아라키돈산을 고농도로 함유한 유지를 생산하는 Mortierella sp. M-12로부터 얻은 균체 지방질을 식용에 적합하도록 정제하기 위하여 탈색 공정을 최적화하였다. 동결건조한 균체로부터 Folch's solvent를 사용하여 균체 지방질 조유를 얻은 후 탈검과 탈산을 거쳐 얻은 탈산유를 50-100 mmHg 진공 하에서 탈색을 진행하였다. 활성백토를 1% 수준으로 첨가하여 $90^{\circ}C$에서 20분간 수행하였을 때 식용유지 규격에 적합한 색상을 갖는 탈색유를 얻을 수 있었다. 탈색 공정 중에 부수적으로 일어난 탈검과 탈산 작용으로 인하여 탈색유의 인 함량은 31.7% 감소하였으며, 산값은 0.5로 감소하여 식용유지의 규격에 적합한 수준이 되었다. 모르티에렐라 단세포유지는 일반적인 유지의 탈색공정을 통하여 식용급 동식물 유지와 같은 수준의 탈색유를 얻을 수 있었다.
비교적 효율적으로 이용되고 있지 않는 섬유성물질의 이용성을 높이고 섬유소 자화세균에 의한 섬유소 단세포단백을 생산할 목적으로 전보에서 분리, 동정한 Collulomonas flavigena GFB 24-1의 몇 가지 균학적 성질을 통한 이용성을 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 섬유질 자화세균 생육배지에서 배양한 결과 pH 7.0에서 50시간 배양하였을 때 균체증식이 가장 좋았고, 배양시 유리되는 단백질은 배양중 시간이 경과됨에 따라 증가하였다. 2. Cellulolytic activity는 pH 5~7에서 40~50시간, 배양하였을 때 가장 좋았다. 4. 생육배지에서 배양시 기질의 농도의 증가에 따라 6%까지는 균체증식이 직선적으로 증가하였으며 8%까지는 완만하게 증가하다가 9~10%농도에서는 감소하였다. 5. NaOH 처리한 볏짚은 기질로 하여 진탕 flask에서 배양한 결과 48기산 배양하였을 때 균체증식이 10.6mg/ml로써 가장좋았다.
우리나라 남해 연안 해역으로부터 적색색소를 생산하는 균주를 분리하여 동정한 결과 Vibrio sp.로 판명되었다. 본 균주는 성장과정 중에 적색색소를 생산하여 세포내에 축적시키며 이때의 적색색소 생산량은 배양 후 24시간 이후부터 최고치에 도달하였으며, 배지중의 첨가물로서 0~2%의 NaCl, 1% fructose, 0.3%의 $(NH_{4})_{2}SO_{4}$를 첨가되었을 때 높은 생산량을 보였다. 한편 배양하여 얻어진 균체로부터 methanol로 추출한 적색색소는 UV-VIS spectrophotometer로 분석한 결과 최대 흡수파장이 531nm이였으며, 현재까지 널리 알려진 anthocyan계열의 색소와 동일한 흡수파장을 지니는 것으로 알 수 있었다. 또한 methanol 추출 색소를 TLC와 HPLC로 분리.정제하여 GC/MS로 분석한 결과 분자량 281과 236인 2종류의 물질이 검출되었으며, 281의 분자량을 가지는 물질의 경우 anthocyanin의 기본 구조에 OH기가 5개 존재하는 cyanidin으로 추정되었다. 따라서 본 실험에서 사용한 해양 유래 Vibrio sp.가 생산하는 적색색소는 cyanidin을 주성분으로 하는 anthocyan 계열의 색소이이 확인되었다. 유전공학적 기법을 이용한 균주 개량과 대량생산 체제가 구축된다면, 현재 널리 사용되고 있는 화학 합성색소를 대체할 수 있는 천연색소로서, 식품, 의약품, 화장품, 화학, 염료 공업 등에 사용될 수 있으리라 사료된다.
사탕무즙을 이용한 알콜생산에서 배출되는 증류폐액(sugar beet stillage)을 기질로 고온성 효모인 Candida rugosa를 이용해 단세포단백을 생산 할 때 기질의 최적화와 COD 감소를 연구하였다. 인의 첨가는 실험에 사용된 3가지 모든 시료기질에 꼭 필요한 것으로 나타났고 질소첨가는 기질의 잔당농도가 높을 경우에 필요하였다. 모든 시료에 있어서 인의 첨가는 생균생산율(Biomass production)을 23-61% 까지 크게 높였다. 이에 비해 질소의 첨가는 잔당함량이 높을 경우 생균생산율을 약간 상승시켰으나 질소와 함께 첨가할 경우 90%까지 크게 높였다. COD는 인의 첨가로 인해 26-46%까지 더 감소되었으며 질소와 함께 첨가할 경우 85%까지 크게 감소되었다.
