• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권8호
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• pp.1439-1444
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• 2008

The recombinant E. coli $\Delta$6 mutant (galR, glpK, gldA, IdhA, lacI, tpiA) was used to produce 1,3-propanediol (PD) from glucose. The 1,3-PD production increased with feedback control of the glucose concentration using fed-batch fermentation. The maximum 1,3-PD concentration produced was 43 g/l after 60 h of fermentation. Glycerol production was minimized when controlling the glucose concentration at less than 1 g/l. The expression levels of seven enzymes related to the 1,3-PD production metabolism were compared during the cell growth phase and 1,3-PD production phase, and their expression levels all increased during 1,3-PD production, with the exception of alcohol dehydrogenase.

• 미생물학회지
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• 제16권1호
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• pp.21-29
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• 1978

In the fed-batch fermentation of penicillin specific uptake rates of carbon source and ammonia nitrogen, and specific production rate of penicillin as the most important process variables were evaluated over the fermentation course and their effects on the productivity studied. As the results, glucose and lactose each as a major carbon source showed the following values, respectively ; the specific uptake rates of 47-93 mg hexose per gm-DCW per he and 37-44 mg hexose per gm-DCW per hr, the specific uptake rates of 4.6-6.8 mg $NH_3-N$ per gm-DCW per hr, and 1.2 mg $NH_3-N$ per gm-DCW per he and the specific production rates of 32-42 arbitrary unit per gm-DCW per hr and 46-50 arbitrary unit per gm-DCW per hr. The productivity of penicillin could be improved by controlling the feed rates of glucose and ammonia nitrogen to meet the uptake rates.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권4호
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• pp.844-851
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• 2010

Controlling the dissolved oxygen (DO) in the fed-batch culture of the medicinal mushroom Ganoderma lucidum led to a 2-fold increase of the maximum biomass productivity compared with uncontrolled DO conditions. By contrast, extracellular polysaccharide (EPS) production was two times higher under oxygen limitation (uncontrolled DO) than under increased oxygen availability (controlled DO). Morphologically, dispersed mycelium was predominant under controlled DO conditions, with highly branched hyphae, consistent with the enhanced culture growth noted under these conditions, whereas in the uncontrolled DO process mycelial clumps were the most common morphology throughout the culture. However, in both cultures, clamp connections were found. This is an exciting new finding, which widens the applicability of this basidiomycete in submerged fermentation. In rheological terms, broths demonstrated shear-thinning behavior with a yield stress under both DO conditions. The flow curves were best described by the Herschel-Bulkley model: flow index down to 0.6 and consistency coefficient up to 0.2 and 0.6 Pa $s^n$ in uncontrolled and controlled cultures DO, respectively. The pseudoplastic behavior was entirely due to the fungal biomass, and not to the presence of EPS (rheological analysis of the filtered broth showed Newtonian behavior). It is clear from this study that dissolved oxygen tension is a critical process parameter that distinctly influences G. lucidum morphology and rheology, affecting the overall performance of the process. This study contributes to an improved understanding of the process physiology of submerged fermentation of G. lucidum.

• 산업식품공학
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• 제14권3호
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• pp.217-221
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• 2010

플라스크 실험과 fermentor 발효실험으로 분리균주인 Acetobacter aceti B20 균주의 초산발효를 위한 몇가지 조건을 최적화하였다. 통기교반 조건이 제한된 flask 실험에서 B20 균주의 생육은 에탄올 농도에 민감하게 반응하여 4%의 에탄올 농도에서는 거의 생육이 되지 않았으며, 초산 생성량도 미미하였다. Flask 배양에서 B20 균주의 생육은 포도당 농도가 3%일 때 가장 좋았으나 농도가 증가할 수록 생육이 저해되었다. ${27^{\circ}C}$와 ${30^{\circ}C}$의 온도에서 A. aceti B20 균주의 생육과 초산생성은 유사하였으며, 이보다 낮거나 높은 온도에서는 생육과 초산 생성이 모두 저하되었다. B20 균주의 최적 발효온도는 $27{\pm}3^{\circ}C$ 범위로 생각된다. Fermentor의 교반속도가 높아질수록 B20 균주의 생육도와 초산생성량이 증가하여 500 rpm일 때 초산농도 5.34%, 발효수율은 57.2%이었다. Batch식 발효에서 초기 에탄올 농도가 7%일 때 발효 120시간째 산도가 5.34%로 가장 높았으며, 이 때의 발효수율은 56.1%로 가장 양호하였다. Fedbatch식 발효에서 초산농도는 2회 feeding할 때 144시간째 8.76%로 최고에 도달하였으며, 이 때 발효수율은 50.6%로 feeding 횟수가 증가할수록 낮게 나타났다.

