KR101802930B1 - Gluconobacter uchimurae GFC-cellul15 and Biocellulose Produced from the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) 및 이를 영양배지에서 배양하여 제조한 바이오셀룰로오스(Biocellulose)에 관한 것이다.
The present invention relates to Gluconobacter uchimurae and Biocellulose prepared by culturing it in a nutrient medium.
마스크팩(Mask pack)이란 화장품 분야에서 피부의 보습, 노페물 제거, 미백, 피부 건강 증진 등 피부 건강을 위하여 지지체 시트에 액체 또는 젤 성분의 화장품 조성물을 함침시켜 피부에 장시간 접촉시킬 수 있도록 구성한 제품을 말한다. Mask pack is a product which is made by impregnating a supporter sheet with a liquid or gel cosmetic composition for skin health such as moisturizing of skin, removal of naphtha, whitening, improvement of skin health in the field of cosmetics, It says.
현재까지 사용되고 있는 마스크 팩으로는 필-오프(Peel-off) 타입, 워시-오프(Wash-off) 타입, 티슈-오프(Tissue-off) 타입, 시트(Sheet) 타입, 분말 타입 등이 있으나 사용의 편리성으로 인하여 아직까지는 시트(Sheet) 타입이 가장 보편적으로 이용되고 있다. The mask packs currently in use include peel-off type, wash-off type, tissue-off type, sheet type, and powder type. Sheet type is still the most commonly used because of its convenience.
일반적으로 화장품 분야에서 시트(Sheet) 타입의 팩은 손으로 바를 필요 없이 특정 형태로 제작된 시트를 인체에 붙이는 것으로 보습 및 청정 효과 등을 얻을 수 있는 제품이다. 시트(Sheet) 타입의 팩은 일반적인 화장유액에 비해서 오랫동안 피부에 작용할 수 있도록 유액을 담지 할 수 있는 지지체를 갖고 있다. 해당 지지체는 폐쇄 효과(Occlusive effect)로 인하여 효능 성분의 피부 침투력이 증진되어 보습 효과, 피부 미용 효과가 탁월한 화장 제품 형태이다.In general, in the field of cosmetics, a sheet type pack is a product which can obtain a moisturizing and cleansing effect by attaching a sheet made of a specific shape to a human body without the need to hand it. The sheet type pack has a support capable of supporting the emulsion for a long period of time to act on the skin as compared with general makeup emulsion. The supporter is a form of cosmetic product with excellent moisturizing effect and skin care effect by enhancing the penetration ability of the active ingredient due to the occlusive effect.
이러한 화장용 시트는 일반적으로 코튼이나 펄프에서 나온 식물 셀룰로오스(Cellulose) 섬유나 합성 섬유로 만든 부직포를 화장유액의 담수체 겸 마스크 모양의 지지체로 사용한다. 이때 적용하는 부직포의 재질이나 종류, 원재료에 따라서 다양한 사용감과 효능을 부여할 수 있으며, 섬유 부직포 외에도 다양하고 독특한 재질의 지지체들이 화장유액의 담수체로 사용될 수 있다.
Such a cosmetic sheet generally uses a non-woven fabric made of plant cellulose or synthetic fibers derived from cotton or pulp as a fresh water body or a mask-like support of a cosmetic lotion. In this case, various feeling and efficacy can be given according to the material, kind, and raw materials of the applied nonwoven fabric. In addition to the fibrous nonwoven fabric, various and unique supports can be used as the fresh water body of the cosmetic lotion.
한편, 아세토박터 자일리누스(Acetobacter xylinus) 균주에 의해 생산되는 셀룰로오스(Cellulose)인 바이오셀룰로오스(Biocellulose)는 Brown(Brown. A, 1986)에 의해 1886년에 최초로 보고 된 이후 다양한 연구를 통해 그 가치를 인정받고 있다. 바이오셀룰로오스(Biocellulose)는 식물 셀룰로오스(Cellulose)에 비하여 순수한 셀룰로오스(Cellulose)로만 구성되어 있고 초미세 망상구조로 높은 물리적 구조를 갖고 있으며, 일반 셀룰로오스(Cellulose)에 비하여 자연적으로 분해되는 생분해성, 높은 수분 보유력, 우수한 물리적 강도, 투명성 등을 갖고 있기 때문에 생체 친화적 소재로 활용이 가능하다. 따라서 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 이용한 식품, 화장품, 의료 등 다양한 산업적 연구 개발 및 적용이 주목을 받고 있다.On the other hand, biocellulose , a cellulose produced by Acetobacter xylinus strain, was first reported by Brown (Brown, A, 1986) in 1886, It is acknowledged. Biocellulose is composed of only pure cellulose as compared with plant cellulose. It has ultra-fine network structure and high physical structure. Biocellulose is biodegradable and biodegradable more than cellulose. Retention, excellent physical strength, and transparency, it can be used as a biocompatible material. Therefore, various industrial R & D and application such as food, cosmetics and medical care using biocellulose are attracting attention.
바이오셀룰로오스(Biocellulose)는 미생물에 의하여 생성될 수 있는데, 생성된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)는 리본 모양의 섬유화된 셀룰로오스(Cellulose)이고, 그 너비는 100nm보다 작고, 반지름이 2~4nm인 무수히 많은 마이크로 섬유로 이루어져 있으며 1600kg/m3의 밀도를 가진다. 바이오셀룰로오스(Biocellulose)는 물리적 구조특성에 따라 높은 결정화도(84~89%)를 나타내는데, 이는 일반적인 미세 천연 섬유보다 높은 편이고, 탄성률은 유리섬유와 비슷하다. Biocellulose can be produced by microorganisms, and the produced biocellulose is ribbon-shaped fibrous cellulosic cellulose having a width of less than 100 nm and an innumerable number of micro fibers having a radius of 2 to 4 nm And has a density of 1600 kg / m 3 . Biocellulose shows high crystallinity (84 ~ 89%) according to physical structure characteristics, which is higher than ordinary fine natural fibers and elasticity is similar to glass fiber.
또한, 미생물이 생산하는 바이오셀룰로오스(Biocellulose)는 생체 적합성이 매우 높아 인공연골, 인공혈관, 드레싱제제, 화상치료제 등의 의료용 소재로 활용되는데, 대표적으로 Dermafill(Georgia, USA)사 제품이 널리 사용되고 있다. 뿐만 아니라 미용 재료로서 부직포 시트를 대신하여 개발된 하이드로겔 마스크팩에 비하여 자극이 적고 나노 사이즈로 구성되어 있어, 일반적인 부직포 마스크팩보다 표면적이 넓고 인장강도가 높아 피부 밀착력이 뛰어나며, 10배 이상의 습윤성을 보유하여 피부 흡수율을 높여줄 수 있다.Biocellulose produced by microorganisms is highly biocompatible and is used as a medical material for artificial cartilage, artificial blood vessel, dressing preparation, burn treatment, etc. Dermafill (Georgia, USA) is widely used . In addition, the hydrogel mask pack has less irritation and nano size than the hydrogel mask pack developed as a cosmetic material instead of the nonwoven fabric sheet. It has a surface area wider than that of a general nonwoven mask pack and has high tensile strength, So that the skin absorption rate can be increased.