Kim, Seung-Bum;Park, Sun-Young;Seo, Jin-Ho;Ryu, Yeon-Woo
한국생물공학회:학술대회논문집
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한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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pp.268-272
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2003
LSW는 유기질소원으로 가격이 가장 저렴하면서도 43.3 mL/L를 이용할 경우에 250 g/L의 glucose로부터 erythritol을 53%의 수율과 0.52 g/L-hr의 생산성 및 132 g/L의 농도로 생산이 가능하였다. 따라서 산업용 쓰이기에 충분한 가능성을 보였다. Erythritol의 생산성 향상을 위한 발효 조건의 최적화에 대한 실험을 수행한 결과 기본 발효배지에 65 mL/L의 농도로 LSW를 이용할 경우에 250 g/L의 glucose로부터 erythritol의 수율은 44% 약간 낮아졌지만, 생산성은 0.66 g/L-hr로 1.3배 증가하였다. Growth stage에서 고농도 균체를 얻기 위하여 glucose를 feeding 방법에 관한 연구에서는 glucose 100 g/L와 LSW 500 mL/L를 같이 넣고 배양하는 회분식 배양 방법을 통해 23시간만에 77.6 g/L의 균체를 얻을 수 있었다. Erythritol의 수율 향상을 위하여 production stage에서 최적의 glucose 농도에 대한 연구를 수행한 결과 발효조 내에서 glucose의 농도가 450 g/L 가 되도록 할 경우에 185.5 g/L의 erythritol을 37.3%의 생성 수율과 1.66 g/L-hr의 생산성으로 얻을 수 있었다. 따라서 산업용 질소원으로 선정된 LSW를 가지고 2단계 유가식 배양을 통하여 회분식 배양과 비교해 볼 때 수율은 1.1배정도 감소되었지만 erythritol의 생산성은 2.5 배 정도 향상시킬 수 있었다.
투과성이 증가된 Z. mobilis를 K-carrageenan으로 고정화한 건조beads를 이용하여 sorbitol연속생성공정의 향상에 관한 실험을 하였다. 투과성을 증가시킨 균체를 K-carrageenan으로 고정화 하여서 연속공정을 실시한 결과 효소의 안정성이 30일 이상 지속되었다. K-carrageenan으로 고정화한 균체를 건조시 bead의 견고성과 저장성이 향상되었다. 건조 bead를 이용한 72시간의 반회분식 공정에서 효소 활성도의 감소는 8%였으며, 건조 bead에서의 Vmax값은 $39^{\circ}C$와 pH6.2에서 free cell의 거의 절반값을 나타내었다. 연속공정에서 희석속도 $0.1h^{-1}$일 때 wet bead와 건조bead에서의 sorbitol생산성은 각각 3.4, 2.88g/l-h를 나타내었다.
한지자숙폐액을 사료첨가효모의 생산기질로 재이용할 수 있는 가를 검토하기 위하여 사료첨가효모제품으로부터 분리한 Saccha aromyces CereVlSlae종을 한지자숙폐액에 배양하였다. 자숙폐액원액에서는 균이 증식하지 못하였으나, 희석액에서는 증식하였으 며, 증류수로 7.5배 희석시 최대증식을 보였다. Jar fennenter배양 에서의 최대총균수는 $1.34{\times}107/mL$이었으며, 최대생균수는 $1.1{\times}107/mL$이었다. 배양액의 균체농도를 증가시키기 위하여 배양중 에 자숙폐액원액을 침가하여 총균수를 최대 $8.2{\times}107/mL$까지 증 가시킬 수 있었다. 지숙폐액원액과 함께 $(NH_4)_2S0_4 및 KH_2P0_4$ 까지 첨가함으로써 최대균체농도에 도달하는 시간을 단축시킬 수 있었다.
본 연구에서는 담자균류의 일종인 Tricholoma matsutake의 균사체 생육과 polysaccharide 생산을 최적화하기 위하여 5L jar fermentor에서 교반속도와 통기량의 영향을 검토하였다. 교반속도는 150 rpm에서 가장 좋은 결과를 보였으며, 균체량은 배양 10일째 21.87 g/L, polysaccharide는 교반속도는 300 rpm에서 배양 8일째 8.86 g/L 로 가장 높은 값을 나타내다. 통기량은 11일째 0.5 vvm에서 가장 좋은 균체량 20.85 g/L, polysaccharide는 1.5vvm에서 배양 11일째 8.83 g/L로 가장 높은 값을 나타내었다.
구성을 확인한 결과, 무기질의 종류와 배양기간에 따라 생성된 지방질 중 비극성지질과 극성지질의 함량비는 변하며 일반적으로 무기질을 복합으로 사용하는 경우보다 단독으로 사용하는 경우가 비극성지질의 함량이 높았다. 그리고 비극성 지질의 조성은 트리글리세리드 유리지방산 및 유리스테롤이 주성분이며 무기질을 단독으로 사용한 경우가 복합으로 사용한 때 보다 트리글리세리드의 함량이 높으며 일반적으로 배양 초기 보다 말기기 트리글리세리드의 양이 감소되었다. 균체중 총 지방질, 비극성지질 및 극성지질의 주요 지방산은 올레산, 팔미트산, 리놀레산으로 이들 지방산의 함량은 전체 지방산의 약 90%를 차지하며 배지의 무기질 조성에 따라 이들의 함량은 약간씩 달라지는 경향이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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