KR20240087874A - 지아잔틴을 포함하는 사불릴리토리박터 tsw2101 균주 및 이를 이용한 지아잔틴 생산방법 - Google Patents
지아잔틴을 포함하는 사불릴리토리박터 tsw2101 균주 및 이를 이용한 지아잔틴 생산방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 지아잔틴(zeaxanthin)을 포함하는 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 및 이를 이용한 지아잔틴 생산방법에 관한 것으로, 해수로부터 분리 및 동정한 신규 균주인 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주가 천연색소인 카로티노이드 및 잔토필 계열의 지아잔틴 생성능을 나타내는 것을 확인함으로써, 퇴행성 안구질환 예방, 치료 또는 개선용 조성물; 동물 사료용 착색 조성물; 또는 화장료 조성물로서 유용하게 활용될 수 있다.
Description
본 발명은 지아잔틴(zeaxanthin)을 포함하는 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 및 이를 이용한 지아잔틴 생산방법에 관한 것이다.
지아잔틴(Zeaxanthin)은 약 700여 개의 자연 카로티노이드(Carotenoid) 계열에 속하고, 산소 원자를 포함하는 잔토필(Xanthophyll) 계열의 황색을 띄는 색소이다. 11개의 이중결합과 두 개의 링 구조를 갖는 40개의 탄소원자로 구성된 지질 친화성이 있는 물질로서 물에 잘 녹지 않는 성질이 있다. 지아잔틴은 루테인(lutein)과 함께 녹색 잎이 많은 채소 등의 식물에 함유되어 있는데 그 함량은 100g당 최대 40㎎ 정도이며, 파파야, 오렌지, 복숭아, 당근 등과 같은 노란색-주황색 과일 및 채소의 경우, 100g당 최대 1㎎ 미만이 함유되어있다. 지아잔틴은 프로비타민 A 활성은 갖고 있지 않으며 인체에서 합성되지 않으므로, 채소, 과일, 계란 노른자 등의 섭취를 통해 흡수해야 한다.
지아잔틴은 대표적인 카로티노이드 고부가가치 물질로 루테인과 함께 눈 망막의 황반 중심 부근에 농축된 형태로 다량 분포하며, 노화 관련 황반변성(age-related macular degeneration; AMD), 백내장, 녹내장 등의 안구질환에 예방 효과와 청색광과 자외선을 흡수하여 눈을 보호하는 기능이 알려져 있으며, 전신 염증뿐만 아니라 다양한 조직의 산화 스트레스로부터 인체를 보호하는 것으로 밝혀져 있다. 이외에 지아잔틴은 항염, 항암 및 항산화 효과가 밝혀져 의약품 원료로써 활용될 수 있고, 동물의 육지방, 피부, 난황 등을 착색시키거나 탈색을 방지하는 착색제로 사용될 수 있다.
마리골드, 케일 등의 식물류와 미세조류로부터 대량생산이 가능한 루테인과는 달리, 지아잔틴은 아스타잔틴(astaxanthin), 비올라잔틴(violaxanthin) 등의 세포 내 다른 잔토필 합성의 중간 단계 물질로 작용하여 바이오매스 내에 대량 축적이 어렵고, 이로 인해 생산이 어려운 것으로 알려져 있다. 또한, 식물로부터 추출되는 지아잔틴은 수율이 낮고, 생산단가가 높으며 계절 영향을 받아 지속적 공급이 어려운 단점이 있다. 따라서 이런 문제점들을 해결하고자 저비용으로 대량배양이 가능하고, 계절, 기후, 지역 등의 변화에 영향을 받지 않아 지속적 공급이 가능하며 유전자 조작이 쉬운 미생물을 이용한 지아잔틴 대량생산 방법에 관한 연구가 활발히 진행되고 있고, 미생물을 이용한 지아잔틴의 생산은 계속 증가하는 지아잔틴의 수요를 충족시키기 위한 궁극적인 대안으로 여겨지고 있다.
본 발명의 목적은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 안구질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 안구질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 동물 사료용 착색 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주를 배양하는 단계를 포함하는 지아잔틴(zeaxanthin) 생산방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주를 제공한다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 안구질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 안구질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 동물 사료용 착색 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주를 배양하는 단계를 포함하는 지아잔틴(zeaxanthin) 생산방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 해수로부터 분리 및 동정한 신규 균주인 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주가 천연색소인 카로티노이드 및 잔토필 계열의 지아잔틴(zeaxanthin) 생성능을 나타내는 것을 확인함으로써, 퇴행성 안구질환 예방, 치료 또는 개선용 조성물; 동물 사료용 착색 조성물; 또는 화장료 조성물로서 유용하게 활용될 수 있다.
도 1A는 TSW2101 균주의 고체 한천 배지 상에서의 콜로니 형성을 육안으로 관찰한 결과이고, 도 1B는 TSW2101 균주를 전자현미경으로 관찰한 결과이다.
도 2는 TSW2101 균주의 16S rRNA 염기서열에 따른 분류학적 계통도이다.
도 3A는 표준물질[네오잔틴(NE), 비올라잔틴 (VI), 지아잔틴(ZE), 라이코펜(LY) 및 베타카로틴(β-CA)]을 메탄올에 녹여 고성능액체크로마토그래피(HPLC-DAD)를 통해 분석한 결과이고, 도 3B는 TSW2101 균주의 메탄올 추출물을 고성능액체크로마토그래피를 통해 분석한 결과이며, 도 3C는 TSW2101 균주의 메탄올 추출물 및 상기 5종의 표준물질 혼합물을 고성능액체크로마토그래피를 통해 분석한 결과이다. 도 3D는 고성능액체크로마토그래피를 이용한 표준물질 지아잔틴의 UV-크로마토그램 분석 결과이고, 도 3E는 TSW2101 균주의 메탄올 추출물에 대한 고성능액체크로마토그래피를 이용한 UV-크로마토그램 분석 결과이다.
