(식품미생물학D)유기산과 아미노산 각각의 발효생산미생물과 그 과정에 대하여

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 본 론
1. 유기산 발효생산미생물
1) 젖산(Lactic acid) 발효생산미생물
2) 구연산(Citric acid) 발효생산미생물
3) Gluconic acid 발효생산미생물
4) Succinic acid 발효생산미생물
5) Fumaric acid 발효생산미생물
6) Malic acid 발효생산미생물
7) Acetic acid 발효생산미생물
2. 아미노산 발효생산미생물
1) 아미노산의 생산방식
2) Glutamic acid 발효
(1) Glutamic acid 생산균주와 그 특성
(2) Glutamic acid 생산조건
(3) Glutamic acid의 제조 과정
3) Lysine 발효
(1) Corynebacterium glutamicum의 homoserine 요구주 이용
(2) Escherichia coli의 lysine 요구주 이용
4) Isoleucine 발효
5) L-Threonine 발효
6) Aspartic acid 발효
7) Dihydroxy phenylalanine(DOPA) 발효

Ⅲ. 결 론

본문내용

erium amagasakii를 이용하여 30시간 배양하면 20g/ℓ의 L-isoleucine이 생산된다. 또 한 가지 방법으로는 Serratia marcescens 배지에 D-threonine를 첨가하는 방법으로 L-isoleucine은 D-threonine을 분해하는 효소인 D-threonine dehydratase에 대해서는 저해작용을 일으키지 않아 5∼15g/ℓ 정도의 isoleucine을 생산할 수 있게 된다.
L-Threonine→α-Ketobutyrate→α-Aceto-α-Hydroxybutyrate→…→Isoleucine
5) L-Threonine 발효
Brevibaterium flavum은 threonine의 동족체인 α-amino-β-hydroxyvaleric acid 요구주를이용하여 glucose 10%의 배지에서 12g/ℓ의 L-threonine이 생성되고 다시 이것으로부터 유도한 methionine 요구주는 친주보다 많은 18g/ℓ L-threonine을 생성한다. 또한 Proteus rettgeri의 isoleucine 요구주에 homoserine을 원료로 하여 배양하면 16g/ℓ의 threonine이 축적되는 것으로 알려졌다.
6) Aspartic acid 발효
Aspartic acid Escherichia coli의 aspartase를 이용하여 fumaric acid로부터 암모니아를 첨가하여 생성한다. CaCO3 1%와 glucose 2%의 bouillon 배지 100㎖에 Escherichia coli를 접종하여 20시간 배양시킨 다음, 계면활성제로 cetylpyrimidine 염화염 7.1㎎ 및 ammonium fumarate 10g을 가하여 하룻밤 교반 반응시 약 7.7g의 결정이 석출된다고 한다.
7) Dihydroxy phenylalanine(DOPA) 발효
노인의 Parkinson's disease의 치료약으로 쓰이는 DOPA는 β-tyrosinase을 분비하는 Erwinia herbicola 생균 그대로를 이용하여 DOPA를 생산하는 방법으로 β-tyrosinase는 8종의 반응을 촉매하는 다기능 효소이다.
이 효소는 tyrosine이 phenol, pyruvic acid 및 암모니아로 분해되는 반응을 촉매하고 있대 pyrocatechol이 존재하면 치환반응이 일어나 DOPA가 생성된다.
. Tyrosine → Phenol + Pyruvic acid + NH3
. Tyrosine + Pyrocatechol → DOPA + Phenol
연구 결과 DL=serine을 반응액으로 하여 pyrocatechol 0.7g, ammonium acetate 0.5g, pH 8.0의 반응액에서 생성되는 DOPA의 보호를 위해 아황산소다와 EDTA 및 L-tyrosine을 첨가하고, β-tyrosinase를 유도 생성시킨 균주를 접종하여 12∼25℃, 24∼48시간 배양하였을 때 5.1g의 DOPA가 생성되는 것으로 나타났다.
또한 pyruvic acid를 이용하는 경우는 pyruvic acid 0.2∼2g, pyrocatechol 0.8g, ammonium acetate 5g을 함유하는 100㎖의 반응액에서 5.85g의 DOPA가 생성되었다. 한편 pyrocatechol 대신에 phenol을 이용하면 DL-serine으로부터 5.35g, pyruvic acid로부터는 6.05g의 tyrosine이 얻어진다.
. DL-serine + Pyrocatechol → DOPA + H2O
. Pyruvic acid + NH3 + Pyrocatechol → DOPA = H2O
. Pyruvic acid + Phenol + NH3 → Tyrosine
Ⅲ. 결 론
지금까지 유기산과 아미노산 각각의 발효생산미생물과 그 과정에 대해 자세히 살펴보았다.
미생물에 의해 생산되는 유기산에는 acetic acid, propionic acid, pyruvic acid, lactic acid, succinic acid, tartaric acid, malic acid, itaconic acid 등이 있으며, acetobacter acetii, propionibacterium shermanii, pseudomonas aeruginosa, lactobacillus delbrueckii 등의 미생물이 관여한다. 이러한 미생물에 의해 생산가능한 유기산은 각종 식품, 의약, 화학공업 등의 다양한 용도로 이용되고 있다.
미생물을 이용한 아미노산의 생산은 미생물이 가지는 물질대사의 특성을 이용한 발효공업의 하나로 생체 내에서 이루어지는 생합성의 대사조절 기구를 인위적으로 조절함으로써 특정 아미노산의 대사생산물을 대량으로 축적시키는 것이다. 발효원의 종류도 당질원료에서부터 콩이나 밀 등의 단백질 원료를 비롯하여 초산, 알코올, n-paraffin 등의 석유계 원료를 사용하여 아미노산의 생산이 가능하다. 우리 나라의 경우 glutamic acid와 사료첨가제로 수출되는 lysine의 생산이 대표를 이루고 있다.
또한 아미노산은 그 이용분야가 차츰 다양해져 가고 있다. 대표적으로 조미료로 사용되는 MSG는 핵산계 조미료의 혼합으로 그 상승효과를 가지며, L-lysine이나 L-threonine은 식품의 영양강화제로 널리 사용된다. 특히 소맥분에 L-lysine-HCl 0.4%, L-threonine 0.15%를 첨가하므로써 부족한 영양분을 보충하게 된다. 의약품으로서는 주사액, 내복약, 정제 등의 형태로 사용되며 threonine, serine, N-acetylglutamic acid 등은 화장품의 습윤제로서 이용된다.
Ⅳ. 참고문헌
1. 김경민 외 6명, 미생물학, 라이프사이언스, 2003.
2. 정동효 외 4명, 응용미생물학, 동화, 2001.
3. 김충환 외 6명, 밀레니엄 미생물학, 정문각, 2002.
4. Madigan, Martinko, Parker 공저, 민경희 외 역, 대학 미생물학, 탐구당, 1999.
5. 민경찬 외 5명, 식품미생물학, 광문각, 2005.
6. 강인수 외 6명, 식품미생물학, 훈민사, 2000.
7. 강성태, 윤재영, 식품미생물학, 형성출판사, 2002.

키워드

식품미생물학,   식품미생물,   미생물,   유기산,   아미노산,   발효생산미생물,   발효미생물,   발효