KR101918648B1 - Method for preparing fructooligosaccharides comprising high content of 1-kestose - Google Patents

Method for preparing fructooligosaccharides comprising high content of 1-kestose Download PDF

Info

Publication number
KR101918648B1
KR101918648B1 KR1020160183103A KR20160183103A KR101918648B1 KR 101918648 B1 KR101918648 B1 KR 101918648B1 KR 1020160183103 A KR1020160183103 A KR 1020160183103A KR 20160183103 A KR20160183103 A KR 20160183103A KR 101918648 B1 KR101918648 B1 KR 101918648B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fructooligosaccharide
strain
cystose
sugar
enzyme
Prior art date
Application number
KR1020160183103A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180078086A (en
Inventor
안신혜
박부수
박종진
이상희
최은수
Original Assignee
주식회사 삼양사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 삼양사 filed Critical 주식회사 삼양사
Priority to KR1020160183103A priority Critical patent/KR101918648B1/en
Publication of KR20180078086A publication Critical patent/KR20180078086A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101918648B1 publication Critical patent/KR101918648B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/14Fungi; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/01Preparation of mutants without inserting foreign genetic material therein; Screening processes therefor
    • C12R1/685
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/645Fungi ; Processes using fungi
    • C12R2001/66Aspergillus
    • C12R2001/685Aspergillus niger

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

본 발명은 반응 기질에 활성이 높은 효소를 처리하여 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당을 생산하는 방법 및 이의 방법에 의해 생산된 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당에 관한 것으로서, 야생형 균주로부터 유도된 균주로부터 프락토올리고당을 생산할 수 있을 뿐 아니라 흡수성이 낮고 결정성이 높은 것을 특성으로 한다.The present invention relates to a method for producing a fructo-oligosaccharide containing a high 1-cystose by treating an enzyme having a high activity on a reaction substrate and a fructo-oligosaccharide containing 1-cystose produced by the method, Which is capable of producing fructooligosaccharide from a strain derived from the strain of the present invention, has low water absorption and high crystallinity.

Description

고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당 생산 방법 {Method for preparing fructooligosaccharides comprising high content of 1-kestose}[0001] The present invention relates to a method for producing 1-kestose-containing fructooligosaccharides,

본 발명은 선택적인 전환 활성이 높은 효소를 처리하여 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당을 생산하는 방법 및 이에 의해 생산된 프락토올리고당, 및 상기 프락토올리고당에서 1-케스토스를 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a fructo-oligosaccharide containing a high content of 1-cystose by treating an enzyme having a high selective conversion activity, a fructooligosaccharide produced thereby, and a method for producing 1-cystose from the fructo-oligosaccharide .

프락토올리고당은 설탕에 1개 이상의 과당이 연쇄적으로 부가한 올리고당류 이며, 그 결합양식은 설탕의 과당 잔기 부분에 있어서의 1번 탄소에 부가되는 과당의 2번 탄소가 결합(β 2>1)해서 반복 된다는 것이다. 프락토올리고당의 화학 구조는 설탕(수크로스)에 과당 1내지 3분자가β-( 2>1) 결합하여, 1-케스토스(1-kesotse, GF2), 니스토스(Nystose, GF3) 및 1-F-프락토퓨라노실니스토스(1-F-Fructosyl nystose, GF4)로 이루어진 올리고당 이다. 프락토올리고당은 바나나, 양파, 아스파라거스, 우엉, 마늘, 벌꿀, 치커리 뿌리 등과 같은 야채나 버섯, 과일류에 함유되어 있는 천연 물질로서 이미 섭취 역사가 오랜 물질이다. 프락토올리고당은 설탕으로부터 생성된 성분으로서 그 구조도 설탕과 유사하여 두 물질의 물리화학적 특성이 유사하게 나타난다. 하지만 프락토올리고당은 설탕과 달리 난소화이므로 그 생리적인 특성은 매우 다르다. 특히 장내 유익균에 의해 대사되어 다양한 건강 기능성을 나타낸다는 것이 입증되어 일본에서는 프락토올리고당 함유 제품을 장의 상태를 조절하는 식품과 미네랄의 흡수를 촉진시키는 식품으로 인정하여 특정 보건용 식품으로 분류한 바 있다. Fructo-oligosaccharides are oligosaccharides in which one or more fructose is added to sucrose in a chain, and the binding mode is the binding of the second carbon of fructose added to the first carbon at the fructose residue portion of the sugar (β 2> 1 ). The chemical structure of the fructooligosaccharide is as follows: 1 to 3 molecules of fructose are bound to sugar (sucrose) by β- (2> 1) to form 1-cesotse (GF2), nystose (1-F-Fructosyl nystose, GF4). ≪ / RTI > Fructo-oligosaccharides are natural substances contained in vegetables, mushrooms and fruits such as bananas, onions, asparagus, burdocks, garlic, honey, chicory roots and the like. Fructo-oligosaccharides are components derived from sugar, similar in structure to sugars, and thus exhibit similar physico-chemical properties. However, fructo-oligosaccharides are different from sugar, and their physiological characteristics are very different. It has been proved that it is metabolized by enteric fermented ginseng and exhibits diverse health functionalities. In Japan, fructooligosaccharide-containing products have been classified as foods for controlling intestinal conditions and foods for promoting absorption of minerals and classified as specific health foods .

프락토올리고당 중, 특히 1-케스토스의 면역 글로불린 A(IgA) 항체의 증강 작용 및 면역 글로불린 E(IgE) 항체의 산생 억제 작용, 장 내 비피더스균의 증식 활성 작용 및 유아의 아토피성 피부염의 개선성에 대해서 사람 시험에 의해 확인되어(일본 등록 특허 제4162147호), 1-케스토스를 이용한 알레르기 억제 조성물, 알레르기 억제 식품 및 알레르기 억제제로 사용되는 효용성을 이용하기 위하여 1-케스토스를 효율적으로 생산하는 것이 산업적으로 유용하다.The enhancing action of immunoglobulin A (IgA) antibody and the production inhibitory action of immunoglobulin E (IgE) antibody in the fructo-oligosaccharide, in particular, the effect of proliferation of intestinal bifidobacteria and the improvement of atopic dermatitis in infants (Japanese Patent No. 4162147), it has been confirmed that the 1-cystose is efficiently produced to utilize the utility as an allergy-inhibiting composition, an allergy-inhibiting food, and an allergy inhibitor using 1- Is industrially useful.

그러나, 프락토올리고당 내의 1-케스토스를 대량 생산하는 경우, 1-케스토스와 함께 전환되는 니스토스 또는 1-F-프락토퓨라노실니스토스는 1-케스토스와 물리적 특성이 유사하여 이를 분리 및 정제하기 매우 까다로워, 산업적으로 효율적인 대량을 하기 위해서는 상대적으로 상기 2가지 성분 보다 1-케스토스를 선택적으로 과량 전환하는 효소 또는 효소를 갖는 균주를 개량하여 효율적인 1-케스토스를 생산하는 방법이 필요하다.However, in the case of mass production of 1-cystose in fructooligosaccharide, the nystose or 1-F-fructofuranosylnitol that is converted with 1-cystose has similar physical properties to 1-cystose, Separation and purification It is a very difficult and industrially effective method for producing an effective 1-cestose by modifying a strain having an enzyme or an enzyme that selectively over-selectively transforms 1-custose relative to the above two components need.

설탕으로부터 프락토올리고당을 생산하는 효소인 곰팡이 유래의 ?-프락토푸라노시다제는 전이 활성이 높고 이성체의 생성이 적은 것이 특징이지만, 1-케스토스 밖에 생성하지 않는 식물 유래의 설탕(수크로스):수크로스 프락토실 트랜스퍼라제(SST)(정도)만큼 올리고당의 생성 선택성은 높지 않고, 중합도 2~6의올리고당류의 혼합물 밖에 제조할 수 없다. 따라서, 프락토올리고당은, 액체(시럽) 혹은 분말로서 이용되고 있어 이들은 비결정성의 혼합물이기 때문에 설탕(수크로스) 등의 결정성의 식품 재료와 비교하면 습기 흡수성이 높고, 가공 적성이 떨어지는 등의 문제점이 있었다. Fructofuranosidase derived from fungi, an enzyme that produces fructooligosaccharides from sugar, is characterized by high transactivation activity and low isomer production. However, sugar-derived sugar (sucrose ): The production selectivity of oligosaccharides is not high by sucrose fructosyltransferase (SST) (about), and only a mixture of oligosaccharides having a polymerization degree of 2 to 6 can be produced. Therefore, the fructooligosaccharide is used as a liquid (syrup) or a powder, and since it is an amorphous mixture, the fructooligosaccharide has problems such as high moisture absorptivity and poor processability compared with crystalline food materials such as sugar (sucrose) .

고순도 당분리 및 정제를 통해서 단일 올리고당 성분을 주성분으로 하는 결정성 프락토올리고당 예를 들면 1-케스토스(3당류, GF2), 니스토스(4당류, GF3)등을 얻을 수 있는 기술이 있으나, 프락토올리고당의 제조에 이용되고 있는 효소의 1-케스토스의 최대 전환율은 약 30%이며, 반응 생성물 안에는 부생성물의 니스토스가 약 25%, 기질인 설탕(수크로스)이 약 15% 포함되어 있기 때문에 보다 고함량의 1-케스토스를 산업적생산을 위해 효율적으로 얻을 수 있는 ?-프락토푸라노시다제가 여전히 요구되고 있다. 다시 말해서, 1-케스토스의 생성 선택성이 높고, 전이 반응 생성물인 올리고당의 조성이 개선된 프락토올리고당의 제조에 필요한 ?-프락토푸라노시다제 또는 변이주의 취득이 필요하다.There is a technique of obtaining crystalline fructooligosaccharides containing a single oligosaccharide component as a main component, for example, 1-kestose (trisaccharide, GF2), nystose (tetrasaccharide, GF3) The maximum conversion of 1-cystose of the enzyme used in the production of fructo-oligosaccharides is about 30%, and the reaction product contains about 25% by-product and about 15% sugar (sucrose) There is still a need for? -Fructofuranosidase that can efficiently obtain higher amounts of 1-cestose for industrial production. In other words, it is necessary to obtain? -Fructofuranosidase or mutant strains necessary for the production of fructo-oligosaccharides having high production selectivity of 1-cystose and improved composition of oligosaccharide as a transcription reaction product.

이를 위해 유전자 재조합 균주(GMO)를 이용하는 경우, 고효율의 1-케스토스가 생산 가능하다는 장점이 있으나 이를 사람이 섭취하기 위해 안전성 입증에 많은 비용과 시간이 소모되는 단점이 있다. 반면, 안전성이 입증된 자연계 균주(식용 경험이 있는 Non-GMO 균주)를 이용하는 경우, 상기와 같은 수고를 덜 수 있기 때문에 자연계 균주(식용 경험이 있는 Non-GMO 균주)를 개량하여 개선된 1-케스토스 고생산 능력을 갖는 돌연변이를 제작하는 것이 중요하다.For this, there is a merit that a high-efficiency 1-caste can be produced when a genetically modified organism (GMO) is used, but it is disadvantageous in that it takes a lot of cost and time to prove safety for ingesting by a person. On the other hand, when the natural strain (non-GMO strain having experience of edible use) is used, it is possible to reduce the above-mentioned troubles. Therefore, the natural strain (Non-GMO strain having edible experience) It is important to produce mutants with the ability to produce cestose.

본 발명은 반응 기질에 높은 활성을 갖는 효소를 처리하여 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당을 생산하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a method for producing a high-content 1-cystose-containing fructo-oligosaccharide by treating an enzyme having a high activity to a reaction substrate.

본 발명의 또 다른 목적은 반응 기질에 높은 활성을 갖는 효소를 처리하여 생산된 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당을 제공한다.Yet another object of the present invention is to provide a high-content 1-cystose-containing fructooligosaccharide produced by treating an enzyme having high activity in a reaction substrate.

본 발명의 또 다른 목적은 야생형에서 유도된, 상기 균주로부터 생성되는 효소의 단위 단백질 당 활성이 높은 아스페르길루스 나이거 균주를 제공한다.Yet another object of the present invention is to provide an Aspergillus strain which is derived from the wild type and has high activity per unit protein of the enzyme produced from the strain.

설탕을 프락토올리고당으로 전환하는 활성이 우수하며, 특히 전환된 프락토 올리고당이 흡습성이 낮고 결정성을 갖는 것을 특징으로 하는 신규 아스페르길루스 나이거 변이주를 분리 및 동정하였으며, 이들의 활성을 최적화 하기 위한 배지 조성을 확인하였다. 상기 균체를 사용하여 설탕에서 프락토올리고당으로의 전환능이 우수한 균체 반응의 최적 반응 시간, 교반, 온도 조건 등을 확인하여 설탕으로부터 고함량의 1-케스토스를 포함하는 프락토올리고당을 효율적으로 대량 생산하기 위한 조건을 확립하여 본 발명을 완성하였다.The novel Aspergillus or its variants were characterized and characterized in that the activity of converting sugars to fructooligosaccharides was excellent, and in particular, the converted fructooligosaccharides had low hygroscopicity and crystallinity. Lt; / RTI > By using the above-mentioned microorganism, the optimum reaction time, agitation, temperature condition and the like of the microbial reaction having excellent ability of converting sugar into fructooligosaccharide were confirmed, and the fructooligosaccharide containing a high content of 1-cystose was efficiently mass produced And the present invention has been completed.

이하, 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 예는 야생형 균주로부터 유도된 돌연변이 균주를 이용하여 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당을 생산하는 방법 및 이의 방법에 의해 생산된 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당을 제공한다.One example of the present invention provides a method for producing a fructo-oligosaccharide containing a high content of 1-cystose by using a mutant strain derived from a wild-type strain and a fructo-oligosaccharide containing a high content of 1-cystose produced by the method .

