도의 키토산을 첨가하여 장기간 안정적으로 보관이 가능하고 재배한 작물들에서 키토올리고당이 다량 함유될 수 있도록 하는 키토올리고당 발효액비 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above problems, the present invention provides a chitooligosaccharide having a relatively low molecular weight and a high degree of polymerization, which can be easily absorbed into a crop by fermentation decomposition using a chitinolytic enzyme microorganism. To prevent microbial contamination, To provide a chitooligosaccharide fermentation broth composition capable of being stably stored for a long period of time and capable of containing a large amount of chitooligosaccharide in cultivated crops.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 키토산을 키토산 분해효소 균주 배양물로 분해하여 얻어진 분자량 10,000 이하의 키토올리고당이 함유된 배양액과, 조성물 총중량 내 5~15중량%의 비율로 첨가된 키토산을 포함하는 발효액비 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a culture solution containing chitooligosaccharide having a molecular weight of 10,000 or less obtained by decomposing chitosan into a chitosanase-degrading enzyme culture, and chitosan added in a proportion of 5 to 15 wt% ≪ / RTI >

본 발명의 조성물에서, 상기 키토산 분해효소 균주는 라이조푸스 올리고스포러스인 것이 바람직하다.In the composition of the present invention, it is preferable that the chitosanase is a lysozyme oligosporus.

또한 본 발명은 키토산 분해효소 균주를 액체배지에서 40~56시간 동안 배양하여 액상 종균배양물을 얻는 단계; 상기 액상 종균배양물을 고체배지에 살포한 후 40시간 이상 배양하여 고체배양물을 얻는 단계; 상기 고체배양물을 건조시킨 후 분쇄하여 분상 종균배양물을 얻는 단계; 키토산 분말과 멸균수를 1:1~3의 비율(w/v)로 혼합하고 2,500~3,500rpm에서 1~3시간 동안 교반하고, 상기 교반액에 아세트산을 상기 멸균수 중량의 10~20중량%의 비율로 혼합하고 2,500~3,500rpm에서 0.5~2시간 동안 교반하여 키토산용액을 얻는 단계; 상기 키토산용액에 상기 액상 종균배양물을 혼합하고 2,500~3,500rpm으로 1~3시간 동안 교반하는 단계; 상기 교반된 배양물에 상기 분상 종균배양물과 멸균수를 첨가하여 2,500~3,500rpm으로 40~56시간 동안 교반배양한 후 상등액을 여과하여 1차 발효배양액을 얻는 단계; 및 상기 1차 발효배양액에 최종 키토산 농도가 5~15중량%가 되도록 키토산을 첨가한 후 상온에서 20~50일 동안 방치하는 단계를 포함하는 발효액비 조성물의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a chitosan-degrading enzyme, comprising: culturing a chitosanase in a liquid medium for 40 to 56 hours to obtain a liquid seed culture; Culturing the liquid seed culture on a solid medium and culturing the solid medium for at least 40 hours to obtain a solid culture; Drying and pulverizing the solid culture to obtain a powdery culture; Chitosan powder and sterilized water are mixed at a ratio (w / v) of 1: 1 ~ 3 and stirred at 2,500 ~ 3,500 rpm for 1 ~ 3 hours. Acetic acid is added to the above- And stirring the mixture at 2,500 to 3,500 rpm for 0.5 to 2 hours to obtain a chitosan solution; Mixing the chitosan solution with the liquid seed culture and stirring at 2,500 to 3,500 rpm for 1 to 3 hours; Culturing the agar-cultured product by adding the above-mentioned culture medium and sterilized water, stirring the mixture at 2,500 to 3,500 rpm for 40 to 56 hours, and filtering the supernatant to obtain a primary fermentation broth; And adding chitosan to the primary fermentation broth so that the final chitosan concentration is 5 to 15% by weight, and then allowing to stand at room temperature for 20 to 50 days.

본 발명의 방법에서, 상기 키토산 분해효소 균주는 라이조푸스 올리고스포러스인 것이 바람직하다.In the method of the present invention, it is preferable that the chitosanase gene is a lysozyme oligosporus.

본 발명의 방법에서, 상기 고체배지는 미강, 제올라이트 및 멸균수의 혼합물인 것이 바람직하다.In the method of the present invention, it is preferable that the solid medium is a mixture of rice bran, zeolite and sterilized water.

본 발명의 방법에서, 상기 분상 종균배양물은 50~70메쉬 크기로 분쇄된 것임이 바람직하다. In the method of the present invention, it is preferred that the pulp-seed culture is pulverized to a size of 50 to 70 mesh.

본 발명은 키토산 분해효소 미생물 균주를 배양한 액상 종균배양물을 얻고, 이 액상 종균배양물을 고체배양하여 고체 배양물을 얻고, 이 고체 배양물을 건조 및 분쇄하여 분상 종균배양물을 얻고, 키토산분말과 멸균수를 혼합·교반한 후 아세트산을 혼합·교반하여 키토산용액을 얻고, 이 키토산용액에 액상 종균배양물을 혼합·교반하고, 교반된 배양물에 분상 종균배양물과 멸균수를 첨가하여 1차 발효배양액을 제조함으로써 키토산이 작물체 내로 흡수가 용이한 비교적 저분자의 일정한 중합도를 가진 키토올리고당으로 분해되도록 한다. The present invention relates to a method for producing a chitosan-degrading enzyme microorganism, which comprises obtaining a liquid seed culture obtained by culturing a microorganism strain of chitosanase, obtaining a solid culture by solid-culturing the liquid seed culture, drying and pulverizing the solid culture, After mixing and stirring the powder and sterilized water, acetic acid was mixed and stirred to obtain a chitosan solution. The chitosan solution was mixed and stirred with the liquid seed culture, and the seed culture and the sterilized water were added to the stirred culture By producing the primary fermentation broth, the chitosan is decomposed into chitooligosaccharides having a relatively low molecular weight, which is easy to absorb into the crop, with a certain degree of polymerization.

또한, 1차 발효배양액에 키토산을 고농도로 첨가하여 미생물을 휴면상태로 만들어 보관함으로써 종래의 미생물 배양액을 포함한 발효액비가 가진 잡균증식, 미생물의 과대배양, 미생물의 사멸 등의 문제점을 해결할 수 있다. 따라서, 농가에서 허술하게 보관하거나 저온에 보관하지 않아도 제품의 변질이 없어 유통기한을 2년 이상 연장할 수 있고, 제품의 고농축화로 부피가 작으므로 보관과 사용이 용이하며, 제품의 효과가 장기간 지속되며, 이를 사용하여 재배한 작물들에서는 키토올리고당이 다량 함유되는 효과가 있다.In addition, by adding chitosan to the primary fermentation broth at a high concentration to keep the microorganism in a dormant state, it is possible to solve problems such as the growth of microorganisms, the overgrowth of microorganisms, and the microbial death due to the fermentation broth containing conventional microorganism culture solution. Therefore, it is possible to extend the shelf life more than 2 years without the deterioration of the product even if it is not kept at the farmhouse or stored at low temperature, and it is easy to store and use because the volume is low due to the high concentration of the product. , It is effective to contain a large amount of chitooligosaccharide in the cultivated crops.

도 1은 키틴기질을 라이조푸스 올리고스포러스 키틴분해효소로 가수분해시켰을 때 얻어진 환원당의 양을 나타낸 그래프이다.
도 2는 0.6% 콜로이드성 키틴을 라이조푸스 올리고스포러스 키틴분해효소로 가수분해시켰을 때 생성되는 각 N-아세틸키토올리고당(N-Acetylchitooligosaccharides)의 양을 시간별로 나타낸 그래프이다.
도 3은 키토올리고당을 함유한 1차 발효배양액을 제조하는 공정의 일실시예를 나타낸 제조공정도이다.
도 4는 각 표준액 및 발효액비의 TLC 분석결과를 나타낸 것으로, (1)은 N-아세틸-D-글루코사민, (2)는 D-글루코사민(D-Glucosamine), (3)은 키토올리고당 표준액, (4)는 5X 발효배양액, (5)는 산분해 5X 발효배양액이다.
도 5는 각 표준액 및 발효액비의 HPLC 분석결과를 나타낸 것으로, (A) N-아세틸-D-글루코사민, (B)는 D-글루코사민, (C)는 키토올리고당 표준액, (D)는 5X 발효배양액, (E)는 산분해 5X 발효배양액이다.
도 6은 풀루란(Pullulan) 표준액 및 발효액비의 키토올리고당 분자량을 분석한 결과이다.
도 7은 본 발명의 발효액비로 재배한 콩나물의 키토올리고당 함량을 확인한 시험성적서이다.
도 8은 본 발명의 발효액비로 재배한 토마토의 키토올리고당 함량을 확인한 시험성적서이다.
도 9는 본 발명의 발효액비로 재배한 사과의 키토올리고당 함량을 확인한 시험성적서이다.
1 is a graph showing the amount of reducing sugar obtained when a chitin substrate is hydrolyzed with a ribofusol oligosporoschitin degrading enzyme.
2 is a graph showing the amount of each of N- acetyl-chitooligosaccharide (N -Acetylchitooligosaccharides) that is generated when sikyeoteul hydrolyzed with spokes Russ chitin-decomposing enzyme oligonucleotide crispus rayijo 0.6% colloidal chitin by time.
3 is a manufacturing process diagram showing one embodiment of a process for producing a primary fermentation broth containing chito oligosaccharide.
FIG. 4 shows TLC analysis results of each standard solution and fermentation broth, wherein (1) is N-acetyl-D-glucosamine, (2) is D-Glucosamine, (3) 4) is a 5X fermentation broth, and (5) is an acid-decomposed 5X fermentation broth.
5 shows the result of HPLC analysis of each standard solution and the fermentation broth, wherein (A) N-acetyl-D-glucosamine, (B) D-glucosamine, (C) , And (E) is an acid-decomposed 5X fermentation broth.
6 shows the results of analysis of the molecular weight of chitooligosaccharide in the Pullulan standard solution and the fermentation broth.
7 is a test report verifying the content of chitooligosaccharide of bean sprouts cultivated with the fermentation broth ratio of the present invention.
FIG. 8 is a test report verifying the content of chitooligosaccharide of tomatoes grown with the fermentation broth ratio of the present invention.
FIG. 9 is a test report verifying the content of chitooligosaccharide of an apple cultivated with the fermentation broth of the present invention.

