KR20170057790A - Medium composition utilizing starch-enriched brewery waste and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a medium composition utilizing byproducts of makgeolli (unrefined rice wine) which are waste resources, a method for producing the same, and a method of producing a cultured product by culturing microorganisms using the same. The medium composition is obtained by eluting makgeolli or byproducts thereof which contains an eluted makgeolli product containing 5.0-200 g/L of glucose. Through the present invention, the makgeolli byproducts which are waste resources can be used as a useful resource, and can increase the productivity of lipid when producing biodiesel using microalgae.

Description

막걸리 또는 이의 부산물을 이용한 배지 조성물 및 제조 방법 {Medium composition utilizing starch-enriched brewery waste and method for producing the same}[0002] Medium compositions using starch-enriched brewery waste and method for producing the same,

본 발명은 폐 자원인 막걸리 부산물을 이용하여 제조된 배지 조성물 및 이를 제조하는 방법, 그리고 이를 이용하여 바이오디젤 생산용 고지질 함유 미생물을 포함한 미생물을 배양하는 방법에 관한 발명이다.The present invention relates to a medium composition prepared by using a makgeolli by-product, which is a waste resource, a method for producing the same, and a method for culturing microorganisms containing high-quality-containing microorganisms for producing biodiesel using the medium composition.

최근 무분별한 화석연료 사용으로 대기 중의 이산화탄소(CO2) 농도가 급증하였고, 이로 인한 지구온난화로 전 세계 곳곳에는 기상이변과 해수면 상승으로 농작물 및 인명 피해가 잇따르고 있다. 이에 따라 화석연료 의존도가 높은 운송 연료를 대체 할 친환경 대체 에너지 개발이 시급해졌다. In recent years, the use of fossil fuels has caused a rapid increase in atmospheric carbon dioxide (CO 2 ) concentration. Due to global warming, crops and human lives have been increasingly affected by extreme weather and sea level rise around the world. As a result, it is urgent to develop environmentally friendly alternative energy to replace transportation fuels that are highly dependent on fossil fuels.

바이오디젤은 경유 대체 연료로서 기존의 경유에 비해 독성이 적고 황화물 또는 방향족 화합물이 포함되어 있지 않으며 대기 중으로 방출하는 오염물질의 배출량 또한 적다. 바이오디젤은 주로 식물성, 동물성 지방 또는 폐기름을 원료로 가공되는데, 이는 식용자원에 대한 경쟁을 야기 할 수 있고, 또한 기존 원료는 바이오디젤의 수요가 꾸준히 늘어났음에도 불구하고 공급량에 한계를 지니었다. 따라서 급증하는 에너지 요구량을 만족시키면서 지속 가능한 대안으로서, 타 바이오매스에 비해 면적 당 생산 가능한 양이 월등히 많은 미생물을 통한 바이오디젤 생산이 각광받고 있다.Biodiesel is an alternative to light oil, which is less toxic than conventional diesel, does not contain sulfides or aromatics, and releases less pollutants into the atmosphere. Biodiesel is mainly processed into vegetable, animal fat or waste oil as raw materials, which can cause competition for edible resources. In addition, existing feedstocks have a limited supply even though the demand for biodiesel has steadily increased. Therefore, as a sustainable alternative to meet rapidly increasing energy demand, biodiesel production through microbes, which have a much higher production amount per area than the biomass, is attracting attention.

바이오디젤 생산에 사용되는 미생물은 세포 내에 많게는 60%의 지질을 축적 할 수 있다. 이러한 지질 고함량의 미생물들은 섭취하는 영양원의 종류와 방법에 따라 분류 할 수 있는데, 미세조류와 같이 광합성을 통해 대기 중의 CO2로부터 유기물을 직접 합성하는 독립영양(phototroph)생물과 효모나 곰팡이와 같이 주변에 존재하는 유기물질을 이용해 살아가는 종속영양(heterotroph)생물이 있다. 특히 종속영양미생물은 유기물을 직접 섭취하여 성장하기 때문에 독립영양미생물에 비해 훨씬 빠른 성장속도로 고농도 배양이 가능하다. 또한 독립영양생물로 알려진 미세조류 또한 조건에 따라 독립영양과 종속영양을 병행하는 혼합영양(mixotroph)이 가능하며, 유기물 공급에 의한 미세조류의 성장 효율 향상이 꾸준히 보고 되고 있다. 하지만 종속영양의 높은 생산성과 효율이라는 장점에도 불구하고 유기물 공급으로 인한 단가 상승은 바이오디젤의 경제성을 저하시키는 큰 요인으로 작용할 수도 있다. 따라서 미생물 배양에 필요한 기질의 원료를 싼 가격으로 공급 가능한 대체 자원을 찾는 것이 필요하다. Microorganisms used in biodiesel production can accumulate as much as 60% of lipids in cells. These lipid-rich microorganisms can be categorized according to the type and method of nutrient source they are ingested. They are phototrophic creatures that synthesize organic matter directly from the atmospheric CO 2 through photosynthesis like microalgae and yeast or mold There are heterotrophic organisms that live using organic substances that exist around them. Especially heterotrophic microorganisms grow by directly ingesting organic matter, so it is possible to cultivate high concentration at a much faster growth rate than autotrophic microorganisms. Microalgae, also known as autotrophic organisms, can mixotrophic with independent nutrients and heterotrophs depending on conditions, and the growth efficiency of microalgae by organic matter supply has been reported steadily. However, despite the advantages of high productivity and efficiency of heterotrophs, a rise in unit price due to the supply of organic matter may be a major factor in lowering the economic efficiency of biodiesel. Therefore, it is necessary to find an alternative resource that can supply the substrate materials necessary for microbial culture at a low price.

한편, 막걸리는 누룩균을 이용하여 증자미를 당화시킨 뒤, 효모로 알코올 발효를 진행하여 얻는 한국의 전통주이다. 이러한 쌀 기반의 주류들은 생산 과정에서 흔히 쌀지게미 또는 주박이라 불리는 부산물이 발생하게 되는데, 이는 원료 쌀의 20%의 양에 이른다. 막걸리 주박에는 발효에 쓰였던 쌀 찌꺼기와 폐효모 세포, 발효 과정에서 발생된 다양한 유기물질들이 존재하게 된다. 이러한 막걸리의 부산물, 즉 주박은 폐기물로서 버려지거나 동물사료로 쓰이는데 그쳤지만, 최근에는 주박의 항혈전, 항균 활성, 항산화, 항염증 활성 등의 생리활성 기능에 대한 연구가 다수 진행되었고, 활성 효모 포자 생산을 위해 대체 배지로서 이용한 연구(Lim, Y. S., K. Kim, and S. M. Bae. "Producton of Yeast Spores from Rice Wine Cake." Korean Journal of Microbiology and Biotechnology (2004)) 등도 보고되고 있다.On the other hand, makgeolli is a Korean traditional liquor obtained by saccharification of sugar beet ginseng, followed by alcohol fermentation with yeast. These rice-based mainstream produce by-products, often called rice ginger or ash, in the production process, which amounts to 20% of the raw rice. The rice wine residue, the yeast cells used in fermentation, and the various organic substances generated during the fermentation process are present in the rice wine. Recently, many researches on the physiological functions such as anti - thrombosis, antimicrobial activity, antioxidant, and anti - inflammatory activity have been carried out, and active yeast spores (Lim, YS, K. Kim, and SM Bae, "Production of Yeast Spores from Rice Wine Cake." Korean Journal of Microbiology and Biotechnology (2004)) have also been reported.

본 발명의 목적은 폐자원인 막걸리 부산물을 유용한 자원으로서 사용한 미생물 배양 배지 조성물 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a microbial culture medium composition using a rice wine by-product, which is a waste resource, as a useful resource and a method for producing the same.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 미생물 배양 배지를 사용하여 균체 생성량 및 지질 함량이 높은 미생물을 배양방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for culturing a microorganism having high cell mass production and lipid content using the microorganism culture medium.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 미생물 배양 배지를 사용하여 배양한 미생물 배양물로부터 우수한 효율로 바이오디젤을 생산하는 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method for producing biodiesel from a microbial culture cultured using the microbial culture medium with excellent efficiency.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명자들은 막걸리 또는 이의 부산물을 용출 처리하여 얻어지는 미생물 배양용 배지 조성물을 개발하였고, 이를 이용하여 폐자원인 막걸리 부산물을 유용한 자원으로 처리하면서, 미생물을 효율적으로 배양하여 바이오매스 및 그에 따른 바이오디젤 생산량을 효율적으로 증가시킬 수 있다.In order to achieve the above object, the inventors of the present invention have developed a microbial culture medium composition obtained by dissolving makkolli or its by-product, and using the microbial culture as a useful resource, Mass and the resulting biodiesel production can be efficiently increased.

본 발명의 일 예는 막걸리 또는 이의 부산물을 용출 처리하여 얻어지며, 포도당 함량 5.0 g/L 내지 200 g/L를 함유하는 막걸리 용출물을 포함하는 미생물 배양용 배지 조성물에 관한 것이다.An example of the present invention relates to a medium composition for culturing microorganisms, which comprises a rice wine eluate obtained by eluting a rice wine or a by-product thereof and having a glucose content of from 5.0 g / L to 200 g / L.

본 발명의 또 다른 일 예는 막걸리 또는 이의 부산물을 물과 혼합하여 막걸리 부산물 용액을 제조하는 단계; 및 상기 막걸리 부산물 용액을 용출 처리하여 막걸리 부산물의 용출물을 얻는 단계를 포함하는, 미생물 배양용 배지 조성물 제조 방법에 관한 것이다. Another example of the present invention is a method for producing a rice wine by mixing a rice wine or a by-product thereof with water to prepare a solution of a rice wine by-product; And a step of eluting the rice wine by-product solution to obtain an eluate of the by-product of the makgeolli.

본 발명의 또 다른 일 예는 막걸리 또는 이의 부산물을 물과 혼합하여 막걸리 부산물 용액을 제조하는 단계; 상기 막걸리 부산물 용액을 용출 처리하여 막걸리 부산물의 용출물을 얻는 단계; 및 상기 용출물을 배지로 사용하여 미생물을 배양하여 배양물을 얻는 단계를 포함하는, 미생물 배양물 생산 방법에 관한 것이다. Another example of the present invention is a method for producing a rice wine by mixing a rice wine or a by-product thereof with water to prepare a solution of a rice wine by-product; Dissolving the by-product of the makgeolli to obtain an eluate of the by-product of the makgeolli; And culturing the microorganism using the eluate as a medium to obtain a culture.

본 발명의 또 다른 일 예는, 막걸리 또는 이의 부산물을 물과 혼합하여 막걸리 부산물 용액을 제조하는 단계; 및 상기 막걸리 부산물 용액을 용출 처리하여 막걸리 부산물의 용출물을 얻는 단계; 상기 용출물을 배지로 사용하여 미생물을 배양하여 배양물을 얻는 단계; 및 상기 배양물로부터 바이오디젤을 추출하는 단계를 포함하는, 바이오디젤 생산 방법 에 관한 것이다.Another example of the present invention is a method for producing a rice wine by mixing a rice wine or a by-product thereof with water to prepare a solution of the rice wine by-product; And dissolving the solution of the makgeolli by-product to obtain an eluate of the by-product of the makgeolli; Culturing the microorganism using the eluate as a medium to obtain a culture; And extracting the biodiesel from the culture.

