KR870001925B1 - 누클레오시드를 함유하는 발효 육즙의 한외 여과법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

누클레오시드를 함유하는 발효 육즙의 한외 여과법

본 발명은 발효 육즙액에서 누클레오시드류, 즉 이노신, 구아노신 또는 둘다른 한외 여과에 의하여 유리하게 분리시키는 방법에 관한 것이다.

보통, 발효 육즙으로부터 독특한 저분자량 물질을 분리 및 회수하기에 앞서, 미생물 세포, 그의 단편, 단백질 및 배양배지와 원료에 원래 함유되어 있는 미립자들과 같이 발효육즙에 함유된 현탁고체를 후속하는 정제 단계를 거침으로써 분리 및 제거하는 방법이 공지되어 있다. 그러한 현탁된 고체들을 제거하는데 산업적으로 이용 가능한 방법으로서는 진공여과, 압력여과 및 원심분리가 통상 사용된다. 최근 여러가지의 고분자 화합물을 기초로 한 막을 사용하는 미량여과 및 한외 여과가 실제로 사용되고 있다. 이들 중에서 한외 여과법은 선택된 최적 막에 의하여 미생물 및 세포 및 기타 현탁된 고체 뿐 아니라 단백질, 펩티드류, 다당류 및 불순물을 제거할 수 있는 점에서 유일한 특징이 있다. 그렇지만, 발효 육즙 한외 여과법의 형태에 따라, 그와 같은 특징에도 불구하고 아직도 산업적인 목적에 이용되지 않고 있다.

본 발명자들은, 그러한 물질들을 함유하는 발효 육즙액으로 부터 풍미 누클레오티드를 위한 출발물질로서 유용한 이노신 및 구이노신을 분리하는데 한외여과법이 사용되는 경우, 융제(flux) 속도가 매우 짧은 시간내에 점차 감소하기 시작하여, 상기의 방법은 산업적으로 적용될 수 없음을 발견하였다. 이와 같은 융제율의 감소는 다음에 기인하는 것으로 생각된다. :

이노신 및 구아노신은 물에서 낮은 용해도를 나타내므로 그러한 물질을 함유하는 발효 육즙을 한외 여과시키기 위하여 액체 온도를 상승시킬 필요가 있으며, 처리할 액체의 양을 소기의 정도까지 감소시키기 위하여 발효 육즙내에 용해된 그러한 물질의 양을 증가시킬 필요가 있다. 예를 들어 하기의 실시예에 나타난 바의 이노신 또는 구아노신 농도의 경우에 있어서는 반드시 60 내지 80℃로 가온하여야만 한다.

그러나 60 내지 80℃ 만큼의 높은 온도하에서, 단백질 및 다당류 같이 미생물 세포내의 다량의 고분자량 물질이, 종종, 주위 온도일 때보다 세포로 부터 용리되어 나옴으로해서 그러한 고분자량 물질이 막표면에 소위 농도 편극을 야기시키는데 ; 이것은 감소된 특수한 침투성을 갖는 겔층을 생성하여 융제율이 감소되는 것으로 생각된다. 이와 같은 문제가 미결인채로 한외여과가 산업적 규모로 수행되는 경우, 장치의 비용 및 손상된 막의 세척 비용이 증가함에 따라 큰 막표적을 가진 한외 여과 장치가 필요하게 될것이며, 최상을 사용해도 한외 여과법의 잇점일 수 없다.

본 발명자들은, 상술한 상황의 견지에서, 이노신 및/또는 구아노신을 함유하는 발효 육즙에 사용할 한외 여과법의 실용에 대한 광범위한 연구를 행한 결과 본 발명을 완성하였다.

그러므로 본 발명은 이노신, 구아노신 함유 발효육즙액 또는 이를 둘다 함유하는 발효 육즙을 90 내지 110℃로 가열한 후 한외 여과시킴을 특징으로 하는 미생물 세포 및 고분자량 물질로 부터 이노신, 구아노신 또는 그의 혼합물을 분리하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에서, "이노신, 구아노신 또는 이들 둘을 함유하는 발효육즙"(지금부터, 몇몇 경우에는 간단히 "발효육즙"이라 칭함)이 이들 물질을 생산할 수 있는 발효 육즙으로서 이해되는 아래서는, 발효가 완결된 후 또는 경우에 따라서는 물로 더 희석된 육즙일 수 있다. 미생물의 예로는 바실루스 서브틸리스 ATCC 19221, 바실루스 서브틸리스 ATCC13956 (IFO 14124), 바실루스 푸밀루스 No. 148-S-16(IFO12483), 바실루스 푸밀루스 No.158-A-17(IFO 12477), 브레비박테리움 암모니아게네스 ATCC 21477, 브레비 박테리움 암모니아게네스 ATCC 21478, 브레비박테리움 암모니아게네스 ATCC 21479, 브레비박테리움 암모니아게네스 ATCC 21480 등을 들 수 있다.

