유기성 폐기물의 composting에 사용된 토양유래의 복합 발효 미생물 제제로부터 분리, 동정된 다당 생성 균주인 Enterobacter sp.를 이용하여 서로 다른 기질 및 이의 농도에 따른 발효 특성을 조사하였다. 본 균주는 단당 및 단당의 혼합 탄소원인 경우보다는 lactose에서의 균체 생육 및 다당 생산량이 매우 높아 lactose를 효율적으로 이용하는 특징을 보였다. 공급된 lactose는 $20\%$ 정도가 galactose로 발효액에 축적되어 서서히 감소하였고, glucose는 소량이 존재하였으나, 곧 고갈되었다. 한편, lactose 농도를 증가시킨 결과, 효소 활성도의 증가폭은 약 $350\~450$ unit를 나타내었다. 즉, lactose의 분해 효소 활성도는 다당 생성 경향과 잘 일치하여 $\beta-galactosidase$에 의해 lactose가 구성당인 glucose와 galactose로 분해되는 과정에서 다당이 생성되는 것으로 추론되었다. 또 lactose 배지에 첨가한 glucose와 galactose는 각각 효소 생성의 repressor와 inducer로써 작용하는 것으로 판단하였다. 한편, 탄소원 농도를 증가한 결과, 비증식속도 $(0.133\~0.151hr^{-1})$에는 거의 영향을 미치지 않았고, 균체량의 차이를 나타내었으며, 고농도의 탄소원을 사용할 경우는 배지내의 잔존 당량이 높아져 수율이 감소하였으므로, 다당 생산의 최적 lactose 농도는 $30\~70g/L$인 것으로 판단하였다. 반면, 탄소원의 농도를 각각 30 및 70 g/L로 고정시킨 후, 질소원의 농도를 달리하였을 때는 질소원 농도의 증가로 균체량보다는 비증식속도가 $0.059\~0.225 hr^{-1}$ 및 $0.141\~0.237 hr^{-1}$로 크게 증가하므로 질소원이 증식 속도의 제한 기질로 작용하는 것으로 판단하였다.
현재 상업적으로 이용되고 있는 비피더스균인 Bifidobacterium lactis Bb-12, Bif. longum Bb-536 및 Bif. infantis Maeil-K9의 선택적 계수를 위한 선택배지 개발을 위하여 다양한 탄소원과 질소원 및 여러 항생제들에 대한 내성을 검토하였다. 탄소원의 경우 기본생육배지에 각각 15 g/L 수준으로 첨가하여 각균주의 생육성을 비교해 본 결과 amygdalin과 fructose가 가장 적합하였으며, 질소원의 경우 tryptone이 가장 적합한 것으로 나타났다. Amygdalin을 탄소원으로 이용한 경우 Bif. lactis Bb-12와 Bif. infantis Maeil-K9의 생육성이 우수하였으며, fructose를 이용한 경우 Bif. longum Bb-536의 생육성이 우수하였다. 항생제 내성 검토에 있어서는 doxycyclin을 1 mg/L 수준으로 첨가하는 것이 가장 적절하였으며, Bif. lactis Bb-12및 Bif. infantis Maeil-K9의 생육에는 전혀 영향을 주지 않았으나, Bif. longum Bb-536의 생육은 완전히 억제시켰다. 그리고 저 활성 균주에 대한 각 선택 배지의 검출능을 알아보기 위하여 각균주를 -$70^{\circ}C$, $4^{\circ}C$, $40^{\circ}C$에 2주간 보존 후 생균수를 측정한 결과 amygdalin을 탄소원으로 이용한 배지에서는 $40^{\circ}C$ 보존균주의 검출능이 낮았으나, fructose를 탄소원으로 이용한 배지와 doxycyclin을 첨가한 배지의 경우 그 선택성이 매우 우수하였다.