도 4는 액체크로마토그래피 질량분석(LC-MS)을 통해 표준물질 지아잔틴 및 TSW2101 균주의 메탄올 추출물에 대한 질량분석 데이터를 분석한 결과이다.
도 5A는 TSW2101 균주의 온도 조건별 생장 곡선 그래프이고, 도 5B는 TSW2101 균주의 pH 조건별 생장 곡선 그래프이며, 도 5C는 TSW2101 균주의 염화나트륨(NaCl) 농도별 생장 곡선 그래프이다.
도 6A 및 6B는 TSW2101 균주를 온도 조건별로 24시간 배양 후, 지아잔틴 생산량[zeaxanthin production(㎎/L)] 및 건조 균체당 지아잔틴 함유량[zeaxanthin content(㎎/g)]을 각각 분석한 결과를 나타낸 그래프이다. 도 6C 및 6D는 TSW2101 균주를 pH 조건별로 24시간 배양 후, 지아잔틴 생산량[zeaxanthin production(㎎/L)] 및 건조 균체당 지아잔틴 함유량[zeaxanthin content(㎎/g)]을 각각 분석한 결과를 나타낸 그래프이다. 도 6E 및 6F는 TSW2101 균주를 염화나트륨(NaCl) 농도 조건별로 24시간 배양 후, 지아잔틴 생산량[zeaxanthin production(㎎/L)] 및 건조 균체당 지아잔틴 함유량[zeaxanthin content(㎎/g)]을 각각 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 TSW2101 균주의 3L 용량의 생물반응기(1.5L 배양)를 이용한 최적 배양조건에서 배양 시간별 세포 생장 및 지아잔틴 생산성을 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 TSW2101 균주의 16S rRNA 염기서열에 따른 분류학적 계통도이다.
도 3A는 표준물질[네오잔틴(NE), 비올라잔틴 (VI), 지아잔틴(ZE), 라이코펜(LY) 및 베타카로틴(β-CA)]을 메탄올에 녹여 고성능액체크로마토그래피(HPLC-DAD)를 통해 분석한 결과이고, 도 3B는 TSW2101 균주의 메탄올 추출물을 고성능액체크로마토그래피를 통해 분석한 결과이며, 도 3C는 TSW2101 균주의 메탄올 추출물 및 상기 5종의 표준물질 혼합물을 고성능액체크로마토그래피를 통해 분석한 결과이다. 도 3D는 고성능액체크로마토그래피를 이용한 표준물질 지아잔틴의 UV-크로마토그램 분석 결과이고, 도 3E는 TSW2101 균주의 메탄올 추출물에 대한 고성능액체크로마토그래피를 이용한 UV-크로마토그램 분석 결과이다.
도 4는 액체크로마토그래피 질량분석(LC-MS)을 통해 표준물질 지아잔틴 및 TSW2101 균주의 메탄올 추출물에 대한 질량분석 데이터를 분석한 결과이다.
도 5A는 TSW2101 균주의 온도 조건별 생장 곡선 그래프이고, 도 5B는 TSW2101 균주의 pH 조건별 생장 곡선 그래프이며, 도 5C는 TSW2101 균주의 염화나트륨(NaCl) 농도별 생장 곡선 그래프이다.
도 6A 및 6B는 TSW2101 균주를 온도 조건별로 24시간 배양 후, 지아잔틴 생산량[zeaxanthin production(㎎/L)] 및 건조 균체당 지아잔틴 함유량[zeaxanthin content(㎎/g)]을 각각 분석한 결과를 나타낸 그래프이다. 도 6C 및 6D는 TSW2101 균주를 pH 조건별로 24시간 배양 후, 지아잔틴 생산량[zeaxanthin production(㎎/L)] 및 건조 균체당 지아잔틴 함유량[zeaxanthin content(㎎/g)]을 각각 분석한 결과를 나타낸 그래프이다. 도 6E 및 6F는 TSW2101 균주를 염화나트륨(NaCl) 농도 조건별로 24시간 배양 후, 지아잔틴 생산량[zeaxanthin production(㎎/L)] 및 건조 균체당 지아잔틴 함유량[zeaxanthin content(㎎/g)]을 각각 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 TSW2101 균주의 3L 용량의 생물반응기(1.5L 배양)를 이용한 최적 배양조건에서 배양 시간별 세포 생장 및 지아잔틴 생산성을 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주를 제공한다.
상기 균주는 지아잔틴(zeaxanthin)을 생산할 수 있다.
상기 지아잔틴은 하기와 같은 구조를 가진다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 안구질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
상기 퇴행성 안구질환은 황반변성, 백내장 및 녹내장으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 약학 조성물은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다.
상기 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸 히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘, 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약학 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 약학 조성물에 포함되는 첨가제의 함량은 특별히 한정되는 것은 아니며 통상의 제제화에 사용되는 함량 범위 내에서 적절하게 조절될 수 있다.
상기 약학 조성물은 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립, 정제, 크림, 젤, 패취, 분무제, 연고제, 경고제, 로션제, 리니멘트제, 파스타제 및 카타플라스마제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 피부 외용제 형태로 제형화될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 약학 조성물은 제형화를 위해 추가로 있는 약학적으로 허용 가능한 담체 및 희석제를 포함할 수 있다. 상기 약학적으로 허용 가능한 담체 및 희석제는 전분, 당 및 만니톨과 같은 부형제, 칼슘 포스페이트 등과 같은 충전제 및 증량제, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스 유도체, 젤라틴, 알긴산염, 폴리비닐 피롤리돈 등과 같은 결합제, 활석, 스테아린산 칼슘, 수소화 피마자유 및 폴리에틸렌글리콜과 같은 윤활제, 포비돈 및 크로스포비돈과 같은 붕해제, 폴리소르베이트, 세틸알코올, 글리세롤 등과 같은 계면활성제를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 약학적으로 허용 가능한 담체 및 희석제는 대상체에게 생물학적 및 생리학적으로 친화적인 것일 수 있다. 희석제의 예로는 염수, 수용성 완충액, 용매 및/또는 분산제(dispersion media)를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 약학 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구 투여(예를 들어, 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)할 수 있다. 경구 투여일 경우, 정제, 트로키제(troches), 로젠지(lozenge), 수용성 현탁액, 유성 현탁액, 조제 분말, 과립, 에멀젼, 하드 캡슐, 소프트 캡슐, 시럽, 엘릭시르제 등으로 제형화될 수 있다. 비경구 투여일 경우, 주사액, 좌제, 호흡기 흡입용 분말, 스프레이용 에어로졸제, 연고, 도포용 파우더, 오일, 크림 등으로 제형화 될 수 있다.
