Optimization of Culture Conditions for Production of a High Viscosity Polysaccharide, Methylan, by Methylobacterium organophilum from Methanol.

Methylobacterium organophilum에 의한 메탄올로부터 고점도 다당류, 메틸란 생산을 위한 배양조건 최적화

  • 최준호 (한국과학기술원 생물과학과) ;
  • 이운택 (한국과학기술원 생물과학과) ;
  • 김상용 (동양제과(주) 기술개발연구소) ;
  • 오덕근 (우석대학교 식품공학과) ;
  • 김정회 (한국과학기술원 생물과학과)
  • Published : 1998.06.01

Abstract

An extracellular polysaccharide, methylan, was produced under the specific conditions by Methylobacterium organophilum from methanol. The specific growth rate of cells was approximately constant regardless of C/N ratio and the specific product yield was maximum at a C/N ratio of 30. Methylan production was suppressed by the deficiency of mineral ions such as Mn$^{++}$ or Fe$^{++}$ ion. The optimal pH for cell growth and methylan production was 7. Whereas the optimal temperature for cell growth was found to be 37$^{\circ}C$, that for methylan production was 3$0^{\circ}C$. The methanol concentration above 4% completely inhibited the cell growth. The initial methanol concentration for the maximal production of methylan was 0.5% (v/v) and above this concentration, methylan production was markedly inhibited. To overcome the substrate toxicity and inhibition for both cell growth and methylan production, a fed-bach culture of intermittent feeding within 5 g/l methanol was conducted under the optimal culture condition. Methylan production of was stimulated by nitrogen limitation and methylan was accumulated up to 8.7 g/1 and cell mass also increased up to 12.4 g/l.

Methylobacterium organophilum을 사용하여 메탄올로부터 세포외 고점도 다당류, 메틸란의 생산을 특정 배양조건에서 수행하였다. C/N 비율이 미치는 영향을 살펴본 결과 균체의 비성장속도는 C/N 비율에 대하여 큰 차이가 없었고, 단위 균체당 메틸란 생산수율은 C/N 비율 약 30부근에서 최적이었다. 여러 가지 금속염 중에서 Mn$^{++}$과 Fe$^{++}$ 이온이 결핍하면 메틸란의 생산이 현저히 저해됨을 보였다. 균체 농도와 메틸란 생산은 pH는 7근처에서 최적을 나타내었다. 균체 성장의 최적온도는 37$^{\circ}C$이었으나 메틸란 생산의 최적 온도는 3$0^{\circ}C$이었다. 메탄을 농도가 증가할수록 비성장속도가 감소하였고, 4% 이상의 농도에서는 균체 성장이 완전히 저해되었다. 메틸란 생산을 위한 최적 메탄올 농도는 초기농도로 0.5%(v/v)이었고 그 이상의 농도에서는 메틸란 생산이 급격히 감소하였다. 메탄올의 독성과저해를 극복하기 위하여 최적 배양조건에서 메탄올의 유가식 배양을 수행하여 최종 균체 농도와 최종 메틸란 농도가 각각 12.4 g/l 및 8.7 g/l이었다.

Keywords