KR900007000B1 - 칸디다 유틸리스의 변이주 sh 8636 및 이를 이용한 단세포단백질의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

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Description

칸디다 유틸리스의 변이주 SH 8636 및 이를 이용한 단세포단백질의 제조방법
제1도는 변이주 칸디다 유틸리스 SH 8636과 그 친주인 칸디다 유틸리스 ATCC 9256의 현미경 사진을 비교하여 나타낸 것이다.
본 발명은 칸디다 유틸리스 SH 8636(수탁번호:KCTC 8401 P)과, 이를 이용한 단세포단백질의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 단세포단백질은 세제적인 식량문제를 해결하기 위한 대체식량의 일종으로서, 이에대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 단세포단백질을 산업적으로 생산하기 위해서는 탄화수소류, 알코올류등의 석유화합물이나 펄프패액등의 부산물을 탄소원으로 사용하고, 여기에 다른 필요한 영양소를 첨가한후, 이에 이용하여 박테리아, 효모등의 미생물을 성장시키게 되는 바, 이렇게하여 생산되는 미생물은 50% 내외의 조단백함량(Kjeldahl 법에 의해 %로 포시)을 차지하고 있어서 사료용 또는 식품첨가물등의 식용으로 유용하게 사용되고 있다.
이에 본 발명자는 미생물을 이용하여 단세포단백질을 생산해내는 방법을 연구하던중, 지금까지 알려져 있는 미생물을 사용하는 것보다 훨씬 고농도의 단세포단백질을 생산해내는 새로운 변이주를 발견하고, 본 발명에 이르게 된 것이다.
이하, 본 발명을 상제히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 단세포단백질을 생산하는데 유용한 변이주인 칸디다 유틸리스(Candida utilis) SH 8636(수탁번호·KCTC 8401 P) 및 이를 이용한 단세포 단백질의 제조방법인 것이다.
이하, 본 발명은 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 변이주인 칸디다 유틸리스 SH 8636은 상기 칸디다 유틸리스 ATCC 9256을 질산염 배지에 계대배양시키던 중에 생성된 자연돌연변이주로서,1988년 9월 l일자로 한국과학기술원에 수탁번호KCTC 8401 P로 기탁되었다.
이하, 본 발명에 따른 변이주 칸디다유틸리스 SH 8636은 다음과 같은 특성을 갖는다.
(칸디다 유틸리스 SH 8636의 균학적 특성)
본 발명의 변이주인 칸디다 유틸리스 SH 8636은 그 천주인 칸디다 유틸리스 ATCC 9256과 비교해 볼때 다음 표 1과 같은 균학적 특성을 갖는다.
[표 1]
Figure kpo00001
(칸디다 유틸리스 SH 8636 배양학적 특성)
일단적으로 단세포단백질을 성장시키기 위해서는 탄소원, 질소원, 무기염, 산소등의 성장배지가 필요하고, 고도의 세포농도를 유지하기 위해서는 이들 성장에 필요한 영양소가 충분히 공급되어야 하는바, 본 발명의 칸디다 유틸리스 SH 8636을 이용하여 단세포단백질올 생산하는데 있어서 탄소원과 질소원, 그리고 염농도가 미치는 영향은 다음 표 2와 같다.
여기서 포도당액은 포도당 생산공정에서 생산되는 부산물로서, 건조중량의 약 92%가 포도당으로 이루어져 있다.
[표 2]
Figure kpo00002
본 발명에 따른 칸디다 유틸리스 SH 8636의 균체성장에 대한 pH 및 온도조건은 pH가 3.5-4.5, 온도는25-35℃가 적당하다. 그리고 통기속도는 1분당 발효조내에 있는 액체용적당 공기의 0.5-3용적으로 조절하는 것이 좋다.
또한, 칸디다 유틸리스 SH 8636은 글루코스나 포도당액과 같은 탄소원의 농도가 6%(W/W) 이상이 되면 부산물 생산이 증대되고 균체수득율이 감소되는데 본 발명에서는 이를 극복하기 위해서 연가식 발효법은 응용하었는 바, 즉 초기 6%의 글루코스를 탄소원으로 배양하면 균체성장과 함께 탄소원이 정차로 고갈되는데 그때부터 일정량씩 총 32%의 글루코스를 첨가하므로서 수득율이 0.4-0.6(g/g)의 건조된 단세포단백질을 얻을 수 있는 것이다.
한편, 종래의 칸디다 유틸리스 효모를 이용한 연가식 발효법에서는 세포농도가 70-80 g/ℓ 부근에 도달하면 산소결핍현상이 나타나서 배양을 중지하거나, 보다 높은 세포농도를 얻기 위해서는 순수산소를 별도로, 혹은 공기와 함께 공급해주어야 하기 때문에 공정이 까다롭고, 경제적으로도 불리한 문제점이 있었다.
그러나, 본 발명에 따른 변이주인 칸디마 유틸리스 SH 8636은 다음 표 3에서 보는 바와같이 시간당 산소요구량이 매우 낮아서 단세포단백질을 제조하는데 매우 유용한 것이다.