본 발명의 생산방법에 따라 제조되는 프락토올리고당은 고함량의 1-케스토스(1-kesotse, GF2)를 포함하고, 니스토스(Nystose, GF3) 및 1-F-프락토퓨라노실니스토스(1-F-Fructosyl nystose, GF4)로 이루어진 군에서 선택된 1 이상을 포함할 수 있다. The fructooligosaccharide produced according to the production method of the present invention contains a high content of 1-cesotse (GF2), and the content of Nystose (GF3) and 1-F-fructofuranosylnitose (1-F-Fructosyl nystose, GF4).

바람직한 일 실시예에서 본 발명의 프락토올리고당은 반응기질, 예를 들어 설탕과 상기 균주를 반응시킨 반응물 내 당류의 총고형분 100중량%를 기준으로 1-케스토스를 40 내지 70중량%, 더 바람직하게는 45 내지 70 중량%, 더욱 바람직하게는 45 내지 60중량%로 포함할 수 있다. In a preferred embodiment, the fructooligosaccharide of the present invention comprises 40 to 70% by weight of 1-cystose, more preferably 40 to 70% by weight, based on 100% by weight of the total solid content of the sugar in the reaction product, By weight, preferably 45 to 70% by weight, more preferably 45 to 60% by weight.

바람직한 일 실시예에서 본 발명의 프락토올리고당은 반응기질, 예를 들어 설탕과 상기 균주를 반응시킨 반응물 내 당류의 100중량%를 기준으로 니스토스를 0 내지 50중량% , 더 바람직하게는 2 내지 50중량%, 더 바람직하게는 2 내지 30중량%로 포함할 수 있다. In a preferred embodiment, the fructooligosaccharide of the present invention comprises 0 to 50% by weight, more preferably 2 to 50% by weight, of the nitrate, based on 100% by weight of the sugar in the reaction medium, 50% by weight, more preferably 2 to 30% by weight.

바람직한 일 실시예에서 본 발명의 프락토올리고당은 반응기질, 예를 들어 설탕과 상기 균주를 반응시킨 반응물 내 당류의 총고형분 100중량%를 기준으로 1-F-프락토퓨라노실니스토스를 0 내지 20중량%, 더 바람직하게는 1 내지 20중량%, 바람직하게는 1 내지 10중량%로 포함하거나, 더욱 바람직하게는 1-F-프락토퓨라노실니스토스를 포함하지 않을 수 있다.In a preferred embodiment, the fructooligosaccharide of the present invention is prepared by reacting 1-F-fructofuranosylnithose with 0 to 100% by weight of the total solids of the saccharides in the reaction medium, for example, To 20% by weight, more preferably 1 to 20% by weight, and preferably 1 to 10% by weight, and most preferably 1-F-fructofuranosylnitose.

본 발명의 프락토올리고당에서 니스토스 및 1-F-프락토퓨라노실니스토스의 합계 중량에 대한 1-케스토스의 중량비(1-케스토스/ 니스토스 + 1-F-프락토퓨라노실니스토스)가 1:3 내지 1:65, 바람직하게는 1:3 내지 1:30일 수 있다. In the fructo-oligosaccharide of the present invention, the ratio by weight of 1-cystose to the total weight of nystatose and 1-F-fructofuranosylnitol (1-cystose / nystose + 1-f-fructofuranosyl Nitistose) may be 1: 3 to 1:65, preferably 1: 3 to 1:30.

본 발명의 프락토올리고당에서 1-케스토스와 니스토스를 포함할 수 있으며, 하기 식의 비율(P)는 0.2내지 0.6, 바람직하게는 0.2 내지 0.4, 바람직하게는 0.2 내지 0.3범위를 가질 수 있다.The fructooligosaccharide of the present invention may contain 1-cystose and nystis, and the ratio (P) of the following formula may be in the range of 0.2 to 0.6, preferably 0.2 to 0.4, preferably 0.2 to 0.3 .

Figure 112016129410727-pat00001
Figure 112016129410727-pat00001

상기 식에서, [1-케스토스], [니스토스] 및 [설탕]는, 상기 반응액의 당류 총 고형분 100중량%를 기준으로 각 당류의 고형분 중량%을 의미한다.In the above formula, [1-caustose], [nitrate] and [sugar] refer to the weight percentage of solids of each saccharide based on 100 wt% of the total solid content of sugars in the reaction solution.

본 발명의 프락토올리고당은 1-F-프락토퓨라노실니스토스를 추가로 포함할 수 있으며, 하기 식의 비율(Q)는 0.2 내지 0.6, 바람직하게는 0.2내지 0.4, 바람직하게는 0.2 내지 0.3 범위를 가질 수 있다.The fructooligosaccharide of the present invention may further comprise 1-F-fructofuranosylnitose, and the ratio (Q) of the following formula is 0.2 to 0.6, preferably 0.2 to 0.4, 0.3. ≪ / RTI >

Figure 112016129410727-pat00002
Figure 112016129410727-pat00002

상기 식에서, [1-케스토스], [니스토스], [1-F-프락토퓨라노실니스토스] 및 [설탕]는, 상기 반응액의 당류 총 고형분 100중량%를 기준으로 각 당류의 고형분 중량%을 의미한다.In the above formula, [1-Cystose], [Nystose], [1-F-fructofuranosylnitol] and [Sugar] Means the% by weight of solids.

본 발명의 생산방법에 있어서 반응 기질은 설탕을 사용할 수 있으며, 설탕을 반응 기질로 사용하여 과당, 포도당 및 설탕으로 이루어진 군에서 선택된 1 이상이 추가적으로 생성될 수 있다. 바람직한 일 실시예에서 본 발명의 프락토올리고당은 반응 기질로서 설탕을 사용하여 프락토올리고당 전환 효소를 55 ℃의 온도에서 30분내지 30시간 동안 반응시킨 경우, 반응 기질 총고형분 100중량%를 기준으로 1-케스토스를 40내지 95중량%, 바람직하게는 45 내지 90중량%로 생산할 수 있다. In the production method of the present invention, sugar may be used as a reaction substrate, and at least one selected from the group consisting of fructose, glucose and sugar may be additionally produced using sugar as a reaction substrate. In one preferred embodiment, the fructooligosaccharide of the present invention is prepared by reacting a fructooligosaccharide converting enzyme with a sugar as a reaction substrate at a temperature of 55 ° C for 30 minutes to 30 hours, 1-cystose can be produced in an amount of 40 to 95% by weight, preferably 45 to 90% by weight.

반응 기질인 설탕이 효소, 예를 들어 프락토올리고당 생성 효소와 반응하여 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당을 생산하는 경우 상대적으로 낮은 함량의 니스토스 및/또는 1-F-프락토퓨라노실니스토스가 생성되거나, 1-F-프락토퓨라노실니스토스가 전혀 생성되지 않을 수 있다. When the reaction substrate, sugar, is reacted with an enzyme, for example, a fructooligosaccharide-forming enzyme, to produce a high content of fructooligosaccharide containing 1-cystose, a relatively low content of nystic and / or 1-F-fructofuranose Cynistide may be produced, or 1-F-fructofuranosylnitol may not be produced at all.

종래 기술에 의하면 프락토올리고당 중 니스토스 및/또는 1-F-프락토퓨라노실니스토스는 1-케스토스와 물리적 특징이 유사하여 1-케스토스와 상기 니스토스 및/또는 1-F-프락토퓨라노실니스토스를 분리 및/또는 정제하는 것이 매우 어려우나, 본 발명의 생산 방법은 선택적으로 높은 함량의 1-케스토스를 포함하는 프락토올리고당을 제조할 수 있어 추가적으로 니스토스 및/또는 1-F-프락토퓨라노실니스토스를 분리할 필요 없거나 낮은 정도의 분리 및/또는 정제로도 높은 함량의 1-케스토스를 포함하는 프락토올리고당을 제조할 수 있는 것을 특징으로 한다.According to the prior art, among the fructooligosaccharides, nisitose and / or 1-F-fructofuranosylnitol have physical characteristics similar to those of 1-cystose, Although it is very difficult to separate and / or purify fructofuranosylnitose, the production method of the present invention can optionally produce fructo-oligosaccharides containing a high content of 1-cystose, Characterized in that it is not necessary to separate 1-F-fructofuranosylnitose or it is possible to produce a fructooligosaccharide containing a high content of 1-cystose even by a low degree of separation and / or purification.

또한 본 발명의 생산 방법에 따라 제조된 프락토올리고당은 높은 1-케스토스 함량 및 낮은 니스토스 및 1-F-프락토퓨라노실니스토스 함량으로 인해 흡수성이 낮고 결정성을 갖는 특성이 있어, 보관 및 유통이 용이하다. 뿐만 아니라 장내 유익균 증식, 면역 증강, 아토피 예방 및 당뇨 예방에 효과가 우수하여 아토피 예방/면역 강화 식품의 보조제 또는 기능성 로션 등에 첨가제로, 특히 영유아 유제품 식품 등에 적용할 경우 기능성 첨가제로서 유용하게 적용될 수 있다.In addition, the fructooligosaccharide produced according to the production method of the present invention has low absorbability and crystallinity due to a high 1-casein content and a low content of nisuitose and 1-F-fructofuranosylnitose, It is easy to store and distribute. In addition, it can be effectively applied as a functional additive when it is applied to an adjuvant or functional lotion of foods for prevention of atopy / immunity enhancement, and especially foods for infants and toddlers, because it is excellent in proliferation of intestinal beneficial bacteria, immunity enhancement, prevention of atopy and prevention of diabetes .

프락토올리고당을 생산하는 기존 상업화 효소에 의한 생산 방법은 전환반응 반응 종료시 과당(F) 2%, 포도당(G) 25%, 설탕(GF) 13%, 1-케스토스(GF2) 25~30%, 니스토스(GF3) 25~30%, 1-F-프락토퓨라노실니스토스(1-Frutofuranosyl nystose) 5%정도의 함량을 갖는다. 이 조성의 반응물을 전분당업계에서 사용하는 수지를 이용해서 분리하면 과당, 포도당 및 설탕은 분리되지만 1-케스토스와 니스토스는 서로 분리가 되지 않고, 용해도의 차이가 없어 결정화에 의한 순수 정제도 불가능 하다. (F) 2%, glucose (G) 25%, sugar (GF) 13%, and 1-casein (GF2) 25-30% at the end of the conversion reaction. 25 to 30% of nitrate (GF3), and about 5% of 1-F-fructofuranosyl nystose. When the reactant of this composition is separated by using a resin used in the starch sugar industry, fructose, glucose and sugar are separated, but 1-cystose and nystose are not separated from each other, and there is no difference in solubility, impossible.

본 발명의 균주는 상기와 같이 반응 기질로서 설탕을, 1-케스토스를 고함량으로 함유하고 니스토스 및 1-F-프락토퓨라노실니스토스를 낮은 농도로 포함하여 우수한 물성 및 가공 적성을 갖는 조성의 프락토올리고당을 제조할 수 있다. 특히 본 발명의 균주 의해 제조되는 프락토올리고당은 크로마토그래피 정제를 통하여 실질적으로 1-케스토스와 니스토스로 이루어진 액을 얻게 되어 결정화가 잘 되는 고함량 1-케스토스를 얻을 수 있다.As described above, the strain of the present invention contains sugar as a reaction substrate in a high content of 1-cystose, and contains low concentrations of nisitose and 1-F-fructofuranosylnitol to provide excellent physical properties and processability To produce a fructooligosaccharide having a composition of the present invention. In particular, the fructooligosaccharide produced by the strain of the present invention is purified through chromatographic purification to obtain a solution consisting essentially of 1-cystose and nystathose, so that a high content of 1-cystose can be obtained which is easily crystallized.

본 발명의 생산방법에 사용되는 효소는 프락토올리고당 생성 효소로서, 예를 들어 베타-프락토푸라노시다제일 수 있으며, 아스페르길루스 나이거 균주로부터 생성된 것일 수 있다. The enzyme used in the production method of the present invention may be a fructooligosaccharide-forming enzyme, for example, beta-fructofuranosidase, and may be one produced from Aspergillus niger strain.

상기 균주는 예를 들어 발효식품으로부터 분리한 야생형 아스페르길루스 나이거로부터 유래된 균주, 구체적으로 야생형 아스페르길루스 나이거 균주를 무작위 돌연변이, 예를 들어 NTG( N-methyl-N-nitroso-guanidin) 또는 UV 조사에 의한 돌연변이를 1 차 이상 수행한 변이주일 수 있다.The strain may be obtained, for example, by randomly mutating a strain of wild-type Aspergillus oryzae isolated from a fermented food, in particular a wild-type Aspergillus strain, for example NTG (N-methyl-N-nitroso- guanidine) or a mutant strain which has been subjected to mutagenesis by UV irradiation more than one time.

상기 무작위 돌연변이를 통하여 1-케스토스 과생산 균주를 분리할 수 있으나, 1-케스토스만을 선택적으로 선택해야 하므로 1-케스토스의 분해를 방지하여 니스토스의 생성을 방지하는 균주가 바람직하다. 이에 따라 순수 분리된 1-케스토스와 pH 지시약(indicator)를 포함한 고체배지에 돌연변이 균주를 스프레딩한 후 pH가 낮아져서 콜로니의 색깔이 변하는 것은 1-케스토스가 분리되는 것이므로 후보로부터 제외하고, 색깔이 변하지 않는 즉, 생성된 1-케스토스가 분해되지 않는 콜로니를 1-케스토스 과생산 균주로 선정할 수 있다. 바람직하게는 본원발명의 균주는 KCTC 13139BP 기탁번호 일 수 있다. Although the 1-casein and the production strain can be separated through the random mutation, a strain that prevents the decomposition of 1-cestose and prevents the production of nystose is preferable because only 1-cestose should be selectively selected. Thus, the color of the colonies changed due to the lower pH after spreading the mutant strain in a solid medium containing pure 1-kestose and a pH indicator, so that the color of 1-cestose was separated, That is, the 1-kestose is not degraded, can be selected as the 1-castose and the production strain. Preferably, the strain of the present invention may be the KCTC 13139BP accession number.