그런 다음, 상기 발효 육즙은 90 내지 110℃ 바람직하게는 95 내지 105℃로 도달할 때까지 가열한다. 이러한 가열의 목적은, 발효 육즙중 미생물 세포로 부터 유래하며, 한외 여과동안 막 표면에 일어나는 농도편극으로 인한 융제속도를 저하시키는 단백질 또는 다당류와 같은 고분자량 물질이 적절히 응집하도록 만드는데 있다. 그러므로 적절히 응집된 고분자량 물질은 더 이상 융제율을 떨어뜨리지 않는다. 90℃ 이하로 열처리하면 고분자량 물질의 부적절한 응집이 일어나며, 110℃ 이상에서 육즙은 대단히 채색되는데 이는 바람직하지 않다. 열처리 시간은 특히 제한되지 않으나, 발효육즙중 고분자 물질을 적당히 응집시키기는 하나 육즙이 지나치게 착색되지 않는 정도의 시간이면 된다. 보통, 열처리 시간은 90℃에서 10분간 그리고 110℃에서 5분간이다.

열처리 후, 발효육즙은 가능한한 한외여과가 수행되는 온도 또는 더 낮은 온도까지 냉각되는 것이 바람직하며, 이것은 발효육즙의 지나친 착색을 방지한다. 보통, 열처리시 발효육즙의 pH는 5.5 내지 9.0이 바람직하며, 배양 완결 후 액의 pH가 5.5 내지 9.0 이며 특별히 조절할 필요가 없다.

그 다음, 발효 육즙을 한외여과시키는데, 한외여과법은 본래 하기의 공지의 방법에 따라 실시된다. 한외 여과중의 온도로서는 발효육즙중에 함유된 이노신 및 구아노신이 잘 용해되는 온도가 사용되는데, 특히 그러한 온도는 발효 육즙중 이들 물질의 함량에 의하여 결정된다. 보통 그러한 온도는 약 40 내지 85℃의 온도 범위에서 적절히 선택되며, 결정 용해온도가 더 높은 구아노신이 함유되어 있는 경우 약 70 내지 85℃에서 한외 여과를 실행하는 것이 바람직하다.

한외여과 막을 위한 물질은 상업적으로 사용될 수 있는 것일 수 있으나, 한외여과는 그러한 결정이 용해되는 70 내지 85℃의 상승된 온도에서 수행되어야 하기 때문에 구아노신 함량이 더 높은 발효 육즙을 위해서는 내열물질이 선택된다. 비교적 내열성인 물질로는 폴리술폰류 및 폴리아미드류가 적당히 사용될 수 있다. 모듈형으로서는 판형, 관형, 나사선형 및 유공섬유형중 어느 것이 사용되어도 무방하며, 판형 및 관형같이 단순한 구조를 갖는 모듈형이 보통 바람직한데, 왜냐하면 발효육즙은 여과 및 농축과정에서 현탁 고체의 농도가 더 크며 증가된 점도를 나타내기 때문이다. 분별할 막의 분자량 절단은 실제로, 융제율을 확실히 더 크게 하기 위하여 이노신 및 구아노신의 분자량이 5000내지 300000 범위인 것이 바람직한 관점에서 볼 때, 1000 이하일 수 있다.

그러므로 미생물 세포 및 고분자량 물질로부터 분리된 이노신, 구아노신 또는 그의 혼합물은, 그 때의 사정에 따라서, 종래의 방법에 따른 정제 단계를 거치게 한다. 즉, 본 발명의 방법에 의하여 열처리된 상기의 발효 육즙은 한외여과 시킴으로써, 열처리 안한 발효육즙과 비교할 때 훨씬 더 연장된 시간까지 단위 시간당의 침투액 부피의 감소가 방지되므로 작용 효율이 크게 향상된다. 본 발명의 방법은 한외여과가 산업적인 규모로 이용될 수 있게 하며, 과거에 주로 사용된 압력 여과법에서처럼 여과기를 사용할 필요가 없으므로, 폐물이 대량 생산되지 않는다. 또한, 이 방법은 원심분리법과 비교할 때 대단히 개량된 처리 능력의 잇점을 제공한다.

하기에 주어진 실시예들은 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것이다.