본 발명의 발효액비 조성물은 키토산을 키토산 분해효소 균주 배양물로 분해하여 얻어진 분자량 10,000 이하의 키토올리고당 배양액과, 조성물 총중량 내 5~15중량%의 비율로 첨가된 키토산을 포함하여 이루어진다.The fermentation broth composition of the present invention comprises a chitooligosaccharide culture solution having a molecular weight of 10,000 or less obtained by digesting chitosan with a chitosanase-degrading enzyme culture, and chitosan added in a proportion of 5 to 15 wt% in the total weight of the composition.

상기 키토산 분해효소 균주로는 키토산의 분해에 통상적으로 사용되는 균주들을 사용할 수 있으며, 라이조푸스 속 균주들을 사용하는 것이 바람직하며, 라이조푸스 올리고스포러스 균주를 사용하는 것이 가장 효과적이다. As the chitosanase, strains commonly used for chitosan degradation may be used, and it is preferable to use strains belonging to the genus Rizofus, and it is most effective to use a strain of Rizofocus oligosporus.

본 발명의 발효액비 조성물을 제조하는 방법은 다음과 같다.The method for preparing the fermentation broth composition of the present invention is as follows.

(1) 액상 종균배양물의 제조(1) Production of liquid seed culture

먼저, 키토산 분해효소 균주를 액체배지에서 40~56시간 동안 배양하여 액상 종균배양물을 얻는다. First, the chitosanase is cultivated in a liquid medium for 40 to 56 hours to obtain a liquid seed culture.

키토산 분해효소 균주로는 키토산의 분해에 통상적으로 사용되는 균주들을 사용할 수 있다. 라이조푸스 속 균주들을 사용하는 것이 바람직하며, 라이조푸스 올리고스포러스 균주를 사용하는 것이 가장 효과적이다. As the chitosanase, strains commonly used for the decomposition of chitosan can be used. It is preferable to use strains belonging to the genus Lyapofus, and it is most effective to use strains of Lyapofus Oligosporese.

라이조푸스 올리고포러스를 토양에 처리한 후 토양내 밀도를 조사하였을 때, 처리 48시간 후에는 0.73×106cfu/g, 처리 120시간 후에는 8.7×106cfu/g, 처리 240시간 후에는 3.5×107cfu/g, 처리 720시간 후에는 8.3×107cfu/g로, 처리 약 48시간 만에 토양에 정착하여 720시간(약 1달)까지 그 밀도가 안정적으로 유지된다. When the density of the soil after treatment with Rizofusol oligoporus was measured, the density was 0.73 × 10 6 cfu / g after 48 hours of treatment, 8.7 × 10 6 cfu / g after 120 hours of treatment, 3.5 × 10 7 cfu / g after 720 hours of treatment, and 8.3 × 10 7 cfu / g after 720 hours of treatment, and the density is stably maintained until 720 hours (about 1 month) after fixing in soil for about 48 hours.

키토산 분해효소 균주를 배양하는 액체배지로는 통상적으로 사용되는 액체배지들을 사용할 수 있으며, 액체배지의 예로는 PDA(Potato dextrose agar) 배지, PDB(Potato dextrose broth), 영양배지(Nutrient broth), MRS 배지 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. As the liquid medium for culturing the chitosanase, for example, liquid mediums commonly used can be used. Examples of the liquid medium include PDA (Potato dextrose agar) medium, PDB (Potato dextrose broth), Nutrient broth, A culture medium, a culture medium, and the like.

(2) 고체 배양물의 제조(2) Preparation of solid culture

상기 액상 종균배양물을 고체배지에 살포한 후 40시간 이상, 바람직하게는 40~60시간 배양하여 고체 배양물을 얻는다. The liquid seed culture is spread on a solid medium and cultured for 40 hours or more, preferably 40 to 60 hours to obtain a solid culture.

고체배지로는 미강, 제올라이트 및 멸균수의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하며, 미강, 제올라이트 및 멸균수는 2~3:6~8:4~6의 중량비로 혼합하는 것이 보다 바람직하다. The solid medium is preferably a mixture of rice bran, zeolite and sterilized water, and the rice bran, zeolite and sterilized water are mixed preferably in a weight ratio of 2: 3: 6 to 8: 4 to 6.

액상 종균배양물은 고체배지에 15~25의 비율(v/w)로 살포하는 것이 바람직하다. It is preferable to spray the liquid seed culture at a ratio of 15 to 25 (v / w) to the solid medium.

(3) 분상 종균배양물의 제조(3) Preparation of a culture of a seed culture

상기 고체배양물을 건조시킨 후 분쇄하여 분상 종균배양물을 얻는다. 건조방법으로는 통풍건조방법을 사용하는 것이 바람직하며, 건조된 고체배양물은 50~70메쉬 크기로 분쇄하는 것이 바람직하다.The solid culture is dried and then pulverized to obtain a pulmonary seed culture. As the drying method, it is preferable to use a ventilation drying method, and the dried solid culture is preferably pulverized to a size of 50 to 70 mesh.

(4) 키토산용액의 제조 (4) Preparation of chitosan solution

키토산 분말과 멸균수를 1:1~3의 비율(w/v)로 혼합하고 2,500~3,500rpm에서 1~3시간 동안 교반한다. 상기 교반액에 아세트산을 상기 멸균수 중량의 10~20중량%의 비율로 혼합하고 2,500~3,500rpm에서 0.5~2시간 동안 교반하여 키토산용액을 얻는다.Chitosan powder and sterilized water are mixed at a ratio (w / v) of 1: 1 ~ 3 and stirred at 2,500 ~ 3,500 rpm for 1 ~ 3 hours. Acetic acid is mixed with the above-mentioned cross-linking solution in a proportion of 10 to 20% by weight of the sterilized water and stirred at 2,500 to 3,500 rpm for 0.5 to 2 hours to obtain a chitosan solution.

(5) 키토산용액과 액상 종균배양물의 혼합(5) Mixture of chitosan solution and liquid seed culture

상기 키토산용액에 상기 액상 종균배양물을 혼합하고 2,500~3,500rpm으로 1~3시간 동안 교반한다.The chitosan solution is mixed with the liquid seed culture and stirred at 2,500 to 3,500 rpm for 1 to 3 hours.

(6) 분상 종균배양물의 혼합(6) Mixing of Chromosomal Cultures

상기 교반된 배양물에 상기 분상 종균배양물과 멸균수를 첨가하여 2,500~3,500rpm으로 40~56시간 동안 교반배양한 후 상등액을 여과하여 1차 발효배양액을 얻는다.The above-mentioned culture medium is added to the culture medium and sterilized water, and the mixture is stirred at 2500 to 3,500 rpm for 40 to 56 hours. The supernatant is filtered to obtain a primary fermentation broth.

(7) 키토산의 첨가(7) Addition of chitosan

상기 1차 발효배양액에 키토산을 첨가한다. 키토산은 조성물 내 최종 키토산 농도가 5~15중량%가 되도록 첨가하는 것이 바람직하며, 10±1중량%가 되도록 첨가하는 것이 보다 바람직하다. 키토산을 첨가한 후 상온에서 20~50일 동안 방치하여 발효액비 조성물을 얻는다. 30일 동안 방치하는 것이 보다 바람직하다.Chitosan is added to the primary fermentation broth. The chitosan is preferably added so that the concentration of the final chitosan in the composition is 5 to 15% by weight, more preferably 10 to 1% by weight. After adding chitosan, the mixture is allowed to stand at room temperature for 20 to 50 days to obtain a fermentation broth composition. It is more preferable to leave it for 30 days.

