The Production of Sodium Gluconate by Aspergillus niger

Aspergillus niger를 이용한 글루콘산 나트륨의 생산

Sodium gluconate was produced by neutralization of gluconic acid formed during the submerged culture fermentation of glucose with Aspergillus niger ACM 7. The fermentation characteristics of Aspergillus niger ACM 7 were investigated quantitatively according to the change of the initial glucose concentrations and the initial pHs of fermentation broth. The maximum specific growth rate was estimated to be $0.20hr^{-1}$ at 95g/$\ell$ of initial glucose concentration. The maximum fermentability of sodium gluconate was 95% at the initial glucose concentration of 26g/$\ell$. However, the maximum sodium gluconate productivity was 1.18g/$\ell$/hr when the initial glucose concentration was 110g/$\ell$. The optimum pH was found to be 5.5 for both the cell growth and the sodium gluconate production. With optimized culture conditions, the productivity of sodium gluconate in a fed-batch culture(production fermentor, 16,000$\ell$) increased up to 7.1g/$\ell$/hr.

본 연구에서는 글루콘산 및 그 유도체 생산에 관 한 기초자료를 얻기 위하여 일차적으로 글루콘산나 트륨의 생산조건에 대하여 실험하였다. 발효가 진행 됨에 따라 생성되는 글루콘산을 수산화나트륨을 이 용하여 중화시킴으로써 글루콘산나트륨으로 전환하였으며 이때 초기 당농도 및 pH의 영향을 정량적으 로 검토하여 생산성을 비교하였다. Aspergillus niger를 이용한 글루콘산나트륨 발효 에서 초기 농도 및 초기 pH가 발효 특성치에 미치 는 영향은 실험 결과를 종합하면 최대비생성속도는 초기 당농도 110g/$\ell$ 에서 $0.20hr^{-1}$로서 가장 높은 값을 나타내였으며 균체 빛 글루콘산나트륨 수율은 저농도 기질인 당놓도 26/$\ell$. 에서 0.24, 0.49로서 최대값을 나타내였고 잔당 농도는 5g/$\ell$. 미만이었다. 또한 총괄 글루콘산나트륨 생산성은 고농도 기질인 11Og/$\ell$에서 1.18g/$\ell$/hr로서 가장 높았다. 그리고 발효를 위한 최척 pH는 5.5이었다. 산업체 발효조 척용, 간헐 첨가 회분배양(intermittent feeding fed-batch)의 결과, 36시간 경과 후의 글루콘산나트륨 의 농도는 255g/l 이였으며 산업적 생산이 가능한 수준이었다.