감귤박을 탄소원으로 첨가한 배지에서 로도토룰라균의배양을 통한 코엔자임큐텐의 제조방법 document_id A220623046606

본 발명은 제주산 감귤박 (감귤착즙박 포함)을 이용하여 코엔자임큐텐을 생산하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 감귤박을 탄소원으로 이용한 로도토룰라 루브라 배양의 코엔자임큐텐 생산성은 대조군에 비해 향상되었으며, 폐기처리가 곤란한 감귤박을 재활용하여 배양 단가를 낮추고 환경오염을 줄이는 방법에 관한 것이다. 코엔자임큐텐(coenzyme Q10)은 퀴논의 일종으로 세포 안에서 에너지가 생성되는데 중요한 기능을 담당하고 있기 때문에 생명체의 건강한 기능을 유지하기 위해 필수적으로 요구되는 물질이다. 코엔자임큐텐은 인체에서 자연적으로 발견되는 물질로 미토콘드리아의 기능에 있어 중요한 역할을 수행하는 전자/양성자 운반체로 호흡 사슬에 관여하여 산소로부터 adenosine triphosphate (ATP)형태로 에너지를 생성하는데 필수적인 물질이다. 코엔자임큐텐은 소포체 내에서 합성되며, 심장, 간, 신장, 췌장 내 농도가 다른 조직에 비해 높다. 또한 과도한 운동이나 에너지 생성 중 체내에 형성되어 인체 세포에 치명적인 손상을 줄 수 있는 유해 산소 자유라디칼의 제거 및 중화를 할 수 있는 항산화 기능을 가지고 있어 항산화의 역할도 수행한다. 이러한 코엔자임큐텐의 중요한 기능이 밝혀지면서 면역증강 작용에 의한 간기능 개선이나 혈당강하 효과 혈중 콜레스테롤 저하효과 등 여러 가지 약리적 효과가 입증되고 있으며, 이외에도 항산화작용에 의한 노화방지, 체내 에너지 생성량 증가를 통한 체력 향상, 신진대사 활성을 통한 체중감량 지원 등 코엔자임큐텐의 다양한 효능 및 약리 작용이 확인되고 있다. 따라서 의약품이나 건강보조식품 그리고 화장품의 첨가 원료로 코엔자임큐텐이 널리 이용되고 있는 실정이다. 신진대사의 가장 기본적이며 인체의 필수적인 물질인 코엔자임큐텐의 경우 체내 합성이 가능하나 체내의 코엔자임큐텐의 생성 과정은 비타민 B3, B5, B6, B12, C, 엽산과 같은 많은 보조인자들이 충분한 양으로 동시에 존재해야만 이루어지는 매우 복잡한 과정이며 이들 중 일부 성분이 결핍 시에는 충분한 코엔자임큐텐이 생성되는 것은 불가능하다. 그리고 우리의 생활 습관과 환경도 코엔자임큐텐 수준에 영향을 주게 되는데 실제로 Dr. Karl Folkers (코엔자임 연구로 미화학협회상 받음)에 의해 위에 언급된 보조인자영양소의 결핍, 나이 (나이가 들수록 체내 코엔자임큐텐 농도 감소), 스트레스와 환경오염에 의해서도 코엔자임큐텐 생산 능력이 감소한다는 사실이 입증된 바 있다. 이와 같이 코엔자임큐텐의 체내합성이 복잡하고 까다롭기 때문에 코엔자임큐텐이 함유된 식품을 통해 체내에 부족한 부분을 보충해 주어야 한다. 코엔자임큐텐을 함유한 식품으로는 시금치, 브로콜리, 넛트류, 내장육이나 소고기 같은 육류, 정어리나 고등어 같은 생선, 또는 계란노른자 등이 있으나 식생활에서 콜레스테롤이 많은 이들 식품을 다량 섭취하는 것은 또 다른 건강상의 문제를 야기할 수 있으며, 식품으로 섭취 시 100% 체내로 흡수 할 수 없기 때문에 음식물을 통한 코엔자임큐텐 섭취는 매우 비효율적이다. 따라서 의약품이나 건강식품으로 섭취하는 것이 바람직하며, 실제로 약국에서 판매되는 영양제나 건강보조식품 판매점에서 판매되는 건강보조식품에 코엔자임큐텐이 함유되어 있는 것이 많이 존재하며, 근래에 들어 코엔자임큐텐이 함유된 화장품으로도 다량의 제품이 판매되고 있다. 큰 시장 규모를 가지고 있음에도 불구하고 코엔자임큐텐은 세포내의 농도가 극히 낮고 복잡한 조절기작으로 인하여 고생산성 균주선별 및 개발이 매우 까다롭고 어려우며, 또한 복잡한 생합성과정에 의해 합성되는 코엔자임큐텐의 생산균주 개발을 위해서는 유전공학 및 대사공학적인 접근이 요구되기 때문에 국내에서는 미생물 발효를 통한 체계적인 연구가 제대로 진행되지 못하고 있는 실정이다. 제주도 전체 감귤생산량의 약 20%는 감귤가공귤로 이용된다. 본 감귤가공산업에서 발생되는 감귤박은 연간 10만톤으로 추정된다. 현재 감귤박의 완전처리가 곤란해 국내 최대의 관광지인 제주도의 환경오염의 중요한 원인중의 하나로 지적되고 있다. 감귤박을 이용하여 사료화, 비료화 연구가 지속적으로 이루어지고 있으나 경제성 및 그 비효율적 생산으로 인하여 산업화에 큰 어려움이 있다. 현재 감귤박의 대부분을 해양투기하고 있으나 런던조약이 발효되는 07년 7월부터 감귤박의 해양투기가 전면 금지된다. 따라서 감귤박의 처리방안의 수립이 감귤가공산업의 발전에 가장 영향을 미치는 요인이라 해도 과언이 아니다. 감귤주스 가공폐기물인 감귤착즙박의 수분함량은 채취시기에 따라 약간의 차이는 이Td나 약 82%로 많은 수분을 유지하고 있어, 부산물 처리 및 유용자원으로 활용하는데 가장 큰 제약요인으로 작용한다. 또한 감귤착즙박에는 건조중량으로 10~15%의 펙틴과 1~3%의 플라보노이드가 다량 함유되어 있다. 펙틴은 식물의 중엽층 (middle lamella)에 주로 존재하는 복합다당류로서 세포 사이를 메워주는 물질인 동시에 결착시키는 물질을 말한다. 겔화제로 널리 사용되며, 고혈압, 동맥경화증, 협심증 등의 예방, 중금속 제거, 항방사선, 혈중 콜레스테롤 저하, 장내 유용미생물 증식, 면역체계 강화 등의 효과 등을 나타낸다. 감귤류 플라보노이드는 약 60 여종이 밝혀져 있고, 루틴 및 데오스민 등 일반적인 플라보노이드, 나란진 및 헤스페리딘, 노빌레틴, 탄제레틴과 같은 감귤류 특유의 플라보노이드가 존재한다. 플라보노이드 중 여러 생리활성 효과가 뛰어난 우수 천연소재가 많이 존재하는 것으로 밝혀졌다. 특히, 항산화작용, 순환기계 질환 예방, 항염증, 항균, 항바이러스. 면역증강 작용, 간질환 개선효과, 항암작용등 다양한 생체조절기능이 밝혀졌다. 이러한 특징을 이용하여 고혈압, 동맥경화증, 협심증, 당뇨병 등의 성인병 질환의 예방과 치료를 위한 기능성 식품 및 의약품 개발이 가능하다.