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문제 정의
- sp. A9에 의한 BC 생산 특성과 BC 생산에 영향을 미치는 영양인자들에 대하여 조사함으로써 BC 생산성을 향상시키고자 하였다.
제안 방법
- 부패된 사과로부터 새롭게 분리된 Acetobacte sp. A9에 의한 BC 생산조건을 정치배양에 의하여 검토하였다. 본 균주는 25-30℃에서 BC를 생산할 수 있었으며, 30℃에서 최대 생산 능을 나타내었다.
- BC의 생산량은 g/petri dish 또는 g/n? 로 나타내었다. Glucose 및 gluconic acid의 농도는 각각 glucose reagent kit(Sigma cat. no. 510-DA) 및 gluconic acid analysis kit(Boerhringer Mannheim cat. no. 428 191) 로 측정하였다.
- 정치배양에서 배지의 부피, 깊이 및 표면적에 따른 BC의 생산 특성을 검토하기 위하여 동일직경의 배양 용기를 사용함으로써 배지의 표면적을 일정하게 유지시키고 배지량과 배지 깊이의 변화에 따른 BC 생산량을 검토하였다. 또한 직경이 서로 다른 배양 용기를 사용함으로써 배지량을 일정하게 유지시키면서 배지의 표면적과 깊이 변화에 따른 BC 생산량을 검토하였다.
- 5N NaOH에 담구어 90℃에서 1 시간 동안 처리함으로써 세포를 용해시켰다. 이 pellicle을 중성이 될 때까지 증류수로 세척한 후, 105℃에서 항량이 될 때까지 건조하여 건조중량을 측정하였다. BC의 생산량은 g/petri dish 또는 g/n? 로 나타내었다.
- 2 cn?)가 함유된 250 ml 용량의 conical flask에 접종하여 30℃에서 7일간 정치 배양하였다. 정치배양에서 배지의 부피, 깊이 및 표면적에 따른 BC의 생산 특성을 검토하기 위하여 동일직경의 배양 용기를 사용함으로써 배지의 표면적을 일정하게 유지시키고 배지량과 배지 깊이의 변화에 따른 BC 생산량을 검토하였다. 또한 직경이 서로 다른 배양 용기를 사용함으로써 배지량을 일정하게 유지시키면서 배지의 표면적과 깊이 변화에 따른 BC 생산량을 검토하였다.
- 나타내었다. 즉 배양액을 homogenizer (EGS-8, Sunbow Co., Korea)로 10 분간 파쇄하여 pellicle 내에 존재하는 세포들을 유리시킨 후, 6층의 거즈로 여과한 세포 현탁액의 흡광도를 측정하였다. BC 의 정제는 Embuscado 등(11)의 방법에 따라 실시하였다.
- 전 배양은 50 ml의 기본 배지가 함유된 250 ml 용량의 conical flask에 평판 한천배지에서 보존중인 균주 한 백금이를 접종하여 30℃에서 48 시간동안 정치 배양하였다. 형성된 pellicle로부터 세포를 유리시키기 위하여 10분간 강하게 진탕한 후, 멸균된 거즈로 여과하였다. 이 세포현탁액 5%(v/v)를 본배양액 50 ml (표면적 = 50.
이론/모형
- , Korea)로 10 분간 파쇄하여 pellicle 내에 존재하는 세포들을 유리시킨 후, 6층의 거즈로 여과한 세포 현탁액의 흡광도를 측정하였다. BC 의 정제는 Embuscado 등(11)의 방법에 따라 실시하였다. 즉 배양액으로부터 회수된 pellicle을 증류수로 세척하여 배양액 성분을 제거한 후, 0.
성능/효과
- . 12HQ를 0-1%의 농도로 각각 조절하여 배양한 결과, 인산염을 첨가하지 않았을 때 BC 생산능이 가장 높았으며, 농도가 높아질수록 생산능이 감소하였다(미제시). 기본배지에 함유된 citric acid 대신 각종 유기산 및 에탄올을 0.
- 결론적으로 Acetobacter sp. A9에 의한 BC 생산 최적 조건을 확립하였으며, 최적조건하에서 배양 6일경 최대 24.1 g/m2의 BC가 생산되어 기본 배지에서의 BC 생산량(12.1 g/n?)보다 2배정도의 생산능 향상이 이루어졌다.
- 결론적으로 Acetobacter sp. A9에 의한 BC 생산 최적 조건을 확립하였으며, 최적조건하에서 배양 6일경 최대 24.
- Masaoka 등(12)은 배지의 표면적 증가에 비례하여 BC 생산능도 증가한다고 하였으나 이들은 BC 생산 능을 g/flask로만 나타내어 본 결과와 직접 비교할 수는 없었다. 결론적으로 본 균주의 BC 생산능은 배지의 표면적에 의해서도 영향을 받았으나 배지량과 배지의 깊이가 더 중요한 인자임을 알 수 있었으며, 이것은 최적 배지량과 배지의 깊이를 결정함으로써 BC 생산 능을 더욱 향상시킬 수 있음을 시사한다.
- 그러나 정치배양에 있어 BC 생산에 이용되는 일반적인 탄소 원은 glucose로 알려져 있다(2). 경제성을 고려하여 glucose를 최적 탄소 원으로 선정하여 7일간 배양 후, BC 생산을 위한 최적농도를 조사한 결과, 1.0% (15.9 g/m2) 로 결정되었는데 이때, 배양액의 최종 pH는 4.3 이었다 3-10%의 glucose를 첨가한 경우, 배양 7일 후 배양액의 pH가 모두 2.6 이하로 감소하였으며, 3-14 g/1의 glucose가 잔존하였다. 따라서 배양 시간을 연장하였으나 BC 생산 능은 더 이상 증가하지、않았다(미제시).
