KR20170003098A - Biocellulose enforced in tesil strength and the method for preparing thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인장강도가 강화된 바이오셀룰로오스 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 바이오셀룰로오스 인장강도 강화를 위한 콩을 유효성분으로 함유하는 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양용 배지 첨가제, 상기 배지 첨가제를 함유하는 배지, 상기 배지에서 바이오셀룰로오스 생산 균주에 의해 생산된 인장강도가 1.5배 이상 강화된 바이오셀룰로오스, 및 상기 바이오셀룰로오스의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a bio-cellulose having enhanced tensile strength and a method for producing the same, and more particularly, to a culture additive for culture of a bio-cellulose producing strain containing soybean as an active ingredient for enhancing bio-cellulose tensile strength, A biocellulose in which the tensile strength produced by the bio-cellulose producing strain in the culture medium is enhanced by at least 1.5 times, and a process for producing the bio-cellulose.
일반적으로 화장품 분야에서 시트(sheet) 타입의 마스크팩은 화장품 제형을 손으로 바를 필요 없이 얼굴 형태로 제작된 시트를 붙이는 것으로 보습 및 청정효과 등을 얻을 수 있는 제품이며, 얼굴 전체를 덮을 수 있는 디자인의 시트나 상/하단의 2장으로 나뉜 시트, 눈밑/눈가/입가 등의 특정 부위에 맞춘 시트 등 다양한 형태로 시장에 나와 있다.Generally, in the field of cosmetics, a sheet type mask pack is a product that can obtain a moisturizing and cleansing effect by attaching a face-shaped sheet to a face without needing to hand-form a cosmetic product. Sheets of two or three sheets on the upper and lower sides, and sheets tailored to specific areas such as under eyes, eyes, and mouth.
시트 타입의 마스크팩은 일반적인 화장유액에 비해서 오랫동안 피부에 작용할 수 있도록 유액을 담지할 수 있는 지지체를 갖고 있고, 해당 지지체가 제공하는 폐쇄효과(occlusive effect)에 의한 피부 효능 성분의 피부침투효과 증진으로 인해 보습효과, 피부미용효과가 탁월한 화장 제품 형태이다.The sheet-type mask pack has a support capable of supporting the emulsion so that it can act on the skin for a long period of time as compared with general cosmetic lotion, and the occlusive effect provided by the supporter enhances the skin penetration effect of the skin- This is a form of cosmetic product with excellent moisturizing effect and skin care effect.
이러한 화장용 마스크팩의 시트는 일반적으로 주로 코튼이나 펄프에서 나온 식물 셀룰로오스 섬유나 혹은 합성섬유로 만든 부직포를 화장유액의 담수체 겸 마스크 모양의 지지체로 사용한다. 이 때 적용하는 부직포의 재질이나 종류, 원재료에 따라서 다양한 사용감과 효능을 부여할 수 있으며, 섬유 부직포 외에도 다양하고 독특한 재질의 지지체들이 화장유액의 담수체로 사용될 수 있고, 사용감, 착용감, 효능 등에 있어서 차별화하기 위한 다양한 소재연구가 시도되고 있다.The sheet of the cosmetic mask pack generally uses plant cellulose fiber or synthetic fiber non-woven fabric mainly from cotton or pulp as a fresh water body or mask-like support of cosmetic lotion. In addition to the fibrous nonwoven fabric, diverse and unique supports can be used as the fresh water body of the cosmetic lotion, and they are differentiated in terms of feel, fit, and efficacy. Various materials researches have been attempted.
한편, 미생물 배양을 통해 만들어진 셀룰로오스는 바이오셀룰로오스(biocellulose) 혹은 미생물 셀룰로오스(microbial cellulose)로 불리며, 의약품용 화상처리제나 화장용 마스크팩의 소재로서 활용이 되고 있다. 미생물 셀룰로오스는 식물 셀룰로오스에 비해 섬유결정도, 보수성, 흡착성 및 포괄성이 높은 특성 때문에 고강도 및 고탄력의 재료로 사용될 수 있다. On the other hand, cellulose produced by culturing microorganisms is called biocellulose or microbial cellulose, and is used as a material for image processing agents for pharmaceuticals and mask packs for cosmetics. Microbial cellulose can be used for high strength and high elasticity materials because of its high degree of fiber crystallinity, water retention, adsorption and inclusion compared with plant celluloses.
일반적인 바이오셀룰로오스의 제조는 주로 감귤 착즙과 같은 과일주스의 배양액에서의 균체 배양을 통해서 이루어지는데, 바이오셀룰로오스의 생산균주는 아세토박터(Acetobacter)속, 라이조비움(Rhizobium)속, 그리고 아그로박터(Agrobacterium)속 등이 있으나, 생산수율이 우수한 균주는 아세토박터속으로 아세토박터 자일리늄이 가장 많이 알려진 미생물(한국등록특허 제10-0405776호)이다. 또한, 생산수율을 올리기 위해서, 바이오셀룰로오스를 생산하는 아세토박터속 미생물과, 잡균 오염을 방지하는 박테리오신을 생산하는 젖산균을 정치 혼합 배양 또는 교반 혼합 배양하는 것을 특징으로 하는 바이오셀룰로오스의 생산방법에 관한 시도(한국공개특허 제2002-0067226호)도 있었다.Generally, the production of bio-cellulose is carried out by culturing the cells in a culture solution of fruit juice such as citrus fruit juice. The production strains of bio-cellulose are selected from the group consisting of Acetobacter, Rhizobium, and Agrobacterium. , But the microorganism with the highest production yield is the most known microorganism of Acetobacter xylidium in Acetobacter (Korean Patent No. 10-0405776). Further, in order to increase the production yield, an attempt is made on a method for producing bio-cellulose characterized by cultivating mixed culture or stirred mixture of lactobacillus bacterium producing bacteriocin to prevent microbial contamination and acetobacterium microorganism producing bio- (Korea Patent Publication No. 2002-0067226).