바이오셀룰로오스(Biocellulose)는 조류(Algae), 균류(Fungi)에 의하여 생산되며, 아세토박터 속(Acetobacter sp.), 아그로박테리움 속(Agrovacterium sp.), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.), 리조비움 속(Rhizobium sp.), 알칼리게네스 속(Alcaligenes sp.), 글루코노박터 속(Gluconobacter sp.) 등의 균주들에 의하여 생산되는 것으로 보고되었다. Bio cellulose (Biocellulose) is algae (Algae), is produced by the fungus (Fungi), acetonitrile bakteo in (Acetobacter sp.), Agrobacterium genus (Agrovacterium sp.), Pseudomonas species (Pseudomonas sp.), In separation tank emptying , Rhizobium sp. , Alcaligenes sp. , Gluconobacter sp. , And the like.
이와 관련된 종래 기술로서, 대한민국 등록특허공보 제10-0454911호는 박테리아 셀룰로오스 생산능이 우수한 글루콘아세토박터 페르심모에니시스(Gluconacetobacter persimmonensis) KJ145(KCTC 10175BP) 및 이를 이용한 박테리아 유래의 셀룰로오스를 생산하는 방법을 개시하였다. As a conventional technique related thereto, Korean Patent Registration No. 10-0454911 discloses a method for producing Gluconacetobacter persimmonis KJ145 (KCTC 10175BP), which is excellent in the ability to produce bacterial cellulose, and a cellulose derived from bacteria using the same .
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0100139호는 나노 구조의 셀룰로오스를 매우 높은 수율로 생산이 가능한 신규한 글루콘아세토박터속 균주를 개시하였고, 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0088596호는 에탄올에 내성이 있고 교반배양에서도 전단력에 안정하게 유지될 뿐만 아니라, 자연상태의 여러 아세토박터 자일리늄 균주(BRC5, BPR2001 등)보다 최적조건 하에서 박테리얼 셀룰로오스 생산량이 월등히 뛰어난 신규한 아세토박터 자일리늄 케이제이 1 균주(Acetobacter xylinum KJ-1) 및 이를 이용한 박테리얼 셀룰로오스 생산방법을 개시하였다.
Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0100139 discloses a novel strain of glucone acetobacterium capable of producing cellulose having a nanostructure at a very high yield, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2003-0088596 discloses a novel strain, Resistant, stable in shear force in a stirred culture, and also has a novel acetobacterium
이에, 본 발명자들은 바이오셀룰로오스(Biocellulose) 생성능을 갖는 신규 균주를 찾고자 노력한 결과, 콤부차(Kombucha)에서 분리한 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)가 고수율로 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 생산할 수 있다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
Thus, the present inventors have made efforts to find a new strain having a biocellulose-producing ability. As a result, it has been found that Gluconobacter uchimurae GFC-
본 발명의 목적은 바이오셀룰로오스(Biocellulose) 생산 활성을 갖는 신규한 균주를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a novel strain having a biocellulose production activity.
본 발명의 다른 목적은 바이오셀룰로오스(Biocellulose) 생산 활성을 갖는 신규한 균주를 이용하여 제조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose) 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a biocellulose prepared using a novel strain having activity of producing biocellulose and a method for producing the same.
본 발명의 또 다른 목적은 바이오셀룰로오스(Biocellulose) 생산 활성을 갖는 신규한 균주를 이용하여 제조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 포함하는 마스크팩을 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide a mask pack comprising Biocellulose prepared using a novel strain having activity to produce Biocellulose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 새롭게 분리 동정된 신규한 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a novel Gluconobacter uchimurae GFC-
본 발명에 있어서, 상기 균주는 콤부차(Kombucha)로부터 유래된 것을 특징으로 한다.In the present invention, the strain is characterized in that it is derived from Kombucha.
본 발명에 있어서, 상기 균주는 바이오셀룰로오스(Biocellulose) 생성능을 갖는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the strain is characterized by having bio-cellulose (Biocellulose) production ability.
또한, 본 발명은 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)를 배지에 접종하고, 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 제조방법을 제공한다.Also, the present invention provides a method for producing a biocellulose, which comprises the step of inoculating and culturing a strain of Gluconobacter uchimurae GFC-cellul 15 (KCTC 13238BP) in a medium.
본 발명에 있어서, 상기 배지는 a) 글루코오스(Glucose), 수크로오스(Sucrose) 및 프룩토오스(Fructose)로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 탄소원 및 b) 효모 추출물(Yeast extract), 맥아 추출물(Malt extract) 및 우육 추출물(Beef extract)로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 질소원을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the medium may be selected from the group consisting of a) at least one carbon source selected from the group consisting of glucose, sucrose, and fructose; and b) yeast extract, malt extract extract and a beef extract. The present invention also relates to a method for producing the same.
본 발명에 있어서, 상기 배양은 20 내지 30℃에서 7 내지 21일 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the culturing is performed at 20 to 30 DEG C for 7 to 21 days.
본 발명에 있어서, 상기 배양은 pH 5 내지 8에서 수행되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the culturing is performed at
본 발명에 있어서, 상기 배지는 톳(Sargassum fusiforme) 또는 미역(Undaria pinnatifida)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the medium further comprises Sargassum fusiforme or Undaria pinnatifida .
본 발명에 있어서, 상기 톳 또는 미역은 배지 1L를 기준으로 0.1 내지 100g을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the top or the bottom portion includes 0.1 to 100 g based on 1 L of the medium.
또한, 본 발명은 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)로 제조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 제공한다.In addition, the present invention provides a biocellulose produced from Gluconobacter uchimurae GFC-
본 발명에 있어서, 상기 바이오셀룰로오스는 수분보유능이 10 내지 800% 이고, 오일보유능이 10 내지 500% 인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the bio-cellulose has a water holding capacity of 10 to 800% and an oil holding capacity of 10 to 500%.
또한, 본 발명은 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)로 제조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 포함하는 마스크팩을 제공한다.
The present invention also provides a mask pack comprising Biocellulose made of Gluconobacter uchimurae GFC-
본 발명으로부터 제공되는 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)는 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 고수율로 생산할 수 있다. 또한, 상기 균주로부터 생산된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)는 수분보유능 및 오일보유능이 우수하기 때문에 마스크팩에 적용시 피부 미용 효과가 우수하다.
Gluconobacter uchimurae GFC-cellul15 strain (KCTC 13238BP) provided from the present invention can produce a high yield of biocellulose. In addition, since Biocellulose produced from the above strain has excellent moisture retention ability and oil retention ability, it has excellent skin cosmetic effect when applied to a mask pack.
도 1은 콤부차(Kombucha)로부터 분리한 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)이다.
도 2는 본 발명의 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)의 계통도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)의 pH별 생육 그래프이다.
도 4는 본 발명의 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)의 온도별 생육 그래프이다.
