• KSBB Journal
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• 제21권5호
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• pp.384-388
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• 2006

본 연구에서는 고정화 방선균을 이용한 이차대사산물생산 공정 개발에 있어서 고려해야 할 중요한 사항인, 고정화세포의 반복사용 가능성을 조사하였다. 또한 축축한 담체에 균사체 형태의 생산균주의 고정화가능성에 대하여 알아보았다. 셀라이트 담체에 고정화된 고생산성 Streptomyces lincolnensis 돌연변이주를 이용한 반복회분식 배양에서, 회분수가 증가함에 따라 고정화세포의 린코마이신 생산성이 증가하였고 9번째 회분에서는 1007 $({\pm}256)$ mg/L의 린코마이신이 얻어졌다. 10번의 반복회분동안 고정화세포에 의해 얻어진 린코마이신 총양을 기준으로 계산된 고정화세포 배양의 생산성은 현탁회분식 배양에 비해 1.4배 높았다. 축축한 담체와 배지가 포함된 플라스크에 균사체 형태의 생산균주를 접종하고 배양 후 생성된 고정화세포 농도와 린코마이신 양은 건조한 담체에 포자상태의 생산균주를 고정화한 후 배양하여 얻어진 것에 비하여 다소 높음이 관찰되었다. 이는 균사체 형태의 생산균주가 축축한 담체에 쉽게 고정화되는 것을 의미한다. 실제 생산규모를 고려할 때, 본 연구팀에서 개발한 방선균 고정화방법은 담체 멸균 및 세포고정화 단계에서 추가적인 설비가 필요 없으며, 이는 고정화단계에서 숙련된 기술과 추가의 설비를 요하는 다른 방법들에 비하여 실용적이며 경쟁력 있는 생물 공정이라고 사료된다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제11권6호
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• pp.544-549
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• 2006

The performance of immobilized fungal cells on celite beads for the production of gibberrelic acid was investigated in flasks and 7-L stirred-tank reactor. Repeated incubations of immobilized fungal cells increased cell concentrations and volumetric productivity. The maximum volumetric productivity obtained in the immobilized-cell culture was 3-fold greater than that in suspended-cell culture. The concentration of cotton seed flour (CSF), among the various nutrients supplied, most significantly influenced productivity and operational stability. Notably, insoluble components in CSF were found to be essential for production. CSF at 6 g/L with 60 g/L glucose was found to be optimal for gibberellic acid production and stable operation by preventing excessive cell growth.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권7호
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• pp.1086-1091
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• 2010

This study explored the use of gellan gum as an immobilization matrix for the production of cyclosporin A (CyA) by immobilized spores and mycelia of Tolypocladium inflatum MTCC 557. Different carriers, such as gellan gum, sodium alginate, celite beads, and silica, were tested as immobilization carriers, along with the role of the carrier concentration, biomass weight, number of spore-inoculated beads, and repeated utilization of the immobilized fungus. The maximum CyA production was 274 mg/l when using gellan gum [1% (w/v)], and a mycelial weight of 7.5% (w/v) supported the maximum production of CyA. Additionally, the addition of a combination of $_L$-valine (6 g/l) and $_L$-leucine (5 g/l) after 48 h of fermentation produced 1,338 mg/l of CyA when using gellan gum. The immobilized mycelia beads were found to remain stable for four repetitive cycles, indicating their potential for semicontinuous CyA production.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권4호
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• pp.557-562
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• 2002

Physiological characteristics such as specific productivity, morphology of Streptomyces cells Immobilized on celite beads, and operational stability at different dilution rates were investigated in continuous immobilized-cell cultures for the production of kasugamycin. At a dilution rate (D) of 0.05 $h^{-1}$, a relatively high specific productivity was attained and the loss of cell-loaded beads was negligible. At D=0.1 $h^{-1}$, a higher specific productivity and cell concentration could be obtained, resulting in a significantly improved volumetric kasugamycin productivity. However, no stable operation could be maintained due to a significant loss of cell-loaded beads from the reactor that was caused by their fluffy morphology developed in the later stage. At D=0.2 $h^{-1}$, the production of kasugamycin and cell growth were observed to be severely inhibited by the high concentration of residual maltose.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제22권6호
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• pp.646-650
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• 1994

Aspergillus terreus NRRL 1960 was immobilized on various alginate gel beads, Celites, and polyurethane foam cubes, and the comparisons were made for the production of itaconic acid according to the types and sizes of each carrier. The levels of itaconic acid produced from Ca- alginate and Sr-alginate were similar, and the addition of bentonite to Ca- and Sr-alginate resulted in an increase of itaconic acid. The addition of 1.67% bentonite and 0.33% starch to Sr-alginate (SABS bead) produced higher level of itaconic acid (11.59 g/1) than other gel beads. A decrease in the size of Celite increased the itaconic acid production, and the smallest size of Celites, R- 634, produced 6.37 g/l of itaconic acid. Among various types of polyurethane foam cubes, HR 08 (2X2X2 cm) produced about 19 g/l of itaconic acid, which was more efficient than other carriers. In a repeated batch culture using immobilized cells on polyurethane foam cubes (HR 08, 2X2X2 cm), the stability of itaconic acid production was maintained up to 4 batches. Also, the possibility of itaconic acid production by continuous culture was shown in a packed-bed reactor.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제28권3호
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• pp.172-179
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• 2000

