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KR101631057B1 - Method for extracting carotenoid from fermented persimmon sludge - Google Patents

Method for extracting carotenoid from fermented persimmon sludge Download PDF

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Publication number
KR101631057B1
KR101631057B1 KR1020140109619A KR20140109619A KR101631057B1 KR 101631057 B1 KR101631057 B1 KR 101631057B1 KR 1020140109619 A KR1020140109619 A KR 1020140109619A KR 20140109619 A KR20140109619 A KR 20140109619A KR 101631057 B1 KR101631057 B1 KR 101631057B1
Authority
KR
South Korea
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sludge
rhodotorula
extract
fermented
ethanol
Prior art date
Application number
KR1020140109619A
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Korean (ko)
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Inventor
한기동
정호정
Original Assignee
영남대학교 산학협력단
청도군
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Publication date
Application filed by 영남대학교 산학협력단, 청도군 filed Critical 영남대학교 산학협력단
Priority to KR1020140109619A priority Critical patent/KR101631057B1/en
Publication of KR20160024052A publication Critical patent/KR20160024052A/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P23/00Preparation of compounds containing a cyclohexene ring having an unsaturated side chain containing at least ten carbon atoms bound by conjugated double bonds, e.g. carotenes

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Abstract

본 발명은 미생물로 발효시킨 감 슬러지, 미생물로 발효시킨 감 슬러지의 추출물 또는 감 슬러지에 미생물을 배양한 배양물에서 선택된 하나로부터 카로티노이드를 추출하는 방법에 관한 것으로써, 이를 통해 과실의 영양성분과 유효성분들을 포함하는 감 슬러지를 재활용하여 고부가가치 바이오소재로 활용할 수 있어, 감 슬러지 폐기처분에 사용되는 처리비용을 절감할 수 있고, 부가적인 이익 창출과 더불어 감 슬러지에서 배양된 균에서 직접 카로티노이드를 추출할 수 있으므로 생산 비용도 절감할 수 있다.The present invention relates to a method for extracting carotenoids from a selected one of persimmon sludge fermented with microorganisms, extract of persimmon sludge fermented with microorganisms or cultures obtained by culturing microorganisms in sensory sludge, It is possible to reduce the disposal cost of the sludge disposal, and it is possible to extract carotenoids directly from the bacteria cultivated in the sludge together with additional profit generation, because the sludge containing the sludge can be recycled and utilized as high value-added biomaterial The production cost can be reduced.

Description

발효된 감 슬러지를 이용한 카로티노이드의 생산방법{Method for extracting carotenoid from fermented persimmon sludge}Technical Field [0001] The present invention relates to a fermented persimmon sludge,

본 발명은 발효된 감 슬러지로부터 카로티노이드를 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing carotenoids from fermented persimmon sludge.

감은 포도당, 과당 등의 당류가 풍부하여 유산균 등의 에너지원으로 작용하고, 비타민A, 비타민 C, 무기질 또는 식이섬유가 풍부하며 독특한 천연색소와 향기 성분을 가지고 있다. 또한 감은 인체 내에서 장 수축작용과 장액 분비 촉진 작용을 하고, 항산화, 항동맥경화, 항암, 알코올 대사촉진, 항혈액응고, 항알레르기 등의 다양한 생리활성을 가지고 있다고 알려져 있다.It is rich in sugars such as glucose and fructose, and acts as an energy source for lactic acid bacteria. It is rich in vitamin A, vitamin C, minerals or dietary fiber, and has a unique natural coloring and aroma component. It is also known that persimmon has a variety of physiological activities such as antioxidant, anti-arteriosclerosis, anticancer, stimulation of alcohol metabolism, anti-blood coagulation and antiallergic.

이러한 효능을 가진 감은 2011년 기준, 국내 생산량 390,820 M/T으로 국내에서 2번째로 많이 생산되는 과실이며, 그중 떫은 감의 생산량은 219,124 M/T으로 지속적으로 증가하고 있다. As of 2011, Korea has the second largest production capacity with 390,820 M / T in domestic production, and its production is steadily increasing to 219,124 M / T.

