식물조직배양기술을 이용하여 인삼 root를 생산하고자, 식물생장조절물질로 유도된 인삼 root를 사용하여 최적액체배양조건을 RSM을 이용하여 조사하였다. 최적액체배양조건을 배지의 pH, sucrose 농도, nitrogen 농도, phosphate 농도의 3 level-4factor의 fractional factorial design에 의하여 조사한 결과, 인삼 root의 생장율은 최저 1.00g에서 최고 2.33g까지 나타났다. 다중회기분석으로 구한 model식을 가지고 등고분석과 3차원분석을 수행한 후 독립변수의 최저 또는 최고수준에서 조속변수가 최대치를 나타내지 않는 배지의 pH와 sucrose농도의 변수에 대하여 model식을 편미분한 결과 인삼 root의 최적액체배양조건은 pH5.6, sucrose 3.8%, nitrogen 50mg/L, phosphate 80.7mg/L로 예측되었다. 이렇게 결정된최적조건값들을 model식에 대입하여 얻은 예상치는 2.36g 이었다.
We assessed the ability of a Pseudonocardia sp. from soil samples to bioconvert vitamin $D_3$. The optimal culture conditions for the bioconversion of vitamin $D_3$ to active $1{\alpha}$,25-dihydroxyvitamin $D_3$ were investigated by varying the carbon and nitrogen sources, the metal salt concentrations, the initial pH, and the temperature. Microbial transformations were carried out with the addition of vitamin $D_3$ dissolved in ethanol. They were sampled by extraction with methanol-dichloromethane and the samples were examined by HPLC. Optimum culture conditions were found to be 0.4% yeast extract, 1% glucose, 3% starch, 1% fish meal, 0.2% NaCl, 0.01% $K_2HPO_4$, 0.2% $CaCO_3$, 0.01% NaF, and pH 7.0 at $28^{\circ}C$. The optimal timing of the addition of vitamin $D_3$ for the production of calcitriol by Pseudonocardia autotrophica ID9302 was concurrent with the inoculation of seed culture broth. Maximum calcitriol productivity and the yield of bioconversion reached a value of 10.4mg/L and 10.4% respectively on the 7th day in a 75L fementer jar under the above conditions.
곰팡이인 Mortierella alpina DSA-12를 이용한 arachidonic acid의 생산을 위한 유기질소원의 선정과 배양 조건의 결정에 연구를 수행하였다. Corn steep powder (CSP)를 원료의 가격과 arachidonic acid의 생산을 기준으로 유기질소원으로 선정하였다. 탄소원으로 glucose와 질소원으로 CSP를 사용한 경우에 최적의 C/N ratio는 15-17 범위이다. Arachidonic acid의 생산을 위한 최적의 배양조건은 $25^{\circ}C$에서 500 rpm의 교반과 0.5 vvm의 통기이며, 이 때 50 g/L의 glucose와 18 g/L의 CSP로부터 21.8 g/L의 균사체량에 10.2 g/L의 총 지질을 얻을 수 있었으며, arachidonic acid의 농도는 3.70 g/L이었다. 500 L의 발효조에서 0.5 vvm과 200 rpm의 교반으로 실험을 수행한 결과 19.8 g/L의 균사체량과 9.1 g/L의 총 지질 및 3.67 g/L의 arachidonic acid를 얻었다. 이러한 결과는 bench-scale의 발효조에서도 질소원으로 CSP를 이용하여 arachidonic acid의 생산이 가능함을 보여주었다.
