[생물화학공학]미생물을 이용한 라이신 생산

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레포트 > 공학계열
2010.08.03
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소개글

[생물화학공학]미생물을 이용한 라이신 생산에 대한 자료입니다.

1. 서론

1.1 문제 정의

1.2 설계 주제 및 목적

2. 배경

2.1 관련 기술의 동향

2.2 관련 기술의 수요 및 전망

3. 설계

3.1 설계목표

3.2 설계 명세

3.2.1 최종 목표 설정

3.2.2 설계 및 최적화

3.3.1 경제성

4. 프로젝트 결과

4.1 결과물 설명 및 분석

4.1.1 결과물 설명

4.1.2 결과물 분석

5. 프로젝트 진행

5.1. 프로젝트 상세 진행 일정

6. 프로젝트 고찰

6.1 종합고찰

7. 참고문헌

본문내용

1.1 문제 정의

라이신 산업은 세계적인 가축사료의 선진화, 육류 소비의 증가로 매년 8%이상 급성장하고 있는 바이오산업이다. 우리 몸에서는 합성되지 않아 꼭 음식으로 섭취해야하는 필수 아미노산인 라이신은 웰빙 시대의 흐름에 맞춰 그 수요도 대폭 증가되고 있는 추세이다. 이 라이신이 첨가된 사료를 먹고 자란 소나 돼지, 양, 말 같은 가축들의 가격들은 보통 가축들의 시세보다 훨씬 고가에 거래되고 있어 그 중요성이 더욱 커진 것은 말할 것도 없다.

그림 1-1. lysine 의 구조

게다가 라이신은 식물성 단백질에는 그 함유량이 적어 곡물 섭취량이 많은 동양인에게 부족하기 쉬운 아미노산으로써 아시아에서 더욱 각광을 받고 있다. 최근에는 세계 라이신 생산 시장에서 2위를 점유한 CJ도 최근 라이신에 대한 투자금액을 높이기로 발표하기도 하였으며 또한 이는 바이오 시밀러가 최근 이슈로 떠오르면서 함께 다뤄지고도 있는 고부가가치 산업이기도 하다. 이러한 라이신 사업은 GMO 규제의 강화로 인한 대두박 (라이신의 대체제) 시장의 감소와 유럽 시장 환경 변화의 영향, 원재료인 원당의 가격 하락추세를 통해 그 이익은 더욱 늘어날 것으로 추정 된다.

본 프로젝트에서는 이러한 라이신을 합성법 및 광학적 분할법과 같은 화학적인 방법이 아닌, 미생물을 이용하여 생산하는 방법을 제시한다. 이는 기존 미생물 생산 공정 중 분리정제공정만을 개선하여 그 순도를 높이되, 화학물질을 원료로 사용하지 않아 더욱 친환경적인 공정으로 설계될 것으로 전망한다.

그러나 CJ에서 사용하고 있는 코리네박테리움 글루타미쿰 ( ATCC 13032 ) 의 변이주를 사용하는 기존 공정에서는 세포와 라이신을 분리하기 위해 원심분리와 이온교환수지를 사용하여 60%의 순도만을 얻을 수 있다. 본 공정에서는 이를 개선하여 90% 이상의 순도를 얻을 수 있도록 원심분리와 여과 및 음이온 크로마토그래피의 분리정제 과정을 설계할 것이다.
1.2 설계 주제 및 목적

기존 공정에서는 분리정제 비용을 감소시키기 위하여 낮은 생산율을 감안하고 원심분리와 이온교환수지의 두 가지 방법만을 택하는 반면, 본 공정에서는 최근 건강식품 등에 사용하기 위하여 높은 순도를 요구하는 라이신 시장의 상황에 기초하여 원심분리와 여과, 음이온 크로마토그래피의 세 가지 단계의 분리정제 공정을 설계하려 한다. 생산비용의 증가가 예상되지만 최근 대폭 증가하고 있는 라이신 시장을 고려하면 충분히 투자해 볼만한 사항이라고 생각된다.

참고문헌

[1] Kim, Jong Sik and Jo, Jeong U, "Expression and Purification of -homoserine Insulin Precursor Using Fusion Protein", Volume 14. Issue 4, pp. 458 ~ 458 , 2003
[2] Jin-Mi Seo and Hyung-Hwan Hyun, "Enhancement of L-lysine Productivity by Strain Improvement and Optimization of Fermentation Conditions in Corynebacterium glutamicum", pp. 79 ~ 84, 2006
[3] (WO/2009/096690) IMPROVED PROMOTER, AND A PRODUCTION METHOD FOR L-LYSINE USING THE SAME

#라이신 #생물화학공학 #미생물 #생물 #공학

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