키토산을 분해하기 위하여 미생물 배양액을 추가하여 제조된 제품은 보관이 제대로 되지 않으면 배양액의 특성상 잡균이 자라고, 고온 또는 직사광선에 노출되면 미생물이 과다 배양되어 가스가 생기고 미생물이 사멸하여 활성을 나타내지 못하는 문제점이 있다. When the product is not properly stored, the product produced by adding the microorganism culture solution to decompose the chitosan grows in the nature of the culture liquid and the microorganism is over-cultured when exposed to high temperature or direct sunlight, resulting in gas generation and microorganism death, have.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 키토산과 미생물 배양액을 발효시킨 1차 발효배양액에 키토산을 고농도로 첨가하고 20~50일 동안 방치하여 미생물을 휴면상태로 만든다. 키토산의 농도가 5중량% 이상이면 미생물이 휴면상태가 되고, 10중량% 이상이면 대부분의 미생물이 휴면상태가 되며, 15중량% 이상이면 모든 미생물이 휴면상태가 되어 제품의 변질이 없어지고 장기간 보관할 수 있게 된다.To solve these problems, chitosan is added to the primary fermentation broth fermented with chitosan and microorganism culture solution at a high concentration and left for 20 to 50 days to make the microorganism into a dormant state. If the concentration of chitosan is 5 wt% or more, the microorganism becomes dormant. If the chitosan concentration is more than 10 wt%, most microorganisms become dormant. If the concentration is 15 wt% or more, all microorganisms become dormant, .

상기 과정에 의하여 저분자 상태로 된 키토올리고당과 미생물은 모두 활성을 잃지 않고 휴면상태로 유지되며, 사용시 물로 희석하여 살포하게 되면 그때부터 미생물이 토양에 흡착하여 증식을 하고, 추가로 첨가된 키토산도 미생물에 의해 분해되므로 살포된 키토올리고당과 함께 작물에 더 많은 양의 키토올리고당이 흡수될 수 있다. 따라서 본 발명의 발효액비 조성물을 사용하여 재배한 작물들에서는 키토올리고당이 다량 함유되어 검출된다.The chitooligosaccharide and the microorganism which are brought into a low molecular state by the above process are kept in a dormant state without losing their activity. When they are diluted with water and sprayed in water during use, microorganisms are adsorbed on the soil and proliferate, , A larger amount of chitooligosaccharide can be absorbed into the crop together with the sprayed chitooligosaccharide. Therefore, the crops grown using the fermentation broth composition of the present invention contain a large amount of chitooligosaccharide and are detected.

이하 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 이들 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Experimental Examples. These examples and experimental examples are illustrative of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

<< 실험예Experimental Example 1> 1>

키토산 분해용 균주 선발Selection of chitosan digesting bacteria

키토산을 분해하여 저분자인 키토올리고당을 제조하는데 가장 적합한 미생물을 선정하기 위하여 다음과 같이 실험하였다. In order to select the most suitable microorganism for producing low molecular weight chitooligosaccharides by decomposing chitosan, the following experiment was conducted.

미생물 균주로는 라이조푸스 올리고스포러스(Rhizopus oligosporus), 라이조푸스 오리제(Rhizopus oryzae) 및 라이조푸스 sp.(Rhizopus sp.)를 사용하였다. Microorganism strains include Rhizopus ( Rhizopus) oligosporus , Rhizopus oryzae ) and Rhizopus sp. ( Rhizopus sp.) was used.

상기 균주들을 PDB(Potato dextrose broth), 영양배지(Nutrient broth), MRS 배지(MRS broth)에 각각 접종시킨 후 온도 30±1℃ 및 습도 60%의 환경을 유지하여 미생물을 배양하면서 생육능을 관찰하였다. 관찰된 균사의 생육상태를 하기 표 1에 나타내었다. These strains were inoculated into PDB (Potato dextrose broth), nutrient broth (MRS broth) and MRS broth, respectively. After incubation at 30 ± 1 ° C and 60% humidity, Respectively. The observed growth conditions of mycelium are shown in Table 1 below.

미생물의 종류Types of microorganisms 균사 생육 상태Mycelial growth state 라이조푸스 올리고스포러스Raisopus oligosporus ++++++++++ 라이조푸스 오리제Rijopus Oridge ++++ 라이조푸스 sp.Rizofus sp. ++++++

상기 표 1의 결과에서와 같이, 3가지 균주 중 라이조푸스 올리고포러스의 균사 생육 상태가 가장 우수하였다. 따라서, 라이조푸스 올리고포러스를 키토올리고당 생산을 위한 공시균주로 사용하였다.As shown in the above Table 1, the mycelial growth state of rizopus oligoporus was the most excellent among the three strains. Therefore, Rizofocus oligoporus was used as a published strain for the production of chito oligosaccharide.

<< 실험예Experimental Example 2> 2>

라이조푸스Rizofus 올리고스포러스의Oligo spores 키토산 분해능 측정Measurement of chitosan resolution

PDB(Potato dextrose broth, Difco) 1ℓ를 제조한 후 고압멸균기를 이용하여 121℃에서 20분 동안 멸균하였다. 멸균된 배지에 라이조푸스 올리고스포러스 균주 스톡 1㎖를 접종한 후 온도 30±1℃, 습도 60%의 환경에서 48시간 동안 진탕배양하였다.1 liter of PDB (Potato dextrose broth, Difco) was prepared and sterilized at 121 ° C for 20 minutes using a high pressure sterilizer. The sterilized medium was inoculated with 1 ml of a strain of Rizofocus oligosporus strain and cultured with shaking for 48 hours at an ambient temperature of 30 1 캜 and a humidity of 60%.

라이조푸스 올리고스포러스에 의한 고분자 키토산의 분해능을 확인하기 위하여, 분자량 300,000의 키토산분말 1kg과 상기 라이조푸스 올리고스포러스 배양액을 각각 1:1의 비율(w/v)로 혼합하고 28~30℃에서 48시간 동안 배양하면서 시간에 따른 분자량의 변화를 측정하였다. 1 kg of a chitosan powder having a molecular weight of 300,000 and the culture of the above-mentioned razorupozolosporus were mixed at a ratio (w / v) of 1: 1, respectively, at 28 to 30 DEG C to confirm the decomposing ability of the polymer chitosan by Rizofusu oligosporus The change in molecular weight over time was measured while incubating for 48 hours.

키토산 분자량은 우베로드(Ubbelohde) 점도계(SI Analytics GmbH, Ubbelohde Viscometer M)를 사용하여 측정하였으며, 4M 우레아(urea), 0.2M 초산, 0.1M 염화나트륨을 1:1:1의 부피비로 혼합한 용액에 상기 라이조푸스 올리고스포러스 균주에 의하여 발효된 키토산 배양액을 넣어 각각 0.05%, 0.10%, 0.15% 및 0.20%가 되도록 제조하여 측정에 사용하였다. 측정은 8회 반복하여 평균값을 구하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The molecular weight of chitosan was measured using a Ubbelohde viscometer (SI Analytics GmbH, Ubbelohde Viscometer M), and a solution of 4 M urea, 0.2 M acetic acid and 0.1 M sodium chloride in a volume ratio of 1: 1: 1 The cultured chitosan fermented by the above-mentioned Rizofusu oligosporus strain was added to 0.05%, 0.10%, 0.15% and 0.20%, respectively. The measurement was repeated eight times to obtain an average value. The results are shown in Table 2 below.

발효시간(h)Fermentation time (h) 분자량(Mw)Molecular weight (Mw) 66 274,000274,000 1212 254,000254,000 1818 192,000192,000 2424 128,000128,000 3030 64,00064,000 3636 30,50030,500 4242 14,20014,200 4848 측정불가Not measurable

상기 표 2의 결과에서, 시간이 경과함에 따라 라이조푸스 올리고스포러스 배양액에 포함된 키틴분해효소에 의하여 키토산이 분해되어 분자량이 작아졌으며, 발효 48시간째에는 분자량의 측정이 불가능할 정도로 분해된 것을 확인할 수 있다. From the results in Table 2, it was confirmed that chitosan was decomposed by chitinolytic enzyme contained in the cultured solution of Rizofocus oligosporus over time, resulting in a reduced molecular weight and decomposed to such an extent that measurement of molecular weight was impossible at 48 hours after fermentation .

<< 실험예Experimental Example 3> 3>

라이조푸스Rizofus 올리고스포러스Oligosporus 키틴분해효소 Chitinolytic enzyme of 기질 특이성 확인 Identification of substrate specificity

키토산 분해용 라이조푸스 올리고스포러스 조효소(키틴분해효소) 생산배지는 생산배지 100㎖에 키틴 15g/ℓ, 효모추출물 0.5g/ℓ, (NH4)2SO4 1.0g/ℓ 및 MgSO4 1.36g/ℓ가 포함되도록 조성하였다. 상기 생산배지에 라이조푸스 올리고스포러스 균주 스톡 1mL를 첨가하여 500㎖ 삼각플라스크(Erlenmeyer flask)에서 30℃, 7일 동안 배양하여 키틴분해효소 조효소로 사용하였다. For chitosan decomposition rayijo crispus oligonucleotide production sports Russ coenzyme (chitin-degrading enzymes), chitin medium is 15g / ℓ in the production medium 100㎖, yeast extract 0.5g / ℓ, (NH 4) 2 SO 4 1.0g / ℓ , and MgSO 4 1.36g / l. &lt; / RTI &gt; The production medium was supplemented with 1 mL of a strain of Lysophospholysporus strain and cultured in a 500 mL Erlenmeyer flask at 30 ° C. for 7 days to use as a chitinolytic enzyme coenzyme.