도 5는 본 발명의 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)의 생육 최적 탄소원 비교 그래프이다.
도 6은 본 발명의 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)를 톳 및 돌미역이 각각 포함된 배지에 1% 접종하여 정치배양시킨 것이다.
도 7은 본 발명의 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)를 톳이 포함된 배지에 1% 접종한 후 정치배양시켜 제조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 사진이다.
도 8은 본 발명의 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)를 톳이 포함된 배지에 1% 접종한 후 정치배양시켜 제조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 9는 본 발명의 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)로 발효된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 수분보유능(Water Retention Capacity, WRC) 및 오일보유능(Oil Retention Capacity, ORC)을 나타낸 그래프이다.Figure 1 is a Gluconobacter uchimurae GFC-
2 is a schematic diagram of the Gluconobacter uchimurae GFC-
3 is a graph showing the pH-dependent growth of Gluconobacter uchimurae GFC-cellul15 strain (KCTC 13238BP) of the present invention.
4 is a graph showing the growth of Gluconobacter uchimurae GFC-cellul15 strain (KCTC 13238BP) according to the present invention by temperature.
FIG. 5 is a graph comparing the optimum carbon source of growth of Gluconobacter uchimurae GFC-
Fig. 6 is a chart showing the results of the inoculation of 1% of Gluconobacter uchimurae GFC-cellul15 strain (KCTC 13238BP) of the present invention on a culture medium containing both top and bottom seaweeds.
7 is a photograph of a biocellulose prepared by inoculating 1% of Gluconobacter uchimurae GFC-cellul15 strain (KCTC 13238BP) of the present invention with a starch -containing medium and culturing the mixture by static culture.
8 is a scanning electron microscope (SEM) image of Biocellulose prepared by inoculating 1% of Gluconobacter uchimurae GFC-
9 is a graph showing the water retention capacity (WRC) and oil retention capacity (ORC) of biocellulose fermented with Gluconobacter uchimurae GFC-cellul15 strain (KCTC 13238BP) ).
본 발명자들은 발효음료인 콤부차(Kombucha)로부터 분리된 미생물로부터 바이오셀룰로오스(Biocellulose) 생성능을 갖는 균주를 스크리닝하여, 바이오셀룰로오스(Biocellulose) 생성능이 우수한 균주를 선발하고, 16s rRNA 염기서열 분석을 실시한 결과, 글루코노박터(Gluconobacter) 속에 속하는 신규 미생물임을 확인하였다. 이에, 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주로 명명하고 2017년 04월 13일자로 한국미생물보존센터(Korean Culture Center of Microorganisms)에 기탁하였다.
The present inventors screened a strain having a biocellulose-producing ability from a microorganism isolated from a fermented beverage Kombucha to select a strain having excellent biocellulose-producing ability, and performed 16s rRNA sequencing analysis , And Gluconobacter genus. Thus, the strain was named Gluconobacter uchimurae GFC-cellul15 strain and deposited on Apr. 13, 2017 with the Korean Culture Center of Microorganisms.
따라서, 본 발명은 일 관점에서 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)(이하 'GFC-cellul15'로 약칭함)에 관한 것이다.Accordingly, the present invention relates to Gluconobacter uchimurae GFC-
본 발명의 GFC-cellul15 균주는 콤부차(Kombucha)에서 분리되었는데, 콤부차(Kombucha)는 러시아, 중국, 독일, 필리핀 등에서 잘 알려진 홍차버섯 발효음료로서, 초산(Acetic acid) 및 다양한 유기산을 생성하고 표면에 겔(Gel)을 형성한다고 알려져 있다. The GFC-cellul15 strain of the present invention was isolated from Kombucha. Kombucha is a fermented black tea mushroom which is well known in Russia, China, Germany, and the Philippines. It produces acetic acid and various organic acids It is known to form a gel on the surface.
상기와 같이 콤부차(Kombucha)로부터 새롭게 분리 동정된 GFC-cellul15 균주는 바이오셀룰로오스(Biocellulose) 생산능을 갖는 것을 특징으로 한다.As described above, the GFC-cellul15 strain newly isolated and isolated from Kombucha has a capability of producing biocellulose.
이때,"바이오셀룰로오스(Biocellulose)"라 함은 미생물로부터 제조된 셀룰로오스(Cellulose)로서, 식물 셀룰로오스(Cellulose)에 비하여 초미세 망상구조로 되어 있고, 물리적 강도, 생분해성, 투명성이 우수하고 높은 수분 함유율을 갖는 특징이 있다.
Here, the term "biocellulose" refers to a cellulose produced from microorganisms, which has an ultrafine network structure as compared with plant cellulose, and has excellent physical strength, biodegradability and transparency, .
또한, 본 발명은 다른 관점에서 GFC-cellul15 균주를 배지에 접종하고, 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 제조방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a method for producing a biocellulose comprising the step of inoculating and culturing a strain of GFC-cellul15 in a medium.
일반적으로 미생물은 생장하는 동안 통상 글루코오스(Glucose), 수크로오스(Sucrose), 당밀(Molasses), 프룩토오스(Fructose), 만니톨(Mannitol), 글리세롤(Glycerol) 등을 탄소원으로 사용하고, 카제인(Casein), 펩톤(Peptone), 효모 추출물(Yeast extract) 등을 질소원으로 사용하지만, 균주에 따라 최적의 탄소원 및 질소원이 각각 다르다. Generally, microorganisms usually use glucose, sucrose, molasses, fructose, mannitol, glycerol or the like as a carbon source during growth, Peptone, yeast extract and the like are used as the nitrogen source, but the optimum carbon source and nitrogen source are different depending on the strain.
이러한 측면에서, 본 발명의 GFC-cellul15 균주는 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 생산 수율을 높이기 위하여 배지에 a) 글루코오스(Glucose), 수크로오스(Sucrose) 및 프룩토오스(Fructose)로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 탄소원 및 b) 효모 추출물(Yeast extract), 맥아 추출물(Malt extract) 및 우육 추출물(Beef extract)로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 질소원을 포함하는 것을 특징으로 한다.In this respect, the GFC-cellul15 strain of the present invention may be added to the medium in order to increase the production yield of the biocellulose, a) 1) selected from the group consisting of glucose, sucrose, and fructose; At least one nitrogen source selected from the group consisting of carbon sources of at least one species and b) yeast extract, malt extract and beef extract.
또한, 배지에 염을 추가적으로 사용할 수 있으며, 그 중에서도 NaCl를 사용하는 것이 GFC-cellul15 균주의 생육도가 가장 높아 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 생산 수율을 높일 수 있기 때문에 바람직하다.In addition, a salt may be additionally used in the culture medium. Among them, NaCl is preferable because the growth of GFC-cellul15 strain is the highest and the production yield of biocellulose can be increased.
