• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권1호
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• pp.52-59
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• 2004

Fructose와 galactose를 배지에 동시에 사용하였을 때 catabolite repression에 의한 PAFS생산성 저해 현상을 극복하기 위해서 본 연구에서는 두 가지 탄소원의 공급량과 유속을 달리하는 유가식 배양으로 PAFS 생산성을 향상시키고자 하였다. 또한 통계적으로 성공률이 매우 높다고 밝혀진 실험방법에 의해 모균주로부터 고생산변이주를 선별하여 생산성이 가장 우수한 것으로 판명된 AP-20 균주를 생물반응기를 이용한 회분식 배양 및 유가식 배양 실험에 이용하였다. 생물반응기에서의 유가식 배양이 회분식 배양에서보다 PAFS생산성이 약 4배 이상 향상되었음을 확인할 수 있었다. 또한 생산균주의 배양생리학적 특성으로서 Pseudomonas aeruginosa는 galactose를 이용해서 세포성장과 이차대사산물 생합성과 관련된 유전자의 발현을 하고 fructose를 이용하여 PAFS를 생합성하는 것으로 추론되며, 너무 느린 탄소원의 공급은 세포성장에 제한요소로 작용하여 이차대사산물의 생합성을 저해하는 것으로 판단되었다. 한편 유가식 배양일지라도 배양 조건에 따라 그 생산성이 뚜렷이 차이가 나는 것으로 관찰되었다 즉 galactos의 초기량이 20g/L이고 fructose 30g/L를 0.032 mL/min의 속도로 공급했을 경우의 PAFS생산량을 100%로 정의했을 때, 초기부터 40 g/L의 galactose가 존재하고 20 g/L의 fructose를 0.032 mL/min의 속도로 공급한 경우에 PAFS생산성이 약 580%향상된 것으로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권2호
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• pp.167-172
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• 1998

의료용 아미노산인 오르니틴을 생산하는, 용존산소농도와 pH가 일정하게 유지되는 회분식 배양에서 산화환원전위의 시간에 따른 변화를 주요 발효 상태변수들(균체, 포도당, 오르니틴 농도)과 함께 관찰하였다. 산화환원전위는 배양상태를 반영하는 네 개의 다른 구간을 나타내었으며 특히 균체농도의 변화와 밀접한 관계가 있으며 오르니틴 농도에 의해서도 영향을 받음을 알 수 있었다. 산화환원전위와 발효상태변수들과의 상관관계를 구하기 위해 먼저 오르니틴 및 포도당이 산화환원전위에 미치는 영향을 별도의 실험을 통해 알아보았다. 이들 실험 결과들을 바탕으로 하여 산화환원전위의 발효상태변수에 대한 상관관계를 제시하였다. 이 상관관계는 산화 환원전위, 포도당 농도, 균체농도의 on-line data로부터 오르니틴 농도를 on-line 추정하는데 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.283-286
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• 2000

본 연구에서는 fed-batch를 통하여 Agaricus blazei의 균체증식과 다당체 생산을 증가시키고자 공급배지와 배지공급속도에 변화를 주어 균체증식과 다당체 생성에 미치는 영향을 비교 ${\cdot}$ 검토하였다. 유가식 배양에서의 최종균체량 및 다당체 생성량은 회분식 배양에 비해 훨씬 높았으며, 초기에 균체증식을 위해 공급배지로 yeast extract를 먼저 공급하고 4일째부터 다당체 생성을 위해서 glucose를 공급할 경우 균체량은 18.2 g/L, 다당체 생성량은 10.4 g/L를 생산하여 배양결과 최대 생산량을 나타내었다.

• 청정기술
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• 제4권1호
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• pp.45-59
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• 1998

