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문제 정의
- Bacillus subtilis K-54가 생산하는 혈전용해효소에 의한 세리신 제거 여부를 알아보기 위하여 SEM으로 표면관찰을 해 보았다. 그 결과 양모섬유의 경우 혈전용해효소를 처리하는 시간이 길어질수록 양모시료의 스케일과 오구가 제거되어 깨끗한 표면을 관찰할 수 있었다.
- 이러한 혈전용해효소는 일반적으로 protease로서의 기능도 매우 뛰어나다. 본 논문에서는 단백질계 섬유 중 양모와 견 섬유에 혈전용해성 효소를 처리하여 섬유의 재질을 높이고자 하였다. 단백질계 양모와 견섬유에 효소처리를 하여 염색시 염착량을 높여 선명한 색상을 얻는 동시에 오구를 제거하여 촉감이 부드럽고 뛰어난 섬유를 얻고자 실험하였으며, 섬유의 품질개선을 확인하기 위하여 염색성, 모듈러스 등을 비교분석하였다.
제안 방법
- Reactive B-171의 반응성 염료를 사용하였다. 60℃에서 30분 동안 염색한 후 수세, 건조하여 단백질분해효소의 활성이 있는 시험군과 실활시킨 것을 처리한 대조군처리시료의 염색성을 비교하였다(박병기 외, 1980).
- Bacillus subtilis K-54가 생산하는 혈전용해효소 처리시간에 따른 K/S에 의한 염착량의 변화를 알아보기 위하여, K-54가 생산하는 혈전용해효소를 견포에 시간별로 침지시켜 수세 건조한 뒤 염색하였다. K/S값은 Fig.
- Bacillus subtilis K-54가 생산하는 혈전용해효소를 양모와 견 섬유에 3시간, 9시간, 24시간, 48시간을 처리한 후 각 시료의 단사를 광학현미경으로 관찰하였다. 반응시간 증가에 따라 혈 전용해효소를 처리한 시험군들이 효소를 실활시켜 처리한 대조군들보다 반응시간에 따라 점점 단사가 가늘어지는 것을 볼 수 있었다.
- Na2CO3-Na2HPO4 buffer pH 10으로 희석된 조효소액이 양모와 견섬유에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 효소의 활성이 있는 시험군과 효소를 가열하여(121℃, 20분) 효소의 활성을실활시킨 효소액을 처리한 대조군을 사용하였다. 각각 50 mL의 conical tube에 40mL 씩 효소액을 넣고 밀봉 후 130 strokes/min, 50℃에서 반응 시키며, 3시간, 6시간, 9시간, 24시간, 48시간 마다 sample를 꺼내어 양모와 견섬유의 상태를 광학현미경으로 관찰하였다.
- buffer pH 10으로 희석된 조효소액이 양모와 견섬유에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 효소의 활성이 있는 시험군과 효소를 가열하여(121℃, 20분) 효소의 활성을실활시킨 효소액을 처리한 대조군을 사용하였다. 각각 50 mL의 conical tube에 40mL 씩 효소액을 넣고 밀봉 후 130 strokes/min, 50℃에서 반응 시키며, 3시간, 6시간, 9시간, 24시간, 48시간 마다 sample를 꺼내어 양모와 견섬유의 상태를 광학현미경으로 관찰하였다.
- 국내 청국장으로부터 분리한 Bacillus subtilis K-54의 강력한 혈전용해효소를 단백질계 양모섬유와 견섬유에 처리하여 표면의 관찰, 모듈러스, 염색성 등의 변화를 비교분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 혈전용해효소 처리시간이 길어질수록 견과 양모의 표면의 오구가 제거되어 매끄러워지는 것으로 나타났다.
- 본 논문에서는 단백질계 섬유 중 양모와 견 섬유에 혈전용해성 효소를 처리하여 섬유의 재질을 높이고자 하였다. 단백질계 양모와 견섬유에 효소처리를 하여 염색시 염착량을 높여 선명한 색상을 얻는 동시에 오구를 제거하여 촉감이 부드럽고 뛰어난 섬유를 얻고자 실험하였으며, 섬유의 품질개선을 확인하기 위하여 염색성, 모듈러스 등을 비교분석하였다.