키틴분해효소 효소활성은 Ressig 등의 비색법에 따라 540nm에서 마이크로플레이트 판독기(Microplate Reader, Anthos labtec. Instruments, Anthos htⅢ)를 사용하여 흡광도를 측정하여 계산하였다. 효소 1유닛(unit)은 1시간 동안 1μmole의 N-아세틸-D-글루코사민(N-Acetyl-D-Glucosamine, GlcNAc)을 가수분해할 수 있는 효소의 양으로 하였다.The chitinase enzyme activity was calculated by measuring the absorbance at 540 nm using a microplate reader (Microplate Reader, Anthos Laboratories, Anthos htIII) according to the colorimetric method of Ressig et al. One unit of enzyme was the amount of enzyme capable of hydrolyzing 1 μ mole of N-Acetyl-D-Glucosamine (GlcNAc) for 1 hour.

키틴분해효소의 기질특이성을 확인하기 위한 기질로는 각각 0.6%의 콜로이드성 키틴(colloidal chitin), 글리콜 키틴(glycol chitin), 정제분말 키틴(purified powder chitin), CM-키틴(CM-chitin) 및 분말 키틴(powder chitin)(practical grade) 용액을 사용하였다.Substrates specific for the substrate specificity of chitinolytic enzymes were 0.6% colloidal chitin, glycol chitin, purified powder chitin, CM-chitin, A powder chitin (practical grade) solution was used.

상기 기질들을 37℃에서 연속적으로 키틴분해효소(12units/㎖)와 반응시켜 시간에 따라 생성된 올리고당의 μmole수를 Ressig 등의 분석방법에 따라 측정하였다. 즉, 키틴분해효소에 의해 각 기질의 분해산물로 생성된 N-아세틸키토올리고당(N-Acetylchitooligosaccharides)은 (GlcNAc)n(n=1-6)을 기준용액으로 하여 μBondapak NH2(4.6×250㎜)칼럼이 부착된 HPLC로 분리하여 210nm에서 UV 검출기(Shimadzu, SPD-20A)로 검출하였으며, 유속은 1.0㎖/min, 이동상으로는 70:30의 아세토니트릴-물 용액을 사용하여 분석하였다.Successively chitin-decomposing enzyme (12units / ㎖) as the number of μ mole of the oligosaccharide produced in accordance with the time by reacting said substrate at 37 ℃ was measured according to the analytical method, such as Ressig. That is, N-acetylchitooligosaccharides (N-acetylchitooligosaccharides) produced by degradation products of each substrate by chitinolytic enzymes were prepared by using (GlcNAc) n (n = 1-6) as the reference solution and μ Bondapak NH 2 ㎜) column, and detected with a UV detector (Shimadzu, SPD-20A) at 210 nm. The flow rate was 1.0 ml / min and the mobile phase was analyzed using an acetonitrile-water solution at 70:30.

그 결과를 나타낸 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 키틴분해효소는 콜로이드성 키틴을 기질로 사용하였을 때 반응시간 2시간에서 가장 많은 양의 올리고당으로 가수분해되었다. As can be seen from FIG. 1, the chitinolytic enzyme was hydrolyzed to the highest amount of oligosaccharide at a reaction time of 2 hours when colloidal chitin was used as a substrate.

가수분해정도는 높은 순서대로 콜로이드성 키틴, 글리콜 키틴, 정제분말 키틴, 분말키틴(practical grade) 및 CM-키닌이었으며, 이때 올리고당의 생성량은 각각 4.55, 1.93, 1.23, 0.82 및 0.06μmole/㎖였다.The degree of hydrolysis was in the order of colloidal chitin, glycol chitin, purified powder chitin, practical grade, and CM-quinine, with the amounts of oligosaccharide being 4.55, 1.93, 1.23, 0.82 and 0.06 μmole / ㎖, respectively.

기질에 따른 상대 가수분해율은 하기 표 3에서와 같이 콜로이드성 키틴 100%, 글리콜 키틴 43%, 정제분말 키틴 25%, 분말 키틴(practical grade) 19% 및 CM-키틴 1.5%로 나타났다.The relative hydrolysis rates according to the substrate were 100% of colloidal chitin, 43% of glycol chitin, 25% of purified chitin, 19% of practical grade and 1.5% of CM-chitin as shown in Table 3 below.

기질temperament 상대 가수분해율(%)Relative hydrolysis rate (%) 콜로이드성 키틴Colloidal chitin 100100 글리콜 키틴Glycol chitin 5252 정제분말 키틴Refined powder chitin 2828 분말 키틴(practical grade)Powdered chitin (practical grade) 2121 CM-키틴CM-chitin 33

가수분해율이 가장 높은 콜로이드성 키틴에 대한 키틴분해효소의 가수분해 형태를 확인한 결과, 도 2와 같이 가수분해 반응시작 초기 20분 동안 기질을 급격히 가수분해하여 올리고당을 생성하고, 이후 2시간 동안 지속적으로 기질을 가수분해하는 것으로 확인되었다.As a result of hydrolysis of the chitinolytic enzyme to the colloidal chitin having the highest hydrolysis rate, the oligosaccharide was rapidly hydrolyzed for 20 minutes in the initial stage of the hydrolysis reaction as shown in FIG. 2, Hydrolysis of the substrate.

<< 실시예Example 1> 1>

키토올리고당Chitooligosaccharide 함유 1차 발효배양액의 제조 Preparation of primary fermentation broth containing

PDB 1ℓ를 제조한 후 고압멸균기를 이용하여 121℃ 20분간 멸균하였다. 멸균된 배지에 라이조푸스 올리고스포러스 균주 스톡 1㎖을 접종한 후 30±1℃, 습도 60%의 환경에서 48시간 동안 진탕배양하여 액상 종균배양물을 얻었다.1 L of PDB was prepared and sterilized at 121 ° C for 20 minutes using a high pressure sterilizer. On the sterilized medium, Rizofocus oligosporus 1 ml of the strain was inoculated and cultured in a shaking culture for 48 hours at an ambient temperature of 30 ± 1 ° C and a humidity of 60% to obtain a liquid seed culture.

PDB에서 배양된 상기 라이조푸스 올리고스포러스 배양액(액상 종균배양물) 50㎖를 미강:제올라이트:멸균수를 3:7:5로 중량비로 혼합한 혼합물 1,500g에 1:20(v/w, 50㎖/1,500g)의 비율로 고르게 살포한 후 30±1℃, 습도 60%의 환경에서 48시간 이상 고체 배양하였다. 충분히 배양을 거친 고체배양물은 통풍 건조한 후 분쇄기를 이용하여 60메쉬 사이즈로 분쇄하여 분상 종균배양물을 얻었다.(V / w, 50) was added to 1,500 g of a mixture obtained by mixing 50 ml of the culture of the above-mentioned raiogwuso oligosporus cultured in liquid culture (liquid seed culture) in a mixture of rice bran: zeolite: sterilized water at a weight ratio of 3: 7: Ml / 1,500 g), and the cells were further cultured for 48 hours or more at 30 ± 1 ° C and 60% humidity. The solid culture which had been sufficiently cultured was air-dried and then pulverized to a size of 60 mesh using a pulverizer to obtain a powdery culture.

따로 키토산 분말을 멸균수에 1:2의 비율(w/v, 키토산 15kg:멸균수 30ℓ)로 혼합하고 3,000rpm으로 2시간 동안 교반하였다. 여기에 초산을 5ℓ 첨가한 후 3,000rpm으로 1시간 동안 교반하여 키토산을 젤 형태로 완전히 용해시켜 고농도 키토산용액을 얻었다.Separately, chitosan powder was mixed with sterilized water at a ratio of 1: 2 (w / v, 15 kg of chitosan: 30 L of sterilized water) and stirred at 3,000 rpm for 2 hours. 5 L of acetic acid was added thereto, and the mixture was stirred at 3,000 rpm for 1 hour to completely dissolve chitosan in a gel form to obtain a high concentration chitosan solution.

상기 키토산용액에 라이조푸스 올리고스포러스 액상 종균배양물을 넣은 다음 30±1℃에서 3,000rpm으로 2시간 동안 교반하였다. 여기에 다시 분상 종균배양물 300g을 넣고 멸균수를 첨가하여 최종 500ℓ로 하여 30±1℃에서 2일 동안 3,000rpm으로 교반배양한 후 상등액을 여과하여 1차 발효배양액으로 이용하였다.The chitosan solution was loaded with a culture of Lyoporozolosporus liquid phase, followed by stirring at 30 ± 1 ° C and 3,000 rpm for 2 hours. 300 g of the seed culture was added again, sterilized water was added thereto, and the final volume was adjusted to 500 L. The mixture was stirred at 30 ± 1 ° C for 2 days at 3,000 rpm. The supernatant was filtered to use as the primary fermentation broth.