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

상기 막걸리 또는 막걸리 부산물은 막걸리 제조 후 얻어지는 막걸리 부산물을 그대로 사용하거나 물을 첨가하여 희석하여 사용할 수 있다. 막걸리 부산물은 쌀 찌꺼기 및 효모 및 기타 발효 산물들을 포함할 수 있다. 막걸리 부산물의 대부분을 이루는 쌀은 전분으로서 간단한 효소적, 화학적 과정을 거쳐 미생물이 이용 가능한 포도당으로 쉽게 전환이 가능하여 미생물의 탄소원으로 이용 가능하다. 또한 동시에 미생물 성장에 필수적인 질소, 인 등의 영양원들은 폐효모 세포 속에 풍부하게 존재한다. 따라서 막걸리 부산물은 미생물 배양에 필요한 요소들을 고루 갖춘 고부가 가치의 폐자원이라 할 수 있겠고, 간단한 처리를 통해 버려지는 폐기물을 바이오디젤과 더 나아가 오메가-3 지방산과 같은 미생물 유래 고부가 가치 물질로도 전환할 수 있다. The above-mentioned makgeolli or makgeolli by-product can be used by using the makgeolli by-product obtained after the makgeolli is directly used or diluted by adding water. Makkoli by-products may include rice debris and yeast and other fermented products. Rice, which constitutes most of the by - products of rice wine, is a starch that can be easily converted into glucose, which can be used for microorganisms through a simple enzymatic and chemical process, and is available as a carbon source for microorganisms. At the same time, nutrients such as nitrogen and phosphorus, which are essential for microbial growth, are abundant in the pulmonary yeast cells. Therefore, it can be said that Makkolli by-product is a high-value-added waste resource with all the necessary elements for microbial cultivation. It can also convert wastes that have been abandoned through simple treatment to biodiesel and furthermore high value-added substances derived from microorganisms such as omega-3 fatty acids .

본 발명의 배지 조성물에 포함되는 상기 막걸리 용출물은 용출처리전 전질소 함량 100중량부를 기준으로 용출처리후 전질소 함량(TN 비율) 100 초과 내지 1000일 수 있다.The rice wine eluate contained in the medium composition of the present invention may have a total nitrogen content (TN ratio) of more than 100 to 1000 after elution treatment based on 100 parts by weight of total nitrogen before elution treatment.

본 발명의 배지 조성물에 포함되는 상기 막걸리 부산물의 용출물은 총 질소, 그리고 미량 원소를 추가로 포함할 수 있다. 상기 포도당은 5 내지 200g/L로 포함하는 것을 특징으로 하는 것이며, 바람직하게는, 15 내지 180g/L로 포함할 수 있다. 상기 총 질소는 0.5 내지 5.0g/L로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.5 내지 4.0g/L 로 포함될 수 있다. 또한 상기 미량 원소는 나트륨(Na), 인(P), 칼륨(K), 황(S), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 붕소(B), 망간(Mn) 및 철(Fe)로 이루어진 군에서 선택된 1이상일 수 있다. The leaching of the makgeolli by-product contained in the medium composition of the present invention may further include total nitrogen and trace elements. The glucose is contained in an amount of 5 to 200 g / L, and preferably 15 to 180 g / L. The total nitrogen may be included in the range of 0.5 to 5.0 g / L, preferably 0.5 to 4.0 g / L. In addition, the trace elements may be selected from the group consisting of Na, P, K, S, Ca, Mg, B, Mn, Lt; / RTI >

상기 막걸리 부산물의 용출물은 막걸리 부산물을 용출처리하여 얻어지는 것으로서, 바람직하게는, 상기 용출 처리는 교반, 가열, 가압, 초음파 처리, 및 효소 첨가 방법으로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 방법으로 수행될 수 있다. 이들은 모두 세포의 물리적 파쇄 및 전분으로부터의 포도당의 용출 처리를 위해 사용되는 방법들로서, 본 막걸리 부산물의 폐효모 영양원 용출을 위한 파쇄 및 전분의 가수분해를 증진시키기 위한 화학적 처리와 동시에 행해질 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 막걸리 용출물은 막걸리 또는 이의 부산물을, 교반, 가열, 가압, 초음파 처리, 및 효소 분해법으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 처리방법으로 수행될 수 있다. 바람직하게는 상기 용출 처리는 교반기, 오토클레이브, 및 쏘니케이터로 이루어진 군에서 선택된 1 이상을 사용하여 수행될 수 있다.Preferably, the elution treatment may be carried out by one or more methods selected from the group consisting of stirring, heating, pressurizing, ultrasonic treatment, and enzyme addition. The elution of the makgeolli by- . These are all methods used for physical disruption of cells and for the elution treatment of glucose from starch, which can be done simultaneously with the chemical treatment to promote the breakdown of the present rice wine by-product from the waste yeast nutrient elution and hydrolysis of the starch. More preferably, the rice wine eluate may be subjected to at least one treatment method selected from the group consisting of stirring, heating, pressing, ultrasonic treatment, and enzymatic decomposition. Preferably, the elution treatment may be carried out using at least one selected from the group consisting of a stirrer, an autoclave, and a sonicator.

또한 상기 용출 단계에서 일정 온도까지는 온도가 높아질수록 전분의 가수분해 효율이 높아지지만 너무 높은 온도에서는 전분의 호화 현상에 의해 재 냉각시 굳어져 미생물 배지로서의 사용이 불가하다. 효모 용출 또한 온도가 높아짐에 따라 늘어나지만 너무 높은 온도는 영양원들을 파괴시키거나 변형시켜 배지로서 적합하지 않게 될 수 있다. 이에 따라 막걸리 부산물로부터 포도당을 용출하는 바람직한 온도는 20 내지 120℃ 범위일 수 있으며, 예를 들면 20 내지 80℃ 범위일 수 있다. In the elution step, the higher the temperature, the higher the hydrolysis efficiency of the starch. However, at too high a temperature, the starch is hardened by the phenomenon of starch re-cooling, and thus it can not be used as a microorganism culture medium. Yeast elution also increases with increasing temperature, but too high temperatures can destroy or alter nutrients and render them unsuitable as a medium. Accordingly, the preferable temperature for eluting glucose from the makgeolli by-product may be in the range of 20 to 120 ° C, for example, in the range of 20 to 80 ° C.

또한 상기 용출 단계에서 교반 및 초음파 처리에 의한 용출을 하는 경우, pH는 pH 2 내지 pH 10으로, 바람직하게는 pH 2 내지 pH 10에서 사용할 수 있다. 특히 pH 4에서는 포도당 함량이 매우 높아 배지로서 유용성을 극대화시킬 수 있다. Further, in the case of elution by stirring and ultrasonic treatment in the elution step, the pH can be used at a pH of 2 to 10, preferably at a pH of 2 to 10. Especially at pH 4, the glucose content is very high, which can maximize the usefulness as a medium.

다만, 가열 및 가압에 의한 용출 처리, 예를 들어 오토클레이브를 이용하여 용출 하는 경우에는 산성인 조건으로서, pH 1 내지 3이 바람직한데, 더 높은 pH에서는 전분의 과도한 호화가 일어나 점도가 큰 용액이 되고, 이후에 다시 온도가 낮아지면서 반고체의 젤을 형성(노화, retrogradation)하여 미생물의 배지로 사용하기에 적합하지 않게 된다. 산성인 조건은 호화 온도를 높이거나, 전분 분자의 재배열을 방해하므로 pH2에서는 전분의 호화 및 노화가 비교적 잘 일어나지 않고 역시 높은 효율로 포도당을 얻을 수 있다.However, when elution is carried out by heating and pressurization, for example, using an autoclave, the pH is preferably 1 to 3 as an acidic condition. At a higher pH, excessive starch gelation occurs and a solution having a high viscosity And then the temperature is lowered again to form a semi-solid gel (retrogradation), which is not suitable for use as a medium for microorganisms. Since the acidic condition increases the gelatinization temperature or hinders rearrangement of starch molecules, the gelatinization of starch does not occur relatively easily at pH 2 and glucose can be obtained with high efficiency.

오토클레이브를 이용하여 고온 및 고압 조건에서 처리하는 방법은, 구체적으로 100 내지 120℃ 온도범위, 바람직하게는 120℃ 온도, 15 내지 20psi 압력범위 및 15 내지 30분 동안, 바람직하게는 15 내지 25분 동안 이루어질 수 있다. 오토클레이브는 흔히 미생물을 접종하기 이전에 배지 및 도구들을 멸균하는 장비로서, 멸균과 포도당 및 영양원의 용출을 동시에 이루어 낼 수 있다. The method of treating at high temperature and high pressure using an autoclave is specifically carried out at a temperature in the range of from 100 to 120 DEG C, preferably at 120 DEG C, in the pressure range of from 15 to 20 psi, and for from 15 to 30 minutes, preferably from 15 to 25 minutes ≪ / RTI > Autoclaves are often equipment that sterilize media and tools prior to inoculation with microorganisms, which can simultaneously achieve sterilization and elution of glucose and nutrients.

본 발명에서 포도당 및 영양원의 용출 방법 중 하나는 초음파 처리하는 것으로서, 상온에서 10 내지 30 kHz 파장의 초음파를 조사할 수 있으며, 20kHz에서, 1 내지 40%, 바람직하게는 20 내지 30%의 증폭 조건으로 쏘니케이터를 사용하여 이루어질 수 있다. 또한 상기 쏘니케이터는 10 내지 90분 동안, 더욱 바람직하게는 30 내지 60분 동안 이루어질 수 있다. 초음파는 세포 파쇄 및 세포 내 물질의 용출을 위해 흔히 쓰이는 장비로서, 고에너지의 초음파가 순간적으로 수력학적 공동현상을 일으키며 세포 조직을 파쇄시킨다. One of the methods of dissolving glucose and nutrients in the present invention is to ultrasonically treat ultrasonic waves having a wavelength of 10 to 30 kHz at room temperature, and it is preferable to use an ultrasonic wave at 20 kHz in an amplification condition of 1 to 40%, preferably 20 to 30% Can be accomplished using a sonicator. The sonicator can also be operated for 10 to 90 minutes, more preferably 30 to 60 minutes. Ultrasound is a commonly used device for cell disruption and dissolution of intracellular material. High energy ultrasound instantaneously causes hydrostatic cavitation and destroys cellular tissue.

