KR920009526B1 - 신규의 헤테로 다당류 bm07, 그의 제조 방법 및 다양한 공업적 용도 - Google Patents

신규의 헤테로 다당류 bm07, 그의 제조 방법 및 다양한 공업적 용도 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

신규의 헤테로 다당류 BM07, 그의 제조 방법 및 다양한 공업적 용도
제1 및 2도는 각각 0.1 및 0.2 중량%로 증류수에 용해된 헤테로 다당류 BM07 및 크산탄고무(로도폴 23
Figure kpo00001
) 용액의 속도 경사에 대한 점도의 변화를 나타낸 것이다.
본 발명은 신규의 헤테로 다당류, 미생물 발효에 의한 그의 제조방법 및 다양한 공업적 용도에 관한 것이다.
헤테로 다당류는 중합된 염기 단위를 형성하는 두가지 이상의 단당류를 포함하는 고분자이다.
농화학, 농경작, 석유공업, 화장품 등의 다양한 산업분야에서 가장 많이 사용되는 헤테로 다당류중 하나는 크산탄고무이다.
그런데, 크산탄 고무는 많은 결점을 나타내는데, 그중, 온도, 산성 및 알칼리성 pH 및 강한 염성 매질내에서 안정도의 결핍을 들 수 있다.
또한, 시판되는 다른 헤테로 다당류가 있다. 그중 쉘-플로에스(등록상표: SHELL-FLO S
Figure kpo00002
)의 명칭으로 쉘(SHELL)사에서 개발한 헤테로 다당류를 들 수 있다. 본 출원인에 의해 분석이 실시된 후, 상기 헤테로 다당류는 글루코오스, 갈락토오스, 및 피루브산, 숙신산 및 아세트산의 염을 포함할 수 있다는 것이 확인되었다.
하지만, 상기 헤테로 다당류는 특히 약 80℃의 증가된 온도로 처리시에 결점을 나타낸다.
상기 결점을 개선하기 위하여 본 출원인은 온도 및 염성, 염기성 또는 산성 용액내에서 안정할 뿐만 아니라, 낮은 농도에서 강한 유동학적 특성, 증가된 현탁능력, 수돗물에서도 증류수에서와 같이 빠른 용해를 나타내는 신규의 헤테로 다당류에 초점을 맞춘다.
따라서, 본 발명의 첫번째 목적은 상기와 같은 헤테로 다당류이다.
본 발명의 두번째 목적은 상기 헤테로 다당류의 제조방법이다.
본 발명의 세번째 목적은 상기 헤테로 다당류의 다양한 공업적 응용이다.
본 발명은 하나이상의 동화탄소원을 포함하는 매질에서 아그로 박테리움 투메파시엔스(Agrobacterium tumefaciens) Ⅰ-736, 그의 재조합종 또는 돌연변이종에 의해 수득할 수 있음을 특징으로 하는 신규의 헤테로 다당류 BM07에 관한 것이다.
상기 아그로박테리움 투메파시엔스는 꼴렉시옹 나시오날 드 뀔 뛰르 데 미크로오르가니슴(Collection Nationale de Culture des Microorganismes: CNCM)에 부다페스트 조약에 적합하도록 1988년 3월 1일자로, 제Ⅰ-736번으로 기탁되어, 용이하게 입수할 수 있다. 상기 종은 꼴렉시옹 나시오날 드 박떼리 피또빠토젠(Collection Nationale de Bacteries Phytopathogene)에서 유래된 것이며, 1974년판 미생물 관리목록에 제CNBP 291호로 기재되어 있다.
아그로박테리움 투메파시엔스 Ⅰ-736의 순수 배양은 26 내지 32℃, 바람직하게는 28 내지 32℃의 온도에서 항온처리한 사면(경사) 겔로우즈관에서 실시할 수 있다.
상기 온도 및 하기에 기재한 조성을 가진 MY 한천 및 배네트(Bennett) 한천을 기재로한 배지상에서, 20시간째부터 전체 빗면을 덮는 박테리아의 뮤코이드층의 형성을 관찰할 수 있다.
하기의 배양 배지는 아그로박테리움 투메파시엔스 Ⅰ-736의 배양에 특히 바람직하도록 배려된 것이다.
Figure kpo00003
Figure kpo00004
Figure kpo00005
Figure kpo00006
또한, 아그로 박테리움 투메파시엔스 Ⅰ-736은 예를 들어, MY 한천 또는 TGY 한천 배지의 페트리접시 내에서 배양할 수 있다. 상기 조건에서, 콜로니를 24 내지 30시간째부터 볼 수 있으며, 48시간째부터 하기의 특성을 나타낸다.
-크기 : 2 내지 3mm의 직경,
-매끈하며 약간 볼록한 외관,
-매우 연한 황갈색,
-경계선이 깨끗하며, 기울어진 페트리 접시에서 더 적은 뮤코이드를 갖는 콜로니.
아그로 박테리움 투메파시엔스 Ⅰ-736은 하기의 당을 사용할 수 있다.
-글루코오스,
-사카로오스,
-아미돈의 가수분해물, 및 매우 드물게는 순수한 아미돈 및 락토오스
글루코오스 및 사카로오스는 바람직한 당이다.
일반적으로 헤테로 다당류 BM07이 글루코오스, 갈락토오스의 유도체구조단위 및 피루브산, 숙신산 및 아세트산 또는 이들산의 염을 포함한다는 것은 명백하며, 일반적인 각 몰비는 5∼8/1∼2/0.5∼2/0.5∼2/0.05∼2, 바람직하게는 6∼7.5/1∼1.5/0.5∼1/0.5~1/0.05∼0.2, 더욱 바람직하게는 7/1/0.5∼1/0.5∼1/0.05∼0.1이다. 상기 피루브산, 숙신산 및 아세트산은 일반적으로 나트륨, 칼륨, 칼슘 또는 암모늄염 같은 염형이다.
