사상균에 의한 고분자 가수분해 세포외 효소 생산을 위한 고체 발효 시스템 설계
June 6th, 2025
이 프로토콜은 효소 생산을 향상시키기 위해 회전식 고체 발효 시스템에서 밀기울을 사용합니다. 키틴질과 같은 유도제로 보충된 기질은 통제된 조건에서 곰팡이 성장을 지원합니다. 결과는 수중 발효에 비해 효소 수율이 4-6배 더 높다는 것을 보여주며, 이는 다양한 생명 공학 응용 분야에 대한 방법의 적응성과 효과를 보여줍니다.
우리는 다재다능한 고체 발효 시스템, 질경이, 곰팡이에 의한 효소 생산을 설계합니다. 다양한 유도제, 안구 유형 및 회전 시스템이 확장성과 젤을 어떻게 향상시키는지 탐구합니다.
균일한 조건, 산소 전달 및 일관된 효소 수율을 유지하면서 회전식 고체 발효 시스템을 확장하는 것은 여전히 중요한 실험 과제로 남아 있습니다.
우리는 회전식 고체 발효 시스템이 수중 발효보다 동일한 수율에서 4-6배 더 높은 생산량을 생산한다는 것을 입증하여 여러 효소에 대한 다양성과 확장성을 보여주었습니다.
당사의 프로토콜은 회전식 혼합, 다양한 프로토콜 유형 및 다양한 특정 유도제를 통합하여 고급 효소 겔, 균질한 성장 및 여러 효소 시스템에 대한 적용 가능성을 보장합니다.
우리는 식품, 바이오 에너지 및 환경 부문에서 새로운 효소를 생산하기 위한 응용 분야를 탐색하기 위해 회전식 고체 발효 시스템을 확장하는 데 중점을 둘 것입니다.
[해설자] 시작하려면 밀기울을 멸균 증류수로 세 번 씻어 유기물 잔여물, 부스러기 및 먼지를 제거합니다. 씻은 밀기울을 알루미늄 트레이에 펴고 섭씨 60도로 설정한 오븐에서 24시간 건조합니다. 포자 현탁액을 준비하려면 균사체로 포화된 직경 5mm의 오거 디스크를 신선한 감자 포도당 오거 플레이트에 옮깁니다. 플레이트를 섭씨 28도에서 5-7일 동안 또는 균사체가 배지를 포화시킬 때까지 배양합니다. 그런 다음 접시에 멸균 증류수 5밀리리터를 넣고 멸균 루프를 사용하여 표면에서 포자를 분리합니다. 이제 멸균 증류수를 사용하여 포자 현탁액의 1-100 희석액을 준비합니다. 10마이크로리터의 현탁액을 Neubauer 챔버에 넣고 현미경을 사용하여 포자를 계산합니다. 액체 배양의 경우 멸균 겸자를 사용하여 균사체 포화 오거 디스크를 신선한 감자 포도당 오거 플레이트로 옮깁니다. 배지가 완전히 포화될 때까지 플레이트를 섭씨 28도에서 배양합니다. 멸균 125밀리리터 삼각 플라스크에 감자 포도당 국물 25밀리리터를 준비하고 플라스크를 오토클레이브하여 배지를 멸균합니다. 다음으로, 포화된 PDA 플레이트에서 균사체의 5mm 디스크를 멸균 국물로 옮깁니다. 플라스크를 셰이커에서 125RPM에서 24-48시간 동안 배양하고 곰팡이 균주에 따라 시간을 조정합니다. 접종 준비를 위해 배양된 국물 2밀리리터를 수집하고 건조 중량 측정을 위해 또 다른 2밀리리터를 수집합니다. 균사체 디스크를 직접 접종하려면 균사체 포화 오거 디스크를 신선한 감자 포도당 오거 플레이트에 놓고 배지가 완전히 포화될 때까지 섭씨 28도에서 배양합니다. 밀기울 5g, 유도제 0.5g, 물 5.5밀리리터로 기질 튜브를 준비하고 튜브를 평방 인치당 15파운드로 15분 동안 오토클레이브합니다. 냉각 후 전극 기반 습도계를 사용하여 전극 프로브를 다양한 깊이의 반응기에 직접 삽입하여 상대 습도를 측정합니다. 10의 6 내지 10의 7 포자의 거듭제곱을 포함하는 1 밀리리터의 포자 현탁액을 기질에 접종합니다. 기판 응집을 방지하기 위해 1분 주기로 5분 동안 최대 속도로 튜브를 소용돌이치게 합니다. 그런 다음 튜브를 수평축이 있는 회전식 믹서에 놓습니다. 미생물의 최적 성장 온도로 설정된 인큐베이터에서 로터리 믹서를 배양합니다. 효소 추출을 위해, 원하는 발효 기간 후에 기질을 20밀리리터의 사전 냉각된 완충액에 다시 현탁시킵니다. 최대 속도로 1분 주기로 튜브를 소용돌이치고 얼음 위에서 1분 동안 소용돌이칩니다. 종이 필터를 사용하여 현탁액을 여과하고 눌러 상청액을 기계적으로 추출합니다. 마지막으로, 상청액을 섭씨 4도에서 15분 동안 3,000G에서 원심분리하여 액체를 정화시킵니다. 6일간의 고체 발효 후, 기질은 표면을 덮고 있는 섬유질 균사체 네트워크와 함께 눈에 보이는 곰팡이 집락화를 보였습니다. 키토산의 가수분해를 통한 글루코사민 형성은 고체 발효 하에서 trichoderma harziananum에서 유의하게 더 높았으며, 이는 이 경우 키티나제 활성이 침중 발효보다 훨씬 높았음을 나타냅니다. 유사하게, aspergillus lentulus에 의한 아밀라아제 활성은 침수 발효에 비해 고체 발효에서 유의하게 증가했습니다.
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개요
이 프로토콜은 효소 생산을 향상시키기 위해 회전식 고체 발효 시스템에서 밀기울을 활용합니다. 키틴과 같은 유도체로 보강된 기질은 통제된 조건 하에서 곰팡이 성장을 지원합니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 바이오 테크놀로지
- 효소 생산
- 곰팡이 발효
배경
- 효소 생산은 다양한 바이오 테크놀로지 응용에 중요합니다.
- 고체 발효는 침지 발효보다 이점이 있습니다.
- 밀기울은 곰팡이 성장을 위한 비용 효율적인 기질입니다.
- 키틴과 같은 유도체는 효소 수율을 향상시킬 수 있습니다.
연구 목적
- 밀기울을 사용하여 효소 생산을 향상시키기 위함입니다.
- 회전식 고체 발효의 효과를 평가하기 위함입니다.
- 침지 발효 방법과 효소 수율을 비교하기 위함입니다.
사용된 방법
- 기질로서 밀기울의 활용.
- 유도체로서 키틴의 통합.
- 회전식 고체 발효의 실행.
- 효소 수율의 측정 및 침지 발효와의 비교.
주요 결과
- 효소 수율은 침지 발효보다 4-6배 높았습니다.
- 이 방법은 다양한 응용에 적합함을 입증했습니다.
- 통제된 조건은 효과적인 곰팡이 성장을 지원했습니다.
- 결과는 산업용 효소 생산의 잠재력을 나타냅니다.
결론
- 회전식 고체 발효 방법은 효소 생산 향상에 효과적입니다.
- 밀기울은 곰팡이 발효를 위한 적합한 기질입니다.
- 이 접근법은 다양한 바이오 테크놀로지 응용에 적용될 수 있습니다.