방선균인 Streptomyces kasugaensis에 의해서 생산되는 이차대사산물인 kasugamycin 생산성 증대 및 단위 생산량 당 오염물질 배출량 저감을 위한 연속 고정화 배양을 수행하였다. 세포 고정화에 적합한 포자 수확을 위한 포자형성 촉진 배지 개발은 물론 고정화 담체로 사용한 셀라이트에 수확된 포자를 고정화시키는 방법을 확립하였다. 연속 고정화 배양 시 고정화세포의 유출을 방지함으로써 안정된 연속배양을 가능토록 하기위한 decantor 형태의 고정화세포 분리기가 장착된 반응기를 사용하였다. 희석 속도 및 공급액 중의 기질 농도(당 농도, 인 농도)를 변화시키며 생합성된 kasugamycin 생산성 및 화학적산소요구량(COD)을 측정하였으며 이들을 현탁세포를 이용한 회분식 발효에서의 kasugamycin 생산성 및 발효 폐액 중의 COD 값과 비교하였다. 고정화 세포를 이용한 연속배양에서의 kasugamycin 생산성이 현탁세포를 이용한 회분식 발효에 비해 2.5배 높았으며, 동시에 단위 생산량 당 COD가 2.3배 저감되는 것으로 나타났다. 이것으로부터 연속 고정화 배양이 현탁 회분식 배양에 비해 kasugamycin 생산성 및 오염물질 배출 측면에서 유리한 청정 공정임을 확인할 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제13권6호
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• pp.681-686
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• 1998

5L 발효기에서 글루코스의 투입방법과 배지의 초기 글루코스 농도에 따른 유가식 배양에 의한 S. marcescens의 증식에 미치는 영향에 대해서 연구하였다. 발효기 조건을 일정하게 유지시켜준 각 유가식 배양에서의 최종란체량이 회분식배양에 비해서 훨씬 높았으며, 유기식 배양종에서도 기질인 글루코스의 공급을 달리하였을 때, 최종균체량에서 차이를 나타내었다. 회분식 배양과 유가식 배양중에서 글루코스의 일정비율공급밤법, 글루코스 결핍상태에서의 일정비율공급방법 그리고 지수적 공급방법의 최종균체량은 1.40, 5.07, 6.93 및 7.60g/L 이고, 그 때의 배양시간은 40, 41. 24 및 40hr이었다. 그리고 균체 생산성은 0.035, 0.124, 0.239 및 0.1909/L.h 이었다. 최종 균체량만을 가지고 비교하였올 경우에는 유가식 배양줌에서 지수적 공급방법이 가장 효율적이지만 당위시간당 균체 생산성에서는 글루코스 결핍 상태에서의 일정비율공급방법이 1.52배 정도 높게 나타냈으므로 가장 효과적인 배양 방법임을 알 수 있다. 용존산소와 글루코스 루입시가의 상관관계에서 나타난 바와 같이 글루코스 결핍상태에서 일정비율로 공급한 방법과 지수적으로 공급한 방법에서 좋은 일치를 보여주었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권6호
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• pp.619-623
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• 1989

효모의 성장 및 에탄을 생산에 미치는 온도의 영향에 대해서 회분식 배양을 실시한 결과 최대의 비효모 성장속도를 나타내는 온도는 36$^{\circ}C$였고 최대의 비에탄을 생산속도를 나타내는 온도는 33$^{\circ}C$임을 알 수 있었다. 온도의 영향에 대한 실험을 토대로 수학적 모델식을 선정했으며 매개변수를 추정하여 모사를 해 본 결과 배양 초기에는 36$^{\circ}C$ 정도의 온도에서 배양하다가 점차로 온도를 낮추어 3$0^{\circ}C$ 정도로 배양하는 것이 최적의 발효공정임을 알 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제29권3호
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• pp.176-180
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• 2001

PPase 는 식물세포 중엽부는 주성분인 protopectine를 분해하여 maceration(죽화: 단세포화)하는 기능이 있다. PPase는 대부분의 야채류 및 과실류의 단세포화에 응용하여 새로운 식품재료로 이용이 가능하다. 본 연구에서 먼저 PPase 생산을 향상시키기 위해서 배양조건을 조사하였는데, 탄소원으로 glucose는 catabolite repression이 일언자 않는 1%가 적절하였고 pH는 8.0으로 조절할때PPase 생산이 향상되었다. 그리고 산소공급속도는 1.0vvm, 500rpm으로 조절하는것이 회분식 배양에서 PPase의 생산에 효과적이었다. 이 결과로 유가배양을 실시하여 PPase의 생산효율이 flask 배양(5,417 IL $-1/h^{-1}$ )회분식 배양( $72,000UL^{-1}$$ h^{-1}$ )에 비해 각각 15.6배 1.17배의 증가를 보였다. 이와 같은 유가배양을 실시하는것이 PPase의 생산성을 증대시키는 데 효과적이라 할 수 있다.

