요약
현재 카로티노이드는 화학적 합성으로 주로 생산되며, 이는 환경 문제를 비롯한 여러 도전 과제를 안고 있습니다. 이런 가운데, 새로운 연구는 유산균, 특히 Lactobacillus pentosus KCCP11226 균주를 활용해 친환경적이며 효율적인 카로티노이드 생산 방법을 제시하고 있습니다. 이 균주는 특정 스트레스 조건, 예를 들어 H2O2나 NaCl 하에서 카로티노이드의 생산성을 크게 높일 수 있습니다. 이러한 기술은 건강기능식품, 의약품 및 다양한 발효식품 산업에 응용될 수 있으며, 화학적 합성법의 대안으로 높은 가능성을 보여주고 있습니다.
기본 정보
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특허명: 카로티노이드를 생산하는 락토바실러스 펜토서스 균주 및 이를 포함하는 항산화용 조성물
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발명자: 서명지 교수
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출원번호: 10-2019-0080259
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등록번호: 10-2203500
상세 정보
발명의 배경과 필요성
기술의 배경과 문제점
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카로티노이드는 주로 식물과 특정 미생물에서 생산되며, 항산화 작용으로 주목받고 있음. 그러나 인간은 이를 합성할 수 없기 때문에 식품을 통해 섭취해야 할 필요성이 있음.
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카로티노이드의 생산은 현재 화학 합성을 통해 이루어지고 있으나, 이러한 방법은 환경적 문제를 유발하며, 부산물이 발생하여 친환경적이지 않음. 따라서, 보다 친환경적인 생물학적 생산 방법이 필요로 되고 있음.
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기존의 카로티노이드 생산은 미생물을 이용하지만, 천연자원의 계절적, 지리적 변동성으로 인한 생산량의 변동이 있고, 화학 합성의 단점으로 인해 개선이 필요함.
기술의 필요성
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현재 항산화 기능을 가진 천연 물질에 대한 수요가 증가하고 있음. 이는 건강기능식품 및 의약품 제조업에서 특히 중요함.
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유산균(Lactobacillus)이 GRAS(Generally Recognized as Safe) 유기체로 인정받으며, 안정적인 성장특성과 카로티노이드 생산 능력을 보이는 것으로 평가됨. 이는 기존 화학적 합성법의 대안으로 주목됨.
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항산화제로서의 카로티노이드는 다양한 산업에서 활용될 가능성이 높으며, 보다 효율적이고 환경적 영향을 최소화한 생산 기술의 개발이 필수적임.
구현방법
기술의 원리
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본 발명은 Lactobacillus pentosus KCCP11226 균주를 이용하여 천연 항산화제인 C30 카로티노이드를 생산하는 방법에 관한 것임.
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이 균주는 H2O2 및 고염 조건에서 카로티노이드 생산성을 향상시킴. 특정 유전자의 발현을 강화하여 카로티노이드가 자연적으로 증가함.
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또한, 이 균주는 높은 DPPH 자유라디칼 소거능을 나타내며, 이는 항산화 효능의 강화를 의미함.
구체적인 구현 방법
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Lactobacillus pentosus KCCP11226 균주는 MRS 배지에서 배양하여 카로티노이드를 생산함.
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균주 배양 시 H2O2 또는 NaCl을 처리하여 스트레스 조건을 부여함으로써, 카로티노이드 생산을 촉진함.
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이후 배양 상등액에서 카로티노이드를 추출하고 분석하여 항산화 효능을 확인함.
기술의 장점
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본 발명은 기존 화학합성보다 친환경적이고, 생산공정에서 발생하는 부산물이 적음.
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H2O2나 NaCl 등 다양한 스트레스 조건 하에서도 높은 안정성과 생산량을 보장함.
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안정적인 카로티노이드 생산을 통해 다양한 항산화 제품에 응용 가능함.
발명의 활용 방안
활용 방안
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이 균주를 항산화 건강기능식품, 의약품, 발효식품 제조 공정에 응용할 수 있음.
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특히 발효식품에서는 이 균주가 스타터로 활용될 수 있으며, 생산품에 천연 항산화 성분을 부가하여 첨가물 없는 고품질 제품을 만들 수 있음.
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의약품 제조 시, 항산화 및 항염증 작용을 통한 다양한 질환 예방 및 치료제 개발에 기여할 수 있음.
기대효과
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본 발명을 통해 다양한 항산화 제품의 품질과 안전성을 강화할 수 있음.
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식품과 의약품 산업에서의 응용 가능성을 넓히며, 소비자에게 자연적인 대안을 제공함.
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환경적으로 지속 가능한 생산방식을 통해 산업 전반에 걸쳐 친환경적 전환을 촉진할 수 있음.
시장 동향
카로티노이드 시장 동향
Lactobacillus 기술 응용
친환경 생산 기술
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