• 제목/요약/키워드: Fed-batch

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재조합 효모 세포의 고농도배양을 통한 섬유소와 자일란 분해효소 유전자의 동시 과발현 (Simultaneous Overpexpression of Genes Encoding Cellulose- and Xylan-Degrading Enzymes through High Density Culture of a Recombinant Yeast Cell)

  • 김연희;허선연;김군도;남수완
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.390-394
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    • 2018
  • Endoxylanase와 endoglucanase 유전자가 ADH1 프로모터 하류에 따로따로 삽입된 pAGX3 플라스미드를 함유한 Saccharomyces cerevisiae에서 endoxylanase와 endoglucanase 유전자는 성공적으로 발현되었으며, YPD 배지에서의 회분배양 결과, endoxylanase는 7.91 units/ml, endoglucanase는 0.43 units/ml에 달하는 총활성을 보였다. Yeast extract와 포도당을 간헐적으로 공급하는 유가배양에서 endoxylanase와 endoglucanase의 총활성은 24.9 units/ml과 0.84 units/ml을 각각 보였으며, 이는 회분배양에서 발현된 각각 활성의 3.1배와 2배에 해당되었다. 또한, 대부분의 endoxylanase와 endoglucanase 활성은 세포밖 배지에서 측정되어, 향후 이 재조합 효모는 섬유소(cellulose)와 xylan 혼합물의 동시당화 바이오공정 개발에 활용될 가능성이 높다 하겠다.

건지황 추출물을 이용한 알콜 발효 수율 증진 (Enhancement of Alcohol Fermentation Yield by Adding the Extract of Dried Rehmannia glutinosa Liboschitz)

  • 안상욱;김민회;정우택;황백;성낙술;이현용
    • 한국약용작물학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.351-361
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    • 2000
  • 알콜 발효 증진을 위해 5L 배양조에서 혐기적으로 회분 배양 시 건지황 착즙액을 농도별로 첨가하며 알콜 발효 및 균체 생육을 측정한 결과 균체 생육 및 알콜 생산 수율 모두 착즙액 첨가량이 증가함에 따라 일반 발효에 비해 증가했으며, 30% (v/v) 첨가 시 11.8 (g/L)의 최대 균체양, 0.092 (%/hr)의 최대 알콜 생산성과 같은 최대치를 나타냈다. 하지만 40% 이상 첨가 시는 균체 생육 및 알콜 생산 두 경우 다 감소하는 경향을 보였으며 50% 에서는 심각한 생육 저해 현상이 나타났다. 또한 알콜 생산성 증진을 위해 30% 착즙액을 첨가해 유가식 배양을 실시 한 결과 회분 배양보다 월등히 높은 균체 생육 및 알콜 생산성을 보였다. 이 같은 생산성은 일반 알콜 발효에서 얻을 수 있는 수율보다 약 30-40% 이상 높은 것으로 건지황 착즙액이 알콜 발효에 직접적인 영향을 주는 것이 입증되었다. 이는 알콜 발효 시 건지황의 유용 성분의 활용과 함께 알콜 생산 수율 증진에도 이용이 가능한 지황의 이중적 활용도가 있음을 입증한 것으로 평가된다.

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다양한 생물반응기에서 이타콘산의 생산 (Production of Itaconic Acid at Various Bioreactors)

  • 박승원;김승옥;이진석
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.304-308
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    • 1994
  • A suitable culture method and bioreactor type for itaconic acid production were chosen by comparing the maximal concentration of itaconic acid produced in various systems. In batch culture, the maximal concentration of itaconic acid produced in a bubble column reactor was about 5% greater than that produced in stirred-tank or external-loop airlift reactor. These results were thought to be due to lower shear force and higher mass transfer efficiency in a bubble column reactor in comparison with other reactors. Moreover, the fed-batch mode in a bubble column was found to be a suitable one, producing about 25% higher concentration of itaconic acid compared to batch mode.

