유동층 생물반응기에서 세파로스포린 C 생산에 대한 메치오닌의 영향

Effect of Methionine on Cephalosporin C Production in a Fluidized- bed Bioreactor

Cephalosporium acremonium 균주로 미생물 고정화 증식입자를 제조하여 유동층 생물반응기에서 세파로스포린 C 생산에 대한 메치오닌의 영향에 대하여 연구하였다. 메치오닌은 세파로스포린 C 생합성에 매우 중요한 대사조절인자로 알려져 있는데, 본고에서는 초기 발효배지 내 메치오닌 농도의 영향과 이를 토대로 생물반응기에 메치오닌을 주입하였을 때 세파로스포린 C 생산에 미치는 메치오닌의 영향을 관찰하였다. 초기 배지 내에 존재하는 메치오닌에 의해 세파로스포린 C 생산성이 증가하였으며, 메치오닌의 최적양(0.3-0.5w/v％)이 존재하였다. 또한 메치오닌에 의해 탄소원의 소모속도가 증가됨이 관찰되었다. 배지내 메치오닌이 고갈될 때 세파로스포린 C 생산이 극대화되었으나 유동층 생물반응기에서 메치오닌을 부가적으로 첨가하였을 때 그 효과는 기대한 수준에 미치지 못했는데 이는 생체내 메치오닌의 축적과 관계가 있는 것으로 판단되었다. 또 고정화 증식입자를 사용하였을 때 세파로스포린 C 생산에 양호한 결과를 얻었는데 이 경우에도 적정량의 메치오닌 투여가 생산성에 중요한 인자임을 발견하였다. 따라서 유동층 반응기의 운전에 의해 세포로스포린 C 생산성을 향상시키기 위해서는 초기 운전단계에서 최적양의 메치오닌을 주입하는 것이 가장 중요하며 고정화 증식입자의 사용에 의해 공정생산성을 획기적으로 증대시킬 수 있다고 판단되었다.

Effects of methionine on cephalosporin C(CPC) production in a fluidized-bed bioreactor were investigated using bioparticles of Cephalosporium acremonium. Since methionine was found to be an important metabolic regulator on the synthesis of cephalosporin C, the effects of its concentration in the cuture broth and feeding mode to the bioreactor were studied. It was observed that the presence of initial methionine was essential for higher cephalosporin C production and there existed an optimal content of methionine. Carbon consumption rate also increased significantly under the presence of methionine. Production of cephalosporin C was most active when methionine was exhausted in the broth; however its additional feeding did not enhance the antibiotic production in the fluidized-bed bioreactor as much as expected. It was therfore considered important to feed an optimal content of methionine at the early operating stage for a higher cephalosporin C production in a fluidized-bed bioreactor. An interesting thing to note was that titre of the antibiotic with reused bioparticles was about 2 times higher in the methionine containing medium than that without methionine. Therefore repeated use of bioparticles, with an optimal content of methionine, was believed to be very useful to enhance to process productivity.