또한 상기 용출 처리 과정으로서 효소를 첨가하는 방법을 사용하는 경우에는 전분 분해 효소를 사용하여 당을 가수분해하는 것일 수 있으며, 상기 전분 분해 효소는 알파-아밀레이즈(alpha-amylase), 글루코아밀레이즈(glucoamylase or Amyloglucosidase), 베타-아밀레이즈(bata-amylase), 이소아밀레이즈(isoamylase), 플루라네이즈(pullulanase), 알파글루코시데이즈(alpha-glucosidase)로 이루어진 군에서 선택된 1 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는 알파-아밀레이즈 (alpha-amylase), 글루코아밀레이즈(glucoamylase)일 수 있다.When the enzyme is added as the elution process, starch hydrolysis may be performed using a starcholytic enzyme. The starcholytic enzyme may be alpha-amylase, glucoamylase, at least one selected from the group consisting of glucoamylase or amyloglucosidase, bata-amylase, isoamylase, pullulanase, and alpha-glucosidase can be used. Preferably, it may be alpha-amylase, glucoamylase.

상기 배지 조성물을 적용하는 미생물로서는 본 발명의 배지 조성물을 이용가능 한 원핵 및 진핵미생물 군에서 선택되는 1 이상일 수 있으며, 바람직하게는 발효 및 기타 산물 생산에 쓰이는 미세조류 또는 효모이다.As the microorganism to which the above-mentioned culture medium composition is applied, the culture medium composition of the present invention may be at least one selected from among usable prokaryotic and eukaryotic microorganisms, and is preferably microalgae or yeast used for fermentation and other products.

본 발명에서 사용되는 미세조류는 독립영양생물(photoautotroph)로서 태양을 에너지원으로 하고, 대부분의 조건에서 이산화탄소를 탄소원으로 하여 성장하는 광합성 생물체로서 다른 광합성 생물체, 특히 육상 생물에 비하여 생장 속도가 높은 장점을 지니고 있는바 단위면적 당 높은 생산성을 나타내고 있다. 또한 일부 미세조류는 독립영양(phototrophy) 조건에서보다 혼합영양(mixotrophy) 조건에서 훨씬 나은 생장성을 보이므로, 혼합영양을 통한 미세조류 배양은 미세조류 유래 물질 생산의 상용화를 위한 획기적 방안이다. 미세조류는 해양 또는 담수 환경에서 서식하고 있으며, 바다 생태계에 있어 최하위에 위치하여 주로 어류 치어의 먹이로 이용되고 있다. 미세조류 바이오매스는 단백질, 탄수화물, 비타민, 미네랄과 같은 영양 성분이 풍부하게 포함되어 있고, 특히 어류 치어의 성장에 반드시 필요한 지질 또한 포함되어 있다.The microalgae used in the present invention are photoautotrophs, which are photosynthetic organisms that use sun as an energy source and carbon dioxide as a carbon source under most conditions. As a photosynthetic organism, microalgae have a high growth rate Which shows high productivity per unit area. In addition, some microalgae show much better growth under mixedotrophy condition than under phototrophy condition, so microalgae cultivation through mixed nutrition is a breakthrough for the commercialization of microalgae-derived material production. Microalgae live in marine or freshwater environments, and are located at the bottom of the marine ecosystem and are mainly used as food for fish fry. Microalgae biomass is rich in nutrients such as proteins, carbohydrates, vitamins and minerals, and it also contains lipids that are essential for the growth of fish fry.

상기 미세조류의 예로는 Ankistrodesmus sp., Botryococcus sp., Botryococcus sp., Chaetoceros sp., Chlorella sp., Chlorococcum sp., Crypthecodinium sp., Dunaliella sp., Ellipsoidion sp., Euglena sp., Haematococcus sp., Isochrysis sp., Monodus sp., Monallanthus sp., Nannochloris sp. Neochloris sp., Nitzschia sp., Oocystis sp., Pavlova sp., Phaeodactylum sp., Porphyridium sp., Scenedesmus sp., Skeletonema sp., Spirulina sp., Thalassiosira sp., Tetraselmis sp., Ettlia sp.을 배양할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. Examples of the microalgae include Anistrodesmus sp., Botryococcus sp., Botryococcus sp., Chaetoceros sp., Chlorella sp., Chlorococcum sp., Crypthecodinium sp., Dunaliella sp., Ellipsoidion sp., Euglena sp., Haematococcus sp. Isochrysis sp., Monodus sp., Monallanthus sp., Nannochloris sp. Neochloris sp., Nitzschia sp., Oocystis sp., Pavlova sp., Phaeodactylum sp., Porphyridium sp., Scenedesmus sp., Skeletonema sp., Spirulina sp., Thalassiosira sp., Tetraselmis sp., Ettlia sp. To cultivate the But is not limited thereto.

본 발명에서 사용되는 효모의 예로는 Saccharomyces sp., Apiotrichum sp., Rhodotorula sp., Apiotrichum sp., Cryptococcus sp., Yarrowia sp., Rhodosporidium sp., Lypomyces sp., Trichosporon sp., Candida sp., Pseudozyma sp., Zygolipomyces sp. 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Examples of the yeast used in the present invention include Saccharomyces sp., Apiotrichum sp., Rhodotorula sp., Apiotrichum sp., Cryptococcus sp., Yarrowia sp., Rhodosporidium sp., Lypomyces sp., Trichosporon sp., Candida sp., Pseudozyma sp., Zygolipomyces sp. But are not limited thereto.

본 발명에 따른 배지 조성물은 단독으로 미생물 배양에 사용되거나, 다른 배지를 첨가제로 더욱 포함할 수 있으며, 본 발명에 따른 배지 조성물이 첨가제로서 다른 배지에 더욱 포함되어 사용될 수 있다.The culture medium according to the present invention may be used alone for culturing microorganisms, or may further contain other medium as an additive, and the medium composition according to the present invention may be further included in another medium as an additive.

또한 본 발명은 상기 배지 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a method for producing the above-mentioned culture medium composition.

본 발명의 일 예에 따르면 막걸리 부산물을 물과 혼합하여 막걸리 부산물 용액을 제조하는 단계; 및 상기 막걸리 부산물 용액을 용출 처리하여 막걸리 부산물의 용출물을 얻는 단계를 포함하여, 미생물 배양용 배지 조성물을 제조할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a mangolian by-product solution, And eluting the rice wine by-product solution to obtain an eluate of a makgeolli by-product, thereby producing a microbial culture medium composition.

상기 배지 조성물에 관한 사항은 배지 조성물 제조 방법에 적용될 수 있다.The matters relating to the above-mentioned culture medium composition may be applied to the culture medium preparation method.

상기 미생물 배지 조성물 제조방법에서 원료로서 사용되는 막걸리 부산물은 막걸리 제조 후 얻어지는 쌀찌꺼기, 발효산물, 효모 또는 이를 모두 포함하는 주박일 수 있다.The by-product of the makgeolli used as a raw material in the method for preparing the microorganism culture composition may be rice residue, fermented product, yeast or a mixture thereof obtained after the makgeolli production.

상기 막걸리 부산물 용액은 용출 처리 방법에 따라 적절한 pH로 조절될 수 있다. 특히 막걸리 부산물에 포함된 효모에 대한 용출 효율은 해당 효모종의 자기소화(autolysis) 효소 의존적이므로 매번 종에 따른 pH 영향을 받는 동시에, 외부의 높은 pH 조건은 활성 OH라디컬 수의 증가로 효모의 세포벽 공격을 더욱 용이하게 만든다. 바람직하게는, pH 2 내지 10, 더욱 바람직하게는 pH 4 내지 7에서 이루어질 수 있다. The solution of the makgeolli by-product can be adjusted to an appropriate pH according to the elution treatment method. In particular, the elution efficiency of the yeast contained in the Makkolli byproduct is dependent on the autolysis enzyme of the corresponding yeast species. Therefore, the pH of the yeast is influenced by the species and the pH of the external environment is increased by the increase of the active OH radical number It makes cell wall attacks easier. Preferably at a pH of from 2 to 10, more preferably at a pH of from 4 to 7. [

또한, 상기 제조방법의 포도당은 5 내지 200g/L로 포함하는 것을 특징으로 하는 것이며, 바람직하게는, 15 내지 180g/L로 포함할 수 있다. In addition, the glucose of the preparation method is contained in an amount of 5 to 200 g / L, preferably 15 to 180 g / L.

상기 제조방법의 총 질소는 0.5 내지 5.0g/L로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.5 내지 4.0g/L 로 포함될 수 있다. The total nitrogen of the above production method may be included in the range of 0.5 to 5.0 g / L, preferably 0.5 to 4.0 g / L.

상기 제조방법의 미량 원소는 나트륨(Na), 인(P), 칼륨(K), 황(S), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 붕소(B), 망간(Mn) 및 철(Fe)로 이루어진 군에서 선택된 1이상일 수 있다. The trace elements of the above-mentioned method include sodium (Na), phosphorus (P), potassium (K), sulfur (S), calcium (Ca), magnesium (Mg), boron (B), manganese ). ≪ / RTI >

상기 제조방법에서 용출 처리 과정은 교반, 가열, 가압, 초음파 처리, 및 효소 첨가 방법으로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 방법으로 수행될 수 있으며, 바람직하게는 상기 용출 처리는 교반기, 오토클레이브, 및 쏘니케이터로 이루어진 군에서 선택된 1 이상을 사용하여 수행될 수 있다. The elution process may be performed by one or more methods selected from the group consisting of stirring, heating, pressurizing, ultrasonic treatment, and enzyme addition. Preferably, the elution is carried out using a stirrer, an autoclave, And at least one selected from the group consisting of < RTI ID = 0.0 >

또한 상기 용출 단계에서 일정 온도까지는 온도가 높아질수록 전분의 가수분해 효율이 높아지지만 너무 높은 온도에서는 전분의 호화 현상에 의해 재 냉각시 굳어져 미생물 배지로서의 사용이 불가하다. 효모 용출 또한 온도가 높아짐에 따라 늘어나지만 너무 높은 온도는 영양원들을 파괴시키거나 변형시켜 배지로서 적합하지 않게 될 수 있다. 이에 따라 막걸리 부산물로부터 포도당을 용출하는 바람직한 온도는 20 내지 120℃ 범위일 수 있으며, 예를 들면 20 내지 80℃ 범위일 수 있다. In the elution step, the higher the temperature, the higher the hydrolysis efficiency of the starch. However, at too high a temperature, the starch is hardened by the phenomenon of starch re-cooling, and thus it can not be used as a microorganism culture medium. Yeast elution also increases with increasing temperature, but too high temperatures can destroy or alter nutrients and render them unsuitable as a medium. Accordingly, the preferable temperature for eluting glucose from the makgeolli by-product may be in the range of 20 to 120 ° C, for example, in the range of 20 to 80 ° C.

또한 상기 용출 단계에서 교반 및 초음파 처리에 의한 용출을 하는 경우, pH는 pH 2 내지 pH 10으로, 바람직하게는 pH 2 내지 pH 10에서 사용할 수 있다. 특히 pH 4에서는 포도당 함량이 매우 높아 배지로서 유용성을 극대화시킬 수 있다. Further, in the case of elution by stirring and ultrasonic treatment in the elution step, the pH can be used at a pH of 2 to 10, preferably at a pH of 2 to 10. Especially at pH 4, the glucose content is very high, which can maximize the usefulness as a medium.

