Optimization of Culture Condition for the Hydrocinnamic Acid Production from Bacillus subtilis IJ-31

The metabolites released from cultures of rhizosphere bacteria can inhibit plant growth. Bacillus subtilis IJ-31 inhibited plant growth by the production of hydrocinnamic acid (HCA). The production of HCA by plant-growth inhibiting rhizobacterium B. subtilis IJ-31 was optimized. $90.5\;{\mu}g/ml$ of HCA was obtained under the condition of 1% rice bran as carbon source, 0.5% tryptone as nitrogen source, 0.1% $ZnCl_2$ as metal source at $37^{\circ}C$ for 60 h (pH 7.0). The optimal condition for the HCA production by B. subtilis IJ-31 in the jar fermenter was established using response surface methodology (RSM) of statistical analysis system(SAS) program. The production of HCA by B. subtilis IJ-31 in the jar fermenter culture reached $102.99\;{\mu}g/ml$ when 2.24% soil extracts was added and agitation speed was 290 rpm under the same condition. And the experimental value of HCA production is $102.5\;{\mu}g/ml$ in the same culture condition. The production of HCA by B. subtilis IJ-31 is higher as 12% than that from the flask culture.

Bacillus subtilis IJ-31에서 Hydrocinnamic Acid 생산을 위한 최적배양조건

본 연구에서는 식물생장억제미생물 B. subtilis IJ-31이 생산하는 HCA의 최적생산조건을 검토하였다. HCA생산 최적조건으로 탄소원은 1%의 미강, 질소원은 0.5% tryptone, 무기염은 0.1% $ZnCl_2$, 배양 온도는 $37^{\circ}C$, 배양시간은 60시간, pH는 7.0에서 $90.5\;{\mu}g/ml$의 HCA를 생산하였으므로 이를 최적생산조건으로 확립하였다. 이를 바탕으로 통계프로그램(SAS) 중 반응표면 분석법(RSM)을 이용한 jar fermentor 배양에서의 HCA 최적생산 조건을 확립하였다. 즉 토양추출물 2.24% 첨가, 교반속도 290 ppm, tryptone 0.83% 첨가, 배양온도 $37^{\circ}C$, 배양시간 60시간, pH 7.0에서 $102.99\;{\mu}g/ml$의 HCA를 생산하는 최적생산 조건으로 예측되었다. 따라서 실제 상기 RSM 최적 조건에서 실험한 결과 HCA는 $102.5\;{\mu}g/ml$를 생산하였다. 이러한 결과는 플라스크에서 HCA는 $90.5\;{\mu}g/ml$로 생산되었으나 jar fermenter 배양에서는 플라스크 배양에 비하여 12%가량 HCA 생산량이 증가된 결과를 보여주는 것이다.