바이오셀룰로오스는 다수의 박테리아, 특히 아세토박터속 균주의 배양에 의해서 생산되는 고분자 물질로서, 정치배양 조건에서는 배양액상에 반투명한 막(pellicle) 형태로 생성된다(영국특허 제2131701호). 바이오셀룰로오스(Biocellulose)는 식물로부터 얻어지는 셀룰로오스와 같이 글루코오스가 β-1,4로 결합된 폴리머이나, 그의 섬유폭은 식물셀룰로오스보다 훨씬 적고, 3차원 망상구조를 이루고 있어 보수성이 우수하고 하이드로겔 마스크와 같은 부드러운 질감과 매끄러운 착용감을 줄 수 있어 식물 셀룰로오스보다 산업적으로 이용 가치가 크다. 또한, 제조된 바이오셀룰로오스(Biocellulose)를 화장용 마스크시트로 적용하려면, 발효를 위해 주입된 균의 사멸 및 배양액 제거가 필수적인데, 이를 위해 배양 이후의 마스크시트 제작 공정에 있어서도 효율적인 공정의 적용이 요구된다.Bio-cellulose is a polymer substance produced by culturing a large number of bacteria, particularly an acetobacterium strain, and is produced in the form of a translucent pellicle on a culture liquid under a stationary culture condition (British Patent No. 2131701). Biocellulose is a polymer in which glucose is bonded with β-1,4 as in cellulose obtained from plants, but its fiber width is much smaller than that of plant celluloses, and it has a three-dimensional network structure and is excellent in water retention. It has the same soft texture and smooth fit, so it is more industrially useful than plant cellulose. In addition, in order to apply the produced bio-cellulose to a cosmetic mask sheet, it is necessary to kill the bacteria injected for fermentation and to remove the culture liquid. For this purpose, it is necessary to apply an efficient process to the mask sheet manufacturing process after culturing do.
이러한 미생물 유래 바이오셀룰로오스의 특성을 반영하여 본 발명의 동일 출원인이 출원한 한국공개특허 제2012-0043287호에서는, 인삼추출물을 함유한 배양액에서 아세토박터 균주를 배양하여 제조한 바이오셀룰로오스 마스크팩 시트를 발명하였고, 상기 마스크팩 시트는 수분보유력이 높고, 사용감이 좋다는 점이 개시되어 있다. Reflecting the characteristics of such microbial-derived bio-cellulose, Korean Unexamined Patent Publication No. 2004-0043287 filed by the same applicant of the present invention discloses a bio-cellulose mask pack sheet prepared by culturing an Acetobacter strain in a culture solution containing ginseng extract, And that the mask pack sheet has a high water holding power and a good feeling of use.
이렇듯 현재까지는 바이오셀룰로오스의 효율적인 생산공정과, 화장용 마스크팩 시트로서의 우수한 수분보유력 및 미용효과에 초점을 맞춘 연구가 진행되었을 뿐, 바이오셀룰로오스 자체의 물리적 특성 변화, 예를 들면 바이오셀룰로오스의 섬유 강도를 견고하게 하여, 바이오셀룰로오스를 마스크팩 시트 등으로 제품화시키거나 구매자가 제품화된 마스크팩 시트를 사용할 때 편리함을 제공하고자 하는 시도는 종래 보고된 바 없었다.As a result, researches focused on efficient production process of bio-cellulose and excellent moisture retention and cosmetic effect as a cosmetic mask pack sheet have been carried out until now, and the change of physical properties of bio-cellulose itself, for example, the fiber strength of bio- An attempt has been made to attempt to provide the convenience of using a mask pack sheet made of a product such as a mask pack sheet or a product manufactured by a buyer.
종래의 미생물 유래 바이오셀룰로오스는, 식물성 셀룰로오스보다 연하고 부드러운 질감을 갖는 특성으로 인해 마스크팩의 사용시 쉽게 파손(찢어짐)되는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 일반 배양 배지에서 미생물을 배양할 경우 바이오셀룰로오스 생산 시간이 오래 걸린다는 단점이 있었다. Conventional microbial-derived bio-cellulose has a problem in that it is easily broken (torn) when the mask pack is used due to its soft and soft texture than vegetable cellulose. In addition, when microorganisms are cultured in a general culture medium, it takes a long time to produce bio-cellulose.