다만, 가열 및 가압에 의한 용출 처리, 예를 들어 오토클레이브를 이용하여 용출 하는 경우에는 산성인 조건으로서, pH 1 내지 3이 바람직한데, 더 높은 pH에서는 전분의 과도한 호화가 일어나 점도가 큰 용액이 되고, 이후에 다시 온도가 낮아지면서 반고체의 젤을 형성(노화, retrogradation)하여 미생물의 배지로 사용하기에 적합하지 않게 된다. 산성인 조건은 호화 온도를 높이거나, 전분 분자의 재배열을 방해하므로 pH2에서는 전분의 호화 및 노화가 비교적 잘 일어나지 않고 역시 높은 효율로 포도당을 얻을 수 있다.However, when elution is carried out by heating and pressurization, for example, using an autoclave, the pH is preferably 1 to 3 as an acidic condition. At a higher pH, excessive starch gelation occurs and a solution having a high viscosity And then the temperature is lowered again to form a semi-solid gel (retrogradation), which is not suitable for use as a medium for microorganisms. Since the acidic condition increases the gelatinization temperature or hinders rearrangement of starch molecules, the gelatinization of starch does not occur relatively easily at pH 2 and glucose can be obtained with high efficiency.

오토클레이브를 이용하여 고온 및 고압 조건에서 처리하는 방법은, 구체적으로 100 내지 120℃ 온도범위, 바람직하게는 120 ℃ 온도, 15 내지 20psi 압력범위 및 15 내지 30분 동안, 바람직하게는 15 내지 25분 동안 이루어질 수 있다. 오토클레이브는 흔히 미생물을 접종하기 이전에 배지 및 도구들을 멸균하는 장비로서, 멸균과 포도당 및 영양원의 용출을 동시에 이루어 낼 수 있다. The method of treating at high temperature and high pressure using an autoclave is specifically carried out at a temperature in the range of from 100 to 120 DEG C, preferably at 120 DEG C, in the pressure range of from 15 to 20 psi, and for from 15 to 30 minutes, preferably from 15 to 25 minutes ≪ / RTI > Autoclaves are often equipment that sterilize media and tools prior to inoculation with microorganisms, which can simultaneously achieve sterilization and elution of glucose and nutrients.

본 발명에서 포도당 및 영양원의 용출 방법 중 하나는 초음파 처리하는 것으로서, 상온에서 10 내지 30 kHz 파장의 초음파를 조사할 수 있으며, 20kHz에서, 1 내지 40%, 바람직하게는 20 내지 30%의 증폭 조건으로 쏘니케이터를 사용하여 이루어질 수 있다. 또한 상기 쏘니케이터는 10 내지 90분 동안, 더욱 바람직하게는 30 내지 60분 동안 이루어질 수 있다. 초음파는 세포 파쇄 및 세포 내 물질의 용출을 위해 흔히 쓰이는 장비로서, 고에너지의 초음파가 순간적으로 수력학적 공동현상을 일으키며 세포 조직을 파쇄시킨다. One of the methods of dissolving glucose and nutrients in the present invention is to ultrasonically treat ultrasonic waves having a wavelength of 10 to 30 kHz at room temperature, and it is preferable to use an ultrasonic wave at 20 kHz in an amplification condition of 1 to 40%, preferably 20 to 30% Can be accomplished using a sonicator. The sonicator can also be operated for 10 to 90 minutes, more preferably 30 to 60 minutes. Ultrasound is a commonly used device for cell disruption and dissolution of intracellular material. High energy ultrasound instantaneously causes hydrostatic cavitation and destroys cellular tissue.

상기 용출 처리된 막걸리 부산물 용액은 그 자체로 미생물 배양 배지에 첨가하여 사용될 수 있으나, 상등액을 채취하여 사용하는 것이 바람직하다. The elution-treated Makkolli by-product solution may be added to the microorganism culture medium itself, but it is preferable to collect the supernatant.

상기 제조방법에서 상등액의 pH가 6 내지 8 이 되도록 조절하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 이는 사용하는 미생물에 따라 바람직한 범위로 조절할 수 있다.The method may further include adjusting the pH of the supernatant to be 6 to 8, and may be adjusted to a desired range depending on the microorganism used.

바람직하게는 상기 미생물은 발효 및 기타 산물 생산에 쓰이는 미세조류 또는 효모로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상인 것일 수 있다.Preferably, the microorganism may be one or more selected from the group consisting of microalgae or yeast used for fermentation and other products.

또한 본 발명은 상기 배지 조성물을 이용하여 미생물 배양물을 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a method for producing a microorganism culture using the above-mentioned culture medium composition.

본 발명의 일 예에 따르면 막걸리 부산물을 물과 혼합하여 막걸리 부산물 용액을 제조하는 단계; 상기 막걸리 부산물 용액을 용출 처리하여 막걸리 부산물의 용출물을 얻는 단계; 및 상기 용출물을 배지로 사용하여 미생물을 배양하여 배양물을 얻는 단계를 포함하여 미생물 배양물을 생산할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a mangolian by-product solution, Dissolving the by-product of the makgeolli to obtain an eluate of the by-product of the makgeolli; And culturing the microorganism using the eluate as a medium to obtain a culture, wherein the microorganism culture can be produced.

상기 배지 조성물에 관한 사항은 미생물 배양물 생산 방법에 적용될 수 있다.The matters relating to the above-mentioned medium composition may be applied to a method for producing a microorganism culture.

상기 미생물의 배양조건은 선택된 미생물의 통상의 배양 조건에 따라 배양할 수 있다.The culture conditions of the microorganism can be cultured according to the usual culture conditions of the selected microorganism.

상기 미생물 배양물 생산방법은 상기 배양물을 추출하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 추출 방법은 물리적 방법 및/또는 화학적 방법을 이용하여 수행할 수 있다. 물리적 방법으로는 미생물을 초음파 또는 마이크로파와 같은 파동을 이용하여 미생물의 세포벽을 파괴한 뒤 목적하는 성분만을 선택적으로 추출하거나 열분해 방식을 이용하여 미생물을 구성하는 단백질, 탄수화물 등의 성분을 분해하여 목적하는 성분만을 선택적으로 추출한다. 한편, 화학적 방법은 유기용매 등을 사용하여 미생물에 포함된 목적하는 성분을 선택적으로 용해시키는 용매 추출법에 의해 수행될 수 있으며, 바람직한 유기용매로는 헥산(hexane), 에테르(ether), 클로로포름(chloroform) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 이용할 수 있으며, 바람직하게는 헥산을 사용한다. 상기 용매 추출법은 통상의 교반 추출 장치에 의해 수행될 수 있다.The method for producing a microorganism culture may further include extracting the culture, and the extraction method may be carried out using a physical method and / or a chemical method. As a physical method, microorganisms can be destroyed by using ultrasonic waves or waves such as microwaves to selectively degrade the cell walls of the microorganisms, or to decompose components such as proteins and carbohydrates constituting the microorganisms by thermal decomposition Only components are selectively extracted. Meanwhile, the chemical method can be performed by a solvent extraction method in which an objective component contained in a microorganism is selectively dissolved by using an organic solvent or the like. Preferred examples of the organic solvent include hexane, ether, chloroform ), And a mixture thereof. Of these, hexane is preferably used. The solvent extraction method can be carried out by a conventional stirring extraction apparatus.

상기 방법을 미생물로서 미세조류에 적용하여 생산되는 미생물 배양물은 지질일 수 있으며, 미세조류로부터 추출되는 지질함량은 본 발명에 따라 증가되어 C16:0, C16:1, C18:0, C18:1, C18:2, C18:3을 주로 하는 지질 20 내지 50 건조질량% 의 고함량으로 지질을 포함하는 미생물 배양물을 얻을 수 있다. The microbial culture produced by applying the method to microalgae as a microorganism may be lipid and the lipid content extracted from the microalgae is increased according to the present invention to produce C16: 0, C16: 1, C18: 0, C18: 1 , C18: 2, C18: 3, and a high content of 20 to 50% by dry mass of lipid.

또한 본 발명은 상기 배지 조성물을 이용하여 바이오디젤을 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a method for producing biodiesel using the above-mentioned medium composition.

본 발명의 일 예에 따르면 막걸리 부산물을 물과 혼합하여 막걸리 부산물 용액을 제조하는 단계; 및 상기 막걸리 부산물 용액을 용출 처리하여 막걸리 부산물의 용출물을 얻는 단계; 상기 용출물을 배지로 사용하여 미생물을 배양하여 배양물을 얻는 단계; 및 상기 배양물로부터 바이오디젤을 추출하는 단계를 포함하여 바이오디젤을 생산할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a mangolian by-product solution, And dissolving the solution of the makgeolli by-product to obtain an eluate of the by-product of the makgeolli; Culturing the microorganism using the eluate as a medium to obtain a culture; And extracting the biodiesel from the culture, thereby producing biodiesel.

상기 배지 조성물 및 이를 이용한 미생물 배양물 생산방법에 관한 사항은 미생물 배양물 생산 방법에 적용될 수 있다.The above-mentioned medium composition and the method for producing microorganism culture using the same are applicable to the method of producing microorganism culture.

상기 바이오 디젤 생산방법은 용출 처리된 막걸리 부산물을 배양액으로 이용함에 따라, 배양된 미세조류로의 바이오매스 함량이 증가되어, 높은 생산률로 바이오 디젤을 생산할 수 있다. In the biodiesel production method, the biomass content in the cultured microalgae is increased by using the by-product of the elongated makgeolli as a culture medium, and biodiesel can be produced at a high production rate.

상기 배양물로부터 바이오 디젤로 전환하는 단계는 공지된 전환법에 따라 수행될 수 있다. 상기 전환하는 단계는 에스테르 교환반응을 이용하여 수행될 수 있으며, 상기 에스테르 교환반응으로 염산, 메탄올, 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 사용하여 수행될 수 있다. 예컨대 지질에 메탄올 및 황산을 첨가한 후 원심분리로 층 분리하여 바이오디젤로 전환할 수 있다.The step of converting the culture to biodiesel can be carried out according to a known conversion method. The conversion may be carried out using an ester exchange reaction, and the ester exchange reaction may be carried out using a selected one selected from the group consisting of hydrochloric acid, methanol, and sulfuric acid. For example, methanol and sulfuric acid may be added to the lipids, followed by layer separation by centrifugation to convert to biodiesel.

상기 바이오 연료는 에너지원으로 사용될 수 있는 모든 것을 포함하는 것으로, 예컨대 바이오 연료는 바이오 디젤, 바이오 에탄올, 또는 바이오 플라스틱일 수 있다.The biofuel includes everything that can be used as an energy source. For example, the biofuel may be biodiesel, bioethanol, or bioplastics.

