KR920005970B1

KR920005970B1 - 변이주 오우레오바시디움 풀루란스 sh 88104 및 sh 8897과 이들을 이용한 풀루란의 제조방법

Info

Publication number: KR920005970B1
Application number: KR1019900008894A
Authority: KR
Inventors: 변시명; 이현수; 신용철; 김영호; 강충경; 백진기
Original assignee: 선일포도당 주식회사; 조석
Priority date: 1990-06-16
Filing date: 1990-06-16
Publication date: 1992-07-25
Also published as: KR920000914A

Abstract

내용 없음.

Description

변이주 오우레오바시디움 풀루란스 SH 88104 및 SH 8897과 이들을 이용한 풀루란의 제조방법

제1도는 오우레오바시디움 풀루란스 IFO 4464의 균주의 250배 현미경 사진이고,

제2도는 본 발명에 따른 오우레오바시디움 풀루란스 SH 8897의 250배 현미경 사진이며,

제3도는 본 발명에 따른 오우레오바시디움 풀루란스 SH 88104의 250배 현미경 사진이며,

제4는 오우레오바시디움 풀루란스 IFO 4464의 배양 특성을 나타낸 그래프이고,

제5는 오우레오바시디움 풀루란스 SH 88104의 배양 특성을 나타낸 그래프이다.

본 발명은 오우레오바시디움 풀루란스(Aureobasidium pullulans,IFO 4464)의 백색 고농도 설탕이용변이주인 오우레오바시디움 풀루란스 SH 88104와 고생산성 변이주인 오우레오바시디움 풀루란스 SH 8897및 이들을 이용하여 풀루란(Pullulan)을 제조하는 방법에 관한 것이다.

산업적으로 유용한 다당류는 주로 구아검(Guar gum), 아라빅검(Arabic gum)등과 같이 식물에서 추출한 것과, 알긴(Algin), 한천(Agar)등과 같이 해조류에서 추출한 것이 있었으나, 비교적 최근에 와서 미생물을 이용한 방법이 개발되어 풀루란, 싼탄검(Xanthan gum), 덱스트란(Dextran), 레반(Levan)등이 생산되고 있다.

이러한 미생물을 이용해서 생산되는 다당류중에서, 특히 오우레오바시디움 풀루란스에 의해 생산되는 풀루란은 다른 방법으로 생산되는 풀루란과는 다른 독특한 특성을 가지고 있어서, 식품, 의약품, 페인트, 필름, 석유채굴, 화장품등에 널리 이용되고 있다.

그래서, 최근에는 오우레오바시디움 풀루란스를 사용하여 풀루란을 공업적으로 생산하는 방법이 공지되어있다(Process Biochem., Nov., P7.1974).

일반적으로 풀루란의 생산성은 사용하는 탄소원의 종류나 농도, 질소원의 종류나 농도등에 따라 달라지는데, 종래의 방법으로 오우레오바시디움 풀루란스 균주를 사용하여 풀루란을 제조하게 되면 생산성이 낮고흑색 색소가 분비됨에 따라 그의 탈색공정에 어려움이 많이 있었기 때문에 개선의 여지가 많았다.

이에, 본 발명자들은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 종래에 사용되어온 오우레오바시디움 풀루란스 IFO 4464에 돌연변이 물질을 처리시켜 줌으로써, 흑색 색소를 분비하지 않고 고농도 설탕 배지에서 높은 풀루란 생산성을 보이는 변이주를 유도하여 본 발명에 이르게 된 것이다.

따라서, 본 발명은 오우레오바시디움 풀루란스 IFO 4464로부터 생산되는 새로운 변이주와, 그 변이주를 이용하여 흑색 색소를 분비하지 않고 고농도 설탕 배지에서 풀루란을 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 오우레오바시디움 풀루란스 IFO 4464에다 니트로소구아니딘계열의 돌연변이 물질(MNNG)을 처리시켜서 제조된 변이주 오우레오바시디움 풀루란스 SH 88104와 오우레오바시디움 풀루란스 SH 8897에 관한 것이다.

본 발명에 따른 오우레오바시디움 풀루란스 SH 88104 및 SH 8897은 각각 기타번호를 KCTC 8459P와KCTC 8460 P로 하여 1989년 7월 4일자로 한국과화기술원에 기탁하였다.

또한, 본 발명은 흑색 색소를 분비하지 않고 10%까지의 고농도 설탕 배지에서 플루란 생성등을 갖는 변이주 오우레오바시디움 풀루란스 SH 88104(기탁번호 : KCTC 8459 P)와 이를 이용하여 풀루란을 제조하는 방법인 것이다.