상기 기재한것 같이 그의 거친형을 측정하는 헤테로 다당류 MN07의 분석 방법은 하나의 헤테로 다당류 BM07을 가수분해하고, 내부 또는 외부 표준에 의한 크로마토그래피 측정 후, 구성요소(당 및 산)의 성분을 결정하는 것이다.
또한, 당의 제조는 하기의 방법으로 실시할 수 있다. 100mg의 헤테로 다당류 BM07을 3 내지 6시간 동안 105℃에서 5ml의 트리플루오로아세트산으로, 밀폐된 관에서 가수분해한다.
상기 공정후, 증발건조를 실시하여, 내부 표준으로서 15mg의 소르비톨을 포함하는 5ml의 피리딘으로부터 건조 잔여물을 회수하고, 0.9ml의 헥사메틸디실라잔 당 1ml의 피리딘용액을 실릴화한다. 실릴화는 0.1ml의 트리플루오로아세트산으로 촉매된다.
당의 용량 측정은 0.14μ의 필름두께를 나타내는 메틸실리콘상이 충전된, 0.25mm의 직경과 25m의 길이를 갖는 유리 모세관 콜론에서 F.I.D.를 검출하는 기체상 크로마토그래피로 실시한다. 사용한 매개 기체는 수소이며, 2ml/분의 유량이다.
피루브산의 제조는 105℃에서 1시간동안 5ml의 4N 염산으로 80mg의 헤테로 다당류 BM07을 가수분해하여 수득한 용액에 2mg의 케토글루타르산(내부 표준을 구성하는)을 첨가하고, 증류수를 첨가하여 25ml로 만든다.
용량측정은 4.6mm의 직경과 250mm의 길이를 갖고, 직경 5μ의 소성된 C18실리카로 충전된 콜론에서 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)로 실시한다. 사용한 용리제는 0.02M 인산과 아세토니트릴의 50/50부피혼합물이다. 유량은 1.5ml/분이다.
피루브산의 탐지는 375nm의 자외선으로 실시한다.
숙신산의 제조는 피루브산의 제조에서 사용한 것과 동일한 조건에서 헤테로 다당류 BM07의 가수분해후에 실시한다. 측정은 외부표준으로 직접 실시한다. 사용되는 숙신산의 표준 용액은 25ml의 물에 8mg의 숙신산을 함유한 것이다.
비오라드
Figure kpo00007
(BIORAD
Figure kpo00008
)의 아미넥스(Aminex)HPX87H
Figure kpo00009
콜론상에서 HPLC 기술을 다시 사용한다. 용리제는 0.01N 황산이며, 유량은 0.8ml/분이다. 숙신산의 탐지는 굴절계로 실시한다.
아세트산의 제조는 120℃에서 3시간동안 5ml의 4N 트리플루오로아세트산으로 300내지 350mg의 헤테로 다당류 BM07을 가수분해한 후 실시한다. 이어서, 내부표준으로서 30mg의 프로피온산을 첨가하고, F.I.D. 탐지를 기체상 크로마토그래피로 측정한다.
측정은, 80 내지 100메쉬의 크로모소르브(chromosorb)G
Figure kpo00010
(AW DMCS)상에 흡수된 1% 인산 및 5%의 FFAP 상으로 채워진 3mm의 직경 및 2m의 길이를 가진 유리 콜론으로 실시한다. 매개기체는 헬륨이며, 30ml/분의 용량이다.
상이한 견본에서 유래하는 헤테로 다당류 BM07은 일반적으로 하기의 특성을 나타낸다.
Ⅰ.1. 고유 점도는 30내지 250dl/g, 바람직하게는 140 내지 250dl/g, 더욱 바람직하게는 150 내지 240dl/g이다.
상기한 고유 점도(η)는
Figure kpo00011
의 감소된 점도로부터 농도 0에서의 점도를 추정한다.
(식중, η은 용액의 점도이고, η0는 용매의 점도이고, C는 헤테로 다당류 BM07의 농도이고, 하기의 허긴스(Huggins)의 방정식
Figure kpo00012
을 사용하여 측정하며, k'은 1차 뉴우튼 플레이트(Newton plate)에서의 허긴스 상수이다)
Figure kpo00013
비점도는 하기의 방법으로 측정된다.
0.1M NaCl 수용액내에 0.2g/ℓ의 헤테로 다당류 BM07의 모용액을 제조한다.
이어서, 모용액으로 희석하여 0.03 내지 0.1g/ℓ의 농도를 갖는 헤테로다당류 BM07과 0.01M NaCl을 포함하는 용액을 제조한다.
이어서, 측정을 로우 세어(LOW SHEAR) 점도 측정기로 23℃에서 실시한다.
농도에 따른 비점도의 곡선을 그린 후, 농도 0에서의 점도를 추정한다.
2. 광산란법으로 측정한 헤테로 다당류 BM07의 분자량은 6×106내지 10×106, 바람직하게는 6.5×106내지 9.5×106이다.
Ⅱ. 헤테로 다당류 BM07은 증류수로 희석된 용액, 특히 낮은 농도에서 매우 우수한 유동학적 특성을 나타낸다. 게다가, 상기 특성은 헤테로 다당류가 엄격한 조건, 특히 강한 이온성 매질내에서 강산 및 강염기인 pH 및 온도로 처리될 때 매우 잘 유지된다.
또한, 하기 사항들을 확인할 수 있다.
1. 25℃에서 증류수내의 0.1 중량%의 헤테로다당류 BM07용액은 24시간째에 350mPa.s를 초과하는 바람직하게는 400내지 700Pa.s의 점도를 나타낸다. 점도는 로우 세어 점도 측정기에 의해 1s-1의 속도경사로 측정된다.