떫은 감은 동결연시, 반건시, 세절반건시, 와인 제조나 감물 염색 등 다양한 형태로 가공되어 소비되며, 특히 이 중 감물 염색이 주목을 받고 있다. 감물 염색은 기존 천연 염재에 비해 견뢰도가 우수하고, 별도의 가공 없이도 자외선 및 광 차단성과 통기성이 좋으며 염색 후 내구력이 증가하는 등의 많은 실용적 특징을 가지고 있다. 때문에 현재 청도군에서만도 감물 염색 관련 업체가 30여 곳으로 증가했으며, 감물 염색을 위해 연간 600 M/T의 감이 가공된다. 하지만 이러한 감물염색사업이 발전함에 따라 약 240 M/T에 달하는 다량의 착즙 슬러지가 발생하고 있으며 이는 사료, 비료로 일부 이용되거나 산업폐기물로 버려지고 있다. 착즙 슬러지에는 감의 영양성분과 유효성분들이 잔류하고 있어 그대로 버려질 경우 이용가능한 자원이 손실되고, 수분 및 유기물질 함량이 높아 부패가 쉬우므로 환경오염을 야기하며, 산업폐기물로 처리 시 톤(t)당 30-50만원의 비용이 발생한다는 많은 문제들이 야기될 수 있다. It is processed and consumed in various forms such as frozen season, half-dry, three-half-dry, wine-making and mulberry-dyeing. It has excellent practicality such as ultraviolet light, light blocking, good ventilation and increased durability after dyeing without any additional processing. Therefore, in Qingdao, only about 30 companies have been added to the dyeing industry, and 600 M / T per year is processed for dyeing. However, due to the development of this dyeing business, a large amount of juice sludge having a concentration of about 240 M / T is generated, which is partially used as feed, fertilizer, or as industrial waste. As the nutrients and effective ingredients remain in the juice sludge, they are lost when they are discarded as they are, and because they are high in water and organic matter, they are easily decomposed and cause environmental pollution. ) Costs of 30-50 million won per day.

상기의 문제를 해결하기 위하여 버려지는 감 슬러지에서 기능성 물질을 추출하여 재활용하거나, 추출물을 이용한 상품화에 대한 연구가 요구되고 있다.In order to solve the above problems, there is a demand for research on extracting functional materials from discarded sludge and reusing them or commercializing them using extracts.

국내등록특허 10-0853313(특허문헌 1)에는 감의 가공공정에서 생산되는 부산물인 감과피로부터 베타-카로틴을 추출하는 방법이 개시되어 있지만, 감의 과육, 과피, 잎, 꼭지 및 씨 등을 모두 포함하는 감 슬러지에서 기능성 물질을 생산하는 방법에 대해서는 보고된 바가 없다. In Korean Patent No. 10-0853313 (Patent Document 1), there is disclosed a method for extracting beta-carotene from a sensory and fatigue which is a by-product produced in a persimmon processing step. However, the method of extracting beta-carotene from persimmon flesh, There has been no report on a method for producing a functional substance in a contained sludge.

1. 국내등록특허 10-08533131. Domestic registered patent 10-0853313

따라서, 본 발명의 목적은 착즙 후 폐기되는 감 슬러지로부터 카로티노이드를 생산하는 방법을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a process for producing carotenoids from garlic sludge which is discarded after squeezing.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 미생물로 발효시킨 감 슬러지, 미생물로 발효시킨 감 슬러지의 추출물 또는 감 슬러지에 미생물을 배양한 배양물에서 선택된 하나로부터 카로티노이드를 추출하는 것을 특징으로 하는 카로티노이드의 생산방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing carotenoids, which comprises extracting carotenoids from a selected one of a sensed sludge fermented with a microorganism, an extract of a sensed sludge fermented with a microorganism or a cultured product obtained by culturing a microorganism in a sensory sludge ≪ / RTI >

본 발명은 미생물로 발효시킨 감 슬러지, 미생물로 발효시킨 감 슬러지의 추출물 또는 감 슬러지에 미생물을 배양한 배양물에서 선택된 하나로부터 카로티노이드를 추출하는 방법을 제공함으로써, 이를 통해 과실의 영양성분과 유효성분들을 포함하는 감 슬러지를 재활용하여 고부가가치 바이오소재로 활용할 수 있다.The present invention provides a method for extracting carotenoids from a selected one of a sensed sludge fermented with a microorganism, an extract of a sensed sludge fermented with a microorganism or a cultured product obtained by culturing a microorganism in a sensory sludge, Can be recycled and utilized as high-value-added biomaterials.

