[보고서]안정형 비타민 C 유도체 2-O-α-D-Glucopyranosyl L-ascorbic acid(AA-2G)의 안정성 확보에 따른 산업적 실용화를 위한 대량생산 시스템의 개발

전홍기

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[국가R&D연구보고서] 안정형 비타민 C 유도체 2-O-α-D-Glucopyranosyl L-ascorbic acid(AA-2G)의 안정성 확보에 따른 산업적 실용화를 위한 대량생산 시스템의 개발
Development of a large scale system of 2-O-α-D-Glucopyranosyl L-ascorbic acid(AA-2G), a stable and safe form of L-ascorbic acid, for industrial application 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	부산대학교 자연과학대학 생명과학부
연구책임자	전홍기
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2002-10
주관부처	과학기술부
연구관리전문기관	한국과학재단 Korea Science and Engineering Foundtion
등록번호	TRKO200900073046
사업명	기초과학연구사업>특정기초연구
DB 구축일자	2013-04-18

초록 ▼

- AA-2G 대량생산에 적합한 CGTase의 확보 및 당전이 활성의 산업적 응용
- CGTase 생산ㄱㄴ체의 고정화와 고정화 CGTase의 합성으로 CGTase의 연속적인 생산과 반복사용 및 안정성을 확립하여 AA-2G 대량생산 시스템의 개발
제 1 세부 과제
1. CGase 생산 균주의 분리 및 선정
2. 분리균주의 동정
3. CGTase의 활성 측정
4. 균주의 배양 및 조효소액의 조제
5. CGTase의 정제
6. 정제효소의 순도 검정
7. 분자량과 등전점의 확인
8.단백질 정량
9. N-말단 아미노산 서열결정
제 2부 세부과제
1. CGTase 생산 균체의 고정화
2. 고정화 bead와 capsule의 관찰
3. CGTase의 활성측정
4. 유리 및 고정화 균체에 의한 CGTase의 활성 비교
5. 조효소액의 제조
6. 담체의 종류 및 고정화 담체의 제조
7. CGTase 고정화
8. 고정화 효소에 의한 사물 생산
9. Ultrafiltration에 의한 CGTase 고정화 검토
10.Ultrafiltration에 의한 CGTase 재사용성의 검토
11. AA-2G의 분석 방법
-김치, 토양으로부터 AA-2G 합성 능력이 있는 CGTase를 생성하는 균주를 분리, 동정하여 Bacillus sp JK-43, Paenibacillus sp. JB-13이라 명명하였다.
-당공여체로서 soluble starch를 사용하였을 때 AA-2G 생산 최적조건은 pH5.5, 반응온도 45˚C, CGase 1,400unit, 기질 농도비(AA/SS) 2:3, 기질농도 12%에서 24hr 반응할 때이다.
-AA-2G의 연속 생산을 위한 최적 CGTase 고정화 담체를 screening 한 결과 CNBr- activated sepharose 4B ultrafiltration이 효과적이었다.
-UItrafiltration에 의한 CGTase 고정화에 의해 8회까지의 한외여과에서 AA-2G의 생산율이 50.74%로 유지되어 효율적인 고정화의 한 방법임을 알 수 있었다.
-5ℓ Jar fermenter를 이용하여 Paenibacillus sp. JB-13 균주가 생산하는 CGTase의 최적 생산 조건은 초기 종균 접종량 5%, 종균배양시간 24hrs, 교반속도 250rpm, 통기량 4vvm으로 유지하였을 때 배양 28시간만에 최대 활성을 보였다. 이로써 기존의 Erlenmeyer flask를 이용하여 JB-13균주을 배양했을 때 보다 배양시간은 10시간 이상 단축하면서 CGTase 활성은 2배정도 높일 수 있었다.
막 반응기(membrane bioreactor )를 이용하여 초기 CGTase를 계속적으로 재사용한 결과 이전반응에서 미사용 된 기질을 간혈적으로 제거할 경우 11회째 반응에서도 초기에 합성된 양의 74%에 달하는 AA-2가 합성되는 등 비교적 적은 양의 CGAase로 AA-2G를 효율적으로 합성할 수 있었다.
- 최적 조건에서 합성된 AA-2G는 Amberlite IRA-900 column chromatography를 이용하여 정제되었고 HPLC로 분석 결과 98.86%의 순도를 유지하였다.
-정제된 물질은 ascorbate oxidase와 열에 대해 아주 안정하였고 a-glucosidased에 의해 효과적으로 AA와 glucose로 분해됨으로써 AA-2G임이 확인되었다.

목차 Contents

Ⅰ. 연구계획 요약문...3
1. 국문요약문...3
Ⅱ. 연구결과 요약문...4
1. 국문요약문...4
2. 영문요약문...5
Ⅲ. 연구내용 및 결과...6
1. 서론...6
2. 연구방법 및 이론...8
3. 결과 및 고찰...77
4. 결론...79
5. 인용문헌...79

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