2. 헤테로 다당류 BM07은 염성 매질, 특히 CaCl2, Na2SO4및 NaCl 기재의 염용액내에서 우수한 유동학적 특성을 나타낸다.
특히, 하기의 조성을 가진 염용액 내의 0.3 중량%의 상기한 헤테로 다당류 BM07에 있어서, 카리메드
Figure kpo00014
(Carrimed
Figure kpo00015
) 유동계에 의해 1s-1의 속도 경사로 측정한 점도는 일반적으로 2시간째에 2000 내지 3500mPa.s, 바람직하게는 2500 내지 3000mPa.s를 나타낸다.
Figure kpo00016
한편, 20%의 NaCl 수용액내의 0.2 중량%의 헤테로 다당류 BM07용액은 로우셰어 점도 측정기에 의해 24시간째에 1s-1의 속도 경사로 측정한 점도가 1600 내지 2400mPa.s, 바람직하게는 1700 내지 2100mPa.s를 나타낸다.
3. pH 1.7 및 25℃에서, 0.2 중량%의 헤테로 다당류 BM07수용액은 로우셰어 점도 측정기에 의해 24시간째에 1s-1의 속도 경사로 측정한 점도가 1000 내지 2500mPa.s, 바람직하게는 1400 내지 2000mPa.s를 나타낸다.
4. pH 11.8 및 25℃에서, 0.2 중량%의 헤테로 다당류 BM07수용액은 로우셰어 점도 측정기에 의해 24시간째에 1s-1의 속도 경사로 측정한 점도가 1000 내지 2500mPa.s, 바람직하게는 1400 내지 2000mPa.s를 나타낸다.
5. 80℃의 온도에서 24시간동안 처리한 증류수에 용해된 0.2 중량%의 헤테로 다당류 BM07용액은 로우셰어 점도 측정기에 의해 1s-1의 속도 경사로 측정한 점도가 일반적으로 500 내지 2500mPa.s, 바람직하게는 1000 내지 2000mPa.s를 나타낸다.
6. pH 7 및 25℃에서, 0.2 중량%의 헤테로 다당류 BM07수용액은 로우셰어 점도 측정기에 의해 24시간째에 1s-1의 속도 경사로 측정한 점도가 1000 내지 2500mPa.s, 바람직하게는 1400 내지 2000mPa.s를 나타낸다.
또한, 헤테로 다당류 BM07은 우수한 현탁능력을 가진 것이 확인된다. 헤테로 다당류 BM07용액의 현탁능력을 하기의 시험에 따라 측정할 수 있다.
100ml의 메갈(MEGAL) 시험관에 증류수에 용해된 0.1 중량%의 헤테로 다당류 용액으로 시험관 전체(전체부피130ml)를 채운다. 용액의 비중은 약 1이다.
직경 3mm 및 비중 1.135의 폴리아미드 6.6의 구를 초기 속도 0으로 액체의 표면에 놓는다. 구의 낙하시간은 시험관의 밑바닥에 도달한 때, 즉 23.5cm를 낙하한때까지를 측정한다. 평균 시간을 구하기 위해, 본시험을 수회 반복한다. 평균 낙하시간은 일반적으로 2000초를 초과하며, 바람직하게는 3000 내지 15000초이다.
참고로서, 상기 동일한 조건에서 0.1 중량%의 크산탄 고무용액은 약 60내지 350초의 낙하시간을 나타낸다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같은 헤테로 다당류 BM07의 제조방법에 관한 것이다.
상기 헤테로 다당류의 제조방법은, 아그로박테리움 투메파시엔스 Ⅰ-736, 그의 재조합 종 및 돌연변이종에 의해 하나이상의 동화 탄소원을 함유하는 배지의 발효로 구성된다.
상기 동화탄소원 이외에, 발효배지는 하나이상의 질소원, 바람직하게는 유기질소원 및 경우에 따라 하나이상의 무기염을 또한 포함할 수 있다.
배지는 아그로박테리움 투메파시엔스 Ⅰ-736에 의해 접종된다.
발효 배지의 부피가 클 때에는, 전배양 액체 배지에 의해 파종된 접종 배지로 바람직하게 접종할 수 있으며, 전배양 액체 배지는 아그로박테리움 투메파시엔스 Ⅰ-736의 순수배양에 의해 스스로 미리 파종된 것이다.
본 발명의 방법에 따라, 상기 목적으로 종래 사용한 모든 배지, 바람직하게는 광물성질의 배지를 접종 배지로 사용할 수 있다. 전배양 배지로는, 예를 들어 참고번호 제07101호에 디프코(DIFCO) YM 비오스(bioth) 배지를 들 수 있으며, 하기의 조성물로 제조한 배지가 바람직하다.
Figure kpo00017
상기 배지의 자연적인 pH는 7 내지 7.2이며, 재조정하지 않는다.
발효 배지를 구성하는 유기탄소원은 글루코오스, 사카로오스, 아미돈의 가수분해물 및 경우에 따라서 락토오스 또는 천연 아미돈 같은 당, 또한, 상기 당의 혼합물을 들 수 있다. 글루코오스 및 사카로오스가 바람직한 당이다. 발효 배지내의 유기 탄소원의 농도는 1 내지 100g/ℓ, 바람직하게는 15 내지 60g/ℓ이다.
유기질소원으로는 카제인, 카제이네이트, 어류의 가수분해물, 밀가루, 옥수수가루, 콩가루, 효모추출물(빵 효모, 맥주 효모, 젖효모 등), 양조가의 가용성분 건조물(dry distillers solubles), 감자의 단백질, 옥수수 침지액(CSL) 및 CLS을 희석한 후, 원심분리, 중력침전 또는 경사분리에 의해 고체입자를 제거한 가용성 CSL을 들수 있다. CSL, 특히 가용성 CSL은 본 발명의 범주내에서 매우 바람직하다는 것이 밝혀졌다.
