• 한국식품과학회지
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• 제28권1호
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• pp.122-126
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• 1996

Saccharomyces cerevisiae NS 2031의 유가식 배양에서 기질공급방법에 따라 효모 생육과 RNA 축적을 관찰하였다. Exponential feeding 형태에서 기질공급속도가 빠를 때 최종 배양 시간에서 균체량과 새포내 RNA 함량은 감소하는 경향을 나타내었으며, 배양시간이 경과함에 따라 균체내 RNA 함량은 전반적으로 감소하는 경향을 나타내었다. Exponential feeding 형태의 동일한 기질공급속도에서, 기질공급농도가 높을수록 최종 균체량은 감소하였으며, 균체수율(Yx/s)은 10%의 기질공급농도에서 0.47로 가장 높았다. 균체내 RNA 함량은 기질공급농도가 높을수록 증가하는 경향을 보였다. Parabolic feeding 형태에서는 기질공급속도가 빠를수록 균체량은 감소하였으나, 균체내 RNA 함량은 증가하여 exponential feeding 형태에서와 다른 경향을 나타내었다. 두가지 기질공급형태에서 균체생육에 가장 좋은 기질공급 program의 결과를 비교해 보면, 균체량, 균체수율, 세포내 RNA 함량을 높이려면 exponential feeding 형태가 parabolic feeding 형태보다 유리하였다. 또한, 유가식 배양에서 같은 instantaneous growth rate $({\mu}_{inst})$에서 균체내 RNA 함량을 비교하면, exponential feeding이 parabolic feeding보다 2%가량 높게 유지되어, 기질공급형태가 균체내 RNA 축적 생리에 큰 영향을 주고 있음을 알았다.

• KSBB Journal
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• 제18권4호
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• pp.249-254
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• 2003

Candida magnoliae M26에 의한 erythritol의 산업적 생산을 위한 산업용 질소원의 선정과 이를 이용한 유가식 배양에서의 erythritol 생산을 위한 최적 조건의 결정에 대한 실험을 수행하였다. 실험결과에서 산업용 질소원으로 가격이 가장 저렴하면서 erythritol의 수율과 생산성이 거의 yeast extract와 유사한 light steep water (LSW)를 선정하였다. 즉 선정한 LSW 43.3 mL/L과 glucose 250 g/L을 이용한 회분식 발효에서 52.6％의 수율과 0.52 g/L-hr의 생산성으로 131.6 g/L의 erythritol을 생산하였다. 생산성 향상을 위한 2단계 유가식 배양에서 고농도 균체를 얻기 위한 최적이 C/N ratio는 1.7으로서 glucose 100 g/L와 LSW 500 mL/L를 이용한 회분식 배양에서 71.0 g/L의 세포농도를 얻을 수 있었다. 배지의 초기 pH 조절방법에 대한 연구에서는 28％ 암모니아 용액으로 pH 6.5로 조절할 경우 erythritol의 수율은 감소하였으나 높은 생산성으로 erythritol을 얻을 수 있었다. 따라서 erythritol의 수율 향상을 위한 생산단계에서의 최적 glucose 농도는 450 g/L이 되도록 하는 경우이며, 이때에 37.3％의 수율과 1.66 g/L-hr의 생산성으로 185.5 g/L의 erythritol을 생산할 수 있었다. 따라서 산업용 질소원으로 선정된 LSW를 이용한 2단계 유가식 발효 공정을 통하여 회분식 배양과 비교해 볼 때 수율은 1.4배 정도 감소되었지만 erythritol의 생산성은 3.2배로 향상시킬 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제5권4호
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• pp.224-228
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• 1995

Fed-batch fermentations were conducted to produce human lipocortin-I (LC1), a potential anti-inflammatory agent, from recombinant Sacchromyces cerevisiae carrying a galactose-inducible expression system. The cell growth, expression level of LC1, and the plasmid stability were investigated under various LC1 induction modes performed by three different galactose feeding strategies. Galactoe was fed to induce the expression of LCl from the beginning (initial induction) of culture or when the cell concentration reached 120 OD (mid-phase induction) or 300 OD (late induction). Among the three galactose-induction modes tested, the initial induction mode yielded the best result with respect to a final expression level of LC1. Fedbatch fermentation with initial induction mode produced LC1 at a conentration of 220 mg/l, which corresponded to 1.38- and 1.53-fold increases over those produced by mid-phase and late induction modes.

