초록 ▼

질소가스를 고정할 수 있는 질소 고정 수소세균을 37℃ 조건에서 분리하였으나 성장속도가 느려 다시 $H_2:O_2:CO_2$=7:1:1, 40℃조건에서 ${\mu}_{max} = 0.34{hr}^{-1}$를 보이는 수소세균 HB-38을 분리하여 배양조건을 규명하였고 균체배양에 따른 기질의 양 및 비율을 정량적으로 정하기 위하여 산소, 수소, 이산화탄소 제한조건에서 연속배양을 이용하여 growth parameter를 구할려는 시도를 하였으며 내용은 다음과 같다. 1. 질소 고정 수소세균의 분리

질소가스를 고정할 수 있는 질소 고정 수소세균을 37℃ 조건에서 분리하였으나 성장속도가 느려 다시 $H_2:O_2:CO_2$=7:1:1, 40℃조건에서 ${\mu}_{max} = 0.34{hr}^{-1}$를 보이는 수소세균 HB-38을 분리하여 배양조건을 규명하였고 균체배양에 따른 기질의 양 및 비율을 정량적으로 정하기 위하여 산소, 수소, 이산화탄소 제한조건에서 연속배양을 이용하여 growth parameter를 구할려는 시도를 하였으며 내용은 다음과 같다. 1. 질소 고정 수소세균의 분리 및 배양조건 가. 질소 고정 수소세균 NHB-2의 분리 나. 분리균주 NHB-2의 배양조건 2. 수소세균 HB-38의 분리 및 배양특성 가. 수소세균 HB-38의 분리 나. 분리균주 HB-38의 배양조건 및 특성 다. 균체 성분분석 3. 수소세균 HB-38의 연속배양 $H_2,/;O_2,/;CO_2$제한조건 연속배양에서 비증식속도에 따른 각gas의 uptake rate, growth yield, 균체농도, productivity의 변화 연구

Abstract ▼

Isolation and culture condition studies were conducted on hydrogen oxidizing bacteria having N₂ fixing ability in the gas phase of $H_2:O_2:CO_2:N_2$ = 50:2:10:38. One of the 11 Strains isolated, strain NHB-2 grew most rapidly, but cell growth of strain NHB-2 was not enough for utilizatio

Isolation and culture condition studies were conducted on hydrogen oxidizing bacteria having N₂ fixing ability in the gas phase of $H_2:O_2:CO_2:N_2$ = 50:2:10:38. One of the 11 Strains isolated, strain NHB-2 grew most rapidly, but cell growth of strain NHB-2 was not enough for utilization as single cell protein source. Therefore, re-isolation of hydrogen oxidizing bacterium in the gas phase of $H_2:O_2:CO_2$ = 7:1:1 was performed at 40℃ using enrichment culture method. One of the isolates, the strain HB-38, showed the most rapid growth. Culture conditions of strain HB-38 were also investigated. Optimum temperature for cell growth of strain HB-38 was around 37℃ under autotrophic condition and the activation energy for the autotrophic growth was 9.72 Kcal/mol at temperature ranging from 30℃ to 37℃. The optimum pH was around 7.5. Effect of gas composition on cell growth was also studied and in the gas phase of $H_2:O_2:CO_2$ = 7:1:1 the strain HB-38 showed most rapid growth. Ammonium and nitrate are the good nitrogen sources in that order.Effect of concentrations of nitrogen source, magnesium, ferrous, ferric and phosphate ions on the cell growth was also investigated. The organism showed a fairly high specific growth rate of ${\mu}_{max}$ = 0.34 $hr^{-1}$ under optimum autorophic growth condition.The organism was facultative chemoautotroph and on glucose and H₂showed mixotrophic growth pattern.Continuous cultivations of strain HB-38 were carried out under limited conditions of $H_2,/; O_2/;and/;CO_2$.The effects of specific growth rate and limiting gas on the concentration of cells, productivity, specific uptake rate of $H_2,/;O_2/;and/;CO_2$, and growth yield are also discussed.

목차 Contents

• 제1장 서 론...21
• 제1절 수소세균의 산업적 이용가능성...21
• 1. 단세포 단백질...21
• 2. 기타이용...23
• 제2절 연구배경...24
• 제2장 재료 및 실험방법...26
• 제1절 균주분리...26
• 1. 균주분리 장소...26
• 2. 균주분리 배지 및 분리방법...26
• 제2절 실험장치...32
• 1. 혼합가스 제조...32
• 2. 연속배양장치...33
• 제3절 균체배양 및 분석방법...35
• 1. 균체배양...35
• 가. 진탕배양...35
• 나. 연속배양...35
• 2. 측정 및 분석...37
• 가. 균체량의 측정 및 균체회수...37
• 나. 균체 성분분석...38
• 다. 아미노산 분석...38
• 라. 가스분석...40
• 마. Growth yield 분석...41
• 제3장 결과 및 고찰...42
• 제1절 질소고정 수소세균의 분리와 배양조건...42
• 1. 분 리...42
• 2. NHB-2 의 배양조건...42
• 가. 균체성장에 미치는 pH의 영향...42
• 나. 배양온도의 영향...42
• 다. 가스조성의 균체성장에 미치는 영향...45
• 라. 질소화합물 및 유기화합물의 이용...46
• 제2절 수소세균 HB-38의 분리 및 특성...47
• 1. 분 리...47
• 2. HB-38의 배양조건...50
• 가. 배양온도의 영향...50
• 나. 균체 성장에 미치는 pH의 영향...51
• 다. 질소원의 균체성장에 미치는 영향...51
• 라. 가스조성이 군체성장에 미치는 영향...54
• 마. 무기염이 균체성장에 미치는 영향...55
• 바. 철이온 및 미량원소가 균체성장에 미치는 영향...58
• 사. 유기물의 이용...60
• 3. 균체 성분분석...65
• 제3절 수소세균 HB-38의 연속배양...67
• 1. Dilution rate의 변화에 따른 균체농도와 productivity의 변화...67
• 2. 비증식속도에 따른 growth yield의 변화...68
• 3. 비증식속도가 gas uptake rate에 미치는 영향...70
• 제4장 결론 및 건의사항...75
• 참고문헌...79