- 본 연구실에서는 국내 청국장에서 혈전용해 활성이 매우 뛰어난 Bacillus subtilis K-54를 분리하여 혈전용해 활성(fibrinolytic activity)을 실험하였다(유천권 외, 1998). 이러한 혈전용해효소는 일반적으로 protease로서의 기능도 매우 뛰어나다.
- 양모와 견섬유를 3시간, 6시간, 9시간, 24시간, 48시간 마다 단백질분해효소의 활성이 있는 시험군과 실활시킨 것을 처리한 대조군의 영향을 관찰하기 위하여, 양모와 견섬유의 직물에서 단사(Single yarn)를 뽑아 slide제작하여, 양모는 100배로 견은 200배로 관찰하였다.
- 유 등은 국내 청국장으로부터 강력한 혈전용해효소 활성을 갖는 Bacillus subtilis K-54를 분리하였다(유천권 외, 1998). 이 효소는 단백질 분해능도 뛰어나므로 양모와 견의 생사에 처리하므로 오구를 제거하고, 뛰어난 정련의 효과를 가져 올 것으로 생각하여 섬유에 혈전용해효소를 처리하였다. 양모와 견섬유를 관찰한 결과는 Fig.
- 주사전자현미경(Akasi Alpha 25A)으로 단사시료의 표면을 1500배로 관찰하였다.
- 효소처리 시간에 따른 K/S에 의한 염착량의 변화를 알아보기 위하여, Bacillus subtilis K-54를 양모섬유에 시간별로 침지시켜 수세 건조한 뒤 염색하였다. 양모섬유의 K/S값은 Fig.
대상 데이터
- 강력한 혈전용해효소를 국내 청국장으로부터 분리한 Bacillus subtilis K-54를 사용하였다(유천권 외, 1998). 탈지분유가 1% 들어있는 LB agar를 제조한 후 균을 배양하였다.
- 효소의 최적 pH는 pH 10이고, 65℃에서 최고의 활성을 보였다. 균주의 보관은 skim milk가 1% 함유된 LB agar를 사용하였으며, 그 외의 시약은 특급시약을 사용하였다.
- 시료로 사용한 양모섬유와 견섬유는 KS K 0905 염색 견뢰도 시험용 직물을 사용하였다.
- 염색은 증류수 200 mL에 염료 1g으로 욕비 1:50으로 준비하였다. 양모섬유는 Syrozol N/B SHF-BP Blue 222의 반응성 염료를 사용하였고, 견섬유는 C. I. Reactive B-171의 반응성 염료를 사용하였다. 60℃에서 30분 동안 염색한 후 수세, 건조하여 단백질분해효소의 활성이 있는 시험군과 실활시킨 것을 처리한 대조군처리시료의 염색성을 비교하였다(박병기 외, 1980).
이론/모형
- Bovine serum albumin(sigma Chem. Co.)을 표준시료로 하여 Bradford method 방법(Bradford, 1976)으로 측정하였으며, 단백질의 농도는 spectrophotometer를 이용하여 590 nm에서 그 흡광도를 측정하였다.
- 4468)를 사용하여, 단백질분해효소의 활성이 있는 시험군과 실활시킨 것을 처리한 대조군 시료의 경사부분을 래블스트립법에 의해 30 cm/min의 인장속도로 5회 측정한 후 평균하였다. KS K 0520에 규정된 시험법을 이용하였다(김영리·유효선, 1994).
- 단백질 분해효소의 역가는 casein의 분해정도를 H. Onishi법으로 조사하였다. 조효소액 0.
- 모듈러스는 인장강도 시험기(Instron, model no.4468)를 사용하여, 단백질분해효소의 활성이 있는 시험군과 실활시킨 것을 처리한 대조군 시료의 경사부분을 래블스트립법에 의해 30 cm/min의 인장속도로 5회 측정한 후 평균하였다. KS K 0520에 규정된 시험법을 이용하였다(김영리·유효선, 1994).
- 색차계(Color-Eye 3100, Macbeth Inc)로 최대 흡광(λmax =502 nm)에서 Kubelka-Munk식에 의해 피염물의 K/S(염착농도)를 산출하였다.
성능/효과
- 9와 같다. K/S값을 보면, 대조군에 비하여 혈전용해효소를 처리한 시험군의 염착량이 높게 나타났다. 또한 처리 시간이 길수록 염착량이 높아지는 경향을 띠고 있는 것을 볼 수 있는데, 48시간 반응에서는 효소처리한 섬유의 K/S값이 4.
