KR890001708B1

KR890001708B1 - 발효에 의한 5'-구아닐산의 제조방법

Info

Publication number: KR890001708B1
Application number: KR1019860005305A
Authority: KR
Inventors: 이새배; 한민수
Original assignee: 서울미원 주식회사; 홍연석
Priority date: 1986-07-01
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1989-05-18
Also published as: KR880001825A

Abstract

내용 없음.

Description

발효에 의한 5'-구아닐산의 제조방법

제1도는 배양온도 33℃에서의 시간과 5'-크산틸산 생성균주의 생육도 잔당농도 및 5'-크산틸산 농도의 관계도.

제2도는 본 발명 배양조건에서의 시간과 5'-크산틸산 생성균주의 생육도 잔당농도 및 5'-크산틸산 농도의 관계도.

본 발명은 발효에 의해 5'-구아닐산을 효과적으로 생상하는 방법에 관한 것이다.

5'-구아닐산은 5'-이노신산과 같이 핵산계 조미료로 잘알려져 있는 물질이다. 종래 5'-구아닐산을 제조하는 방법으로는 5'-크산틸산 생산균주와 5'-크산틸산을 5'-구아닐산으로 전환시키는 전환균주를 동시에 배양하는 혼합 배양방법(일본특허소 46-39070,48-33393) 또는 전환능력을 가진 미생물 배양액에 5'-크산틸산을 첨가하는 방법(일본특허소 46-39069,47-41557)등이 알려져 있다.

그러나 종래 이들 방법은 실제 공업적으로 이용하기에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째 : 혼합배양에 의한 방법은 5'-크산틸산을 생산하는 조건과 5'-크산틸산을 5'-구아닐산으로 전환시키는 조건이 현저히 다를뿐만 아니라 두 균종의 배양학적 특성이 달라서 동시 배양관리에 의해 효율좋게 5'-구아닐산을 생산 할 수가 없었다.

둘째 : 5'-크산틸산 배양액에서 5'-크산틸산을 회수하여 효소배양액에 첨가하는 방법은 5'-크산틸산의 회수비용이 많아 실제 공업적으로 사용하기에는 부적합하였다. 본원 발명자들은 5'-구아닐산의 제조에 있어 가장 효과적인 방법을 연구하여 오던중 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 동일 발효조에서 1단계로 5'-크산틸산을 축적시키고 2단계로 크산틸산 아미나제 생산균주를 배양하여 5'-크산틸산을 5'-구아닐산으로 전환시켜 발효액으로부터 5'-구아닐산을 회수하여 5'-구아닐산을 생산함에 있어 제품수율과 품질의 향상을 기할 수 있는 5'-구크산틸산 배양방법에 특징이 있는 것이다.

종래의 이러한 생산방법에 있어서는 5'-크산틸산을 축적시킨 후 전환균주를 식균하기 전 5'-크산틸산 생상균주를 사멸시키기 위해 80-100℃까지 가열 살균하였다.

이러한 살균공정은 전환균주의 배양과 5'-크산틸산발효 조건이 서로 상이할 뿐만 아니라 발효후기 5'-크산틸산 생산능이 저하한 5'-크산틸산 생산균주에 의해 불필요한 당 손실과 전화균주의 양호한 생육을 위해서 반드시 필요한 공정이었다.

그러나 흔히 이러한 살균공정은 적당한 살균온도에 의해 처리되어 전환균주의 생육은 물론 5'-구아닐산의 회수공정에서 많은 문제점을 발생시켜 제품수율 및 품질의 저하를 초래하여 온 결점이 있다.

본 연구자들은 5'-구아닐산의 효과적인 생산방법에 대해서 상세한 연구를 한 결과 5'-크산틸산 생산균주의 살균을 위한 열처리 공정이 전환균주의 생육 및 회수공정에 많은 문제점을 발생한다는 사실을 발견하였다.

문제점으로서 첫째 5'-크산틸산 발효액에 존재하는 여러물질 특히 1-2%의 잔당과 암모니아 기타 배지성분 및 발효대사 물질이 열처리 과정에서 반응하여 발효액의 색도를 현저히 나쁘게하여 전환균주의 생육을 저해하여 효소활성을 저해하므로 전환수율이 저조한 원인이 되고, 둘째 5'-구아닐산의 회수공정에 있어서 여과 및 수지탑 통액공정을 현저히 나쁘게 하며, 이러한 불순물은 5'-구아닐산의 흡착, 용리과정에서 동일 하게 흡착, 용리되어 불순물 제거과정을 어렵게할 뿐만 아니라 최종결정공정에 까지 많은 영향을 미쳐 제품 수율과 품질저하를 초래하였다.

이러한 문제점의 원인은 상술한 바와같이 발효액중 여러 물질의 변화에도 기인되는 것이며 균체내 성분이 열처리 과정에서 발효액중으로 유출을 촉진하는 사실도 밝혀졌다.

따라서 본원 발명자들은 5'-크산틸산 발효액의 최적 열처리 조건을 조사한 결과 균주에 따라 38-42℃에서 5-10시간, 50℃에서 2시간 처리가 가장좋았다. 본원 발명자들은 이점에 착안하여 5'-크산틸산 발효시 발효종료 10시간전 부터 발효온도를 서서히 상승시켜 40℃까지 올려 유지하였다. 이때 40℃에서 5시간이상 유지하는 것이 가장 좋았으며 이로 인해 발효후기 당소모가 빨라지고 5'-크산틸산 축적은 다소 촉진되었으며 일정시간 후 균농도가 급격히 저하했다. 그후 발효액의 온도를 50℃까지 다시 상승시켰다가 30-34℃까지 냉각하여 크산틸산 아미나제 생산균주를 식균 배양하므로 본 발명을 완성하게 되었다.

