3-HPA의 생물공학적 생산과 전망(3-Hydroxypropionaldehyde applications and perspectives of biotechnological production)

전문가 제언

□ 3(β)-Hydroxypropionaldehyde(3-HPA)는 3(β)hydroxypropanol, 3-oxo-1- propanol, Hydracrylaldehyde, Hydracrolein, Reuterin 등으로 알려지고 있으며 항미생물 활성이 있다. 3-HPA는 석유화학 제품의 원료인 프로필렌과 에틸렌으로부터 1,3-propanediol(1,3-PDO) 합성 중에 중간체로 생산되며, 포도당이나 글리세롤로부터 미생물 발효를 통해서 생물학적 방법으로 생산된다.

□ 3-HPA는 1,3-PDO, 아크롤레인, Acrylic acid, 3-Hydroxypropionic acid 및 바이오폴리머 생산의 전구물질로 사용되기 때문에 재생자원을 통한 대량생산 공정의 개발이 필요하다. 현재 글리세롤을 3-HPA로 발효할 수 있는 미생물로는 Bacillus, Klebsiella, Citrobacter, Enterobacter, Clostridium, Lactobacillus의 6속이 보고 되었다. Klebsiella pneumonia를 글리세롤 배지에 호기적 배양 후, 원심 세척하여 세미카르바지드와 글리세롤 함유 완충액에 반응시키면 85-87%의 수율로 글리세롤을 3-HPA로 전환시킨다.

□ 3-HPA는 선정된 세균에 의해서 1단계 효소(Glycerol dehydratase) 반응으로 글리세롤로부터 생산되며, 배양액에 분비된 3-HPA 수용액은 농도와 pH에 따라 가역적으로 HPA-이량체, HPA-수화물의 HPA계를 구성한다. 대량생산에는 Lactobacillus reuteri(12.5g/ℓ)와 Klebsiella pneumonia(46g/ℓ)가 보고 되었으나 발효생산 및 정제조건을 최적화 하고 Glycerol dehydratase와 1,3-PDO Oxidoreductase관련 유전자 조작을 통한 균주의 개량이 필요하다.

□ Lactobacillus reuteri에 의해서 생산되는 3-HPA는 15-30㎍/㎖의 농도로 원생동물, 바이러스, 그람 양․음성세균, 효모, 트리파노소마 등에 대하여 항미생물 활성을 가지며 특히, Listeria monocytogenes와 E. coli 0157:H7의 생육을 억제한다. 생균자체는 Probitic으로 사용할 수 있으며, 배양액은 그대로 식품 보존제나 농약으로, 정제한 후에는 건강용품과 의약제품으로 이용이 가능하기 때문에 이 젖산균의 활용연구가 필요하다.

저자

Vollenweider, S; Lacroix, C

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

바이오

연도

2004

권(호)

64-1

잡지명

APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY

과학기술
표준분류

바이오

페이지

16~27

분석자

민*익

분석물

• 3-HPA의 생물공학적 생산과 전망.pdf [223,105 byte]

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