KR800000475B1 - 미생물에 의한 글루콘산의 제조법 - Google Patents
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Description
본 발명은 글루코스 옥시다제의 활성이 높으머, 고농도당 발효성의 아스퍼질러스 나이거(Aspergillusniger)의 변이주를 이용하여 글루콘산을 배양액 중에 직접 축적시키고 이를 회수하는 방법에 관한 것이다.
글루콘산과 그 유도체들은 1930년대 이후 의약품, 식품산업 및 일반화학공업 산업 분야에서 매우 중요한 위치를 차지하여 왔고, 특히 근년에 이르러 금속표면처리제, 건축조강제의 첨가물, 단백질 응고제로서의 식품첨가물, 기타 사진산업 등 그 용도가 매우 다양하게 사용되고 있다.
종래 글루콘산은 페니실리움 시트리늄(Penicillium citrinum), 페니실리움 디바리카륨(Pienicillum dibari-catum), 아스퍼질 러스나이거(Aspergillus niger) 및 아스퍼질러스 푸스커스(Aspergillus fucus) 등의 곰팡이를 이용한 생산방법이 알려져 있으나 대부분 고농도당에 의한 효소의 기질저해를 받아 15-20% 정도의 저농도 포도당 배지를 사용하여야 하고 배양시간이 길기 때문에 생산성이 낮으며 발효조로서 회전드럼식(Rotary Drum Fermentor)을 사용하기 때문에 공업적인 면에서 불리한 점이 많았다.
본 발명자들은 그간 전량수입에 의존하여 왔던 글루콘산 및 그 유도체들의 국내생산의 목적으로 토양 및 대기 중에서 글루콘산 생성능력이 있는 몇몇 미생물들을 분리하였으나 이 또한 종래의 생성균주와 마찬가지로 고농도당에 의하여 성장억제 및 배양시간이 길으머 효소활성이 낮아 공업적 생산균주로써의 문제점이 많았다.
따라서 이러한 결점을 해결하기 위하여 다각적으로 연구 검토한 결과, 분리된 미생물 중 글루콘산 생산능력이 가장 우수한 아스퍼질러스 나이거 SE-178에 자외선을 조사하여 얻은 아스퍼질러스 나이거 JSC-1043(KFCC-10015)가 효소역가가 우수하며 40% 이상의 당농도에서 생장 및 효소반응이 억제되지 않으며 50시간 이내에 95% 이상 글루콘산을 생성함을 발명하였다.
이하 본 발명을 자세히 설명하면 다음과 같다.
글루콘산 생산균주의 분리는 포도당을 사용한 챠펙한천배지에 토양을 접종하는 방법과 배지를 공기 중에 노출시킨 후 배양하는 방법으로 생육한 미생물을 수집하고 이중 균락의 형태로 보아 페이실리움(Peni-cillium) 속과 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 등에 속하는 곰팡이류를 우선적으로 분리하였으며, 이들을 챠펙액체배지에 배양하여 생성된 글루콘산의 정량 및 글루코스옥사다제(glucose oxidase)의 효소역가를 측정하여 최종적으로 아스퍼질러스 sp. SE-178을 분리하였다.
이와같이 분리된 아스퍼질러스 sp.SE-178을 친주로 하여 자외선을 조사 처리한 후 포도당을 20-40%까지 농도별로 첨가한 챠펙한천배지(pH 범위가 각각 다른 메칠바이올렛, 메칠오렌지, 콩고레드, 메칠레드 등의 지시약을 첨가한 배지)에 배양하면서 균락의 성장이 빠르고 배지의 색변화가 많은 균주를 선택하고 다시 챠펙액체배지에 배양하여 글루코스옥시다제의 효소역가가 우수한 균주 아스퍼질러스 sp. JSC-1043을 분리하였다.
글루코스옥시다제의 효소역가는 워싱톤 회사의 실험서(Worthington, Enzymes, Enzyme Reagents and Related Biochemicals, p.19 Worthington Biochemial Corp. 1972)에 따라 세포내 및 세포의 효소역가를 측정하였으며 역가는 25℃에서 매분당 1μMole의 과산화수소를 생성하는 효소의 양을 1 unit로 표시하였다.
원주인 아스퍼질러스 sp.SE-178을 틈(Thom, c.)등의 “아스퍼질라이편람”(A manual of the Aspergilli : Williams ＆ Wilkine사, 1945년)과 라퍼(K.B. Raper 등의 “아스퍼질러스 속”(The Genus Aspergillus : Rober E. Krieger사, 1973년) 등을 참고로 하여 그 미생물학적 성질을 조사한 결과 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger)로 동정되었으며 본 발명의 변이주와 친주와의 차이점은 표 1과 같으며 기타의 것은 친주와 동일하다.
[표 1]
본 발명의 변이주 아스퍼질러스 나이거 JSC-1043의 균학적 성질을 보면 다음과 같다.
1. 균락의 색
처음에는 백색을 떠나 점차로 연록색이 되며 성숙한면 흑색의 포자로 덮힌다(4-7일).
2. 분생포자병(conidiophore)
색이 없고 평활(smooth)하며 격막이 없다. 크기는 1-3mm이며 성숙시는 5mm 정도까지 된다.
3. 경자(sterigmate)
2단으로 나누어지고 기경은 길고 얇으며 단경은 짧다. 표면은 활면이다.
