수산식품에서 문제가 되는 식중독 균인 V. parahaemolyticus를 대상으로 온도, pH 및 초기균수에 따른 균의 성장 실험 결과를 데이터베이스화하여 이를 바탕으로 균의 성장을 정량적으로 평가할 수 있는 수학적 모델을 개발하였다. $1.0{\times}10^{2},\;1.0{\times}10^{3},\;1.0{\times}10^{4}\;CFU/mL$의 각 초기균수 조건에서 실험치와 예측치의 상관계수는 각각 0.966, 0.979, 0.965으로 나타났다. 또한, 초기균수를 고려하지 않은 모델식은 상관계수가 0.966으로 다음과 같이 나타났다. Polynomial model: $$k=1.10{\cdot}\exp(-0.5(((T-34.14)/9.09)^{2}+((pH-6.59)/4.68)^{2}))$$ 균의 증식 지표치인 최대증식속도상수 k는 온도에 지배적인 영향을 받았으며, pH 및 초기균수에 따른 유의적인 차이는 없었으므로 (P>0.05), k와 온도와의 관계식인 square root model로 나타내었다. Square root model: $${\sqrt{k}\;0.06(T-9.55)[1-\exp(0.07(T-49.98))]$$ V. parahaemolyticus의 경우, square root model에 의한 실험치와 예측치의 상관계수는 0.977로 polynomial model보다 높은 적용성을 나타내었다.
본 논문에서는 Thalictrum rugosum 식물세포의 회분식 배양에 있어서 동역학적 특성들을 연구하였다. 본 실험에서 alkaloid의 생성은 일반적인 2차대사 산물의 생성 특성과 달리 세포성장에 비례함이 확인되었다. 세포 성장기의 비증식속도는 $0.20~0.25\;day\;^{-1}이었으며 FW / DCW 비가 배양상태를 나타내는 중요한 인자임을 알수 있었다. Cell yield는 0.36g cells/g sugar이었으며 berberine은 139mg/L까지 생성되었고 그중 120mg/L는 세포내에 존재하였다. 이를 specific content로 계산하면 dry cell weight의 1.10%가 된다. 세포 성장기에서 비증식속도와 당농도간의 관계는 Monod kinetics로 잘 기술될 수 있었다.
배양환경이 효모 RNA 축적과 autolysis 효율에 미치는 영향을 알아보기 위하여 연속배양을 실시하였다. Dilution rate의 증가에 따라 균체내의 RNA 함량은 증가하여 dilution rate=0.35 $h^{-1}$에서 14.8%를 나타내었고, 더불어 RNA productivity와 specific RNA productivity도 증가하였다. 고정된 D=0.2 $h^{-1}$에서 최적 균체량은 배양온도 $30^{\circ}C$ 에서 얻어졌으나, RNA 함량은 배양온도가 낮아질수록 높은 값을 보여 $24^{\circ}C$에서 12.7%로 나타났다. 한편, autolysis 효율 측면에서 균체 생육속도가 증가할수록 효모 extract의 추출율은 감소하였고, 효모 extract의 분해율은 증가하는 경향을 보였으나, 배양온도는 효모 autolysis 효율에 큰 영향을 미치지 않았다.
효모의 성장 및 에탄을 생산에 미치는 온도의 영향에 대해서 회분식 배양을 실시한 결과 최대의 비효모 성장속도를 나타내는 온도는 36$^{\circ}C$였고 최대의 비에탄을 생산속도를 나타내는 온도는 33$^{\circ}C$임을 알 수 있었다. 온도의 영향에 대한 실험을 토대로 수학적 모델식을 선정했으며 매개변수를 추정하여 모사를 해 본 결과 배양 초기에는 36$^{\circ}C$ 정도의 온도에서 배양하다가 점차로 온도를 낮추어 3$0^{\circ}C$ 정도로 배양하는 것이 최적의 발효공정임을 알 수 있었다.
The effects of various step-fortifications of the initial medium with amino acids, glucose, and vitamines on the growth and metabolism of a hybridoma cell line in batch cultures were quantified. Comparisons between the metabolic rates of the various cultivations were made for the exponential growth phase. Fortification of the basal medium resulted in higher cell densities through a prolonged growth phase, but the maximum specific growth rate was not affected. The uptake rate of glutamine increased with the addition of amino acids but did not change upon the addition of glucose or vitamines. The specific glucose consumption decreased slightly with the addition of amino acids but increased production of lactate and {{{{ { NH}`_{4 } ^{ +} }}}}. A reciprocal relationship between the yields of {{{{ { NH}`_{4 } ^{+ } }}}} and lactate indicated a joint regulation of glycolysis and glutaminolysis.