[실시예1]

8% 글루코오즈, 0.1% 황산 마그네슘, 0.01% 황산 제 1철, 0.01% 황산망간, 2.0% 질산암모늄, 0.2% 인산수소칼륨 0.01% 염화칼륨, 0.15% 리보헥산, 1.2% 글루탐산모노나트륨, 1.5% 탄산칼슘 4%(w/v) 옥수수 적신액, 0.03% 히스티딘, 0.03% 아르기닌 및 0.03% 메치오닌으로 구성된 배양배지(pH7.2)를 바실루스 서브틸리스 ATCC 19221로 접종시킨 후 72시간 동안 34℃에서 배양시킴으로써 얻은 500ml의 발효 육즙액(이노신 : 4.2g/l, 구아노신 : 5.6g/l, pH6.7)을 각각 250ml씩으로 분할한다. 이들중 하나를 110℃에서 5분간 가열한 후 냉각시키고, 다른 하나를 대조로서 사용한다. 이들 발효 육즙을, 60℃, 2kg/㎠ 및 자석젓개의 교반기의 회전수가 1300rpm인 조건하, 바이오엔지니어링사 제품인 다이아필터 A-50T(76m/m

, 분자량 절단 50,000)가 설비된 MC-4형 한외 여과기에 의하여 한외 여과를 시킨다. 관찰된 여과시간 및 침투된 액체량간의 관계가 표1에 나타나 있다.

[표 1]

주 : 발효육즙(A) : 110℃에서 5분간 열처리. 발효육즙(B) : 비열처리(대조)

표 1로 부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 처리된 발효육즙(A)는 대조 발효 육즙(B)과 비교할 때 훨씬 증가된 융제율을 나타낸다.

[실시예2]

실시예 1의 미생물을 배양함으로써 얻은 500ml의 발효육즙(이노신 4.3g/l, 구아노신 5.9g/l, pH7.0)을 각250ml씩으로 분할하고, 그 중의 하나를 90℃에서 10분간 열처리하고 다른 하나는 대조로 사용하기 위해 열처리하지 않는다. 이들 둘을 80℃, 2kg/㎠ 및 자석 젓개 교반기의 회전수가 1300rpm인 조건하, 실시예 1과 동일한 한외여과 장치를 사용하여 한외여과시켜, 여과시간과 침투량의 관계를 비교하였다.

결과가 표 2에 나타나 있다.

[표 2]

주 : 발효육즙(A') : 90℃에서 10분간 열처리. 발효육즙(B') : 비열처리(대조)

표 2로 부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 방법으로 처리된 발효육즙(A')은 대조 발효 육즙(B')과 비교 할때 훨씬 증가된 융제율을 나타낸다.

[실시예3]

8% 글루코오즈, 0.1% 황산 마그네슘, 0.01% 황산 제 1철, 0.01% 황산망간, 2.0% 질산암모늄, 0.2% 인산수소칼륨, 0.01% 염화칼륨, 0.15% 리보헥산, 1.2% 글루탐산모노나트륨, 1.5% 탄산칼슘, 4%(w/v) 옥수수 적신액, 0.03% 히스티딘, 0.03% 아르기닌 및 0.03% 메치오닌으로 구성된 배양 배지(pH7.2)를 바실루스 서브틸리스 ATCC 19221 50ℓ로 접종시킨 후 34℃에서 24시간 동안 배양시켜서 얻은 종자 배양액을 동일한 조성의 배양배지 750ℓ로 옮긴 후 34℃에서 72시간동안 배양시킨다.생성된 500ℓ의 발효육즙(4.5g/l의 이노신 및 5.7g/l의 구아노신 함유)을 250씩으로 분할하여, 그중의 하나를 100℃에서 10분간 가열하고, 다른 하나를 대조로서 가열하지 않는다. 상술한 바와 같이 열처리 발효육즙 및 대조 발효육즙을 각각, 비교 연구를 위하여, 액체 농축을 위한 300 용량의 탱크 및 내부직경 1인치인 2피스의 관형막으로 짝지어진 순환 펌프(PS-150, 가네가후찌 케미칼사 제품, 일온, 피스당 막의 표면적 0.1㎡)로 구성된 한외여과 장치에 의하여 배치법으로 한외여과를 시킨다. 200ℓ의 침투액이 얻어질 때까지 80℃의 여과 온도, 125ℓ/분의 순환 유속 및 2.0kg/㎠ 게이지의 압력하에서 한외여과를 계속한다. 열처리 발효육즙의 한외 여과는 50ℓ/시간의 유속으로 시작하여 2시간 후 40ℓ/시간이 된어 4.5 시간동안 200ℓ/의 침투액이 얻어진다. 한편 열처리 안한 발효 육즙의 한외여과는 35ℓ/시간의 유속으로 시작되어 2시간 후 22ℓ/시간이 되고 200ℓ의 침투액이 생성되는데 14시간이 필요하다.

Claims (2)

1. 발효육즙을 90 내지 110℃에서 열처리 한 후 이렇게 얻어진 발효육즙을 한외여과 시킴을 특징으로 하는, 발효육즙으로 부터 이노신, 구아노신 또는 그의 혼합물을 분리하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 95 내지 105℃에서 열처리 함을 특징으로 하는 방법.