이에, 본 발명자들은 미생물 유래 바이오셀룰로오스, 바람직하게는 아세토박터속 균주가 생산하는 바이오셀룰로오스 섬유의 탄력 및 인장강도를 강화하는 등, 바이오셀룰로오스 자체의 물리적 특성을 변화시켜 쉽게 파손되지 않는 바이오셀룰로오스 마스크팩 시트를 개발하고자 예의 노력한 결과, 검은콩이 함유된 배양 배지에서 배양한 바이오셀룰로오스 생산 균주가 생산하는 바이오셀룰로오스로 마스크팩 시트를 제조할 경우, 인장강도가 일반 바이오셀룰로오스 마스크팩 시트와 비교하여 크게 강화되었을 뿐만 아니라, 바이오셀룰로오스 생산 시간도 단축되었음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
Therefore, the inventors of the present invention have found that a biocellulose-derived microbial cell pack, which is not easily broken by changing the physical properties of the bio-cellulose itself, such as strengthening the elasticity and tensile strength of the bio-cellulosic fiber produced by the microbial- As a result of intensive efforts to develop a sheet, when a mask pack sheet is produced from a bio-cellulose produced by a strain producing a bio-cellulose cultured in a culture medium containing a black bean, the tensile strength is greatly enhanced compared to a general bio- And the production time of bio-cellulose was also shortened, and the present invention was completed.
본 발명의 목적은, 바이오셀룰로오스 인장강도 강화를 위한 콩과 식물의 종자, 구체적으로는 검은콩을 유효성분으로 함유하는, 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양용 배지 첨가제와, 상기 배지 첨가제를 함유하는 배양 배지를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a culture medium for culture of a bio-cellulosus producing strain containing soybean plants and seeds for enhancing bio-cellulose tensile strength, specifically black beans as an effective ingredient, and a culture medium containing the culture medium additives .
본 발명의 다른 목적은, 상기 배양 배지에서 바이오셀룰로오스 생산 균주에 의해 생산된, 인장강도가 1.5배 이상 강화된 바이오셀룰로오스와, 상기 바이오셀룰로오스로 제조한 마스크팩 시트를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a bio-cellulose produced by the bio-cellulose producing strain in the culture medium, the bio-cellulose having a tensile strength enhanced by 1.5 times or more, and the mask pack sheet made of the bio-cellulose.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 바이오셀룰로오스의 제조방법을 제공하는 데 있다.
Still another object of the present invention is to provide a method for producing the bio-cellulose.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 바이오셀룰로오스 인장강도 강화를 위한 콩을 유효성분으로 함유하는, 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양용 배지 첨가제를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a culture additive for culturing a strain for producing a bio-cellulose, which contains soybean as an active ingredient for enhancing bio-cellulose tensile strength.
또한, 본 발명은 상기 배지 첨가제 및 미생물학적으로 허용되는 보조제를 함유하는, 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양용 배지 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a culture medium for culture of a bio-cellulose-producing strain, comprising the culture medium additive and a microbiologically acceptable adjuvant.
또한, 본 발명은 상기 배지 첨가제 및 배지 분말을 이용하여 제조된, 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양용 배지를 제공한다.In addition, the present invention provides a culture medium for culture of a bio-cellulose production strain, which is prepared using the culture medium additive and the culture medium.
또한, 본 발명은 상기 배양용 배지에서 바이오셀룰로오스 생산 균주에 의해 생산된, 인장강도가 1.5배 이상 강화된 바이오셀룰로오스 및 상기 바이오셀룰로오스로 제조된 시트를 제공한다.Also, the present invention provides a bio-cellulose produced by the bio-cellulose producing strain in the culture medium and having a tensile strength enhanced by at least 1.5 times, and a sheet made of the bio-cellulose.
또한, 본 발명은 (a) 바이오셀룰로오스 인장강도 강화를 위한 콩을 유효성분으로 함유하는 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양용 배지 첨가제를 함유하는 배양 배지를 준비하는 단계; (b) 바이오셀룰로오스 생산균주를 전배양하는 단계; (c) 상기 (a) 단계의 배양 배지에 (b) 단계의 전배양된 생산균주를 투입하여 바이오셀룰로오스를 생산하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 단계에서 생산된 바이오셀룰로오스를 배양 배지로부터 분리하는 단계; 를 포함하는, 바이오셀룰로오스의 제조방법을 제공한다.
(A) preparing a culture medium containing a culture additive for culture of a bio-cellulose-producing strain containing soybean as an active ingredient for enhancing bio-cellulose tensile strength; (b) pre-culturing a strain producing a bio-cellulose; (c) adding a pre-cultured production strain of step (b) to the culture medium of step (a) to produce bio-cellulose; And (d) separating the bio-cellulose produced in the step (c) from the culture medium; And a method for producing bio-cellulose.
본 발명에 따른 바이오셀룰로오스의 제조방법을 사용할 경우 바이오셀룰로오스의 생산 시간이 단축되고, 상기 방법으로 제조된 바이오셀룰로오스는 기존의 바이오셀룰로오스보다 인장강도가 강화되어, 마스크팩 시트 등의 형태로 제조할 경우 섬세한 작업을 하지 않아도 제품 제조가 가능하며, 마스크팩 시트를 사용할 때에도 쉽게 파손되지 않아 편리하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 방법으로 제조된 바이오셀룰로오스는 수분 보유력이 높아 보습 효과가 뛰어나다.
When the method for producing bio-cellulose according to the present invention is used, the production time of bio-cellulose is shortened, and the bio-cellulose produced by the above-mentioned method has a tensile strength higher than that of conventional bio-cellulose, The product can be manufactured without delicate work and can be conveniently used without being easily broken even when using the mask pack sheet. In addition, the bio-cellulose produced by the above-mentioned method has a high moisture retention and is excellent in moisturizing effect.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is well known and commonly used in the art.