여러 재질의 담체를 이용하여 H1-39변이주를 고정화시켜 3.4% 목질계 당화액을 탄소원으로 $37^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $43^{\circ}C$에서 에탄올 발효를 하였는데 전반적으로 유리세포 배양시보다 에탄올 수율, 생산성, 세포수율, 세포 생존율이 향상되었다 온도 37$^{\circ}C$에서는 Ca-alginate와 ABG bead에 고정화된 H1-39변이주에서 각각 가장 높은 14.8 g/1의 에탄올을 생산하였으며 특히 H1-39변이주를 ABG bead에 고정화하여 배양하였을 때 생산성이 1.23g/1-h로 가장높았다. $40^{\circ}C$에서는 ABG bead에 고정화된 H1-39 변이주에서 가장높은 15.2g/1의 에탄올을 생산하였으며 생산성도 0.84g/1-h 로 유리세포 배양시보다 약 91% 증가하였다. 한편 $43^{\circ}C$에서는 ABP고정화 배양을 통해 가장 높은 13.8g/1의 에탄올 생산과 0.77g/1-h의 생산성을 나타내어 유리세포 배양시 보다 각각 14%와 93%의 증가를 보였다.

• KSBB Journal
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• 제11권1호
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• pp.30-36
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• 1996

Cyclosporin A 고정화배양과 현탁배양의 결과를 바탕으로 각각의 배양의 경우에 따른 비성장속도의 포도당에 대한 Monod 속도식을 제안하고 그에 필요 한 매개변수들을 구하였다. 고정화 배양이 현탁배양 에 비해 높은 ${\mu}m$와 낮은 Km 값을 갖는 것으로 나 타났는데 이는 고정화 균체의 우수한 활성과 기질에 대한 높은 친화도에 기 인한 것으로 보인다. 고정상 발효의 경우, 구한 매개변수들을 담체내에서의 물질 전달 및 반응속도의 정도를 나타내는 효율인자 값을 계산하는데 이용하였다. 중요한 고정화 공정변수인 담체크기, 균체부하의 정도가 기질의 확산저항에 미 치는 영향을 고려하여 효율인자값을 계산한 결과, 적절한 담체의 크기는 반경 $100 ~ 500{\mu}m$로 나타났 다. 고정화세포배양시 담체내의 균체의 균일한 분포 및 활성도의 유지를 위해서, 적정한 담체입자크기를 결정한 후 균체부하량을 조절하여 고정화 공정을 운 영하는 것이 중요한 것요로 판명되었다.

• KSBB Journal
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• 제14권5호
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• pp.585-592
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• 1999

본 연구는 황화수소 가스 제거를 위한 화학 . 생물학적 복합공정의 전체 효율을 결정하는 생물반응기에 의한 Fe(II) 산화 속도를 증진시키고자 배지 최적화와 함께 고정화 세포 반응기 시스템을 개발하는 것을 목표로 하였다. 고정화 담체로는 celite beads를 선정하였고 반응기는 airlift type의 반응기를 사용하였다. 먼저, 철침전물(jarosite) 최소화 배지 개발을 위한 연구를 수행하였고, 그 결과 기존에 사용되어졌던 9K 배지 사용시 질소원 및 인 공급원으로 사용된 $(NH_4)_2SO_4$와 $K_2HPO_4$가 제외되고 $(NH_4)_2HPO_4$가 대체된 M16 배지를 사용하였을 때 Fe(II) 산화 속도의 감소가 없음은 물론 jarosite 생성이 거의 없음을 확인할 수 있었다. 또한 M16 배지의 초기 pH 변화에 따른 철 산화 거동 및 jarosite 생성 측면을 조사한 결과 초기 pH 1.8이 최적임을 확인할 수 있었다. 다음으로 celite beads에 세포를 고정화 한 후 jarosite 생성 최소화 배지(M16 배지)에서의 고정화 세포에 의한 철 산화 거동을 고찰하였다. 반복 회분식 배양 결과, 회분식 배양의 결과 최대 Fe(II) 산화 속도에 이르러서는 거의 일정해지는 결과를 보였다. 반분회분식 배양의 결과 최대 Fe(II) 산화 속도가 2.33 g/L . h이었다. 연속 조업을 수행한 결과 현탁 세포의 최대 비성장 속도보다 높은 희석속도에서 최대 Fe(II) 산화 속도가 결정되었다. 최대 Fe(II) 산화속도는 2.14 g/L . h이었으며, 이？？의 희석속도는 0.25 $h^{-1}$이었다. 반복 회분식 및 연속 조업기간 동안 Fe(total)의 농도는 초기 Fe(II) 농도와 거의 비슷하게 유지되었고 이러한 사실로부터 jarosite가 거의 생성되지 않았음을 확인하였다.