• 한국미생물·생명공학회지
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• 제24권3호
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• pp.376-379
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• 1996

Cane molasses, the most widely used carbon source for the industrial fermentation of L-lysine, usually contains a high concentration of calcium ions which tend to cause scaling problem in the recovery process. To remove the calcium ions, cane molasses was pretrea ted with sulfuric acid by adjusting the pH to 2.5-3.5. When the pretreated solution was directly heat-sterilized and used in the fermentation, a significant reduction in L-lysine production was observed. In this paper, we proved that sucrose is a superior substrate for L-lysine fermentation to that of glucose or fructose and that the above-mentioned decrease of L-lysine production was caused by the hydrolysis of sucrose in the molasses when the molasses was heat-sterilized at a low pH. The problem was overcome by adjusting the pH of molasses to neutral before sterilization.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권6호
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• pp.652-658
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• 2011

The growth kinetics of Streptomyces noursei NRRL 5126 was investigated under different aeration and agitation combinations in a 5.0 l stirred tank fermenter. Poly-${\varepsilon}$-lysine biosynthesis, cell mass formation, and glycerol utilization rates were affected markedly by both aeration and agitation. An agitation speed of 300 rpm and aeration rate at 2.0 vvm supported better yields of 1,622.81 mg/l with highest specific productivity of 15 mg/l.h. Fermentation kinetics performed under different aeration and agitation conditions showed poly- ${\varepsilon}$-lysine fermentation to be a growth-associated production. A constant DO at 40% in the growth phase and 20% in the production phase increased the poly-${\varepsilon}$-lysine yield as well as cell mass to their maximum values of 1,992.35 mg/l and 20.73 g/l, respectively. The oxygen transfer rate (OTR), oxygen utilization rate (OUR), and specific oxygen uptake rates ($qO_2$) in the fermentation broth increased in the growth phase and remained unchanged in the stationary phase.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권10호
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• pp.1368-1376
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• 2014

This article focuses on the effects of glycine betaine on preventing caramelization, and increasing DCW and $\small{L}$-lysine production. The additional glycine betaine not only decreased the browning intensity (decreased 4 times), and the concentrations of 5-hydroxymethylfurfural (decreased 7.8 times) and furfural (decreased 12 times), but also increased the availability of glucose (increased 17.5%) for $\small{L}$-lysine production. The DCW and $\small{L}$-lysine production were increased by adding no more than 20 mM glycine betaine, whereas the DCW and $\small{L}$-lysine production were decreased with the reduction of pH values, although pH had a better response to prevent caramelization than did glycine betaine. For $\small{L}$-lysine production, the highest increase (40%) was observed on the media with 20 mM glycine betaine. The crucial enzymes in glycolysis and $\small{L}$-lysine biosynthesis pathway were investigated. The results indicated that additional glycine betaine increases the activity of enzymes in glycolysis, in contrast to the effect of pH. All the results indicated that glycine betaine can be used to prevent caramelization and increase the $\small{L}$-lysine production. By applying this strategy, glucose would not be have to be separated from the culture media during autoclaving so that factories can save production costs and shorten the fermentation period.

• 한국식품영양과학회지
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• 제23권2호
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• pp.322-327
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• 1994

L-라이신 생산성의 향상을 목적으로 생체반응기를 이용한 연속발효시스템의 개발을 시도하였다. 먼저, Corynebacterium glutamicum ATCC 21514균체의 고정화조건에 대하여 검토하였는데 균체를 4% k-carrageenan에 포괄하였을 때 76.2%의 고정화율을 나타내었고, 겔강도는 4.0kg이었다. 이 고정화균체를 사용하여 생체반응기를 제작하여 L-라이신의 연속생산에 응용하였으며, 최적조건하에서 얻은 결과를 회분식의 결과와 비교하였다. 14일간의 연속발표에서 얻는 실험결과 공급당의 L-라이신으로의 전환율은 36.7%이었고, L-라이신의 생산성은 4.96mg/ml/mg-dry cell weight/hr로서 생균체나 고정화균체에 의한 회분식발효의 경우에 비하여 각각 2.5배와 4.1배 높았다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제2권1호
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• pp.77-83
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• 1999