본 발명의 약학 조성물의 투여량은 환자의 상태, 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이 체질 특이성, 제제의 성질, 질병의 정도, 조성물의 투여시간, 투여방법, 투여기간 또는 간격, 배설율 및 약물 형태에 따라 그 범위가 다양할 수 있으며, 이 분야 통상의 기술자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 예컨대, 약 0.1 내지 10,000mg/kg의 범위일 수 있으나 이제 한정되지 않으며, 하루 일회 내지 수회에 나누어 투여될 수 있다.
상기 약학 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여되거나 비경구 투여(예를 들면, 정맥 내, 피하 내, 복강 내 또는 국소에 적용)될 수 있다. 본 발명의 약학 조성물의 약학적 유효량 및 유효 투여량은 약학 조성물의 제제화 방법, 투여 방식, 투여 시간, 투여 경로 등에 의해 다양해질 수 있으며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 목적하는 치료에 효과적인 투여량을 용이하게 결정하고 처방할 수 있다. 본 발명의 약학 조성물의 투여는 하루에 1회 투여될 수 있고, 수회에 나누어 투여될 수도 있다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 안구질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명은 통상적으로 이용되는 식품으로써 일반적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 건강기능식품으로서 사용될 수 있다. 상기 "건강기능 식품"이라 함은 건강기능 식품에 관한 법률에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 의미하며, "기능성"이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다.
상기 건강기능식품 조성물은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 상기 "식품 첨가물"로서의 적합 여부는 다른 규정이 없는 한, 식품의약품안전처에 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법 등에 따라 해당 품목에 관한 규격 및 기준에 의하여 판정한다.
상기 "식품 첨가물 공전"에 수재된 품목으로는 예를 들어, 케톤류, 글리신, 구연산칼륨, 니코틴산, 계피산 등의 화학적 합성물, 감색소, 감초추출물, 결정셀룰로오스, 고량색소, 구아검 등의 천연첨가물, L-글루타민산나트륨 제제, 면류첨가알칼리제, 보존료제제, 타르색소제제 등의 혼합제제류들을 들 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 정제, 캡슐, 분말, 과립, 액상, 환 등의 형태로 제조 및 가공할 수 있다. 예를 들어, 캡슐 형태의 건강기능 식품 중 경질 캡슐제는 통상의 경질 캡슐에 본 발명에 따른 조성물을 부형제 등의 첨가제와 혼합 및 충진하여 제조할 수 있으며, 연질 캡슐제는 본 발명에 따른 조성물을 부형제 등의 첨가제와 혼합하고 젤라틴 등 캡슐기제에 충진하여 제조할 수 있다. 상기 연질 캡슐제는 필요에 따라 글리세린 또는 소르비톨 등의 가소제, 착색제, 보존제 등을 함유할 수 있다.
상기 부형제, 결합제, 붕해제, 활택제, 교미제, 착향제 등에 대한 용어 정의는 당업계에 공지된 문헌에 기재된 것으로 그 기능 등이 동일 내지 유사한 것들을 포함한다. 상기 식품의 종류에는 특별한 제한이 없으며, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함한다.
본 발명에서 용어 “예방”은 본 발명에 따른 조성물의 투여로 퇴행성 안구질환을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 말한다.
본 발명에서 용어 “치료”는 본 발명에 따른 조성물의 투여로 퇴행성 안구질환의 증세가 호전되거나 이롭게 변경하는 모든 행위를 말한다.
본 발명에서 용어 “개선”은 본 발명의 조성물을 개체에 투여하거나 섭취시켜 퇴행성 안구질환의 나쁜 상태를 좋게 하는 모든 행위를 의미한다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 동물 사료용 착색 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.
상기 화장료 조성물은 색조 또는 항산화 화장료 조성물일 수 있다.
상기 조성물은 유연화장수, 영양화장수, 수분크림, 영양크림, 마사지크림, 에센스, 앰플, 젤, 아이크림, 클렌징크림, 클렌징폼, 클렌징워터, 팩, 스프레이 및 파우더로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 제형화될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 화장료 조성물은 일반적인 유화 제형 및 가용화 제형으로 제조할 수 있다. 예컨대, 유연 화장수 또는 영양 화장수 등의 화장수; 훼이셜 로션, 바디로션 등의 유액; 영양 크림, 수분 크림, 아이 크림 등의 크림; 에센스; 화장연고; 스프레이; 젤; 팩; 선 스크린; 메이크업 베이스; 액체 타입, 고체 타입 또는 스프레이 타입 등의 파운데이션; 파우더; 클렌징 크림, 클렌징 로션, 클렌징 오일 등의 메이크업 제거제; 또는 클렌징 폼, 비누, 바디워시 등의 세정제로 제형화 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 피부 외용제는, 연고, 패치, 겔, 크림 또는 분무제로 제형화될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화장료 조성물은 각각의 제형에 있어서 상기 필수성분 외에 제형의 종류 또는 사용 목적 등에 따라 본 발명에 따른 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 다른 성분들이 적절히 배합될 수 있다.
