글루타치온의 대량 생산 공정을 개발하기 위해 효모의 일종인 Saccharomyces cerevisiae의 성장 특성 및 글루타치온 생산을 연구하였고 2차원 형광센서를 이용하여 글루타치온 생산 공정을 실시간으로 모니터링하였다. 본 연구에서 사용한 균주의 글루타치온 생산에 최적인 복합 배양액의 조성은 3g/L yeast extract, 3 g/L malt extract, 5 g/L tryptone, 10 g/L glucose이었다. 한편, 최소 배양액에 글루타치온 전구체인 ...
글루타치온의 대량 생산 공정을 개발하기 위해 효모의 일종인 Saccharomyces cerevisiae의 성장 특성 및 글루타치온 생산을 연구하였고 2차원 형광센서를 이용하여 글루타치온 생산 공정을 실시간으로 모니터링하였다. 본 연구에서 사용한 균주의 글루타치온 생산에 최적인 복합 배양액의 조성은 3g/L yeast extract, 3 g/L malt extract, 5 g/L tryptone, 10 g/L glucose이었다. 한편, 최소 배양액에 글루타치온 전구체인 글루탐산과 글라이신을 배양 초기에 넣은 후 배양 12시간에 시스테인을 첨가했을 때 글루타치온의 생산성이 높았으며, 세포 성장과 글루타치온 생산을 자극하는 마그네슘 이온의 농도는 0.3 g/L일 때 글루타치온의 생산성이 높게 나타났다. 진탕 배양기에서 배양할 때 초기 조건이 pH가 4이고 온도가 30℃인 경우에서 글루타치온의 생산량이 가장 많았다. 최소 배양액에 시스테인을 배양 초기에 넣었을 경우 균체 성장이 활발히 이루어지지 않아 글루타치온의 생산성이 감소하였으며, 배양 12시간에 첨가하였을 경우 글루타치온의 생산성이 증가하였다. 생물 반응기를 이용한 회분식 배양에서는 배양액에 20 g/L 글루코스, 0.5％(v/v) 글루탐산과 0.5 ％(v/v) 글라이신을 배양초기에 첨가하고 배양 11시간에 시스테인을 배양액에 0.5 ％(v/v)이 되도록 추가로 첨가하였을 때 글루타치온이 90 mg/L 정도 생산되었다. 유가식 배양에서는 배양액 중 글루코스 농도가 0.5 g/L 이하로 유지되도록 글루코스를 계단식으로 공급하였을 때 글루타치온이 약 102 mg/L 생산되었다. 그러나, FIA 기술을 이용하여 반응기내 글루코스 농도를 온라인 모니터링하여 0.2 g/L정도로 낮은 농도를 유지하였을때 글루타치온의 생산량이 점진적으로 증가하였다. 한편, 2차원 형광 센서를 이용하여 글루타치온 생산 공정을 온라인 모니터링하였으며 각 형광 파장에서 형광세기의 변화와 생물 반응기내 각종 공정 변수 즉, 균체 성장, 시스테인 농도, 인산 농도 및 글루타치온 농도 등이 좋은 상관성을 나타내었다.
