Comparison of Growth Characteristics of Tricholoma matsutake Mycelium Among the Types of Air Bubble Bioreactor

In order to select suitable bioreactor type inhibiting cell stress during submerged culture of Tricholoma matsutake mycelium, the growth characteristics and ergosterol contents were investigated using the external-loop type of air-lift bioreactor (ETAB), balloon type of air bubble bioreactor (BTBB) and column type of air bubble bioreactor (CTBB). Dry weights of the T. matsutake in the BTBB, ETAB and CTBB were 12 g, 11.4 g, and 9.5 g per 1 litter, respectively. BTBB, ETAB and CTBB reached stagnant phases 16, 20, and 24 days after cultivation, respectively, The BTBB was more suitable for liquid culture of T. matsutake mycelium compared to other bioreactors owing to much mycelia product and short culture period. The ergosterol contents produced by the mycelium in the bioreactors were in sequence of BTBB, CTBB, and ETAB at every growth phase. BTBB might affect the mycelium on producing the smallest size of pellets. BTBB and CTBB got the mycelium precipitated and coagulated under operation of bioreactor sparser, whereas ETAB shown no effect of above phenomenon. A renovated bioreactor combined between a balloon shape of BTBB and an external-loop of ETAB was developed to enhance the efficiency of culture technique.

공기부양식 생물반응기의 형태별 송이균사의 생장특성 비교

송이균사의 대량배양에 적합한 공기부양식 생물반응기 형태를 찾고자 풍선형 및 칼럼형의 공기부양식 생물반응기와 external-loop형의 기포통기식 생물반응기에서 송이균사체를 심부배양하여, 반응기 형태별 송이균사체의 생장특성을 비교하였고, 반응기 형태가 세포에 주는 스트레스 정도를 비교하기 위하여 배양기 형태별 균사체의 에르고스테롤의 함량 변화를 비교하였다. 반응기 형태별 송이 균사체의 생산량은 풍선형 생물반응기에서 평균 12g, external-loop형의 기포통기식 생물반응기에서 평균 11.4g, 칼럼형 생물반응기는 평균 9.5g을 생산하여, 풍선형 생물반응기가 가장 우수하였다. 생장기간도 풍선형 생물반응기에서 균사 접종 후 16일 이후부터 정체기에 이르는 것으로 20일 이후에 나타난 칼럼형 및 기포통기형 생물반응기 보다 빠르게 생장하는 것으로 나타났다. 균사체의 생장시기별 에르고스테롤의 함량은 풍선형 공기부양식 생물반응기에서 가장 높이 나타났으며 이어서 칼럼형, 기포통기식 순으로 나타나, 송이 균사체 배양시 반응기 형태에 의한 물리적 스트레스는 풍선형 공기부양식 생물반응기가 가장 적게 받는 것으로 추정되었다. 송이 균사체 배양에 가장 적합한 공기부양식 생물반응기의 형태는 풍선형인 것으로 추정 할 수 있었다. 그러나 칼럼형 및 풍선형 공기부양식 생물반응기는 스파자 부근에서 균사체가 침적, 착생하여 점차 크게 뭉쳐 성장하면서 공기공급을 차단하는 현상이 있었으나 external-loop형의 기포통기식 생물반응기에서는 유체의 순환으로 이러한 현상은 적게 나타나 대용량의 송이 균사체 배양에 적합한 반응기 형태로는 배양기의 상부가 풍선형 반응기의 형태를 유지하고, 스파자가 위치한 하부는 external-loop형의 기포통기식 생물반응기의 유체 순환식 형태를 유지하도록하는 혼합형의 형태가 좋을 것으로 추정되었다.