도 1은 물 또는 에탄올로 추출한 감 슬러지의 총 페놀의 함량을 나타낸 그래프이다.
도 2는 물 또는 에탄올로 추출한 감 슬러지의 총 카로티노이드의 함량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 물 또는 에탄올로 추출한 감 슬러지의 환원당의 함량을 나타낸 그래프이다.
도 4는 물(DW), 에탄올(E), 메탄올(M), 아세톤(A), 헥산(H), 클로로포름(C), DMSO(DMSO)로 추출한 감 슬러지의 총 카로티노이드의 함량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 감 슬러지의 마쇄 정도별 추출액의 총 카로티노이드 함량을 나타낸 그래프이며, 감 슬러지는 각각 물(A), 에탄올(B), 메탄올(C)로 추출되었고, 마쇄된 감 슬러지는 물(D), 에탄올(E), 메탄올(F)로 추출되었고, 건조 후 마쇄된 감 슬러지는 물(G), 에탄올(H), 메탄올(I)로 추출되었다.
도 6은 로도토룰라 아우란티아카, 로도토룰라 글루티니스, 로도토룰라 루부라 및 로도토룰라 무실리지노사로 발효된 감 슬러지를 나타낸 이미지이다.
도 7은 감 슬러지에서 배양한 로도토룰라 글루티니스, 로도토룰라 루부라 및 로도토룰라 무실리지노사를 동결건조한 후 분쇄하여 추출한 카로티노이드의 함량을 나타낸 이미지이다.
도 8은 감 슬러지에서 배양한 로도토룰라 글루티니스를 동결건조한 후 분쇄하여 추출한 카로티노이드를 나타낸 이미지이다.
FIG. 1 is a graph showing the content of total phenol in sensory sludge extracted with water or ethanol.
2 is a graph showing the content of total carotenoids in sensory sludge extracted with water or ethanol.
FIG. 3 is a graph showing the content of reducing sugar in the reducing sludge extracted with water or ethanol.
4 is a graph showing the content of total carotenoids in the sludge extracted with water (DW), ethanol (E), methanol (M), acetone (A), hexane (H), chloroform (C) and DMSO .
FIG. 5 is a graph showing the total carotenoid content of the extract of the sludge according to the degree of grinding. The sludge was extracted with water (A), ethanol (B) and methanol (C) , Ethanol (E) and methanol (F). The dried sludge was extracted with water (G), ethanol (H) and methanol (I).
Fig. 6 is an image showing sensed sludge fermented with Rhodotorula aurantiaca, Rhodotorula glutinis, Rhodotorula rubra, and Rhodotorula radicillinosa.
FIG. 7 is an image showing the contents of carotenoids obtained by lyophilization and pulverization of Rhodotorula glutinis, Rhodotorula lubura, and Rhodotorula mushroom Rhizoma cultured in a sludge sludge.
8 is an image showing carotenoids obtained by lyophilization and pulverization of Rhodotorulaglutinus cultured in a sludge sludge.

본 발명의 발명자들은 감의 착즙 후 생성되는 감 슬러지를 활용하기 위하여, 미생물로 발효시킨 감 슬러지, 미생물로 발효시킨 감 슬러지의 추출물 또는 감 슬러지에 미생물을 배양한 배양물에서 선택된 하나로부터 카로티노이드를 추출하는 방법과 이를 위한 최적의 추출조건을 규명함으로써 본 발명을 완성하였다. The inventors of the present invention have found that, in order to utilize the sensed sludge produced after the persimmon extract, the carotenoid is extracted from a selected one from a sensate sludge fermented with a microorganism, an extract of a sensate sludge fermented with a microorganism or a culture obtained by culturing a microorganism in a sensate sludge And the optimum extraction conditions for the extraction were investigated to complete the present invention.

카로티노이드는 오렌지색, 노란색 또는 붉은색을 띠는 지용성 색소로 비타민 A(vitamin A)의 전구물질로서, 광에너지 흡수, 산소 전달, 일중항 산소(singlet oxygen)의 강력한 제거제로서의 기능이 알려져 있다. Carotenoids are lipophilic pigments with orange, yellow or red color, and are known to act as a powerful remover for light energy absorption, oxygen transfer and singlet oxygen as precursors of vitamin A (vitamin A).

상기 감 슬러지는 감 슬러지, 마쇄한 감 슬러지 및 건조하여 마쇄한 감 슬러지로 이루어진 군으로부터 선택되며 바람직하게는 건조하여 마쇄한 감 슬러지를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The sensory sludge may be selected from the group consisting of perspiration sludge, sausage sausage sausage, and dried sausage sludge. Preferably, the sausage sausage is dried and crushed, but the present invention is not limited thereto.

상기 건조는 자연순환식 건조 방법 또는 동결건조 방법을 통해 수행되며 바람직하게는 자연순환식 건조 방법으로 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The drying may be carried out by a natural circulation drying method or a freeze drying method, preferably by a natural circulation drying method, but is not limited thereto.

또한 본 발명에 따른 감 슬러지 추출물은 감 슬러지 총 100 중량부에 대하여 미생물을 1 내지 10 중량부로 접종하여 발효시키는 단계; 및 상기 발효된 발효물을 용매로 추출하는 단계를 포함하여 수득되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a method for producing a sensory sludge extract, comprising the steps of: inoculating 100 parts by weight of a total amount of sensory sludge and inoculating the microorganism with 1 to 10 parts by weight; And extracting the fermented fermented product with a solvent.