상기 미세조류 배양물 제조하는 방법에서, 미세조류 배양물을 얻는 단계 이후에 미생물 배양물을 농축하는 단계를 추가로 수행할 수 있다. 효과적인 지질 추출을 위해 미세조류 농축 단계를 수행하며, 응집, 삼투 방식 또는 원심분리 방식을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the method for producing the microalgae culture, it is possible to further carry out a step of concentrating the microalgae culture after obtaining the microalgae culture. For effective lipid extraction, a microalgae concentration step may be performed, and flocculation, osmotic or centrifugal separation may be used, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 방법으로 폐자원인 막걸리 부산물을 유용한 자원으로서 처리할 수 있으며, 미세조류를 이용한 바이오 디젤 생산에 있어 지질 생산량을 효율적으로 증가시킬 수 있다. 따라서 막걸리 부산물의 재처리 및 바이오 디젤 또는 미세조류를 포함한 미생물의 부가 산물을 생산하는 관련 산업에 유용하게 활용될 수 있다. According to the method of the present invention, it is possible to treat a by-product of rice wine, which is a waste resource, as a useful resource, and to efficiently increase lipid production in the production of biodiesel using microalgae. Therefore, it can be usefully used in the related industries for producing the microbial adducts including reprocessing of Makkolgi byproducts and biodiesel or microalgae.

도 1는 막걸리 부산물 용액을 교반에 의한 용출 처리 실시한 후 생성된 포도당 양 및 TN ratio를 나타낸 것이다.
도 2는 막걸리 부산물 용액을 오토클레이브에 의한 용출 처리 실시한 후 생성된 포도당 양 및 TN ratio를 나타낸 것이다.
도 3는 막걸리 부산물 용액을 쏘니케이터에 의한 용출 처리 실시한 후 생성된 포도당 양 및 TN ratio를 나타낸 것이다.
도 4는 55℃에서 교반에 의한 용출 처리에 의한 용출물을 이용하여 제조된 배지 및 독립영양에 의한 대조군 배지에서 Ettlia sp. 의 바이오매스 생성량을 나타낸 것이다(PSBW: Pretreated Starch-enriched brewery waste, 55℃ 교반으로 전처리된 막걸리 부산물 배지).
도 5는 55℃에서 교반에 의한 용출 처리에 의한 용출물을 이용하여 제조된 배지 및 독립영양에 의한 대조군 배지에서 Ettlia sp. 의 지질 생성량을 나타낸 것이다.
도 6은 효소에 의해 용출 처리에 의한 용출물의 상등액을 배지로 사용하여 Aurantiochytrium sp. KRS101 을 배양한 결과 생성되는 바이오매스 생성량을 나타낸 것이다(ESBW: Enzymatically pretreated Starch-enriched brewery waste, 효소적 방법으로 전처리된 막걸리 부산물 배지).
도 7은 55℃에서 교반에 의한 용출 처리에 의한 용출물을 이용하여 제조된 배지에서 Yarrowia sp.을 배양한 결과 생성되는 바이오매스 생성량을 나타낸 것이다.FIG. 1 shows the amount of glucose and the TN ratio produced after elution treatment of a solution of a by-product of Makkolli by stirring.
Figure 2 shows the amount of glucose produced and the TN ratio after elution with the autoclave of the makgeolli byproduct solution.
Figure 3 shows the amount of glucose and the TN ratio produced after elution with a makeroly by-product solution.
Fig. 4 shows the results of the measurement of the activity of Ettlia sp. ≪ RTI ID = 0.0 > sp. ≪ / RTI > in a medium prepared using eluate by elution with agitation at 55 캜 and in an autotrophic control medium. (PSBW: Pretreated starch-enriched brewery waste, a makgeolli by-product medium pretreated with 55 ° C agitation).
FIG. 5 is a graph showing the effect of Ettlia sp. ≪ RTI ID = 0.0 > g . ≪ / RTI > in a medium prepared using eluate by elution with agitation at 55 C and in an autotrophic control medium. Of lipid production.
Fig. 6 is a graph showing the results of determination of Aurantiochytrium sp. Using a supernatant of eluate by elution with an enzyme as a medium. (ESBW: Enzymatically pretreated starch-enriched brewery waste, a makgeolli by-product medium pretreated by enzymatic method).
Figure 7 shows that in the media prepared using eluate by elution treatment with stirring at 55 캜, Yarrowia The amount of biomass produced as a result of incubation of sp.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

실시예Example 1. 막걸리 부산물 용액 제조 1. Manufacture of Makkoli by-product solution

㈜국순당 백세주의 주박을 막걸리 부산물로서 사용하였다. 상기 막걸리 부산물의 수분(moisture)은 39.81±2.01%이고 총 탄수화물(total carbohydrates)은 49.36±1.64%이었다. 막걸리 부산물을 증류수와 2:8 (막걸리부산물:증류수) 비율로 섞어 20% (w/w)인 막걸리 부산물 용액을 만들었다. 만들어진 용액의 초기 pH는 3.85±0.23이다. The sprouts of Baekseju, Kwon Sangdang Co., Ltd. were used as a by-product of makgeolgy. The moisture content of the rice wine by-product was 39.81 ± 2.01% and the total carbohydrates were 49.36 ± 1.64%. The makgeolli byproduct was mixed with distilled water at a ratio of 2: 8 (makgeolli byproduct: distilled water) to make a 20% (w / w) makgeolli byproduct solution. The initial pH of the solution made was 3.85 ± 0.23.

실시예Example 2. 막걸리 부산물의  2. Makkolli by-product 용출물Eluate 제조 Produce

상기 실시예 1에서 제조된 막걸리 부산물 용액을 용출 처리하여 용출물을 제조하였다. 용출 처리 후의 포도당 양은 HPLC로 측정하였고, 폐효모에 대한 용출 처리 효율은 아래 식 1의 TN (Total Nitrogen) ratio로 계산하였다.The effluent of the makgeolli by-product solution prepared in Example 1 was eluted to prepare an eluate. After elution treatment, glucose The amount was determined by HPLC, and the elution efficiency of the waste yeast was calculated by the TN (Total Nitrogen) ratio of the following formula 1.

[식 1][Formula 1]

TN ratio = ( TNK / TN0 ) × 100TN ratio = (TNK / TN0) x100

(TNK: 용출 처리 후의 TN (mg/L), TN0: 용출 처리 전의 TN (mg/L))(TNK: TN (mg / L) after elution treatment, TN0: TN (mg / L) before elution treatment)

2.1 교반에 의한 용출 처리2.1 Elution treatment by stirring

상기 실시예 1에서 제조된 막걸리 부산물 용액의 pH를, 10M NaOH 용액 또는 2M H2SO4 용액을 사용하여 pH 2, 4, 7, 10으로 각각 맞추었다. 이후, 상기 막걸리 부산물 용액을 55에서, 300rpm, 2시간 동안 교반하여 균일하게 혼합하였다.The pH of the by-product solution prepared in Example 1 was adjusted to pH 2, 4, 7, and 10 using 10M NaOH solution or 2M H 2 SO 4 solution. Thereafter, the solution of the makgeolli by-product was stirred at 55 ° C and 300 rpm for 2 hours to be uniformly mixed.

생성된 포도당 및 상기 식 1에 따라 계산한 폐효모 전환율의 결과를 도 1에 나타내었다. 포도당 양은 pH2, 4, 7, 10 조건에서 각각 20.7, 25.5, 23.5, 21.0g/L 로 측정되었고, 상기 교반의 방법으로 55에서 처리한 후의 포도당 양이 39.6±2.9g/L로 가장 높았다. 온도가 높아질수록 전분의 가수분해 효율이 높아짐에 따라 상온에서 교반시키는 조건보다 포도당 수율이 더 높게 나온 것을 확인할 수 있었다. 또한 폐효모에 대한 용출 처리 효율은 pH 10에서 유의적으로 높았는데, 높은 pH 에서 OH 라디컬 수가 증가하여 효모의 세포벽 공격을 더욱 용이하게 만든다는 것을 확인하였다. The results of the glucose production and the conversion of waste yeast calculated according to Equation 1 are shown in FIG. The amount of glucose was measured at 20.7, 25.5, 23.5 and 21.0 g / L at pH 2, 4, 7 and 10, respectively. The glucose level after treatment at 55 was the highest at 39.6 ± 2.9 g / L. The higher the temperature, the higher the hydrolysis efficiency of starch and the higher the glucose yield than the stirring condition at room temperature. In addition, the elution efficiency of waste yeast was significantly higher at pH 10, and it was confirmed that the OH radical number was increased at high pH to facilitate the yeast cell wall attack.

용출 처리 전 막걸리 부산물의 미량 원소 및 상기 교반에 의해 용출 처리한 후 측정한 미량 원소를 비교한 결과는 표 1에 나타내었다. 교반 용출 처리 후 모든 미량원소의 함량이 증가한 것을 확인할 수 있었다.Table 1 shows the results of the comparison of trace elements of by-products of Makkolgi before the elution treatment and trace elements measured after elution treatment by the stirring. It was confirmed that the contents of all the trace elements increased after the stirring elution treatment.

미량 원소microelement 용출 처리 전(mg/L)Before elution treatment (mg / L) 교반Stirring 용출 처리 후(mg/L) After elution treatment (mg / L) NaNa 5.975±0.0245.975 + 0.024 9.393±0.0969.393 + 0.096 PP 38.12±0.87738.12 + - 0.877 82.76±0.82882.76 ± 0.828 KK 60.86±0.48760.86 + 0.487 63.70±0.38263.70 + - 0.382 SS 20.38±0.14320.38 + 0.143 54.47±0.38154.47 + 0.381 CaCa 12.46±0.07512.46 + 0.075 26.04±0.26026.04 + - 0.260 MgMg 10.43±0.02110.43 + 0.021 12.99±0.13012.99 ± 0.130 BB 0.214±0.0010.214 ± 0.001 0.257±0.0040.257 ± 0.004 MnMn 0.405±0.0050.405 0.005 0.606±0.0060.606 ± 0.006 FeFe 0.013±0.0030.013 ± 0.003 0.023±0.0030.023 0.003

2.2 고온 및 가압에 의한 용출 처리2.2 Elution treatment by high temperature and pressure

상기 실시예 1에서 제조된 막걸리 부산물 용액의 pH를, 10M NaOH 용액 또는 2M H2SO4 용액을 사용하여 pH 2, 4, 7, 10으로 각각 맞추었다. 이후, 상기 막걸리 부산물 용액을 120에서 20분간 오토클레이브에서 높은 온도 및 압력을 가하였다.The pH of the by-product solution prepared in Example 1 was adjusted to pH 2, 4, 7, and 10 using 10M NaOH solution or 2M H 2 SO 4 solution. Then, the solution of the Makkoli byproduct was subjected to high temperature and pressure in an autoclave at 120 to 20 minutes.

생성된 포도당 및 상기 식 1에 따라 계산한 폐효모 전환율의 결과를 도 2에 나타내었다. pH 2에서 포도당 양이 30.76g/L 으로 생성되었다. 산성 조건에서는 호화 온도를 높이거나 전분 분자의 재배열을 방해하여 전분의 호화가 일어나지 않으면서도 높은 효율로 포도당을 얻을 수 있는 점을 확인할 수 있었다.The results of the glucose production and the conversion of waste yeast calculated according to the above formula 1 are shown in Fig. At pH 2, the amount of glucose was 30.76 g / L. In the acidic condition, it was confirmed that the starch could be obtained with high efficiency without increasing starch concentration by increasing the gelatinization temperature or interfering with rearrangement of starch molecules.