글루타치온의 대량 생산 공정을 개발하기 위해 효모의 일종인 Saccharomyces cerevisiae의 성장 특성 및 글루타치온 생산을 연구하였고 2차원 형광센서를 이용하여 글루타치온 생산 공정을 실시간으로 모니터링하였다. 본 연구에서 사용한 균주의 글루타치온 생산에 최적인 복합 배양액의 조성은 3g/L yeast extract, 3 g/L malt extract, 5 g/L tryptone, 10 g/L glucose이었다. 한편, 최소 배양액에 글루타치온 전구체인 글루탐산과 글라이신을 배양 초기에 넣은 후 배양 12시간에 시스테인을 첨가했을 때 글루타치온의 생산성이 높았으며, 세포 성장과 글루타치온 생산을 자극하는 마그네슘 이온의 농도는 0.3 g/L일 때 글루타치온의 생산성이 높게 나타났다. 진탕 배양기에서 배양할 때 초기 조건이 pH가 4이고 온도가 30℃인 경우에서 글루타치온의 생산량이 가장 많았다. 최소 배양액에 시스테인을 배양 초기에 넣었을 경우 균체 성장이 활발히 이루어지지 않아 글루타치온의 생산성이 감소하였으며, 배양 12시간에 첨가하였을 경우 글루타치온의 생산성이 증가하였다. 생물 반응기를 이용한 회분식 배양에서는 배양액에 20 g/L 글루코스, 0.5％(v/v) 글루탐산과 0.5 ％(v/v) 글라이신을 배양초기에 첨가하고 배양 11시간에 시스테인을 배양액에 0.5 ％(v/v)이 되도록 추가로 첨가하였을 때 글루타치온이 90 mg/L 정도 생산되었다. 유가식 배양에서는 배양액 중 글루코스 농도가 0.5 g/L 이하로 유지되도록 글루코스를 계단식으로 공급하였을 때 글루타치온이 약 102 mg/L 생산되었다. 그러나, FIA 기술을 이용하여 반응기내 글루코스 농도를 온라인 모니터링하여 0.2 g/L정도로 낮은 농도를 유지하였을때 글루타치온의 생산량이 점진적으로 증가하였다. 한편, 2차원 형광 센서를 이용하여 글루타치온 생산 공정을 온라인 모니터링하였으며 각 형광 파장에서 형광세기의 변화와 생물 반응기내 각종 공정 변수 즉, 균체 성장, 시스테인 농도, 인산 농도 및 글루타치온 농도 등이 좋은 상관성을 나타내었다.
In this study the growth of Saccharomyces cerevisiae was characterized and the production of glutathione(GSH) was studied. A 2-dimensional fluorescence sensor was need to on-line monitoring the cultivation processes. Optimal compositions of complex medium for cell growth and GSH production were foun...
In this study the growth of Saccharomyces cerevisiae was characterized and the production of glutathione(GSH) was studied. A 2-dimensional fluorescence sensor was need to on-line monitoring the cultivation processes. Optimal compositions of complex medium for cell growth and GSH production were found to be 3 g/L yeast extract, 3 g/L malt extract, 5 g/L tryptone, 10 g/L glucose. When glycine and glutamic acid were added to the minimal medium at the beginning of cultivation and cysteine was added at 12 hour, high GSH productivity was obtained. Optimum concentration of magnesium ion, which stimulates cell growth and GSH production, was found to be 0.3 g/L. The GSH production was high at initial pH of 4 and at temperature of 30℃ in shaking cultures. When cysteine was added to the medium at the beginning of cultivation, GSH productivity was low. When 0.5 ％(v/v) of cysteine, glycine and glutamic acid were added to the culture medium containing 20 g/L glucose, high concentration of GSH about 90 mg/L was obtained. In a fed-batch with stepwise glucose feeding strategy, 102 mg/L GSH was produced. The GSH production was continually increased in the fed-batch cultivation with FIA monitoring techniques. The cultivation processes have been on-line monitored by a 2-dimensional fluorescence sensor. A few kinds of off-line data such as cell growth, cysteine concentration, phosphate concentration and GSH productivity could be well correlated to the fluorescence intensity of the combination of excitation and emission wavelengths.
In this study the growth of Saccharomyces cerevisiae was characterized and the production of glutathione(GSH) was studied. A 2-dimensional fluorescence sensor was need to on-line monitoring the cultivation processes. Optimal compositions of complex medium for cell growth and GSH production were found to be 3 g/L yeast extract, 3 g/L malt extract, 5 g/L tryptone, 10 g/L glucose. When glycine and glutamic acid were added to the minimal medium at the beginning of cultivation and cysteine was added at 12 hour, high GSH productivity was obtained. Optimum concentration of magnesium ion, which stimulates cell growth and GSH production, was found to be 0.3 g/L. The GSH production was high at initial pH of 4 and at temperature of 30℃ in shaking cultures. When cysteine was added to the medium at the beginning of cultivation, GSH productivity was low. When 0.5 ％(v/v) of cysteine, glycine and glutamic acid were added to the culture medium containing 20 g/L glucose, high concentration of GSH about 90 mg/L was obtained. In a fed-batch with stepwise glucose feeding strategy, 102 mg/L GSH was produced. The GSH production was continually increased in the fed-batch cultivation with FIA monitoring techniques. The cultivation processes have been on-line monitored by a 2-dimensional fluorescence sensor. A few kinds of off-line data such as cell growth, cysteine concentration, phosphate concentration and GSH productivity could be well correlated to the fluorescence intensity of the combination of excitation and emission wavelengths.
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