[표 3]
Figure kpo00003
이하, 본 발명에 대한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예 1]
칸디다 유틸리스 SH 8636 효모를 3ℓ용량의 회분식 발효공정 조건하에서 용액 1ℓ에 대하여 50%의 포도당을 함유한 포도당액 120g, 옥수수침지룰 40%, 요소 8g, 소금 0.lg, 황산철 12mg, 황산망간 2mg, 황산동 2mg 및 소포제 0.2g을 첨가하고 증류수를 가한다. 멸균후 초기 pH는 4.0으로 한다.
발효조건은 온도 30℃와 pH를 3.5-4.0으로 조절하며 대기압정도의 압력에서 실시한다. 원심분리에 의해 발효액으로부더 효모세포를 분리하고 수중에 현탁한 후 다시 원심분리시키는 방법으로 2-3회 세척한 후 60℃의 진공건조기에서 48시간 건조시켜 중량을 단다.
접종후 12 시간 이내에 배양이 완료되어서 건조세포농도는 33.0g/ℓ이었고, 최고성장속도는 0.42hr-l이었으며, 산소요구속도는 1.0mMO2/g.hr이었다.
[실시예 2]
칸디다 유틸리스 SH 8636 효모를 이용하여 연가식 발효공정 조건하에서 단세포단백질을 생산하되 5ℓ의용량의 발효조에 총 3ℓ의 액체용적을 가지도록 하고, 발효조는 pH, 온도 및 기포수준을 자동적으로 조절할 수 있도록 된 것을 사용한다.
교반조건은 회전속도가 300-1500rpm의 범위로 하여 세개의 임폘러가 달린 교반기를 사용한다.
배양액에 대하여 공기의 1분당 량에 대해 배양액 용적당 0.5-3 용적의 범위로하여 배양액대에 용존산소공급이 제한받지 않도록 조절한다.
pH를 4정도로 유지하기 위하여 암모니아수와 염산을 자동으로 첨가, 조절될 수 있도록 한다. 이때의 암모니아수는 효모성장을 위한 질소원으로도 사용된다.
연가식 배양에 있어서, 초기에는 총 발효액의 반인 1.5ℓ를 우선 3 내지 6시간 동안 회분식 배양시키는데 용액 1ℓ에 대하여 50%의 글루코스를 함유한 포도당액 120g, 옥수수침지물 40g, 요소 8g, 소금 0.lg, 황산절 15mg, 황산망간 2mg, 황산동 2mg 및 소포제 0.2g을 첨가하고 증류수를 가한다. 멸균 후 초기 pH는4.0으로 한다.
그리고 첨가되는 영양배지의 양은 총 1.5ℓ로써 글루코스 870g에 해당하는 포도당액과 함께 옥수수침지액 350g, 요소 60g, 소금 0.8g, 황산절 0.15g, 황산망간 l2mg, 황산구리 3mg, 소포제 0.2g을 첨가하고 증류수를 가하여 제조, 공급한다.
첨가되는 영양배지의 공급방법은 성장속도가 0.25hr-1에서 0.05hr-1까지 점차로 감소될 수 있도록 일곱단게로 단계별로 나누어서 정량펌프에 의해 첨가한다.
첨가속도는 다음 표 4와 같다.
[표 4]
Figure kpo00004
발효조건은 온도 30℃와 pH를 3.5-4.0으로 자동조절하며 대기압정도의 압력에서 실시한다.
원심분리에 의해 발효액으로부터 효모세포를 분리하고 수중에 현탁한 후 다시 원심분리시키는 방법으로 2-3회 세척한후 70℃의 진공건조기에서 48시간 건조시켜 중량을 단다.
압축공기를 사용하여 제조된 효모세포의 수득율은 글루코스 공급물 100g 당 56.3g이었고, 세포의 농도를 발효액 1ℓ 당 180.0g, 조단백함량 53.3%를 얻었다.

Claims (4)

  1. 칸디다 유틸리스 ATCC의 변이주로서 산소요구량이 낮은 단세포단백질을 생산하는데 유용한 칸디다유틸리스 SH 8636(수탁번호:KCTC 8401 P).
  2. 영양배지대에서 변이주인 칸디다 유틸리스 SH 8636(수탁번호:KCTC 8401 P)를 발효배양하고 그 배양물로부터 단세포단백질을 분리해내는 것을 특징으로 하는 단세포단백질의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 영양배지대의 탄소원으로는 글루코스, 슈크로스, 프락토스, 갈락토스, 말토스, 포도당액 및 당밀을 사용하는 것을 특징으로 하는 단세포단백질의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서, 영양배지내의 질소원으로는 효모추출물, 옥수수침지액, 팹톤, 카사미노산, 소이톤,육즙 파우더, 요소, 옥수수침지액과 요소, 옥수수침지액과 질산암모니움, 황산암모니움, 탄산 암모니움, 암모니아수, 염화암모니움을 사용하는 것을 특징으로 하는 단세포단백질의 제조방법.
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CN105039236A (zh) * 2015-09-22 2015-11-11 河南科技大学 一种酵母菌富集铜离子的驯化培养和检测方法

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