[표 1]

5'-크산틸산 발효액의 열처리 조건에 따른 영향

주 1) 5'-크산틸산 발효액을 각 열처리 조건에서 처리한 후 크산틸산 아미나제 생산균주를 배양한후 크산틸산 아미나제를 모이드와 마가사닉 방법에 따라 측정하였으며 본원 발명의 조건을 100으로 하였을때의 상대활성도임.

주 2) 회수수율 조사는 각 조건에서 처리한 후 전환균주를 배양하여 5'-크산틸산을 5'-구아닐산으로 전환시킨 후 통상의 방법에 따라 이온교환수지에 흡착용리시킨 액을 농축하여 5'-구아닐산을 제외한 불순물량을 조사하였다. 본원 발명의 방법의 경우 불순물량을 1로 했을때 동일 5'-구아닐산 회수에 따른 각 조건의 불순물량을 표시하였다.

[실시예 1]

사용균주 : 브레비 박테리움 암모니아 게네스 KCTC 8200P

종배양 : 포도당 80g, 인산제 1카리 3g, 인산제 2카리 3g, 펩톤 5g, 육에키스 5g, 황산암모늄 6g, 요소 3g, 염화칼슘 0.1g, 황산제 1철 10mg, 황산망간 10mg, 황산아연 1mg, 비오틴 50㎍, 치아민염산염 5mg, 증류수 1ℓ의 종배지에서 30℃에서 24시간 배양하여 종배양액을 제조하였다.

5'-구아닐산 제조방법 : 50l 발효조에 포도당 10%, 인산제 1.2 카리 각 1%, 황산마그네슘 0.7%, 황산 제1철 10mg/l, 염화칼슘 10mg/l, 황산아염 1mg/l, 황산망간 5mg/l, 비오틴 50㎍/l, 치아민염산염 1mg/l, 판토텐산 칼슘 5mg/l, 황산암모늄 3g/l, 요소 2g/l, C.S.L 2%, 아데닌, 구아닌 각 120mg/l의 배지 25l를 사입한 후 120℃에서 20분 살균하여 암모니아로 pH 7.0조절하여 종배양액을 10% 접종하여 33℃에서 교반수 500rpm, 통기량 0.5vvm으로 pH 7.2로 유지하면서 배양하였다. 재양중 70% 포도당을 2회 추가하였다. 배양완료 10시간전부터 배양온도를 40℃까지 올려 유지하였다. 발효액중 균생육도가 급격히 하락한 시점에서 발효액의 온도를 50℃까지 상승시킨 후 냉각하여 34℃에서 상기 종배양 배지에서 배양한 전화균주 브레이비 박테리움 암모니아 게네스 KCTC 8201P을 식균하였다. 이때 별도로 준비한 포도당 400g, 이산 12g, 수산화카리 12g, 황산마그네슘 6g, 치아민염산염 20mg, 황산망간 10mg을 물 500ml에 용해한 액을 발효액중의 포도당 농도가 8%되게 첨가하였다.

배양온도 34℃ pH 6.8-7.0으로 35시간 배양하였다. 이때 부족한 당은 포도당액으로 추가하여 주었다. 35시간이후 배양온도를 42℃로, pH 7.4로 조절하면서 포도당 800g, 인산제3나트륨 100g, 황산마그네슘 50g, 알킬디메칠 벤질 암모늄프클로라이드 50g을 증류수 1l에 용해한 배지를 추가하였다. 전화반응이 완료된 발효액중 5'-구아닐산 농도는 42.3mg/ml였으며 5'-크산틸산은 검출되지 않았다. 발효액 10l를 통상의 회수방법에 따라 양이온 교환수지 및 음이온 교환수지에 통액하여 용리액을 전부 농축하였다. 농축액의 건조물중 5'-구아닐산의 순도는 89.43%였다. 한편 동일한 방법으로 5'-크산틸산 발효후 90℃에서 20분 가열 살균한 후 동일하게 전환균 배양 및 회수실험에서 얻은 농축액의 건조물중 5'-구아닐산의 순도는 83.24%였다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였으며, 5'-크산틸산 발효액의 멸균온도를 50℃에서 2시간 처리하였다.

사용군주 : 5'-크산틸산 생산균주는 브레비 박테리움 암모니아 게네스 KCTC 8200P

전환균주 : KCTC 8201P 이온교화수지에서 용리한 용리액중 고형분중 5'-구아닐산의 순도는 87.38%였으며, 5'-크산틸산 발효액을 100℃로 멸균한 경우 5'-구아닐산 조결정의 순도는 80.53%였다.

Claims

발효에 의해 5'-구아닐산을 제조하는 방법에 있어서, 크산틸산아미나제 생산균주를 식균하기전 5'-크산틸산 생산균을 실활시키는 조건으로 5'-크산틸산 발효종료 10시간전부터 발효온도를 38-42℃로 유지함을 특징으로 하는 발효에 의한 5'-구아닐산 제조방법.