초록 ▼

오늘날 라이신을 포함한 대부분의 biomass 는 주로 회분식 발효법에 의하여 생산되어 오고 있으나 회분식의 경우 인력 및 시간의 낭비가 많고 에너지의 손실이 커 생산효율이 낮은 단점을 지니고 있다. 이와 관련하여 최근에는 고정화 기술을 이용한 bioreactor system 에 관한 연구가 국내외적으로 크게 주목받고 있다.
이에, 본 연구에서는 효율적인 L-라이신 생산을 위하여 라이신 생산성 균체의 고정화에 의한 bioreactor 의 구성을 검토하고 이것에 의한 L-라이신의 연속생산을 시도하였다. 먼저, 라이신 생성

오늘날 라이신을 포함한 대부분의 biomass 는 주로 회분식 발효법에 의하여 생산되어 오고 있으나 회분식의 경우 인력 및 시간의 낭비가 많고 에너지의 손실이 커 생산효율이 낮은 단점을 지니고 있다. 이와 관련하여 최근에는 고정화 기술을 이용한 bioreactor system 에 관한 연구가 국내외적으로 크게 주목받고 있다.
이에, 본 연구에서는 효율적인 L-라이신 생산을 위하여 라이신 생산성 균체의 고정화에 의한 bioreactor 의 구성을 검토하고 이것에 의한 L-라이신의 연속생산을 시도하였다. 먼저, 라이신 생성균체들을 k-carrageenan, polyacrylamide, calcium alginate, agar 및 calcium alginate-titanium hydroxide complex 등 5가지 담체에 고정화 한 후 각 고정화균체외 gel 강도, 고정화율, 활성도 등을 측정하여 우수담체를 선정하였으며, 이 고정화균체의 반응 최적조건 실험과 함께 먼저 회분식에 의하여 L-라이신을 생산하였다. 다음, Continuous-Flow Stirred-Tank Reactor를 구성하고 이를 이용하여 연속적으로 L-라이신을 생산하였다.

Abstract ▼

Today, most of the biomass included lysine has been usually produced by batch fermentation. But this batch fermentation has some problems such as long preparation time and loss of labor. Therefore, recently, the researches for bioreactor system using immobilization technique are being carried out.

Today, most of the biomass included lysine has been usually produced by batch fermentation. But this batch fermentation has some problems such as long preparation time and loss of labor. Therefore, recently, the researches for bioreactor system using immobilization technique are being carried out.
For the effective production of L-lysine using the bioreactor system with immobilized cells, L-lysine producing cells were immobilized by entrapping in k-carrageenan, polyacrylamide, calcium alginate, agar and calcium alginate-titanium hydroxide complex and then selected the most suitable matrix by comparison of gel strength, immobilization yield and viability of immobilized cells entrapped in each matrix. It was produced by batch production of L-lysine using the immobilized whole cells selected as the most suitable matrix and then produced by continuous operations using the Continuous Flow Stirred-Tank Reactor Systems.

목차 Contents

• 1. 서론...9
• 2. 실험 재료 및 방법...15
• 2.1 사용 균주...15
• 2.2 시약...15
• 2.3 배지 및 균체배양...15
• 2.4 균체의 고정화...16
• 2.4.1 k-carrageenan에 의한 균체의 고정화...16
• 2.4.2 Polyacrylamide에 의한 균체의 고정화...16
• 2.4.3 Calcium alginate에 의한 균체의 고정화...16
• 2.4.4 Agar에 의한 균체의 고정화...18
• 2.4.5 Calcium alginate-Titanium hydroxide complex에 의한 균체의 고정화...18
• 2.5 고정화 균체의 견고성 측정...18
• 2.6 고정화 균체의 활성도 측정...18
• 2.7 Aspartokinase (E.C. 2.7. 2.4.)활성 측정...19
• 2.8 단백질 정량...19
• 2.9 L-라이신의 회분식 발효...19
• 2.10 생체반응기에 의한 라이신의 연속식 발효...19
• 2.11 L-라이신의 정량...21
• 2.12 전자 현미경 관찰...21
• 3. 결과 및 고찰...22
• 3.1 균체의 고정화...22
• 3.2 고정화 균체의 견고성...25
• 3.3 고정화 균체의 활성도...25
• 3.4 고정화 균체에 의한 L-라이신의 회분식 발효...27
• 3.4.1 온도의 영향...27
• 3.4.2 pH의 영향...30
• 3.4.3 배양 액량의 영향...30
• 3.4.4 고정화 균체의 재사용...30
• 3.5 생체 반응기에 의한 L-라이신의 연속 생산...33
• 3.5.1 희석율의 영향...33
• 3.5.2 통기율의 영향...34
• 3.5.3 L-라이신의 연속 생산...34
• 3.6 전자 현미경 관찰...37