Effects of Gas Recycle on Plant Cell Growth and Secondary Metabolites Production in Airlift Fermentor

Airlift 배양기에서 Gas Recycle이 식물세포 성장 및 이차대사산물 생성에 미치는 영향

The productivity of alkaloid in the airlift fermentor operation was less than that of suspension coltures of Eschscholtzia californica cells in the shake flask. To overcome the productivity reduction, a gas recycle airlift fermentor was developed because the gas-stripping in normal airlift fermentor was believed to play a significant role for productivity reduction. The alkaloid content in the gas recycle system with Eschscholtzia californica suspension cells was 2.7 times higher than that of normal airlift fermentor. The productivity of alkaloids and $CO_2$ concentration were affected by the volume of gas reservoir in the gas recycle airlift fermentor.

본 연구에서는 캘리포니아 양귀비(Eschscholtzia californica) 세포를 airlift 배양기에 적용 배양할 때 shake flask 배양보다 benzophenanthridine alkaloid의 생산성이 감소하는 원인을 찾고 이를 극복하기 위한 실험을 수행하였다. Alkaloid 생산성 감소의 주된 원인은 air sparging에 의해 $CO_2$ 및 ethylene과 같은 유용 성분의 gas가 stripping 되는 것으로 나타났으며 이 stripping 되는 gas를 다시 공급하는 gas recycle 식 airlift 배양기를 개발하였다. 이 배양기에 캘리포니아 양귀비 세포를 배양한 결과 alkaloid 함량이 일반 airlift 배양기 운전 결과보다 약 2.7배 증가하였다. 또한 이 배양기의 gas reservoir의 용량 변화에 따라 alkaloid의 생산성 및 이산화탄소의 농도가 영향을 받음을 확인하였다.