주요 추출 방법과 공정은 다음과 같습니다.
1. 발효 및 배양 (Fermentation)
먼저 적절한 영양분(포도당, 대두분, 무기염류 등)이 포함된 배지에 S. griseus를 접종하고, 공기를 공급하며 대량으로 배양합니다. 스트렙토마이신은 균체 밖으로 분비되는 세포외 대사산물입니다.
2. 균체 분리 (Filtration/Centrifugation)
배양이 끝나면 배양액 속에 섞여 있는 미생물 균체(Mycelium)를 제거해야 합니다. 방법: 주로 회전 진공 여과기(Rotary Vacuum Filter)를 사용하여 균체를 걸러내고, 스트렙토마이신이 녹아 있는 여과액(Filtrate)을 회수합니다.
3. 이온 교환 수지법 (Ion Exchange Chromatography) - 핵심 단계
스트렙토마이신은 염기성 물질이며 양이온의 성질을 띱니다. 이를 이용해 효율적으로 추출합니다. 흡착: 여과액을 강산성 양이온 교환 수지(예: Amberlite IRC-50 등)에 통과시킵니다. 이때 스트렙토마이신 분자가 수지에 달라붙게 됩니다. 세척: 불순물을 제거하기 위해 물이나 약한 산성 용액으로 수지를 씻어냅니다. 용출(Elution): 수지에 붙은 스트렙토마이신을 떼어내기 위해 산성 용액(황산이나 염산)을 통과시킵니다. 이 과정을 통해 고농도의 스트렙토마이신 용액을 얻습니다.
4. 탈색 및 농축 (Decolorization & Concentration)
- 탈색: 활성탄(Activated Carbon)을 사용하여 용액에 남아 있는 색소나 불순물을 흡착 제거합니다.
- 농축: 진공 증발법 등을 사용하여 용액의 부피를 줄이고 농도를 높입니다.
5. 결정화 및 건조 (Crystallization & Drying)
- 결정화: 메탄올이나 에탄올 같은 유기 용매를 첨가하거나 pH를 조절하여 스트렙토마이신 황산염(Streptomycin Sulfate) 등의 결정 형태로 침전시킵니다.
- 건조: 만들어진 결정을 분리한 후, 열에 약한 항생제의 특성을 고려하여 동결 건조(Lyophilization) 또는 진공 건조를 통해 가루 형태로 만듭니다.
요약
과거에는 활성탄에 흡착시킨 후 용매로 추출하는 방식을 썼으나, 현대 산업 공정에서는 양이온 교환 수지를 이용한 추출법이 가장 효율적이고 보편적인 방법으로 사용됩니다. 이 과정을 통해 고순도의 스트렙토마이신을 얻을 수 있습니다.