Abstract
Calcium carbonate ($CaCO_3$) immobilized with alginate was studied as buffer system to enhance the cultivation efficiency of Bifidobacterium longum (ATCC 15707) which is inhibited at low pH. To test the bufferring effect of the immobilized $CaCO_3$ beads, pH value in each modified trypticase-proteose peptone-yeast (TPY) broth which is adjusted to pH 4.0 with acetic acid, lactic acid and complex solution of acetic and lactic acid, 3:2 (M:M) was tested by concentration of $CaCO_3$ bead and reaction time. The bufferring effect of $CaCO_3$ bead became higher with increasing the amount of $CaCO_3$ bead in the acidic solution. The growth rate of bifidobacteria and bufferring effect were examined in relation to the amount of $CaCO_3$ bead and concentration of glucose in the modified TPY media. The growth rate of bifidobacteria and bufferring effect were increased with increasing the amount of $CaCO_3$ bead and concentration of glucose. Also, the exponential time of bifidobacteria became longer with increasing the amount of $CaCO_3$ bead and concentration of glucose in the modified TPY media. When we observed the growth rate of bifidobacteria by the method of pH-controlled culture and $CaCO_3$ buffer system, the $CaCO_3$ buffer system was more effective than that of pH-controlled culture. Therefore, this $CaCO_3$ buffer system may be useful as a method to enhance of the cultivation efficiency of bifidobacteria.
낮은 pH 환경에서 생장이 억제되는 혐기성 유산균인 bifidobacteria의 배양효율 증대를 위한 완충제로서 alginate로 고정화된 평균 지름 2.5 mm의 $CaCO_3$ 비드를 제조하였다. 고정화된 $CaCO_3$ 비드의 완충 효과를 조사하기 위하여 초산, 유산 및 초산과 유산을 3:2 몰농도 비율로 혼합한 산용액을 이용하여 pH 4.0으로 조정된 m-TPY 배지에 첨가되는 $CaCO_3$ 비드의 양을 달리하여 20분간 반응시킨 결과 첨가되는 $CaCO_3$ 비드의 양에 따라 다양한 pH 상승 효과가 나타남을 관찰하였고, 배양액에 첨가되는 $CaCO_3$ 비드의 양을 달리하여 bifidobacteria의 배양 특성을 조사한 결과 배양액에 첨가되는 $CaCO_3$ 비드의 양이 증가할수록 배양액내 완충능력과 균증식도가 크게 증가하였다. 또한, $CaCO_3$ 비드가 30%로 도입된 배양액에 포도당 농도를 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5% 그리고 5.0%로 각각 첨가하여 당농도에 따른 bifidobacteria의 배양 특성을 조사한 결과 배양액내 당농도가 증가함에 따라 배양액내 균증식도와 대수기의 지속 시간이 크게 증가되었다. 따라서 bifidobacteria의 배양효율 증대를 위하여 완충제로서 고정화된 $CaCO_3$ 비드의 이용은 매우 효과적인 것으로 생각되었다.