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섬유성 바이오매스를 이용한 Acetic Acid 생산 (Production of Acetic Acid from Cellulosic Biomass)

  • 우창호;박준호;윤현희
    • KSBB Journal
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    • 제15권5호
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    • pp.458-463
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    • 2000
  • Production of acetic acid from cellulosic biomass by Simultaneous Saccharification and Extractive Fermentation (SSEF) was investigated. The homoacetate organism used in this study was a strain of Clostridium thermoaceticum, ATCC # 49707. A batch operation of Simultaneous Saccharification and Fermentation(SSF) using ${\alpha}$-cellulose at pH 5.5 and 55$^{\circ}C$ yielded 40% conversion of cellulose to acetic acid, while a fed-batch SSF operation produced a maximum acetic acid concentration of 25 g/L, with 50% overall yield. In-situ extractive fermentation to reduce the end-product inhibition on both bacteria and enzyme was carried out. in a batch SSEF using 200 g/L IRA-400 resin, acetic acid concentration reached to 23.9 g/L and acetic acid yield and productivity were observed to be 48% and 0.20 g/L-hr, respectively.

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발효조의 냉각량 측정을 통한 유가배양제어

  • 홍건표;허원
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
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    • pp.181-184
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    • 2000
  • The cooling rate of a bioreactor was measured to estimate the heat generation by microbial cultivation production. The estimated heat production was calculated from the varying temperature of cooling water. It was used for monitoring growth and specific metabolic events for microbial cultivations. Metabolic heat measured was also adopted for a control parameter for fed-batch cultivation.

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공기 및 산소 공급과 pH 조절에 따른 rotifer의 성장과 고밀도 배양의 생산성 (Growth of rotifer by the air, oxygen gas-supplied and the pH-adjusted and productivity of the high density culture)

  • 박흠기;이균우;김성구
    • 한국수산과학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.753-757
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    • 1999
  • 본 연구는 여러 수온 (24, 28 및 $32^{\circ}C$)에서 공기 및 산소공급과 $32^{\circ}C$에서 pH를 7로 조절된 배양에서 rotifer의 성장을 평가하였다. Rotifer는 농축 Chlorella를 먹이로 공급하였다. 또한 농축 Chlorella와 산소 및 pH를 조절한 rotifer 배양 (고밀도 배양)방법과 빵 효모와 경유 보일러를 이용한 rotifer 배양 (batch 배양) 방법간의 생산성 을 조사하였다. 공기와 산소를 공급한 배양방법에 있어서 수온이 증가할수록 rotifer의 성장률은 증가하였다. 공기를 공급한 배양에 있어서 rotifer의 최고밀도는 수온 $24^{\circ}C$에서 16,300$\~$17,000 개체/ml였고 산소를 공급한 배양에 있어서 rotifer의 최고밀도는 수온 $28^{\circ}C$에서 26,300$\~$30,500 개체/ml였다. 공기를 공급한 배양에 있어서 용존산소가 1 ppm이하로 감소하거나 산소를 공급하는 배양에서 이온화되지 않은 암모니아의 농도가 16.6$\~$22.6 ppm이상으로 증가할 때 rotifer의 성장은 감소된다. 산소공급 및 pH를 7로 조정할 때 rotifer의 최고밀도는 43,000개체/ml까지 도달한다. 고밀도 배양과 batch 배양방법에 따른 rotifer 100억개체당 생산비는 각각 693천원, 961천원이였다. 그러므로 고밀도 배양에서의 rotifer 생산성은 batch 배양한 것 보다 더 효율적이다.