발효 배지내의 유기질소원의 농도는 3내지 80g/ℓ, 바람직하게는 5 내지 50g/ℓ이다.
경우에 따라 발효 배지내에 도입할 수 있는 무기염으로는, 황산마그네슘, 황산망간, 황산아연, 황산철 같은 황산염, 탄산칼슘 같은 탄산염, 가용성 칼슘염, 인산칼륨, 인산나트륨 같은 인산염을 들 수 있다.
발효배지내의 상기 무기염의 각 농도는 0.01 내지 5g/ℓ, 바람직하게는 0.05 내지 2g/ℓ이다.
또한, 발효 배지는 코발트 및/또는 몰리브덴염의 흔적성 원소같은 미량원소, 및 비타민, 뉴클레오티드를 포함할 수 있다.
발효는 호기성 심부 조건에서, 25 내지 35℃, 바람직하게는 28 내지 32℃의 온도와, 1 내지 4 바아의 압력에서 실시한다.
발효 배지의 pH는 5내지 9, 바람직하게는 6내지 8이다. 상기 pH는 경우에 따라, 나트륨 또는 칼륨같은 염기, 또는 황산, 인산, 염산 또는 질산같은 산으로 조정된다.
예를 들어, 발효용기 또는 온장고에 설치한 발효배지를 교반하는 것이 바람직하다.
상기 교반은 예를 들어, 상반교반기, 선회교반기, 모빌교반기 또는 기포 컬럼으로 실시한다. 발효시간은 일반적으로 30시간을 초과하며, 바람직하게는 40 내지 90시간이다.
발효율은 일반적으로 사용하는 탄소원에 대해 생성된 헤테로 다당류 BM07의 40 중량%를 초과하며, 바람직하게는 55내지 75 중량%, 더욱 바람직하게는 60 내지 75 중량%이다.
헤테로 다당류 BM07을 발효 배지로부터 분리할 수 있다.
이를 위해, 헤테로 다당류 BM07을 포함하는 발효액을 10내지 60분, 바람직하게는 15 내지 45분 동안 80 내지 120℃의 온도에서 가열하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 열처리한 발효액은 바람직하게 6 내지 8의 pH를 나타낸다.
그런데, 경우에 따라 필요하다면 상기 pH를 염기 또는 산으로 조정할 수 있다.
상기 염기 또는 산은 발효배지의 pH를 조정하기 위해 사용한 상술한 염기 및 산 중에서 선택한다.
발효가 끝난 후, 헤테로 다당류가 불용성 또는 실제적으로 불용성을 나타내는 비혼화성 유기 액체와 물로 상기의 헤테로 다당류의 침전을 실시하여 발효액으로부터 헤테로 다당류 BM07를 회수한다.
본 발명에서 적합한 유기액체로는, 아세톤, 에탄올 같은 알콜, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 3차-부탄올을 들 수 있다.
본 발명의 범주에서, 이소프로판올이 특히 적합하다.
사용하는 유기액체의 부피는 일반적으로 처리되는 발효액 부피의 2내지 3배이다.
또한, 유기 액체에 의한 헤테로 다당류 BM07의 침전은 나트륨, 칼륨 또는 칼슘의 황산염, 염화물 또는 인산염 같은 염의 존재하에 구현된다.
이어서, 한번 침전된 헤테로 다당류 BM07을 여과, 원심 분리 또는 탈수에 의해 유기액체로 부터 분리할 수 있다.
수득한 섬유를 예를 들어, 아세톤 또는 에탄올, 프로판올, 이소프로판을 또는 3차-부탄올 같은 알콜로 탈수시킬 수 있다.
상기 탈수작용을 실시하는데 필요한 알콜의 중량은 일반적으로 처리하는 섬유의 1내지 10배이다.
탈수된 섬유에 새로운 여과, 원심분리, 또는 탈수작용을 실시할 수 있다.
헤테로 다당류 BM07의 분말을 수득하기 위하여, 상기 섬유를 곧 건조, 분쇄 및 체질할 수 있다. 상기 분말은 일반적으로 베이지 크림색이다.
더 순수한 분말을 수득하기 위해, 발효액 또는 상술한 방법으로 분말로부터 재구성한 수용액을 하나이상의 효소로 처리할 수 있다.
상기 목적에 적합한 효소로는, 프로테아제, 무타나제, 리포프로테아제, 셀룰라아제, 키티나제를 들 수 있다.
효소적 정제화는 다양한 형태의 여과, 투석같은 물리적 정제화 방법, 또는 상이한 크로마토그래피 기술에 의해 연합 또는 치환될 수 있다.
정제 처리가 따르거나 또는 따르지 않는 발효액 및 헤테로 다당류 BM07로 재구성된 수용액은 농축될 수 있다. 농축은 특히 운송비의 절감 등, 몇몇 경우에 유리할 수 있다. 게다가, 농축용액은 헤테로 다당류 BM07 분말보다 더 신속히 사용될 수 있다. 농축은 증발, 한외여과 또는 투석여과(diafiltration)에 의해 실시될 수 있다.
헤테로 다당류 BM07은 가수용성 중합체를 이미 사용하고 있는 여러 산업분야에 바람직하게 적용될 수 있다. 이 경우에, 헤테로 다당류 BM07은 일반적으로 농화제, 현탁제로서, 또는 염, 비이온성 또는 음이온성 계면활성제 또는 다른 첨가제의 존재하, 넓은 범위의 pH에서의 분산안정제로서 사용된다. 상기 용도에서는, 함유하고 있는 조성물의 중량에 대해, 일반적으로 0.001 내지 2 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 1중량%의 헤테로 다당류 BM07을 사용한다.
또한, 헤테로 다당류 BM07은 하기와 같이 사용될 수 있다.