상기 화장료 조성물은 통상적으로 허용 가능한 담체를 포함할 수 있으며, 예 컨대 유분, 물, 계면활성제, 보습제, 저급 알코올, 증점제, 킬레이트제, 색소, 방 부제, 향료 등을 적절히 배합할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 허용 가능한 담체는 제형에 따라 달리할 수 있다. 예컨대, 연고, 페이스트, 크림 또는 젤로 제형화될 때 담체 성분으로서 동물성 유, 식물성 유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라칸트, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크, 산화아연 또는 이들의 추출물이 사용될 수 있다.
상기 화장료 조성물은 파우더 또는 스프레이로 제형화될 때, 담체 성분으로서 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄히드록사이드, 칼슘 실케이트, 폴리아미드 파우더 또는 이들의 추출물이 사용될 수 있고, 스프레이의 경우 클로로플루오로히드로카본, 프로판, 부탄 또는 디메틸 에테르와 같은 추진제를 더 포함할 수 있다.
상기 화장료 조성물은 용액 또는 유탁액으로 제형화될 때, 담체 성분으로서 용매, 용해화제, 또는 유탁화제가 사용될 수 있고, 예컨대 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 벤조에이트, 프로필렌 글리콜, 1,3-브틸글리콜 오일 등이 사용될 수 있고, 특히, 목화씨 오일, 땅콩 오일, 옥수수 배종 오일, 올리브 오일, 피마자 오일 및 참깨 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 또는 소르비탄의 지방산 에스테르가 사용될 수 있다.
상기 화장료 조성물은 현탁액으로 제형화될 때, 담체 성분으로서 물, 에탄올 또는 프로필렌 글리콜과 같은 액상의 희석제, 에톡실화 이소스테아릴 알코올, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 폴리 옥시에틸렌소르비탄 에스테르와 같은 현탁 제, 미소결정성 셀룰로오스, 알루미늄 메타히드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라칸트 등이 사용될 수 있다.
상기 화장료 조성물이 비누로 제형화될 때, 담체 성분으로서 지방산의 알칼리 금속염, 지방산 헤미에스테르염, 지방산 단백질 히드롤리제이트, 이세티오네이트, 라놀린 유도체, 지방족 알코올, 식물성유, 글리세롤, 당 등이 사용될 수 있다.
상기 화장료 조성물은 최종 제품의 품질이나 기능에 따라 업계에서 통상적으로 사용되는 지방 물질, 유기용매, 용해제, 농축제, 겔화제, 연화제, 항산화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제(foaming agent), 방향제, 계면활성제, 물, 이온형 또는 비이온형 유화제, 충전제, 금속이온봉쇄제, 킬레이트화제, 보존제, 차단제, 습윤 화제, 필수 오일, 염료, 안료, 친수성 또는 친유성 활성제, 화장품에 통상적으로 사용되는 임의의 다른 성분과 같은 화장품 학 또는 피부과학 분야에서 통상적으로 사용되는 보조제를 추가적으로 함유할 수 있다.
다만, 상기 보조제 및 그 혼합 비율은 본 발명에 따른 화장료 조성물의 바람직한 성질에 영향을 미치지 않도록 적절히 선택할 수 있다.
색조 화장품은 색채의 재현색, 피복력, 피부 표면의 퍼짐성, 부착성이 좋고 피부의 생리작용을 저해하고 피부에 해가 없어야 한다. 색조 화장품은 크게 안료(pigment)를 주성분으로 하는 파우더 화운데이션, 루즈 파우더, 콤팩트파우더, 투웨이케이크, 아이새도우 등의 고형분말 형태의 화장품과 안료 유제 물을 주성분으로 하는 리퀴드 파운데이션, 크림 화운데이션, 마스카라, 아이라이너 등의 액상의 유화, 분산형 화장품 안료 및 유제(oil,wax)를 주성분으로 혼합하여 균일하게 분산시킨 후 고형화시키는 립스틱, 컨실러, 아이브로우 펜슬 등의 제품으로 나눌 수 있다.
상기 “항산화”는 산화를 억제하는 작용을 의미하는 것으로, 인체는 산화촉 진물질과 산화억제물질이 균형을 이루고 있으나, 여러 가지 요인들로 인하여 이러한 균형 상태를 잃고 산화를 촉진하는 방향으로 기울게 되면, 생체 내에 산화적 스트레스(oxidative stress)가 유발되어 세포손상 및 병리적 질환을 유발할 수 있다.
또한, 본 발명은 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주를 배양하는 단계를 포함하는 지아잔틴(zeaxanthin) 생산방법을 제공한다.
상기 균주를 배양하는 단계는 상기 균주를 20 내지 35℃, 염화나트륨(NaCl) 수용액 1 내지 5%(w/v) 및 pH 6.0 내지 8.0으로 이루어진 배양조건에서 배양하는 것일 수 있고, 바람직하게는 30℃, 염화나트륨(NaCl) 수용액 2%(w/v) 및 pH 7.0으로 이루어진 배양조건에서 배양하는 것일 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
[
실시예
1] 균주의 분리
충남 태안군 연안 해수를 채취하여 멸균 해수로 단계별(10, 100, 1000배 등)로 희석하고, 희석한 해수를 MA 배지(marine agar 2216, BD, USA) 플레이트에 80μL씩 도말한 후, 25℃에서 3~5일 동안 배양하였다. 그 후, 노란색을 띠는 콜로니(colony)들을 분리하여 순수분리가 될 때까지 동일한 배지에서 3차례 이상 계대배양을 실시하였고, 도 1A에 나타난 바와 같이, 순수분리한 노란색 콜로니를 띠는 균주를 잠정적으로 TSW2101로 명명하였다. TSW2101 균주의 세포 형태와 편모를 관찰하기 위해, 액체 배양액을 3% 우라닐 아세테이트(uranyl acetate)(EMS, USA) 시약으로 염색하여 투과전자현미경(LIBRA120, Carl-Zeiss, Germany)을 통해 이미징 분석을 진행하였다. 그 결과, 도 1B에 나타난 바와 같이, TSW2101 균주는 편모가 없고, 넓이 0.4~0.5μm 및 길이 1.6~2μm의 세포 크기를 갖는 간균 형태임을 확인하였다.
