발효미생물학

소개글

발효미생물학에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 다음을 설명하라
① Pasteur effect
② Anaplerotic sequence
③ Catabolite repression
④ Substrate-level-phosphorylation(SLP)
⑤ Bifidobacterium
⑥ EC
⑦ SOD
⑧ MSG
2. 알콜발효와 초산발효의 mechanism을 비교 설명하라.
3. Citric acid와 Glutamic acid의 생산방법을 비교 설명하라.
4. 발효균주의 개량방법을 설명하라.

본문내용

의 오염과 부생하는 석고 처리가 큰 문제이다. 이 방법은 화이자가 채택한 후 지금도 중남미나 일본, 동남아 등지에서 채택하고 있다. 이 방법을 개선시킨 것이 1930년부터 등장한 표면 액체 배양법이다. 보통 심부 배양법이라고도 한다. 폴리프로필렌이나 FRP제의 바트 용기에 스폰지를 넣은 후 여기에 액체배지를 흡수시킨다. 그리고 발효균의 포자액을 접종한다. 회수와 정제공정은 표면 배양법과 같다.
② Glutamic acid
20가지의 단백질 구성 아미노산 중의 하나이며 산성 α-아미노산에 속한다. α-아미노글루타르산이라고도 한다. 비필수아미노산의 일종이며 단백질의 구성 아미노산으로서 가장 널리 존재한다. 특히 밀의 글리아딘 속에는 40% 이상 들어 있다. 1908년 일본의 이케다 기쿠나에는 다시마의 맛성분이 L-글루탐산임을 발견하였고, 이로부터 인공조미료 '아지노모토'가 개발되었다. 글루탐산의 카복시 음이온과 염은 글루탐산염이라고도 한다.
콩·밀 등의 가수분해 또는 미생물을 이용하는 발효법에 의해 합성되어 왔으나, 지금은 석유화학 공업에서 다량으로 공급되는 아크릴로나이트릴을 원료로 하여 합성한다.
- 산 가수분해법 : 일반적으로 6N HCl(20%) 또는 35% H2SO4를 단백질의 약 5배 가량 넣어 환류냉각기에 장치하고 105℃로 24시간 가열한다. 산가수분해의 결점은 tryptophan은 완전히 가수분해되고 시스테인, 세린, 트레오닌은 약간 분해된다는 점이다.
- 화학적 합성 : L-form, D-form 구분이 안된다는 단점이 있다.
- 미생물학적 방법 : 관여하는 미생물에 따라 나눌 수 있다. 직접발효법, 생물전환법, 효조 법, 새로운방법 4가지로 나눌 수 있다.
* 직접발효법 : 미생물을 이용해 발효하여 얻는다. 가장 간단하고 좋은 방법이다.
* 생물전환법 : 전구물질을 미생물을 이용해 변환하는 방법이다. (A아미노산-->B아미노산)
ex) Glycine --> Serine
* 효조법 : 관여하는 효소를 이용한다.
ex) Soulble enzyme과 Immobilized enzyme : 고정화 효소만 재사용이 가능하다.
Whole cell(resting, 이미 다 자란 세포) : cell 체에 효소를 보유하고 경제적이다.
* 새로운 방법 : 생산물이 다양하다면 미생물학적과 화학적을 combination을 하는 것이다.
어느 구간까지는 미생물학적, 또 어느 구간까지는 화학적이다.
4. 발효균주의 개량방법을 설명하라.
개량은 기존의 균주를 다른말로 육종, 즉 세포내 정보(형질)을 변경하는 것이다.
자연에서 분리한 균주는 식품공업에 사용되는 소수의 균주를 제외하고는 산어적으로 유용한 산물을 저농도로 생산한다. 따라서 이를 증가시키기 위한 노력이 필요하다. 수율증가는 배지와 배양조건 등을 최적화함으로써 어느정도 달성할 수 있으나 미생물이 생산물을 합성하는 능력에는 한계가 있다. 따라서 미생물의 잠재적인 생산성을 조절하는 게놈을 변화시킴으로써 잠재적 수율을 증가시켜야 한다. 또한 변화된 미생물의 증식요구성을 관찰하여 증가된 잠재성을 충분히 발휘할 수 있는 조건을 제공해야 하고 나아가 균주개량을 위해 계속적인 유전적 변화를 시도함으로써 균주의 증식요구성의 재평가가 수반되어야 한다.
이러한 유전적 변화는 다음과 같은 방법으로 선택되어 질 수 있다.
- 자연변종의 선별
- 유도된 돌연변이주의 선별
- 재조합균주의 선별
이와 같은 방법을 알아보기에 앞서 미생물의 생합성 조절기작을 정확히 파악할 필요가 있다.
미생물이 생성하는 1차대사산물은 되돌림조절계(Feedback congrol system)에 의해 조절되어진다. 여기에 포함되는 주요방법으로는 되돌림저해(Feedback inhibition)와 되돌림억제(Feedback repression)가 있다.
되돌린저해는 생화학 경로의 최종산물이 그 경로의 반응 중 하나(대개는 첫 번째 방응)를 촉매하는 효소활성을 저해하는 것으로 효소의 다른 allosteric site에 최종산물이 결합함으로써 기질에 대한 효소의 부착을 방해하게 된다.

되돌림억제는 생화학 결오의 최종산물(또는 최종산물의 파생물질)이 그 경로의 한 반응(또는 몇 개의 반응들)을 촉매하는 효소(또는 효소들)의 합성을 막는 것으로서 최종산물의 파생물질이 게놈과 결합하여 전사과정을 저해하는 등의 유전자 수준에서의 조절을 말한다. 따라서 이 과정을 통해 효소의 생성 자체가 억제되어진다.

키워드

Pasteur effect,   Anaplerotic sequence,   알코올발효,   초산발효,   Glutamic acid,   구연산발효,   발효균주