□ 유황아미노산(L-cysteine과 glutathione)은 의약용(아미노산 주사액, 기관지염치료제, 해독제, 만성간질환, 피부 및 각막 손상치료제, 면역력 증강제), 식품용(분유, 빵발효보조제, 기능성 식품원료), 사료용(양어 및 애완동물), 화장품용(콜드파마, 양모제, 미백제)으로, 유황비타민(biotin)은 의약용 비타민제, 가축 및 양어용 사료 첨가제, 화장품 원료로 널리 활용되고 있다.
□ L-cysteine은 1970년대 이전에는 모발단백질을 가수분해하여 생산, 공급되었으나 현재는 Pseudomonas thiazoliphilum(DL-ATC 40g/ℓ에서 31.4g/ℓ의 L-cysteine 생산), Enterobacter cloacae(β-chloro-L-alanine 60g/ℓ에서 50g/ℓ의 L-cysteine생산), Bacillus sphaericus(β-chloro-L-alanine 86g/ℓ에서 70g/ℓ의 L-cysteine생산)등의 미생물을 이용하여 효소법으로 생산되고 있다. 최근에는 E. coli 변이주에 의한 직접발효생산법이 보고된바 있으나 아직 공업적 대량 생산공정은 확립되지 않은 상태이며, Aeropyrum pernix에서 종래보다 탁월한 초고온성 OASS효소를 개발, 경제적으로 생산할 수 있는 가능성이 기대된다.
□ glutathione은 Candida utilis와 Saccharomyces cerevisiae등의 효모를 개량하여 펄프폐액이나 glucose로부터 균체를 생산, 추출하여 제조되고 있다. glutathione의 생산성을 높이기 위해서는 배양온도, pH, 당의 첨가 등 발효관리가 매우 중요하다. 폐당밀을 기질로 사용하는 회분발효의 경우에는 에탄올의 제어 발효가 필요하다. L-glutamic acid, L-cysteine 등 전구물질이나 DL-methionine 등을 첨가하면 glutathione 생산성이 향상된다. 최근에는 E. coli의 유전자 조작 변이주를 사용하여 glucose와 L-glutamic acid, L-cysteine, glycine으로부터 43g/ℓ의 glutathione을 생산한 바 있다. 이때 균주를 배양한 후 계면활성제(polyoxyethylene stearyl amine)를 첨가하고 pH와 온도를 조절, 통기교반하면서 반응시키는 것이 효과적이다.
□ Biotin(Vitamin H)은 현재 화학합성법으로 생산, 공급되고 있지만 Bacillus sphaericus 변이주(48㎎/ℓ), Kurthia sp.의 biotin 유사체 내성주(128㎎/ℓ), E. coli K-12 변이주(970㎎/ℓ), Serratia marcescens 변이주(1g/ℓ이상)등에 의한 직접 발효생산공정이 계속 발표되고 있어서 공업화의 가능성이 높아지고 있다. 일반적으로 glucose나 sucrose를 기질로 하는 회분(回分)발효에서는 대당 수율이 낮기 때문에 당류의 유가배양(流加培養)이 효율적이며, pimelic acid, DL-alanine, L-cysteine, 철 이온 등을 첨가하면 생산성이 향상된다.
□ 국내에서는 L-cysteine이나 biotin의 발효생산에 관한 연구는 거의 없으며, glutathione의 생산 및 이용에 관한 연구는 다양하게 이루어진 바 있다. 앞으로 식품, 의약품, 화장품, 사료 등 여러 방면에 이용되고 있는 유황화합물의 미생물적 생산 및 활용연구가 폭 넓게 추진되기를 바란다.
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