[
실시예
2] 균주의 동정
상기 TSW2101 균주의 동정은 16S rRNA 유전자 염기서열분석을 이용하였다. 분리된 균주의 염색체 DNA를 DNeasy Blood & Tissue kit(Quiagen, Germany)를 사용하여 추출하였다. 추출한 염색체 DNA는 주형으로 사용하여 PCR(polymerase chain reaction) 방법으로 16S rRNA 유전자를 증폭하였으며, 프라이머는 27f(AGA GTT TGA TCC TGG CTC AG) 및 1492r(TAC GGY TAC CTT GTT ACG AC)을 사용하였다. PCR을 통해 증폭된 16S rRNA 유전자는 PCR Purification kit(Bioneer, Korea)로 정제하여 약 1.5kb 단편을 확인하였으며, 이 단편을 27f, 518r(ATT ACC GCG GCT GCT GG), 785f(GGA TTA GAT ACC CTG GTA) 및 1492r universal primer로 ABI 3730XL automatic sequencer(ABI, USA)를 이용하여 1392개 염기쌍의 유전자 염기서열을 분석하였다. TSW2101 균주의 16S rRNA 서열은 하기 표 1과 같다.
| 16S rRNA of Sabulilitoribacter sp. TSW2101 |
| TCTTTGCTGACGACCGGCGCACGGGTGCGTAACGCGTATACAATCTACCTTTTGCTGAGGGATAGCCCAGAGAAATTTGGATTAATACCTCATAGTATATCGCTCTCTCATGAGGATGATATTAAAGGTAACGGCAGAAGATGAGTATGCGTCCTATTAGCTAGATGGTGTGGTAACGGCACACCATGGCAACGATAGGTAGGGGCCCTGAGAGGGGGATCCCCCACACTGGTACTGAGACACGGACCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGAGGAATATTGGACAATGGAGGCAACTCTGATCCAGCCATGCCGCGTGCAGGAAGACTGCCCTATGGGTTGTAAACTGCTTTTATACAGGAAGAAACACTCCCTCGAGCAGGGAGCTTGACGGTACTGTAAGAATAAGGATCGGCTAACTCCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGGAGGATCCAAGCGTTATCCGGAATCATTGGGTTTAAAGGGTCCGTAGGTGGATAATTAAGTCAGAGGTGAAAGTCTGCAGCTCAACTGTAGAATTGCCTTTGATACTGGTTATCTTGAATTATTATGAAGTAGTTAGAATATGTAGTGTAGCGGTGAAATGCATAGATATTACATAGAATACCAATTGCGAAGGCAGATTACTAATAATATATTGACACTGATGGACGAAAGCGTAGGTAGCGAACGGGATTAGATACCCCGGTAGTCTACGCCGTAAACGATGGATACTAGCTGTTCGACTTCGGTTGAGTGGCTAAGCGAAAGTGATAAGTATCCCACCTGGGGAGTACGTTCGCAAGAATGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGATGATACGCGAGGAACCTTACCAGGGCTTAAATGTAGAGTGACAGGTCTAGAGATAGATTTTTCTTCGGACACTTTACAAGGTGCTGCATGGTTGTCGTCAGCTCGTGCCGTGAGGTGTCAGGTTAAGTCCTATAACGAGCGCAACCCCTGTTGTTAGTTGCCAGCATGTAAAGATGGGAACTCTAACAAGACTGCCAGTGCAAACTGTGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAATCATCACGGCCCTTACGTCCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGTAGGGACAGAGAGCAGCCACTTCGCGAGAAGGAGCGAATCTATAAACCCTATCACAGTTCGGATCGGAGTCTGCAACTCGACTCCGTGAAGCTGGAATCGCTAGTAATCGCATATCAGCCATGATGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCAAGCCATGGAAGCTGGGAGTGCCTGAAGTCCGTCACCGTAAGGAGCGGCCTAGGGTAAAATCGGTAACTAGGGCGAAGTCGTA |
분석한 상기 균주의 16S rRNA 유전자 정보는 NCBI(National Center for Biotechnology Information) 및 EzBioCloud(https://www.ezbiocloud.net/)에 등록된 표준균주들의 16S rRNA 유전자 정보를 대상으로 BLAST search를 수행하여 상동성(homology)을 확인하였다. BLAST search를 통한 상기 균주 및 기존에 보고된 표준균주의 유사성을 비교한 결과, Sabulilitoribacter 속(genus)에서 보고된 표준균주인 Sabulilitoribacter multivorans M-M16 및 Sabulilitoribacter arenilitoris HF6543 균주와 각각 97.3% 및 97.1%의 높은 유사성을 나타내는 것을 확인하였다.
TSW2101 균주의 분류군 간의 진화적 관계를 확인하기 위해, 계통수(phylogenetic tree) 분석을 수행하였다. ClustalW 프로그램을 사용하여 TSW2101 균주와 BLAST search 통해 확보된 표준균주들의 16S rRNA 염기서열 간의 Multiple alignment를 한 후, MEGA X 프로그램을 사용하여 NJ(Neighbor-joining), MP(Maximum-parsimony) 및 ML(Maximum-likelihood) 알고리즘을 이용하여 실시하였다. 계통수의 신뢰도(bootstrap value)는 alignment 데이터를 임의로 1000회 선택해서(resampling) NJ, MP 및 ML 알고리즘으로부터 계산한 계통수와 일치하는 비율을 백분율로 나타내고 NJ, MP 및 ML 알고리즘으로부터 모두 일치한 계통군(clade)을 형성하면 “●”로, NJ, MP 및 ML 알고리즘 중에서 두 개의 알고리즘이 일치하면 “○”로 표시하였다.