상기 미생물은 로도토룰라 아우란티아카, 로도토룰라 글루티니스, 로도토룰라 루브라 및 로도토룰라 무실리지노사로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The microorganism may be any one selected from the group consisting of Rhodotorula aurantiaca, Rhodotorula glutinis, Rhodotorula rhubarb, and Rhodotorula rhodigrinosa, but the present invention is not limited thereto.

상기 발효는 25℃ 내지 35℃에서 24시간 내지 48시간 동안 실시하는 것이 바람직하다.Preferably, the fermentation is carried out at 25 캜 to 35 캜 for 24 to 48 hours.

상기 추출 용매는 아세톤, C1~C4의 알코올, 다이메틸 설폭사이드(DMSO), 물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 바람직하게는 아세톤을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
The extraction solvent may be any one selected from the group consisting of acetone, C1-C4 alcohol, dimethylsulfoxide (DMSO), water, and mixtures thereof, but acetone may be preferably used.

이하, 본 발명의 구성요소와 기술적 특징을 다음의 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 하기 실시예들은 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following examples illustrate the contents of the present invention and are not intended to limit the scope of the invention.

<< 참조예Reference Example > 감 > Sense 슬러지의Sludge 준비 Ready

감을 분쇄하고 이를 감압하여 감즙액을 추출한 후, 생성된 잔여물인 감 슬러지를 공급받아(감물염색산업화사업단, 청도군) 냉동보관하여 본 실험에 사용하였다.The sensory sludge, which is the residue produced, was supplied and received frozen (Qingdao County) and used for the experiment.

<< 실시예Example 1> 감  1> Sense 슬러지Sludge 추출물의 제조 Preparation of extract

감 슬러지는 물 또는 에탄올로 다음과 같이 추출되었다. 물로 추출한 경우, 감 슬러지에 대하여 증류수 5 중량배를 가하고 65℃의 수욕상에서 24시간 동안 추출하고 여과하여 동결건조하였다. 에탄올로 추출한 경우, 감 슬러지에 대하여 에탄올 5 중량배를 가하고 65℃의 수욕상에서 12시간씩 2회 반복하여 환류냉각하여 추출하였고, 그 후, 추출물을 여과, 감압 및 농축하고 동결건조한 후 냉동 보관하여 본 실험에 사용하였다.
The sludge was extracted with water or ethanol as follows. When extracted with water, 5 parts by weight of distilled water was added to the sludge, and the mixture was extracted on a water bath at 65 ° C for 24 hours, filtered and lyophilized. When extracted with ethanol, 5 parts by weight of ethanol was added to the sludge, and the mixture was repeatedly cooled by refluxing for 12 hours in a water bath at 65 ° C for 2 hours. After that, the extract was filtered, reduced in pressure and concentrated, lyophilized, It was used in this experiment.

<실시예 2> 감 슬러지의 유효성분 스크리닝 &Lt; Example 2 & gt; Screening of active ingredients of persimmon sludge

1) 감 1) Sense 슬러지의Sludge 총 페놀의 함량 측정 Determination of total phenol content

감 슬러지의 페놀성 화합물 함량은 폴린-시오칼토 시약(Folin-Ciocalteu reagent; FCR)을 이용하여 측정하였다. 이때, 폴린-시오칼토 시약(Folin-Ciocalteu reagent; FCR)은 인몰리브덴산(phosphomolybdate)과 포스포텅스테이트(phosphotungstate)의 혼합 용액으로 포스포텅스토몰리앱딕 산(phosphotungstomolydbdic acid)을 생성하며, 포스포텅스토몰리앱딕 산(phosphotungstomolydbdic acid)이 알칼리 상태에서 환원제와 반응하게 되면, 환원되어 청색으로 색 변화를 나타내게 되고 이에 의한 흡광도를 측정하여 총 폴리페놀의 양을 정량할 수 있다.The content of phenolic compounds in the sludge was measured using Folin-Ciocalteu reagent (FCR). At this time, the Folin-Ciocalteu reagent (FCR) produces phosphotungstomolydbdic acid as a mixed solution of phosphomolybdate and phosphotungstate, When phosphotungstomolydbdic acid reacts with a reducing agent in an alkaline state, it is reduced to a color change in blue, and the amount of polyphenol can be quantified by measuring the absorbance thereof.