Grown in the secondary broth of production media, the strain Streptomyces albulus has increased more the production of its metabolite ${\varepsilon}$-poly-L-lysine, one of poly(amino acid)s used as disinfecting food additives, than the strain in the primary culture of growth nutrients. Having the strain removed, the large concentrate obtained by ultrafiltrating the secondary culture broth. The concentrated production broth exchanged into followed by detecting in UV flowcell at 220nm the peptide bond of the components eluting the adsorbed proteins and polylysine with NaCl salt of gradient concentration, and has separated into five components. Among them the component in the fourth peak fraction has proved to be the pure ${\varepsilon}$-poly-L-lysine after the portion being hydrolyzed the fraction with HCl into amino acid followed by being the composing amino acid analysis.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제7권2호
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• pp.95-100
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• 1997

• KSBB Journal
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• 제21권2호
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• pp.79-84
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• 2006

본 연구에서는 Corynebacterium glutamicum I 균주에 salt tolerance를 도입하여 L-lysine 생산량을 증가시키고자 하였다. I 균주를 이용하여 mutagenesis를 수행한 후 모균주가 생장하는 못하는 9%의 NaCl이 포함된 배지에서 빠르게 생장하는 C14-49-3-15-7-3-20 균주를 선별하였다. flask 배양으로 L-lysine 생산을 조사한 결과 모균주 I의 경우 L-lysine 농도가 53.3 g/L, 수율이 51.6%인 반면 변이주 C14-49-3-15-7-3-20의 경우에는 L-lysine 농도 61.2 g/L, 수율 61.0%로 나타났다. 그리고 5 L 발효조에서 유가식 배양법으로 배양하여 L-lysine 생산량을 조사하였다. 그 결과 모균주는 113.0 g/L의 L-lysine을 생산하였고 수율은 41.8%이었다. 하지만 변이주의 경우에는 $33^{\circ}C$로 유지하여 배양한 후 PCV가 7.5%가 되는 시점에 배양 온도를 $35^{\circ}C$로 올려주고 배양하였을 때 L-lysine 생산량이 130.6 g/L, 수율이 48.6%로 모균주보다 많은 양의 L-lysine을 생산하였다. L-lysine 생산과 균주의 생장에 대한 osmotic pressure의 영향을 조사하기 위해 변이주 C14-49-3-15-7-3-20을 고농도의 NaCl과 당이 포함되어 있는 배지에 각각 배양하여 균체 생장 및 L-lysine 생산량을 조사하였다. 그 결과 모균주는 균체 생장이 느리고 생산량도 낮은 반면 변이주 C14-49-3-15-7-3-20의 경우에는 균체 생장 정도가 높고 생산량도 모균주보다 높았다. 그리고 2%의 NaCl이 포함되어 있는 배지에 osmoprotectant 를 첨가하였을 경우 모균주는 균체 생장 및 L-lysine 생산량이 높아졌다. 하지만 C14-49-3-15-7-3-20 균주의 경우에는 proline의 영향을 받지 않았다. 이러한 결과로 Corynebacterium glutamicum 균주에 salt tolerance를 도입하면 L-lysine 생산성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권3호
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• pp.358-365
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• 2015