• KSBB Journal
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• 제9권2호
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• pp.200-210
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• 1994

Cyclosporin A(Cy A) 생산을 위한 회분식 생물 반응기 실험에서, 고정상세포를 이용함으로써 액상 배양과 비교할 때 생물공정 개선의 가능성이 있음을 제시하였다. 고농도 배지를 생산균주가 지수기 생장단계인 발효개시 후 139시간에 첨가하였을 때, 고정상배양과 액상배양 모두에서, 균주의 재활성 및 재생장으로 인해 CyA의 생산기간이 연장되어, 발효개시 후 250시간까지 최대 CyA 농도를 유지하였다. 반면에 배지의 첨가가 없는 단순 회분식 배양의 경우, 두 경우 모두 정체생장 단계에서 CyA의 생산성이 빠른 속도로 감소하였다. 주목할 점은 고정상 세포의 경우 CyA수율($Y_{p/x}$)이 고농도 배지를 첨가한 후에도 지수기때의 수율의 80%에 이르는 높은 값을 계속 유지할 수 있었으나, 이와는 대조적으로 액상 세포는 단지 58%만을 유지할 수 있었다. 그 결과 고정상배양의 최대 CyA생산성 이 액상배양과 비교하여 약 2배 정도 증가하였다.

• KSBB Journal
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• 제15권5호
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• pp.489-496
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• 2000

고농도 유전자 재조합 대장균을 이용하여 pyruvate dehy-drogenase complex-E2 특이성 인간 모노클론 항체의 Fab 부분을 효율적으로 생산하기 위해 회분식, 이단 연속식, 반 유 가식, two-stage cyclic fed-batch 동 여러 가지 배양 방법이 조사되었다. 먼저 플라스미드 안정성 문제를 극복하기 위해 growth stage와 production stage를 분리하는 two-phase 회분식 배양과 이단 연속식 시스템을 시도하였다 그 결과 two-phase 회분식 배양보다는 이단 연속식 배양에서의 세포농도와 항체 생산성이 우수하였다 또한 이단 연속식 배양에서의 세포 성 장과 항처l 생산성은 용존산소를 제어한 경우가 그렇지 않은 경우보다 월등하게 높았다. 그리고 plasmid 안정성에 있어서 는 실험기간 내에 거의 100%를 유지하여 높은 안정도를 보 여주었다. 유가식 공정에 적합한 공급 배지로 변형된 M9 배 지가 최적배지로 선정되었고 이 배지 중 최적의 CjN 비율을 조사한 결파 2:3으로 결정되었다. 반 유가식 시스템에서 constant feeding 전략을 사용할 경우 최적 공급속도는 $0.6g/\ell/hr$이었다. 또한 pulse에 의해 공급배지를 공급할 경우에는 총 공급 량이 같을 경우 소량으로 자주 공급해 주는 것이 공급배지를 한꺼번에 많은 양을 공급해주는 것 보다 바람직하였다. 여러 가지 feeding 전략을 조사해 본 결과 linear feeding 방법이 가장 효과적이었다. 하지만 linear feeding 방법마저도 고농도 세포배양에 한계가 있었기 때문에 pH-stat 방법을 이용한 two-stage cyclic fed-batch 시스템을 시도하여 $54 g/\ell$의 세포 를 얻을 수 있었다. 따라서 이 방법이 일단 생산성 향상을 위한 세포의 고농도 배양에는 조사한 여러 배양 시스템 중에 가장 효율적인 시스템임올 알 수 있었다 하지만 이 시스템 에서 포도당을 낮은 level로 유지할 수 있었으나, 초산의 과도한 축적으로 항체 생산성의 향상은 예상에 비해 크지 않았다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권6호
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• pp.668-676
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• 1992

Alcaligenes eutrophus에 의한 poly-Beta-hydroxybuty-rate(PHB) 생산을 최적화하기 위해서 1단계에서는 성장을 최대화하고, 2단계에서는 생산을 최대화하는 이단 유가식 배양을 채택하였다. 성장단계에서 탄소원과 질소원의 최적농도는 회분식 배양 모델로부터 결정되었는데, 각기 16.64g/l와 0.54g/l이었다. 생산단계에서 질소원의 경우, 유가식 배양실험을 통해 0.07g/l가 최적인 것으로 나타났다. 탄소원의 최적농도는 모사로부터 결정되었고 이때 최적 전환시간도 함께 결정되었다. 생산공정의 제어를 위하여 시간지연을 고려한 적응비례 되먹임제어를 이용한 결과, 탄소원 농도 및 질소원농도를 최적의 상태로 유지시킬 수 있었다.