The growth kinetics of Streptomyces noursei NRRL 5126 was investigated under different aeration and agitation combinations in a 5.0 l stirred tank fermenter. Poly-${\varepsilon}$-lysine biosynthesis, cell mass formation, and glycerol utilization rates were affected markedly by both aeration and agitation. An agitation speed of 300 rpm and aeration rate at 2.0 vvm supported better yields of 1,622.81 mg/l with highest specific productivity of 15 mg/l.h. Fermentation kinetics performed under different aeration and agitation conditions showed poly- ${\varepsilon}$-lysine fermentation to be a growth-associated production. A constant DO at 40% in the growth phase and 20% in the production phase increased the poly-${\varepsilon}$-lysine yield as well as cell mass to their maximum values of 1,992.35 mg/l and 20.73 g/l, respectively. The oxygen transfer rate (OTR), oxygen utilization rate (OUR), and specific oxygen uptake rates ($qO_2$) in the fermentation broth increased in the growth phase and remained unchanged in the stationary phase.
게맛살의 HACCP system에 있어서 critical control point중의 하나인 L. monocytogenes가 오염된 제품에서 균의 성장변화를 정량적으로 예측할 수 있는 수학적 모델의 개발을 위한 기초 자료를 제공하고자 게맛살 성분조성을 고려한 modified imitation crab(MIC) broth에서 온도와 초기균수에 따른 L. monocytogenes의 성장 실험 결과를 데이터베이스화하여 이를 바탕으로 균의 성장을 정량적으로 평가할 수 있는 수학적 모델을 개발하였다. 균의 증식 지표인 최대증식속도상수(k), 유도기(LT), 세대시간(GT)은 온도에 지배적인 영향을 받았으며, 초기균수에 따른 유의적인 차이는 없었다(p>0.05). 최대증식속도상수(k)와 온도 및 초기균수의 상관관계를 나타내는 수학적 정량평가모델인 polynomial model과 square root model을 이용하여 L. monocytogenes 성장을 정량적으로 예측할 수 있는 모델인 $polynomial\;mode(k=0.71{\cdot}exp(-0.5(\;((T-36.05)/11.84)^{2}+((A_{0}+8.12)/21.59)^{2})))$과 square root model($\sqrt{k}$ =0.02(T-(-3.42)) [1-exp(0.36(T-44.51))])을 개발하였으며 실험치와 예측치의 상관관계는 각각 0.92. 0.95로 polynomial model보다 square root model 예측치가 실험치와 상관관계가 더 높은 것으로 나타났다.
The effects of substrate size on the growth of microphytobenthos Achnanthes sp., Amphora sp., Navicula sp. and Nitzschia sp. were examined using glass beads in order for phytoremediation in the benthic layer of coastal waters. The glass beads used in this study were 0.09~0.15 mm (G.B 1), 0.25~0.50 mm (G.B 2), 0.75~1.00 mm (G.B 3) and 1.25~1.65 mm (G.B 4). No addition of glass bead used as control. The specific growth rate and maximum cell density of four microphytobenthos species were increasing with decreasing size of glass beads. Moreover, the control experiment without added attachment substrates showed the lowest specific growth rate and maximum cell density. Therefore, the suitable attachment substrates for mass culture of microphytobenthos seems to be important in order for phytoremediation using microphytobenthos.
균 성장속도가 tylosin 생합성에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 여러 성장속도로 배양한 균체내에서 oxaloacetate 대사에 관여하는 효소들의 활성을 살펴보았다. 그 결과, 비 tylosin 생합성 속도($q_{p}$ )는 성장속도 $0.013h^{-1}$까지는 성장속도와 함께 증가하지만, 더 높은 성장속도에선 감소됨을 알 수 있었다. Citrate synthase, aspartate aminotransferase와 PEP carboxylase의 활성 및 합성은 $0.013h^{-1}$ 보다 낮은 성장속도에선 매우 낮게 나타났으며, 반면 methylmaionyl-CoA carboxyltransferase의 활성 및 합성은 tylosin 생합성과 마찬가지로 높은 성장속도에선 감소되었다. 따라서 tylosin 생합성은 균 성장속도에 의해 조절됨을 명백히 알 수 있었다.
The effect of fermentation temperature on the production of high content alcohol has been investigated with high substrate concentration. The maximum specific growth rate, ${\mu}max\;was\;0.461hr^{-1}\;at\;35^{\circ}C$ which was the highest, whereas the maximum biomass concentration waas 8.7g/l at $25^{\circ}C$, at the growth rate lower than at $35^{\circ}C$. Approximately 140g/l of ethanol was produced in the temperature range of 20 to $25^{\circ}C$ with nearly complete comsumption of the substrate. Extended fermentation time has been required at lower temperatures, however, for the maximum values of biomass concentration and alcohol content, hence higher ethanol productivity, as the temperature was elevated to $40^{\circ}C$. The viability of yeasts was greatly improved by lowering the fermentation temperature down to $25^{\circ}C$ and also extended survival of the cells has been observed at lower fermentation temperatures, although the ethanol concentration of both waas higher.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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