상기와 같은 본 실시예의 발효배양액의 제조공정을 도 3에 나타내었다. The production process of the fermentation broth of the present embodiment as described above is shown in Fig.

<< 실험예Experimental Example 4> 4>

라이조푸스Rizofus 올리고스포러스Oligosporus 1차 발효배양액의  Of the primary fermentation broth 키토올리고당Chitooligosaccharide 분석 analysis

시료의 제조Preparation of sample

(1) D-글루코사민과 N-아세틸-D-글루코사민 표준액의 제조(1) Preparation of D-glucosamine and N-acetyl-D-glucosamine standard solution

D-글루코사민 하이드로클로라이드(D-Glucosamine hydrochloride)(≥75% crystalline, Sigma), N-아세틸-D-글루코사민(≥99%, Sigma) 일정량을 물에 용해시킨 후 각각 2.5mg/㎖, 5mg/㎖ 및 10mg/㎖의 농도로 희석하여 표준액으로 사용하였다.D-Glucosamine hydrochloride (≥75% crystalline, Sigma), N-acetyl-D-glucosamine (≥99%, Sigma) was dissolved in water to give 2.5 mg / And 10 mg / ml, and used as a standard solution.

(2) (2) 키토올리고당Chitooligosaccharide 표준액의 제조 Preparation of standard solution

탈아세틸화된 키토산(≥75% deacetylated chitosan, Sigma)을 1M 초산용액에 용해시켜 1%(w/v) 용액을 조제하였다. 상기 키토산 초산용액에 염산(35%)을 1:1(v/v) 비율로 혼합한 다음 96℃에서 10시간 동안 가수분해하였다. 가수분해물은 다시 10배 부피의 아세톤과 혼합하고 1시간 동안 냉장보관한 다음 15,000rpm으로 5분 동안 원심분리하였다. 원심분리 후 상등액을 제거하고, 침전된 키토산 분해물(키토올리고당)을 실온에서 1시간 이상 건조시켰다. 건조된 침전물은 적정량의 1M 초산용액에 용해시켜 키토올리고당 표준액으로 사용하였다.The deacetylated chitosan (≥75% deacetylated chitosan, Sigma) was dissolved in a 1 M acetic acid solution to prepare a 1% (w / v) solution. Hydrochloric acid (35%) was mixed with the chitosan acetic acid solution at a ratio of 1: 1 (v / v) and then hydrolyzed at 96 ° C for 10 hours. The hydrolyzate was again mixed with 10 volumes of acetone, refrigerated for 1 hour, and then centrifuged at 15,000 rpm for 5 minutes. After centrifugation, the supernatant was removed, and the precipitated chitosan degradation product (chito oligosaccharide) was dried at room temperature for 1 hour or more. The dried precipitate was dissolved in an appropriate amount of 1 M acetic acid solution and used as a standard solution of chitooligosaccharide.

(3) 5X 발효배양액 시료의 제조(3) Preparation of 5X fermentation broth samples

발효배양이 끝난 배양액을 원심진공농축기(Labconco, model-7810015)로 5배 농축하여 분석시료(5X 발효배양액)로 사용하였다.The fermented culture was concentrated 5 times with a centrifugal vacuum concentrator (Labconco, model-7810015) and used as an analytical sample (5X fermentation broth).

(4) (4) 산분해된Acid-decomposed 5X 발효배양액 시료의 제조 Preparation of 5X fermentation broth samples

발효배양액에 포함된 키토올리고당 중 N-아세틸-D-글루코사민 잔기의 탈아세틸화를 위하여, 5X 발효배양액에 최종 농도가 1N이 되도록 염산을 넣고 96℃에서 1시간 동안 가수분해하여 산분해된 5X 발효배양액 시료를 준비하였다.For deacetylation of N-acetyl-D-glucosamine residues in the chitooligosaccharide contained in the fermentation broth, hydrochloric acid was added to the 5X fermentation broth to a final concentration of 1 N and hydrolyzed at 96 ° C for 1 hour to obtain 5X fermentation A culture sample was prepared.

1. One. 박층크로마토그래피Thin layer chromatography (( TLCTLC ) 분석) analysis

각각 10mg/㎖ 농도의 D-글루코사민(GlcN) 표준액, N-아세틸-D-글루코사민(GlcNAc) 표준액, 키토올리고당 표준액, 5X 발효배양액 및 산분해된 5X 발효배양액을 5×15cm 크기의 TLC 플레이트(Merck, Silica gel 60)에 각각 약 5㎕씩 점적하였다.(GlcN) standard solution, N-acetyl-D-glucosamine (GlcNAc) standard solution, chito oligosaccharide standard solution, 5X fermentation broth and acid-decomposed 5X fermentation broth at a concentration of 10 mg / , Silica gel 60), respectively.

TLC 전개용매로는 n-부탄올, 메탄올, 25% 암모니아용액 및 물을 5:4:2:1의 부피비로 혼합한 용액을 사용하였다.A solution of n-butanol, methanol, 25% ammonia solution and water in a volume ratio of 5: 4: 2: 1 was used as a TLC developing solvent.

전개 후 아닐린-디페닐아민(aniline-diphenylamine) 시약(아닐린 400㎕, 디페닐아민 400mg, 아세톤 20㎖ 및 85% 인산 3㎖ 혼합액)을 분무한 후 180℃ 이상의 열풍을 가하여 발색시켜 각 성분을 검출하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.After the development, aniline-diphenylamine reagent (400 μl of aniline, 400 mg of diphenylamine, 20 ml of acetone, and 3 ml of 85% phosphoric acid) was sprayed, and heated at 180 ° C. or higher to develop color, Respectively. The results are shown in Fig.

도 4에서, 1번 레인은 N-아세틸-D-글루코사민(GlcNAc), 2번 레인은 D-글루코사민(GlcN), 3번 레인은 키토올리고당 표준액, 4번 레인은 5X 발효배양액, 5번 레인은 산분해된 5X 발효배양액이다. 3번 레인의 키토올리고당 표준액에서는 D-글루코사민 중합도 1~6 정도까지의 키토올리고당 반점을 확인할 수 있었고, 4번 레인의 5X 발효배양액의 경우는 N-아세틸-D-글루코사민(GlcNAc)을 포함하여 D-글루코사민의 중합도 1~6 정도에 해당되는 반점을 확인할 수 있었다.In FIG. 4, the lane 1 represents N-acetyl-D-glucosamine (GlcNAc), the lane 2 represents D-glucosamine (GlcN), the lane 3 represents the chitooligosaccharide standard solution, the lane 4 represents the 5X fermentation culture, Acid-degraded 5X fermentation broth. In the chitooligosaccharide standard solution of the third lane, the chitooligosaccharide spot of D-glucosamine polymerization degree of 1 to 6 was confirmed. In the case of the 5X fermentation broth of the fourth lane, D-glucosamine (GlcNAc) - Glucosamine was found to have a degree of polymerization of 1 ~ 6.

5X 발효배양액의 보다 정확한 당 조성과 중합도를 확인하기 위하여, 5X 발효배양액에 포함된 키토올리고당 중의 N-아세틸-D-글루코사민에서 아세틸(N-Acetyl)잔기를 약산으로 가수분해 제거하여 TLC로 확인한 결과, 레인 5에서 확인할 수 있듯이, N-아세틸-D-글루코사민 반점은 아세틸기가 가수분해되어 거의 사라지고 대신 D-글루코사민 반점이 늘어난 것을 확인할 수 있었다. To confirm the more accurate sugar composition and polymerization degree of the 5X fermentation broth, hydrolysis and removal of acetyl (N-acetyl) residue from N-acetyl-D-glucosamine in a chitooligosaccharide contained in a 5X fermentation broth with a weak acid, , Lane 5, it was confirmed that the N-acetyl-D-glucosamine spot was almost completely disappeared due to the hydrolysis of the acetyl group, and the D-glucosamine spot increased instead.

또한 5X 발효배양액은 D-글루코사민(GlcN) 또는 N-아세틸-D-글루코사민(GlcNAc)의 중합도가 1~6 정도인 키토올리고당이 주로 포함되어 있음을 확인할 수 있었다.It was also confirmed that the 5X fermentation broth mainly contains chitooligosaccharide having a degree of polymerization of 1 to 6 of D-glucosamine (GlcN) or N-acetyl-D-glucosamine (GlcNAc).

2. 2. HPLCHPLC 분석 analysis

발효액비의 키토올리고당 조성은 Asahipak NH2P-50 4E 칼럼(4.6×250mm)이 부착된 HPLC로 분리한 후 RI 검출기(Agilent technologies, G1362A)에서 검출하였으며, 칼럼 오븐(column oven)의 온도는 30℃, 유속은 0.5㎖/min, 이동상으로는 70:30(v/v) 아세토니트릴-물 용액을 사용하였다.The chitooligosaccharide composition of the fermentation broth was separated by HPLC with Asahipak NH2P-50 4E column (4.6 x 250 mm) and then detected by RI detector (Agilent Technologies, G1362A). Column oven temperature was 30 ℃, A flow rate of 0.5 ml / min and a mobile phase of 70:30 (v / v) acetonitrile-water solution were used.