상기와 같은 배지 조건에서 GFC-cellul15 균주를 접종하여 배양 시, 무균상태의 호기성 조건에서 온도를 20 내지 30℃로 유지시키면서 7 내지 21일 동안 정치배양하는 것이 GFC-cellul15 균주의 생육도가 가장 높아 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 생성능을 더욱 높일 수 있기 때문에 바람직하다. 만일, 20℃ 미만으로 배양할 경우에는 균주가 성장하지 않고, 30℃를 초과하여 배양할 경우에는 생육과 관련된 단백질의 변성으로 인해 세포기능이 마비되어 그 생육도가 감소될 수 있기 때문에 바람직하지 않다.When the culture was inoculated with the GFC-cellul15 strain under the above-mentioned culture conditions, the cultivation was continued for 7 to 21 days while maintaining the temperature at 20 to 30 ° C under aerobic condition under aseptic conditions. The growth of GFC-cellul15 strain was the highest It is preferable since the production ability of the biocellulose can be further increased. If the culture is performed at a temperature lower than 20 ° C, the strain does not grow. If the culture is conducted at a temperature higher than 30 ° C, the cell function may be paralyzed due to denaturation of the protein associated with growth, .
또한, GFC-cellul15 균주를 접종하여 배양 시, pH 5 내지 8에서 수행되는 것이 GFC-cellul15 균주의 생육도가 우수하기 때문에 바람직하고, 특히 pH 5 내지 6에서 수행되는 것이 GFC-cellul15 균주의 가장 높은 성장률을 나타낼 수 있기 때문에 더욱 바람직하다. pH 9 이상에서는 그 생육도가 현저하게 줄어드는 경향을 나타낸다. 이러한 이유는 성장과는 별도로 효소와 Membrane transfer protein의 활성이 억제되어 세포의 손상을 유발하며 pH 변화에 의해 유도된 이온화 경향의 따라 세포의 물질 흡수 능력이 저해되어 생육도가 저하될 수 있기 때문에 바람직하지 않다.In addition, it is preferable that the culture is carried out at a pH of 5 to 8 during the inoculation of the GFC-cellul15 strain, since the growth of the GFC-cellul15 strain is excellent, and the most preferably the highest concentration of the GFC-cellul15 strain It is more preferable because it can show the growth rate. At a pH of 9 or higher, the degree of growth tends to be markedly reduced. This is because the activity of the enzyme and the membrane transfer protein is inhibited separately from the growth, resulting in damage to the cell, and the ability of the cell to absorb substances can be deteriorated due to the ionization tendency induced by the pH change, I do not.
또한, GFC-cellul15 균주에서 사용하는 배지는 톳(Sargassum fusiforme) 또는 미역(Undaria pinnatifida)을 포함하는 것일 수 있다. In addition, the medium used in the GFC-cellul15 strain may include Sargassum fusiforme or Undaria pinnatifida .
이러한 측면에서, 상기 배지는 톳(Sargassum fusiforme) 또는 미역(Undaria pinnatifida)을 추가로 포함하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 톳(Sargassum fusiforme)을 추가로 포함하는 것이 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 고수율로 생산할 수 있기 때문에 가장 바람직하다.In this respect, it is preferred that the medium further comprises Sargassum fusiforme or Undaria pinnatifida , among which the addition of Sargassum fusiforme produces a high yield of Biocellulose Because it is possible.
상기 톳(Sargassum fusiforme) 또는 미역(Undaria pinnatifida)은 배지 1L를 기준으로 0.1 내지 100g을 포함하는 것이 바람직하다. 만일, 배지 1L를 기준으로 톳(Sargassum fusiforme) 또는 미역(Undaria pinnatifida)을 0.1g 미만 포함할 경우에는 충분한 균주의 활성을 유도할 수 없기 때문에 바람직하지 않고, 100g을 초과할 경우에는 균주의 생장을 오히려 저해하고 비경제적이다. The above-mentioned Sargassum fusiforme or undaria pinnatifida preferably contains 0.1 to 100 g based on 1 L of the medium. If less than 0.1 g of Sargassum fusiforme or undaria pinnatifida is contained on the basis of 1 L of the medium, it is not preferable since sufficient activity of the strain can not be induced. If it exceeds 100 g, It is rather inhibitive and uneconomical.
또한, 본 발명은 또 다른 관점에서 GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)로 제조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a biocellulose prepared from a GFC-cellul15 strain (KCTC 13238BP) from another viewpoint.
상기 바이오셀룰로오스(Biocellulose)는 수분보유능이 10 내지 800% 이고, 오일보유능이 10 내지 500% 인 것으로서, 종래 바이오셀룰로오스(Biocellulose) 대비 우수한 수분보유능(Water Retention Capacity, WRC) 및 오일보유능(Oil Retention Capacity, ORC)을 갖는 것일 수 있다.
The biocellulose has a water retention capacity of 10 to 800% and an oil retention capacity of 10 to 500%. It has excellent water retention capacity (WRC) and oil retention capacity (oil retention capacity) compared to conventional bio- , ORC).
또한, 본 발명은 또 다른 관점에서 GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)로 제조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 포함하는 화장품에 관한 것이다. The present invention also relates to cosmetics comprising Biocellulose made from GFC-cellul15 strain (KCTC 13238BP) from another viewpoint.
상기 바이오셀룰로오스(Biocellulose)는 마스크팩 및 화상치료용 드레싱제로 이루어지는 군으로부터 선택된 제형을 가질 수 있으나, 그 중에서도 마스크팩에 적용하는 것이 가장 바람직하다. 이들 각 제형의 조성물은 그 제형의 제제화에 필요하고 적절한 각종의 기제와 첨가물을 함유할 수 있으며, 이들 성분의 종류와 양은 당업자에 의해 용이하게 선정될 수 있다.
The bio-cellulose may have a formulation selected from the group consisting of a mask pack and a dressing for burn treatment, but it is most preferably applied to a mask pack. The composition of each of these formulations may contain various kinds of bases and additives necessary for formulation of the formulation, and the kinds and amounts of these ingredients can be easily selected by those skilled in the art.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명 하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are not to be construed as limiting the scope of the present invention. It will be self-evident.
<실시예 1> GFC-cellul15 균주의 분리 및 동정Example 1 Isolation and Identification of GFC-cellul15 Strain
천연고분자 물질인 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 형성하는 균주 분리를 위해 적정배수로 희석된 콤부차(Kombucha)를 사용하였다. 먼저, 농가에서 분양받은 콤부차(Kombucha)를 평판배지에 도말하여 알코올 분해능이 우수한 단일 균주를 선발하였다. 이때 사용한 평판배지의 조성은 SM 배지(글루코오스(Glucose) 3%, 효모 추출물(Yeast extract) 0.5% , CaCO3 1%, 아가(Agar) 2%, 에탄올(EtOH) 5%)를 사용하였다. 상온에서 72시간 동안 배양하여 생성된 균주의 단일 집락을 동일한 배지에 계대배양하여 순수 분리하였다. Kombucha diluted with an appropriate amount of water was used for isolating strains forming biocellulose which is a natural high molecular substance. First, Kombucha, which was distributed in the farm, was plated on a plate medium and a single strain with excellent alcohol degradation ability was selected. The composition of the plate medium used was SM medium (
상기 콤부차(Kombucha)로부터 분리 및 동정한 GFC-cellul15 균주는 운동성이 없는 간 형태의 그람 음성균임을 확인하였고, 균주의 사진은 도 1과 같다.The GFC-cellul15 strain isolated and identified from Kombucha was a non-motile liver-type Gram-negative organism, and the photograph of the strain is shown in Fig.