-예를 들어, 석유를 회수하기 위한 착유공, 지하단구에 대해 사용하는 조성물 및 상기 구멍 처리 조성물 같은 석유공업,
-세라믹 조성물,
-특히, 현탁 또는 농화제로서 식품 공업,
-페인트, 풀, 잉크,
-특히, 삼퓨, 크림, 로숀 및 치약 같은 화장품,
-특히, 현탁제로서 ＂유동성＂의 농화학 조성물,
-특히, 종이의 코팅같은 제지 공업,
-윤활제 조성물,
-금속 표면의 처리에 사용되는 공업용 세척제,
-마이크로화탄소의 분산 같은 여러가지 수분산의 분산 안정제,
-직물공업, 특히 반복날염을 위한 점성 조성물,
-폭약공업,
-특히, 착색을 목적으로하는 콘크리이트 및 회반죽의 제조,
-특히, 연마입자의 농화제 및 안정제로서, 가정용 또는 산업용 세탁.
헤테로 다당류 BM07은 특별히 유기 또는 무기산 수용액을 포함하는 산성 수성 조성물에서 농화제로서 사용될 수 있다.
유기산으로는, 포름산, 아세트산, 클로로아세트산, 락트산, 아스코르브산, 탄닌산같은 모노카르복실산,푸마르산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 이타콘산, 타르타르산 같은 디카르복실산, 시트르산 같은 트리카르복실산을 들 수 있다.
무기산으로는 염산, 인산, 질산 또는 황산을 들 수 있다.
상기의 모든 산은 단독 또는 그들 사이의 혼합물로 사용될 수 있다.
산과 헤테로 다당류의 관계비는 상기 화합물의 각 성질, 원하는 점도 및 선택한 특별한 응용 같은 인자의 작용에 따라 큰 범위내에서 변할 수 있다.
일반적으로, 1 내지 40%의 산, 0.001 내지 2%의 헤테로 다당류 BM07 및 55내지 98.99%의 물을 사용한다.
그렇지만, 0.1 내지 1%의 헤테로 다당류의 양이 바람직하다.
상기 조성물은 물속에서 상이한 화합물을 혼합하는 방법으로 바람직하게 제조된다. 물속에 헤테로 다당류 BM07을 먼저 용해시킨 후, 산을 가하는 것이 바람직하다.
상기 조성물은 계면활성제, 착색제, 세척제, 향신료, 살균제 및 연마제 같은 산성형태로 사용되는 여러 다른 성분을 경우에 따라 포함할 수 있다.
상기 조성물은 표면 세탁, 도기 및 금속표면의 물때 세척 및 금속표면의 산 세척에 매우 특별하게 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특성 및 장점은, 크산탄 고무 및 헤테로 다당류의 각각 0.1 및 0.2 중량%에서의 속도 경사에 따른 점도 및 증류수에 용해된 용액의 변화를 나타내는 제1 및 2도, 및 실시예에서 나타날 것이다.
[실시예 1]
제조용 무기 배지상에서의 헤테로 다당류 BM07의 제조방법.
하기의 것을 포함하는 배지를 아그로박테리움 투메파시엔스 Ⅰ-736으로 발효시킨다.
Figure kpo00018
Figure kpo00019
상기 배지를 하기의 조건하, 28℃의 온도에서 상기 균주에 의해 발효 시킨다.
-유효용적이 100ml인 500ml의 원추형 플라스크 내에서 발효시킴.
상기 배지를 폭 5cm의 선회 교반기에서 220회전/분으로 교반한다.
-유효용적이 6ℓ인 10ℓ의 반응조에서 발효시킴.
상기 배지를 천공된 사각회전판을 가진 교반기에서 270회전/분으로 교반한다.
상기 배지를 500ℓ/시간의 공기유량으로 환기시킨다.
-유효 용적이 15ℓ인 20ℓ의 비오라피트
Figure kpo00020
(BIOLAFFITE
Figure kpo00021
반응조에서 발효시킴.
상기 배지를 러쉬톤
Figure kpo00022
(RUSHTON
Figure kpo00023
)형의 모빌 교반기에서 400회전/분으로 교반한다.
상기 배지를 825ℓ/시간의 공기 유량으로 환기 시킨다.
수득한 결과를 하기의 표 1에 나타냈다.
[표 1]
Figure kpo00024
상기 표 1에서, 발효종료시간은 사카로오스를 전부 또는 거의 전부 소비하는 시간에 상응하며, 수율은 사용한 사카로오스 중량에 대한 헤테로 다당류 BM07의 중량%에 상응한다.
점조는 4 내지 30회전/분의 실린더형 침을 가진 브룩필드(Brookfield)LVT
Figure kpo00025
점도측정기로 발효가 종료된 발효액의 점도를 측정한 것이다.
[실시예 2]
발효액으로부터 헤테로 다당류 BM07의 회수.
헤테로 다당류의 회수를 실시예 1에 따라 제조한 유기배지를 발효시켜 수득한, 20ℓ 반응조에 들어있는 2kg의 발효액으로부터 실시한다.
상기 발효액을 30분동안 90℃로 열처리한다.
또한, 처리한 발효액에 2300ml의 이소프로필 알콜(IPA)을 첨가한다. 침전은 150g의 황산나트륨으로 실시한다.
이어서, 침전으로 생성된 섬유를 1200ml의 IPA로 두번 탈수시킨다.
또한, 섬유를 원심탈수, 분쇄 후 85℃의 건조기에서 건조한다.
회수한 건조물질을 분쇄 후 체질한다.
크림색의 헤테로 다당류 BM07의 분말을 수득한다.
[실시예 3]
pH 7의 증류수내에서 헤테로 다당류의 유동학적 특성.
pH 7의 증류수내에서 상이한 농도의 헤테로 다당류 용액의 점도 및 유동임계점을 조사한다.
시험은 실시예 2에서 수득한 헤테로 다당류 분말을 이용해 실시한다.