2.3 초음파 처리에 의한 용출 처리2.3 Elution treatment by ultrasonic treatment

상기 실시예 1에서 제조된 막걸리 부산물 용액의 pH를, 10M NaOH 용액 또는 2M H2SO4 용액을 사용하여 pH 2, 4, 7, 10으로 각각 맞추었다. 이후, 상기 막걸리 부산물 용액을 20kHz, 750W, 25%의 증폭(amplitude)으로 30분간 쏘니케이터에서 초음파를 처리하였다.The pH of the by-product solution prepared in Example 1 was adjusted to pH 2, 4, 7, and 10 using 10M NaOH solution or 2M H 2 SO 4 solution. Then, the solution of the Makkolli by-product was sonicated in a sonicator at 20 kHz, 750 W, and 25% amplitude for 30 minutes.

생성된 포도당 및 상기 식 1에 따라 계산한 폐효모 전환율의 결과를 도 3에 나타내었다. 포도당은 pH 4에서 29.50g/L 으로 가장 많은 양으로 생성되었고, 폐효모에 대한 용출 처리 효율은 pH가 커질수록 높아졌는데, 이로써 pH 증가에 따른 OH 라디컬 수의 증가가 효모의 세포벽 공격을 더욱 용이하게 만든다는 것을 확인하였다.The results of the glucose production and the conversion of waste yeast calculated according to Formula 1 are shown in FIG. Glucose was most abundant at pH 4 at 29.50 g / L, and the elution efficiency of waste yeast increased with increasing pH. As a result, the increase of OH radical number due to the increase of pH increased the cell wall attack of yeast .

2.4 효소에 의한 용출 처리2.4 Elution with Enzyme

상기 실시예 1에서 사용된 막걸리 부산물을 증류수와 4:6 (막걸리부산물:증류수) 비율로 섞어 40% (w/w)인 막걸리 부산물 용액을 만들었다. 막걸리 부산물 용액의 pH를, 10M NaOH 용액 또는 2M H2SO4 용액을 사용하여 pH 6.5로 맞추었다. 이후, 65℃에서 alpha-amylase (Novozyme사의 BAN을 사용) 를 막걸리 용액 부피비 1/1000-1/100 수준으로 첨가하고, 효소 반응을 활발히 하기 위해 CaCl2 1g/L 를 첨가하였다. 효소가 첨가된 막걸리 부산물 용액을 2시간동안 교반한 후, 다시 H2SO4로 pH4.5로 만든 뒤, 온도 70℃에서 glucoamylase (Novozyme사의 AMG 사용) 를 막걸리 용액 부피비 1/1000-1/100 수준으로 첨가하였다. 2시간동안 교반한 후 0.2um으로 필터링 하였고 최종 pH를 6.5 내지 7로 조절하였다.The by-product of the makgeolli used in Example 1 was mixed with distilled water and 4: 6 (makgeolli byproduct: distilled water) at a ratio of 40% (w / w) to make a makgeolli byproduct. The pH of the makgeolli byproduct solution was adjusted to pH 6.5 using 10M NaOH solution or 2M H 2 SO 4 solution. Then, alpha-amylase (using BAN of Novozyme) was added at a rate of 1 / 1000-1 / 100 by volume of macheled solution at 65 ° C and 1 g / L of CaCl 2 was added to activate the enzyme reaction. The enzymatic solution of the Makkolli byproduct was stirred for 2 hours, and the pH of the solution was adjusted to 4.5 with H 2 SO 4. Then, glucoamylase (using AMG from Novozyme) was added at a temperature of 70 ° C in a 1 / 1000-1 / 100 ≪ / RTI > After stirring for 2 hours, it was filtered to 0.2um and the final pH was adjusted to 6.5-7.

그 결과 포도당은 150-200g/L이 생성되어 상기 실시예 2.1 내지 2.3의 용출 처리 방법에 비하여 매우 우수한 효율로 포도당이 생성됨을 확인할 수 있었다.As a result, it was confirmed that 150-200 g / L of glucose was produced and glucose was produced at a much higher efficiency than the elution treatment methods of Examples 2.1 to 2.3.

실시예Example 3. 혼합 영양 미세조류 배양 3. Mixed nutrition microalgae culture

3.1. 미세조류 배양3.1. Microalgae culture

실시예 2.1에서 막걸리 부산물 용액을 55에서 2시간 교반시켜 제조한 용출물의 상등액을 배지로 사용하였다. 배지의 포도당 양이 각각 5, 10, 15, 20g/L(12.5, 25.0, 37.5, 50.0%)가 되도록 증류수에 혼합하였다.The supernatant of the eluate prepared by stirring the maculaca by-product solution in Example 2.1 at 55 for 2 hours was used as the medium. (12.5, 25.0, 37.5, 50.0%) of glucose in the medium were added to distilled water at 5, 10, 15 and 20 g / L, respectively.

대조군으로는 독립영양(phototroph) 조건의 BG11 배지를 사용하였다.As a control, BG11 medium of phototroph condition was used.

상기 제조된 배지에 미세조류로서 Ettlia sp.을 사용하였고 KCTC(YC001, KCTC 12109BP)로부터 분양 받은 것을 사용하였다. 구체적으로, Ettlia sp.를 26℃ 온도 및 100-110μmol photons/m2/s 조건에서 10일간 배양하였다. 모든 실험 조건에는 100-110μmol photons/m2/s의 빛이 LED로 주어졌으며, 공기와 5부피% CO2는 0.3vvm으로 대조군에만 주어졌다. Ettilia sp. Was used as a microalgae in the prepared medium, and those obtained from KCTC (YC001, KCTC 12109BP) were used. Specifically, Ettlia sp. Was cultured at 26 ° C and 100-110 μmol photons / m 2 / s for 10 days. For all experimental conditions, 100-110 μmol photons / m 2 / s of light was given to the LEDs, and air and 5 vol% CO 2 were given only to the control group at 0.3 vvm.

3.2. 미세조류 배양물의 분석3.2. Analysis of microalgae culture

상기 배양에 따른 미세조류의 생장 결과로서, 바이오매스의 생성량을 도 4에, 배양물로서 생성된 지질 성분 분석 결과를 표 2에, 생성된 지질 함량을 도 5에 나타내었고 이에 따른 지질 생산성을 계산하였다.As a result of the growth of the microalgae according to the cultivation, the amount of biomass produced is shown in Fig. 4, the result of analysis of the lipid component produced as a culture product is shown in Table 2, the content of produced lipid is shown in Fig. 5, Respectively.

바이오매스 생성량에 대한 도 4를 살펴보면, 독립영양에 의한 대조군에서의 생장은 꾸준히 일어나는 반면, 상기 막걸리 부산물 유래의 배지 조성물에 의한 혼합영양 생장은 초반에 급격히 이루어진 뒤 빠른 시일 내에 정지기(stationary phase)에 도달했다. 특히 용출 처리한 막걸리 부산물 용액의 농도가 높아질수록 바이오 매스의 양이 확연히 증가한 것으로 미루어보아, 독립영양만으로는 한계가 있던 미세조류의 고속, 고농도 배양에 획기적인 방법으로서의 가능성을 확인하였다. As shown in FIG. 4 for the amount of biomass produced, the growth in the control group by the independent nutrition is steadily occurring, while the mixed nutrition growth by the medium composition derived from the makgeolli by-product occurs rapidly in the early stage, . In particular, the amount of biomass increased significantly as the concentration of the by-product solution was increased, confirming the possibility of a novel method for high-speed and high-concentration cultivation of microalgae, which was limited only by independent nutrition.

다음으로 표 2는 배양 후 생성된 배양물로서 지질의 성분을 분석한 결과를 나타내며, 생성된 지질 100%을 기준으로 각 지질성분의 함량(중량%)를 나타낸다. 미세조류 내 지질 측정을 위해 Gas chromatography (GC, Agilent 7980B)을 이용하였고, 컬럼은 HP-InnoWax column (30m*0.32mm*0.25qm; Agilent)를 사용하였다. 분석 된 결과는 Supelco 37 Component FAME Mix (Sigma-Aldrich, item no. 47885-U) 스탠다드를 통해 각 피크에 해당하는 지질 성분을 알아내었다. Next, Table 2 shows the results of analysis of lipid components as a culture product after culturing and represents the content (% by weight) of each lipid component based on 100% of the produced lipid. Gas chromatography (GC, Agilent 7980B) was used to measure lipid in microalgae and HP-InnoWax column (30m * 0.32mm * 0.25qm; Agilent) was used for the column. The analytical results were obtained from the Supelco 37 Component FAME Mix (Sigma-Aldrich, item no. 47885-U) standard.

배지badge C16:0(%)C16: 0 (%) C16:1(%)C16: 1 (%) C18:0(%)C18: 0 (%) C18:1(%)C18: 1 (%) C18:2(%)C18: 2 (%) C18:3(%)C18: 3 (%) 기타(Other( %% )) PSBWPSBW 12.5% 12.5% 19.2619.26 9.139.13 3.583.58 40.3040.30 12.8112.81 6.056.05 8.898.89 PSBWPSBW 25.0% 25.0% 20.9120.91 8.268.26 2.782.78 39.2639.26 13.7613.76 5.095.09 9.969.96 PSBWPSBW 37.5% 37.5% 36.2936.29 5.465.46 2.872.87 32.1132.11 11.1611.16 4.314.31 7.827.82 PSBWPSBW 50.0% 50.0% 36.3436.34 5.565.56 3.153.15 28.1528.15 10.9410.94 4.204.20 11.6611.66

상기 배양에 따라 생산된 지질 함량(lipid contents)에 대한 도 5를 살펴보면 독립영양에 의한 대조군(29.0±1.7%)에 비해 용출 처리한 막걸리 부산물 용액을 함유한 배지의 지질 함량이, 포도당이 5g/L 인 경우 43.4±3.4, 포도당이 10g/L인 경우 37.9±1.1%로 월등히 높은 것을 확인할 수 있다. 5 shows the lipid contents produced according to the above culturing. The lipid contents of the medium containing the solution of the mangolli by-product, which was eluted with respect to the control (29.0 ± 1.7%) by the independent nutrition, L was 43.4 ± 3.4, and that of glucose 10 g / L was 37.9 ± 1.1%.

지질생산성(lipid productivity)을 아래 식 2에 의하여 계산하였으며, 그 결과, 대조군이 193.3mg/L/d인 반면, 상기 용출 처리한 막걸리 부산물 용액을 함유한 경우(전처리 된 막걸리 부산물 양 25.0%인 경우) 244.2mg/L/d로 대조군에 비해 매우 높은 값을 나타내는 것을 확인하였다.Lipid productivity was calculated according to the following equation 2, and as a result, the control group was 193.3 mg / L / d whereas the case of containing the eluted makkolli by-product solution (the pre-treated rice wine by-product amount was 25.0% ) Was 244.2 mg / L / d, which was much higher than that of the control group.

[식 2][Formula 2]

지질생산성(lipid productivity, mg/L/day)= 바이오매스생산량(mg/L)×(지질 함량%/100)/배양 일 수(day)Lipid productivity (mg / L / day) = Biomass production (mg / L) x (% lipid content / 100)

3.3 미세조류 배양물의 지질특성 분석3.3 Analysis of lipid characterization of microalgae culture

실시예 3.1 에서 배양한 Ettlia sp.의 배양물로부터 지질을 추출하였다. Ettlia < / RTI > cultured in Example 3.1 Lipids were extracted from the culture of E. sp.