그 결과, 도 2에 나타난 바와 같이, TSW2101 균주는 Sabulilitoribacter 속에서 보고된 표준균주와 아주 높은 분류학적 유연관계를 보였고, Sabulilitoribacter multivorans M-M16 균주와 진화적으로 가장 가까우며, 다른 종들의 표준균주와 구분되는 계통군을 형성하였다. 이는 TSW2101 균주가 Sabulilitoribacte 속에서 보고된 표준균주와 다른 새로운 종임을 의미한다. 이에, TSW2101 균주를 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101; 이하 TSW2101이라 함)로 명명하여 동정하였다.
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실시예
3] 생리학적 특성 및
탄소원
이용성 분석
TSW2101 균주의 생리적 특성 및 탄소원 이용성을 확인하기 위해, GEN III 마이크로플레이트(Biolog, USA)를 사용하였다. TSW2101 균주를 MA 배지에서 30℃ 조건으로 24시간 동안 배양하고, 배양된 콜로니를 탁도계(turbidimeter, Cat. No. 3532, Biolog, USA)로 98% 탁도(turbidity)가 되도록 2%(v/v) 해염(sea salt, sigma, USA)이 첨가된 IF-A inoculating fluid(Cat. No.72401, Biolog, USA) 용액에 현탁 하여 100μL씩 GEN III 마이크로플레이트에 분주한 후, 30℃ 조건에서 24시간 동안 배양하였다.
그 결과, TSW2101 균주가 표 2에 나타난 바와 같은 생리학적 특성 및 탄소원 이용성을 나타내는 것을 확인하였다.
| Carbon source | Growth | Carbon source | Growth |
| Dextrin | - | Glycyl-L-Proline | - |
| D-Maltose | + | L-Alanine | w |
| D-Trehalose | + | L-Arginine | + |
| D-Cellobiose | + | L-Aspartic Acid | + |
| Gentiobiose | + | L-Glutamic Acid | + |
| Sucrose | + | L-Histidine | - |
| D-Turanose | + | L-Pyroglutamic Acid | + |
| Starchyose | + | L-Serine | - |
| D-Raffinose | + | Pectin | + |
| α-D-Lactose | + | D-Galacturonic Acid | + |
| D-Melibiose | + | L-GalactonicAcid Lactone | + |
| Β-Methyl-D-Glucoside | + | D-Gluconic Acid | + |
| D-Salicin | + | D-Glucuronic Acid | - |
| N-Acetyl-D-Glucosamine | - | Glucuronamide | w |
| N-Acetyl-β-D-Mannosamine | - | MucicAcid | w |
| N-Acetyl-D-Galactosamine | + | QuinicAcid | + |
| N-Acetyl Neuraminic Acid | + | D-SaccharicAcid | + |
| α-D-Glucose | + | p-Hydroxy-Phenylacetic Acid | - |
| D-Mannose | + | Methyl Pyruvate | - |
| D-Fructose | + | D-Lactic Acid Methyl Ester | + |
| D-Galactose | + | L-Lactic Acid | + |
| 3-Methyl Glucose | - | Citric Acid | + |
| D-Fucose | w | α-Keto-Glutaric Acid | - |
| L-Fucose | + | D-Malic Acid | - |
| L-Rhamnose | + | L-Malic Acid | + |
| Inosine | + | Bromo-Succinic Acid | - |
| D-Sorbitol | + | Tween 40 | - |
| D-Mannitol | + | γ-Amino-ButryricAcid | - |
| D-Arabitol | - | α-Hydroxy-Butyric Acid | - |
| myo-Inositol | + | α-Hydroxy-D,L-Butyric Acid | + |
| Glycerol | + | α-Keto-Butyric Acid | - |
| D-Glucose-6-PO4 | + | Acetoacetic Acid | + |
| D-Fructose-6-PO4 | - | Propionic Acid | - |
| D-Aspartic Acid | w | Acetic Acid | + |
| D-Serine | - | Formic Acid | - |
| Gelatin | + | ||
| +, positive reaction; -, negative reaction; w, weak reaction | |||
[
실시예
4] 고부가색소 분석
TSW2101 균주 내에 포함된 색소 추출을 위해, MB 액체배지에 배양된 균체를 6,000 x g에서 5분간 원심분리하여 배양액과 분리한 후, PBS buffer(Sigma, USA)로 동량의 배양액 볼륨으로 2회 씻어주고, 동결건조기를 이용하여 24시간 동안 동결건조하였다. 동결건조 된 균체는 막자사발에 곱게 갈아 잘 섞어주고, 균체 10mg의 무게를 재고 10mL의 99.9% 메탄올(HPLC grade)을 넣어 1mg/mL의 농도로 만들어 Vortex로 1분간 잘 섞은 후, 초음파(Ultrasonic) 세포분쇄기를 이용하여 색소를 추출하였다.
색소 추출물 분석은 고성능액체크로마토그래피(이하 HPLC-DAD라 함)(1260 Infinity, Agilent, Germany)를 이용하였다. HPLC-DAD 분석은 C18 역상 컬럼(Spherisorb S5 ODS1 4.6 x 250mm, Waters, USA)을 사용하였고, 이동상 용매는 A[14% 0.1M Tris-HCl(pH 8.0), 84% 아세토나이트릴(acetonitrile) 및 2% 메탄올] 및 B[(68% 메탄올 및 32% 에틸 아세테이트(ethyl acetate)]를 Gradient 조건으로 사용하였다. 유속은 1.2ml/min으로 설정하였고, 흡광도는 UV 445㎚에서 측정하였다. 대표적인 고부가 카로티노이드 계열 색소인 네오잔틴(NE), 비올라잔틴(VI), 지아잔틴(ZE), 라이코펜(LY) 및 베타카로틴(β-CA)을 표준물질로 사용하였다.