탄소원과 질소원, 배지의 초기 pH 및 C/N비가 Mucor sp. KCTC 8405P의 감마 리놀렌산 생산에 미치는 영향을 조사하였다. 탄소원으로는 포도당이, 질소원으로는 황산 암모늄같은 무기 질소원과 요소, 펩톤같은 유기질소원이 균체 유지함량 및 감마 리놀렌산 수율 측면에서 양호한 것으로 판명되었다. 사용하는 질소원은 일정농도 이하로 제한할 필요가 있으며 포도당과 황산 암모늄을 사용할 경우 최적 C/N비는 약 56.6으로 조사되었다. 균체 유지함량을 증가시키기 위한 배지의 초기 pH는 8 또는 9가 유리한 것으로 나타났으며, 포도당과 sodium acetate를 혼합하여 탄소원으로 사용하는 것이 바람직한 것으로 조사되었다. 3% 포도당과 2% sodium acetate 를 탄소원으로, 0.1% 황산암모늄을 질소원으로 포함하는 배지를 사용하여 플라스크 교반배양을 실시한 결과 배지 100$m\ell$ 당 약 315mg의 균체유지량을 얻었고, 이중 감마 리놀렌산 함량은 약 13-14%로 조사되었다.
섬유소를 분해하여 이용하기 위해서는 섬유소 분해효소를 대량으로 생산하는 것이 중요하며 이를 위해서는 적절한 탄소원을 이용하여 섬유소 분해효소의 대량생산을 유도하는 것이 중요하다. 본 실험에서는 Trichoderma reesei Rut C-30을 섬유소 분해효소의 생산 균주로 solka floc을 탄소원으로 사용하여 섬유소 분해효소의 활성을 증가시키기 위한 배지내 최적 농도가 1%이고 포도당이 0.5%이상 배지에 첨가 될 경우 섬유소 분해효소의 생산이 저해됨을 알 수 있었다. 정제된 섬유소인 solka floc이 목질섬유소인 wheat bran과 함께 탄소원으로 사용되었을 때 각각을 섬유소 분해효소 생산의 유도 물질로 이용했을 때보다 더 높은 CMCase 활성과 FPase 활성을 보였다. Solka floe 1%와 wheat bran 3%을 탄소원으로 사용한 배지의 CMCase 활성이 76 U/ml, FPase 활성이 12.6 U/ml로 가장 높은 값을 나타내었다.
아위버섯(Pleurotus Ferulae Lanzi)의 온도별 균사생장도를 조사한 결과, 균사생육온도는 4$^{\circ}C$~35$^{\circ}C$로 나타났으며, 최적 균사생장 온도는 $25^{\circ}C$였고, $25^{\circ}C$~32$^{\circ}C$에서도 비교적 균사생장이 양호하였다. pH별 균사생장도를 조사한 결과는 pH가 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0으로 조절된 MYPA(Yeast Malt Peptone Arar)배지를 기본배지로 하여 균사생장을 조사한 결과, 최적 pH는 6.0이었고, 5.0, 7.0순으로 균사생장이 양호하였던 반면, 4.0에서는 균사생장이 극히 불량하였다. 아위버섯의 균사생장을 위한 최적 배지조성은 탄소원별 균사생장도를 조사한 결과, starch, maltose 첨가구에서 균사생장이 가장 양호하였다. 또한, fructose, glucose, mannitol, lactose, xylose 순으로 균사생장이 비교적 양호하였던 반면, 다른 탄소원에서는 불량하였다. 질소원별 균사 생장량을 조사한 결과 yeast 첨가구에서 균사생장이 가장 양호하였고, 반면, 다른 질소원에서는 불량하였다. 위의 내용을 종합해보면 아위버섯의 최적온도는 25~32$^{\circ}C$, 최적 pH는 5.0~6.0으로 나타났다 또한 적정 영양원은 기본배지로 선발된 MYPA에 탄소원은 starch, maltose, 질소원은 yeast extract을 첨가하는 것이 가장 좋게 나타났다.
잣버섯(Lentinus lepides)의 온도별 균사생장을 조사한 결과, 최적 균사 생장온도는 $25^{\circ}C$였고, 균사생육온도는 4$^{\circ}C$~35$^{\circ}C$로 나타났으며, 22$^{\circ}C$~32$^{\circ}C$에서 대체로 균사생장이 양호하였다. pH가 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0으로 조절된 MYPA(Yeast Malt Peptone Agar)를 기본배지로 하여 균사생장을 조사한 결과 최적 pH는 4.0이었고, 3.0, 5.0 순으로 균사생장이 양호하였던 반면, 다른 처리구에서는 균사생장이 극히 불량하였다. 잣버섯의 균사생장을 위한 최적 배지조성은 탄소원별 균사 생장량을 조사한 결과, maltose의 첨가구에서 균사 생장이 가장 양호하였으며, 또한 xylose, starch, cellobiose, lactose 순으로 균사 생장이 비교적 양호하였던 반면, 다른 탄소원 처리구에서는 불량하였다. 질소원별 균사 생장량을 조사한 결과, peptone을 제외한 다른 질소원 처리구에서는 균사생장이 극히 불량하였다. 위의 내용을 종합해보면 잣버섯의 최적온도는 22~32$^{\circ}C$, 최적 pH는 3.0~4.0으로 나타났다. 또한 적정 영양원은 기본배지로 선발된 MYPA에 탄소원은 maltose, 질소원은 peptone을 첨가하는 것이 가장 좋게 나타났다.
