식용유 부산물로부터 효모유래 미생물계면활성제의 생산 및 특성

조귀준, 김은기

인하대학교 생물공학과 환경응용생물공학실

전화 (032)860-7514, FAX (032)875-0827

Characteristics and Production of Microbial Surfactants

by Candida spp. from Soybean Dark Oil

Kwijoon Cho, Eunki Kim

Dept. Biol. Eng., Inha University, Inchon, Korea

TEL (032)860-7514, FAX (032)875-0827

Introduction

생분해성 계면활성제라 불리는 미생물계면활성제는 효모, 박테리아, 곰팡이와 같

은 미생물로부터 생산되는 계면활성제로서 기존의 합성계면활성제에 비하여 독

성이 적고, 생분해가 용이하며 환경에 친화적이다[1-3]. 또한 미생물계면활성제는

복잡한 화학구조에 따른 각각의 특이적 선택성과 pH, 온도에 대한 높은 안정성

을 가지고 있다. 이러한 특성·장점으로 인해 미생물계면활성제의 응용 가능성은

의약, 식품, 화장품, 세제, 펄프 및 제지 그리고 환경관련분야등 광범위하다[4].

Materials and Methods

1) 균주 및 배양

본 실험에 사용된 균주는 Candida bombicola (ATTC 22214), Candida apicola

(IMET 43747), Torulopsis petrophilum (KCCM 11628)이고, YM 사면배지 형태로

4℃에 저장, 사용하였다. 기질은 soybean dark oil, corn oil, soybean oil로

10%(wt/vol)씩을 사용하였다. 고압멸균한 발효조에 같은조성으로 배지에 미리 배

양한 종균을 접종시키고 2.5L jar fermentor(Korea Fermentor Co., Korea)를 이용하

여 유가식배양으로 7일간 배양하였다.

2) Sophorolipid 추출

배양액으로부터 생성된 sophorolipid 성분을 ethyl acetate(3회)로서 추출하고, 추출

에 사용된 용매는 vacuum oven에서 제거하여 미정제 sophorolipid를 얻었다. 미정

제 sophorolipid에 다시 hexane을 첨가하여 잔류오일을 제거하고 chloroform으로 용

액중의 sophorolipid을 추출한 후 정제된 sophorolipid 혼합물을 얻었다.

3) Sophorolipid 특성 분석

각각의 기질로부터 생성된 sophorolipid의 표면장력(Surface Tensiomat21), 분산력

및 유화안정도를 측정하였고, TLC/FID(Thin Layer Chromatography/Flame Ionization

Detector, IATRON사, 일본) IATROSCAN MK-5를 사용하여 정성분석을 하였다.

배양기간동안 배지내의 잔존 glucose 농도와 cell biomass, sophorolipid 생산량을

측정하였다(Fig. 1 참조). 또한 soybean dark oil의 지방산 조성을 분석했다(Table.

1 참조).

Results and Discussion

soybean dark oil로부터 생산된 sophorolipid양은 균주에 따라 차이는 있지만 거의

대등한 수준으로 생산되었다. sophorolipid의 특성를 비교한 실험에서도 다른 기질

로부터 얻어진 sophorolipid와 유사한 특성을 나타내고 있음을 확인하였다(Fig. 2).

sophorolipid 생산균주는 late exponential 또는 stationary phase에서 carbon, nitrogen

결핍시 다량의 sophorolipid를 생산한다고 알려졌다[2, 3]. 또한 이 시기에 다른 형

태의 기질(hydrocarbon, oil등)을 첨가하면 생산성이 한층 증가되는 것을 볼 수 있

다. 미생물계면활성제가 산업적으로 이용되기 위해서는 화학합성계면활성제와의

가격경쟁에서 우세해야 한다. 가격경쟁에서 우세하려면 생산가격이 낮아야 하는

데 이러한 측면에서 볼 때 sophorolipid 생산균주는 값싼 원료와 분리비용, 비교적

높은 sophorolipid 생산수율을 갖추고 있어 대량생산에 적합하다고 할 수 있다. 본

실험에 이어 다양한 sophorolipid의 각 구조별 특성과 정량화, 최적의 sophorolipid

생산조건에 대해 연구중에 있다.

Reference

1. Cooper, D. G., and D. A. Paddock.: Appl. Environ. Microbiol., 46, 1426(1983).

2. St□wer, O., R. Hommel, D. Haferburg, and H.-P. Kleber.: J. Biotechnol., 6,

259(1987).

3. Davila, A.-M., R. Marchal, and J.-P. Vandecasteele.: Appl. Microbiol. Biotechnol.,

47, 496(1997).

4. Desai, J. D., and I. M. Banat.: Microbiol. Mole. Biol. Rev., 61, 47(1997).

Oil or ester	Fatty acids(%)
	C16:0	C18:0	C18:1	C18:2	C18:3
Rapeseed esters	5.0	1.8	61.2	22.0	10.0
Rapeseed oil	4.9	1.5	60.1	23.1	10.4
Sunflower esters	6.5	4.7	17.1	71.7	<0.1
Sunflower oil	6.8	4.9	22.8	65.5	<0.1
Palm esters	44.2	7.3	38.2	10.3	<0.1
Palm oil	43.2	5.6	39.7	11.5	<0.1
Fish oil	20.5	3.1	20.2	<0.1	<0.1
Soybean dark oil	17.73	3.93	18.03	52.51	7.51

Table 1. Fatty acid composition of oil or ester