유전자 변형 기술을 이용한 유전자 재조합 균주 즉, GMO의 경우 식품에서 사용 시에 소비자들이 식품 안정성을 문제로 구매를 매우 꺼려하는 경향이 있고, 유전자 조작으로 인해 환경 생태학적인 측면에서도 해로울 수 있는 단점이 있다. 본 발명은 이러한 유전자 재조합 균주에 의한 단점을 해결하고 소비자 친화적이고, 안전한 식품을 제조하기 위해서 유전자 재조합을 하지 않고 균주를 개량하여 프락토올리고당 생산성이 향상된 개량형 돌연변이 균주(non-GMO)를 수득하고, 해당 균주로 프락토올리고당을 생산하는 방법을 목적으로 한다. 또한, 상기 균주 개량한 돌연변이 균주는 유전자 조작을 통한 재조합 미생물로의 개량이 아니라, 야생형 균주에 UV 또는 NTG 와 같은 외부 자극을 통해 유발한 우연에 의한 돌연변이(Random Mutation)인 것을 특징으로 한다. In case of GMO, the recombinant strains using GMOs tend to be reluctant to purchase food because of food safety problems, and they are harmful from environmental ecological aspects due to genetic manipulation. The present invention solves the disadvantages of such genetically modified strains and improves strains without genetic recombination to produce a consumer friendly and safe food to obtain an improved mutant strain (non-GMO) having improved fructooligosaccharide productivity, And a method for producing fructooligosaccharide from the strain. In addition, the strain-modified mutant strain is not an improvement to a recombinant microorganism through genetic engineering, but is a random mutation caused by external stimuli such as UV or NTG in a wild-type strain.

본 발명의 생산 방법에서 사용되는 균주는 프락토푸라노시다제 효소를 암호화하는 핵산 서열 및/또는 그 상류(upstream)에 작동 가능하도록 연결되어 균주 내에서 프락토푸라노시다제 효소의 발현을 조절하는 조절서열을 포함할 수 있다. 바람직하게는 본원발명의 균주는 서열번호 5의 18S rRNA 서열을 가질 수 있다.The strain used in the production method of the present invention is operably linked to the nucleic acid sequence encoding the fructofuranosidase enzyme and / or upstream thereof to regulate the expression of the fructofuranosidase enzyme in the strain Lt; / RTI > sequence. Preferably, the strain of the present invention may have the 18S rRNA sequence of SEQ ID NO: 5.

본 발명의 명세서에서 사용되는 용어, 균주 활성은 아래 수학식 1로 계산된 균주 활성으로, 균주 배양물의 상등액 및 기질을 포함하는 반응액의 단위 부피 당 1분 동안 생성되는 1-케스토스 양(mM)을 생산할 수 있는 효소의 양으로 측정된 균주 활성을 의미한다. As used in the specification of the present invention, the activity of the strain is the activity of the strain calculated by the following equation (1), and the amount of 1-cystose (mM) produced per minute of the reaction solution containing the supernatant and the substrate Quot;), < / RTI >

Figure 112016129410727-pat00003
Figure 112016129410727-pat00003

본 발명의 생산방법에 사용되는 상기 아스페르길루스 나이거 균주는 상기 수학식 1로 계산된 균주 활성이 300 내지 1000U/ml, 바람직하게는 450 내지 700U/ml일 수 있다. 예를 들어 본 발명의 생산 방법에 사용되는 아스페르길루스 나이거 균주는 야생형 아스페르길루스 나이거 균주에 무작위 돌연변이를 2회 이상 실시한 것으로서, 야생형 아스페르길루스 나이거 균주 활성 100%를 기준으로 상대적인 균주 활성이 150 내지 1000%, 바람직하게는 150 내지 600% 인 것을 특징으로 한다.The Aspergillus strain used in the production method of the present invention may have a strain activity of 300 to 1000 U / ml, preferably 450 to 700 U / ml, calculated by Equation (1). For example, the Aspergillus niger strain used in the production method of the present invention is a wild-type Aspergillus niger strain, which is subjected to random mutagenesis twice or more, and the wild type Aspergillus oryzae activity is 100% Is 150 to 1000%, preferably 150 to 600%.

상기 발효 식품은 예를 들어 된장, 청국장, 누룩, 고추장, 낫또 및 메주로 이루어진 군에서 선택된 1 이상일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The fermented food may be, but is not limited to, at least one selected from the group consisting of miso, chungkukjang, koji, kuchujang, natto, and meju.

본 발명의 생산방법에 사용되는 프락토올리고당 생성 효소는 예를 들어 아스페르길루스 나이거 균주의 균체, 배양물, 파쇄물 및 파쇄물의 상등액으로 이루어진 군에서 선택된 1 이상으로부터 얻어질 수 있으며, 그에 따라 본 발명의 생산 방법은 아스페르길루스 나이거 균주 균주의 균체, 배양물, 파쇄물 및 파쇄물의 상등액으로 이루어진 군에서 선택된 1 이상으로부터 효소를 얻는 단계를 추가로 포함할 수 있다.The fructooligosaccharide-forming enzyme used in the production method of the present invention can be obtained from at least one selected from the group consisting of, for example, a bacterium, a culture, a crushed product and a supernatant of a crushed product of an Aspergillus niger strain, The production method of the present invention may further comprise the step of obtaining an enzyme from at least one selected from the group consisting of strains of strains of Aspergillus niger strain, cultures, crumbs and supernatants of lysates.

상기 균주의 배양물은 상기 아스페르길루스 나이거 균주로부터 생산된 효소를 포함하는 것으로, 상기 균주를 포함하거나 포함하지 않는 cell-free 형태일 수 있다. 상기 파쇄물은 상기 아스페르길루스 나이거 균주를 파쇄한 파쇄물 또는 상기 파쇄물을 원심분리하여 얻어진 상등액을 의미하는 것으로 상기 아스페르길루스 나이거 균주로부터 생산된 효소를 포함하는 것이다. 본 명세서에 있어서, 별도의 언급이 없는 한, 프락토올리고당의 제조에 사용되는 아스페르길루스 나이거 균주는 상기 균주의 균체, 상기 균주의 배양물 및 상기 균주의 파쇄물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 의미하는 것으로 사용된다.The culture of the strain includes an enzyme produced from the Aspergillus niger strain, and may be in a cell-free form with or without the strain. The lysate refers to a lysate obtained by disrupting the Aspergillus niger strain or a supernatant obtained by centrifuging the lysate, and includes an enzyme produced from the Aspergillus niger strain. In this specification, unless otherwise stated, the Aspergillus niger strain used in the production of fructooligosaccharide is a strain selected from the group consisting of cells of the strain, the culture of the strain and the disruption of the strain Or more.

이에 따라 본 발명의 일 구체예에서 반응 기질에 활성이 높은 효소를 처리하는 단계는 상기 아스페르길루스 나이거 균주를 반응 기질, 예를 들어 설탕과 반응시키는 단계에 의해 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 상기 아스페르길루스 나이거 균주의 균체를 설탕이 포함된 배양 배지에서 배양하는 단계에 의하여 수행될 수 있다. 다른 구체예에서, 상기 아스페르길루스 나이거 균주를 설탕과 반응시키는 단계는 상기 균주(균체, 균주의 배양물, 균주의 파쇄물 및/또는 상기 파쇄물의 상등액)를 설탕과 접촉시키는 단계, 예컨대, 상기 균주를 설탕과 혼합하는 단계 또는 상기 균주가 고정화된 담체에 설탕을 접촉시키는 단계에 의하여 수행될 수 있다. 이와 같이 아스페르길루스 나이거 균주를 설탕과 반응시킴으로써 설탕을, 고함량의 1-케스토스를 함유하는 프락토올리고당으로 전환하여 생산할 수 있다.Accordingly, in one embodiment of the present invention, the step of treating the enzyme having a high activity to the reaction substrate may be carried out by reacting the Aspergillus strain with the reaction substrate, for example, sugar, And culturing the cells of the Aspergillus strain in a culture medium containing sugar. In another embodiment, the step of reacting the Aspergillus strain with the sugar comprises contacting the strain (the cell, the culture of the strain, the lysate of the strain and / or the supernatant of the lysate) with the sugar, Mixing the strain with sugar, or contacting the sugar with the carrier on which the strain is immobilized. Thus, by reacting an Aspergillus strain with a sugar, the sugar can be produced by converting it into a fructooligosaccharide containing a high content of 1-cystose.

본 발명의 명세서에서 사용되는 효소 활성은 1-케스토스 전환 활성으로서, 아래 수학식 2의 식으로 계산된 균주 활성을 균주 배양물의 상등액 및 기질을 포함하는 반응액 내 단백질 고형분 중량으로 나누어 계산된 단위 단백질 당 활성이다. The enzymatic activity used in the specification of the present invention is 1-cystose conversion activity, and the activity of the strain calculated by the following equation (2) is calculated by dividing the protein activity in the reaction solution containing the supernatant and substrate of the strain culture It is active per protein.

Figure 112016129410727-pat00004
Figure 112016129410727-pat00004

예를 들어 본 발명의 생산 방법에서 사용되는 효소는 단위 단백질 당 효소 활성이 500 내지 5000 U/mg, 바람직하게는 1000 내지 4000 U/mg 일 수 있다. 예를 들어 본 발명의 생산 방법에 사용되는 아스페르길루스 나이거 균주는 야생형 아스페르길루스 나이거 균주에 무작위 돌연변이를 2회 이상 실시한 것으로서, 야생형 아스페르길루스 나이거 효소 활성 100%를 기준으로 상대적인 효소 활성이 500 내지 5,000%, 바람직하게는 2,600 내지 3,000%, 더욱 바람직하게는 2,700 내지 2,800%인 것을 특징으로 한다.For example, the enzyme used in the production method of the present invention may have an enzyme activity per unit protein of 500 to 5000 U / mg, preferably 1000 to 4000 U / mg. For example, the Aspergillus niger strain used in the production method of the present invention is a wild-type Aspergillus niger strain, which is subjected to random mutagenesis twice or more. The wild type Aspergillus oryzae activity is 100% , And has an enzyme activity relative to 500 to 5,000%, preferably 2,600 to 3,000%, more preferably 2,700 to 2,800%.

효율적인 프락토올리고당 생산을 위하여, 반응 기질로서 사용되는 설탕의 농도는 전체 반응물 기준으로 10 내지 80, 바람직하게는 40 내지 60%(w/v)일 수 있으며, 그에 따라 본 발명의 생산 방법은 상기 범위의 농도를 갖는 설탕에 균주를 처리하여 고함량의 1-케스토스를 포함하는 프락토올리고당으로 전환하는 단계를 포함한다. 상기 설탕은 완충용액 또는 물(예컨대 증류수)에 용해된 용액 상태로 사용될 수 있다. 설탕농도가 상기 범위 미만인 경우 프락토올리고당 함량이 동시간 대비 떨어지며, 설탕 농도가 낮아 미생물에 의한 오염 위험성이 있다. 설탕 농도가 상기 범위를 초과하는 경우 흰색으로 자당이 석출됨으로써 프락토올리고당 반응을 저해할 수 있다.For efficient fructooligosaccharide production, the concentration of sugar used as a reaction substrate may be 10 to 80, preferably 40 to 60% (w / v) based on the total reactant, To a fructooligosaccharide containing a high content of 1-cystose. The sugar can be used in the form of a solution dissolved in a buffer solution or water (for example, distilled water). When the sugar concentration is less than the above range, the fructooligosaccharide content is lower than the same time, and the sugar concentration is low, and there is a risk of contamination by microorganisms. When the sugar concentration exceeds the above range, sucrose is precipitated in white, which may inhibit the fructooligosaccharide reaction.

상기 아스페르길루스 나이거 균주를 설탕과 반응시키는 단계는 1 내지 40 시간, 바람직하게는 2 내지 30시간 조건으로 반응되는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 범위에서 프락토올리고당 생산 효소는 프락토올리고당을 20 내지 75, 바람직하게는 30 내지 70의 수율로 생산할 수 있다.The step of reacting the Aspergillus strain with the sugar may be carried out for 1 to 40 hours, preferably 2 to 30 hours. Within this range, the fructooligosaccharide-producing enzyme can produce the fructooligosaccharide in a yield of 20 to 75, preferably 30 to 70.

또한 상기 아스페르길루스 나이거 균주를 설탕과 반응시키는 단계는 30 내지 70℃온도, 바람직하게는 40 내지 65℃의 온도로 반응시킬 수 있으며, 특히 50℃ 이하이면 프락토올리고당 함량이 동시간 대비 떨어질 수 있다.The step of reacting the Aspergillus strain with the sugar may be carried out at a temperature of 30 to 70 ° C, preferably 40 to 65 ° C, and particularly preferably 50 ° C or less, so that the fructooligosaccharide content It can fall.

상기 균주와 설탕을 반응시키는 단계는 상기 아스페르길루스 나이거 균주 및 설탕의 혼합물을 교반하여 이루어질 수 있으며, 교반기가 고속 회전할 때 생성된 공기방울에 의해 효소와 설탕용액 간의 반응 면적이 작아져 교반 속도는 증가할수록 반응성이 낮아지므로 상기 속도 범위로 교반할 때 프락토올리고당이 최적으로 생성될 수 있다.The step of reacting the strain with the sugar may be carried out by stirring the mixture of Aspergillus strain and sugar, and the area of reaction between the enzyme and the sugar solution is reduced by the air bubbles generated when the stirrer rotates at a high speed As the stirring speed is increased, the reactivity is lowered so that the fructooligosaccharide can be optimally produced when stirring is carried out in the above-mentioned speed range.