본 발명에서는, 배양 배지에 콩을 첨가하여 고온 처리한 후, 바이오셀룰로오스를 생성하는 아세토박터 자일리늄(Acetobacter xylinum) BRC5를 배양 배지에 접종하여 바이오셀룰로오스를 생산하게 한 다음, 생산된 바이오셀룰로오스로 마스크팩 시트를 제조하여 인장강도를 측정하였다. 그 결과, 본 발명에 의해 제조된 바이오셀룰로오스는 인장강도가 4000g 이상으로, 종래의 바이오셀룰로오스 마스크팩 시트의 인장강도가 1200g 내외인 것에 비해 훨씬 강화된 것을 확인할 수 있었다. In the present invention, soybean is added to the culture medium and treated at high temperature, and then the culture medium is inoculated with Acetobacter xylinum BRC5, which produces bio-cellulose, to produce bio-cellulose. Then, the produced bio- A pack sheet was prepared and the tensile strength was measured. As a result, it was confirmed that the bio-cellulose produced by the present invention had a tensile strength of 4000 g or more, and the tensile strength of the conventional bio-cellulose mask pack sheet was much stronger than that of 1200 g.
또한, 본 발명에서는, 배양 배지에 콩을 첨가한 경우 바이오셀룰로오스 생산 균주의 배양 시간이 짧아도 마스크팩 시트의 제조에 필요한 양의 바이오셀룰로오스 생산이 가능함을 알 수 있었다. 다시 말해, 기존의 바이오셀룰로오스와 같은 인장강도의 바이오셀룰로오스를 제조하는 데 더 짧은 시간이 걸리는 것을 알 수 있었다.In addition, in the present invention, it has been found that when soybean is added to the culture medium, the amount of bio-cellulose required for producing the mask pack sheet can be produced even if the culture time of the bio-cellulose producing strain is short. In other words, it took a shorter time to produce bio-cellulose having the same tensile strength as conventional bio-cellulose.
따라서, 본 발명은 일 관점에서, 바이오셀룰로오스 인장강도 강화를 위한 콩을 유효성분으로 함유하는, 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양용 배지 첨가제에 관한 것이다.Accordingly, in one aspect, the present invention relates to a culture additive for culture of a bio-cellulose-producing strain, which comprises soybean as an active ingredient for enhancing bio-cellulose tensile strength.
본 발명에 있어서, 상기 콩은 검은콩이고, 가공하지 않은 온전한 형태의 콩, 콩 분말, 증기로 쪄낸 콩 또는 콩 분말, 및 콩 추출물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.In the present invention, the soybean is black bean, and may be characterized in that it is at least one selected from the group consisting of unprocessed whole soybean, soybean powder, steamed soybean or soybean powder, and soybean extract.
본 발명의 배지 첨가제에 함유되는 콩은 콩과 식물의 종자로, 그 종류가 한정되는 것은 아니나, 검은콩(흑대두)을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에서와 같이, 검은콩 중 쥐눈이콩을 사용할 수 있다. 콩과 식물의 종자 중 1종 이상의 콩을 가공하지 않은 온전한 상태로 배양배지에 첨가할 수도 있고, 콩을 파쇄하여 분말로 만든 후 배양배지에 첨가할 수도 있으며, 온전한 상태의 콩 또는 콩 분말을 증기로 찐 것과 그 산물을 배양배지에 첨가할 수도 있다. 또한, 상기 콩의 종류 중 1종 또는 이들의 혼합물로부터 추출하여 본 발명에서의 배양액으로 사용할 수도 있다. 콩 추출물은 당업계에 공지된 방법으로 제조될 수 있으며, 그 방법은 특별히 한정되지 않는다. 구체적인 예를 들면, 콩을 세절, 파쇄 또는 분말화 등의 방법으로 처리하고 적당한 용매로 추출 여과한 후, 농축 건조하여 제조할 수 있다. 이 때 사용하는 용매로는 물, 탄소수 1 내지 3의 저급 알코올, 폴리올류 등을 단독 혹은 혼합하여 사용할 수 있다. The soybean contained in the medium additive of the present invention is seeds of soybean and plant, and its kind is not limited, but it is most preferable to use black beans (black beans). More preferably, as in one embodiment of the present invention, black beans among black beans can be used. One or more of the soybean seeds may be added to the culture medium in an untreated state, or the soybean may be pulverized into powder to be added to the culture medium. Alternatively, the whole soybean or soybean powder may be steamed And the product may be added to the culture medium. It is also possible to extract from one of the above-mentioned kinds of soybean or a mixture thereof and use it as a culture solution in the present invention. The soybean extract may be prepared by a method known in the art, and the method is not particularly limited. For example, the soybean can be prepared by treating the soybean with a method such as sieving, crushing or pulverizing, extracting with a suitable solvent, filtering, and then concentrating and drying. As the solvent to be used at this time, water, lower alcohols having 1 to 3 carbon atoms, polyols, etc. may be used alone or in combination.
본 발명은 다른 관점에서, 상기 배지 첨가제 및 미생물학적으로 허용되는 보조제를 함유하는, 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양용 배지 조성물에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a culture medium for culture of a bio-cellulosic producing strain containing the culture medium additive and a microbiologically acceptable adjuvant.
