Abstract
On-line monitoring techniques for fumaric acid and succinic acid were developed by flow injection analysis (FIA). For the determination of fumaric acid, two enzymes, fumarase and malic dehydrogenase were immobilized on VA-epoxy Biosynth E3-carrier and integrated into a FIA-system with a fluorescence detector. For the analysis of succinic acid, isocitrate lyase and isocitrate dehydrogenase were also immobilized on VA-epoxy polymer support and used in a FIA system. The immobilized enzymes in two FIA systems were characterized systematically, e.g. optimum pH and temperature, inhibitory effects etc. Two FIA systems were also used to on-line monitor the concentrations of fumaric acid and succinic acid in biotechnological processes. Good agreement between on-line monitored data and off-line data measured by HPLC showed extensive application of the FIA systems in bioprocesses.
본 연구에서는 푸마르산 또는 숙신산을 생산/소비하는 생물공정에서 각 물질의 농도를 온라인 모니터링을 하기 위한 흐름주입분석기술 (FIA)을 개발하였다. 각 효소반응에 필요한 효소 (Fum/MDH, ICL/ICDH)를 VA-Epoxy Biosynth E3-carrier에 공유 결합에 의해 고정화하였고 소형 고정화 효소반응기를 흐름주입분석 장치에 도입하였다. 푸마르산-FIA 및 숙신산-FIA 시스템에서 고정화 효소 반응기의 특성 (예를 들면, 고정화 Fum/MDH 효소 반응기와 ICL/ICDH 효소 반응기는 최적 pH가 9.0이었으며 35$^{\circ}C$의 반응온도에서 최대 활성을 보임) 을 연구하였고 실제 생물공정에의 적용 가능성을 조사하기 위해 각 FIA 시스템의 성능을 조사하였다. 또한 모사공정과 실제 발효공정에서 푸마르산과 숙신산의 농도를 온라인 모니터링하여 오프라인 분석값과 비교하였고 잘 일치함을 볼 수 있었다.