상기 프락토올리고당 생산방법은 초기 기질의 pH를 조정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 반응은 pH 4 내지 8, 예를 들어, pH 4 내지 7.5의 조건 하에서 수행될 수 있다. 바람직하게는 상기 pH는 반응 기질의 pH로서 반응 중에는 pH 조절을 특징으로 할 수 있다. 상기 pH 조절은 예를 들어 통상적으로 pH 조절을 위해 사용되는 HCl 및 NaOH를 사용할 수 있지만 이에 한정되지 않는다.The method of producing fructooligosaccharide may further comprise adjusting the pH of the initial substrate. The reaction may be carried out under conditions of pH 4 to 8, for example, pH 4 to 7.5. Preferably, the pH is the pH of the reaction substrate and may be characterized by pH control during the reaction. The pH adjustment may, but is not limited to, use, for example, of HCl and NaOH, which are typically used for pH adjustment.

본 발명의 프락토올리고당 생산방법을 위해 균주 배양시, 에어레이션하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 0.1 내지 5vvm, 바람직하게는 0.1 내지 3vvm에서 수행할 수 있다. 상기 에어레이션으로 인하여 균주의 프락토올리고당 전환 효율을 더욱 높일 수 있다.The method for producing the fructooligosaccharide of the present invention may further include an aerating step in the culture of the strain, and may be carried out at 0.1 to 5 vvm, preferably 0.1 to 3 vvm. The aeration can further increase the conversion efficiency of the fructooligosaccharide of the strain.

본 발명의 또 다른 예는 반응 기질에 활성이 높은 효소를 처리하여 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당 생산용 조성물을 제공한다.Another example of the present invention is to provide a composition for producing fructo-oligosaccharide containing high 1-cystose by treating an enzyme having high activity to a reaction substrate.

상기 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당 생산 방법에 관한 사항은 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당 생산용 조성물에 동일하게 적용될 수 있다.The above-mentioned method for producing fructo-oligosaccharide containing a high content of 1-cyste can be similarly applied to a composition for producing fructo-oligosaccharide containing high 1-cystose.

본 발명의 또 다른 일 예로서, 야생형 균주로부터 유도된 돌연변이 균주를 이용하여 반응 기질을 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당으로부터 제조된 1-케스토스를 생산하는 방법 및 이에 의해 제조된 1-케스토스를 제공한다.As another example of the present invention, a method for producing a 1-cystose produced from a high-content 1-cystose-containing fructooligosaccharide using a mutant strain derived from a wild-type strain, and a method for producing 1- Provide custose.

상기 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당 생산 방법에 관한 사항은 1-케스토스 생산 방법 및/또는 이에 의해 제조된 1-케스토스에 동일하게 적용될 수 있다.The matters concerning the production method of the high-content 1-cystose-containing fructo-oligosaccharide can be equally applied to the 1-cystose production method and / or the 1-cystose produced thereby.

예를 들어 본 발명의 1-케스토스 생산 방법은 야생형 균주를 균주 개량하여 돌연변이 균주를 제조하는 단계; 반응 기질로서 10 내지 80 % (w/v) 농도의 농도를 갖는 설탕에 상기 돌연변이 균주를 처리하여 고함량의 1-케스토스를 포함하는 프락토올리고당으로 전환하는 단계; 및 상기 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당을 분리 및/또는 정제하는 단계를 포함할 수 있다.For example, the 1-caste production method of the present invention comprises the steps of: preparing a mutant strain by cultivating a wild type strain; Treating the mutant strain with sugar having a concentration of 10 to 80% (w / v) concentration as a reaction substrate to convert the mutant strain to a fructooligosaccharide containing a high content of 1-cystose; And separating and / or purifying the high-content 1-caste-containing fructooligosaccharide.

본 발명의 또 다른 일 예로서, 야생형에서 유도된 아스페르길루스 나이거 균주로서, 상기 균주로부터 생성되는 효소의 단위 단백질 당 활성이 높은 균주 및 상기 균주에 의해 생성된 프락토올리고당 전환 효소를 제공한다.As another example of the present invention, there is provided an Aspergillus oryzae strain derived from a wild type strain, wherein a strain having high activity per unit protein of an enzyme produced from the strain and a fructooligosaccharide converting enzyme produced by the strain are provided do.

상기 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당 생산 방법에 관한 사항은 상기 균주 및 효소에 동일하게 적용될 수 있다.The matters relating to the production method of the above-mentioned 1-kestose-containing fructooligosaccharide can be equally applied to the above strains and enzymes.

본 발명의 일 예로서, 반응 기질에 활성이 높은 효소를 처리하여 생산된 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당 함유 기능성 식품, 의약(품), 또는 화장료 조성물을 제공한다.As an example of the present invention, there is provided a functional food, a medicinal product, or a cosmetic composition containing a high-content 1-cystose-containing fructooligosaccharide produced by treating an enzyme having high activity to a reaction substrate.

상기 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당 생산 방법에 관한 사항은 상기 기능성 식품, 의약(품) 또는 화장료 조성물에 동일하게 적용될 수 있다.The above matters relating to the production method of the high-content 1-cystose-containing fructooligosaccharide can be similarly applied to the functional food, the medicinal product or the cosmetic composition.

본 발명의 기능성 식품, 의약, 또는 화장료 조성물은 면역증강용, 장 질환 예방, 아토피 예방용 및/또는 당뇨 예방용 기능성 식품일 수 있다.The functional food, medicament, or cosmetic composition of the present invention may be a functional food for immunity enhancement, intestinal disease prevention, atopic prevention and / or diabetes prevention.

본 발명의 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당 생산 방법에 의해 제조된 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당은 높은 순도의 1-케스토스를 함유하며, 상대적으로 낮은 함량의 니스토스 및/또는 1-F-프락토퓨라노실니스토스가 생성되거나, 1-F-프락토퓨라노실니스토스가 전혀 생성되지 않을 수 있다. 이에 따라 본 발명의 생산 방법에 따라 제조된 프락토올리고당은 높은 1-케스토스 함량 및 낮은 니스토스 및 1-F-프락토퓨라노실니스토스 함량으로 인해 흡수성이 낮고 결정성을 갖는 특성이 있어, 보관 및 유통이 용이하다. 뿐만 아니라 장내 유익균 증식, 면역 증강, 아토피 예방 및 당뇨 예방에 효과가 우수하여 아토피 예방/면역 강화 식품의 보조제, 특히 영유아 유제품 식품, 의약품 또는 화장품 등에 적용할 경우 기능성 첨가제로서 유용하게 적용될 수 있다.The high-content 1-cystose-containing fructooligosaccharide produced by the high-content 1-cystose-containing fructooligosaccharide production method of the present invention contains a high purity 1-cystose and has a relatively low content of nystat and / Or 1-F-fructofuranosylnitol may be produced, or 1-F-fructofuranosylnitol may not be produced at all. Accordingly, the fructooligosaccharide produced according to the production method of the present invention has a low water absorption property and crystallinity due to a high 1-casein content and a low content of nisuitose and 1-F-fructofuranosylnistose , It is easy to store and distribute. In addition, it can be advantageously applied as a functional additive when it is applied to an adjuvant of food preventing / immune strengthening foods, especially foods for infants, dairy foods, medicines or cosmetics, because of its excellent effects on proliferation of intestinal beneficial bacteria, immunity enhancement, prevention of atopy and prevention of diabetes.

본 발명은 고함량의 1-케스토스를 포함하는 프락토올리고당을 제조할 수 있어, 1-케스토스의 분리 및 정제가 유리하고, 흡습성이 낮고 결정성이 높아 보관 및 운반이 용이하며 고함량 1-케스토스 함량에 따른 1-케스토스의 유의한 임상적 효과가 있어, 예를 들어 면역증강용, 장 질환 예방, 아토피 예방용 및/또는 당뇨 예방용 기능성 식품에 유용하게 적용될 수 있다.The present invention can produce a fructooligosaccharide containing a high content of 1-cystose, which is advantageous for separation and purification of 1-cystose, has low hygroscopicity and high crystallinity, is easy to store and transport, and has a high content of 1 There is a significant clinical effect of 1-cestose according to the content of cestose, and thus it can be effectively applied to functional foods for immunity enhancement, prevention of bowel disease, prevention of atopy and / or prevention of diabetes.

또한, 본 발명의 고함량 1-케스토스 함유 프락토올리고당은 유전자 재조합 균주가 아닌 야생형 균주(wild type)로부터 유도된 개량 균주(non-GMO)로, 프락토올리고당을 생산할 수 있어 종래 유전자 재조합 균주(GMO)에 의해 예견되는 위험성이 없는 것을 특징으로 한다.In addition, the fructooligosaccharide containing a high content of 1-cystose of the present invention is a non-GMO derived from a wild type strain, not a genetic recombinant strain, and can produce fructooligosaccharide, (GMO). ≪ / RTI >

도 1은 본 발명의 균주 선별에 사용되는 선택적 돌연변이를 통한 1-케스토스 과생산 균주 선별 과정을 도시화한 것이다.
도 2는 농축된 효소(Crude enzyme)의 Q-Sepharose 컬럼 크로마토그래픽 분석 결과이다.
도 3은 베타-프락토푸라노시다제 효소의 제조 단계별 SDS-PAGE 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 3차 변이주에 의해 생산된 베타-프락토푸라노시다제를 이용한 시간 별 1-케스토스(GF2) 및 프락토올리고당 함량을 나타낸 것이다(Suc: sucrose, GF2: kestose, GF3: nystose, GF4: fructofuranosylnytrose)
도 5는 4-3차 변이주에 의해 생산된 베타-프락토푸라노시다제를 이용한 시간 별 1-케스토스(GF2) 및 프락토올리고당 함량을 나타낸 것이다(Suc: sucrose, GF2: kestose, GF3: nystose, GF4: fructofuranosylnytrose)
FIG. 1 is a view showing a process of selecting 1-cestose and a producing strain through selective mutation used in the strain selection of the present invention.
FIG. 2 shows the results of a Q-Sepharose column chromatographic analysis of a concentrated enzyme.
FIG. 3 shows the result of SDS-PAGE for the preparation of the enzyme of beta-fructofuranosidase.
FIG. 4 shows the content of 1-cystose (GF2) and fructooligosaccharide (Suc: sucrose, GF2: kestose, GF3: nystose, GF4: fructofuranosylnytrose)
FIG. 5 shows the content of 1-cystose (GF2) and fructooligosaccharide (Suc: sucrose, GF2: kestose, GF3: nystose, GF4: fructofuranosylnytrose)

하기 예시적인 실시예를 들어 본 발명을 더욱 자세히 설명할 것이나, 본 발명의 보호범위가 하기 실시예로 한정되는 의도는 아니다. The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of protection of the present invention is not intended to be limited to the following examples.

실시예Example 1: One: 설탕을 Sugar 프락토올리고당으로As fructo-oligosaccharides 전환하는  Convert 식품 유래Food origin 미생물 분리 Microbial separation

1.1 시료 내 균주 배양 및 분리1.1 Culture and isolation of a strain in a sample

프락토올리고당 전환효소를 생산하는 미생물을 탐색하기 위해 국내의 된장, 청국장, 누룩, 고추장, 낫또 및 메주와 같은 대표적인 발효 식품으로부터 시료를 채취하였다(백화점, 마트 및 재래시장에서 구입 : 대구 롯데백화점, 대구 칠성시장, 대전 둔산동 이마트, 대전 대덕 롯데마트). 채취한 식품시료 1g을 0.85% NaCl 10mL에 현탁하고, 현탁액 100ul를 Wallerstein Laboratory Nutrient Agar(WLNA), Potato Dextrose Agar(PDA), Inulin Agar(IA) media에 도말한 후 28℃에서 3일간 배양하였다. 고체배지에서 자란 콜로니 중에서 모양과 크기가 다른 것을 선별하여 분리한 후 생산배지에 30℃에서 5일간 진탕 배양 하였다. 상기 각 배지의 조성은 아래 표 1에 나타내었다.To investigate microorganisms that produce fructooligosaccharide converting enzyme, samples were taken from representative fermented foods such as domestic miso, chungkukjang, nougul, kochujang, natto and meju (purchased from department store, mart and traditional market: Daegu Lotte Department Store, Daegu Chilsung Market, Daejeon Dunsan-e-Mart and Daejeon Daedeok Lotte Mart). 1 g of the collected food sample was suspended in 10 mL of 0.85% NaCl and 100 μL of the suspension was plated on Wallerstein Laboratory Nutrient Agar (WLNA), Potato Dextrose Agar (PDA) and Inulin Agar (IA) media and incubated at 28 ° C for 3 days. The colonies grown in the solid medium were sorted and separated in different shapes and sizes, and cultured in the production medium at 30 ° C for 5 days with shaking. The composition of each of the above media is shown in Table 1 below.

