[논문]토양속의 인산 가용화를 위한 Pantoea agglomerans 배양의 최적 조건 및 균주 고정화를 위한 안정성 조사

정일; 양송원; 김길용; 유의연; 박돈희

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정일 (전남대학교 화학공학부) , 양송원 (전남대학교 화학공학부) , 김길용 (전남대학교 응용생물공학부) , 유의연 (전남대학교 화학공학부) , 박돈희 (전남대학교 화학공학부)

토양속의 인산 가용화를 위한 Pantoea agglomerans 배양의 최적조건과 균주 고정화를 위한 안정성을 조사한 결과 $30^{\circ}C$, pH 7.0, 공기유량 2vvm에서 각각의 흡광도 값이 51시간에서1.756과 1,713, 50시간대에 1.819로써 가장 균의 성장이 활발한 것으로 나타났으며, 1% $CaCl_2$ 용액에서 172시간대에 흡광도값 2.361로 가장 안정하였다.

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문제 정의

따라서 본 실험에서는 토양속의 인산 가용화를 위한 Pantoea agglomerans^'^ 배양의 최적 조건을 조사하고자, , 온도, pH, 공기유량별로 실험을 수행하였으며, 토양속에서 균의 환경적응성을 높이기 위한 방법으로 고정화를 실시하기 위해 담체에서의 균 안정성 조사를 하였다.6>刀

제안 방법

균주의 최적 배양 온도를 조사하기 위하여 LB broth에 각각 접종하여 30°C에서 24시간 배양한 후 LB broth에 최종농도(v/v)가 0.1%가 되도록 첨가하였다. 균주가첨가된 0.
1%가 되도록 첨가하였다. 균주가첨가된 0.1%의 균 배양액을 2회 이상 계대 배양하여 활성을 시킨 후 23°C, 30°C, 3 기의 온도에서 120rpm, 80 시간 동안 시료를 취하여 pH 및 spectrophotometer를 이용하여 OD 600nm에서 흡광도를 각각 측정하였다.
균주를 LB 액체배지에 각각 집종하고 30°C에서 48시간 이상 배양한 후 pH 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0으로 맞추어 30°C, 120rpm으로 100 시간 동안 배양하면서 시료를 취하여 pH 와 OD 660nm에서 흡광도를 알아보았다.
1L 생물 반응기에 공급되는 공기의 양을 각각 0.0, 0.5, 1.0, 2.0 vvm (air volu- me/liquid volume/m廿nute)로 조절하여 30°C, pH 7.0 그리고 120rpm의 최적 조건으로 LB broth에서 75시간 배양하면서 pH와 OD 660nm에서 흡광도를 조사하여 최적의 통기량을 알아보았다.
CaCl2 농도를 각각 1%, 2%, 3%로 LB broth 300ml씩 만들어 멸균시켜 301, pH 7.0, 120rpm의 조건으로 178 시간 동안 배양하면서 sample올 취하여 pH와 OD 660nm에서 흡광도를을 측정하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 균주는 Pantoea agglomerans로써, 30°C, 120rpm으로 30분간 진탕 배양한 후에 동일한 증류수로 ixio6~ixic>7배 희석한 다음 Agar plate에 도말하였다. 도말한 plate들은 30°C incubator에서 2~3일 동안 배양하면서 투명대를 형성하는 균주들올 선별하여, LB broth(peptone, 10g; NaCl, 10g; yeast extract, 5g; distilled water 1 liter; pH 7.

성능/효과

1에 나타냈다. 균주의 적응시간은 23°C 에서 12시간, 301: 에서 12시간, 37°C 에서 8시간이었으며, 최대 성장은 23°C, 3 0°C, 37°C에서 모두 51시간으로 나타났다. 최대성장에서 흡광도 값은 23"C에서 1.
397로 차이를 나타냈다. 온도가 높을수록 균주의 적응시간이 짧음을 알 수 있었다. 그리고 각각의 온도에서 P.
3과 같이 나타났다. pH 3.0에서는 균이 거의 사멸함을 보였고, pH 5.0, 6.0, 7.0, 8.0에서 P. agg比)merans의 적응시간은 배양 후 12시간, pH 40일 때 배양 후 36시간 소요되었으며 P. agglomerans의 pH 영향에 따른 최대성장 시간은 pH 4.0일 때 배양 후 82시간, pH 5.0, 6.0 7.0, 8.0일 때 51시간이었다. 최대성장일 때 흡광도 값은 pH 7.
4와 같이 나타났다. 공기 유량에 대한 균주 성장은 지수 성장기에 들어가는 시간이 각각의 공기유량에 배양 후 6 시간, 최대성장은 배양 후 50시간으로 최대성장 시간이 거의 비슷함을 알 수 있었다. 최대성장에서의 흡광도 값은 0.
819로 나타났다. 실험결과 최적 공기 유량은 2.0 vvm임올알 수 있었다.
본 실험에서는 고정화 입자를 안정화시키기 위해 알지네이트를 겔화제인 CaC₁₂ 용액에 적하시킬 때, CaCl2 용액의 농도를 변화 시켜 균의 안정화 살펴본 결과 Fig. 5와 같이 1%에서는 거의 균의 저해가 이루어지지 않으며 최대 172시간에서 OD값 2.361 로 거의 저해가 이루어지지 않음을 알 수 있었다. 2%와 3%에서는 각각 172시간에서 OD값 0.
320으로 균의 성장에 상당한 저해를 일으킴을 살펴보았다. 각각의 CaCl2 용액의 농도별에 따른 pH 변화는 178시간까지 거의 유사하였으며, pH 8 부근으로 집중되는 것을 관찰 할 수 있었다. 따라서 균을 고정화 할 때 균의 성장 저해에 거의 영향을 미치지 않는 1% CaC₁₂ 용액으로 나타났다.
각각의 CaCl2 용액의 농도별에 따른 pH 변화는 178시간까지 거의 유사하였으며, pH 8 부근으로 집중되는 것을 관찰 할 수 있었다. 따라서 균을 고정화 할 때 균의 성장 저해에 거의 영향을 미치지 않는 1% CaC₁₂ 용액으로 나타났다.

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