총 페놀성 화합물의 함량(Total phenolics content)은 이미 공지된 방법(J. Biol. Chem.12:239-243(1912); Nutr. 35:1309-1314(2006))에 의하여 측정하였으며, 각각의 동결 건조한 시료를 증류수에 녹여 농도를 조절한 후 사용하였다. 시료 0.2 mL에 폴린-시오칼토 시약(Folin-Ciocalteu reagent, Sigma, USA)) 1 mL을 넣은 후 실온에 3분간 반응시켰다. 그 반응액에 10% Na2CO3 0.8 mL을 넣은 뒤 실온에서 1시간 반응시킨 후 765nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 총 페놀성 화합물 함량은 하기 갈산(gallic acid, Sigma, USA)을 이용한 표준곡선(Y=0.0162 x 0.0917, R2=0.9998)으로부터 산출하였다. The total phenolics content of the total phenolic compounds was measured by a known method (J. Biol. Chem. 12: 239-243 (1912); Nutr. 35: 1309-1314 (2006) The lyophilized sample was dissolved in distilled water to adjust its concentration. 1 mL of Folin-Ciocalteu reagent (Sigma, USA) was added to 0.2 mL of the sample, and the mixture was reacted at room temperature for 3 minutes. 0.8 mL of 10% Na 2 CO 3 was added to the reaction solution, reacted at room temperature for 1 hour, and absorbance was measured at 765 nm. At this time, the total phenolic compound content was calculated from a standard curve (Y = 0.0162 x 0.0917, R 2 = 0.9998) using gallic acid (Sigma, USA).

그 결과, 도 1과 같이 감 슬러지의 물 추출물과 에탄올 추출물은 각각 32.59 μg/mL 및 70.33μg/mL의 폴리페놀 함량을 가지고 있는 것으로 나타났다. 그러므로, 감 슬러지 추출에 물보다 에탄올을 사용하는 것이 더 많은 페놀을 추출해낼 수 있음을 확인하였다.
As a result, as shown in Fig. 1, the water extract and ethanol extract of persimmon sludge had polyphenol contents of 32.59 μg / mL and 70.33 μg / mL, respectively. Therefore, it was confirmed that more phenol could be extracted by using ethanol than water in sensory sludge extraction.

2) 감 2) Sense 슬러지의Sludge 총 카로티노이드의 함량 측정 Determination of total carotenoid content

감 슬러지의 총 카로티노이드 함량은 이미 공지된 방법(Molecular & General Genetics. 255:19-27(1997))의 분광광도법을 사용하여, 450nm에서 흡광도를 측정함으로써 분석되었다. 이때 총 카로티노이드 함량은 하기 클로로포름에 용해한 표준품 β-카로틴을 이용한 표준곡선(Y=0.0981 x 0.0503, R2=0.9999)으로부터 산출하였다.The total carotenoid content of the sludge was analyzed by measuring the absorbance at 450 nm using the spectrophotometric method of the already known method (Molecular & General Genetics. 255: 19-27 (1997)). At this time, the total carotenoid content was calculated from a standard curve (Y = 0.0981 x 0.0503, R 2 = 0.9999) using the standard product? -Carotene dissolved in chloroform.

그 결과, 도 2와 같이 감 슬러지의 물 추출물과 에탄올 추출물은 각각 0.18 μg/mL 및 6.79 μg/mL의 카로티노이드 함량을 가지고 있는 것으로 나타났다. 물 추출물보다 에탄올 추출물의 카로티노이드 함량이 훨씬 높게 나타난 것은 카로티노이드가 지용성 물질이므로 물보다는 에탄올에서 더 많이 추출된 것으로 판단되었다.
As a result, as shown in Fig. 2, the water extract and the ethanol extract of the sludge had carotenoid contents of 0.18 μg / mL and 6.79 μg / mL, respectively. The carotenoid content of the ethanol extracts was much higher than that of the water extracts. It was judged that carotenoids were extracted more from ethanol than water because they were lipid soluble substances.

3) 감 3) Sense 슬러지의Sludge 환원당의 함량 측정 Determination of the content of reducing sugar

환원당 정량은 환원당 측정법(DNS법)에 따라 환원당에 의하여 3,5-디니트로살리실산(3,5-dinitrosalicylic acid, DNS)이 환원되어 생성된 3-아미노-5-니트로살리실산(3-amino-5-nitrosalicylic acid)의 양을 측정하였다. 시료용액 0.5 mL에 DNS 용액 0.5 mL를 가하여 100℃의 끓는 물에서 5분간 반응시킨 후, 찬물에 냉각시켰다. 그런 후 상기 반응액에 증류수 2 mL를 가하고, 546nm에서 흡광도를 측정함으로써 분석하였다. 이때 환원당의 함량은 글루코스를 이용한 표준곡선(Y=0.0014 x 0.0625, R2=0.9979)으로부터 산출하였다.Reducing sugar was determined by 3-amino-5-nitrosalicylic acid (3,5-dinitrosalicylic acid, DNS) reduced by reducing sugar according to the reducing sugar method (DNS method) -nitrosalicylic acid was measured. 0.5 mL of the sample solution was added with 0.5 mL of the DNS solution, followed by reaction in boiling water at 100 ° C. for 5 minutes, followed by cooling in cold water. Then, 2 mL of distilled water was added to the reaction solution, and the absorbance was measured at 546 nm. At this time, the content of reducing sugar was calculated from a standard curve using glucose (Y = 0.0014 x 0.0625, R 2 = 0.9979).

