06 곰팡이 산업 응용 및 생명 공학

Global Fungal Biotech 시장은 수백억 달러에 이르렀으며 향후 5 년 동안 매년 8-10%의 비율로 성장할 것으로 예상됩니다.이 분야는 농장에서 실험실까지 많은 일자리를 창출 할뿐만 아니라 개발 도상국의 경제 성장을위한 새로운 길을 제공합니다.곰팡이 기반 제품의 탄소 음성 또는 탄소 중립적 특성은 환경 및 경제적 이점이 큰 대체 화석 제품을위한 지속 가능한 선택입니다.

버섯 경작은 전 세계 수십억 달러의 산업으로 발전했으며, 아가리커스 비스포루스, 굴 버섯, 시일 틱 버섯 및 에노키 버섯을 포함한 주요 품종이 있습니다.현대 재배 기술은 제어 된 환경, 정확한 매트릭스 제형 및 효율적인 생산 시스템에 의존합니다.

실제 사례 :

내가 펜실베니아에서 방문한 버섯 농장은 수직 농업 기술을 사용하여 완전히 통제 된 환경에서 수율을 3 배로 늘립니다.그들은 온도, 습도 및 이산화탄소 농도를 정확하게 제어함으로써 일년 내내 끝없는 생산주기를 달성했습니다.

기술 포인트 :

-환경 제어 : 온도의 정확한 관리 (품종에 따른 15-25 ° C), 습도 (85-95%), 빛 및 환기

일반적인 오류 및 솔루션 :

곰팡이는 긴 역사와 발효 식품에 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다.효모 (Saccharomyces cerevisiae)는 빵, 맥주, 와인 및 바이오 에탄올 생산에 사용됩니다. 곰팡이는 치즈 (파란색, 카르멘 베르크), 간장, 된장, 템페 및 발효 두부의 생산에 관여합니다.

과학적 설명 :

발효는 본질적으로 곰팡이가 복잡한 유기물을 더 단순하고 소화 가능한 화합물로 파괴하는 과정이다.예를 들어, 빵 제작에서 효모는 설탕을 이산화탄소와 에탄올로 전환시켜 반죽을 팽창시키고 독특한 맛을 생성합니다.

전문 기술 :

곰팡이가 생산 한 식품 첨가물은 일상 생활의 모든 곳에 있습니다.

전문가 추천 :

식품 라벨을 읽을 때 이러한 성분에주의를 기울이면 곰팡이 기술이 가공 식품에 사용되는 정도를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.

균사 단백질 (예 : Quorn 브랜드 제품)은 발효기 배양 곰팡이 균사체가 높은 단백질 함량과 육류와 같은 질감으로 만들어지며 채식 및 비건 시장에서 중요한 제품이되었습니다.

실제 경험 :

식물성 고기를 만들기 위해 실험실에서 굴 버섯 균사체를 키우는 데 대한 나의 경험은 포도당 농도와 용존 산소 수준을 제어하는 ​​것이 이상적인 질감을 얻는 데 필수적이라는 것을 보여줍니다.최적의 조건은 다음과 같습니다. 포도당 농도는 20g/L이고 용존 산소는 30-40%로 남아 있습니다.

곰팡이는 산업 효소의 주요 공급원이며 Aspergillus Niger, Aspergillus oryzae 및 Trichoderma Reesei와 같은 균주가 널리 사용됩니다.세계 산업 효소 시장은 미화 60 억 달러 이상의 가치가 있으며 그 중 곰팡이 효소는 약 45%를 차지합니다.

셀룰라아제 :

분해 된 셀룰로오스는 발효 가능한 설탕이며 바이오 연료 (셀룰로오스 에탄올), 동물 사료, 펄프 및 세제 산업에 사용됩니다.이 기술은 농업 폐기물 (짚과 같은)의 가치를 3-5 배 씩 증가시킵니다.

리그니나 제 :

펄프 표백제 (염소 감소), 생물 정화, 섬유 및 바이오 연료 전처리를위한 락 카스 및 퍼 옥시 다제를 포함합니다.White Rot Fungi는 이와 관련하여 특별한 전문 지식을 보여줍니다.

아밀라아제 :

전분을 설탕으로 전환하고 베이킹, 고 과당 시럽, 와인 제조 및 세제 산업에 사용됩니다.

프로테아제 :

세제, 식품 가공 (식품 부드러운 고기, 치즈) 및 가죽 산업에 사용하기위한 가수 분해 된 단백질.

리포지 자임 :

지방을 분해하고 세제, 식품 및 바이오 디젤 생산에 사용됩니다.

빠른 팁 :

셀룰로아지를 함유하는 상업용 제품은 가정용 퇴비 동안 첨가하여 셀룰로오스 물질의 분해를 30-50%로 가속화 할 수 있습니다.