당이 아닌 다른 화합물의 간섭을 확인하기 위하여 Asahipak NH2P-50 4E 칼럼이 부착된 HPLC로 분리한 후 이중파장(205/254nm)에서 UV 검출기(Shimadzu, SPD-20A)로 검출하였으며, 칼럼 오븐의 온도는 30℃, 유속은 0.5㎖/min, 이동상으로는 70:30(v/v)의 아세토니트릴-물 용액을 사용하여 분석하였다. 그 결과를 도 5에 나타내었다.In order to confirm the interference of other compounds other than sugar, it was separated by HPLC with Asahipak NH2P-50 4E column and detected with UV detector (Shimadzu, SPD-20A) at double wavelength (205/254 nm) Was analyzed using an acetonitrile-water solution at 30 캜, a flow rate of 0.5 ml / min, and a mobile phase of 70:30 (v / v). The results are shown in Fig.

도 5에서, (A)는 N-아세틸-D-글루코사민, (B)는 D-글루코사민, (C)는 키토올리고당 표준액, (D)는 5X 발효배양액, (E)는 산분해된 5X 발효배양액의 HPLC 분석결과이다.(C) is a standard solution of chitooligosaccharide, (D) is a 5X fermentation broth, (E) is an acid-decomposed 5X fermentation broth Lt; / RTI &gt;

먼저 각 표준액의 경우 N-아세틸-D-글루코사민(GlcNAc) 피크는 머무름시간(Retention time, Rt)이 9.94분에 나타났고(도 5의 A), D-글루코사민(GlcN)은 10.45분에 나타났으며(도 5의 B), 키토올리고당 표준액은 D-글루코사민의 중합도(DP)에 따라 DP2 11.51분, DP3 13.16분, DP4 15.25분, DP5 17.79분, DP6 20.87분, DP7 24.59분, DP8 29.55분의 순으로 피크를 확인할 수 있었다(도 5의 C).First, in each of the standard solutions, the N-acetyl-D-glucosamine (GlcNAc) peak showed retention time (Rt) at 9.94 min (A in FIG. 5) and D-glucosamine (FIG. 5B). The chitooligosaccharide standard solution was prepared according to the polymerization degree (DP) of D-glucosamine according to the degree of polymerization (DP) of DP2 11.51 min, DP3 13.16 min, DP4 15.25 min, DP5 17.79 min, DP6 20.87 min, DP7 24.59 min, DP8 29.55 min (Fig. 5C). &Lt; tb &gt; &lt; TABLE &gt;

5X 발효배양액(도 5의 D)의 결과를 산분해된 5X 발효배양액(도 5의 E)의 결과와 함께 분석한 결과, 첫 번째 피크(peak 1)의 경우는 N-아세틸-D-글루코사민으로 판단되며, 두 번째 피크(peak 2)의 경우는 키토산 이량체(chitosan dimer)로서 N-아세틸글루코사민 이량체(acetylglucosamine dimer, GlcNAc2), N-아세틸-D-글루코사민-D-글루코사민(GlcNAc-GlcN), D-글루코사민-N-아세틸-D-글루코사민(GlcN-GlcNAc) 중 하나로 판단되며, 세 번째 피크는 D-글루코사민 이량체(glucosamine dimer, GlcN-GlcN, DP2)로 판단되었고, 이 후 나타나는 피크는 순차적으로 D-글루코사민 삼량체(Trimer) 내지 육량체(Hexamer)(DP3~DP6)로 판단되었다.The results of the 5X fermentation broth (FIG. 5D) were analyzed along with the results of the acid-degraded 5X fermentation broth (E in FIG. 5). As a result, in the case of the first peak (peak 1), N-acetyl-D-glucosamine Acetylglucosamine dimer (GlcNAc 2 ), N-acetyl-D-glucosamine-D-glucosamine (GlcNAc-GlcN) as the chitosan dimer in the case of the second peak (peak 2) ) And D-glucosamine-N-acetyl-D-glucosamine (GlcN-GlcNAc). The third peak was judged to be a D-glucosamine dimer (GlcN-GlcN, DP2) Were sequentially judged as D-glucosamine trimers or Hexamers (DP3 to DP6).

붉은색 글씨로 표기된 peak 3~6은 N-아세틸-D-글루코사민이 다수 포함된 구량체(nonamer)이상의 중합도를 가진 키토올리고당으로 판단되었으며, 나머지 어깨선 피크(shoulder peak)는 UV 205/245 이중 검출기로 분석한 결과 당화합물이 아니거나 N-아세틸-D-글루코사민의 탈아세틸화가 덜 된 중간 산물로 확인되었다. Peaks 3 to 6 in red letters were judged to be chitooligosaccharides having a degree of polymerization higher than that of nonamer containing a large number of N-acetyl-D-glucosamine. The remaining shoulder peak was detected with a UV detector 205/245 double detector Was found to be an intermediate product that was not a sugar compound or less deacetylated by N-acetyl-D-glucosamine.

발효배양액 중의 키토올리고당 구성을 하기 표 4에 나타내었다. The composition of chitooligosaccharides in the fermentation broth is shown in Table 4 below.

Peak No.Peak No. RtRt 성분명Ingredients 구조식constitutional formula 함량(Area%)Content (Area%) 1One 9.959.95 N-아세틸-D-글루코사민
(N-Acetyl-D-glucosamine)
(GlcNAc)
N-acetyl-D-glucosamine
(N-Acetyl-D-glucosamine)
(GlcNAc)

Figure pat00001
Figure pat00001
15.6315.63 22 10.9710.97 키토산 이량체
(Chitosan dimer)
(GlcNAc2 or GlcNAc-GlcN or GlcN-GlcNAc)
Chitosan dimer
(Chitosan dimer)
(GlcNAc 2 or GlcNAc-GlcN or GlcN-GlcNAc)
Figure pat00002
Figure pat00002
6.206.20
DP2DP2 11.6711.67 D-글루코사민 이량체
(D-Glucosamine dimer)
(GlcN2)
D-glucosamine dimer
(D-Glucosamine dimer)
(GlcN 2)
Figure pat00003
Figure pat00003
6.596.59
DP3DP3 12.9912.99 D-글루코사민 삼량체
(D-Glucosamine trimer)
(GlcN3)
D-glucosamine trimer
(D-Glucosamine trimer)
(GlcN 3)
Figure pat00004
Figure pat00004
19.4819.48
DP4DP4 15.2015.20 D-글루코사민 사량체
(D-Glucosamine tetramer)
(GlcN4)
D-glucosamine tetramer
(D-Glucosamine tetramer)
(GlcN 4)
Figure pat00005
Figure pat00005
10.1010.10
DP5DP5 17.9017.90 D-글루코사민 오량체
(D-Glucosamine pentamer)
(GlcN5)
D-glucosamine dimer
(D-Glucosamine pentamer)
(GlcN 5)
Figure pat00006
Figure pat00006
5.155.15
33 18.6718.67 키토산 구량체 (Chitosan nonamer) 이상
(GlcNAc or GlcN)≥9
Chitosan nonamer or more
(GlcNAc or GlcN) ? 9
Figure pat00007
Figure pat00007
11.0211.02
DP6DP6 20.6420.64 D-글루코사민 육량체
(D-Glucosamine hexamer)
(GlcN6)
D-glucosamine carrageenan
(D-Glucosamine hexamer)
(GlcN 6)
Figure pat00008
Figure pat00008
1.081.08
44 22.2822.28 키토산 구량체 (Chitosan nonamer) 이상
(GlcNAc or GlcN)≥9
Chitosan nonamer or more
(GlcNAc or GlcN) ? 9
Figure pat00009
Figure pat00009
12.1212.12
55 27.2427.24 키토산 구량체 이상
(GlcNAc or GlcN)≥9
Chitosan
(GlcNAc or GlcN) ? 9
Figure pat00010
Figure pat00010
8.098.09
66 33.3233.32 키토산 구량체 이상
(GlcNAc or GlcN)≥9

Chitosan
(GlcNAc or GlcN) ? 9

Figure pat00011
Figure pat00011
4.554.55

상기 표 4의 결과에서, 발효배양액에서 확인된 저분자 키토올리고당은 주로 중합도 DP2 ~ DP6의 키토올리고당으로 구성되어 있음을 확인할 수 있었다.From the results of Table 4, it was confirmed that the low molecular weight chitooligosaccharides identified in the fermentation broth were mainly composed of chitooligosaccharides having DP2 to DP6.

발효배양액 중의 N-아세틸-D-글루코사민의 함량은 6.80mg/㎖(0.134%)이었으며, 이를 토대로 하기 수학식 1에 따라 중합도 DP2 내지 DP6 키토올리고당에 대한 상대면적(Area %)으로 함량을 계산한 결과 발효배양액의 주요 저분자 키토올리고당의 함량은 0.369%로 확인되었다. The content of N-acetyl-D-glucosamine in the fermentation broth was 6.80 mg / ml (0.134%), and the content was calculated as the relative area (Area%) based on the polymerization degree DP2 to DP6 chitooligosaccharide Results The content of main low molecular weight chitooligosaccharide in the fermentation broth was 0.369%.