- 기본 배지를 이용하여 배양온도를 각각 25-40℃로 조절한 후 배양한 결과, BC 생산 능은 30 ℃ 에서 가장 우수하였으며 35 ℃ 이상의 온도에서는 BC가 거의 생산되지 않았다 (미제시). 한편 배지의 초기 pH를 3.
- 12HQ를 0-1%의 농도로 각각 조절하여 배양한 결과, 인산염을 첨가하지 않았을 때 BC 생산능이 가장 높았으며, 농도가 높아질수록 생산능이 감소하였다(미제시). 기본배지에 함유된 citric acid 대신 각종 유기산 및 에탄올을 0.1 %씩 첨가하여 배양한 결과, 에탄올을 첨가한 경우 무첨가 대조구보다 BC 생산 능이 약간 감소하였으나 첨가된 모든 유기산은 기본 배지에 citric acid를 제거한 경우보다는 BC 생산능을 증가시켰다{Table 3). 특히 acetic acid를 첨가한 경우, BC 생산 능이 가장 우수하였으며, 0.
- 즉 질소원을 첨가하지 않은 경우와 casamino acid 및 무기질 소원을 첨가한 경우에는 BC가 전혀 생산되지 않았으며, yeast extract, polypeptone, beef extract, com steep liquor(CSL) 및 casein enzymatic hydrolysate에서 BC 생산 능이 우수하였다. 따라서 yeast extract 등 복합질소원에 함유되어 있는 아미노산, 비타민 등이 본 균주에 의한 BC 생산에 필수적일 것으로 추정되었다. 최적 질소원으로 yeast extract를 선정하여 최적 농도를 조사한 결과 1.
- 본 균주는 25-30℃에서 BC를 생산할 수 있었으며, 30℃에서 최대 생산 능을 나타내었다. 또한 본 균주는 배지의 초기 pH 6.5-8.0에서 BC를 생산할 수 있었으며, pH 6.5에서 최대 생산능을 나타내었다. BC 생산을 위한' 최적 배지 조건은 glucose 1.
- 小似也의 생육을 촉진하고, 이에따라 BC의 생산성도 증가되는 것으로 보고되어 있다(18). 본 실험에 사용된 유기산들은 모두 TCA cycle과 연계되어 있는 물질들이므로 아마 lactic acid와 동일한 기능을 가졌으리라 추정되었다.
- 상기 결과에 기초하여 확립된 BC 생산 최적배지조건은 glucose 1.0%, yeast extract 1.0%, polypeptone 0.7%, acetic acid 0.15%, succinic acid 0.02% (30℃ 및 pH 6.5)였다. 최적 배양 조건에서 conical flask를 이용하여 회분배양을 실시한 결과는 Figure 3에서 보는 바와 같다.
- 0%씩 첨가하여 배양한 결과는 Table 1에서 보는 바와 같다. 즉 glucose, fructose, trehalose, mannitol 및 gluconic acid 등이 우수한 BC 생산능을 나타내었으며 특히, mannitol (17.1 g/nf)은 glucose (15.5 g/m?)보다 생산 능이 높았다. 이 결과는 정치배양의 경우, glucose보다 mannitol이 BC 생산에 더 효과적이라는 Oikawa 등(14)의 보고와 일치하였다.
- 7 cnF)을 가진 페트리 접시를 사용하여 배지의 양과 깊이를 각각 조절하여 배양한 결과는 Table 4에서 보는 바와 같다. 즉 배지 깊이 4 cm까지는 배지량이 많을수록, 깊이가 깊을수록 페트리 접시당 생산된 BC의 양은 증가하였으며, g/n? 로 환산하여도 BC의 양은 증가하였다. 그러나 깊이 5 cm에서는 BC의 생산량이 모두 감소하였다.
- 5%씩 첨가하여 배양한 결과는 Table 2에서 보는 바와 같다. 즉 질소원을 첨가하지 않은 경우와 casamino acid 및 무기질 소원을 첨가한 경우에는 BC가 전혀 생산되지 않았으며, yeast extract, polypeptone, beef extract, com steep liquor(CSL) 및 casein enzymatic hydrolysate에서 BC 생산 능이 우수하였다. 따라서 yeast extract 등 복합질소원에 함유되어 있는 아미노산, 비타민 등이 본 균주에 의한 BC 생산에 필수적일 것으로 추정되었다.
- 따라서 yeast extract 등 복합질소원에 함유되어 있는 아미노산, 비타민 등이 본 균주에 의한 BC 생산에 필수적일 것으로 추정되었다. 최적 질소원으로 yeast extract를 선정하여 최적 농도를 조사한 결과 1.0%에서 BC 생산 능이 최대(12.6 g/n?)였으며, 0.7%의 polypeptone을 추가적으로 첨가하였을 때 BC 생산 능이 증가(14.8 g/nf)하였다(미제시). 한편, 0.
- 한편 배지의 초기 pH를 3.0-9.0으로 조절하여 배양한 결과, pH 6.5-8.0에서 우수한 BC 생산 능을 보였으며, pH 6.5에서 16.8 g/招로 최대의 생산 능을 나타내었다. 또한 pH 4.
후속연구
- 8 g/nf)하였다(미제시). 한편, 0.5%의 CSLe 6.3 g/m2의 BC를 생산하였으므로 고가의 yeast extract 대체 질소원으로서의 가능성에 대한 계속적인 연구가 요구되었다.
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