곰팡이 효소 생성의 ### 장점

화학 촉매와 비교하여, 곰팡이 효소는 효율적인 생산, 높은 특이성, 환경 친화적 및 재생 가능의 장점을 갖는다.현대 발효 기술은 지난 10 년간 효소 생산 비용을 60% 이상 줄였습니다.

페니실린 (페니 실 리움)의 발견은 병력을 바꾸었고, 세 팔로 스포린 (세부 세 팔로 스포린)과 같은 곰팡이 공급 항생제는 우리의 항 감염의 무기고를 더욱 확장시켰다.

과학 배경 :

곰팡이는 자연 환경에서 박테리아와 경쟁해야하므로 강력한 항균 화합물을 발전시켜야합니다.이들 화합물의 발견은 일반적으로 대규모 스크리닝 프로그램을 포함하며, 새로운 잠재적 항생제를 발견하기 위해 평균 10,000 개의 곰팡이 균주가 스크리닝되었습니다.

사이클로스포린 A (토양 곰팡이) 및 타 크롤리 무스와 같은 곰팡이 대사 산물은 장기 이식을 일상적인 의료 절차로 만들어 거부의 위험을 크게 줄입니다.

원래 Red Quotes와 Penicillium에서 발견 된 Lovastatin과 같은 스타틴은 현재 세계에서 가장 많이 팔린 약물 카테고리 중 하나이며 매년 수백만 개의 심혈관 사건을 예방합니다.

파클리탁셀은 초기에 태평양 유물에서 분리되었으며 나중에 특정 내피 곰팡이 가이 중요한 항암제를 생산할 수 있으며, 이는 지속 가능한 생산 가능성을 제공 할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.

효모 발현 시스템은 B 형 간염 백신과 같은 재조합 단백질을 생성하는 데 사용됩니다.생산 플랫폼으로서의 곰팡이의 장점은 진핵 생물 특성과 복잡한 번역 후 변형을 수행하는 능력입니다.

###식이 보조제

Ganoderma Lucidum, Cordyceps Sinensis 및 Maijing과 같은 의약 곰팡이 추출물은 건강 관리 제품을위한 거대한 시장을 구성합니다.이러한 제품을 선택할 때는 품질과 순도를 보장하기 위해 타사 인증을 찾아야합니다.

전문가 추천 :

의약 버섯 보충제를 구매할 때는 라벨의 베타 글루칸 콘텐츠를 확인하십시오. 이는 제품 품질을 측정하는 주요 지표 중 하나입니다.

농업 폐기물에 균사체를 배양함으로써, 가장 혁신적인 곰팡이 응용 중 하나 인 다양한 고체 재료를 생산할 수 있습니다.

응용 프로그램 영역 :

실제 사례 :

Ecovative를 사용하여 균사 포장 재료를 개발 한 경험에 따르면 올바른 농업 폐기물 매트릭스를 선택하는 것은 최종 제품의 성능에 큰 영향을 미친다는 것이 밝혀졌습니다.쌀 껍질은 더 높은 경도를 제공하는 반면 목재 칩은 더 유연한 재료를 생산합니다.

우위 분석 :

균사 재료는 지속 가능성, 음의 탄소 배출, 빠른 성장 (5-10 일 성장) 및 성형으로 특징 지어집니다.

DIY 가이드 :

홈 제작 균사체 재료를위한 단순화 된 단계 :

1. 매트릭스 (커피 그라운드, 빨대 또는 나무 칩)를 선택하십시오.

2. 멸균 처리 (증기 또는 오토 클레이브)

3. 식용 곰팡이를 접종하십시오

4. 5-7 일 동안 적절한 온도와 습도로 배양하십시오.

5. 뜨거운 압박과 건조

곰팡이 다당류 기반 바이오 플라스틱은 전통적인 플라스틱에 대한 분해 가능한 대안이며, 수백 년에서 2 년 사이의 자연 환경에서 수백 년의 전통적인 플라스틱보다 훨씬 빠릅니다.

백색 부패 곰팡이는 석유 탄화수소 (다이얼 사이클 방향족 탄화수소), 살충제, 제초제, 산업용 염료 및 심지어 특정 플라스틱 및 화학 오염 물질을 포함한 다양한 오염 물질을 분해 할 수 있습니다.

실제 사례 :

미네소타의 오염 된 산업 현장에서, 우리는 흰 썩은 곰팡이를 사용하여 토양에서 PAH를 치료했으며 오염 물질 농도는 6 개월 동안 85% 감소했습니다.

특정 버섯 종은 중금속을 축적 할 수 있으며 오염 된 토양과 물을 청소하기 위해 바이오 흡착제 역할을 할 수 있습니다.이 버섯을 수확함으로써 환경에서 중금속을 제거하는 것이 효과적입니다.

안전 경고 :

오염 된 지역에서 수집 된 식용 버섯에는 위험한 수준의 중금속이 포함되어 있으며 실험실에서 먹기 전에 테스트해야합니다.