증류수에 상기의 헤테로 다당류를 첨가하여, 0.2 내지 0.3 중량%의 헤테로 다당류 용액을 제조한 후, 1000 내지 1200 회전/분의 속도를 가진 라이네리
Figure kpo00026
(RAYNERI
Figure kpo00027
)형의 교반기로 15분 동안 교반을 실시한다. 용액화는 증류수내에서 상기 15분 동안의 교반후에 완전하게 이루어진다.
0.1 중량%의 헤테로 다당류 요액은 상기 0.2 중량%의 용액을 증류수로 희석하면 간단하게 수득된다. 시험은 용액제조 24시간후에 25℃의 온도에서 실시한다.
비교시험은 상기와 같은 조건에서, 로도폴(RHODOPOL)23
Figure kpo00028
(롱-쁠랑사에서 생산하는 크산탄고무)을 이용해 실시한다.
시험 1 내지 4의 점도 및 유동임계치의 측정은 로우셰어 점도 측정기로 실시하고, 시험 5 및 6의 측정은 레오마(RHEOMAT)30으로 실시한다.
수득한 결과를 하기의 표 2에 나타냈다.
[표 2]
증류수에 상이한 농도로 용해된 헤테로 다당류
BM07 및 로도폴 23
Figure kpo00029
의 유동학적 특성
Figure kpo00030
본 표는 증류수에 용해된 헤테로 다당류 BM07이 동일한 조건에 처한 크산탄 고무에 비해 더 유사소성적인 것을 명확히 나타낸다.
0.1 중량%의 헤테로 다당류 용액은 0.2%의 크산탄 고무용액과 동일한 특성을 나타낸다.
제1 및 2도는 각각 0.1 및 0.2 중량%로 증류수에 용해된 헤테로 다당류 및 크산탄고무(로도폴 23
Figure kpo00031
) 용액의 속도 경사에 대한 점도의 변화를 나타낸 것이다. 점도의 측정은 상술한 것과 동일한 조건에서 실시한다.
[실시예 4]
22℃, pH 7의 수도물내에서의 헤테로 다당류 BM07의 유동학적 특성.
시험을 실시예 3과 동일한 조건에서, pH 7의 수돗물에 용해된 0.1 및 0.2 중량%의 헤테로 다당류 BM07 용액으로 실시한다.
상기와 동일한 조건에서 로도폴 23
Figure kpo00032
로 실시한 시험결과 및 비교시험결과를 하기의 표Ⅲ에 나타냈다.
시험 7 및 9의 점도 및 유동임계치는 로우셰어 점도측정기로 측정하고, 시험 8은 레오마 30으로 측정한다.
[표 3]
Figure kpo00033
[실시예 5]
헤테로 다당류 BM07의 유동학적 특성상의 pH, 온도 및 전단의 영향.
헤테로 다당류 BM07의 유동학적 특성상의 pH의 영향을 pH가 1.7(충분량의 포름산을 첨가함) 및 11.8(충분량의 나트륨을 첨가함)인 것을 제외하고는 실시예 3에 기술한 0.2 중량%의 헤테로 다당류 BM07 용액으로 시험한다.
시험은 용액 제조 후 22℃에서, 24시간, 7일, 1개월째에 실시한다.
온도의 영향은 실시예 3에 기술한 0.2 중량%의 헤테로 다당류 BM07 용액으로 시험한다.
상기 용액에 대한 측정은 1시간 및 24시간 동안 80℃의 온도로 처리한 후 실시한다.
실시예 4에 기술한 0.2 중량%의 헤테로 다당류 BM07 용액의 전단효과를 측정하기 위하여, 용액 제조후 즉시 약 20,000회전/분의 최대속도를 가진 울트라투락스 잔케-쿤켈(ULTRA TURRAX JANKE-KUNKEL) TP 18-20으로 5분 동안 상기 용액을 전단한다. 상기 공정후 24시간째에 측정을 실시한다.
상기와 동일한 조건으로 처리된 0.2%의 로도폴 23
Figure kpo00034
(롱-쁠랑사) 용액으로 비교시험을 실시한다.
측정은 로우 셰어 점도측정기로 실시한다.
시험의 결과는 하기의 표 4에 나타냈다.
특히, 산성 또는 염기성 pH의 영향하의 헤테로 다당류 BM07의 유동학적 특성의 지속성은 매우 우수하며, 이것은 특히 1개월째에 증류수내에서의 지속성과 완전히 비교된다는 것을 표 4에서 확인할 수 있다.
[표 4]
pH, 온도 및 전단의 영향하의 헤테로 다당류 BM07의 유동학적 특성 및 동일한 조건하의 로도폴 23과의 비교
Figure kpo00035
Figure kpo00036
본 표에서 BM07은 헤테로 다당류 BM07이고, Rh23은 로도폴 23이다.
(측정은 로우-셰어
Figure kpo00037
점도측정기로 실시되었다)
[실시예 6]
헤테로 다당류 BM07의 유동학적 특성에 대한 강한 이온성 배지의 영향.
시험 18 내지 23을 20% NaCl을 포함하는 0.2 중량%의 헤테로 다당류 BM07 용액에 대해 실시한다.
상기 용액을 실시예 2에서 수득한 헤테로 다당류 BM07 용액을 증류수로 희석한 모용액으로부터 제조하며, 모용액은 원하는 농도의 헤테로 다당류 BM07 및 NaCl을 수득할 때까지 NaCl 용액으로 희석한 것이다.
시험을 용액 제조 후 22℃로 유지하여 24시간, 7일 및 1개월째에 실시한다.
비교시험은 상기와 동일한 조건하에서, 상기와 동일한 방법으로 수득한 0.2% 로도폴 23
Figure kpo00038
용액에 대해 실시한다. 점도 및 유동임계치를 로우셰어 점도측정기로 실시한다.
시험결과를 하기의 표 5에 나타냈다.