상기 분리된 단일 균주의 계통도를 작성하기 위하여 16S rDNA 염기서열 분석을 실시하였다. 배양된 균주로부터 Genomic DNA를 추출하기 위하여 FastDNA SPIN Kit(MPbio, France)를 사용하였다. 추출된 Chromosomal DNA를 주형으로 하여 Universal primer인 서열번호 1: 27F (5'-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3')와 서열번호 2: 1492R (5'-GGTTACCTTGTTACGACTT-3')를 통하여 DNA polymerase KIT(HotstarTaq, Qiagen, Germany)로 Polymerase chain reaction(PCR)을 수행하였다. PCR은 94℃에서 30s, 55℃에서 30s, 72℃에서 40s로 하여 총 30cycle을 반복하였다. 증폭된 유전자는 1% 아가로스 젤 전기영동을 통하여 확인하였다.Sequence analysis of 16S rDNA was performed to prepare the isolated single strain. FastDNA SPIN Kit (MPbio, France) was used to extract genomic DNA from the cultured strains. Using the extracted Chromosomal DNA as a template, the DNA polymerase KIT (HotstarTaq, Qiagen, and the like) was amplified through a universal primer of SEQ ID NO: 1: 27F (5'-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3 ') and SEQ ID NO: 2: 1492R (5'-GGTTACCTTGTTACGACTT- Germany) were used for the polymerase chain reaction (PCR). The PCR was repeated 30 cycles at 94 ° C for 30 s, 55 ° C for 30 s, and 72 ° C for 40 s. The amplified gene was confirmed by 1% agarose gel electrophoresis.
반응 생성물의 염기서열 분석은 ㈜마크로젠(Korea)에 의뢰하여 분석결과를 도출하였다. 이 결과를 바탕으로 상동성 검사는 National Center for Biotechnology Information(NCBI; www.ncib.nlm.nih/gov/ U.S. National Library of Medicine, USA)에서 제공하는 BLAST search를 통하여 수행하였고, 확보된 염기서열간의 다중서열정렬 분석을 실시하고 이 결과를 바탕으로 Molecular Evolutionary Genetics Analysis(MEGA 6.0, Megasoftware, USA) 프로그램을 사용하여 Neighbor-joining법으로 계통도를 작성하였다.The base sequence analysis of the reaction product was conducted by Macrogen Co., Ltd., and the analysis results were derived. Based on these results, homology testing was performed using the BLAST search provided by the National Center for Biotechnology Information (NCBI, www.ncib.nlm.nih/gov/US National Library of Medicine, USA) Based on the results of the multi-sequence alignment analysis, a schematic diagram was created using Neighbor-joining method using Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA 6.0, Megasoftware, USA) program.
그 결과, GFC-cellul15 균주는 글루코노박터(Gluconobacter) 속 균주들과 높은 상동성을 나타내었고, 그 중 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) ZW160-2 균주와 98%의 상동성을 보였다.(도 2) As a result, the GFC-cellul15 strain showed high homology with strains belonging to the genus Gluconobacter , and showed 98% homology with the strain ZW160-2 of Gluconobacter uchimurae . 2)
따라서, 상기 균주를 글루코노박터 우치무레(Gluconobacter uchimurae) GFC-cellul15로 명명하고, 이를 한국미생물보존센터(Korean Culture Center of Microorganisms)에 2017년 04월 13일자로 수탁하고, 수탁번호 KCTC 13238BP을 부여받았다.
Therefore, the strain was designated as Gluconobacter uchimurae GFC-cellul15, which was deposited with the Korean Culture Center of Microorganisms on Apr. 13, 2017 and assigned accession number KCTC 13238BP received.
<실시예 2> GFC-cellul15 균주의 배양Example 2 Culture of GFC-cellul15 strain
GFC-cellul15 균주를 LM 배지(효모 추출물(Yeast extract) 0.5%, 글루코오스(Glucose) 0.5%, 글리세린(Glycerin) 1%, 황산마그네슘(MgSO4·7H20) 0.02%, 에탄올(EtOH) 5% 및 아세트산(Acetic acid) 1%)를 사용하여 30℃ 조건으로 21일간 배양하여 보관하였다.
The GFC-cellul15 strain was cultured in LM medium (yeast extract 0.5%, glucose 0.5%,
<실시예 3> GFC-cellul15 균주의 생육특성<Example 3> Growth characteristics of GFC-cellul15 strain
3-1. GFC-cellul15 균주의 생육 최적 pH 확인3-1. Determination of optimal growth pH of GFC-cellul15 strain
GFC-cellul15 균주의 최적 배양 pH를 확인하기 위하여 1M HCl 및 3M NaOH를 이용하여 pH4~10으로 조정한 LM 배지에 GFC-cellul15 균주를 1%로 접종하고 21일 동안 24시간 단위로 배양하면서 생육도를 확인하였다. 배양조건에 따른 생육도는 660nm에서 Microplate spectrophotometer(Synergy HT, BioTek, USA)를 이용하여 흡광도를 측정하여 균주의 생육도를 확인하였고, 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 가장 활발히 생성하는 pH 조건을 확인하였다.To determine the optimum culture pH of GFC-cellul15 strain, 1% of GFC-cellul15 strain was inoculated in LM medium adjusted to
그 결과, 도 3에서도 확인할 수 있듯이 GFC-cellul15 균주의 최적 배양 pH는 pH 5~6에서 가장 높은 성장률을 나타내는 것으로 보아 통산호산성(Facultative acidophile)인 것으로 확인하였다. 또한 알카리 환경인 pH 7~8 사이에서도 생육이 일어났지만 pH 9 이상에서는 그 생육도가 현저하게 줄어들었다.
As a result, as shown in FIG. 3, the optimal culture pH of the GFC-cellul15 strain was found to be the facultative acidophile, indicating the highest growth rate at
3-2. GFC-cellul15 균주의 생육 최적 온도 및 시간 확인3-2. Identification of optimal growth temperature and time of GFC-cellul15 strain
GFC-cellul15 균주의 최적 배양 온도 및 시간을 확인하기 위하여 LM 배지에 GFC-cellul15 균주를 1%로 접종하고 21일 동안 24시간 단위로 배양하면서 생육도를 확인하였고, 온도는 10~40℃의 범위에서 5℃ 단위로 21일간 배양하면서 생육도를 확인하였다. 배양조건에 따른 생육도는 660nm에서 Microplate spectrophotometer(Synergy HT, BioTek, USA)를 이용하여 흡광도를 측정하여 균주의 생육도를 확인하였고, 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 가장 활발히 생성하는 온도 및 시간 조건을 확인하였다.In order to determine the optimal culture temperature and time for the GFC-cellul15 strain, the growth rate was checked by inoculating 1% of GFC-cellul15 strain in LM medium and culturing for 24 hours in 21 days. The temperature was 10 to 40 ° C And cultured for 21 days at 5 ° C. The viability of the strain was determined by measuring the absorbance at 660 nm using a microplate spectrophotometer (Synergy HT, BioTek, USA) and the temperature and time conditions for the most active production of the biocellulose Respectively.