배지성분Medium component WLNA(g/L)WLNA (g / L) PDA(g/L)PDA (g / L) IA(g/L)IA (g / L) 생산배지Production badge Yeast extractYeast extract 44 -- 1One 3535 Potato starchPotato starch -- 44 -- -- InulinInulin -- -- 2020 -- BactocasitoneBactocasitone 55 -- -- -- SucroseSucrose -- -- -- 150150 DextroseDextrose 5050 2020 -- -- K2HPO4K2HPO4 1One -- 1One -- KClKCl 0.1250.125 -- -- -- MgSO4-7H2OMgSO4-7H2O 0.250.25 -- 0.50.5 -- FeCl3FeCl3 0.00250.0025 -- -- -- MnSO4MnSO4 0.00250.0025 -- -- -- NaNO3NaNO3  -- -- 33 -- Bromocresol greenBromocresol green 0.0220.022 -- -- -- AgarAgar 2020 2020 2020 -- CMC*CMC * -- -- -- 55 pHpH pH6pH6 -- pH5pH5 pH6.5pH 6.5

* CMC : carboxymethylcellulose sodium salt* CMC: carboxymethylcellulose sodium salt

배양한 균체는 원심분리하여 상등액을 취하여 상등액을 crude enzyme으로 사용하였다. Crude enzyme은 25% 설탕을 기질로 사용해 40℃에서 24시간동안 반응하였으며, 반응물은 TLC로 분석하였다. 467종의 균주 가운데 TLC 결과를 통해 설탕을 프락토올리고당으로 전환한 균주 10종을 스크리닝 하였다. The supernatant was centrifuged and the supernatant was used as a crude enzyme. Crude enzyme was reacted with 25% sugar at 40 ℃ for 24 hrs. The reaction was analyzed by TLC. Among 467 strains, 10 strains transformed with sucrose to fructooligosaccharides were screened by TLC.

1.2 모균주 선정1.2 Selection of parent strain

실시예 1.1에서 선별된 설탕을 프락토올리고당으로 전환하는 균주 10종은 15% sucrose, 3.5% yeast extract와 0.5% CM cellulose (pH6.5) 함유한 액체배지에 접종하여 30℃의 온도에서 5일간 진탕배양 하였다. 배양액은 원심분리하여 상등액과 균체를 분리한 뒤, 상등액만 취하여 Crude enzyme으로 사용하였다. Crude enzyme은 25% 설탕을 기질로 사용하여 40℃의 온도에서 30분 동안 반응하였으며 HPLC RI 분석을 프락토올리고당 생성 효소의 활성을 비교하였다. 활성을 비교한 10개의 분리 균주에 대해 동정도 진행하였다. 균주 동정을 위해 PCR을 진행하였으며 universal primer NL1, NL4를 사용하여 PCR 진행 후, 염기 서열 분석을 진행하였다. 염기 서열 분석 후, NCBI의 database를 참고하여 확인하여 균주를 동정하였다. Ten strains transforming the sugar selected in Example 1.1 into fructooligosaccharides were inoculated into a liquid medium containing 15% sucrose, 3.5% yeast extract and 0.5% CM cellulose (pH 6.5) and incubated at 30 ° C for 5 days And shake cultured. The culture broth was centrifuged to separate the supernatant and cells, and the supernatant was used as a crude enzyme. Crude enzyme was reacted with 25% sucrose at 40 ℃ for 30 min. HPLC RI assay was used to compare the activity of fructooligosaccharide synthase. Identification was also performed on 10 isolates that were compared for activity. PCR was performed for identification of strains. PCR was carried out using universal primers NL1 and NL4, followed by sequencing. After the nucleotide sequence analysis, the strain was identified by referring to the NCBI database.

동정 결과를 표 2에 나타내었으며, 동정된 균주는 Pichia farinose, Yarrowia lipolytica, Millerozyma farinose, Aspergillus oryzae, 아스페르길루스 나이거이었으며, 이 중 활성이 가장 우수한 아스페르길루스 나이거를 최종 우수 분리 균주로 선정하였으며, 이를 대상으로 추후 실험을 진행하였다.The results are shown in Table 2. The identified strains were Pichia farinose, Yarrowia lipolytica, Millerozyma farinose, Aspergillus oryzae, and Aspergillus niger. Aspergillus niger, The results of this study are as follows.

동정된 균주명Identified strain name 18S rRNA서열번호18S rRNA SEQ ID NO 식품종류Food type 개수Count 활성(U/mL)Active (U / mL) 기타Other pichiapichia farinosefarinose 서열번호 1SEQ ID NO: 1 된장Miso 1One 3.33.3 YeastYeast YarrowiaYarrowia liplyticaliplytica 서열번호 2SEQ ID NO: 2 청국장Cheonggukjang 1One 1.711.71 MilerozymaMilerozyma farinosefarinose 서열번호 3SEQ ID NO: 3 청국장Cheonggukjang 1One 2.472.47 AspergillusAspergillus oryzaeoryzae 서열번호 4SEQ ID NO: 4 메주Meju 66 20~2520-25 FungiFungi AspergillusAspergillus niger niger 서열번호 5SEQ ID NO: 5 메주Meju 1One 3030 총계sum 99    

실시예Example 2.  2. 프락토올리고당Fructooligosaccharide 고생산 1차 내지 3차 변이주 선별 Selection of high production primary to tertiary mutants

실시예 1에서 분리한 모균주를 Potato dextrose Agar(PDA) Plate에 도말한 후, 28℃의 온도에서 3일간 배양하였다. Plate에 생성된 spore만 모아서 glycerol stock을 제조하여 보관하였다. 제조한 Glycerol stock을 돌연변이에 사용하기 위해 glycerol을 제거하고 3차례 세척을 진행하였다. 세척된 spore를 이용하여 돌연변이를 진행하며 돌연변이원은 NTG(N-methyl-N-nitroso-guanidin)와 UV 254nm를 함께 사용하였다. 세척된 spore에 2 mg/ml로 녹인 NTG 용액 1 ml을 혼합하여 10분간 실온에서 방치하였다. 원심분리 과정을 통해 NTG 용액을 제거한 후, 3차례 세척 과정을 진행하였다. 세척 완료된 spore에 멸균수 1 ml을 첨가하여 현탁 시킨 후 적당히 희석하여 고체 배지에 도말하였다. The parent strain isolated in Example 1 was plated on a Potato dextrose agar (PDA) plate and cultured at 28 ° C for 3 days. Glycerol stocks were prepared by collecting the spores generated on the plate. The glycerol stock was used to mutagenize glycerol stock and washed 3 times. Mutagenesis was carried out using a washed spore, and UV-254 nm was used in combination with NTG (N-methyl-N-nitroso-guanidine) as a mutagen. 1 ml of NTG solution dissolved at 2 mg / ml in washed spore was mixed and left at room temperature for 10 minutes. The NTG solution was removed by centrifugation and then washed three times. 1 ml of sterilized water was added to the washed spore, and the suspension was suspended and appropriately diluted and plated on a solid medium.

MediumMedium g/Lg / L GlycerolGlycerol 3030 2-Deoxyglucose2-Deoxyglucose 1One MgSO4-7H2OMgSO4-7H2O 1One Sodium glutamateSodium glutamate 22 KClKCl 0.50.5 K2HPO4K2HPO4 1One FeSO4-7H2OFeSO4-7H2O 0.010.01 AgarAgar 2020 pH5.5pH 5.5

고체 배지 조성은 상기 표 3과 같으며, Maker로 2-deoxyglucose를 사용하여 2-deoxyglucose가 포함된 고체배지에 도말하여 UV 254 nm에서 1분간 조사하였다. 돌연변이를 통해 선별된 콜로니는 액체 배양(생산 배지)하여 활성 측정을 진행하였다. 활성 측정은 설탕 100 g/L와 40mM McIlvaine buffer (pH 5.0), 효소를 혼합하여 40℃의 반응온도에서 30분 동안 반응하고 끓는 물에 10분간 처리하여 반응을 정지한다. HPLC 분석을 통해 환산하였다. 전환 활성이 우수한 1차 변이주를 선별하였으며, 1차 변이주에 대하여 상기 돌연변이 과정을 다시 거쳐 전환 활성이 우수한 2차 변이주를 추가 선별하였으며, 다시 2차 변이주에 대하여 상기 돌연변이 과정을 다시 거쳐 전환 활성이 우수한 3차 변이주를 추가 선별하였다. The composition of the solid medium was as shown in Table 3, and 2-deoxyglucose was used as a maker. The solid medium was coated on solid medium containing 2-deoxyglucose and irradiated at 254 nm for 1 minute. Colonies selected through mutation were subjected to liquid culture (production medium) for active measurement. The activity is measured by mixing 100 g / L of sugar and 40 mM McIlvaine buffer (pH 5.0) and enzyme, reacting at 40 ° C for 30 minutes and stopping the reaction for 10 minutes in boiling water. HPLC analysis. A first mutant having an excellent conversion activity was selected and the first mutant was further subjected to the mutagenesis process to further select a second mutant having an excellent converting activity. The second mutant was further screened for the second mutant, Third mutants were further screened.

실시예Example 3.  3. 고함량High content 1- One- 케스토스Kestos 생산 4차 변이주 선별 Production 4th mutant selection

3.1 돌연변이3.1 Mutation

실시예 2에서 선별한 3차 변이주를 PDA 고체배지(Potato dextrose Agar(PDA) Plate)에 도말한 후, 28℃의 온도에서 3일간 배양하였다. 고체배지에 생성된 포자(Spore)만 모아서 glycerol stock를 제조하여 장기 보관하였다. 제조한 Glycerol stock을 돌연변이에 사용하기 위해서는 glycerol을 제거하기 위해 멸균수 및 0.01% Trixto X-100으로 3차례 이상 세척하여 주었다. 돌연변이로 사용한 Mutagen 방법은 UV조사 및 NTG(N-methyl-N-nitroso-guanidin)를 사용하였다. UV조사를 통한 변이는 한천 배지에 준비된 Spore를 100ul 넣고 고르게 도말 한 후 30sec ~ 90sec동안 petri dish 내에서 UV(40W의 UV으로 25~30cm의 거리)에 노출시켰다. 노출되는 UV 파장은 254nm이고, 28~30 로 일주일 동안 배양하여 자외선에 의하여 돌연변이가 유발된 돌연변이체를 얻었다. 최적 사멸률은 99%가 되도록 조정하였다. 모균주, 1차 변이주 내지 3차 변이주의 활성을 비교한 결과를 표 4에 나타내었다.The third mutant selected in Example 2 was plated on a PDA solid medium (PDA) plate and cultured at 28 DEG C for 3 days. Glycerol stock was prepared by collecting the spores produced in the solid medium and stored for a long time. The glycerol stock was washed three times with sterilized water and 0.01% Trixto X-100 to remove glycerol. The mutagen method used for the mutation was UV irradiation and NTG (N-methyl-N-nitroso-guanidine). Variation through UV irradiation was carried out in a petri dish (25-30 cm distance with UV of 40 W) in a petri dish for 30 sec to 90 sec after 100 ul of Spore prepared in an agar medium was added and smoothed evenly. The exposed UV wavelength was 254 nm, and the mutant was induced by UV light for one week at 28-30. The optimal mortality rate was adjusted to 99%. Table 4 shows the results of comparing the activities of the parent strains, the first mutant and the third mutant.

균주Strain 활성 (U/ml)The activity (U / ml) 단백질 (mg/mL)Protein (mg / mL) 단위 단백질 당 활성(U/mg)Activity per unit protein (U / mg) Packed Mycelia Volume (v/v, %)Packed Mycelia Volume (v / v,%) 모균주(wild)The parent strain (wild) 150150 3030 400400 2020 1차 변이주Primary mutant 315315 5050 630630 22.522.5 2차 변이주Secondary mutant 455455 7070 13001300 2424 3차 변이주Third mutant 824824 9898 3363 3363 26.426.4

3.2 변이주 선별3.2 Screening mutants

실시예 3.1에서 NTG을 사용한 변이는 Spore을 씻는 동안 NTG을 2mg/ml의 농도로 멸균수에서 잘 녹이고, 포자(Spore)에 NTG 솔루션을 넣어서 잘 섞이게 하였다. 이것을 상온에서 10분간 처리하였다. 처리된 NTG는 원심분리를 통하여 제거하고 3차례에 멸균수로 세척을 실시하였고 돌연변이를 한 균주를 멸균수 1mL 첨가하여 현탁하였다. 이렇게 변이를 통하여 살아남은 균주는 최소영양 고체배지(minimal medium, MM) (표 5) 위에 10-1 ~ 10-3으로 희석하여 100uL를 배지에 도말 하였다. 5일 정도 지난 다음에 콜로니(colony)가 형성이 되고 1주 후에는 완성된 콜로니(colony )를 형성한다. 형성된 콜로니(colony) 가운데 고함량 1-케스토스를 생산하는 균주를 선별하기 위하여 자당(sucrose )또는 순수 분리된 1-케스토스가 함유된 2개의 표 6 고체 배지 위에 각각 동일 콜로니(colony)를 접종한다. 순수 분리된 GF2(1-케스토스)와 pH 지시약(indicator)를 포함한 고체배지에서 돌연변이 균주가 자라면서 pH가 낮아져 콜로니의 색깔이 변하는 것은 GF2가 분리되는 것이므로 후보로부터 제외하고, 색깔이 변하지 않는 즉, 생성된 GF2가 분해되지 않는 콜로니를 GF2 과생산 효소에 대한 후보로 확정한다. 후보 콜로니들은 기존의 방법에 따라 GF2와 GF3의 생성비를 정량적으로 분석하여 고함량 1-케스토스 생산을 위한 최종 균주 4-1 내지 4-3차 변이주로 확정하였다. 상기 선별 과정을 도 1에 개략적으로 나타내었다.In Example 3.1, NTG was dissolved in sterilized water at a concentration of 2 mg / ml while the Spore was washed, and NTG solution was added to the Spore. This was treated at room temperature for 10 minutes. The treated NTG was removed by centrifugation, washed 3 times with sterile water, and 1 mL of sterilized water was added to the mutant strain. The strains that survived this mutation were diluted to 10 -1 to 10 -3 on minimal medium (MM) (Table 5) and plated on the medium. After about 5 days, a colony is formed, and after 1 week, a completed colony is formed. In order to select strains producing high-content 1-kestos among the formed colonies, the same colony was inoculated on each of two tablets 6 solid medium containing sucrose or pure 1-kestose. do. In the solid medium containing pure GF2 (1-kestose) and pH indicator, the mutant strain grows and pH is lowered and the color of the colonies changes. This is because the GF2 is separated, , And the colonies in which the generated GF2 is not degraded are identified as candidates for GF2 and the production enzyme. Candidate colonies were quantitatively analyzed for the production ratio of GF2 and GF3 according to the conventional method and confirmed as 4-1 to 4-3 mutants of the final strains for production of a high content of 1-cystose. The selection process is schematically shown in FIG.