또한, 본 발명은 높은 풀루란 생산능을 갖는 오우레오바시디움 풀루란스 SH 8897(기탁번호:KCTC8460 P)와 이를 이용하여 플루란을 제조하는 방법인 것이다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 변이주인 오우레오바시디움 풀루란스 SH 88104와 SH 8897은 야생주인 오우레오바시디움 풀루란스 IFO 4464에다 니트로소구아니딘 계열의 돌연변이 물질(MNNG)을 약 5내지 10분간 처리하여서 제조된 것이다.

그리고, 본 발명에 따른 변이주를 이용하여 풀루란을 생산할때 사용되는 배지로는 탄소원, 질소원, 유기영양원, 소량의 무기물을 함유하는 합성 및 반합성배지나 천연배지의 어느것을 이용할 수 있다.

이때, 탄소원으로는 포도당, 설탕, 전분 가수분해물 등이 이용될 수 있고, 무기질소원으로는 황산암모늄, 질산암모늄등이 이용될 수 있으며, 유기질소원으로는 효모 추출액, 펩튼등이 이용될 수 있고, 무기물로는 제 2 인산칼리, 황산마그네슘등이 이용될 수 있다.

또한, 배양조건은 통상의 풀루란 발효와 같은 방법으로 호기적 조건하에서 실시하되 전배양 배지에서3∼5일간, 본 발효배지에서 5∼7일간 진탕 배양하는데, 이때 배양온도를 20℃∼30℃, 초기 배지의 pH를 7.2∼7.6으로 하여 배양하며, pH를 발효기간 동안에 일정하게 할 필요는 없고 발효 12시간 후에는 소량의 소포제를 첨가하여야 한다.

발효가5∼7일후에 완전히 끝나게 되면 메탄올, 에탄올, 아이소프로필알코올, 메틸에틸케톤으로 풀루란을 침전 회수하여 건조하게 된다.

한편, 친주인 오우레오바시디움 풀루란스 IFO 4464와 본 발명에 따른 변이주인 오우레오바시디움 풀루란스 SH 88104 및 오우레오바시디움 풀루란스 SH 8897의 배양학적 특성비교를 위하여, 무기염배지(질산염0.2%, 제 2 인산칼리 0.1%, 황산마그네슘 0.05%, 황산철 0.001%, pH 7.0)에 각각의 탄소원, 질소원등을 첨가하고, 이들의 균체성장도를 스펙트로포토메타(분량측정기)로 660 나노에타에서 0.D로 측정하고 그 결과를 비교해보면 다음과 같다.

[배양학적 특성비교]

한편, 첨부한 도면 제1도 및 제2도는 각각 오우레오바시디움 풀루란스 IFO 4464와 SH 88014의 배양특성을 나타낸 그래프로서, 친주인 오우레오바시디움 풀루란스 IFO 4464가 흑색의 불수용성 멜라닌 색소를 분비하는데 비하여, 본 발명에 따른 변이주인 오우레오바시디움 풀루란스 SH 88l04는 흑색 색소를 분비하지 않기 때문에 깨끗한 백색의 풀루란을 제조할 수 있다는 것을 알 수 있다.

이와같은 본 발명에 따른 변이주의 특성을 살펴보면, 우선 오우레오바시디움 풀루란스는 분류학상으로 하이포미세트(Hyphomycetes)강에 속하는 진균류의 미생물로써 자연계에 널리 분포하고 있으며, 특히 식물병원균으로 많이 알려져 있다.

그리고, 이는 불완전 균류로 분류되고 있어 고정된 모양으로 생육하지 않고 생육조건에 따라 효모 또는 균사체 형태로 혼합된 형태로 성장한다.

특히, 영양소의 제한, 미량원소의 농도변화등이 모양의 변화를 유도한다고 알려져 있다. 또한 이 균주는 배양중 흑색 색소를 분비하는데 이는 불용성이며 멜라닌 성분으로 밝혀져 있다. 이 균주가 산업용으로 이용되기 위해서는 이 흑색 색소의 형성을 제어하거나 후처리 가공에 의해 제거하는 것이 요구된다.

이러한 모균주 IFO 4464와 본 발명에 의한 변이주 SH 8897 및 SH 88104를 동일한 배지조건에서 250배의 배율로써 현미경 관찰한 결과, 세가지 균주 모두 효모와 균사형태가 혼합된 형태가 나타났다.