"미생물학적으로 허용되는 보조제"란, 바이오셀룰로오스 생산 균주, 바람직하게는 아세토박터 자일리늄(Acetobacter xylinum)의 성장 및 생존을 지지할 수 있게 하는 모든 가능한 보조제를 의미한다. 상기 보조제는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 배지에 포함되는 다양한 성분을 추가적으로 또 본 발명의 목적을 저해하지 않는 함량으로 포함할 수 있다. By "microbiologically acceptable adjuvant" is meant all possible adjuvants which are capable of supporting the growth and survival of a bio-cellulose producing strain, preferably Acetobacter xylinum . The adjuvant may contain various ingredients contained in the medium in an amount not detrimental to the object of the present invention within the range not hindering the object of the present invention.
본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 배지 첨가제 및 배지 분말을 이용하여 제조된, 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양용 배지에 관한 것이고, 상기 배지 첨가제와 상기 배지 분말은 1:1~5:1의 중량비로 혼합되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.In another aspect, the present invention relates to a culture medium for culture of a bio-cellulosic producing strain produced using the culture medium additive and the culture medium powder, wherein the culture medium additive and the culture medium powder are mixed at a weight ratio of 1: 1 to 5: And the like.
본 발명의 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양용 배지는, 가공하지 않은 온전한 형태의 콩, 콩 분말, 또는 증기로 쪄낸 콩을 함유하는 본 발명의 배지 첨가제를, 배지 분말과 함께 혼합한 후 배양액의 형태로 제조하여 사용할 수 있다. 배지 분말을 배양액의 형태로 제조하는 방법은 이 분야에서 사용되는 통상의 방법을 이용할 수 있다.The culture medium for culture of a bio-cellulose-producing strain of the present invention is prepared by mixing the culture medium additive of the present invention containing soybeans, soybean powder or steam-derived soybeans in an untreated form, together with the culture medium, Can be used. As a method of preparing the culture medium in the form of a culture medium, a conventional method used in this field can be used.
상기 배지 첨가제를 배지 분말과 혼합할 때, 배지 첨가제의 중량은 배지 분말 중량의 1~5배로 첨가되는 것이 바람직하다. 콩을 함유하는 배지 첨가제의 중량이 배지 분말 중량의 5배를 초과하면, 바이오셀룰로오스의 생산성이 더이상 증가되지 않았으며, 1배 미만이면, 바이오셀룰로오스의 인장강도가 일반 바이오셀룰로오스에 비해 증가되지 않았다. When the medium additive is mixed with the medium powder, the weight of the medium additive is preferably 1 to 5 times the weight of the medium powder. When the weight of the culture medium containing soybean was over 5 times the weight of the culture medium, the productivity of bio-cellulose was not increased any more, and when it was less than 1 time, the tensile strength of bio-cellulose was not increased as compared with general bio-cellulose.
또한, 콩을 추출물 형태로 함유하는 상기 배지 첨가제를 상기 배지 분말과 혼합하여 배양액을 제조할 경우에는, 상기 배지 첨가제가 배양액 총 중량에 대하여 0.01~50중량%, 바람직하게는 0.01~10중량%이 되도록 혼합할 수 있다.When the culture medium is prepared by mixing the culture medium containing the soybean extract in the form of an extract, the culture medium is added in an amount of 0.01 to 50% by weight, preferably 0.01 to 10% by weight, based on the total weight of the culture medium .
본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 배양 배지에서 바이오셀룰로오스 생산 균주에 의해 생산된, 인장강도가 일반 배양 배지에서 생산된 바이오셀룰로오스에 비해 1.5배 이상, 바람직하게는 2배 이상, 더욱 바람직하게는 2배 내지 4배 강화된 바이오셀룰로오스와, 상기 바이오셀룰로오스로 제조한 마스크팩 시트에 관한 것이다.In another aspect of the present invention, there is provided a biocellulose produced by the above-mentioned culture medium, wherein the tensile strength is 1.5 times or more, preferably 2 times or more, more preferably 2 times or more, Fold to four-fold strengthened bio-cellulose, and a mask pack sheet made of the bio-cellulose.
이와 관련하여, 본 발명의 일 실시예에서, 검은콩을 함유하는 배양 배지에서 생산된 바이오셀룰로오스의 인장강도는 Sun Scientific co.,LTD. 사의 CR-500DX에 의해 측정되었으며, 측정 가능한 최고치인 4000g으로 측정되어, 인장강도가 검은콩을 함유하지 않은 배양 배지에서 생산된 바이오셀룰로오스의 인장강도인 1261g, 1314g 보다 최소 3배 이상 증가했음을 알 수 있었다.In this regard, in one embodiment of the present invention, the tensile strength of the bio-cellulose produced in the culture medium containing black soybean is determined by Sun Scientific Co., LTD. Measured by CR-500DX, and measured at a measurable maximum of 4000 g, indicating that the tensile strength was at least 3 times greater than the tensile strengths of 1261 g and 1314 g of the bio-cellulose produced in the culture medium containing no black soybean there was.
