Effects of p variation and phosphate limitation on the continuous fermentation of Clostridium acetobutylicum

pH 변화와 인산 제한이 Closoidium acetobutylicum의 연속발효에 미치는 영향

The growth and fermentation profiles of Clostridium acetobutylicum KCTC 1037 were examined in batch and continuous modes with pH variation and phosphate limitation. Clostridium acetobutylicum KCTC 10 37 grew better at pH 4.5 than at pH 5.5 or 6.5. Acetate and butyrate were produced at pH 5.5, whereas culture at pH 4.5 produced acetone and butanol. Solvent production was increased by the phosphate limitation in a batch culture, but in a phosphate-limited continuous culture for 400 hours steady-state solventogenesis was not observed. The induction and maintenance of solventogenesis presumably require not only acidic condition or phosphate limitation but also favourable bioenergetic condition.

Clostridium acetobutyloicum KCTC 1037의 용매 생성조건을 알기 위하여 pH변화와 인산제한의 조건 하에서 회분 배양과 연속 배양을 실시하였다. C. acetobut-ylicum KCTC 1037은 pH5.5나 6.5에서 보다 pH 4.5에서 잘 자라는 호산성이었으며, pH4.5의 진리되지 않은 부티르산이 약 20mM인 조건에서 용매 발효로 전환되었으나, pH5.5의 전리되지 않은 부티트산이 17mM인 조건에서는 용매 발효가 일어나지 않았다. 인산 제한 조건에서 배지에 인산이 KH$_2PO_4$나 $K_2HPO_4$0.1g/l이하인 경우 용매 생성량이 증가하였으나, 생육 속도에는 영향을 미치지 않았다. 인산제한 이단 연속배양에서 pH5.5인 stage1에서는 산생성기가 유지 되었고 한편 pH4.5인 stage2에서는 초기에는 용매가 생성 되었으나 150시간 이후에는 용매의 양이 감소되었으며 산생성기로 전환되는 등 불규칙한 발효 양상을 보였다. 또 pH5.0, 희석율 $0.05h^{-1}$인 stage2에서 전리되지 않은 유기산이 36mM인 조건에서도 용매 발효가 일어나지 않았다. 이러한 결과로서 C.acelobutylicumd의 용매 생성 조건은 산성 pH나 인산 제한 조건외에 균의 최대 에너지 생성을 유지하려는 대사와 관련 되었을 것으로 추측하였다.