그 결과, 도 3과 같이 감 슬러지의 물 추출물과 에탄올 추출물은 각각 722.74 μg/mL 및 715.12μg/mL의 환원당 함량을 가지는 것으로 나타나, 상당량의 환원당이 감 슬러지에 함유되어 있는 것을 확인하였다. 그러므로, 감 슬러지를 미생물 발효에 효율적으로 활용할 수 있음을 확인하였다.
As a result, as shown in FIG. 3, the water extract and the ethanol extract of the persimmon sludge had a reducing sugar content of 722.74 μg / mL and 715.12 μg / mL, respectively, and it was confirmed that a considerable amount of reducing sugar was contained in the reducing sludge. Therefore, it was confirmed that the sensory sludge can be effectively utilized for microbial fermentation.

<< 실시예Example 3> 미생물을 이용한 발효를 통한 감  3> Persistence through fermentation using microorganisms 슬러지의Sludge 카로티노이드 함량 증대와 분리 및 정제 Increase, separate and purify carotenoid contents

1) 감 1) Sense 슬러지의Sludge 용매별 추출액의 카로티노이드 함량 측정. Determination of Carotenoid Content in Solvent Extracts.

용매에 따른 추출액의 카로티노이드 함량을 조사하기 위하여, 감 슬러지 2g에 증류수, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 헥산, 클로로포름 및 DMSO를 각각 10mL씩 넣어 실온에서 추출하고 원심분리하여 상층액을 취하였다. 그런 후 상기 실시예 1의 2)의 방법에 따라 상층액의 흡광도를 분석하였다. To investigate the carotenoid content of the extract according to the solvent, 10 mL of distilled water, ethanol, methanol, acetone, hexane, chloroform and DMSO were added to 2 g of the sludge, and the mixture was centrifuged at room temperature. Then, the absorbance of the supernatant was analyzed according to the method 2) of Example 1 above.

그 결과, 도 4와 같이 카로티노이드 함량은 아세톤 추출액이 1.839μg/mL로 가장 높은 함량을 나타내었다. 에탄올 추출액은 0.955μg/mL, 메탄올 추출액은 0.520μg/mL, DMSO 추출액은 0.479μg/mL 그리고 증류수 추출액은 0.197μg/mL의 함량을 나타내었다.
As a result, carotenoid contents of acetone extracts were the highest at 1.839 μg / mL as shown in FIG. 0.955 μg / mL of ethanol extract, 0.520 μg / mL of methanol extract, 0.479 μg / mL of DMSO extract and 0.197 μg / mL of distilled water extract.

2) 감 2) Sense 슬러지의Sludge 마쇄정도별Degree of polish 추출액 카로티노이드 함량 측정 Extract Carotenoid content measurement

먼저, 감 슬러지를 세척하고 물기를 제거한 후, 자연순환식 건조기(T-700, 태인 기업)를 사용하여 40℃에서 18시간 건조하고 분쇄기를 사용하여 건조된 감 슬러지를 분쇄하였다. 그리고, 감 슬러지를 진공동결 건조기(Free zone 2.5L freeze dry system, lab com co.)를 이용하여 진공동결 건조방법으로 동결 건조하여 감 슬러지를 분쇄하였다. 상기 2가지의 건조법에 의한 건조를 비교하였을 때, 동결건조보다 자연순환식 건조가 시간이 짧게 걸리고 비용이 저렴하기 때문에 자연순환식 건조가 더 나을 것으로 판단되었다.First, the sludge was washed and the water was removed. The dried sludge was dried using a natural circulation dryer (T-700, Taein Company) at 40 ° C for 18 hours and dried using a pulverizer. Then, the sludge was lyophilized by vacuum freeze drying method using a vacuum freeze dryer (free zone 2.5L freeze dry system, labcom co.) To pulverize the sludge. Compared with the two drying methods, the natural circulation drying time is shorter than that of the freeze drying method, and the natural circulation drying method is considered to be better because the cost is low.

