보고서 정보
주관연구기관 |
조선대학교 Chosun University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2013-01 |
과제시작연도 |
2012 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 |
TRKO201300014312 |
과제고유번호 |
1395026850 |
사업명 |
차세대바이오그린21 |
DB 구축일자 |
2013-08-26
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201300014312 |
초록
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Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
1) 제 1세부연구과제
고기능성 펩타이드의 구조분석, 생물학적 활성, 대량생산 및 상용화
(1) 식품미생물 시료준비, 기초 생리활성, 기초독성 시험
본 연구팀에서 확보하고 있는 식품으로부터 분리한 200여종의 세균을 대상으로 다양한 종류의 세균 배양용 배지에서 미생물 배양액 샘플을 이용하여 황색포도상구균, 특히 다약제 내성균인 MRSA (methicillin resistant Staphylococcus aureus ), VRE (vancomycin-resistant enteroco
Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
1) 제 1세부연구과제
고기능성 펩타이드의 구조분석, 생물학적 활성, 대량생산 및 상용화
(1) 식품미생물 시료준비, 기초 생리활성, 기초독성 시험
본 연구팀에서 확보하고 있는 식품으로부터 분리한 200여종의 세균을 대상으로 다양한 종류의 세균 배양용 배지에서 미생물 배양액 샘플을 이용하여 황색포도상구균, 특히 다약제 내성균인 MRSA (methicillin resistant Staphylococcus aureus ), VRE (vancomycin-resistant enterococci) , VRSA (Vancomycin-resistant Staphylococcus aureus) 균주에 디스크 확산법으로 약리활성을 보이는 바실러스를 검색하여 균주를 선별하였다. 균주의 형태학적 특성 분석을 위해 배양 후 현미경과 육안으로 세포, 균체, spore chain morphology, spore mass color를 관찰함. 또한 선택된 균주의 morphology와 16S rDNA 염기서열을 토대로 선별균주를 동정하였다.
(2) 항미생물 활성을 보이는 균주의 발효학적 특성 조사 및 분리정제, 생물학적 활성 연구
항미생물 활성을 보이는 균주 중 Bacillus subtilis 의 최적 발효조건을 검토한 결과 펩타이드임을 확인하였다. 이 조건을 토대로 배양한 배양액에서 다양한 펩타이드 분리기법 들을 활용하여 저분자 항균 펩타이드를 분리 정제하여 분자량, 약리활성 등을 확인하였다.
(3) 항균 펩타이드 포함 발효물 생산 발효조건의 scale-up 및 분리, 정제 조건 확립
제품의 대량 생산을 위해 두 종류의 발효조 (5L, 50L)를 선정하였으며 50L 발효조는 전라남도 생물방제 센터 곡성분원의 생산기기를 사용하였다. 50L 배양 시 종 배양은 2L 플라스크를 이용하여 200ml 배지에서 37℃에서 12시간 동안 배양하였다. 본 배양은 50L 발효조에서 30L 발효배지에 종 배양액을 1% 수준으로 접종하여 37℃에서 배양하였으며 본 연구에서는 DO signal output 및 교반속도의 조절은 없었다.
(4) 시제품 생산
50L 발효조를 사용하여 발효물을 생산하였으며, 약 30L의 배양액을 얻었음. 배양액에 균체는 제거하지 않았으며, 배양액에 3.5%에 해당하는 ①전지분유, ②유당, ③전지분유 : 유당(1:1)을 첨가한 후 동결건조를 수행하였다. 동결건조 후 제품의 성상, 물성, 단가 등을 고려하여 부형제를 선택하였으며 완제 동걸건조제품 2.5kg을 생산하였다.
(5) 중형 발효탱크에서 CS61 발효(생산) 조건 최적화
중형 발효탱크에서 최적발효조건 확립을 위해 진탕 배양기(Ratary shaker)에서 flask 배양, 7L 발효기에서 결정된 배지조성은 우선적으로 사용하여 중, 대형 발효탱크에서 적용하며, 배양 시기별, innoculum size와 aeration을 조정하여 30L 발효탱크에서 배양하면서 세포의 성정과 항생물질의 생산성에 미치는 영향을 조사하였다.
(6) 발효물의 시제품 제작 및 동결건조, 소분, 포장 등의 품질관리 방안 검토
중형 발효탱크에서 최적 발효조건을 통해 얻은 배양액에 다양한 부형제 첨가하여 최적 부형제를 선택하고 부형제 첨가 후 동결건조하여 시제품 생산하였다.