그러나, 세 균주가 서로 상이한 모양을 나타내는데, 먼저 SH 8897(제2도)은 IFO 4464(제1도)에 비해효모 및 균사의 크기가 작고 특히 균사체의 길이가 짧고 두께가 가늘며 보다 많은 가지를 뻗고 있다. 그리고 SH 88104(제3도)는 IFO 4464(제1도)에 배해 균사체의 길이가 길고 가지가 다소 많았다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

오우레오바시디움 풀루란스 IFO 4464의 포자를 1×10₇/ml농도로 하여 여기에 돌연변이 물질인 니트로소구아니딘(NTG)을 1mg/ml의 농도로 7분간 처리하였다.

이것을 배지(설탕 5%, 효모침출액 0.1%, 펩톤 0.2%, 소금 0.1%, 제2인산카리 0.5%, 황산마그네슘0.02%, 황산암모니움 0.06%, 한천 2%, PH 7.5)에 펼쳐서 군락을 형성시키고 각각의 군락을 배양하여 균체의 색깔, 균체의 성장, 풀루란의 생산을 측정하여 선별하였다.

그리하여 백색이며 고농도 설탕 이용이 가능한 변이주를 오우레오바시디움 풀루란스 SH 88104로 명명하고, 생산성이 높은 균주를 오우레오바시디움 풀루란스 SH 8897로 명명하였다.

이어서, 오우레오바시디움 풀루란스 IFO 4464, 오우레오바시디움 풀루란스 SH 88104, 오우레오바시디움풀루란스 SH 8897의 각 균주를 전 배양배지(설탕 5.0%, 효모추출물 0.1%, 소금 0.1%, 제2인산카리 0.5%, 황산마그네슘 0.02%, 황산암모늄 0.06%, PH 7.5)에서 27℃에서 3일간 배양하고, 이들을 본 발효배지(설탕 10%, 효모추출물 0.1%, 소금 0.1%, 제2인산카리 0.5%, 황산마그네슘 0.02%, 황산암모늄 0.06%, pH 7.0. 배지액 100ml/500ml 삼각 플라스크)에 5.0% 접종하여 27℃에서 5일간 진탕 배양하였다.

발효가 끝난 배양액을 원심분리하여 균체를 제거하고 여기에 2배량의 에탄올을 첨가하여 풀루란을 침전시킨 다음 100℃에서 건조시킨 결과, 이들 3가지 균주의 풀루란 생산수율은 오우레오바시디움 풀루란스 IFO4464가 33.0%, 오우레오바시디움 풀루란스 SH88104는 60.0%, 오우레오바시디움 풀루란스 SH 8897은 47.5%였다.

[실시예 2]

오우레오바시디움 풀루란스 IFO 4464와 오우레오바시디움 풀루란스 SH 8897을 실시예 1과 같은 전배양및 본 발효배지를 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 5ι발효조(배지량 3ι)에 접종하고, 이를 27℃에서 5일동안 진탕 발효시킨후 균체량, 풀루란의 흑색 색소유무, 풀루란 생산량을 측정한 결과는 표1과 같다.

여기서, 탄소원으로는 설탕 5%와 10%를 사용하여 각각 실시하여 비교하였다.

[표 1]

[실시예 3]

오우레오바시디움 풀루란스 IFO 4464와 오우레오바시디움 풀루란스 SH 88l04를 실시예 2와 같은 방법으로 실시한 결과는 표2와 같다.

[표 2]

이와같이 본 발명에 따른 변이주인 오우레오바시디움 풀루란스 SH 88104 및 SH 8897을 이용하게되면 풀루란의 생산수율을 높일 수 있고, 특히 흑색 색소를 분비하지 않아 생산된 풀루란 자체가 백색이기 때문에 최종제품의 제조공정에서 특수한 탈색공정을 거칠 필요가 없을뿐만 아니라, 또한 고농도 설탕을 이용하므로써 발효액당 고농도 풀루란을 제조할 수 있기 때문에 발효액으로부터 풀루란 회수시 풀루란을 침전시키기 위하여 사용되는 용매를 절약할 수 있는 특별한 잇점도 있는 것이다.

Claims

흑색 색소를 분비하지 않고 10%까지의 고농도 설탕 배지에서도 높은 풀루란 생성능을 갖는 오우레오바시디움 풀루란스 SH 88104(수탁번호:KCTC 8459P).
풀루란 생성능을 갖는 오우레오바시디움 풀루란스 SH 889가수탁번호:KCTC 8460 P).
오우레오바시디움 풀루란스 SH 88104(수탁번호:KCTC 8459P) 또는 SH 889가수탁번호:KCTC8460P)을 진탕 발효배양시키고, 그 배양물로부터 풀루란을 분리해 내는 것을 특징으로 하는 풀루란의 제조방법.