그 결과, 도 4에서도 확인할 수 있듯이 GFC-cellul15 균주의 생육도는 25℃에서 7~21일 동안 배양 시 가장 높게 나타났으며, 이로 인해 최종 GFC-cellul15 균주는 중온성균(Mesophile)인 것으로 확인되었다.
As a result, as shown in FIG. 4, the growth rate of the GFC-cellul15 strain was the highest when cultured at 25 ° C. for 7 to 21 days, and the final GFC-cellul15 strain was confirmed to be a mesophile .
3-3. GFC-cellul15 균주의 생육 최적 탄소원 확인3-3. Determination of optimal carbon source for growth of GFC-cellul15 strain
GFC-cellul15 균주의 생육도에 대하여 탄소원이 미치는 영향을 확인하기 위하여 LM 배지에 글루코오스(Glucose) 대신 다양한 탄소원(Fructose, Maltose, Sucrose, Carboxymethyl cellulose(CMC))을 0.5%가 되도록 첨가하여 14일 동안 배양하면서 GFC-cellul15 균주의 생육 특성을 조사하였다. 각 균주의 성장곡선은 660nm에서 Microplate spectrophotometer(Synergy HT, BioTek, USA)를 이용하여 흡광도를 측정하여 균주의 생육도를 확인하였고, 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 가장 활발히 생성하는 최적 탄소원 조건을 확인하였다. (Fructose, Maltose, Sucrose, Carboxymethyl cellulose (CMC)) was added to the LM medium at a concentration of 0.5% in place of the glucose to determine the effect of the carbon source on the growth of the GFC-cellul15 strain. The growth characteristics of GFC-cellul15 strain were investigated. The growth curves of each strain were measured at 660 nm using a microplate spectrophotometer (Synergy HT, BioTek, USA) to determine the growth rate of the strain and the optimal carbon source conditions for producing the most active biocellulose.
그 결과, 도 5에서도 확인할 수 있듯이 GFC-cellul15 균주의 성장은 단당류인 글루코오스(Glucose)를 기준으로 하였을 때 6일 이후부터 높은 생육도를 보이며 가장 빠르게 성장하였다. 이와 비슷하게 이당류인 수크로오스(Sucrose) 및 프룩토오스(Fructose)에서도 글루코오스(Glucose)와 비슷한 생육도를 나타내며 성장하였다. 또한 성장속도는 느리지만 14일 경과 시 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 처리구에서도 비슷한 생육도를 나타내었다. 반면 말토오스(Maltose)의 경우 8일 이후부터 높은 생육도를 나타내었으나 대조군인 글루코오스(Glucose)에 비하여 낮은 생육도를 나타내었다.
As a result, as shown in FIG. 5, the growth of GFC-cellul15 strain showed the highest growth rate and the fastest growth from 6 days after glucose monosaccharide (Glucose). Similarly, the disaccharides Sucrose and Fructose also grew in a similar growth state to that of Glucose. Growth rate was slow, but similar growth was observed in carboxymethylcellulose (CMC) treatment at 14 days. On the other hand, maltose showed a high degree of growth after 8 days, but showed lower growth rate than glucose (Glucose) as a control.
3-4. 3-4. GFCGFC -- cellul15cellul15 균주의 생육 최적 질소원 확인 Determination of optimum nitrogen source for growth of strain
GFC-cellul15 균주의 생육도에 대하여 질소원이 미치는 영향을 확인하기 위하여 LM 배지에 유기질소원(Beef extract, Malt extract)과 무기질소원((NH4)2SO4)을 각각 0.5% 농도로 처리하고 GFC-cellul15 균주를 접종하여 각각의 영향을 확인하였다. 배양조건에 따른 생육도는 660nm에서 Microplate spectrophotometer(Synergy HT, BioTek, USA)를 이용하여 흡광도를 측정하여 균주의 생육도를 확인하였고, 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 가장 활발히 생성하는 최적 질소원 조±건을 확인하였다. GFC-cellul15 relative to the growth of the strain is also to determine the effect of nitrogen source on organic nitrogen in LM medium (Beef extract, Malt extract) and inorganic nitrogen ((NH 4) 2 SO 4 ) , each treated with 0.5% concentration, and GFC -cellul < / RTI >< RTI ID = 0.0 > 15 < / RTI > The viability of the strain was determined by measuring the absorbance using a microplate spectrophotometer (Synergy HT, BioTek, USA) at 660 nm, and the optimum nitrogen source condition that most actively produced the biocellulose was identified Respectively.
그 결과, 상기 표 1에서도 확인할 수 있듯이 질소원은 미생물 대사증식과정에서 결정적인 영향을 미치는 성분으로 유기 질소원인 맥아 추출물(Malt extract) 및 우육 추출물(Beef extract)의 경우 대조구에 비하여 모두 상대적으로 높은 생육도를 나타내었다. 반면 무기 질소원인 황산암모늄((NH4)2SO4)을 첨가하여 배양하였을 경우 오히려 생육도가 감소하는 것으로 확인되었다.
As a result, as shown in Table 1 above, the nitrogen source has a decisive influence on the microbial metabolic proliferation. As for the malt extract (malt extract) and beef extract (organic nitrogen), all of which are relatively higher in growth than the control Respectively. On the other hand, it was confirmed that the growth of inorganic nitrogen was decreased when ammonium sulfate (NH 4 ) 2 SO 4 was added.
3-5. 3-5. GFCGFC -- cellul15cellul15 균주의 생육 최적 Optimal growth of strain 염농도Salt concentration 확인 Confirm
GFC-cellul15 균주의 생육도에 대하여 염이 미치는 영향을 확인하기 위하여 LM 배지의 조성을 확인하여 NaCl, CaCl2·2H2O을 제외한 나머지 성분으로 구성된 배지를 조제하고 NaCl, CaCl2·2H2O 양을 0.5%가 되도록 각각 배지를 구성하고 GFC-cellul15 균주를 접종하여 배양하였다. 접종한 후 14일 동안 배양하고 배양된 배양액으로부터 세포 생육도를 흡광도로 확인하였다. 배양조건에 따른 생육도는 660nm에서 Microplate spectrophotometer(Synergy HT, BioTek, USA)를 이용하여 흡광도를 측정하여 균주의 생육도를 확인하였고, 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 가장 활발히 생성하는 최적 염농도 조건을 확인하였다. To determine the effect of salt on the growth of GFC-cellul15 strain, the composition of the LM medium was checked and a medium consisting of the components other than NaCl, CaCl 2 .2H 2 O was prepared, and NaCl, CaCl 2 .2H 2 O To 0.5%, respectively, and cultured inoculated with GFC-cellul15 strain. After inoculation, the cells were cultured for 14 days and the degree of cell growth was determined from the cultured medium by absorbance. The viability of the strain was determined by measuring the absorbance using a microplate spectrophotometer (Synergy HT, BioTek, USA) at 660 nm, and the optimum salt concentration to produce the most active biocellulose was confirmed .