또한, 본 발명에서 생산된 바이오셀룰로오스는 커팅하는 단계를 거쳐 마스크팩 시트의 형태로 제조될 수 있다. 구체적으로, 평평한 트레이(예를 들어, 사각형 모양)에 바이오셀룰로오스를 배양하고 나서, 원하는 얼굴 모양의 칼날로 커팅하여 완성된 디자인을 얻을 수 있다. 또 한편으로는, 마스크팩 시트의 디자인을 얻기 위해서는 배양시의 트레이에 얼굴모양의 디자인을 음각성형시켜서 바이오셀룰로오스를 완성된 디자인 형태로 바로 얻을 수도 있다. 그러나, 본 발명에 의해 제조된 바이오셀룰로오스가 반드시 마스크팩 시트로만 사용되는 것은 아니고, 화장료 소재, 의료용 소재, 친환경 산업용 소재, 건축재료 등으로도 사용될 수 있다.In addition, the bio-cellulose produced in the present invention may be manufactured in the form of a mask pack sheet through a cutting step. Specifically, the bio-cellulose may be cultured in a flat tray (e.g., a square shape) and then cut to a desired face shape blade to obtain a finished design. On the other hand, in order to obtain the design of the mask pack sheet, bio-cellulose can be directly obtained in a completed design form by intaglio-molding a face-like design on a tray during culturing. However, the bio-cellulose produced by the present invention is not necessarily used as a mask pack sheet but can also be used as a cosmetic material, a medical material, an eco-friendly industrial material, a building material, and the like.
본 발명에 있어서, 상기 바이오셀룰로오스 생산 균주는 아세토박터(Acetobacter)속, 라이조비움(Rhizobium)속, 및 아그로박터(Agrobacterium)속 균주로 이루어진 군에서 선택되는 어느 1종 이상인 것을 특징으로 할 수 있다. 바람직하게는 생산수율이 가장 우수한 아세토박터 자일리늄(Acetobacter xylinum)을 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 아세토박터 자일리늄 BRC5(한국등록특허 제10-231917호)를 사용할 수 있다. 또한, 생산 효율성을 위해서 여러종의 균주를 혼합배양할 수도 있다.In the present invention, the bio-cellulose producing strain may be any one selected from the group consisting of Acetobacter sp., Rhizobium sp., And Agrobacterium sp. Strain. Acetobacter xylinum having the highest production yield can be preferably used, and more preferably Acetobacter xylidium BRC5 (Korean Patent No. 10-231917) can be used. For production efficiency, various strains may be mixed and cultured.
본 발명은 또 다른 관점에서, (a) 바이오셀룰로오스 인장강도 강화를 위한 콩을 유효성분으로 함유하는 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양용 배지 첨가제를 함유하는 배양 배지를 준비하는 단계; (b) 바이오셀룰로오스 생산균주를 전배양하는 단계; (c) 상기 (a) 단계의 배양 배지에 (b) 단계의 전배양된 생산균주를 투입하여 바이오셀룰로오스를 생산하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 단계에서 생산된 바이오셀룰로오스를 배양 배지로부터 분리하는 단계; 를 포함하는 바이오셀룰로오스의 제조방법에 관한 것이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing a bio-cellulosic microorganism, comprising the steps of: (a) preparing a culture medium containing a culture additive for culture of a bio-cellulose producing strain containing soybean as an active ingredient for enhancing bio-cellulose tensile strength; (b) pre-culturing a strain producing a bio-cellulose; (c) adding a pre-cultured production strain of step (b) to the culture medium of step (a) to produce bio-cellulose; And (d) separating the bio-cellulose produced in the step (c) from the culture medium; The present invention relates to a method for producing bio-cellulose.
상기 (a) 단계의 배양 배지는, 상기 배지 첨가제를 첨가한 후 오토클레이브(autoclave)내에서 90~150℃의 온도로 20~30분간 고온처리됨으로써 얻어지는 것을 특징으로 할 수 있다. 오토클레이브는 고온, 고압하에서 합성, 분해, 승화, 추출 등의 화학처리를 하는 내열, 내압성 용기로, 본 발명의 일 실시예에서는 콩을 함유한 배양 배지를 오토클레이브 처리함으로써 고온, 고압이 가해져 콩의 성분이 배양 배지로 추출되었을 것으로 추측된다.The culture medium of step (a) may be obtained by adding the culture medium additive and treating the mixture at a temperature of 90 to 150 ° C. for 20 to 30 minutes in an autoclave. The autoclave is a heat-resistant and pressure-resistant container for performing chemical treatment such as synthesis, decomposition, sublimation, and extraction under high temperature and high pressure. In one embodiment of the present invention, a culture medium containing soybean is autoclaved, Were extracted with the culture medium.
또한, 상기 (c) 단계에서의 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양 방법으로는 정치배양법, 연속배양법 등 본 발명이 속한 분야에서 통상적으로 사용되는 어떠한 배양 방법도 이용될 수 있으나, 마스크팩 시트를 제조하는 경우 정치배양법이 보다 바람직하다.In addition, any culture method commonly used in the field of the present invention may be used as the culture method of the bio-cellulose producing strain in the step (c), such as the stationary culture method and the continuous culture method. However, The culture method is more preferable.
또한, 본 발명의 제조방법을 거쳐 얻어진 바이오셀룰로오스가 마스크팩 시트로 사용되기 위해서는 상기 (d) 단계에서 배양액을 제거함으로써 바이오셀룰로오스를 배양 배지로부터 분리하여야 하고, 추가적으로 주입된 균체의 사멸 공정을 거칠 수 있다. 이를 위해서 열수 살균 공정을 반복하는 것이 가장 효과적이다.