[표 5]
20% NaCl 용액에 용해된 헤테로 다당류 BM07 및 로도폴 23
Figure kpo00039
의 유동학적 특성
Figure kpo00040
시험 24 내지 26 및 27 내지 29는 실시예 3과 동일한 조건으로 제조한 0.3 중량%의 헤테로 다당류 BM07에 CaCl2, Na2SO4또는 NaCl을 10 중량% 포함하는 증류수에 용해된 상기의 헤테로 다당류에 첨가하여 실시한다. 시험은 용액 제조 후 시험 24 내지 26의 경우에는 22℃, 시험 27 내지 29의 경우에는 40℃로 유지하여 4시간, 7일 및 1개월째에 실시한다.
시험 24 내지 26 및 27 내지 29의 경과를 각각 하기의 표 6 및 표 7에 나타냈다.
[표 6]
22℃에서 10%의 염기성 용액에 용해된 헤테로 다당류의 BM07의 유동학적 특성
Figure kpo00041
Figure kpo00042
[표 7]
40℃에서 10%의 염기성 용액에 용해된 헤테로 다당류 BM07의 유동학적 특성
Figure kpo00043
[실시예 7]
시험 30 및 31은 헤테로 다당류 BM07 용액이 쉘-플로(SHELL-FLO)S
Figure kpo00044
용액에 비해 온도에 대해 우수한 지속성을 보여준다.
쉘-폴로S
Figure kpo00045
는 쉘(SHELL)사에서 개발한 헤테로 다당류이며, 글루코오스 및 갈락토오스의 유도체의 구조단위, 및 피루브산, 아세트산 및 숙신산의 염을 포함하고 있다.
증류수에 용해된 0.3 중량%의 헤테로 다당류 BM07 용액을 실시예 3에 기술한 조건으로 제조한다.
동일한 방법으로, 0.3%의 쉘-플로S
Figure kpo00046
용액을 제조한다.
상기 용액을 30분 동안 80℃의 온도로 처리한다. 2시간동안 방치한 후, 처리된 용액의 점도 및 유동 임계치를 카리메드(Carrimed) CS 50 유동계로 측정한다.
결과를 하기 표 8에 나타냈다.
[표 8]
Figure kpo00047
[실시예 8]
물때 세척 조성물내에서의 헤테로 다당류 BM07의 용도.
플라스크에 하기의 것을 도입하여 물때세척 조성물을 제조한다.
Figure kpo00048
상기 조성물의 pH는 1.4이다.
상기 조성물의 안정도를 20회전/분의 브룩필드(Brookfield)LVT 점도측정기 및 넓은 범위의 속도경사(0.1s-1내지 100s-1)에서 레오마(Rheomat) 30으로 그의 점도를 측정하여, 저장시간 및 온도의 작용을 확인한다.
상기 측정은 20℃에서 실시되며, 수득한 결과를 하기 표 9 나타냈다.
[표 9]
Figure kpo00049

Claims (37)

  1. 아그로박테리움 투메파시엔스 Ⅰ-736, 그의 재조합종 및 돌연변이종으로 하나 이상의 동화탄소원을 포함하는 배지를 발효시켜 수득할 수 있음을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07.
  2. 제1항에 있어서, 고유 점도가 30 내지 250dl/g, 바람직하게는 140 내지 250dl/g, 더욱 바람직하게는 150 내지 240dl/g임을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07.
  3. 제1 또는 2항에 있어서, 25℃의 증류수에 용해된 0.1 중량%의 상기 헤테로 다당류 BM07 용액이 24시간째에 350mPa.s를 초과하는, 바람직하게는 400 내지 700mPa.s의 점도(점도는 로우셰어(LOW SHEAR) 점도 측정기로 1s-1의 속도경사에서 측정함)를 나타냄을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07.
  4. 제1 또는 2항에 있어서, 20 중량%의 NaCl 수용액에 용해된 0.2 중량%의 헤테로 다당류 BM07용액이 24시간째에 1600 내지 2400mPa.s, 바람직하게는 1700 내지 2100mPa.s의 점도(점도는 로우셰어 점도 측정기로 1s-1의 속도경사에서 측정함)를 나타냄을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07.
  5. 제1 또는 2항에 있어서, pH 7 및 25℃에서 0.2중량%의 상기 헤테로 다당류 BM07 수용액이 24시간째에 1000 내지 2500 mPa.s, 바람직하게는 1400 내지 2000mPa.s의 점도(점도는 로우셰어 점도 측정기로 1s-1의 속도경사에서 측정함)를 나타냄을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07.
  6. 제1 또는 2항에 있어서, pH 1.7 및 25℃의 온도에서 0.2 중량%의 상기 헤테로 다당류 BM07 수용액이 24시간째에 1000 내지 2500 mPa.s, 바람직하게는 1400 내지 2000mPa.s의 점도(점도는 로우셰어 점도 측정기로 1s-1의 속도 경사에서 측정함)를 나타냄을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07.
  7. 제1 또는 2항에 있어서, pH 11.8 및 25℃에서 0.2중량%의 상기 헤테로 다당류 BM07 수용액이 24시간째에 1000 내지 2500 mPa.s, 바람직하게는 1400 내지 2000mPa.s의 점도(점도는 로우셰어 점도 측정기로 1s-1의 속도 경사에서 측정함)를 나타냄을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07.
  8. 제1 또는 2항에 있어서, 24시간 동안 80℃의 온도로 처리한 증류수에 용해된 0.2 중량%의 상기 헤테로 다당류 BM07 용액이 500 내지 2500 mPa.s, 바람직하게는 1000 내지 2000mPa.s의 점도(점도는 로우셰어 점도 측정기로 1s-1의 속도경사에서 측정함)를 나타냄을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07.
  9. 제1 또는 2항에 있어서, 분자량이 6×106내지 10×106, 바람직하게는 6.5×106내지 9.5×106임을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07.
