스크립트가 지원되지 않습니다
메뉴 건너띄기
본문 바로가기 주메뉴 바로가기 사이드메뉴 바로가기

KEITI

KONETIC 국가환경산업기술정보시스템

검색폼

자동 완성 기능을 사용해 보세요. 자동완성기능켜기
검색어 입력 시 자동으로 관련어를 추천합니다.
닫기

기능끄기닫기

교육 취업 컨설팅 해외정보

실용기술

링크 공유하기 페이스북에 공유하기 트위터에 공유하기 카카오톡에 공유하기 네이버 블로그에 공유하기 밴드에 공유하기 URL 복사

실용기술 상세정보 게시판
제목 농임산물 폐잔재로부터 바이오바닐린 생산공정개발에 관한 연구
국적 한국
회사명 농림기술관리센터
대표자 이규천
주소 서울특별시 강남구 도곡동 943번지 대신증권 빌딩 4층
대표전화 02-2058-1400
담당부서 경상대학교
담당자 김선원
팩스 02-2058-0068
요약

◎ 연구개발의 목적 및 필요성

  • 바닐린(vanillin)은 식품첨가물 등에 널리 쓰이는 향료의 주요성분으로서 특유의 달콤한 방향을 가지는 백색 또는 담황색의 물질로 그 산업적 용도는 매우 다양하며 그 이용도 또한 매년 늘어가고 있다. 바닐린은 식품첨가물 이외에도 정유 또는 향수 등 방향목적의 제품에 널리 쓰이며 특히 최근에는 항산화, 항돌연변이 및 항균 활성에 관한 연구가 다수 보고되었고, 결핵, 종양, 빈혈, 혈전, 건선, 골다공증, 고혈압등에도 효과가 있는 것으로 보고되어 의약산업에도 활발히 이용될 것으로 전망하고 있다. 현재 바닐린 소비량은 연간 12,000톤에 이르지만 공급 가능한 천연바닐린의 양은 20톤에 불과하여 대체생산법이 절실히 요구되고 있다. 이 중 가장 효과적인 방법으로 인식되고 있는 것은 생명공학 기술을 이용한 바이오바닐린 생산이다. 바이오바닐린이란 미생물 배양 또는 식물세포배양을 통해 생산되는 바닐린으로 천연 바닐린과 유사한 품질을 가지며 안전성이 있고 친환경적인 제품을 말한다. 현재 이러한 바이오바닐린을 생산하려는 연구가 최근 선진국(미국, 일본, 독일 등)에서 많이 수행되고 있으며 이러한 바이오바닐린은 2000달러/kg으로 판매될 것으로 예상하고 있다. 천연바닐린 원료인 바닐라콩은 국내재배가 불가능하고 화학합성바닐린은 국내 생산기술 및 시설의 미비로 현재 소비되는 바닐린은 전량 수입에 의존하고 있다. 이러한 바닐린 수입량은 매년 10톤정도로 20억원에 달하고 있으며 계속 증가하는 추세이다. 그러므로 국내에서 바닐린을 경제적으로 생산할 수 있는 연구가 성공한다면 막대한 수입 대체효과를 얻을 수 있을 것이다.
특징

◎ 연구개발 내용 및 범위

  • 본 연구는 농산 및 임산부산물인 볏짚 및 간벌재등으로 부터 얻어진 페룰산을 미생물을 이용하여 식품 및 제약 원료인 바닐린으로 전환하는 생물공정기술의 개발을 목표로 하고 있다. 상기 연구목표의 달성을 위해서 제 2 세부과제에서는 농산, 임산원료에 함유된 페놀성 화합물의 물질군 함량을 분석하고, 농산, 임산폐기물로부터 최적의 생산원료를 선발한다. 선발된 원료로부터 저분자 페놀성 화합물 생산을 위한 각종 산 및 알칼리를 사용한 화학적 처리법들을 적용하고, 물리적 전처리법을 구명한다. 페룰산 생산을 위한 물리, 화학적 복합 전처리법의 적용 및 생산의 가능성을 확인하고, 저분자 페놀성 화합물군으로부터 페룰산 등의 precursor의 분리를 위한 최적 조건을 탐색한다. 최종적으로 precursor를 보다 경제적으로 대량 분리할 수 있는 방법을 구명하고, 분리된 precursors들의 바닐린으로 생체변환 효율을 검정한다. 제 1 세부과제에서는 자연계에서 우수한 바닐린 생산균주들을 분리 및 동정하고, 분리된 균주의 돌연변이를 통한 바닐린 생산성의 향상을 도모한다. 기존 바닐린 생산균주로부터 바닐린 대사경로 유전자원들을 확보하고, 대장균에 바닐린 생산 유전자를 도입해서 바닐린 생산 균주로 개발한다. 페룰산에서 바닐린으로 전환되는 반응을 대사공학기술을 도입하여 최적화한다. 아울러 신규 분리된 바닐린 생산 균주로부터 바닐린 대사경로의 신규 유전자원을 확보하고, 기존 유전자들과 바닐린 생산 활성을 비교하여 우수유전자원을 선발한다. 바닐린 생산경로가 최적화 되고 우수 바닐린 생산 유전자를 함유한 우량 생산균주를 제조한다. 최종산물인 바닐린에 의한 생산균주의 생육 및 생산성 감소를 최소화할 수 있는 새로운 바닐린 생산용 생물 반응기를 개발하고 생산에 적용한다.