• KSBB Journal
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• 제17권3호
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• pp.307-310
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• 2002

교반속도가 증가함에 따라, 비성장속도가 증가하여 P. putida가 호기적 조건에서 더 잘 성장함을 알 수 있었다. pH를 조절하지 않았을 경우와 달리 암모니아 수용액을 이용하여 pH를 5.0, 7.0으로 조절했을 때, 포도당의 소모량이 증가 할 뿐 아니라 비성장 속도가 증가하였다($\mu$=0.27 --> 0.42). 포도당만을 공급할 것이 아니라 yeast extract와 같은 유기 질소원 다른 기질도 같이 공급함으로써, 보다 많은 균체량을 얻을 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제18권2호
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• pp.155-160
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• 2003

Streptoverticillium morbaraene로부터 미생물 유래 transglutaminase 생산을 위하여 최적의 용존산소 농도를 구명하였다. 용존산소는 용존산소 농도 자동 조절 시스템에 의해 조절되었다. 발효 중 용존산소 농도 조절을 위하여 통기속도는 0.3-3.9 L/min, 교반속도는 260-360 rpm으로 각각 범위를 설정하였다. 용존산소 농도를 조절한 다양한 회분식 배양에서 용존산소가 20%일 때 최대 미생물유래 transgiutaminase 생산이 가능하였다. 최분배양에서 용존산소 농도를 20%로 조절한 경우 미생물유래 transglutaminase 생산은 2.12 U/mL이었고, 용존산소를 조절하지 않은 회분식 배양의 미생물유래 transglutaminase 생산보다 1.1배 향상되었다. 역시 가장 높은 미생물유래 transglutaminase 생산은 용존산소를 20%로 조절한 유가식 배양에서 가능하였으며, 용존산소를 조절하지 않은 회분식 배양의 미생물유래 transglutaminase 생산에 비교해서 1.3배 증가하였다. 최대 건조균체량과 미생물유래 transglutaminase 생산은 각각 13.2 g/L와 2.6 U/mL이었다. 용존산소를 20%로 용존산소 농도 자동 조절 시스템에 의해 조절한 유가식 배양은 미생물유래 transgiutaminase 생산에 적절하였으며 다른 미생물 배양에도 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권9호
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• pp.1305-1310
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• 2021

Shikimate is a key high-demand metabolite for synthesizing valuable antiviral drugs, such as the anti-influenza drug, oseltamivir (Tamiflu). Microbial-based strategies for shikimate production have been developed to overcome the unstable and expensive supply of shikimate derived from traditional plant extraction processes. In this study, a microbial cell factory using Corynebacterium glutamicum was designed to overproduce shikimate in a fed-batch culture system. First, the shikimate kinase gene (aroK) responsible for converting shikimate to the next step was disrupted to facilitate the accumulation of shikimate. Several genes encoding the shikimate bypass route, such as dehydroshikimate dehydratase (QsuB), pyruvate kinase (Pyk1), and quinate/shikimate dehydrogenase (QsuD), were disrupted sequentially. An artificial operon containing several shikimate pathway genes, including aroE, aroB, aroF, and aroG were overexpressed to maximize the glucose uptake and intermediate flux. The rationally designed shikimate-overproducing C. glutamicum strain grown in an optimized medium produced approximately 37.3 g/l of shikimate in 7-L fed-batch fermentation. Overall, rational cell factory design and culture process optimization for the microbial-based production of shikimate will play a key role in complementing traditional plant-derived shikimate production processes.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제29권4호
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• pp.234-239
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• 2001