추출된 지질의 함량을 정성분석하여 표준 값(European Standard EN 14214, UNE-EN 14214, 2003. Automotive fuels. Fatty acid methyl esters (FAME) for diesel engines. Requirements and test methods)과 비교한 결과를 표 3에 나타내었다.The results of qualitative analysis of extracted lipid content and comparison with the standard values (European Standard EN 14214, UNE-EN 14214, 2003. Automotive fuels.Fatty acid methyl esters (FAME) for diesel engines.Requirements and test methods) Respectively.

미세조류 내 지질을 추출 및 전환하기 위해 다음과 같은 단계를 거쳤다. 세포배양액(10ml)을 채취하여 원심분리 한 미생물 펠렛을 증류수 및 PBS 용액으로 세척 한 뒤 다시 원심분리하여 깨끗한 미생물 펠렛을 얻는다. 동결건조기로 4일간 충분히 건조한다. 동결건조된 시료 각 10mg을 클로포름:메탄올 (2:1, v/v) 2ml를 주입한 후 상온에서 볼텍스 믹서로 섞는다. standard와의 비교를 위해 heptadecanoic acid (C17:0) 내부표준물질을 함유한 클로로포름을 1ml 넣는다. 메탄올 1ml와 황산 300ul을 첨가한 뒤 볼텍스 믹서로 섞은 뒤, 100℃에서 20분간 방치한다. 상온으로 냉각 시킨 후 증류수 1ml를 주입하여 볼텍스 믹서로 섞는다. 원심분리를 통해 층분리하여, 아랫층만을 뽑아 GC 분석을 위한 용기에 담는다.The following steps were taken to extract and convert lipids in microalgae. The cell culture solution (10 ml) is collected, and the microbial pellet which has been centrifuged is washed with distilled water and PBS solution, and centrifuged again to obtain clean microbial pellet. Dry thoroughly for 4 days with a freeze dryer. Add 10 ml of each lyophilized sample to 2 ml of chloroform: methanol (2: 1, v / v), and mix with a vortex mixer at room temperature. For comparison with the standard, 1 ml of chloroform containing heptadecanoic acid (C17: 0) internal standard is added. Add 1 ml of methanol and 300 μl of sulfuric acid, mix with a vortex mixer, and allow to stand at 100 ° C for 20 minutes. After cooling to room temperature, add 1 ml of distilled water and mix with a vortex mixer. Separate the layers by centrifugation and remove only the lower layer and place in a container for GC analysis.

지질의 정성 및 정량 분석을 위해 Gas chromatography (GC, Agilent 7980B)을 이용하였고, 컬럼은 HP-InnoWax column (30m*0.32mm*0.25qm; Agilent)를 사용하였다. 분석 된 결과는 Supelco 37 Component FAME Mix (Sigma-Aldrich, item no. 47885-U) 스탠다드를 통해 각 피크에 해당하는 지질 성분을 알아내어 대조하였다.For qualitative and qualitative analysis of lipids, Gas chromatography (GC, Agilent 7980B) was used and HP-InnoWax column (30m * 0.32mm * 0.25qm; Agilent) was used for the column. The analytical results were obtained by comparing the lipid components corresponding to each peak through the Supelco 37 Component FAME Mix (Sigma-Aldrich, item no. 47885-U) standard.

배지badge 세탄값Cetane value 산화안정도 (h)Oxidation stability (h) CFPPCFPP (℃) (° C) 요오드값 Iodine value
(g I(g I 22 /100g)/ 100g) BG11
(control)BG11
(control) 61.0261.02 13.6813.68 0.050.05 56.7756.77 PSBW 12.5%PSBW 12.5% 60.0060.00 11.8311.83 -4.78-4.78 70.0370.03 PSBW 25.0%PSBW 25.0% 59.9859.98 11.1611.16 -5.53-5.53 70.0270.02 PSBW 37.5%PSBW 37.5% 62.5062.50 13.1613.16 -0.55-0.55 57.9057.90 PSBW 50.0%PSBW 50.0% 62.7062.70 13.3713.37 0.080.08 54.4754.47 StandardStandard >51> 51 >6> 6 <0, <-10
(summer, winter)<0, <-10
(summer, winter) <120<120

추출된 지질은 세탄 값, 산화 안정도, CFPP 및 요오드 값에서 표준 값을 만족시켜 우수하게 미생물의 배지로서 사용할 수 있음을 확인하였다.The extracted lipids were found to satisfy the standard values of cetane value, oxidation stability, CFPP and iodine value, and thus it was confirmed that they can be used as a medium for microorganisms.

실시예Example 4. 종속 영양 미세조류 배양 4. Cultivation of heterotrophic microalgae

4.1 바다소금을 첨가한 ESBW 배지를 이용한 배양4.1 Culture with ESBW medium supplemented with sea salt

대조군으로는 일반 배지(General medium)으로서, Glucose 60g/L, Yeast extract 10g/L, KH2PO4 9g/L 및 Sea salt 15g/L을 포함하는 배지를 사용하였다.As a control medium, a medium containing 60 g / L of glucose, 10 g / L of yeast extract, 9 g / L of KH2PO4 and 15 g / L of Sea salt was used as a general medium.

실시예 2.4에서 효소에 의해 용출 처리된 막걸리 부산물 용액의 상등액을 배지로 사용하였다. 배지의 포도당 양이 각각 60g/L 가 되도록 증류수에 혼합하였다(ESBW 배지). 상기 희석된 ESBW 배지에 바다소금(Sea salts) 15g/L을 첨가하고 교반하여 미세조류 배양용 배지를 제조하였다. The supernatant of the solution of the by-product of the makgeolli which was eluted with the enzyme in Example 2.4 was used as the medium. And mixed with distilled water so that the amount of glucose in the medium was 60 g / L each (ESBW medium). 15 g / L Sea salts were added to the diluted ESBW medium and stirred to prepare microalga culture medium.

미세조류는 종속 영양 미세조류로서, 해수종인 Aurantiochytrium sp. KRS101 을 사용하였고 KRIBB (한국생명공학연구원)으로부터 얻은 것을 사용하였다. Aurantiochytrium sp. KRS101를 쉐이킹 인큐베이터에서 28℃, 150rpm의 조건으로 배양하였다. 상기 배양에 따른 미세조류의 생장 결과로서, 바이오매스의 생성량을 도 6에 나타내었다.Microalgae are heterotrophic microalgae, which are aquatic species Aurantiochytrium sp. KRS101 was used and those obtained from KRIBB (Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology) were used. Aurantiochytrium sp. KRS101 was cultured in a shaking incubator at 28 DEG C and 150 rpm. The amount of biomass produced as a result of microalgae growth according to the above cultivation is shown in Fig.

상기 결과, 효소로 용출 처리한 막걸리 부산물 용액을 포함하는 배지의 경우 일반 배지만을 사용한 대조군에 비하여 60시간까지 비교적 높은 생장을 나타내었고 총 생장량 역시 우수한 결과를 보여주는 것을 확인하였다. As a result, the medium containing the makkolli by-product solution eluted with the enzyme exhibited relatively high growth up to 60 hours, and the total growth was also excellent.

4.2. 일반배지를 혼합한 ESBW 배지를 이용한 배양4.2. Culture using ESBW medium mixed with normal medium

대조군으로는 일반 배지(General medium)으로서, Glucose 60g/L, Yeast extract 10g/L, KH2PO4 9g/L 및 Sea salt 15g/L을 포함하는 배지를 사용하였다.As a control medium, a medium containing 60 g / L of glucose, 10 g / L of yeast extract, 9 g / L of KH2PO4 and 15 g / L of Sea salt was used as a general medium.

실시예 2.4에서 효소에 의해 용출 처리된 막걸리 부산물 용액의 상등액을 일반 배지의 첨가제로서 사용하였다. 일반 배지에 추가로 약 60g/L의 포도당을 포함하도록 환산하여 막걸리 부산물 용액을 첨가하였다. 바다소금(sea salt)은 기존 배지에 이미 포함되어 있으므로 더 첨가해주지 않았다. The supernatant of the solution of the makgeolli by-product eluted with the enzyme in Example 2.4 was used as an additive in the general medium. In addition to the normal medium, the makkolli by-product solution was added so as to contain about 60 g / L of glucose. Sea salt (sea salt) was already added to the existing medium, so we did not add any more.

미세조류는 종속 영양 미세조류로서, 해수종인 Aurantiochytrium sp. KRS101 을 사용하였고 KRIBB (한국생명공학연구원)으로부터 얻은 것을 사용하였다. Aurantiochytrium sp. KRS101 을 쉐이킹 인큐베이터에서 28℃, 150rpm의 조건으로 배양하였다. 상기 배양에 따른 미세조류의 생장 결과로서, 바이오매스의 생성량을 도 6에 나타내었다.Microalgae are heterotrophic microalgae, which are aquatic species Aurantiochytrium sp. KRS101 was used and those obtained from KRIBB (Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology) were used. Aurantiochytrium sp. KRS101 was cultured in a shaking incubator at 28 DEG C and 150 rpm. The amount of biomass produced as a result of microalgae growth according to the above cultivation is shown in Fig.

상기 결과, 효소로 용출 처리한 막걸리 부산물 용액을 일반 배지에 첨가하여 사용하는 경우 일반 배지만을 사용한 대조군에 비하여 60시간까지 매우 급속한 생장을 나타내었고 총 생장량 역시 매우 우수한 결과를 보여주는 것을 확인하였다. As a result, it was found that when the solution of the Makkolli by-product eluted with the enzyme was added to the general medium, the growth was very rapid up to 60 hours and the total growth was also excellent.

실시예Example 5. 효모 배양 5. Yeast culture

실시예 2.1에서 얻어진 막걸리 부산물의 용출액으로서 55 및 pH4에서 2시간 교반시킨 막걸리 부산물 용액의 상등액을 배지 (PSBW)로 사용하였다. The supernatant of the by-product solution of the makgeolli which was stirred at 55 and pH 4 for 2 hours as an eluent of the makgeolli by-product obtained in Example 2.1 was used as a medium (PSBW).

대조군으로는 한정 배지(defined medium)로서, 1L 한정 배지 당 표 4의 함량의 성분을 포함하는 조성으로 구성되는 배지를 사용하였다.As a control, a medium consisting of a composition containing the components of the content of Table 4 per 1 L defined medium was used as a defined medium.