• 한국식품과학회지
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• 제15권2호
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• pp.202-204
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• 1983

이산화탄소 측정기 및 제어기를 사용하여 글루탐산 발효공정의 자동화 방법을 개발하였다. 이는 발효배기가스 중의 이산화탄소와 균체의 성장 간에 직선관계가 있고 따라서 적절한 균체농도에서 페니실린 투여를 자동화할 수 있었다. 페니실린 투여 후 균체성장 및 글루탐산 생성의 고농도당에 대한 저해작용을 감소시켜 주기 위한 방법으로서 회분식 추가당 첨가공정을 자동화할 수 있었으며, 그 결과로서 회분식 발효에 비하여 생산성과 수율이 향상되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제17권7호
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• pp.1183-1190
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• 2007

A metabolic uncoupler, 3,3',4',5-tetrachlorosalicylanilide (TCS), was used to reduce excess sludge production in biological wastewater treatment processes. Batch experiments confirmed that 0.4 mg/l of TCS reduced the aerobic growth yield of activated sludge by over 60%. However, the growth yield remained virtually constant even at the increased concentrations of TCS when cultivations were carried out under the anoxic condition. Reduction of sludge production yield was confirmed in a laboratory-scale anoxic-oxic process operated for 6 months. However, it was found that ammonia oxidation efficiency was reduced by as much as 77% in the presence of 0.8 mg/l of TCS in the batch culture. Similar results were also obtained through batch inhibition tests with activated sludges and by bioluminescence assays using a recombinant Nitrosomonas europaea (pMJ217). Because of this inhibitory effect of TCS on nitrification, the TCS-fed continuous system failed to remove ammonia in the influent. When TCS feeding was stopped, the nitrification yield of the process was resumed. Therefore, it seems to be necessary to assess the nitrogen content of wastewater if TCS is used for reducing sludge generation.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제18권3호
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• pp.273-279
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• 1990

PHB 생산을 위하여 메탄올을 기질로 한 선별배지에서 토양, 하천수, 퇴비 등으로부터 분홍색 색소를 가지는 PHB 축적 facultative methylotroph를 분리하여, 균주의 특성을 검토하였다. 분리균주의 최적 생육조건과 PHB 축적을 위한 배양조건을 조사한 결과 균체의 생육은 메탄올 농도 1.0(v/v), 질소원인$ NH_4C$ 농도 1.0g/l, 즉 C/N ratio 13.2 일때 그리고 pH 7.0과'$30^{\circ}C$에서 가장 좋았으며, PHB는 C/N ratio가 50.8, 즉 메탄올 농도 1.0(v/v )$NH_4CL$ 0.26g/l 일때, 그리고 pH 6.0일 때 건조중량의 약 40까지 축적되었다. 고농도 메탄올에 의한 생육저해를 극복하기 위하여 기질을 간헐적으로 계속 공급해주는 fed-batch 배양을 시도한 결과 균체량은 14g/l, PHB 축척량은 5.5g/l까지 증가시킬 수 있었다. 생산된 PHB를 분리.정제하여 IR과 $^I H-NMR$로 구조를 분석한 결과 3-hydroxybutyric acid 의 homopolymer임이 확인되었다. 또한 균주의 pink-pigment를 추출하여 absorption spectrum를 조사하여 그 특성을 규명하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권4호
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• pp.844-851
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• 2010

Controlling the dissolved oxygen (DO) in the fed-batch culture of the medicinal mushroom Ganoderma lucidum led to a 2-fold increase of the maximum biomass productivity compared with uncontrolled DO conditions. By contrast, extracellular polysaccharide (EPS) production was two times higher under oxygen limitation (uncontrolled DO) than under increased oxygen availability (controlled DO). Morphologically, dispersed mycelium was predominant under controlled DO conditions, with highly branched hyphae, consistent with the enhanced culture growth noted under these conditions, whereas in the uncontrolled DO process mycelial clumps were the most common morphology throughout the culture. However, in both cultures, clamp connections were found. This is an exciting new finding, which widens the applicability of this basidiomycete in submerged fermentation. In rheological terms, broths demonstrated shear-thinning behavior with a yield stress under both DO conditions. The flow curves were best described by the Herschel-Bulkley model: flow index down to 0.6 and consistency coefficient up to 0.2 and 0.6 Pa $s^n$ in uncontrolled and controlled cultures DO, respectively. The pseudoplastic behavior was entirely due to the fungal biomass, and not to the presence of EPS (rheological analysis of the filtered broth showed Newtonian behavior). It is clear from this study that dissolved oxygen tension is a critical process parameter that distinctly influences G. lucidum morphology and rheology, affecting the overall performance of the process. This study contributes to an improved understanding of the process physiology of submerged fermentation of G. lucidum.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권4호
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• pp.314-319
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• 2008