말굽버섯(Fomers formentarius)의 온도별 균사생장을 조사한 결과, 최적 균사 생장온도는 $25^{\circ}C$ 였고, 균사생육온도는 4$^{\circ}C$~35$^{\circ}C$로 나타났으며, 22$^{\circ}C$~32$^{\circ}C$에서 대체로 균사생장이 양호하였다. pH가 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0으로 조절된 MYPA(Yeast Malt Peptone Agar)배지를 기본 배지로하여 균사생장을 조사한 결과 최적 pH는 5.0이었고, 6.0, 7.0 순으로 균사생장이 양호하였던 반면, 4.0에서는 균사생장이 극히 불량하였다. 말굽버섯의 균사생장을 위한 최적 배지조성은 8종의 탄소원을 각각 1% (w/w)농도로 첨가하여 배지를 조제하여 균사생장도를 조사한 결과 glucose, starch 첨가구에서 균사생장이 가장 양호하였고, 또한, maltose, xylose, lactose, fructose순으로 균사생장이 비교적 양호하였던 반면, 다른 탄소원에서는 불량하였다. 질소원별 균사 생장량을 조사한 결과 yeast 첨가구에서 균사생장이 가장 양호하였고, 반면, 다른 질소원에서는 불량하였다. 위의 내용을 종합해보면 말굽버섯의 최적온도는 2~32$^{\circ}C$, 최적 pH는 5.0~6.0으로 나타났다. 또한 적정 영양원은 기본배지로 선발된 MYPA에 탄소원은 starch, glucose, 질소원은 yeast를 첨가하는 것이 가장 좋게 나타났다
Wild-type 곰팡이인 Tolypoc/adium inflatum의 고정상배양을 통해 탄소원, 질소원, 아미노산 등이 peptide 항생제 계통 의 면역억제제인 cyclosporin A(CyA) 생합성에 미치는 영향을 조사하였다. 질소 원으로서 ammonium sulfate가 첨가된 경우에, f fructose 또는maltose 등을 탄소원으로 이용하는 배 지가 glucose가 첨가된 배지에 비해 월등히 높은 C CyA 생산성을 보였으나. ammonium sulfate의 부 재시에는 탄소원들의 종류에 관계없이 CyA 생산성 이 매우 낮게 나타났다. 질소원의 경우는 무기 질소 원인 ammonium sulfate가 CyA 생산에 가장 훌륭 한 성분으로 작용했으며, 그밖에 ammonium phos p phate, ammonium citrate 역시 CyA 생산을 어느 정도 증가시키는 효과를 보였다. 최척 ammonIum s sulfate의 농도는 109/L로 밝혀 졌으며 배양초기 에 a ammonium sulfate릎 첨가해 주는 경우가 배양중간 에 첨가하는 경우보다 CyA 생산에 더 효율적인 것 으로 나타났다. 아미노산의 경우 L-valine에 의한 C CyA 생합성 증진 효과가 가장 투렷하게 나타났다. 최적 L-valine 농도는 109/L이였으며 L-valine이 배양 초반부터 배지 중에 존재하는 것이 CyA 생합 성에 가장 유리한 것으로 나타났다.
우리나라에서 쉽게 얻을 수 있는 각종 섬유소 폐기물을 유일한 탄소원으로 하여 전보에서 분리 동정한 섬유소 자화 세균 Cellulomonas flavigena KIST 321을 배양하여 균단백의 생산에 대하여 살펴본 결과는 다음과 같다. 1) 당류를 탄소원으로 했을 때 cellulose꼭 xylose에서 균체생성량이 제일 많았다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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