성분ingredient 함량content GlucoseGlucose 20g20g Ammonium chlorideAmmonium chloride 0.5g0.5 g Potassium dihydrogen phosphatePotassium dihydrogen phosphate 2.7g2.7g Sodium phosphate, dibasic, anhydrous, assaySodium phosphate, dibasic, anhydrous, assay 0.95g0.95 g Magnesium sulfate, anhydrous, assayMagnesium sulfate, anhydrous, assay 0.097g0.097g * Trace element solution* Trace element solution 1ml1ml ** Vitamin solution** Vitamin solution 1ml1ml Yeast extract 10mgYeast extract 10mg 10mg10 mg
* Trace element solution
Hydrochloric acid (25%, 7.7M) 10ml
Iron(II) chloride tetrahydrate 1.5g
Zinc chloride 70mg
Manganese(II) chloride tetrahydrate 100mg
Boric acid 6mg
Cobalt chloride hexahydrate 190mg
Copper(II) chloride dehydrate 2mg
Nickel(II) chloride hexahydrate 240mg
Disodium molybdate dehydrate 36mg
Distilled water 990ml
* Trace element solution
Hydrochloric acid (25%, 7.7M) 10ml
Iron (II) chloride tetrahydrate 1.5 g
Zinc chloride 70mg
Manganese (II) chloride tetrahydrate 100 mg
Boric acid 6 mg
Cobalt chloride hexahydrate 190mg
Copper (II) chloride dehydrate 2mg
Nickel (II) chloride hexahydrate 240 mg
Disodium molybdate dehydrate 36mg
Distilled water 990ml

** vitamins solution (1L)
Vitamin B12 100mg
P-aminobenzoic acid 80mg
D(+)-biotin 20mg
Nicotinic acid 200mg
Calcium pantothenate 100mg
Pyridoxine hydrochloride 300mg
Thiamine-HCl 200mg
Distilled water 1L
** vitamins solution (1L)
Vitamin B12 100mg
P-aminobenzoic acid 80 mg
D (+) - biotin 20 mg
Nicotinic acid 200mg
Calcium pantothenate 100mg
Pyridoxine hydrochloride 300mg
Thiamine-HCl 200 mg
Distilled water 1L

상기 제조된 배지에 효모를 배양하였다. 배양 미생물은 효모인 Yarrowia sp. 을 사용하였고 직접 분리 한 종을 사용하였다. Yarrowia sp.를 쉐이킹 인큐베이터에서 28℃, 150rpm의 조건으로 84시간동안 배양하였다. 상기 배양에 따른 효모의 생장 결과로서, 바이오매스의 생성량을 도 7에 나타내었다.Yeast was cultured in the prepared culture medium. The cultured microorganisms were yeast Yarrowia sp. And directly isolated species were used. Yarrowia sp. Was cultured in a shaking incubator at 28 DEG C and 150 rpm for 84 hours. The amount of biomass produced as a result of yeast growth according to the above cultivation is shown in Fig.

상기 결과, 84시간 뒤 대조군인 한정 배지에서 배양한 경우 생성된 바이오매스는 5.4g/L인 반면, 교반으로 용출 처리한 막걸리 부산물 용액을 포함하는 배지의 경우 15.0g/L가 생성된 것으로 나타나, 막걸리 부산물을 이용한 배지에서 효모가 매우 우수한 생장 효과가 있음을 확인하였다.As a result, it was found that when the culture was carried out in the control medium of the control group after 84 hours, the produced biomass was 5.4 g / L, whereas in the medium containing the solution of the Makkolli by-product eluted with stirring, 15.0 g / It was confirmed that the yeast had a very good growth effect on the medium using the Makkolli byproduct.

Claims (21)

막걸리 또는 이의 부산물을 용출 처리하여 얻어지며, 포도당 함량 5.0 g/L 내지 200 g/L를 함유하는 막걸리 용출물을 포함하는 미생물 배양용 배지 조성물.Which comprises a rice wine eluate obtained by eluting makkolli or its by-product and having a glucose content of from 5.0 g / L to 200 g / L. 제1항에 있어서, 상기 막걸리 부산물은 막걸리 부산물은 막걸리 제조후 얻어지는 쌀찌꺼기 또는 효모 또는 주박인 것인, 배지 조성물.[Claim 2] The medium composition according to claim 1, wherein the by-product of the makgeolli is rice residue or yeast or beech sprouts obtained after makgeolli. 제1항에 있어서, 상기 막걸리 용출물은 용출처리전 전질소 함량 100중량부를 기준으로 용출처 리후 전 질소 함량(TN 비율) 100 초과 내지 1000인 것인 배지 조성물. [Claim 2] The medium composition according to claim 1, wherein the mackerel leached product has a total nitrogen content (TN ratio) exceeding 100 to 1000 after the discharge, based on 100 parts by weight of the total nitrogen content before elution treatment. 제1항에 있어서, 상기 막걸리 부산물의 용출물은 총 질소(total nitrogen)를 0.5 내지 5g/L로 포함하고;
미량 원소, 비타민, 및 물을 추가로 포함하는, 미생물 배양용 배지 조성물.The method of claim 1, wherein the leached product of the makgeolli by-product comprises 0.5 to 5 g / L of total nitrogen;
Which further comprises trace elements, vitamins, and water. 제1항에 있어서, 상기 막걸리 용출물은 막걸리 또는 이의 부산물을, 교반, 가열, 가압, 초음파 처리, 및 효소 분해법으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 처리방법으로 수행되는 것인, 배지 조성물.[Claim 2] The medium composition according to claim 1, wherein the rice wine eluate is performed by at least one treatment method selected from the group consisting of stirring, heating, pressing, ultrasonic treatment, and enzymatic decomposition. 제5항에 있어서, 상기 용출 처리는 교반기, 오토클레이브, 및 쏘니케이터로 이루어진 군에서 선택된 1 이상을 사용하여 수행되는 것인, 배지 조성물.6. The medium composition according to claim 5, wherein the elution treatment is carried out using at least one selected from the group consisting of a stirrer, an autoclave, and a sonicator. 제5항에 있어서, 상기 용출처리는 20 내지 80℃ 온도범위에서 교반하는 것인 배지 조성물.The culture medium according to claim 5, wherein the elution treatment is carried out at a temperature in the range of 20 to 80 占 폚. 제5항에 있어서, 상기 용출처리는 2 내지 10 pH 범위, 14 내지 20 psi 압력 및 20 내지 120 ℃ 온도 조건에 가열하는 것인 배지 조성물. 6. The media composition of claim 5, wherein the elution process is heated to a temperature in the range of 2 to 10 pH, 14 to 20 psi pressure and 20 to 120 &lt; 0 &gt; C temperature. 제5항에 있어서, 상기 용출처리는 2 내지 10 pH 범위에서 10 내지 30 kHz의 초음파를 조사하여 수행하는 것인 배지 조성물.6. The medium composition according to claim 5, wherein the elution treatment is performed by irradiating ultrasound at 10 to 30 kHz in a pH range of 2 to 10. 제5항에 있어서, 상기 용출처리는 전분 분해 효소를 사용하여 당을 가수분해하는 것인 배지 조성물.6. The medium composition according to claim 5, wherein the elution treatment hydrolyzes sugar using a starch decomposing enzyme. 제10항에 있어서, 상기 전분 분해 효소는 알파-아밀레이즈(alpha-amylase), 글루코아밀레이즈(glucoamylase or Amyloglucosidase), 베타-아밀레이즈(bata-amylase), 이소아밀레이즈(isoamylase), 플루라네이즈(pullulanase), 알파글루코시데이즈(alpha-glucosidase) 로 이루어진 군에서 선택된 1 이상인 것인, 배지 조성물.The method according to claim 10, wherein the starcholytic enzyme is selected from the group consisting of alpha-amylase, glucoamylase or amyloglucosidase, bata-amylase, isoamylase, pullulanase, alpha-glucosidase, and the like. 제4항에 있어서, 상기 미량 원소는 나트륨(Na), 인(P), 칼륨(K), 황(S), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 붕소(B), 망간(Mn) 및 철(Fe)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 배지 조성물.5. The method of claim 4, wherein the trace element is selected from the group consisting of Na, P, K, S, Ca, Mg, Iron (Fe). 막걸리 또는 이의 부산물을 물과 혼합하여 막걸리 부산물 용액을 제조하는 단계; 및 상기 막걸리 부산물 용액을 용출 처리하여 막걸리 부산물의 용출물을 얻는 단계를 포함하는, 미생물 배양용 배지 조성물의 제조 방법.Preparing a rice wine by-product solution by mixing rice wine or a by-product thereof with water; And a step of eluting the rice wine by-product solution to obtain an eluate of a makgeolli by-product. 제13항에 있어서, 상기 막걸리 부산물은 막걸리 부산물은 막걸리 제조 후 얻어지는 주박 또는 효모 또는 쌀 찌꺼기인 것인, 방법.14. The method of claim 13, wherein the by-product of the rice wine is rice wine or yeast or rice residue obtained after rice wine production. 제13항에 있어서, 상기 용출시키는 단계에서 용출 처리는 막걸리 또는 이의 부산물을, 교반, 가열, 가압, 초음파 처리, 및 효소분해법으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 처리방법으로 수행되는 것인 제조 방법.14. The manufacturing method according to claim 13, wherein the elution treatment in the eluting step is performed by at least one treatment method selected from the group consisting of stirring, heating, pressing, ultrasonic treatment, and enzymatic decomposition. 제15항에 있어서, 상기 용출 처리는 교반기, 오토클레이브, 및 쏘니케이터로 이루어진 군에서 선택된 1 이상을 사용하여 수행되는 것인, 제조 방법.16. The production method according to claim 15, wherein the elution treatment is carried out using at least one selected from the group consisting of a stirrer, an autoclave, and a sonicator. 제15항에 있어서, 상기 용출처리는 20 내지 80℃ 온도범위에서 교반하는 것인 방법.16. The process according to claim 15, wherein the elution treatment is conducted at a temperature in the range of 20 to 80 占 폚. 제15항에 있어서, 상기 용출처리는 2 내지 10 pH 범위, 14 내지 20 psi 압력 및 20 내지 120 ℃ 온도 조건에 가열하는 것인 방법16. The method of claim 15, wherein the elution treatment is performed at a temperature in the range of 2 to 10 pH, 14 to 20 psi pressure and 20 to 120 &lt; 0 & 제15항에 있어서, 상기 용출처리는 2 내지 10 pH 범위에서 10 내지 30 kHz 파장의 초음파를 조사하여 수행하는 것인 방법.16. The method according to claim 15, wherein the elution treatment is performed by irradiating ultrasound at a wavelength of 10 to 30 kHz in a range of 2 to 10 pH. 제15항에 있어서, 상기 용출처리는 전분 분해 효소를 사용하여 당을 가수분해하는 것인 방법.16. The method of claim 15, wherein the eluting process hydrolyzes sugar using a starcholytic enzyme. 제20항에 있어서, 상기 전분 분해 효소는 알파-아밀레이즈(alpha-amylase), 글루코아밀레이즈(glucoamylase or Amyloglucosidase), 베타-아밀레이즈(bata-amylase), 이소아밀레이즈(isoamylase), 플루라네이즈(pullulanase), 알파글루코시데이즈(alpha-glucosidase) 로 이루어진 군에서 선택된 1 이상인 것인, 방법The method according to claim 20, wherein the starcholytic enzyme is selected from the group consisting of alpha-amylase, glucoamylase or amyloglucosidase, bata-amylase, isoamylase, pullulanase, alpha-glucosidase, and the like.
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