표준물질을 분석한 결과, 도 3A에서 나타난 바와 같이, 표준물질 각각의 머무름시간(Retention time)에서 피크를 확인하였고, 지아잔틴의 경우, 약 10.6분 정도에서 피크가 형성되는 것을 확인하였다. 또한, TSW2101 균주 색소 추출물을 분석한 결과, 도 3B에서 나타난 바와 같이, 지아잔틴 표준물질과 비슷한 머무름 시간대(±0.1 이내)에서 단일 피크가 나타났고, 표준물질 및 TSW2101 균주 색소 추출물을 혼합하여 분석한 결과, 도 3C에 나타난 바와 같이, 지아잔틴 표준물질과 동일한 머무름시간(약 10.6분)에서 피크가 나타났으며, 표준물질 지아잔틴 및 TSW2101 균주 색소 추출물에서 나타낸 피크의 UV-크로마토그램을 각각 분석한 결과, 도 3D 및 3E에 나타난 바와 같이, 지아잔틴 표준물질과 동일한 구간(453nm 및 478nm)에서 피크가 형성되는 것을 확인하였다. 상기 결과로부터, TSW2101 균주가 지아잔틴을 균주 내에 다량 생성한다는 것을 유추하였고, 검증을 위해 추가 실험을 진행하기로 결정하였다.
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실시예
5]
지아잔틴
생성능
검증
TSW2101 균주 색소 추출물의 피크가 지아잔틴 물질인지 확인하기 위해, 액체크로마토그래피 질량분석(이하 LC-MS라 함)을 진행하였다. LC-MS 분석을 위해, 상기 실시예 4와 동일하게 TSW2101 균주 색소 추출물을 준비하고, Exion AD LC 및 X500R QTOF(SCIEX, USA) 시스템을 이용하여 지아잔틴 표준물질 및 색소 추출물에서 나타난 피크의 Mass 패턴을 비교분석하였다. scan mode는 100~650m/z 범위에서 ESI positive 상태로 분석하였다. 건성 가스(drying gas) 속도는 12.0L/min, 건성 가스 온도는 350℃, 및 분무기(nebulizer) 압력은 50psi로 설정하였고, capillary voltage는 4,000V로 진행하였다.
그 결과, 도 4에서 나타난 바와 같이, 지아잔틴 표준물질의 크로마토그램은 [M+H]+ 569.4m/z으로 나타났고, TSW2101 균주 색소 추출물 크로마토그램 피크의 Mass 분석 결과도 지아잔틴 표줄물질과 동일한 분자량 패턴을 나타내는 것을 확인하였다. 상기 결과로부터, TSW2101 균주 색소 추출물 내 고함량으로 존재하는 색소가 지아잔틴(Mw=568.88g/mol)임을 확인하였다.
[
실시예
6]
배양적
특성 분석
TSW2101 균주의 배양적 특성을 확인하기 위해, 온도, pH 및 염도 조건에 따른 균주 생장 변화를 분석하였다. 15mL MB 배지(marine broth 2216, BD, USA)가 든 튜브에 균주를 접종하여 personal bioreactor RTS-1C(Biosan, Latvia)를 이용하여 1시간 간격으로 OD(optical density) 600nm에서 세포 생장을 측정하였다.
6-1. 온도에 따른 균주 생장 변화 분석
온도에 따른 균주 생장 변화를 확인하기 위해, 온도별로(10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 및 55℃) MB(marine broth 2216, BD, USA) 배지에 균주를 접종하고, 배양하며 균주의 생장을 측정하였다.
그 결과, 도 5A에 나타난 바와 같이, 20~35℃ 온도 범위에서 균주 생장이 나타났고, 그 이외의 온도 조건에서는 균주 생장이 나타나지 않는 것을 확인하였다. 상기 결과로부터, 균주 생장은 30℃ 온도에서 가장 우수한 것을 확인하였다.
6-2. pH에 따른 균주 생장 변화 분석
pH에 따른 균주 생장 변화를 확인하기 위해, pH 5 및 pH 6 조건에서는 10mM의 MES buffer(2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid)를, pH 7, pH 8, pH 9 및 pH 10 조건에서는 10mM의 Tris buffer를 MB 배지에 첨가하고, 1M 염산(HCl) 및 1M 수산화나트륨(NaOH)을 이용하여 pH를 조정한 후, pH 조건별로 조성된 MB 배지에 균주를 접종하고, 최적 생장 온도(30℃)에서 배양하며 균주의 생장을 측정하였다.
그 결과, 도 5B에 나타난 바와 같이, pH 6~8 범위에서 균주 생장이 나타났고, 그 이외의 pH 조건에서는 균주 생장이 나타나지 않는 것을 확인하였다. 상기 결과로부터, 균주 생장은 pH 7에서 가장 우수한 것으로 확인하였다.
6-3. 염도에 따른 균주 생장 변화 분석
염도에 따른 균주 생장 변화를 확인하기 위해, 농도별(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7%)로 염화나트륨(이하 NaCl라 함)(w/v)이 조성된 MB 배지에 균주를 접종하고, 최적 생장 온도(30℃)에서 배양하며 균주의 생장을 측정하였다.
그 결과, 도 5C에 나타난 바와 같이, NaCl 농도 1~5% 범위에서 균주 생장이 나타났고, 그 이외의 NaCl 농도 조건에서는 균주 생장이 나타나지 않는 것을 확인하였다. 상기 결과로부터, 균주 생장은 NaCl 2% 농도에서 가장 우수한 것을 확인하였다.
결론적으로, 상기 실시예 6에 따라, TSW2101 균주는 배양온도 20~35℃, pH 6~8 및 1~5% NaCl(w/v) 범위에서 생장할 수 있고, 최적 배양 조건은 30℃, pH 7 및 2% NaCl(w/v)임을 확인하였다.