Further, in order to use the bio-cellulose obtained through the production method of the present invention as a mask pack sheet, it is necessary to separate the bio-cellulose from the culture medium by removing the culture liquid in the step (d) have. For this, it is most effective to repeat the hot water sterilization process.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for illustrating the present invention and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.
[참고예 1] 검은콩을 함유하는 배양액의 준비[Reference Example 1] Preparation of culture medium containing black beans
HS배지 분말 총 10.155g(포도당 20.00g/ℓ, 효모추출물 5.00g/ℓ, 인산나트륨 2.70g/ℓ, 구연산 1.15g/ℓ, 펩톤 5g/ℓ)을 이온수 300㎖에 녹인 후 삼각플라스크에 분주하고, 여기에 검은콩(산촌마을 쥐눈이 콩, 경기 파주시 적성면 객현리) 10.155g을 첨가한 후, 오토클레이브(autoclave) 내에서 120℃에서 30분간 살균하여 검은콩을 함유하는 배양액을 320.31g 제조하였다.
(10 mg / L of glucose, 5.00 g / L of yeast extract, 2.70 g / L of sodium phosphate, 1.15 g / L of citric acid and 5 g / L of peptone) were dissolved in 300 mL of ionized water, , 10.155 g of black beans (mountain village, poultry house, pyeongsi city) were sterilized in an autoclave at 120 ° C for 30 minutes to prepare 320.31 g of a culture containing black beans.
[참고예 2] 아세토박터 자일리늄의 전배양[Referential Example 2] Pretreatment of acetobacterium xylinum
바이오셀룰로오스 생산균주인 아세토박터 자일리늄 BRC5를 연세대학교 변유량 교수로부터 분양받아, 하기와 같이 먼저 별도로 전배양하였다. HS배지 분말 총 10.155g(포도당 20.00g/ℓ, 효모추출물 5.00g/ℓ, 인산나트륨 2.70g/ℓ, 구연산 1.15g/ℓ, 펩톤 5g/ℓ)을 이온수 300㎖에 녹인 후 삼각플라스크에 분주하고, 120℃에서 30분간 살균한 후에 아세토박터 자일리늄 BRC5를 접종하고, 배양기에서 30℃ 조건으로 48시간 배양하였다.
Acetobacter xylidium BRC5, a biocellulose-producing strain, was purchased from Yongseon University professor, and pre-cultured as follows. (10 mg / L of glucose, 5.00 g / L of yeast extract, 2.70 g / L of sodium phosphate, 1.15 g / L of citric acid and 5 g / L of peptone) were dissolved in 300 mL of ionized water, , Sterilized at 120 캜 for 30 minutes, then inoculated with acetobactor xylenium BRC5, and cultured in an incubator at 30 캜 for 48 hours.
[실시예 1] 검은콩을 함유한 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양배지의 제조[Example 1] Production of culture medium for producing a bio-cellulose containing black bean
참고예 1에서 제조된 검은콩을 함유하는 배양액 50㎖을 채취하여 페트리 디쉬에 분주하고, 여기에 참고예 2에서 전배양된 아세토박터 자일리늄 BRC5를 1㎖ 접종한 후, 배양기에서 30℃의 온도로 배양하였다.
50 ml of the culture medium containing the black bean prepared in Reference Example 1 was collected and dispensed into a Petri dish. 1 ml of the acetobactor xylinum BRC5 pre-cultured in Reference Example 2 was inoculated thereto, Lt; / RTI >
[비교예 1] 콩을 함유하지 않은 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양배지(음성대조군)의 제조[Comparative Example 1] Production of a culture medium for producing a bio-cellulose containing no soybean (negative control)
참고예 1과 동일한 방법으로 HS배지 분말 총 10.155g을 이온수 300㎖에 녹여 삼각플라스크에 분주하고, 오토클레이브 내에서 살균한 후 얻어진 배양액을 50㎖ 채취한 후 페트리 디쉬에 분주하였다. 여기에, 참고예 2에서 전배양된 아세토박터 자일리늄 BRC5를 1㎖ 접종한 후, 배양기에서 30℃의 온도로 배양하였다.
In the same manner as in Reference Example 1, a total of 10.155 g of the HS medium powder was dissolved in 300 ml of ionized water and dispensed into an Erlenmeyer flask. After sterilization in an autoclave, 50 ml of the resulting culture was collected and dispensed into a Petri dish. In Reference Example 2, 1 ml of acetobacterium xylenium BRC5 pre-cultured was inoculated and then cultured at 30 ° C in an incubator.
[비교예 2] 서리태를 함유한 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양배지의 제조[Comparative Example 2] Production of a culture medium for producing a bio-cellulose containing a leaflet
참고예 1과 동일한 방법으로 HS배지 분말 총 10.155g을 이온수 300㎖에 녹여 삼각플라스크에 분주하고, 여기에 검은콩 대신 서리태 10.155g을 첨가한 후, 오토클레이브 내에서 살균한 후 얻어진 배양액을 50㎖ 채취하여 페트리 디쉬에 분주하였다. 여기에, 참고예 2에서 전배양된 아세토박터 자일리늄 BRC5를 1㎖ 접종하고, 배양기에서 30℃의 온도로 배양하였다.