체르노빌 사고 후 연구에 따르면 특정 곰팡이는 방사선 저항성이 있고 방사성 핵종을 흡수하여 핵 오염 통제에 대한 새로운 아이디어를 제공합니다.

곰팡이는 유기 오염 물질을 분해하고 생물학적 필터에서 상당한 적용 효과를 가질 수 있습니다.박테리아 시스템과 비교하여 곰팡이 시스템은 분해하기 어려운 오염 물질에 더 나은 처리 효과를 갖습니다.

상업용 균근 접기는 식물 성장을 크게 향상시킬 수 있으며 임업, 농업 및 원예에 널리 사용되며, 이는 식물 생존율을 20-40% 향상시키고 스트레스 내성을 향상시킬 수 있습니다.

곰팡이는 유기물을 분해하고 영양소를 방출하며, 특정 곰팡이의 퇴비 접종은 분해 과정의 속도를 높이고 비료 품질을 향상시킬 수 있습니다.

곤충 병원성 곰팡이 (예 : leukobassia 및 leukobassia)는 화학 살충제에 대한 효과적인 대안이며, 강력한 표적화되고 환경 친화적 인 특성입니다.

응용 프로그램 가이드 :

화이트 플라이와 진딧물을 예방하고 치료하기 위해 화이트 플라이 백혈구를 사용하는 경우, 포자 활력을 줄이기 위해 강한 자외선을 피하기 위해 이른 아침이나 저녁에 적용해야합니다.

특정 내피 곰팡이가 식물의 성장을 자극하고 저항을 향상시킬 수있을 때이 분야의 연구는 빠르게 발전하고 있습니다.

농업 밀짚과 동물 분뇨는 버섯 재배 기질로 사용하여 농업 폐기물의 가치와 재활용을 개선 할 수 있습니다.

곰팡이 효소는 바이오 연료 생산에서 중요한 역할을합니다.

도전 및 전망 :

현재 주요 과제는 비용 경쟁력이지만 기술 발전으로 곰팡이 바이오 연료는 5-10 년 이내에 화석 연료로 비용 패리티를 달성 할 것으로 예상됩니다.

효모 및 필라멘트 곰팡이는 외인성 단백질의 발현을위한 우수한 플랫폼이며 산업 효소, 약물 단백질 및 백신을 생산하는 데 사용됩니다.그것의 장점은 진핵 생물 시스템의 번역 후 변형 능력과 배양 배지로의 분비의 편의를 포함한다.

유전자 편집 기술은 곰팡이 공학을보다 정확하게 만들고 수율을 높이고 새로운 화합물을 발견하며 특성을 최적화하는 데 사용될 수 있습니다.합성 생물학적 접근법은 완전히 새로운 대사 경로의 설계를 허용합니다.

고체 발효 (전통적으로 대두 소스와 같은 제품) 및 액체 발효 (효소 및 화합물의 대규모 생산)는 자체 장점이 있습니다.배양 매체, 조건 및 균주를 최적화하는 것이 수율 향상의 핵심입니다.

전문 기술 :

실험실 규모 발효에서, 용존 산소 제어는 가장 중요한 매개 변수 중 하나이며, 2 차 대사 산물의 수율에 미치는 영향은 300%이상에 도달 할 수 있습니다.

실험적 연구에 따르면 균사체 네트워크는 정보 처리 기능이있어 생물학적 컴퓨터 개발을위한 새로운 길을 열 수 있습니다.

오염 물질 및 독소에 대한 곰팡이의 반응은 저렴하고 민감한 생물학적 검출 도구로서 개발 될 수있다.

균사 조각, 가구 및 패션은 지속 가능한 디자인 운동의 중요한 부분이되고 있습니다.

국제 우주 정거장은 버섯 재배 실험을 성공적으로 수행했으며, 균사체 재료는 미래의 화성 건축에 대한 타당성 연구를 위해 고려됩니다.

-특수 버섯 재배 사업 (소규모 신생 자본 미화 5,000-20,000)

곰팡이 산업은 식품에서 재료에 이르기까지 거의 모든 산업 분야를 다루며 널리 사용됩니다.효소 생산, 생물 정화 및 균사체 재료는 지속 가능성과 환경 적 이점을 가진 가장 빠르게 성장하는 영역입니다.기술 발전과 합성 생물학은 경제적, 환경 적 이점이 큰 전례없는 가능성을 열고 있습니다.곰팡이는 고대 발효 기술에서 최첨단 생명 공학에 이르기까지 인간의 지속 가능한 발전의 길에서 필수적이고 귀중한 파트너로 입증되었습니다.

당신이 기업가, 연구원, 애호가 또는 평범한 소비자이든, 이제 곰팡이 생물 경제에 참여하기 가장 좋은시기입니다.이 분야는 비즈니스 기회를 제공 할뿐만 아니라 지구의 지속 가능한 발전을위한 실용적인 솔루션을 제공합니다.