(3) 고 기능성 펩타이드 유도체 합성 및 생리활성 연구
발효조를 통해 생산한 발효액으로부터 항균 펩타이드를 분리 후 N-말단 염기서열 분석을 통해 아미노산 서열을 분석하고 이 서열을 바탕으로 유도체를 합성 및 유도체의 항산화, 항염 등 다양한 생리활성 연구하였다.
(4) 순물질의 생리 활성 연구
분리 정제를 통해 얻은 항균 펩타이드의 항산화, 항염, 독성과 같은 다양항 생리활성 연구하였다.
2) 제 1협동 연구과제
미생물 발효물의 임상 기능성 검증 및 독성 평가
(1) 발효물의 기능성검증을 위한 육계 시험
육계에게 발효물을 급여한 다음 성장률과 육성률, 사료효율, 도체율, 장기무게, 혈액 및 혈액생화학치 등을 평가하여 사료첨가제로서의 기능성을 검증하고 적정용량을 산출하였다.
(2) 발효물의 랫드 급성독성시험
발효물의 랫드 급성독성을 평가하기 위해 수의과학검역원 및 식품의약품안전청의 독성시험기준에 시험을 수행하였다. 특정병원체 부재 랫드에게 시험물질을 1회 투여하여 14일간의 사망률과 일반증상, 체중변화, 부검소견 및 주요 장기의 중량 변화를 관찰한다. 이를 통해 개략의 치사량과 중독량 및 무해용량을 산출하여 안전성 자료를 확보하였다.
(3) 발효물의 기능성검증을 위한 돼지시험
2012년 8월 1일 이유자돈 60두를 공시하여(재환축산, 전남 나주시 노안면 유곡리 산54) 기본 배합 사료(돈의보약 골드, 돈의보약 2호, 돈의보약 3호를 주령에 따라 단계별 급여, ㈜비타바이오)를 급여한 대조군에 20마리, 기본 배합 사료에 발효물을 0.2% 첨가한 0.2%군과 발효물을 1% 첨가한 1%군에 각각 20마리씩 배정하였다. 시험 기간은 28일로 28℃ 전후, 상대습도 50-70%, 12시간의 명암주기, 환기가 되는 환경에서 사료 및 상수도수를 자유급여 시켰다. 시험 개시일과 시험 2주째(2012년 8월 15일) 및 시험 종료 시 (2012년 8월 29일) 총 3회 군별로 체중을 측정하였고, 측정한 체중을 군별 사육두수로 나누어 평균치로 나타냈다. 이 수치에서 개시 체중을 뺀 후 사육일수로 나누어 일당증체량을 구하였으며, 일일 사료 섭취량, 일일 증체량 및 일일 사료 섭취량은 총 사료 급여량에서 잔여 사료를 감하여 사육일수로 나누어 구하였다. 사료 요구율은 일일 사료 섭취량을 일당 증체량으로 나누어 구하였다.
Abstract
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○ Methods & Research Content
- Purification and Identification of antimicrobial peptides from korean foods
- large scale fermentation, purification of antimicrobial peptides development of derivatives
- biological activity test of strain broth, derivatives, purified peptide
- feeding exp
○ Methods & Research Content
- Purification and Identification of antimicrobial peptides from korean foods
- large scale fermentation, purification of antimicrobial peptides development of derivatives
- biological activity test of strain broth, derivatives, purified peptide
- feeding experiment of fermentated product
- examination of quality control manner
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제 출 문 ... 2
- 요 약 문 ... 3
- S U M M A R Y ... 17
- 목 차 ... 18
- 제1장 서 론 ... 19
- 제1절 연구 개발의 필요성 ... 19
- 제2절 연구 개발 대상 기술의 경제적. 산업적 중요성 및 연구개발의 필요성 ... 28
- 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 31
- 제1절 국내 연구 및 시장 현황 ... 31
- 제2절 국외 연구 현황 ... 36
- 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 38
- 제1절 고기능성 펩타이드의 구조분석, 생물학적 활성, 대량생산 및 상용화 (제1세부) ... 38
- 제2절 미생물 발효물의 임상 기능성 검증 및 독성 평가(1협동) ... 63
- 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 80
- 제1절 목표대비 달성도 ... 80
- 제2절 정량적 성과 ... 83
- 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 87
- 1) 기술적 측면 ... 87
- 2) 경제적 · 산업적 측면 ... 87
- 제6장 참고문헌 ... 89
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