ε-Poly-L-lysine (ε-PL) is a homopolymer of L-lysine molecules connected between the epsilon amino and alpha carboxyl groups. This polymer is currently used as a natural preservative in food. Insufficient biomass is a major problem in ε-PL fermentation. Here, to improve cell growth and ε-PL productivity, various nitrogen-rich nutrients were supplemented into flask cultures after 16 h cultivation, marking the onset of ε-PL biosynthesis. Yeast extract, soybean powder, corn powder, and beef extract significantly improved cell growth. In terms of ε-PL productivity, yeast extract at 0.5% (w/v) gave the maximum yield (2.24 g/l), 115.4% higher than the control (1.04 g/l), followed by soybean powder (1.86 g/l) at 1% (w/v) and corn powder (1.72 g/l) at 1% (w/v). However, supplementation with beef extract inhibited ε-PL production. The optimal time for supplementation for all nutrients examined was at 16 h cultivation. The kinetics of yeast-extract-supplemented cultures showed enhanced cell growth and production duration. Thus, the most commonly used two-stage pH control fed-batch fermentation method was modified by omitting the pH 5.0-controlled period, and coupling the procedure with nutrient feeding in the pH 3.9-controlled phase. Using this process, by continuously feeding 0.5 g/h of yeast extract, soybean powder, or corn powder into cultures in a 30 L fermenter, the final ε-PL titer reached 28.2 g/l, 23.7 g/l, and 21.4 g/l, respectively, 91.8%, 61.2%, and 45.6% higher than that of the control (14.7 g/l). This describes a promising option for the mass production of ε-PL.

• 한국식품과학회지
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• 제31권1호
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• pp.224-230
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• 1999

$_L-Lysine$ 발효산업에 이용되고 있는 B. lactofermentum의 L-lysine 생합성은 succinylase 경로와 dehydrogenase 경로를 통하여 일어난다. 특히 lysine 생산 균주에 부가적으로 존재하는 dehydrogenase 경로는 lysine 생합성에 있어서 필수적인 경로로 작용하며 이때 meso-DAP-dehydrogenase (DDH)를 암호화하는 ddh gene이 관여한다. 그러므로 B. lactofermentum의 lysine 발효에 있어서 ddh gene의 over expression에 의한 lysine 생성량을 비교 조사하기 위하여, shuttle vector pEB1 및 pJC1으로 ddh gene을 삽입하여 재조합 plasmid pRK1 및 pRK31을 구축하였고 이를 B. lactofermentum으로 도입시켜 DDH 활성을 측정한 결과 pRK1을 함유한 균주는 대조균주보다 7배 정도, pRK31을 함유한 균주는 14배 정도 증가하였다. 또한 Shuttle vector를 함유한 대조균주와 재조합 plasmid를 함유한 균주간의 성장 비교에서는 서로 비슷한 수준을 나타내었으며 플라스크 배양에서 lysine 생성량의 비교 분석에서는 재조합 plasmid를 함유한 균주의 경우 48시간 이후부터 대조균주보다 lysine 생성량이 증가하기 시작하여 72시간때에는 최대치를 나타내었으며 그 이후는 오히려 감소하였다. 최대치를 나타낸 72시간 때의 lysine 생성량은 대조균주가 4.38g/L를 나타내었으며 pRK1 및 pRK31을 함유한 균주는 각각 5.34g/L 및 5.21 g/L이었다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 B. lactofermentum내에서 ddh gene의 증폭에 의한 lysine 생성량은 pRK1 및 pRK31에서 대조균주보다 각각 20% 및 19% 증가하였다. 또한 발효조 배양에서의 lysine 생성량도 재조합 균주가 대조균주보다 23% 정도 증가를 나타내어 B. lactofermentum에서 ddh gene의 증폭으로 lysine 생성량이 증가하였음을 확인하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제3권1호
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• pp.68-77
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• 1971

전국 각지에서 수집한 토양을 비롯한 기타 시료로부터 배양액중에 lysine을 생산 축적하는 미생물 94주를 분리하여 이를 다시 비교 검토함으로써 lysine생산이 2 mg/ml 이상인 균주 6주를 선정하고 균학적 성질을 조사한 결과 Micrococcus 속 1주, Corynebacterium 속 3주, Brevibacterium 속 2주였다. Corynebacterium sp. 1주 (S-27-12)에 대한 합성 배지에서의 lysine 축적조건을 검토한 결과 glucose 7.5%, urea 0.6%, $KH_2PO_4\;0.2%$, $Na_2HPO_4\;0.05%$, $MgSO_4{\cdot}7H_2O\;0.03%$, $MnSO_4{\cdot}4H_2O\;0.001%$, $FeSO_4{\cdot}7H_2O\;0.0005%$, pH 7.2가 최적이었으며 이 때의 lysine 생산량은 4mg/ml 정도였다.