Figure pat00012
Figure pat00012

<< 실시예Example 2> 2>

키토올리고당Chitooligosaccharide 함유  contain 발효액비의Fermentation 제조 Produce

1차 발효배양액의 잡균오염을 방지하고, 배양액에 포함된 키틴분해효소의 잔여 효소활성을 이용한 키토올리고당의 생산과 생성된 저분자 키토올리고당의 추가 분해를 방지하기 위하여, 1차 발효배양액에 키토산을 따로 더 추가하여 최종 키토산 농도가 10% 정도가 되도록 조제한 후 상온에서 1개월간 방치하여 최종 발효액비를 제조하였다.In order to prevent the contamination of germs in the primary fermentation broth and to prevent the production of chitooligosaccharides and the further decomposition of the resulting low molecular weight chitooligosaccharides by using the residual enzyme activity of the chitinolytic enzyme contained in the culture broth, The final chitosan concentration was adjusted to about 10%, and the mixture was allowed to stand at room temperature for one month to prepare a final fermentation broth ratio.

<< 실험예Experimental Example 5> 5>

발효액비의Fermentation 키토올리고당Chitooligosaccharide 특성 분석 Character analysis

풀루란(Pullulan) 표준 세트(Mp 342, 1,080, 6,100, 9,600, 21,100, 47,100, 107,000, Sigma)를 정제수에 용해시켜 각각 10mg/㎖이 되도록 조제하여 표준액으로 사용하였다.Pullulan standard set (Mp 342, 1,080, 6,100, 9,600, 21,100, 47,100, 107,000, Sigma) was dissolved in purified water to give each 10 mg / ml and used as a standard solution.

상기 실시예 2에서 제조된 발효액비를 원심진공농축기(Labconco, model-7810015)로 5배 농축하여 분석 시료로 사용하였다.The fermentation broth prepared in Example 2 was concentrated 5 times with a centrifugal vacuum concentrator (model: Lab-7810015) and used as an assay sample.

각각의 표준액 및 발효액비 시료는 Polysep-GFC-P3000 칼럼(4.6×250mm, Phenomenex)이 부착된 HPLC로 UV 검출기((Shimadzu, SPD-20A) 이중파장(205/254 nm)에서 검출하였으며, 유속은 0.5㎖/min, 이동상으로는 물을 사용하였다.Each standard and non-fermented broth samples were detected on a UV detector (Shimadzu, SPD-20A) dual wavelength (205/254 nm) by HPLC with a Polysep-GFC-P3000 column (4.6 × 250 mm, Phenomenex) 0.5 ml / min, and water was used as a mobile phase.

본 발명의 키토산을 최종 10% 농도로 추가 투입한 후 상온에서 1개월간 방치된 최종 완제품인 발효액비에 포함된 키토올리고당의 분자량을 풀루란 표준액과 대비하여 확인하였다.The molecular weight of the chitooligosaccharide contained in the final fermentation broth, which was left at room temperature for one month after addition of the final chitosan of the present invention at a final concentration of 10%, was confirmed in comparison with the pullulan standard solution.

먼저 풀루란 표준액의 최대 피크 분자량(Mp, Molar mass at the peak maximum) 대비 피크 머무름시간(Rt, Retention time)은 아래 표 5와 같으며, 이를 바탕으로 표준곡선을 작성하였다. 풀루란 표준액의 표준곡선을 도 6의 (A)에 나타내었다.The peak retention time (Rt) versus the maximum peak molecular weight (Mp) of the pullulan standard solution is shown in Table 5 below, and a standard curve was prepared based on the peak retention time. A standard curve of the pullulan standard solution is shown in Fig. 6 (A).

풀루란 표준액(Mp)Pullulan standard solution (Mp) Rt(분)Rt (min) 107,000107,000 11.24711.247 47,10047,100 12.18012.180 21,10021,100 13.07713.077 9,6009,600 14.04314.043 6,1006,100 14.60214.602 1,0801,080 16.61016.610 342342 17.87117.871

다음으로 본 발명의 발효액비를 동일조건에서 분석한 결과를 도 6의 (B)에 나타내었다. 분석에서 확인된 주 피크를 풀루란 표준곡선식에 대입하여 예상 분자량을 확인한 결과, Rt 6.5분 내지 18.7분의 비교적 저분자 중합도로 이루어진 키토올리고당(DP2~DP6)과 Rt 14.4분 내지 15.6분의 고분자 중합도로 이루어진 키토올리고당(DP11~DP38)의 크게 2종류의 키토올리고당으로 구성되어 있는 것으로 확인되었다. Next, the results of analyzing the fermentation broth ratio of the present invention under the same conditions are shown in FIG. 6 (B). As a result of confirming the expected molecular weight by substituting the main peak confirmed in the analysis into the Pullulan standard curve formula, it was confirmed that chitooligosaccharide (DP2 to DP6) having a relatively low molecular degree of polymerization of 6.5 to 18.7 minutes and Rt of 14.4 to 15.6 minutes And the chitooligosaccharides (DP11 to DP38) were two types of chitooligosaccharides.

발효액비에서 검출된 주요 피크의 머무름시간 대비 예상 분자량 및 중합도는 하기 표 6과 같다.The expected molecular weight and polymerization degree versus the retention time of the main peak detected in the fermentation broth are shown in Table 6 below.

Rt(분)Rt (min) 예상분자량
(Mw, dalton)
Expected molecular weight
(Mw, dalton)
중합도(DP)* Degree of polymerization (DP) * Mp의 DPDP of Mp 비고Remarks
7.507.50 2,670,9062,670,906 13,35413,354 키토산 원료Chitosan raw material 10.0210.02 720,877720,877 3,6043,604 3,6003,600 11.0011.00 131,156131,156 655655 14.3014.30 7,6507,650 3838 고분자 중합도
키토올리고당
Polymerization degree
Chitooligosaccharide
14.4414.44 6,7706,770 30~3730 to 37 3434 14.7814.78 5,0475,047 22~2822-28 2525 15.3015.30 3,2363,236 14~1814-18 1616 15.6415.64 2,4132,413 11~1311-13 1212 15.8015.80 2,1022,102 1010 16.4916.49 1,1601,160 2~62 to 6 저분자 중합도
키토올리고당
Low molecular weight polymerization degree
Chitooligosaccharide
18.4618.46 212212 N-아세틸-D-글루코사민N-acetyl-D-glucosamine 1One 18.6718.67 177177 D-글루코사민D-glucosamine 1One * 키토올리고당의 각 단량체(monomer)의 평균분자량은 200으로 계산
Mp : Molar mass at the peak maximum
* The average molecular weight of each monomer of chitooligosaccharide is calculated as 200
Mp: Molar mass at the peak maximum

<< 실험예Experimental Example 6> 6>

콩나물 포장시험Sprouts packaging test

콩나물은 통상의 재배방법에 따라 재배하였다. 즉, 먼저 재배할 서리태를 3회 정도 세척한 후 일정시간 탈수시켰다. 탈수가 완료된 콩은 30분 후에 3회 정도 헹구고 불량한 콩은 선별하여 제거하였다. 선별한 건전한 콩을 3시간 후에 5개의 재배통에 나누어 넣었다. 이때 재배통의 바닥에 깔아 놓은 망사지 위에 콩들을 일정 두께로 깔아 놓고 그 콩들의 위에 소정 두께의 발성포성지를 덮은 상태에서 약 8~12시간 간격으로 3일간 키토올리고당 함유 발효액비를 10,000ppm으로 희석한 액을 급수하여 발육시켰다(1차 발육단계). 상기 1차 발육단계에서 콩 위에 덮은 발성포성지를 거두어낸 후, 청결히 세척된 배토사를 이용해 콩들이 약간 파묻힐 정도의 두께로 깔아 덮어주었다. 이 단계에서 배토사는 각 콩들 사이의 간격 틈으로 유입되어 콩들 사이의 간격이 유지되게 한다. 상기 배토사 위에 발성포성지를 다시 덮은 상태에서 1일에 2~3회 급수시키며 약 7일 정도 상기와 동일한 방법으로 10,000ppm된 희석된 액비를 급수하여 2차 발육시켜 성숙된 콩나물을 재배하였다.The bean sprouts were cultivated according to the usual cultivation method. That is, first of all, it was washed three times for dehydration for a certain time. The dehydrated soybeans were rinsed three times after 30 minutes and the defective soybeans were selectively removed. The selected healthy beans were divided into 5 cultivation cans after 3 hours. At this time, the soybeans were laid on the net laid on the bottom of the cultivation pail to a certain thickness, and the fermentation broth containing chitooligosaccharide was diluted to 10,000 ppm for 3 days at intervals of about 8 to 12 hours while covering the soybean One liquid was developed by watering (primary development stage). In the first stage of development, the voiced vegetation covered on the soybeans was harvested and laid over the beans so that the soybeans could be slightly buried with cleanly washed gypsum. At this stage, the sweet potatoes are introduced into the gaps between the beans so that the distance between the beans is maintained. The vodka was covered with the vodo soap again, and water was supplied 2-3 times a day. The diluted solution was 10,000 ppm in the same manner as described above for about 7 days, and was cultivated to grow the matured soybean sprout.

