일반기술

제지 슬러지를 이용하여 락토바실러스 파라카제이 KLB58 균주를 대량으로 생산하는 방법

제지 슬러지와 베타-글루코시다제, 셀룰라제를 포함하는 배양배지에서 락토바실러스 파라카제이 KLB58 균주를 배양함으로써 이 균주와 젖산을 동시에 대량으로 생산하는 방법으로서 저가의 제지 슬러지를 이용하여 생산비용이 절감되므로 사료용 생균제를 생산하는데 유용하게 사용되는 기술이다. 락토바실러스 속 균주는 병원균의 성장을 억제하며 장내에 병원균의 부착 등을 방해하여 안정과 균형을 유지하며 정장효과를 가져 동물용 생균제로서 발효식품과 축산업에 널리 사용되고 있다. 특히 축산업에서 항생제 남용으로 장내 세균의 불균형과 내성균의 출현으로 금지되고 있는 가운데, 양계산업에서 항균력을 보유한 정장제의 사용이 권장되고 있다. 본 락토바실러스 파라카제이 KLB58 균주는 가금류의 폐혈증을 유발하는 살모넬라 갈리나룸에 대해 항균활성을 나타내며 프로바이오틱 효과가 확인되었다. 이에 정장효과가 우수한 균주를 생균 제제화하여 산업적으로 응용하기 위해 배지 선정 등의 경제적 생산공정이 필수적이다. 배양방법으로는 제지 슬러지와 베타-글루코시다제를 배양 중간에 추가로 첨가하는 유가식(fed-batch) 배양이 효과적인 방법으로서 발효 중간에 제지 슬러지와 효소를 추가로 넣어 젖산을 생산할 수 있는 기질이 고갈되지 않고 미생물 성장속도에 맞게 효소를 참가해주기 때문에 최적의 균주 생장 및 젖산 생산을 할 수 있게 한다. 배양 초기에 제지 슬러지와 셀룰라제 및 베타-글루코시다제를 첨가하여 37℃에서 KLB58 균주를 배양한 뒤 발효 중간에 매 즉 8시간마다 제지 슬러지를 첨가하고 매24시간마다 효소를 추가로 넣어 주는 유가식 배양방법으로 배양한 결과 젖산 생산량과 생균수도 꾸준히 증가됨을 확인함으로써 대량으로 동시에 생산하는 배양 조건을 확보하였다. 이에 경제적인 생산공정을 통해 락토바실러스 파라카제이 균주를 대량생산하기 위해 제지 슬러지를 활용하고 이에 대한 셀룰라제와 베타-글루코시다제를 포함하는 배지의 유가식 배양조건을 확립하여 본 균주와 젖산을 동시에 생산하는 결과를 확인하고, 경제성 있는 사료용 생균제를 제조한다.폐기 처리하는 제지 슬러지를 이용하여 이에 셀룰라제와 베타-글루코시다제를 포함하는 배지에서 유산균인 락토바실러스 파라카제이 KLB58 균주와 젖산을 동시에 유가식 배양 방식으로 대량생산하는 적당한 배양조건을 확보한 것이다. 동물용 생균제로서 우수한 정장효과와 항균활성을 통해 가금류 등에 프로바이오틱 효과를 가지는 유산균을 최적으로 성장시켜 균체를 대량으로 생산하고 이로부터 젖산을 대량으로 생산할 수 있어 생균제제의 제조에 유용하게 사용될 수 있고, 기질인 글루코스를 대량 생산하기 위해 저렴하게 대량 획득할 수 있는 제지 슬러지를 재활용하여 사용함으로써 본 유산균 제제는 젖산 생산의 비용을 줄여 사료용 생균제로서 응용할 수 있다.본 유산균 제제는 정장효과와 항균활성을 가지며 저렴하게 대량 생산할 수 있는 방법을 확보함으로써 가금류 등의 축산용 사료 첨가제로 응용할 수 있고, 오용․남용되어 사용되는 항생제의 문제를 해결할 수 있다.국내 사료 시장의 규모는 한국사료협회에 의하면 약4조3천억원으로 추정되며 최근 4년간 사료 생산량은 계속 증가하여 15,000천톤 이상을 생산하고, 특히 99년 배합사료 생산의 26.3%를 점유하는 양계용 사료는 4천톤을 생산하였다. 사료용 생균제를 포함한 여러 제품들이 300여개의 업계에서 생산되고, 연간 16억원 이상이 소비되며, 항생제를 대체할 항균제로서 시장규모를 크게 확대시킬 것으로 예상된다.