자연순환식 건조 후 마쇄한 정도에 따른 카로티노이드 함량을 조사하기 위하여, 감 슬러지 3g에 증류수, 에탄올 및 아세톤을 각각 30mL씩 넣어 실온에서 추출하고 원심분리하여 상층액을 취하였다. 그런 후 상기 실시예 1의 2)의 방법에 따라 상층액의 흡광도를 분석하였다. To investigate the content of carotenoids according to the natural circulation type dryness, 30 g of distilled water, ethanol and acetone were added to 3 g of the sludge, and the mixture was centrifuged at room temperature and the supernatant was taken. Then, the absorbance of the supernatant was analyzed according to the method 2) of Example 1 above.

그 결과, 도 5와 같이 건조한 감 슬러지를 마쇄하여 에탄올(4.16±0.24 μg/mL)이나 메탄올(4.13±0.52 μg/mL)로 추출하였을 때 가장 높은 카로티노이드 함량을 나타내었다. 이는 감 슬러지를 그대로 추출하는 것보다, 마쇄하거나 건조하여 마쇄한 후 추출하는 것이 표면적을 넓혀주어 더 많은 카로티노이드를 추출할 수 있었던 것으로 판단된다.As a result, the dried carrot sludge was crushed and extracted with ethanol (4.16 ± 0.24 μg / mL) or methanol (4.13 ± 0.52 μg / mL), showing the highest carotenoid content. It is thought that it is possible to extract more carotenoids by enlarging the surface area by grinding or drying and grinding after extracting rather than extracting the sludge as it is.

3) 미생물로 발효한 감 3) Persimmon fermented by microorganism 슬러지의Sludge 카로티노이드 함량 측정 Carotenoid content measurement

감 슬러지를 미생물로 발효하기 위하여, 감 슬러지 100g에 증류수 300mL을 가하여 마쇄한 후, 총 부피의 3%에 해당하는 균을 접종하여 25℃, 150rpm에서 48시간 동안 배양하였다. 하기 표 1의 균주를 실험에 사용하였으며 이는 한국미생물보존센터에서 분양받았다.In order to ferment the sludge as a microorganism, 100 g of the sludge was ground with 300 mL of distilled water, and then 3% of the total volume of the sludge was inoculated and cultured at 25 DEG C and 150 rpm for 48 hours. The strains of Table 1 below were used for the experiment and were distributed at the Korean Microorganism Conservation Center.

KCCMKCCM 균주 Strain 5068150681 로도토룰라 아우란티아카(Rhodotorula aurantiaca)Rhodotorula aurantiaca (Rhodotorula aurantiaca) 6052560525 로도토룰라 글루티니스(Rhodotorula glutinis)Rhodotorula glutinis (Rhodotorula glutinis) 5012150121 로도토룰라 루브라(Rhodotorula rubra)Rhodotorula rubra (Rhodotorula rubra) 5012450124 로도토룰라 무실리지노사(Rhodotorula mucilaginosa)Rhodotorula mucilaginosa Rhodotorula mucilaginosa

그 결과, 도 6과 같이 로도토룰라 글루티니스, 로도토룰라 루브라 및 로도토룰라 무실리지노사를 접종한 감 슬러지의 경우, 붉은 색을 띄는 균들이 자라면서 대조군에 비하여 현저하게 색이 변한 것을 볼 수 있었다. 또한 감 슬러지 건더기가 현저하게 줄어들었고 발효물의 점도도 증가하였다. 로도토룰라 아우란티아카의 경우, 균 색이 다른 균들에 비하여 연하고 생장속도가 느리기 때문에 감 슬러지 발효물의 색이 연하였다.
As a result, as shown in FIG. 6, in the case of persimmon sludge inoculated with Rhodotorula glutinis, Rhodotorula rubra, and Rhodotorula radicillinosa, the red coloring bacteria showed remarkable color change compared to the control group there was. Also, the sludge sludge was significantly reduced and the viscosity of the fermented material increased. In the case of Rhodotorula aurantiaca, the color of the persimmon sludge fermented product was soft because the bacterial color was soft and slow in growth rate.

4) 감 4) Sense 슬러지를Sludge 배양배지로In a culture medium 이용한 미생물 배양물의 카로티노이드 함량 측정 Determination of carotenoid content in cultured microbial cultures

그리고, 감 슬러지를 배양배지로 이용하여 배양된 로도토룰라 글루티니스, 로도토룰라 루브라 또는 로도토룰라 무실리지노사 배양물로부터 카로티노이드를 추출하기 위하여, 각 균을 동결건조하고 막자사발로 분쇄한 후, 아세톤으로 추출하고 원심분리하여 상층액을 취하였다.Then, in order to extract carotenoids from Rhodotorula glutinis, Rhodotorula rubra, or Rhodotorula mushiensis cultures cultured using the sperm sludge as a culture medium, the fungi were lyophilized and pulverized with a mortar, Extracted with acetone and centrifuged to take the supernatant.