재배가 끝난 콩나물을 무작위로 수집한 후 콩나물에 함유된 키토올리고당의 함량을 한국식품연구소에 의뢰하여 확인하였다. 그 결과인 시험성적서를 하기 표 7과 도 7에 나타내었다. After cultivated soybean sprouts were randomly collected, the content of chitooligosaccharide contained in bean sprouts was confirmed by Korean Food Research Institute. The resulting test report is shown in Table 7 and FIG.

검체명Specimen name 콩나물Bean sprouts 시험항목Test Items 키토올리고당Chitooligosaccharide 성적sexual 외관Exterior 황색의 고형물임Yellow solid 키토올리고당(mg/g)Chito oligosaccharide (mg / g) 0.30.3

상기 표 7의 결과에서와 같이, 콩나물에서 키토올리고당은 0.3mg/g 검출되었다.As shown in the results of Table 7, 0.3 mg / g of chito oligosaccharide was detected in bean sprouts.

<< 실험예Experimental Example 7> 7>

토마토 포장시험Tomato Pavement Test

경상북도 안동시 남선면 이천리 소재의 완숙토마토(슈퍼도태랑/코레곤종묘) 농가를 선택하여 포장시험을 진행하였다. 수정 후 1화방부터 수확 전 3회 처리하였으며, 처리방법은 수확 전 7일 간격으로 1회씩 총 3회, 물에 100ppm으로 희석된 발효액비를 200평에 관주처리하였다.A packed test was carried out by choosing a farmhouse of ripe tomatoes (Super Taotang / Korengon jongmyo) in Icheon-ri, Namseon-myeon, Andong-si, Gyeongbuk province. After the fertilization, the plants were treated 3 times before harvesting. The treatments were 3 times a total of 7 times every 7 days before harvesting, and treated with 200 pyeong of the fermentation broth diluted to 100ppm in water.

처리가 끝난 토마토를 무작위로 수집한 후 토마토에 함유된 키토올리고당의 함량을 한국식품연구소에 의뢰하여 확인하였다. 그 결과인 시험성적서를 하기 표 8과 도 8에 나타내었다. After the processed tomatoes were randomly collected, the content of the chitooligosaccharides contained in the tomatoes was confirmed by the Korea Food Research Institute. The resulting test report is shown in Table 8 and FIG.

검체명Specimen name 토마토tomato 시험항목Test Items 키토올리고당Chitooligosaccharide 성적sexual 외관Exterior 토마토 고유의 형태임Tomato is a unique form 키토올리고당(mg/g)Chito oligosaccharide (mg / g) 0.630.63

상기 표 8의 결과에서와 같이, 토마토에서 키토올리고당은 0.63mg/g 검출되었다.As shown in the results of Table 8, 0.63 mg / g of chito oligosaccharide was detected in tomato.

<< 실험예Experimental Example 8> 8>

사과 포장시험Apple wrapping test

경상북도 영주시 풍기읍 소재의 사과(부사) 농가를 선택하여 포장시험을 진행하였다. 처리방법 수확 전 15일 간격으로 1회씩 총 3회, 물에 100ppm으로 희석된 발효액비를 200평에 경엽처리하였다.Apple (adverb) farmers in Punggi-eup, Yeongju, Gyeongsangbuk-do were selected and packaged. Treatment method Fertilization of the fermentation broth diluted to 100 ppm in water three times in total every 15 days before harvest was applied to 200 pyeong.

처리가 끝난 사과를 무작위로 수집한 후 사과에 함유된 키토올리고당의 함량을 한국식품연구소에 의뢰하여 확인하였다. 그 결과인 시험성적서를 하기 표 9와 도 9에 나타내었다. After the processed apple was randomly collected, the content of the chitooligosaccharide contained in the apple was confirmed by the Korea Food Research Institute. The resulting test report is shown in Table 9 and Figure 9 below.

검체명Specimen name 사과(부사)Apple (adverb) 시험항목Test Items 키토올리고당Chitooligosaccharide 성적sexual 외관Exterior 적색의 고형물임Red solids 키토올리고당(mg/g)Chito oligosaccharide (mg / g) 0.650.65

상기 표 9의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 사과에서 키토올리고당은 0.65mg/g 검출되었다.As can be seen from the results in Table 9, 0.65 mg / g of chito oligosaccharide was detected in the apple.

Claims (8)

키토산을 키토산 분해효소 균주 배양물로 분해하여 얻어진 분자량 10,000 이하의 키토올리고당이 함유된 배양액과, 조성물 총중량 내 5~15중량%의 비율로 첨가된 키토산을 포함하는 발효액비 조성물.A fermentation broth composition comprising a culture solution containing chitooligosaccharide having a molecular weight of 10,000 or less obtained by decomposing chitosan with a chitosanase-degrading enzyme culture, and chitosan added in a proportion of 5 to 15 wt% in the total weight of the composition. 제1항에 있어서,
상기 키토산 분해효소 균주는 라이조푸스 속 미생물인 것을 특징으로 하는 발효액비 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the chitosanase is a microorganism of the genus Lyapofus.
제1항에 있어서,
상기 키토산 분해효소 균주는 라이조푸스 올리고스포러스인 것을 특징으로 하는 발효액비 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the chitosanase is a lysozyme oligosporus.
키토산 분해효소 균주를 액체배지에서 40~56시간 동안 배양하여 액상 종균배양물을 얻는 단계;
상기 액상 종균배양물을 고체배지에 살포한 후 40시간 이상 배양하여 고체배양물을 얻는 단계;
상기 고체배양물을 건조시킨 후 분쇄하여 분상 종균배양물을 얻는 단계;
키토산 분말과 멸균수를 1:1~3의 비율(w/v)로 혼합하고 2,500~3,500rpm에서 1~3시간 동안 교반하고, 상기 교반액에 아세트산을 상기 멸균수 중량의 10~20중량%의 비율로 혼합하고 2,500~3,500rpm에서 0.5~2시간 동안 교반하여 키토산용액을 얻는 단계;
상기 키토산용액에 상기 액상 종균배양물을 혼합하고 2,500~3,500rpm으로 1~3시간 동안 교반하는 단계;
상기 교반된 배양물에 상기 분상 종균배양물과 멸균수를 첨가하여 2,500~3,500rpm으로 40~56시간 동안 교반배양한 후 상등액을 여과하여 1차 발효배양액을 얻는 단계;
상기 1차 발효배양액에 최종 키토산 농도가 5~15중량%가 되도록 키토산을 첨가한 후 상온에서 20~50일 동안 방치하는 단계를 포함하는 발효액비 조성물의 제조방법.
Culturing the chitosanase in a liquid medium for 40 to 56 hours to obtain a liquid seed culture;
Culturing the liquid seed culture on a solid medium and culturing the solid medium for at least 40 hours to obtain a solid culture;
Drying and pulverizing the solid culture to obtain a powdery culture;
Chitosan powder and sterilized water are mixed at a ratio (w / v) of 1: 1 ~ 3 and stirred at 2,500 ~ 3,500 rpm for 1 ~ 3 hours. Acetic acid is added to the above- And stirring the mixture at 2,500 to 3,500 rpm for 0.5 to 2 hours to obtain a chitosan solution;
Mixing the chitosan solution with the liquid seed culture and stirring at 2,500 to 3,500 rpm for 1 to 3 hours;
Culturing the agar-cultured product by adding the above-mentioned culture medium and sterilized water, stirring the mixture at 2,500 to 3,500 rpm for 40 to 56 hours, and filtering the supernatant to obtain a primary fermentation broth;
Adding the chitosan to the primary fermentation broth so that the final chitosan concentration is 5 to 15% by weight, and then allowing the fermentation broth to remain at room temperature for 20 to 50 days.
제4항에 있어서,
상기 키토산 분해효소 균주는 라이조푸스 올리고스포러스인 것을 특징으로 하는 발효액비 조성물의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the chitosanase is selected from the group consisting of chitosan and chitosan.
제4항에 있어서,
상기 1차 발효배양액에 최종 키토산 농도가 10±1중량%가 되도록 키토산을 첨가하는 것을 특징으로 하는 발효액비 조성물의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the chitosan is added to the primary fermentation broth so that the final chitosan concentration is 10 +/- 1 wt%.
제4항에 있어서,
상기 고체배지는 미강, 제올라이트 및 멸균수의 혼합물인 것을 특징으로 하는 발효액비 조성물의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the solid medium is a mixture of rice bran, zeolite, and sterilized water.
제4항에 있어서,
상기 분상 종균배양물은 50~70메쉬 크기로 분쇄된 것임을 특징으로 하는 발효액비 조성물의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the culture of the pulverized seed culture is pulverized to a size of 50 to 70 mesh.
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KR101986746B1 (en) * 2018-10-08 2019-06-10 서정한 Fertilizer composition including Rhizopus species bacterium and chitosan, and method for preparing the same

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