배지성분Medium component g/Lg / L GlycerolGlycerol 3030 2-Deoxyglucose2-Deoxyglucose 1010 MgSO4-7H2OMgSO4-7H2O 0.50.5 K2HpPO4K2HpPO4 1One NaNO3NaNO3 33 KClKCl 0.50.5 FeSO4-7H2OFeSO4-7H2O 0.010.01 AgarAgar 2020 TemperatureTemperature 30℃30 pHpH 77

배지성분Medium component g/Lg / L Sucrose or KestoseSucrose or Kestose 30g/L30g / L Yeast nitrogen base(w/o amnio acids)Yeast nitrogen base (w / o amnio acids) 6.7g/L6.7 g / L AgarAgar 20g/L20g / L pHpH 5.55.5

상기 4-3차 변이주는 2016년 10월 28일자로 KCTC에 기탁하여 수탁번호 KCTC 13139BP를 부여 받았다. The fourth-third mutant strain was deposited with KCTC on October 28, 2016 and granted accession number KCTC 13139BP.

실시예Example 4.  4. 고함량High content 1- One- 케스토스Kestos 생산 균주의 활성 평가 Evaluation of activity of production strains

실시예 2의 3차 변이주 및 실시예 3의 4-1 내지 4-3차 변이주 균체(Mutant colony)의 배양은 균체 중에서 최소영양배지( Minimal medium )안에 선택 마커(selection marker)가 있는 고체배지에서 단일(single) 콜로니를 취해서 선택 마커(selection marker)가 없는 최소영양배지(minimal medium)으로 계대하여, 고체배지에 박힌 상태로 잘 자라는 콜로니를 선별하여 종균배양 배지 (seed culture medium), 표 7)에 접종하였다. 균체를 15mL 튜브(round bottom tube)에 3mL의 전배양 배지를 분주한 것에 접종하여, 28℃의 온도에서 1일간 배양하였다. 전배양한 균주는 50mL의 생산배지(표 7)에 접종하고 5일간 28℃의 온도 조건에서 배양하였다. 생산배지에서 배양한 세포 배양액 중에서 0.5 ml은 40% 글리세롤(glyceol)와 혼합하여 -70℃의 온도로 보관하였다.The third mutant of Example 2 and the 4-1 to 4-3 mutant colonies of Example 3 were cultured in a solid medium containing a selection marker in a minimal medium among the cells Single colonies were picked and cultured in a minimal medium without selection markers. Seed colonies were picked up in a solid medium and seeded in a seed culture medium (Table 7) Lt; / RTI > The cells were inoculated in a 15 mL round bottom tube with 3 mL of the pre-culture medium and cultured at 28 DEG C for 1 day. The pre-cultured strains were inoculated into 50 mL of production medium (Table 7) and cultured at 28 ° C for 5 days. 0.5 ml of the cell culture in the production medium was mixed with 40% glycerol and stored at -70 ° C.

배지성분Medium component 종균 배양 배지(g/L)Seed culture medium (g / L) 생산배지(g/L)Production medium (g / L) SucroseSucrose 5050 150150 Malt extractMalt extract 77   Yeast extractYeast extract   77 PeptonePeptone 1010   CMCCMC 55 55 NaClNaCl 33   pHpH pH 6.5pH 6.5 pH 6.5pH 6.5

상기 변이주의 효소 활성 확인은 플라스크 배양으로 진행하였다. 생산배지에서 약 5일간 배양 후, 배양 상등액을 일정량 취해 기질인 250 g/L 설탕과 McIlvain buffer (pH 5)을 혼합하여 40℃의 온도에서 30분 동안 반응하였다. 효소 반응 중지는 100℃에서 10분간 가열하여 중지시키고 HPLC를 통하여 1-케스토스 생산을 확인하였다. HPLC 분석은 NH2-P 50 4E 컬럼(shodex)이 장착된 HPLC(Agilent, USA)의 Refractive Index Detector를 이용하였으며 (Agilent 1260 RID) 용매는 70%아세토나이트릴, 30℃에서 유속 1.0ml/min으로 수행하였다. 모균주와 돌연변이 선별주의 프락토올리고당 전환 활성 및 1-케스토스 전환률을 비교하여 아래 표 8에 나타내었다. Enzyme activity of the mutant was confirmed by flask culture. After culturing for about 5 days in the production medium, a certain amount of the culture supernatant was taken and mixed with 250 g / L sugar and McIlvain buffer (pH 5) as a substrate and reacted at 40 ° C for 30 minutes. The enzyme reaction was terminated by heating at 100 ° C for 10 minutes, and 1-cystose production was confirmed by HPLC. HPLC analysis was carried out using a Refractive Index Detector (Agilent, USA) equipped with NH2-P 50 4E column (shodex) (Agilent 1260 RID) with 70% acetonitrile Respectively. Table 8 below compares the fructooligosaccharide conversion activity and 1-cestose conversion rate of the parent strains and the mutant screening strains.

변이주Mutant 균주 활성(U/mL)Strain activity (U / mL) 단백질 (mg/ml)Protein (mg / ml) 효소 활성(U/mg)Enzyme activity (U / mg) 1-kestose전환율(%)1-kestose conversion (%) 모균주(Wild)The parent strain (Wild) 3535 1515 47 47 3030 3차 변이주Third mutant 300300 5858 517 517 3838 4-1차 변이주4-1 mutator 350350 6464 1094 1094 4242 4-2차 변이주4-2 mutant 450450 7272 1250 1250 4444 4-3차 변이주4-3 mutation 500500 7777 1299 1299 4545

실시예Example 5.  5. 프락토올리고당Fructooligosaccharide 생산 효소 분리 및 정제 Production enzyme separation and purification

실시예 3의 4-3차 변이주의 배양액에서 균체 제거 및 배양 상등액 회수는 원심분리를 통해 균체를 제거하여 배양 상등액을 모았다. 균체가 제거된 배양액을 microfluidezer(MF)을 통해서 부유물 제거 하는 공정을 실시하였다. 사용한 여과 필터는 0.45μm 사이즈를 사용하였다. 균체 및 부유물을 완전히 제거한 다음 배양액을 가압하여 한외여과(ultrafiltration(UF))로 여과하여 농축을 실시하였다. 반투막 분리는 분자량 30kDa 사이즈를 사용하여 반투막 보다 분자량이 작은 물질은 투과 시키고 그 이상의 물질인 분자량 β-fructofuranosidase(100kDa)은 회수 하는 방법을 사용했으면 5배 이상 농축을 실시 하였다. 음이온 교환 컬럼을 통해 정제를 실시하기 위해서 20mM sodium phosphate 버퍼 pH 7.2용액으로 투석(dialysis)을 실시하여 농축액 pH값이 6.8~7.2가 될 때까지 실시하였다. β-fructofuranosidase에 사용되는 레진의 pI값이 6.5~7이므로 크로마토그래픽 정제 시 효소가 잘 binding 될 수 있다.In the culture medium of the 4th to 3rd mutant strains of Example 3, the cells were removed by centrifugation to remove the cells and to recover the culture supernatant, and the culture supernatant was collected. The culture solution from which the cells were removed was subjected to a process of removing suspended solids through a microfluidizer (MF). The filter used was 0.45 μm in size. After the cells and suspension were completely removed, the culture was pressurized and concentrated by ultrafiltration (UF). Semi-permeable membrane separation was carried out by using a molecular weight of 30 kDa to permeate a substance having a smaller molecular weight than that of the semipermeable membrane, and to concentrate the substance above 5 times as long as the molecular weight of β-fructofuranosidase (100 kDa) was recovered. For purification through anion exchange column, dialysis was performed with 20 mM sodium phosphate buffer, pH 7.2 solution, until the pH of the concentrate reached 6.8 ~ 7.2. Since the pI value of the resin used for β-fructofuranosidase is 6.5 to 7, the enzyme can be bound well during chromatographic purification.

크로마토그래픽 효소 정제는 UF 처리 용액에 침전물을 제거하기 위해서 원심분리를 실시하였다. 음이온 교환 컬럼(Q-Separose, GE Healthcare Co.Ltd.,)을 용출 시키기 위해서 sodium chloride(NaCl)을 Stepwise 방식으로 수행하였다. 버퍼 A용액은 20mM sodium phosphate, pH 7.2을 사용하였고 버퍼 B용액은 20mM sodium phosphate, pH7.2에 1M NaCl이 첨가된 용액을 사용하였다. 유속은 13mL/min을 사용하였고 레진 g당 2000 U정도 결합하는 양으로 효소량을 주입하였다. 용출 단계는 먼저 washing단계(버퍼 A, 1.5CV)을 실시하였고 20% 버퍼 B로 일차 용출(1.5CV)을 하고 40% 버퍼 B로 이차 용출을 하였고 60% 버퍼 B로 마지막 용출일 실시하였다. 마지막으로 컬럼을 세척하기 위해서 100% 버퍼 B로 용출 하였다. 상기 크로마토그래픽 정제에 의한 분석 결과를 도 2에 나타내었으며, 용출 되는 분획을 회수하여 활성을 측정하였다. 40% 버퍼 B에서 나오는 Peak 3이 가장 높은 효소 활성이 나타내는 것을 확인하였다. Chromatographic enzyme purification was performed by centrifuging the UF treatment solution to remove precipitates. In order to elute the anion exchange column (Q-Separose, GE Healthcare Co., Ltd.), sodium chloride (NaCl) was performed in a stepwise manner. Buffer A solution was 20 mM sodium phosphate, pH 7.2, and Buffer B solution was 20 mM sodium phosphate, pH 7.2, containing 1 M NaCl. The flow rate was 13 mL / min and an amount of enzyme was injected in an amount of 2000 U per gram of resin. The elution step was first washed (buffer A, 1.5 CV), subjected to primary elution (1.5 CV) with 20% buffer B, secondary elution with 40% buffer B and final elution with 60% buffer B. Finally, the column was eluted with 100% buffer B to wash the column. The analytical results of the chromatographic purification are shown in FIG. 2, and the eluted fractions were recovered and the activity was measured. Peak 3 from 40% buffer B showed the highest enzyme activity.

상기 SDS-PAGE 결과를 도 3에 나타내었다. SDS-PAGE gel결과에 볼 수 있듯이 단계별로 목적 단백질을 제외한 저분자량이 제거 되고 크로마토그래픽 정제 효소가 상업적으로 팔고 있는 메이지 효소와 거의 비슷한 수준 정도까지 되는 것을 확인 할 수 있었다.The SDS-PAGE results are shown in FIG. As can be seen from the results of SDS-PAGE gel, it was confirmed that the low molecular weight except for the target protein was removed step by step and the chromatographic purification enzyme was almost similar to the commercially available Meiji enzyme.

실시예Example 6.  6. 프락토올리고당Fructooligosaccharide 생산 효소를 이용한  Using production enzymes 고함량High content 1- One- 케스토스Kestos 생산 production

6.1 효소 활성 평가6.1 Evaluation of enzyme activity

실시예 5에서 제조된 효소를 이용하여 55℃의 온도에서 기질로서 600 g/L의 설탕과 반응하여 효소별 1-케스토스 및 프락토올리고당 전환 활성을 비교하였다. The enzyme prepared in Example 5 was reacted with 600 g / L of sugar as a substrate at a temperature of 55 ° C to compare the activities of 1-cestose and fructooligosaccharide conversion by enzyme.

3차 변이주 및 4-3차 변이주로부터 분리된 효소의 활성 평가 결과를 표 9에 나타내었으며, 효소 종류별 1-케스토스 함량은 4-3차 변이주가 45% 이상으로 3차 변이주 30% 보다 15% 정도 더 생성되는 것을 확인 할 수 있었다. 또한, 프락토올리고당 비율도 55% 이상으로 거의 차이 없는 것을 확인 할 수 있었다. The results of activity evaluation of the enzymes isolated from the 3rd and 4th mutants are shown in Table 9. The content of 1-kestose by enzyme type was 45% or more in the 4th-3rd mutant, 15% Of the total volume. In addition, it was confirmed that the fructooligosaccharide ratio was 55% or more, with almost no difference.

Figure 112016129410727-pat00005
Figure 112016129410727-pat00005

6.2 당 조성 분석6.2 Analysis of sugar composition

실시예 5에서 분리된 효소와 설탕의 반응시간을 0, 6, 11, 15, 18, 22,및 25시간으로 할 때 각 시간에 따라 당액 내 당류를 분석하고 그 결과를 상기 3차 변이주에서 생성된 프락토올리고당 생산 효소, 즉 베타-프락토푸라노시다제 처리 결과를 표 10 및 도 4에, 고함량 1-케스토스 개량에 사용한 균주 (4-3차 변이주)의 처리 결과를 표 11 및 도 5에 나타내었으며, 3차 변이주와 4-3차 변이주의 설탕 함량에 따른 GF2/(GF3+GF4) 값을 비교한 결과를 도 6에 나타내었다.When the reaction time of the enzyme separated in Example 5 and sugar was set to 0, 6, 11, 15, 18, 22, and 25 hours, the saccharide in the sugar solution was analyzed according to each time and the result was generated in the third mutant The treatment results of the treated fructooligosaccharide-producing enzyme, i.e., beta-fructofuranosidase treatment results, are shown in Tables 10 and 4, and the treatment results of the strain (4- FIG. 5 shows the results of comparing the values of GF2 / (GF3 + GF4) according to the sugar content of the third mutant and the fourth mutant.

