Changes in Rheological Properties of Culture Broth During the Biopolymer Production by Bacillus sp

Bacillus sp.에 의한 생물 고분자의 발효 중 배양액의 유변학적 특성 변화

Variations of rheological properties of culture broth during the production of biopolymer by an alkali tolerant Bacillus sp. were investigated. Correlations among the rheological characteristics of culture broth, cell growth and biopolymer production were examined. Rheology of the culture broth changed in the course of fermentation. The culture broth showed a non-Newtonian flow behavior, as the viscosity and pseudoplasticsity increased during the cultivation. The rheological parameters such as flow index, consistency index, yield stress and apparent viscosity during the cultivation were not influenced by the cell growth, but significantly related to the biopolymer synthesis. Changes in the rheological parameters of the broth were affected not only by the biopolymer concentration, but also by the progress of fermentation. Some rheological parameters showed maximum values just before the completion of biopolymer production and substrate consumption. Hence, it was shown that the rheological characteristics of the culture broth could be used as a good indicator for the detection of the progress or completion of fermentation.

고점성을 갖는 미생물 생물 고분자에 대한 발효공정 분석 및 조절 연구의 일환으로 알카리 내성 Ba cillus sp.를 사용한 생물고분자의 발효 중 배양액의 유변학적 성질에 대한 경시변화를 조사하였으며, 균 체생육 및 생물 고분자의 생산과 유변학 특성 변화와의 상관관계를 검토하였다. 배양액의 유변학은 배양시간 경과에 따라 현저하 게 변화하여 더욱 점성이 있고, 또 의가소성이 증대 하면서 비뉴우톤 유체로서 거동하였다. 발효 중 유 통지수, 점조도지수, 항복융력 빛 겉보기 점도 등 유 변학 특성값은 균체증식에는 거의 영향을 받지 않고, biopolymer의 합성과 밀접한 상관성을 보였다. 또 유변학적 특성값의 변화는 생물고분자 농도만의 함수가 아니고 발효진행과 상관성을 보였고, 생물고 분자의 생성이나 기질 소비의 완료 직전에 최대값을 나타내었다. 따라서 이들 변화의 특성화는 발효경과 또는 완료에 대한 양호한 지표를 공급할 수 있음을 시사하였다.