천연풍미소재로 정미성 nucleotide 함량이 높은 효모추출물을 만들기 위해서 세포내 RNA 함량이 높은 효모균주 S , cerevisat MTY 62를 선별하여TRh, 당밀과 CSL배지로 발효조 회분배양과 유가배양을 수행하였다. 여러가지 단양한 간헐적 유가배양 중에서 40% 당밀과 20% CSL의농축기질액을 50ml 다섯번 공급하는 간헐적 유가배양 (IFB-IV) 에서 최대 세포농도는 33.8g-DCW/1 RNA 농도는 5221 mg/l RNA 함량은 153 mg-RNA/g DCW 값을 나타내었다. 일정속도의 유가배양에서는 기질 요액(40% molasses, 20% CSL)을 배양 9~13시간에서는 49 ml/h 13~21 이시간에서는 24 ml/h 그 이후로는 18 ml/h 로 기질공급속도를 단계적으로 감소시키는 유가배양 (CFB-III) 에서 42.7g-DCW-1 최대 세포농도를 5545 mg RNA/1의 RNA농도를 보여, 간헐적 및 일정 속도 유가배양 중에서 가장 높은 세포농도와 RNA 농도 값을 나타내었다. 그러나 RNA 함량 면에서는 가장 낮은 130 mg-RNA/g-DCW 값을 보여다. 즉 세포농도가 높을수록 RNA 함량은 감소하는 경향을 나타내었다. 이 상의 두 가지 유가배양에 대해 비증식속도 ($\mu$)에 따른 RNA 함량을 조사한 결과, $\mu$값이 증가할수록 RNA 함량도 증가하였다. 그러나 일정한 $\mu$에서는 일정속도의 기질공급 방식보다 간헐적 기질공급 방식이 더 높은 RNA 함량을 나타내었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권2호
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• pp.273-278
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• 2002

Two-step fed-batch fermentations were carried out to overproduce Bacillus licheniformis maltogenic amylase (BLMA) in recombinant Escherichia coli. The first step was to increase the cell mass by controlling the feeding of a glucose solution, while the second step was designed to improve the amylase expression efficiency by supplementing organic nitrogen sources. The linear gradient feeding method was successfully adopted to maintain the glucose concentration below 0.2 g/l during the fed-batch mode, as effectively minimizing acetic acid formation. When the dissolved oxygen (DO) level became limiting, an accumulation of acetic acid and drastic decrease in specific BLMA productivity were observed. Glucose and organic nitrogen sources consisting of yeast extract and casein hydrolysate were simultaneously supplied in the pH-stat mode to further increase the specific BLMA expression efficiency. An organic nitrogen source consisting of 200 g/1 yeast extract and 100 g/1 casein hydrolysate was found to be the best among the various combinations tested. The feeding of an organic nitrogen source in the second-step fed-batch period was highly beneficial in enhancing the BLMA production. The optimized two-step fed-batch culture resulted in 78 g/l maximum dry cell mass and 443 U/ml maximum BLMA activity, corresponding to 1.5-fold increase in the dry cell mass and 3.7-fold enhancement in BLMA production, compared with the simple fed-batch fermentation.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제19권5호
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• pp.521-535
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• 1991

Cephalosporium 배양시 균체의 형태학적 측면을 고려한 cephalosporin C 생합성에 대한 모델식을 제안하였다. 제한기질로 glucose와 methionine을 고려한 double-substrate 모델을 설정하였는데 여기서 glucose는 균체의 증식 정도를, methionine은 균체의 증식속도를 제어하게 된다. Cephalosporin C의 생산은 균체의 형태학적 분화와 밀접한 관계가 있다. 한편 cephalosporin C의 생산성을 증대시키기 위해 모델식을 유가식 배양에 응용하였다.