그 결과, 상기 표 2에서도 확인할 수 있듯이 CaCl2 ·2H2O의 경우 GFC-cellul15 균주 생육도의 큰 변화는 보이지 않았다. 반면, NaCl의 경우 GFC-cellul15 균주의 생육도가 대조구에 비하여 증가된 것을 확인할 수 있었다.
As a result, as can be see in Table 2 CaCl 2 · 2H 2 O In the case of large changes in the GFC-cellul15 strain growth it is also not observed. On the other hand, in the case of NaCl, the growth rate of GFC-cellul15 strain was increased compared with the control.
<실시예 4> GFC-cellul15 균주를 이용한 바이오셀룰로오스(Biocellulose) 제조Example 4 Production of Biocellulose Using GFC-cellul15 Strain
먼저, 건조 톳 및 건조 미역을 준비하였다. LM 배지(효모 추출물(Yeast extract) 0.5%, 글루코오스(Glucose) 0.5%, 글리세린(Glycerin) 1%, 황산마그네슘(MgSO4 ·7H20) 0.02%, 에탄올(EtOH) 5% 및 아세트산(Acetic acid) 1%)에 건조 톳 1g, 건조 미역 1g을 각각 추가하여 배지를 제조하였다. 상기 배지에 GFC-cellul15 균주를 1%의 함량으로 접종하여 25℃에서 14일 간 호기성 조건에서 정치배양시켰다.(도 6) 14일 경과 후 생성된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 24시간 이상 상온에 건조하여 건조중량을 측정하여 표 3에 나타내었다.First, dried tomatoes and dried seaweed were prepared. LM medium (yeast extract (Yeast extract) 0.5%, glucose (Glucose) 0.5%, glycerin (Glycerin) 1%, magnesium sulfate (MgSO 4 · 7H 2 0) 0.02%, ethanol (EtOH) 5%, and acetic acid (Acetic acid ) 1%), and 1 g of dried seaweed was added to each well to prepare a medium. The culture medium was inoculated with the GFC-cellul15 strain at a concentration of 1% and allowed to stand for 14 days under aerobic conditions at 25 ° C. (FIG. 6). Biocellulose produced after 14 days was dried for 24 hours or more at room temperature And the dry weight was measured.
상기 표 3에서 확인할 수 있듯이, 무처리 배지 대비 돌미역 또는 톳을 포함하는 배지에서 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 생성능이 높다는 것을 확인하였고, 특히, 톳을 포함하는 배지에서 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 생성능이 현저하게 증가된 것을 확인하였다.As can be seen from Table 3, it was confirmed that the productivity of biocellulose was high in the medium containing the sea mustard or roots compared to the untreated medium, and in particular, the productivity of the biocellulose in the medium containing roots And it was confirmed that it was remarkably increased.
상기 GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)를 톳을 포함하는 배지에서 배양하여 제조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose) 사진은 도 7과 같다.
FIG. 7 shows a photograph of a biocellulose prepared by culturing the above GFC-cellul15 strain (KCTC 13238BP) in a culture medium containing a starch.
<실시예 5> 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 물리적 특성 확인Example 5 Identification of Physical Properties of Biocellulose
상기 실시예 4에서 GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)를 톳을 포함하는 배지에서 발효시켜 제조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 표면 구조를 확인하기 위하여 Wharton의 방법을 변형하여 측정하였다. 먼저, GFC-cellul15 균주(KCTC 13238BP)를 톳을 포함하는 배지에서 배양하여 제조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 이용하여 －110 ℃ 조건에서 동결건조하였다. 이후 48시간 동안 완전히 동결건조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 Carbon tape에 증착하고 Ion sputter(Sputter coater 108, Cressington, UK)로 Pt 진공증착 후 전자주사 현미경(JSM-7800F Prime, JEOL Ltd, Japan)으로 관찰한 결과, 높은 표면적을 갖는 나노사이즈의 초미세 망상구조를 확인하였다. 또한, 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 전계방사 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope, FE-SEM)으로 관찰하여 도 8에 나타내었다. In order to confirm the surface structure of the bio-cellulose (BioCellulose) prepared by fermenting the GFC-cellul15 strain (KCTC 13238BP) in the medium containing the starch in Example 4, Wharton's method was modified and measured. First, the strain GFC-cellul15 (KCTC 13238BP) was lyophilized at -110 ° C using Biocellulose prepared by culturing in a culture medium containing chitosan. Biocellulose, which was completely lyophilized for 48 hours, was deposited on a carbon tape and subjected to Pt vacuum deposition using an Ion sputter (Sputter coater 108, Cressington, UK) followed by scanning electron microscopy (JSM-7800F Prime, JEOL Ltd., Japan) As a result of observation, a nano-sized ultrafine network structure having a high surface area was confirmed. FIG. 8 shows the observation of bio-cellulose with a Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM).
그 결과, 도 8에서 확인할 수 있듯이, 섬유상의 초미세 망상구조를 보이며, 특히 바이오셀룰로오스(Biocellulose)는 막의 형태가 패브릭(Fabric) 소재와 같은 형태를 나타내어 섬유패드 제작 시 높은 결합강도를 나타낼 것으로 확인되었다. 이와 같은 특성은 일반적인 식물 유래의 셀룰로오스(Cellulose)와는 구조적으로 다른 형태이며, 이러한 차이로 인하여 바이오셀룰로오스(Biocellulose)만의 독특한 물리적 특성인 높은 인장강도, 높은 수분, 오일 보유력을 나타내는 것을 예측할 수 있었다.
As a result, as shown in FIG. 8, the fibrous ultrafine network structure was observed, and in particular, Biocellulose showed a high bonding strength when fabricating a fiber pad, because the film shape was the same as that of a fabric material . These properties are structurally different from general plant-derived cellulose. Due to these differences, it is predicted that the unique physical properties of bio-cellulose (Biocellulose) are high tensile strength, high moisture and oil retention.
<실시예 6> GFC-cellul15 균주로 제조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 <Example 6> Preparation of biocellulose prepared from GFC-cellul15 strain 수분보유능(WRC) 및 오일보유능(ORC) Water Retention Capacity (WRC) and Oil Retention Capacity (ORC)
GFC-cellul15 균주가 생산하는 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 수분보유능(Water Retention Capacity, WRC) 및 오일보유능(Oil Retention Capacity, ORC)을 측정하였다. The water retention capacity (WRC) and oil retention capacity (ORC) of the biocellulose produced by the GFC-cellul15 strain were measured.