  10. 제1 또는 2항에 있어서, 글루코오스 및 갈락토오스 유도체의 구조단위, 및 피루브산, 숙신산 및 아세트산 또는 그들산의 염을 포함함을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07.
  11. 제10항에 있어서, 글루코오스 및 갈락토오스 유도체의 구조단위, 및 피루브산, 숙신산 및 아세트산 또는 그들산의 염을 각각 5 내지 8, 1 내지 2, 0.5내지 2, 0.5 내지 2, 0.05 내지 2의 몰비로 포함함을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07.
  12. 제11항에 있어서, 상기 몰비가 각각 6 내지 7.5, 1 내지 1.5, 0.5 내지1, 0.5 내지 1, 0.05 내지 0.2 임을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07.
  13. 제12항에 있어서, 상기 몰비가 각각 7, 1, 0.5 내지 1, 0.5 내지 1, 0.05 내지 0.1임을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07.
  14. 제10항 또는 11항에 있어서, 상기 피루브산, 숙신산 및 아세트산이 염형으로 나타남을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07.
  15. 제14항에 있어서, 상기 산이 나트륨, 칼륨, 칼슘 또는 암모늄의 염형으로 나타남을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07.
  16. 아그로박테리움 투메파시엔스 Ⅰ-736, 그의 재조합종 및 돌연변이종으로 하나 이상의 동화탄소원을 포함하는 배지를 발효시켜 수득함을 특징으로 하는 제1 내지 15항에 따른 헤테로 다당류 BM07의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기의 동화탄소원이 글루코오스, 사카로오스 또는 아미돈의 가수분해물임을 특징으로 하는 제조방법.
  18. 제16 또는 17항에 있어서, 발효 배지내에서 나타나는 동화탄소원의 농도가 1내지 100g/ℓ, 바람직하게는 15 내지 60g/ℓ임을 특징으로 하는 제조방법.
  19. 제16항 또는 17항에 있어서, 발효배지가 하나 이상의 유기질소원을 함유함을 특징으로하는 제조방법.
  20. 제19항에 있어서, 유기질소원이 카제인, 카제이네이트, 밀가루, 옥수수가루, 콩가루, 효모추출물, 양조가의 가용성분 건조물, 감자의 단백질, 옥수수 침지액 및 가용성 옥수수 침지액일 수 있음을 특징으로 하는 제조방법.
  21. 제20항에 있어서, 유기질소원이 옥수수 침지액 또는 가용성 옥수수 침지액임을 특징으로 하는 제조방법.
  22. 제19항에 있어서, 발효 배지내의 유기질소원의 농도가 3 내지 80g/ℓ임을 특징으로 하는 제조방법.
  23. 제16항에 있어서, 발효배지가 하나 이상의 무기염을 함유함을 특징으로 하는 제조방법.
  24. 제23항에 있어서, 무기염이 황산염 또는 탄산염임을 특징으로 하는 제조방법.
  25. 제16 또는 17항에 있어서, 무기염의 농도가 0.01 내지 5g/ℓ임을 특징으로 하는 제조방법.
  26. 제16 또는 17항에 있어서, 호기성심부 조건하에서 1내지 4 바아의 압력 및 25 내지 35℃의 온도에서 실시함을 특징으로 하는 제조방법.
  27. 제16 또는 17항에 있어서, 발효배지의 pH가 5내지 9, 바람직하게는 6 내지 8임을 특징으로 하는 제조방법.
  28. 제16 또는 17항에 있어서, 사용한 탄소원에 대해 40 내지 75 중량%의 발효수율로 헤테로 다당류 BM07이 생성됨을 특징으로 하는 제조방법.
  29. 제16 또는 17항에 있어서, 헤테로 다당류 BM07이 하기 공정에 따라 발효액으로부터 분리됨을 특징으로 하는 제조방법.
    -발효액을 10 내지 60분 동안, 80 내지 120℃로 가열하고,
    -상기의 헤테로 다당류 BM07을 물과 비혼화성인 유기 액체로 침전시키고,
    -여과, 원심분리 또는 탈수에 의해 유기 액체로부터 헤테로 다당류 BM07를 분리함.
  30. 제29항에 있어서, 상기의 유기 액체는 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 및 3차 부탄올임을 특징으로 하는 제조방법.
  31. 제29항에 있어서, 발효액으로부터 한번 분리한 헤테로 다당류 BM07을 탈수, 건조, 분쇄 및 체질함을 특징으로 하는 제조방법.
  32. 농화제로서의 제1 내지 31항 중 어느 한 항에 따른 헤테로 다당류 BM07의 용도.
  33. 현탁제로서의, 제1 내지 31항 중 어느 한 항에 따른 헤테로 다당류 BM07의 용도
  34. 석유, 농화학, 식품, 화장품, 제지, 직물 및 폭약공업, 세라믹 및 윤활제 조성물, 페인트, 풀, 잉크, 회반죽, 콘크리이트, 가정용 또는 산업용 세탁 및 수분산 안정제로서의 제1 내지 31항 중 어느 한 항에 따른 헤테로 다당류 BM07의 용도.
  35. 25℃에서 2 이상의 해리상수 pk를 갖는 유기산 수용액 및/또는 2 이상의 pk를 갖는 하나 이상의 유기산 또는 무기산의 염 및 강염기를 함유하는 산성수성조성물 내의 농화제로서의 제1 내지 31항 중 어느 한항에 따른 헤테로 다당류 BM07의 용도.
  36. 제35항에 있어서, 상기 산이 포름산, 아세트산, 시트르산 또는 탄닌산임을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07의 용도.
  37. 제35 또는 36항에 있어서, 상기 조성물이 표면 세척, 도기표면의 물때 세척 및 금속 표면의 산 세척을 목적으로 함을 특징으로 하는 헤테로 다당류 BM07의 용도.
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