- 따라서 K-54 혈전용해효소는 Bacillus sp. SJ-121가 생산하는 protease보다 양모 분해능이 매우 강한 것으로 나타났다.
- Bacillus subtilis K-54가 생산하는 혈전용해효소에 의한 세리신 제거 여부를 알아보기 위하여 SEM으로 표면관찰을 해 보았다. 그 결과 양모섬유의 경우 혈전용해효소를 처리하는 시간이 길어질수록 양모시료의 스케일과 오구가 제거되어 깨끗한 표면을 관찰할 수 있었다. Fig.
- 따라서 Bacillus subtilis K-54가 생성하는 혈전용해효소가 양모에는 강력한 분해능을 보이나, 견에는 오구를 제거하는 정도 외에는 세리신을 분해하는 능력이 양모에 비해 낮아지는 것으로 사료된다. 그러므로 혈전을 용해시키는 K-54의 혈전용해효소의 성질로 보아 혈전구조는 견보다는 양모의 구조에 더 가까운 것으로 생각된다.
- 9보다 높았다. 따라서 Bacillus subtilis K-54의 혈전용해효소를 처리하였을 때, 양모와 견의 스케일과 오구제거 능력을 나타냈으며 표면개질에 따른 염색성이 향상된 것을 알 수 있다.
- K/S값을 보면, 대조군에 비하여 혈전용해효소를 처리한 시험군의 염착량이 높게 나타났다. 또한 처리 시간이 길수록 염착량이 높아지는 경향을 띠고 있는 것을 볼 수 있는데, 48시간 반응에서는 효소처리한 섬유의 K/S값이 4.6으로 효소처리하지 않은 양모섬유의 K/S값 3.9에 비해 염착량이 증가하였다. 이것은 양모의 스케일을 제거하면 염착속도가 증가한다는 보고와 유사한 부분도 있으나(윤남식·임용진, 1994), 양모 성분 중에 세린기를 함유하고 있어(박병기·김찬영, 2001), 효소 처리로 세린기가 끊어져 염착이 잘된 것으로 생각된다.
- 7은 Bacillus subtilis K-54가 생산하는 혈전용해효소를 처리한 양모섬유의 효소처리 시간별 모듈러스 변화를 나타낸 것이다. 모듈러스 변화로 섬유의 물성의 변화를 측정한 결과, 양모 섬유는 효소처리 시간에 따라 모듈러스가 다소 낮아지는 것을 알 수 있다. 이는 양모섬유가 효소의 처리시간이 증가하면서 양모섬유의 단백질이 분해하였기 때문이라고 생각된다(Doe et al.
- Bacillus subtilis K-54가 생산하는 혈전용해효소를 양모와 견 섬유에 3시간, 9시간, 24시간, 48시간을 처리한 후 각 시료의 단사를 광학현미경으로 관찰하였다. 반응시간 증가에 따라 혈 전용해효소를 처리한 시험군들이 효소를 실활시켜 처리한 대조군들보다 반응시간에 따라 점점 단사가 가늘어지는 것을 볼 수 있었다. Fig.
- 혈전용해효소 처리시간이 길어질수록 견과 양모의 표면의 오구가 제거되어 매끄러워지는 것으로 나타났다. 특히 전자현미경 사진에서 양모는 표면에 붙어있던 단백질 성분의 오구가 제거되어 깨끗하게 되었고, 스케일이 제거되어 매끄럽게 된 표면을 관찰 할 수 있었다. 양모와 견섬유에 효소처리한 시험군과 실활시킨 효소를 처리한 대조군을 비교할 때 물성의 저하는 나타나지 않았다.
- 국내 청국장으로부터 분리한 Bacillus subtilis K-54의 강력한 혈전용해효소를 단백질계 양모섬유와 견섬유에 처리하여 표면의 관찰, 모듈러스, 염색성 등의 변화를 비교분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 혈전용해효소 처리시간이 길어질수록 견과 양모의 표면의 오구가 제거되어 매끄러워지는 것으로 나타났다. 특히 전자현미경 사진에서 양모는 표면에 붙어있던 단백질 성분의 오구가 제거되어 깨끗하게 되었고, 스케일이 제거되어 매끄럽게 된 표면을 관찰 할 수 있었다.
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