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농축 배지 조절 유가식 배양에 의한 Streptomyces avermitilis의 산소전달계수 측정 (Determination of Oxygen Transfer Coefficient in Fed-Batch Culture of Streptomyces avermitilis with Concentrated Medium Control)

  • 오종현;전계택;정요섭
    • KSBB Journal
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    • 제16권5호
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    • pp.516-522
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    • 2001
  • 균사형성 미생물에 의한 항생물질의 대량생산은 적절한 산소공급이 요구되며, 산소전달속도는 생산성에 영향을 미치는 속도제한단계이다. 그러므로 발효에 이용하기 위해 Streptomyces avermitilis 와 같은 균사형성 미생물 배양액에서의 산소전달계수를 측정하였다. 그러나 회분식 배양에서 (K$_{L}$A) 측정을 위한 적절한 용존산소 유지가 어려웠으며, 이를 극복하기 위해서 유가식 배양을 도입하였다. 배지의 단계적 공급으로 미생물 성장속도를 조절할 수 있었고, 낮은 교반속도에서도 적정용존산소의 유지가 가능하였으며, 결과적으로 (K$_{L}$A) 측정도 용이하였다. 7 g/L 이하의 낮은 균체량에서 350 rpm의 교반속도가 교반효율과 전단응력을 고려했을 때 가장 적절한 조건임을 알수 있었다. 그러나 균체가 증가할수록 배양액 점도가 증가하여 혼합이 효과적이지 못한 이유로 더 높은 교반속도가 필요하였다. 통기량의 증가에 의한 (K$_{L}$A) 증가율은 건조균제질량이 고 농도 일수록 미미하였다. 그러므로 높은 균체농도에서는 이차대사산물에 영향을 주지 않은 범위에서 교반속도를 증가하여 용존산소 농도를 조절하는 것이 통기속도의 조절보다 더 효율적 일 것으로 판단되었다.판단되었다.

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Agaricus blazei의 유가식 배양을 통한 균사체 및 세포외 다당체 생산 (Production of Mycelium and Expolysaccharides by Fed-batch Culture of Agaricus blazei)

  • 김현한;나정걸;장용근;이상종
    • KSBB Journal
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    • 제19권6호
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    • pp.457-461
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    • 2004
  • 본 연구에서는 A. blazei의 DO-스탯 현탁 유가식 배양을 통하여 균사체 및 세포외 다당체 생산을 극대화하고자 하였다. 탄소원만을 포함하는 기질 공급액을 사용하는 경우보다 질소원이 적절히 첨가된 혼합 기질 공급액을 사용하는 것이 균사체 및 세포외 다당체 생산에 보다 효과적이었다. 기질공급액 중의 탄소원 조성을 달리하여 실험을 수행한 결과, 덱스트린을 배제하고 포도당만을 탄소원으로 사용하였을 때 가장 높은 균사체 및 세포외 다당체 생산성을 얻을 수 있었다. 이 때의 균사체 농도 및 생산성은 각각 36.5 g/l, 0.37g/l-h이었으며, 세포외 다당체 농도 및 생산성은 각각 10.9 g/l, 0.11 g/l-h이었다. 이는 회분식 배양 결과와 비교하여 균사체 농도 및 생산성 면에서는 각각 6배 및 2.2배, 세포외 다당체 농도 및 생산성 면에서는 각각 4.7배 및 1.8배 증가한 값이다. 이상의 결과들로부터 A. blazei의 고농도 균사체 배양을 위해 유가식 배양 방법이 매우 효과적임을 알 수 있었다.

Effect of Various Factors on the Operational Stability of Immobilized Cells for Acrylamide Production in a Packed Bed Reactor

  • Lee, Cheo-Young;Choi, Sang-Kyo;Chang, Ho-Nam
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제3권1호
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    • pp.39-45
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    • 1993
  • The effect of concentrations of phosphate buffer and acrylonitrile, pH, and various salts on the operational stability of the immobilized cells of Brevibacterium CH2 in a packed bed reactor were investigated. The effects of salts and carriers on the swelling of the immobilized beads during hydrolysis in a columnreactor were also investigated. Immobilization of the cells in Ba-alginate was more desirable than those in polyacrylamide and Ca-alinate for the swelling of the immobilized beads and the desired quality of the acrylamide produced. High quality acrylamide was produced using the Ba-alginate beads in a recycle fed-batch reactor without using an isotonic substrate. The conversion yield was nearly 100%, including a trace amount of acrylic acid produced as a by-product.

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