In the same manner as in Reference Example 1, 10.155 g of total HS medium powder was dissolved in 300 ml of ionized water and dispensed into an Erlenmeyer flask. 10.155 g of black soybean was added thereto and sterilized in an autoclave. And the mixture was dispensed into a Petri dish. In Reference Example 2, 1 ml of acetobacterium xylenium BRC5 pre-cultured was inoculated and cultured at 30 ° C in an incubator.
[시험예 1] 생산된 바이오셀룰로오스의 인장강도 측정[Test Example 1] Measurement of tensile strength of the produced bio-cellulose
상기 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2에서 각각 생산된 바이오셀룰로오스의 인장강도를 측정하기 위해, 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2에서 각각 배양이 종료된 배양액을 여과하여 생성된 셀룰로오스 덩어리를 회수하였다. 회수된 셀룰로오스 덩어리를 멸균 이온수로 3회 세척한 후, 인장강도를 측정하였다. 각각 2회씩 측정한 후 평균을 계산한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.In order to measure the tensile strength of the bio-cellulose produced in each of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the cultured medium in Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 was filtered to produce The collected cellulosic mass was recovered. The recovered cellulose lumps were washed three times with sterilized ionized water, and tensile strength was measured. The results are shown in Table 1 below.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1은 인장강도 측정 장치(Sun Scientific co.,LTD.사의 CR-500DX)의 측정 한도인 4000g을 초과하는 것으로 나타나, 검은콩을 함유하는 배양 배지(실시예 1)에서 생산된 바이오셀룰로오스는 콩을 함유하지 않은 일반 배양 배지(비교예 1) 또는 검은콩 대신 서리태를 함유하는 배양 배지(비교예 2)에서 생산된 바이오셀룰로오스에 비해 인장강도가 최소 3배 이상 증가했음을 알 수 있었다.
As shown in Table 1 above, Example 1 was found to exceed the measurement limit of 4000 g of the tensile strength measuring apparatus (CR-500DX manufactured by Sun Scientific Co., LTD.), Indicating that the culture medium containing black beans The bio-cellulose produced in 1) had a tensile strength at least three times higher than that of the bio-cellulose produced from the culture medium containing no bean (Comparative Example 1) or the culture medium containing the seaweed instead of black bean (Comparative Example 2) .
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시태양일 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 readily appreciate that many modifications are possible in the exemplary embodiments without materially departing from the novel teachings and advantages of this invention. something to do. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
또한 이하에서는, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 제형예를 설명하나, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다.
In the following, a formulation example for explaining the present invention will be described, but it should be apparent that the scope of the present invention is not limited thereto.
[제형예 1] 마스크팩 시트[Formulation Example 1] Mask pack sheet
하기 표 2에 기재된 조성으로 에멀젼을 제조하였다.Emulsions were prepared with the compositions shown in Table 2 below.
<에멀젼의 제조방법>≪ Preparation method of emulsion >
(1) 유성성분을 70~75℃로 가열하여 균일하게 혼합하였다.(1) Oily components were heated to 70 to 75 캜 and mixed uniformly.
(2) 수성성분을 70~75℃로 가열하여 균일하게 용해 및 혼합하였다.(2) The aqueous components were uniformly dissolved and mixed by heating at 70 to 75 占 폚.
(3) 70~75℃를 유지한 상태로 상기 (2)에 상기 (1)을 교반하면서 서서히 투입한 후에 냉각하여 수중유형 에멀젼을 얻었다.
(3) The above-mentioned (1) was slowly added to the above (2) while stirring at 70 to 75 ° C, and then cooled to obtain an underwater type emulsion.
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조된 바이오셀룰로오스를 얼굴 형태로 성형, 재단한 다음 상기 표 2의 조성으로 제조한 에멀젼 20g에 함침시켜 마스크팩 시트를 제조하였다. 인장강도를 측정한 결과, 실시예 1의 바이오셀룰로오스를 마스크팩 시트로 제형화한 후에도, 강화된 인장강도가 유지되는 것을 확인할 수 있었다.The bio-cellulose prepared in the same manner as in Example 1 was molded and cut into a face shape, and then impregnated with 20 g of the emulsion prepared in Table 2 to prepare a mask pack sheet. As a result of measuring the tensile strength, it was confirmed that the reinforced tensile strength was maintained even after formulating the bio-cellulose of Example 1 into a mask pack sheet.
Claims (13)
(a) 바이오셀룰로오스 인장강도 강화를 위한 콩을 유효성분으로 함유하는 바이오셀룰로오스 생산 균주 배양용 배지 첨가제를 함유하는 배양 배지를 준비하는 단계;
(b) 바이오셀룰로오스 생산균주를 전배양하는 단계;
(c) 상기 (a) 단계의 배양 배지에 (b) 단계의 전배양된 생산균주를 투입하여 바이오셀룰로오스를 생산하는 단계; 및
(d) 상기 (c) 단계에서 생산된 바이오셀룰로오스를 배양 배지로부터 분리하는 단계.A method for producing bio-cellulose comprising the steps of:
(a) preparing a culture medium containing a culture medium for culture of a bio-cellulose producing strain containing soybean as an active ingredient for enhancing bio-cellulose tensile strength;
(b) pre-culturing a strain producing a bio-cellulose;
(c) adding a pre-cultured production strain of step (b) to the culture medium of step (a) to produce bio-cellulose; And
(d) separating the bio-cellulose produced in the step (c) from the culture medium.
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