4. 분생포자(Conidia)
직경 3-5μ사며 구형으로 표면은 활면이나 성숙하면 줄무늬가 있다. 색은 연한 녹갈색에서 성숙하면 흑색으로 변한다.
5. 기타
피자기(Perithecium)는 형성하지 않으며 때로는 균핵을 형성한다.
상기의 방법에 따라 분리한 변이주 아스퍼질러스 나이거 JSC-1043을 이용하여 당농도별로 글루콘산 생성량 및 발효시간을 검토하여 본 결과 표 2에서 보는 바와 같이 총당농도 50% 이하에서는 대당수율 95% 이상 고수율로 정상발효 과정을 보이고 55% 이상 60%에서는 발효말기에 당소모속도 및 생성곡선이 완만한 경향을 보였다.
[표 2]
따라서 본 발명에서 사용한 변이주는 종래의 균주에 비해 50% 정도의 고농도당에서 생장 및 효소작용 저해를 받지 않는 고농도당 발효성 변이주로 판단되며 공업적으로 아주 유리한 생산균주로 생각된다.
글루콘산 생산용 배지는 탄소원으로 포도당 또는 포도당으로 구성되어 있는 모든 다당류의 가수분해물이면 사용 가능하고 질소원으로는 황산암모니움이나 인삼암모니움 등을, 그리고 몇몇 무기염을 함유한 배지이면 사용할 수 있다.
배양방법은 25-35℃에서 호기적으로 배양하고 pH는 4.5-6.5 사이에서 NaOH로 조정하여 줄 필요가 있다.
생산발효조로는 회전식 발효조를 사용할 수 있으나 교반식 발효조를 사용하는 것이 유리하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 고농도의 당에 생육 및 효소의 기질저해를 받지 않고 글루코스옥시다제의 효소역가가 우수한 아스퍼질러스 나이거 JSC-1043(KECC-10015) 균주를 사용하므로써 발효배지 중의 당농도를 40% 이상 높일 수 있고 발효시간을 50시간 이내로 단축할 수 있으며 발효수율 또한 95% 이상 올릴 수 있기 때문에 종래에 사용한 균주에 비해 공업적으로 매우 경제성이 높은 글루콘산 생산방법으로 상세한 것을 다음 실시예에서 설명하기로 한다.
[실시예 1]
사용균주 : 원주인 아스퍼질러스 나이거 SE-178 및 그 변이주 아스퍼질러스 나이거 JSC-1043(KFCC-10015)
발아용 배지 : 포도당 10%, 인산제일카리 0.1%, 황산마그네슘 0.1%, 콘스팁리카 2%
본배양배지 : 포도당 35%, 인산제일, 제이카리 각 0.1%, 인산암모니움 0.05%, 황산마그네슘 0.1%, 소포제 0.05%
배양방법 : 발아용 배지 200ml를 넣은 1L 진탕용 삼각훌라스크에서 24시간 지탕 배양한 종배양액을 본배양배지 3L를 사입한 5L 시험용 발효조에 식균하고 RPM : 900, 1vvm에서 48시간 배양하였다.
배양 중 온도 30℃ pH는 30% 가성소다 용액으로 5-5.5를 유지하면서 당이 거의 소요되면 총당이 50% 되도록 포도당을 추가 공급하였다.
배양결과 : 표 2와 같다.
[표 2]
(주) 글루콘산 생성량은 발효액을 원심분리하여 균체를 제거하고 상등액을 도웩스 50(Dowex 50, H형)에 통과시켜 통합된 액에 가성소다 일정량을 가한 후 황산 규정용액으로 적정하였다.
[실시예 2]
사용균주 : 아스퍼질러스 나이거 JSC-1043(KFCC-10015)
발효배지 : 실시예 1중 포도당 대신 전분가수분해액을 포도당량으로 계산하여 사용하였다.
배양방법 : 실시예 1과 동일
배양결과 : 50시간 배양 후 발효완료액 중 글루콘산 생성량은 470mg/ml이었다.
균체를 제거한 발효액 1L를 50℃에서 감압농축하여 800ml로 하고 가성소다로 pH를 6으로 조정하 후 메타놀 400ml를 가하여 5℃에서 3시간 방치하여 여과 건조한 결과 글루콘산나트륨 결정 475g을 얻었다.
Claims (1)
- 본문에서 상술한 바와 같이 고농도당 발효성의 변이주 아스퍼질러스 나이거 JSC-1043(KFCC-10015)을 포도당을 함유한 배지에 배양하여 글루콘산을 생산하는 것을 특징으로 하는 미생물에 의한 글루콘산의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR7900236A KR800000475B1 (ko) | 1979-01-27 | 1979-01-27 | 미생물에 의한 글루콘산의 제조법 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR7900236A KR800000475B1 (ko) | 1979-01-27 | 1979-01-27 | 미생물에 의한 글루콘산의 제조법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR800000475B1 true KR800000475B1 (ko) | 1980-06-04 |
Family
ID=19210637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR7900236A KR800000475B1 (ko) | 1979-01-27 | 1979-01-27 | 미생물에 의한 글루콘산의 제조법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR800000475B1 (ko) |
-
1979
- 1979-01-27 KR KR7900236A patent/KR800000475B1/ko active
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