Abstract
For the effecient production of clavulanic acid., a mutant strain Streptomyces clavuligerus KK was selected from Streptomyces clavuligerus ATCC 27064 through mutation with NTG. S. clavuligerus ATCC 27064 produced about 200 mg/L of calvulanic acid when the medium was composed of 1%(W/V) glycerol, 1.5%(W/V) soybean flour, 0.1%(W/V) $KH_2PO_4$, 0.2%(V/V) soybean oil. A selected mutant, S. clavuligerus KK, produced about 1150 mg/L of clavulanic acid in the same medium. After the addition of $MgSO_4$ to the basal medium, S. clavuligerus KK produced about 1550 mg/L of clavulanic acid, with shows about 1.3 times higher than that produced in the basal medium. In order to select the proper bioreactor for the production of clavulanic acid, a batch culture was performed in an airlift, a bubble column and an stirred tank bioreactors. In an airlift bioreactor, about 1350 mg/L of clavulanic acid was produced, in a bubble column bioreactor, about 1550 mg/L, in a stirred tank bioreactor, about 2200 mg/L, respectively. The production of clavulanic acid in stirred tank bioreactor was about 50% higer than that by an airlift and a bubble column bioreactors. According to this result, the stirred tank bioreactor was selected as a proper bioreactor.
S. clavulirerus ATCC 27064 균주는 약 200 mg/L의 clavulanic acid를 생산하였지만, 이 균주를 NTG에 의해 돌연변이 시킴으로써 얻어진 S. clavuligerus KK를 같은 배양조건에서 약 5배 많은 1150 mg/L의 clavulanic acid를 생산하였다. 무기염이 첨가되지 않은 clavulanic acid의 기본 생산 배지에서는 clavulanic acid의 생산량은 1150 mg/L였으나 다양한 무기염 중에서 MgSO$_4$가 첨가된 배지에서는 약 2000 mg/L나 생산되었다. 따라서 기본 배지조성인 1%(v/v) glycerol, 1.5%(w/v) soybean flour, 0.1%(w/v) $KH_2PO_4$, 0.2%(v/v) soybean oil에 0.4%(w/v) MgSO$_4$를 첨가함으로써 clavulanic acid의 생산을 높일 수 있었다.Airlift 와 bubble column 및 교반식 생물반응기에서 회분식 배양을 했을 경우 clavulanic acid의 생산은 airlift 생물 반응기에서는 1100 ng/L, bubble column 생물 반응기에서는 1450 mg/L, 교반식 생물 반응기에서는 1500 mg/L가 생산되어, 교반식 반응기가 적절하다고 생각되며 이는 배양액이 시간이 지날수록 점도가 높아지기 때문에 임펠러에 의한 교반 효과가 있는 교반식 반응기에서 물질전달이 가장 용이하기 때문인 것으로 보인다. 특히 교반식 생물 반응기에서 용존산소농도에 따라 교반속도를 조절하여 회분식 배양을 했을 경우가 수율이 0.18, 생산성은 250mg/Lㆍday로 가장 우수하게 나타났다.