Penicillin G amidase(PGA, benzylpenicillinamidohydrolase, EC 3.5.1.11)는 penicillin G를 phenylacetic acid(PAA)와 6-aminopenicillanic acid(6-APA)로 분해하는 효소이다. Escherichia coli(E. coli) ATCC 11105의 PGA는 24 kDa의 small subunit과 65 kDa의 large subunit으로 구성되어 있고, precursor polypeptide에서 signal peptide와 spacer peptide가 절단되어 활성을 가진 heterodimer가 형성된다. 본 연구에서는 E. coli ATCC 11105에서 PCR(polymerase chain reaction)을 통해 증폭한 pga gene을 expression vector에 넣어 pET-pga plasmid를 제작하였고, 이것을 E. coli BL21 (DE3) 균주에 형질 전환하여 PGA를 발현하고 그 활성을 분석하였다. E. coli BL21(DE3)/pET-pga 균주의 고밀도 배양액을 SDS-PAGE로 분석 했을 때, PGA의 precursor, large subunit, 그리고 small subunit으로 보이는 protein band가 나타났으며, PGA가 soluble form의 precursor로 발현되어 processing을 거쳐서 large subunit과 small subunit으로 절단되기도 하고, 일부는 insoluble form의 precursor로 발현되기도 하는 것으로 생각된다. 유가배양시 온도변화 전략을 사용하여 고농도 배양에서 발현을 유도하였다. 온도변화 전략은 $37^{\circ}C$에서 $28^{\circ}C$를 거쳐 $22^{\circ}C$로 3단계로 변화시켰다. 이러한 전략으로 PGA활성은 19.6 U/mL이며 균체량은 600 nm에서 흡광도가 62까지 도달하였다.

• KSBB Journal
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• 제16권5호
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• pp.516-522
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• 2001

균사형성 미생물에 의한 항생물질의 대량생산은 적절한 산소공급이 요구되며, 산소전달속도는 생산성에 영향을 미치는 속도제한단계이다. 그러므로 발효에 이용하기 위해 Streptomyces avermitilis 와 같은 균사형성 미생물 배양액에서의 산소전달계수를 측정하였다. 그러나 회분식 배양에서 (K$_{L}$A) 측정을 위한 적절한 용존산소 유지가 어려웠으며, 이를 극복하기 위해서 유가식 배양을 도입하였다. 배지의 단계적 공급으로 미생물 성장속도를 조절할 수 있었고, 낮은 교반속도에서도 적정용존산소의 유지가 가능하였으며, 결과적으로 (K$_{L}$A) 측정도 용이하였다. 7 g/L 이하의 낮은 균체량에서 350 rpm의 교반속도가 교반효율과 전단응력을 고려했을 때 가장 적절한 조건임을 알수 있었다. 그러나 균체가 증가할수록 배양액 점도가 증가하여 혼합이 효과적이지 못한 이유로 더 높은 교반속도가 필요하였다. 통기량의 증가에 의한 (K$_{L}$A) 증가율은 건조균제질량이 고 농도 일수록 미미하였다. 그러므로 높은 균체농도에서는 이차대사산물에 영향을 주지 않은 범위에서 교반속도를 증가하여 용존산소 농도를 조절하는 것이 통기속도의 조절보다 더 효율적 일 것으로 판단되었다.판단되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권2호
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• pp.135-141
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• 2004

인간 과립구 성장인자(hG-CSF)는 골수에서 생산되는 단백질로 호중구의 분화 및 생성을 촉진시키는 역할을 한다. 현재 재조합 hG-CSF는 암화학요법에 의한 호중구감소증, 골수이식시 호중구 감소증, 재생불량성 빈혈에 수반되는 호중구 감소증 등으로 적응증이 확대되고 있다. 본 연구에서는 OmpA signal sequence를 삽입하여 인간 과립구 성장인자(hG-CSF)가 분비발현되도록 고안된 T7 promoter 에 의하여 발현되는 pYRCl 발현백터를 제조하였다. E. coli BL2l (pYRCl) 발현시 $37^{\circ}C$에서 배양하는 경우 많은 양의 봉입체(aggregates)를 형성한다. 이에 비하여 $10\mu$M ucose를 포함하는 변형된 MBL배지에서 10 g/$\ell$IPTG를 유도물질로 7시간동안 $25^{\circ}C$에서 배양하였을 때 전체 periplasm단백질의 15%가 soluble rhG-CSF이었다. 또한, 유가식 배양방법을 사용하여 E. coli BL2l(pYRCl)에서 soluble rhG-CSF의 생산조건을 조사하였다. 유가식 배양에서 rhG-CSF의 발현량이 비증식속도를 $0.43 h^{-1}$ 에서 0.14 $h^{-1}$ 으로, 유도 배양시간을 최적화함으로써 rhG-CSF의 발현량이 4.4mg/$\ell$에서 24mg/$\ell$ 로 증가하였다.