그 결과, 도 7과 같이 감 슬러지를 배양배지로 이용하여 배양한 로도토룰라 글루티니스, 로도토룰라 루브라 또는 로도토룰라 무실리지노사 배양물에서도 카로티노이드가 추출된 것을 확인하였다.
As a result, it was confirmed that carotenoids were also extracted from Rhodotorula glutinis, Rhodotorula rubra, or Rhodotorula mushroom Rhizoma cultures cultured using the sperm sludge as a culture medium as shown in Fig.

그리고 추출 용매 효율을 검토하기 위하여, 로도토룰라 글루티니스 배양물을 동결건조하고 막사사발로 마쇄한 후 에탄올 또는 아세톤을 각각 첨가하여 카로티노이드를 추출하였다. In order to investigate the efficiency of the extraction solvent, roto-toxin cultures were lyophilized, and then saccharified with a barbara and ethanol or acetone was added thereto to extract carotenoids.

그 결과, 도 8과 같이 감 슬러지를 배양배지로 이용하여 배양한 로도토룰라 글루티니스 배양물에서 에탄올보다 아세톤으로 추출한 경우 많은 양의 카로티노이드가 추출되었다.
As a result, a large amount of carotenoid was extracted when extracted with acetone rather than ethanol in Rhodotorulaglutinus cultures cultured using a sensory sludge as a culture medium as shown in FIG.

종합하면, 감 슬러지에서 카로티노이드를 추출하기 위해서는, 감 슬러지를 건조하여 마쇄한 것이 건조하지 않은 감 슬러지보다 높은 카로티노이드 추출을 나타냈고, 에탄올이나 아세톤으로 추출하는 것이 다른 용매를 사용하는 것보다 많은 양의 카로티노이드를 추출하는 것으로 나타났다.In summary, in order to extract carotenoids from the sensory sludge, carotenoid extraction by drying the sensuous sludge was higher than that of the non-dry sensory sludge, and extraction with ethanol or acetone was more efficient than using other solvents Carotenoids were extracted.

그리고 로도토룰라 균주(Rhodotorula sp .)로 발효한 감 슬러지에서 가장 많은 카로티노이드를 추출하고자 한다면, 발효 감 슬러지를 건조하여 마쇄하고 에탄올 또는 아세톤으로 추출하는 것이 가장 좋은 방법이라 판단되었다.And Rhodotorula sp . ), It was considered to be the best method to extract fermentation sludge by drying and crushing with ethanol or acetone.

또한, 감 슬러지를 배양배지로 이용하여 배양된 로도토룰라 균주(Rhodotorula sp .) 배양물에서 가장 많은 카로티노이드를 추출하고자 한다면, 균주 배양물을 동결건조한 후 마쇄하여 에탄올이나 아세톤으로 추출하는 것이 가장 좋은 방법이라 판단되었다.
In addition, rhodotorula ( Rhodotorula ) cultured using a sensory sludge as a culture medium sp . ) If it is desired to extract the greatest number of carotenoids from the cultures, it is considered that the best method is to extract the carotenoids by freeze-drying the cultured strains, and then extracting them with ethanol or acetone.

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 건조하여 마쇄한 감 슬러지 총 100 중량부에 대하여 미생물을 1 내지 10 중량부로 접종하여 발효시키는 단계; 및
상기 발효된 발효물을 에탄올 또는 아세톤으로 추출하는 단계를 포함하여 수득되며,
상기 감 슬러지는 감을 분쇄하고 이를 감압하여 감즙액을 추출한 후 잔여물을 수득하며, 상기 미생물은 로도토룰라 아우란티아카, 로도토룰라 글루티니스, 로도토룰라 루브라 및 로도토룰라 무실리지노사로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 카로티노이드의 생산방법.
Inoculating 1 to 10 parts by weight of the microorganism with respect to 100 parts by weight of the dried sludge; And
Extracting the fermented fermented product with ethanol or acetone,
Wherein the microorganism is selected from the group consisting of Rhodotorula aurantiaca, Rhodotorula glutinicus, Rhodotorulla lubra, Rhodotorula lucilus, Rhodotorula lucilis, Lt; RTI ID = 0.0 &gt; carotenoid &lt; / RTI &gt;
삭제delete 제 3항에 있어서,
상기 건조는 자연순환식 건조 방법 또는 동결건조 방법을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 카로티노이드의 생산방법.
The method of claim 3,
Wherein the drying is carried out by a natural circulation drying method or a freeze drying method.
삭제delete 제 3항에 있어서,
상기 발효는 25℃ 내지 35℃에서 24시간 내지 48시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 카로티노이드의 생산방법.

The method of claim 3,
Wherein the fermentation is carried out at 25 캜 to 35 캜 for 24 to 48 hours.

삭제delete
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