[
실시예
7]
배양적
특성에 따른
지아잔틴
생산능
분석
TSW2101 균주의 배양성 특성(온도, pH 및 NaCl 농도)에 따른 지아잔틴 생산성을 확인하기 위해, 실시예 6과 동일하게 균주를 배양하고, 색소 추출물을 준비한 후, HPLC를 이용하여 지아잔틴 생산능을 분석하였다. 추출된 색소의 양을 정량하기 위해, 지아잔틴 표준물질을 이용하여 검량선을 만들었고, 이를 이용해 단위 배양액(L)에서 생산되는 지아잔틴(mg)의 양 및 건조 균체량(g) 당 함유된 지아잔틴(mg)의 양을 계산하였다. 배양조건별 3개의 실험군에 대해 분산분석(일원배치법)의 통계분석을 수행한 후, 쌍체비교 t-test를 통해 각 요소의 통계량을 분석하여 유의성이 P<0.05 이하인 실험 결과에 대하여 서로 다른 알파벳으로 표기하였다.
그 결과, 온도의 경우, 도 6A 및 6B에 나타난 바와 같이, 20~35℃ 생장 온도 범위에서 배양액 당 지아잔틴은 0.38~1.15㎎/L, 건조 균체 당 지아잔틴은 0.72~1.14㎎/g로 나타났고, 30℃ 배양 온도 조건에서 가장 높은 지아잔틴 생산능을 나타내는 것을 확인하였다.
또한, pH의 경우, 도 6C 및 6D에 나타난 바와 같이, pH 6~8 범위에서 배양액 당 지아잔틴은 0.73~1.37㎎/L, 건조 균체 당 지아잔틴은 0.82~1.05㎎/g으로 나타났고, pH 7 조건에서 가장 높은 지아잔틴 생산능을 나타내는 것을 확인하였다.
또한, 염도의 경우, 도 6E 및 6F에 나타난 바와 같이, 1~5% NaCl(w/v) 범위에서 배양액 당 지아잔틴은 0.90~1.62㎎/L, 건조 균체 당 지아잔틴은 0.49~1.11㎎/g으로 나타났고, 2% NaCl 농도 조건에서 가장 높은 지아잔틴 생산능을 나타내는 것을 확인했다.
상기 결과로부터, TSW2101 균주는 생장 환경 조건별 균체량 증가에 따라 지아잔틴 생산능이 현저히 증가하고, 생장 조건 온도 30℃, pH 7 및 2% NaCl(w/v) 조건에서 가장 높은 지아잔틴 생산능을 나타내는 것을 확인하였다.
[
실시예
8] 생물반응기를 이용한 균주의 생장 및
지아잔틴
생산성 분석
상기 실시예 6 및 7에서 확인한 TSW2101 균주의 최적의 생장 조건 및 지아잔틴 생산 조건을 토대로, 3L 용량의 생물반응기를 이용하여 최적 생장 조건(=최적 지아잔틴 생산 조건)에서 TSW2101 균주의 생장 및 지아잔틴 생산성을 분석하였다. 1.5L의 MB 배지에 3%(v/v) 균주를 접종하고, 200rpm 교반속도에서 공기를 0.5vvm 공급하며 1M 염산 및 1M 수산화나트륨으로 pH를 조정하며 배양하였다.
그 결과, 도 7에 나타난 바와 같이, TSW2101 균주는 배양시간 12시간 경과 시, 지수생장기로 진입하고, 배양시간 22시간 경과 시, 정지기로 들어가는 배양양상을 보이며 빠른 생장을 나타냈고, 배양시간에 따른 건조 균체량(g/L)의 증가에 따라 지아잔틴의 생산량(㎎/L)이 증가하는 것을 확인하였다. 구체적으로, TSW2101 균주의 최대 균체량은 약 1.43g/L, 지아잔틴의 최대 생산량은 약 1.8㎎/L로 나타났다. 지아잔틴 생산성(zeaxanthin productivity)은 지수생장기(배양 기간: 12~20h) 구간의 지아잔틴의 생산량(㎎/L) 차이를 그 구간의 배양시간 차이로 나누어 계산했을 때, 약 0.14㎎/L/h인 것을 확인하였다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 즉, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다.
Claims (11)
- 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주.
- 청구항 1에 있어서, 상기 균주는 지아잔틴(zeaxanthin)을 생산하는 것을 특징으로 하는 균주.
- 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 안구질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 청구항 3에 있어서, 상기 퇴행성 안구질환은 황반변성, 백내장 및 녹내장으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
- 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 안구질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
- 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 동물 사료용 착색 조성물.
- 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주 또는 이로부터 유래한 지아잔틴(zeaxanthin)을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물.
- 청구항 7에 있어서, 상기 화장료 조성물은 색조 또는 항산화 화장료 조성물 인 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
- 청구항 7에 있어서, 상기 조성물은 유연화장수, 영양화장수, 수분크림, 영양크림, 마사지크림, 에센스, 앰플, 젤, 아이크림, 클렌징크림, 클렌징폼, 클렌징워터, 팩, 스프레이 및 파우더로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 제형화되는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
- 기탁번호 KCTC 15042BP로 기탁된 사불릴리토리박터 TSW2101(Sabulilitoribacter sp. TSW2101) 균주를 배양하는 단계를 포함하는 지아잔틴(zeaxanthin) 생산방법.
- 청구항 10에 있어서, 상기 균주를 배양하는 단계는 상기 균주를 20 내지 35℃, 염화나트륨(NaCl) 수용액 1 내지 5%(w/v) 및 pH 6.0 내지 8.0으로 이루어진 배양조건에서 배양하는 것을 특징으로 하는 생산방법.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240087874A true KR20240087874A (ko) | 2024-06-20 |
Family
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