◎ 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의

  • ○ 신규 순환형 생물반응기를 이용한 바닐린 생산공정의 특허출원
  • 바닐린은 최종 목적산물인 동시에 생산균주의 균체생육을 저해하는 물질이다. 따라서 바닐린 생산공정에서 생산된 바닐린을 생물반응기로부터 연속적으로 추출하는 개념이 적용된 생물반응기를 설계해서 개발하였다. 상기 신규 바닐린 생물반응기를 이용한 바닐린 생산공정의 특허를 출원한다. 또한 상기 신규 생물반응기를 이용해서 균체생육을 저해하는 특성을 갖는 유용산물의 고생산 공정 개발에 관한 연구에도 응용한다.
    • 바닐린은 최종 목적산물인 동시에 생산균주의 균체생육을 저해하는 물질이다. 따라서 바닐린 생산공정에서 생산된 바닐린을 생물반응기로부터 연속적으로 추출하는 개념이 적용된 생물반응기를 설계해서 개발하였다. 상기 신규 바닐린 생물반응기를 이용한 바닐린 생산공정의 특허를 출원한다. 또한 상기 신규 생물반응기를 이용해서 균체생육을 저해하는 특성을 갖는 유용산물의 고생산 공정 개발에 관한 연구에도 응용한다.
  • ○ 신규 바닐린 생산균주 및 우수 재조합 균주들의 특허 출원
  • 바닐린 생산경로인 Co-A dependent deacetylation pathway에서 feruloyl-CoA가 vanillin으로 전환되면서 생성되는 acetyl-CoA가 균체 내에 축적되면서 enoyl-CoA hydratase/aldolase 효소 반응이 저해를 받는 것을 규명하고 acetyl-CoA의 TCA cycle로의 소모를 유도하는 citrate synthase 유전자 (gltA)의 도입으로 바닐린의 생산성이 2배정도 증가된 우수 재조합균주를 개발하였다. 아울러 바닐린 독성에 내성을 갖는 돌연변이주도 개발해서 바닐린 생산성을 증가시켰다. 이들 우수 생산균주들을 특허출원하고 상업적인 바닐린 생산공정에 적용한다.
    • 바닐린 생산경로인 Co-A dependent deacetylation pathway에서 feruloyl-CoA가 vanillin으로 전환되면서 생성되는 acetyl-CoA가 균체 내에 축적되면서 enoyl-CoA hydratase/aldolase 효소 반응이 저해를 받는 것을 규명하고 acetyl-CoA의 TCA cycle로의 소모를 유도하는 citrate synthase 유전자 (gltA)의 도입으로 바닐린의 생산성이 2배정도 증가된 우수 재조합균주를 개발하였다. 아울러 바닐린 독성에 내성을 갖는 돌연변이주도 개발해서 바닐린 생산성을 증가시켰다. 이들 우수 생산균주들을 특허출원하고 상업적인 바닐린 생산공정에 적용한다.
  • ○ 특허권 매각 등을 통한 산업화
  • 바닐린 원료를 수입하는 식품회사 또는 간벌재의 이용을 원하는 회사들을 탐색하고, 본 연구과제에서 개발한 바이오바닐린 생산공정의 산업화 의사를 타진한 후에 적정 회사를 선별해서 기술이전 및 특허권 매각을 통해서 산업화를 완료한다.
    • 바닐린 원료를 수입하는 식품회사 또는 간벌재의 이용을 원하는 회사들을 탐색하고, 본 연구과제에서 개발한 바이오바닐린 생산공정의 산업화 의사를 타진한 후에 적정 회사를 선별해서 기술이전 및 특허권 매각을 통해서 산업화를 완료한다.
  • ○ 상기의 특허출원 및 산업화를 위한 추가비용의 지원이 필요함.

※ 자세한 사항은 첨부 파일 참조

첨부파일 31C3A0610145.pdf
조회수 2266
등록일 2006-10-26

코네틱in에게 질문

0%

0점 / 0명 참여
0 / 3500자
이용자 의견 (0)

이용자 의견이 없습니다.

관련코네틱IN (0)

  • 코네틱을 찾아 주신 이용자 여러분의 관심과 성원에 깊은 감사드리며, 좀 더 편리하게 사이트를 이용하실 수 있도록 
    노력하는 국가환경정보센터가 되겠습니다.

한국환경산업기술원

청렴세상 환경부 사이트 굿콘텐츠 서비스 인증서 웹접근성 품질인증서 e-privacy 인증서