반응
시간(h)
reaction
Time (h)
FruFru GluGlu SucSuc GF2GF2 GF3GF3 GF4GF4 FOSFOS GF2/
(GF3+GF4)
GF2 /
(GF3 + GF4)
{GF2/(GF3+GF4)}*Suc{GF2 / (GF3 + GF4)} * Suc GF2/(GF3*Suc)GF2 / (GF3 * Suc)
00 00 00 100 100 0 0 0 0 0 0 0 0 00 -- -- 66 0.6 0.6 10.6 10.6 58.4 58.4 27.8 27.8 2.5 2.5 0.1 0.1 30.4 30.4 10.9 10.9 0.19 0.19 0.190.19 1212 0.5 0.5 14.8 14.8 32.6 32.6 38.5 38.5 8.6 8.6 0.2 0.2 50.2 50.2 4.4 4.4 0.13 0.13 0.140.14 1515 0.8 0.8 21.6 21.6 20.5 20.5 44.9 44.9 12.9 12.9 0.5 0.5 58.3 58.3 3.3 3.3 0.16 0.16 0.170.17 1818 0.7 0.7 21.8 21.8 15.6 15.6 44.1 44.1 17.1 17.1 0.9 0.9 62.1 62.1 2.4 2.4 0.16 0.16 0.160.16 2424 0.7 0.7 23.6 23.6 13.2 13.2 39.4 39.4 21.6 21.6 1.6 1.6 62.6 62.6 1.7 1.7 0.13 0.13 0.140.14

반응
시간(h)
reaction
Time (h)
FruFru GluGlu SucSuc GF2GF2 GF3GF3 GF4GF4 FOSFOS GF2/
(GF3+GF4)
GF2 /
(GF3 + GF4)
{GF2/(GF3+GF4)}*Suc{GF2 / (GF3 + GF4)} * Suc GF2/(GF3*Suc)GF2 / (GF3 * Suc)
00 00 00 100100 00 00 00 00 00  -- 66 0.3 0.3 10.2 10.2 56.5 56.5 30.4 30.4 2.6 2.6 0.0 0.0 33.0 33.0 11.711.7 0.21 0.21 0.210.21 1212 0.7 0.7 19.7 19.7 35.7 35.7 38.4 38.4 5.3 5.3 0.0 0.0 44.0 44.0 7.2 7.2 0.20 0.20 0.20.2 1515 0.8 0.8 24.1 24.1 27.9 27.9 40.9 40.9 6.3 6.3 0.0 0.0 47.2 47.2 6.5 6.5 0.23 0.23 0.230.23 1818 1.3 1.3 25.8 25.8 20.6 20.6 43.9 43.9 8.4 8.4 0.0 0.0 52.3 52.3 5.2 5.2 0.25 0.25 0.250.25 2424 1.4 1.4 24.6 24.6 18.4 18.4 45.7 45.7 10.0 10.0 0.0 0.0 55.6 55.6 4.6 4.6 0.25 0.25 0.250.25

특히 개량 전 모균주 또는 3차 변이주에 의해 생성되는 1-케스토스 및 니스토스의 함량비가 거의 1:1이기 때문에 고함량 1-케스토스 물질로 정제 및 결정화가 어렵지만, 본 발명의 4-3차 변이주로부터 분리된 효소는 반응 종료 시 1-케스토스 함량이 45%이고 니스토스는 10% 로 낮아, 약 4.5:1의 함량비가 되므로 정제 및 결정화에 의해 고함량 1-케스토스를 얻을 수 있다.In particular, since the content ratio of 1-cystose and nystose produced by the parent strain or the third mutant before modification is almost 1: 1, it is difficult to purify and crystallize with a high-content 1-cystose substance. The enzymes isolated from the mutant strain have a 1-cystose content of 45% at the end of the reaction and a low content of nystostose of 10%, resulting in a content ratio of about 4.5: 1, so that a high content of 1-cystose can be obtained by purification and crystallization.

기탁기관명 : 한국생명공학연구원Institution name: Korea Biotechnology Research Institute

수탁번호 : KCTC13139BPAccession number: KCTC13139BP

수탁일자 : 20161028Checked on: 20161028

<110> SAMYANG CORPORATION <120> Method for preparing fructooligosaccharides comprising high content of 1-kestose <130> DPP20164680 <160> 5 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 646 <212> DNA <213> 18s rRNA of pichia farinose <400> 1 gaagattggn gtattcttct aggtatcttg ccagcgctta attgcgcggc tggtgctatt 60 agaagtccat aagttcttac acacaggtgt tttttttgtt tgtgaaaaaa atttactttg 120 gtctggaact agaaatagtt ttgggccaga gggcaactta acttcaattt atattgaatt 180 gtttttaaat ttatttgtca aattattgat attaatcaaa aatcttcaaa actttcaaca 240 acggatctct tggttctcgc atcgatgaag aacgcagcga aatgcgataa gtaatatgaa 300 ttgcagattt tcgtgaatca tcgaatcttt gaacgcacat tgcgcccttt ggtattccaa 360 agggcatgcc tgtttgagcg tcatttctct ctcaaaccgc aaggtttggt gttgagcaat 420 atagatattt cggtatctat ttgcttgaaa tggattggca tgagtattta cagtagataa 480 atgccgtttg actcttcaat gtattaggtc taaccaactc gttgaaacag ttagcggtag 540 tatctgtgta aaagaggctc ggccttacaa caatctacaa agtttgacct caaatcaggt 600 aggaataccc gctgaactta agcatatcaa aagcccggag gaaang 646 <210> 2 <211> 354 <212> DNA <213> 18s rRNA of Yarrowia liplytica <400> 2 ggtttccgta ggtgaacctg cggaaggatc attattgatt ttatctattt ctgtggattt 60 ctggtwtatt acagcgtcat tttatctcaa ttataactat caacaacgga tctcttggct 120 ctcacatcga tgaagaacgc agcgaaccgc gatatttatt gtgacttgca gatgtgaatc 180 atcaatcttt gaacgcacat tgcgcggtat ggcattccgt accgcacgga tggaggagcg 240 tgttcgctct gggatcgcat tgctttcttg aaatggattt tttaaactct caattattac 300 gtcatttcac ctccttcatc cgagattacc cgctgaactt aagcatatca ataa 354 <210> 3 <211> 813 <212> DNA <213> 18s rRNA of Milerozyma farinose <400> 3 atgggaggga aaagaagcca aaactctgat aaagacggca gaaggaaacg acataaggtt 60 tcggggttca tagatcctaa tacaagcgga atatacgcta catgtaatag agggaaagaa 120 aaccaatgcc gcaatgaatt gataaatttc ttcagtgaaa aagcagaaga gtattatggt 180 gatcttgatc tagaaagcga caaggaagat aaacaggaat tgactataga agagcagatt 240 gctgcagagg taggtaacct caaggacaag ggaaagaata aaaaagaaac tttcaagcct 300 attgacctag gatgtgaatg cttgattttc ttcaagactc gaaaacccgt tcagcctgcc 360 gaatttgtgc aaaggatatg ccaggagtgc catgacagca aaagaaagac aactaggtac 420 acgcagaagt tgacgccgat ctccttttcg gtctctccgt ccatcgagga gttgaaaaaa 480 ttggccaaga tagtgcttgg gccccatttt cataaggaag aaggacaaga gccacataaa 540 tttgcgatca atgttaccag acgtaacttt aacaccttgc caaagagcga cattataaaa 600 acggtagctg aatgcgtggg cagggagcac ggccattcag ttgacttaaa ggcattcgat 660 aaattaatac tagttgagtg ctataaaagc aatataggca tgagtgtagt tgaaaattat 720 aaccaactag aacggttcaa cttgcagcaa atctttgaca agaaccaaga gggagccgaa 780 gtcgaagcca agtccgattc taacgtagct tag 813 <210> 4 <211> 544 <212> DNA <213> 18s rRNA of Aspergillus oryzae <400> 4 ggggacctgc ggaaggatca ttaccgagtg tagggttcct agcgagccca acctcccacc 60 cgtgtttact gtaccttagt tgcttcggcg ggcccgccat tcatggccgc cgggggctct 120 cagccccggg cccgcgcccg ccggagacac cacgaactct gtctgatcta gtgaagtctg 180 agttgattgt atcgcaatca gttaaaactt tcaacaatgg atctcttggt tccggcatcg 240 atgaagaacg cagcgaaatg cgataactag tgtgaattgc agaattccgt gaatcatcga 300 gtctttgaac gcacattgcg ccccctggta ttccgggggg catgcctgtc cgagcgtcat 360 tgctgcccat caagcacggc ttgtgtgttg ggtcgtcgtc ccctctccgg gggggacggg 420 ccccaaaggc agcggcggca ccgcgtccga tcctcgagcg tatggggctt tgtcacccgc 480 tctgtaggcc cggccggcgc ttgccgaacg caaatcaatc tttccaggtg acctcgatca 540 gaga 544 <210> 5 <211> 571 <212> DNA <213> 18s rRNA of Aspergillus niger <400> 5 ggtttccgta ggtgaacctg cggaaggatc attaccgagt gctgggtcct tcggggccca 60 acctcccacc cgtgcttacc gtaccctgtt gcttcggcgg gcccgccttc gggcggcctg 120 gggcctgccc ccgggaccgc gcccgccgga gaccccaatg gaacactgtc tgaaagcgtg 180 cagtctgagt cgattgatac caatcagtca aaactttcaa caatggatct cttggttccg 240 gcatcgatga agaacgcagc gaaatgcgat aactaatgtg aattgcagaa ttcagtgaat 300 catcgagtct ttgaacgcac attgcgcccc ctggtattcc ggggggcatg cctgtccgag 360 cgtcatttct cccctccagc cccgctggtt gttgggccgc gcccccccgg gggcgggcct 420 cgagagaaac ggcggcaccg tccggtcctc gagcgtatgg ggctctgtca cccgctctat 480 gggcccggcc ggggcttgcc tcgaccccca atcttctcag attgacctcg gatcaggtag 540 ggatacccgc tgaacttaag catatcaata a 571 <110> SAMYANG CORPORATION <120> Method for preparing fructooligosaccharides comprising high          content of 1-kestose <130> DPP20164680 <160> 5 <170> Kopatentin 1.71 <210> 1 <211> 646 <212> DNA <213> 18s rRNA of pichia farinose <400> 1 gt; agaagtccat aagttcttac acacaggtgt tttttttgtt tgtgaaaaaa atttactttg 120 gtctggaact agaaatagtt ttgggccaga gggcaactta acttcaattt atattgaatt 180 gtttttaaat ttatttgtca aattattgat attaatcaaa aatcttcaaa actttcaaca 240 acggatctct tggttctcgc atcgatgaag aacgcagcga aatgcgataa gtaatatgaa 300 ttgcagattt tcgtgaatca tcgaatcttt gaacgcacat tgcgcccttt ggtattccaa 360 agggcatgcc tgtttgagcg tcatttctct ctcaaaccgc aaggtttggt gttgagcaat 420 atagatattt cggtatctat ttgcttgaaa tggattggca tgagtattta cagtagataa 480 atgccgtttg actcttcaat gtattaggtc taaccaactc gttgaaacag ttagcggtag 540 tatctgtgta aaagaggctc ggccttacaa caatctacaa agtttgacct caaatcaggt 600 aggaataccc gctgaactta agcatatcaa aagcccggag gaaang 646 <210> 2 <211> 354 <212> DNA <213> 18s rRNA of Yarrowia liplytica <400> 2 ggtttccgta ggtgaacctg cggaaggatc attattgatt ttatctattt ctgtggattt 60 ctggtwtatt acagcgtcat tttatctcaa ttataactat caacaacgga tctcttggct 120 ctcacatcga tgaagaacgc agcgaaccgc gatatttatt gtgacttgca gatgtgaatc 180 atcaatcttt gaacgcacat tgcgcggtat ggcattccgt accgcacgga tggaggagcg 240 tgttcgctct gggatcgcat tgctttcttg aaatggattt tttaaactct caattattac 300 gtcatttcac ctccttcatc cgagattacc cgctgaactt aagcatatca ataa 354 <210> 3 <211> 813 <212> DNA <213> 18s rRNA of Milerozyma farinose <400> 3 atgggaggga aaagaagcca aaactctgat aaagacggca gaaggaaacg acataaggtt 60 tcggggttca tagatcctaa tacaagcgga atatacgcta catgtaatag agggaaagaa 120 aaccaatgcc gcaatgaatt gataaatttc ttcagtgaaa aagcagaaga gtattatggt 180 gatcttgatc tagaaagcga caaggaagat aaacaggaat tgactataga agagcagatt 240 gctgcagagg taggtaacct caaggacaag ggaaagaata aaaaagaaac tttcaagcct 300 attgacctag gatgtgaatg cttgattttc ttcaagactc gaaaacccgt tcagcctgcc 360 gaatttgtgc aaaggatatg ccaggagtgc catgacagca aaagaaagac aactaggtac 420 acgcagaagt tgacgccgat ctccttttcg gtctctccgt ccatcgagga gttgaaaaaa 480 ttggccaaga tagtgcttgg gccccatttt cataaggaag aaggacaaga gccacataaa 540 tttgcgatca atgttaccag acgtaacttt aacaccttgc caaagagcga cattataaaa 600 acggtagctg aatgcgtggg cagggagcac ggccattcag ttgacttaaa ggcattcgat 660 aaattaatac tagttgagtg ctataaaagc aatataggca tgagtgtagt tgaaaattat 720 aaccaactag aacggttcaa cttgcagcaa atctttgaca agaaccaaga gggagccgaa 780 gtcgaagcca agtccgattc taacgtagct tag 813 <210> 4 <211> 544 <212> DNA <213> 18s rRNA of Aspergillus oryzae <400> 4 ggggacctgc ggaaggatca ttaccgagtg tagggttcct agcgagccca acctcccacc 60 cgtgtttact gtaccttagt tgcttcggcg ggcccgccat tcatggccgc cgggggctct 120 cagccccggg cccgcgcccg ccggagacac cacgaactct gtctgatcta gtgaagtctg 180 agttgattgt atcgcaatca gttaaaactt tcaacaatgg atctcttggt tccggcatcg 240 atgaagaacg cagcgaaatg cgataactag tgtgaattgc agaattccgt gaatcatcga 300 gtctttgaac gcacattgcg ccccctggta ttccgggggg catgcctgtc cgagcgtcat 360 tgctgcccat caagcacggc ttgtgtgttg ggtcgtcgtc ccctctccgg gggggacggg 420 ccccaaaggc agcggcggca ccgcgtccga tcctcgagcg tatggggctt tgtcacccgc 480 tctgtaggcc cggccggcgc ttgccgaacg caaatcaatc tttccaggtg acctcgatca 540 beak 544 <210> 5 <211> 571 <212> DNA <213> 18s rRNA of Aspergillus niger <400> 5 ggtttccgta ggtgaacctg cggaaggatc attaccgagt gctgggtcct tcggggccca 60 acctcccacc cgtgcttacc gtaccctgtt gcttcggcgg gcccgccttc gggcggcctg 120 gggcctgccc ccgggaccgc gcccgccgga gaccccaatg gaacactgtc tgaaagcgtg 180 cagtctgagt cgattgatac caatcagtca aaactttcaa caatggatct cttggttccg 240 gcatcgatga agaacgcagc gaaatgcgat aactaatgtg aattgcagaa ttcagtgaat 300 catcgagtct ttgaacgcac attgcgcccc ctggtattcc ggggggcatg cctgtccgag 360 cgtcatttct cccctccagc cccgctggtt gttgggccgc gcccccccgg gggcgggcct 420 cgagagaaac ggcggcaccg tccggtcctc gagcgtatgg ggctctgtca cccgctctat 480 gggcccggcc ggggcttgcc tcgaccccca atcttctcag attgacctcg gatcaggtag 540 ggatacccgc tgaacttaag catatcaata a 571

