동물 분변 유래 미생물 피타아제 생산 최적화

2035년까지 285.3억 달러 규모로 성장할 것으로 예상되는 피타아제 시장은 지속 가능한 폐기물 관리와 산업·농업 분야의 효소 생산 경제성 향상에 기여합니다. 본 연구는 동물 분변에서 피타아제 생산 미생물을 분리하고, 반응 표면 분석법(RSM)을 활용하여 피타아제 생산을 최적화하는 것을 목표로 했습니다. 연구팀은 분변에서 다양한 미생물을 분리했으며, 특히 밀기울을 기질로 사용했을 때 Escherichia sp. (CMDB5, PQ757147.1)가 가장 유망한 피타아제 생산 균주(4.241 ± 0.082 U/mL)임을 확인했습니다. 초기 단일 변수 최적화(OFAT)를 통해 pH, 온도, 배양 시간, 접종량, 통기 등 물리적 매개변수를 평가했으며, 이 중 온도, pH, 배양 시간을 RSM 분석에 적용했습니다. 최적화 결과, 40°C, pH 7, 4일 배양 조건에서 최대 피타아제 생산량(7.263 U/mL)을 달성했습니다. 이는 모델 예측값의 103.27%에 해당합니다. 매개변수 간 상호작용 분석에서는 pH가 효소 생산에 가장 큰 영향을 미치는 요인(p < 0.0001)으로 나타났습니다. 동물 분변을 미생물 공급원으로, 밀기울을 기질로 활용한 본 연구는 폐기물 유래 자원을 통한 지속 가능한 피타아제 생산의 잠재력을 보여줍니다.