먼저, 수분보유능의 측정방법은 다음과 같다. 동결건조하여 완전히 건조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose) 시료 5g을 정량하고 정제수에 충분한 수분을 첨가한 다음 수분이 흡수된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 무게를 정량하였다. 대조군으로는 Cellulose powder(Obtained from Sigma, USA)를 이와 같은 방법으로 수분보유능(시료 건조중량 당 물의 중량)을 측정하였다.First, the method for measuring the water holding ability is as follows. 5 g of a completely dried biocellulose sample was quantified, and sufficient water was added to the purified water. Then, the weight of the biocellulose in which water was absorbed was determined. Cellulosic powder (Obtained from Sigma, USA) was used as a control, and the water holding capacity (weight of water per dry weight of the sample) was measured in this manner.
또한, 오일보유능의 측정방법은 다음과 같다. 동결건조하여 완전히 건조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose) 시료 5g을 정량하고 정제수에 충분한 대두유(Soybean oil)를 첨가한 다음 대두유(Soybean oil)가 흡수된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 무게를 정량하였다. 대조군으로는 Cellulose powder(Obtained from Sigma, USA)을 사용하였다. 이와 같은 방법으로 오일보유능(시료 건조중량 당 오일의 중량)을 측정하였다.The method for measuring the oil holding ability is as follows. 5 g of a fully dried biocellulose sample was determined by lyophilization and sufficient soybean oil was added to the purified water. Then, the weight of the biocellulose in which the soybean oil was absorbed was determined. Cellulose powder (Obtained from Sigma, USA) was used as a control. The oil retention capacity (weight of oil per dry weight of sample) was measured in this manner.
그 결과, 도 9에서 확인할 수 있듯이 GFC-cellul15 균주가 생산하는 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 수분보유능은 건조중량 대비 최대 8.6±0.38배까지 재흡수되어, 5.34±0.23배의 재흡수능을 보이는 Cellulose powder(obtained from Sigma, USA)보다 우수한 수분보유능을 나타내는 것을 확인하였다. 또한, GFC-cellul15 균주가 생산하는 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 오일보유능은 건조중량 대비 최대 6.6±0.51배까지 재흡수되어, 상당히 높은 수분보유능 및 오일보유능을 갖는 것으로 확인되었다.As a result, as shown in FIG. 9, the water retention capacity of the biocellulose produced by the GFC-cellul15 strain was reabsorbed up to 8.6 ± 0.38 times the dry weight, and the cellulosic powder (5.34 ± 0.23 times) obtained from Sigma, USA). In addition, it was confirmed that the oil retention capacity of the bio-cellulose (Biocellulose) produced by the strain GFC-cellul15 was reabsorbed up to 6.6 ± 0.51 times as much as the dry weight, and had a remarkably high water retention capacity and oil retention ability.
또한, 대조군으로 사용한 Cellulose powder(obtained from Sigma, USA)에 비하여 GFC-cellul15 균주가 생산하는 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 수분보유능은 10.47±0.66%, 오일보유능은 8.60±0.97%의 증가된 값을 나타내었다.
In addition, the bio-cellulose (Biocellulose) produced by the GFC-cellul15 strain showed an increased water retention capacity of 10.47 ± 0.66% and an oil retention capacity of 8.60 ± 0.97% compared with the cellulose powder obtained from Sigma, USA .
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will appreciate that such specific embodiments are merely preferred embodiments and that the scope of the present invention is not limited thereto will be. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
<110> GFC Co., Ltd.
Beautycosmetic Co., Ltd.
<120> Gluconobacter uchimurae GFC-cellul15 and Biocellulose Produced
from the Same
<130> P17016
<160> 2
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Universal primer 27F
<400> 1
agagtttgat cctggctcag 20
<210> 2
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Universal primer 1492R
<400> 2
ggttaccttg ttacgactt 19
<110> GFC Co., Ltd.
Beautycosmetic Co., Ltd.
<120> Gluconobacter uchimurae GFC-cellul15 and Biocellulose Produced
from the Same
<130> P17016
<160> 2
<170> KoPatentin 3.0
<210> 1
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Universal primer 27F
<400> 1
Claims (12)
Gluconobacter uchimurae GFC-cellul15 strain (KCTC 13238BP).
2. The Gluconobacter uchimurae GFC-cellul 15 strain (KCTC 13238BP) according to claim 1, wherein the strain is derived from Kombucha.
The strain of Gluconobacter uchimurae GFC-cellul 15 (KCTC 13238BP) according to claim 1, wherein the strain has a biocellulose-producing ability.
상기 배지는 a) 글루코오스(Glucose), 수크로오스(Sucrose) 및 프룩토오스(Fructose)로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 탄소원 및 b) 효모 추출물(Yeast extract), 맥아 추출물(Malt extract) 및 우육 추출물(Beef extract)로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 질소원을 포함하고,
상기 배양은 pH 5 내지 8, 20 내지 30℃에서 7 내지 21일 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 바이오셀룰로오스(Biocellulose)의 제조방법.
Inoculating and culturing the medium with a strain of Gluconobacter uchimurae GFC-cellul 15 (KCTC 13238BP)
The medium is selected from the group consisting of a) at least one carbon source selected from the group consisting of glucose, sucrose and fructose, and b) yeast extract, malt extract and beef extract (Beef extract), and more preferably at least one nitrogen source selected from the group consisting of:
Wherein the culturing is carried out at a pH of 5 to 8 at 20 to 30 DEG C for 7 to 21 days. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
The method according to claim 4, wherein the culture medium further comprises Sargassum fusiforme or Undaria pinnatifida .
[9] The method according to claim 8, wherein the top or bottom portion comprises 0.1 to 100 g based on 1 L of culture medium.
A biocellulose prepared by the method for producing a biocellulose according to claim 4, 8 or 9, wherein the biocellulose has a moisture holding capacity of 10 to 800% and an oil retention capacity of 10 to 500%.
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| KR1020170062893A KR101802930B1 (en) | 2017-05-22 | 2017-05-22 | Gluconobacter uchimurae GFC-cellul15 and Biocellulose Produced from the Same |
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ID=60812569
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| KR (1) | KR101802930B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113956997A (en) * | 2021-08-03 | 2022-01-21 | 镇江市远胜生物工程有限公司 | Method for crushing bacillus aceticus and producing extract of bacillus aceticus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100454911B1 (en) | 2002-12-31 | 2004-11-09 | 학교법인 계명기독학원 | Gluconacetobacter persimmonensis KJ145 (KCTC 10175BP) and method for production of bacterial cellulose thereof |
-
2017
- 2017-05-22 KR KR1020170062893A patent/KR101802930B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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| KR100454911B1 (en) | 2002-12-31 | 2004-11-09 | 학교법인 계명기독학원 | Gluconacetobacter persimmonensis KJ145 (KCTC 10175BP) and method for production of bacterial cellulose thereof |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113956997A (en) * | 2021-08-03 | 2022-01-21 | 镇江市远胜生物工程有限公司 | Method for crushing bacillus aceticus and producing extract of bacillus aceticus |
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