Claims (12)

프락토올리고당 전환 활성을 갖는 효소를 생산하며 기탁번호 KCTC 13139BP를 갖는 아스페르길루스 나이거( Aspergillus niger) 돌연변이주의 균체, 배양물, 파쇄물 또는 이로부터 생산된 프락토올리고당 전환 활성을 갖는 효소에, 10 내지 80 % (w/v) 농도의 설탕 함유 기질에 처리하여 프락토올리고당을 포함하는 반응액을 얻는 단계를 포함하는, 1-케스토스를 포함하는 프락토올리고당을 생산하는 방법으로서,
상기 반응액을 얻는 단계는 50 내지 60℃에서 수행되며,
상기 프락토올리고당은 1-케스토스와 니스토스를 포함하고, 하기 수학식 3의 P값이 0.2 내지 0.6범위를 갖는 것이며,
[수학식 3]
Figure 112018086025789-pat00006

상기 수학식 3에서, [1-케스토스], [니스토스] 및 [설탕]는, 상기 반응액의 당류 총 고형분 100중량%를 기준으로 각 당류의 고형분 중량%을 의미하고,
상기 효소는 (ⅰ)1-케스토스의 분해 억제능 및 니스토스의 생성 억제능을 가지며, (ⅱ) 설탕 기질과 55℃에서 30분 내지 30시간 동안 반응하여, 반응 기질 총고형분 100 중량%를 기준으로 40 내지 95 중량%의 1-케스토스를 포함하는 프락토올리고당을 생산하며, 및 (ⅲ) 하기 수학식 2의 효소활성이 500 내지 5,000 U/mg인 것인,
[수학식 2]
Figure 112018086025789-pat00015

1-케스토스를 포함하는 프락토올리고당을 생산하는 방법.
An enzyme producing an enzyme having a fructooligosaccharide converting activity and an Aspergillus niger mutant strain having the accession number KCTC 13139BP, a culture, a crushed product or an enzyme having a fructooligosaccharide converting activity produced therefrom, A method for producing a fructooligosaccharide containing 1-cystose, which comprises treating a sugar-containing substrate having a concentration of 10 to 80% (w / v) to obtain a reaction solution containing fructooligosaccharide,
The step of obtaining the reaction solution is carried out at 50 to 60 캜,
Wherein the fructooligosaccharide has a P value in the range of 0.2 to 0.6 in the following formula (3)
&Quot; (3) &quot;
Figure 112018086025789-pat00006

In the above formula (3), [1-caustose], [nitrate] and [sugar] refer to the weight percentage of solids of each saccharide based on 100 wt%
(Ii) reacting the sugar substrate with the sugar substrate at 55 DEG C for 30 minutes to 30 hours to remove the enzyme from the reaction substrate based on 100 wt% of the total solids content of the reaction substrate; (i) the ability to inhibit decomposition of 1-cystose and inhibit the production of nitrate; And (iii) the enzyme activity of the following formula (2) is 500 to 5,000 U / mg, wherein the enzyme activity of the fructooligosaccharide is in the range of 500 to 5,000 U / mg.
&Quot; (2) &quot;
Figure 112018086025789-pat00015

A method for producing fructooligosaccharide containing 1-cystose.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 프락토올리고당은 1-F-프락토퓨라노실니스토스를 추가로 포함하며, 하기 수학식 4의 비율(Q)는 0.2 내지 0.6범위를 갖는 것인 생산 방법:
[수학식 4]
Figure 112018086025789-pat00007

상기 수학식 4에서, [1-케스토스], [니스토스], [1-F-프락토퓨라노실니스토스] 및 [설탕]는, 상기 반응액의 당류 총 고형분 100중량%를 기준으로 각 당류의 고형분 중량%을 의미한다.
The production method according to claim 1, wherein the fructooligosaccharide further comprises 1-F-fructofuranosylnitose, and the ratio (Q) of the following formula (4) ranges from 0.2 to 0.6:
&Quot; (4) &quot;
Figure 112018086025789-pat00007

In the above formula (4), [1-cystose], [nystose], [1-F-fructofuranocyninistose] and [sugar] Means the weight percent solids of each saccharide.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항, 또는 제4항의 방법으로 생산되는 1-케스토스를 포함하는 프락토올리고당을, 분리 및 정제로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 방법으로 처리하여, 1-케스토스를 생산하는 방법A process for producing 1-cystose by treating a fructooligosaccharide containing 1-cystose produced by the method of claim 1 or 4 by one or more methods selected from the group consisting of separation and purification 설탕 함유 기질과 반응하여 프락토올리고당을 포함하는 반응액을 제조하는 프락토올리고당 전환 활성을 갖는 효소를 생산하는, 기탁번호 KCTC 13139BP를 갖는 야생형 아스페르길루스 나이거 균주의 돌연변이주로서,
상기 균주의 반응온도가 50 내지 65℃이며,
상기 균주가 생산하는 프락토올리고당은 1-케스토스 및 니스토스를 포함하고, 하기 수학식 3의 P값이 0.2 내지 0.6 범위를 갖는 것이며,
[수학식 3]
Figure 112018086025789-pat00008

상기 수학식 3에서, [1-케스토스], [니스토스] 및 [설탕]는, 상기 반응액의 당류 총 고형분 100중량%를 기준으로 각 당류의 고형분 중량%을 의미하고,
상기 균주가 생산하는 효소는 (ⅰ)1-케스토스의 분해 억제능 및 니스토스의 생성 억제능을 가지며, (ⅱ)설탕 기질과 55℃에서 30분 내지 30시간 동안 반응하여, 반응 기질 총고형분 100 중량%를 기준으로 40 내지 95 중량%의 1-케스토스를 포함하는 프락토올리고당을 생산하며, 및 (ⅲ) 하기 수학식 2의 효소 활성이 500 내지 5,000 U/mg인 것인,
[수학식 2]
Figure 112018086025789-pat00017

프락토올리고당 생산용 아스페르길루스 나이거 돌연변이 균주.
A mutant strain of wild-type Aspergillus niger strain having accession number KCTC 13139BP which produces an enzyme having a fructooligosaccharide converting activity to produce a reaction solution containing a fructooligosaccharide by reacting with a sugar-containing substrate,
The reaction temperature of the strain is 50 to 65 DEG C,
The fructooligosaccharide produced by the strain includes 1-cystose and nystose, and has a P value in the range of 0.2 to 0.6 in the following formula (3)
&Quot; (3) &quot;
Figure 112018086025789-pat00008

In the above formula (3), [1-caustose], [nitrate] and [sugar] refer to the weight percentage of solids of each saccharide based on 100 wt%
(Ii) reacting with a sugar substrate at 55 ° C for 30 minutes to 30 hours to obtain a reaction substrate having a total solid content of 100 wt% % Of 1-ketoose, and (iii) the enzyme activity of the following formula (2) is 500 to 5,000 U / mg.
&Quot; (2) &quot;
Figure 112018086025789-pat00017

Aspergillus niger mutant strains for the production of fructooligosaccharides.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020160183103A 2016-12-29 2016-12-29 Method for preparing fructooligosaccharides comprising high content of 1-kestose KR101918648B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160183103A KR101918648B1 (en) 2016-12-29 2016-12-29 Method for preparing fructooligosaccharides comprising high content of 1-kestose

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160183103A KR101918648B1 (en) 2016-12-29 2016-12-29 Method for preparing fructooligosaccharides comprising high content of 1-kestose

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180135465A Division KR102004944B1 (en) 2018-11-06 2018-11-06 Method for preparing fructooligosaccharides comprising high content of 1-kestose

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180078086A KR20180078086A (en) 2018-07-09
KR101918648B1 true KR101918648B1 (en) 2018-11-14

Family

ID=62918914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160183103A KR101918648B1 (en) 2016-12-29 2016-12-29 Method for preparing fructooligosaccharides comprising high content of 1-kestose

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101918648B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110564626B (en) * 2019-09-17 2021-12-07 山东百龙创园生物科技股份有限公司 Aspergillus oryzae strain, culture method thereof and method for preparing kestose
KR102402632B1 (en) * 2019-10-31 2022-05-26 주식회사 삼양사 A method of preparing fructooligosaccharides comprising kestose
KR20220097322A (en) * 2020-12-31 2022-07-07 주식회사 삼양사 Increased propionic acid using kestose
CN114099361B (en) * 2021-10-26 2023-11-21 量子高科(广东)生物有限公司 Prebiotic toothpaste and application thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR890001127B1 (en) * 1986-08-22 1989-04-24 제일제당 주식회사 Producing method for oligo-fructose
KR890003678B1 (en) * 1987-03-31 1989-09-30 제일제당 주식회사 Process for preparing fructosyl-transferase by microorganism
JP2007289128A (en) * 2006-04-27 2007-11-08 Hokuren Federation Of Agricult Coop:The Method for producing 1-kestose, method for producing 1-kestose-producing enzyme, and 1-kestose-producing enzyme
JPWO2008047674A1 (en) * 2006-10-11 2010-02-25 明治製菓株式会社 Β-Fructofuranosidase that selectively degrades nystose and method for producing 1-kestose high content solution using the same

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Agric. Biol. Chem., Vol. 52, pp. 1181-1187 (1988.)*
Biosci. Biotechnol. Biochem., Vol. 65, pp. 766-773 (2001.)
Journal of Applied Microbiology, Vol. 95, pp. 686-692 (2003.)*
NCBI GenBank Accession No. AB046388.1 (2001.09.15.)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180078086A (en) 2018-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101918648B1 (en) Method for preparing fructooligosaccharides comprising high content of 1-kestose
EP3006568B1 (en) Production method for tagatose
AU762500B2 (en) Process for processing sucrose into glucose and fructose
EP2470668B1 (en) Immobilization of psicose-epimerase and a method of producing d-psicose using the same
EP2294093B1 (en) Process for producing a fructooligosaccharide composition
CN108463557A (en) The production of fructose syrup and composition
KR101177218B1 (en) Preparation method of turanose using amylosucrase and sweetner using turanose
JP2012016309A (en) Maltotriose-forming amylase, production method and use thereof
KR101132994B1 (en) Process for purifying difructose-dianhydride iii
KR102049573B1 (en) Method for preparing fructooligosaccharides
KR102004944B1 (en) Method for preparing fructooligosaccharides comprising high content of 1-kestose
WO2010023742A1 (en) Method of producing cariostatic composition
KR101919129B1 (en) Method for preparing fructooligosaccharides
JP4922312B2 (en) Method for producing α-galactooligosaccharide
KR20150010955A (en) Strain producing turanose and uses thereof
JP5255266B2 (en) Method for producing novel α-galactooligosaccharide
US20220411838A1 (en) Method for preparing kestose-containing fructooligosaccharides
CN103667366A (en) Fermentation method for preparing erythrito
KR102030033B1 (en) Bacillus circulans Varient Strain with Increased Beta-galactosidase Productivity
JP5748661B2 (en) Difructose dianhydride III synthase
US7063976B2 (en) Process for preparing beta-fructofuranosidase enzyme and a process for producing fructooligosaccharides
KR101964115B1 (en) Method for producing oligosaccharide-rich molasses, oligosaccharide-rich molasses produced by the same and use thereof
Zohri et al. Oligosaccharides Production by Leuconostoc holzaapfelii Strain S7 Using Sugar Cane Molasses as Fermentation Medium
EP2878210A1 (en) Method for preparing galactose from larch and method for preparing tagatose using galactose
CN111548978A (en) Bacillus subtilis for producing mannan and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant