고역가 액체종국 제조 및 배양기술을 개발하기 위해, Aspergillus 속의 곰팡이(A. oryzae, A. niger)를 이용한 밀기울 첨가율 별(0, 5, 10, 15 및 20%) 배지를 이용한 액체종국을 제조하여 이들의 품질 특성을 조사하였다. 액체종국의 일반성분 및 효소활성(glucoamylase, acidic protease)을 조사한 결과, 배지에 밀기울 첨가량이 많을수록 균사체량이 많아졌을 뿐만 아니라 산도, 아미노산도도 증가하는 것을 알 수 있었고 액체종국에 첨가하는 밀기울 농도가 달라짐에 따라 각 균주의 효소활성이 바뀌는 것을 알 수 있었다. 또한, 효소활성에 따른 최적 배양시간은 곰팡이 종류에 따라 차이가 있었고 A. oryzae와 A. niger 곰팡이의 액체종국 배양은 10~15% 밀기울을 첨가하여 48~72시간 배양하는 최적조건을 규명하였다. 기존에 사용되었던 고체종국과 비교하여 밀입국제조에 종국으로써 적합한지를 구명하고자 A. oryzae와 A. niger를 사용한 고체종국을 접종한 밀누룩을 대조구로 하여 밀기울 10% 액체배지로 만든 액체종국의 접종량 별(1, 3, 5, 10%) 밀누룩의 배양시간 별(0, 15, 20, 36, 38, 40 hrs) 및 이화학적 특성과 효소활성(${\alpha}$-amylase, glucoamylase, acidic protease)변화를 비교하였다. 결론적으로 시간과 인력등의 경제적 가치가 많이 투입되는 고체종국 보다는 누룩 제조시 액체종국을 사용하는 것이 여러 가지 측면에서도 유리 하다고 여겨진다.
당이 첨가되지 않은 액체배지를 이용한 광독립영양법은 기내배양시 대량배양에 많은 장점이 있다. 본 논문에서는 광독립영양배양 시스템을 이용하여 체세포배발생을 경유해 대량증식 된 음나무의 대량생산 시스템을 보고하고자 한다. 이를 위해 체세포배에서 발아한 음나무 기내묘는 3가지 배양 방식, 즉 $30gL^{-1}$ 당이 첨가된 1/2MS 고체배지에서 배양한 종속영양 배양(무처리구), 당이 첨가되지 않은 1/2MS 고체배지에서 배양, 그리고 당이 첨가되지 않은 1/2MS 액체배지에서 강제환기를 시켜준 독립영양 배양하에서 4주간 배양되었다. 순화전 각 배양환경하에서 자란 식물체들의 엽면적, 광합성량, 엽록소함량, 생장량 등을 조사하였다. 그 결과 독립영양하에서 생장한 유식물체의 생장이 가장 좋았으며 엽록소 함량 및 순광합성량도 대조구에 비해 월등히 증가하였다. 독립영양배양 시스템하에서 생장한 식물체들은 이후 토양에서 100% 순화되었다. 본 결과에서 배양 마지막 단계에 당이 첨가되지 않은 액체배지에 배양하는 독립영양배양 방식이 기내배양묘의 순화율을 증가시키고 기외 활착율을 높임으로서 체세포배 유래 음나무의 대량생산에 효율적인 것으로 나타났다.
공시균인 A .terreus mutant로부터 lovastatin의 생산성을 극대화할 수 있는 조건을 확립하고자 액체 배양법 및 고체 배양법 을 이용하여 HPLC를 통해 분석하였다. Lovastaton의 생산을 위해 액체 배양에서는 균사체 접종법인 No. 2배지를 사용한 전배양 및 본배양법이 포자접종법인 No. 1배지를 사용한 경우보다 lovastatin의 생산이 더 우수하였다. 고체 배양법에서는 분쇄 밀의 호화전분을 사용하여 28$^{\circ}C$, 15일간 배양시 lovastatin의 생산이 가장 우수하였으며 대량배양을 위해 배양용기를 달리하여 배양하였으며 cap을 부착하는 내열성 plastic bag을 이용하여 배양한 결과 두 방향으로 cap을 부착하여 통기량을 조절한 배양에서 lovastatin의 생산이 가장 우수하게 나타났다.
백합의 건전 우량주의 확보와 대량 증식을 위해 소인편을 배양하여 얻어진 직경 3mm 정도 크기의 소인경구를 사용하여 액체배양을 실시하였다. 인경구의 생장에 미치는 sucrose와 질소 농도의 영향을 알아본 결과 인경구의 생장과 무게에 가장 효과적인 처리구는 10 mM $NH_4NO_3$에 sucrose 9% 또 는 20 mM $NH_4NO_3$에 sucrose 6%인 것으로 나타났으며, 새로운 소인경구의 분구는 $NH_4NO_3$, 20 또는 40 mM에 sucrose 3%에서 가장 양호하였다. 또한 전체 생체중은 광도 $60\;{\mu}mol{\cdot}m^2{\cdot}sec^{-1}$ BA 0.2 mg/L 단독 처리구에서 효과적이었으며, 구중은 BA에 농도에 큰 차이없이 0.2와 2 mg/L 처리에 광도 $60\;{\mu}mol{\cdot}m^2{\cdot}sec^{-1}$에서 증가하는 경향을 보였다. 액체 진탕배양에 적절한 소인경구의 배양기간은 2개월 정도인 것으로 나타냈다.
버들송이의 액체종균 제조를 위한 배양조건과 종균으로 사용시의 접종량을 검토하기 위한 시험 결과 배지 종류로는 감자추출배지(PSB)가 가장 좋았으며 온도는 $25^{\circ}C$, pH는 7.0에서 좋았다. 접종량별로는 $10{\sim}15ml$ 접종한 것이 우수하였다. 버들송이의 액체종균은 13l들이의 간이배양 장치를 제작하여 감자추출배지 10l에 10일간 배양후 균체건조량 21.8 g을 얻었다. 이를 병재배용 850 ml PP병의 톱밥배지에 10m1(균체량 21.8mg상당)씩 접종한 결과 배지 배양기간은 30일로써 톱밥종균을 사용할 때 보다 5일이 단축되었다. 또한 버섯발생병은 톱밥종균을 사용할 때의 75%에 비하여 92%로 높아졌고 자실체 수량도 122g으로 톱밥종균보다 10% 증수되었다. 따라서 본 액체종균 배양기술은 버섯 병재배 시설을 활용한 버들송이의 연중 재배에 도입하므로써 안정된 버섯생산으로 농가소득 증대에 기여할 것으로 본다.
본 실험은 무궁화 '홍화랑' 품종의 기내 대량 생산을 위한 액체 현탁배양에서의 배양조건과 방법을 구체적으로 규명하고자 수행되었다. Mesh 종류별로 비교해 보았을 때 가장 굵은 10 mesh를 사용한 것이 callus형성에 효과적이었으며, 회전속도에 따른 callus의 형성은 80 rpm에서 가장 효과적이었다. TDZ 0.01 mg/L 첨가된 MS 고체배지에서 유기된 callus를 TDZ 0.001 mg/L가 첨가된 액체배지에 현탁배양했을 경우 callus 형성과 신초원기 형성이 가장 왕성하였다. 형성된 신초원기를 MS와 1/2 MS 배지에 생장조절제가 첨가되지 않은 조건에서 현탁배양시 신초 재분화율이 가장 높았다. 따라서, 이러한 액체 현탁배양 조건과 방법의 구체적인 규명은 무궁화 급속 대량 번식체계 확립을 위한 가능성을 보여 주었다.
본 연구는 Monascus purpureus P-57 변이주를 이용하여 액체배양을 통한 세포내 색소 생성의 최적 배양조건을 규명 하고자 하였다. M. purpureus P-57의 색소생성을 위한 최적 배지조성은 $4\%$ rice powder, $0.1\%$ beef extract, $0.03\%$ glutamic acid, $0.1\%\;MgSO_4{\cdot}7H_2O,\;0.25\%\;KH_2PO_4$이며, 배지의 pH는 5.0이였다. 그리고 최적 배양조건은 $30^{\circ}C$ , 150 rpm에서 8일간 배양했을 때 가장 높은 색소 생성력을 나타내었다. M. purpureus P-57을 이상의 최적 조건에서 배양했을 때 적색 색소가 356.04 mit, 황색 색소가 268.20 unit으로 가장 많은 색소를 생성하였고, 균체량은 15.00 g/L를 생산할 수 있었다.
현재 양송이 종균은 1980년대 개발된 방법으로 제조되고 있어, 양송이 종균 품질 향상을 위한 새로운 제조 방법을 개발하였다. 그 결과 균사체량이 5.92±0.52 g/L로 가장 많이 배양된 CDB(compost dextrose broth) 배지에서 24℃에서 120 rpm으로 진탕 배양(24시간/일) 하는 통기식(2.5 L/min) 액체배양법으로 배양기간 10일이 액체 접종원 사용으로 양호했으며, 양송이 밀 배지 종균 생산은 밀 배지 50 g당 액체 접종원 1ml을 적정 접종량으로 하여 10일 배양하면 종균의 뭉침과 흔드는 작업없이 적절하게 배양되었음을 보고한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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