세포외지질을 생합성하는 균주 Rhodotorula glutinis K-501을 토양으로부터 분리하였는데 이들에 의해 생산된 지질은 우수 하고 안정적인 유화특성을 나타내었다 세포외지질의 생합성을 극대화하기 위하여 지질의 생산에 영향을 주는 인자들을 검토하여 배양 조건을 최적화하였다. Sucrose와 ammonium sulfate를 각각 탄소원과 질소원으로 사용하였을 때 세포외지질의 생합성 농도가 높았으므로 최적의 성분으로 결정되었으며, 최적의 C/N비는 50이었다. $KH_2PO_4,\;Na_2HPO_4,\;MgSO_4,\;CaCl_2$는 각각 3.5, 1.0, 0.75, O.1g/L일 때가 최적의 농도이었으며 최적의 온도와 pH는 $22^{\circ}C$,7.0이었다. 최적의 조건하에서 sucrose 60g/L을 사용하여 교반식 발효조에서 회분배양을 한 결과 세포외지질이 8.1g/L의 농도로 생합성되어 단위세포 질량당 51.9%의 높은 수율을 얻을 수 있었다.
The bacteriocin-producing lactic acid bacteria Enterococcus faecium DB1 was isolated from Korean traditional gajami sikhae. Culture conditions were optimized by response surface methodology (RSM) to maximize bacteriocin DB1 production. E. faecium DB1 displayed the highest bacteriocin activity when grown in modified MRS medium containing sucrose, rather than glucose, as a carbon source. The effects of temperature, initial pH, and sucrose concentration were tested to determine the optimum conditions for maximum bacteriocin production by E. faecium DB1. A central composite design was used to control the three variables in the experiment. RSM revealed that the optimum values for bacteriocin production were 27.66 g/L sucrose, temperature of $34.37^{\circ}C$, and an initial pH of 6.54. A 2.08-fold increase in bacteriocin production was obtained with sucrose-containing MRS medium compared to production in standard MRS medium.
고온성 ${\alpha}$-아밀라제를 생산하는 내열성 $Alicyclobacillus$$acidocaldarius$ 균을 인도 Tirupati, Andhra Pradesh 지역의 가열한 미강 열수 추출물에서 분리하였다. 분리균인 내열성 $Alicyclobacillus$$acidocaldarius$가 생산하는 세포 외 ${\alpha}$-아밀라제의 생산과 성장에 미치는 배양조건을 실험실 규모로 조사하였다. 그 결과 ${\alpha}$-amylase의 고생산 최적 조건은 온도 $60^{\circ}C$, pH 6.0 및 배지의 전분농도 1.0%, yeast extract와 tryptone은 0.2%를 나타냈다. Surfactants like Tween-20과 SDS 같은 계면활성제는 0.02%까지 균주의 성장과 효소 생산을 증가 시켰으나, 그 이상의 농도 에서는 ${\alpha}$-amylase 효소의 생산이 현저하게 감소하였다.
알카리성 염색가공폐수를 처리하기 위햐여 아조염료인 Acid Red 1을 분해하는 호알카리성 균을 자연계에서 분리하였으며, 반응표면분석법인 SAS(statistical analysis system)프로그램을 이용하여 최적배양조건을 조사하였다. 염색공단 폐수처리장에서 배출되는 방류수 및 하천토양을 시료로 하여 알카리성(pH 10.0)배지에 성장하는 균 15종을 순수분리하였다. 그 중 탈색율이 가장 우수한 균주 하나를 선별하여 AR-1로 명명하였다. 탄소원(sucrose, fructose, galactose), 질소원(polypeptone, yeast extract) 및 인산원($K_2HPO_4$)이 분리균의 성장 및 탈색율에 미치는 영향을 조사한 결과, 1.0% fructose, 1.0% polypeptone, 1.0% yeast extract, 0.5% $K_2HPO_4$이 최적의 조건으로 나타났다. 반응표면분석에 의하여 염료의 생분해조건을 최적화하고자 배양온도와 배양시간에 따른 탈색율과 균성장의 특성을 모니터닝하였다. 탈색율은 34.73$^{\circ}C$에서 12.96시간, 균성장은 34.77$^{\circ}C$에서 12.97시간 배양시 각각 최적인 것으로 나타났다. 한편, 균성장과 탈색율을 다같이 만족할 수 있는 최적배양조건은 32.86~36.36$^{\circ}C$, 10.96~15.75시간으로 각각 나타났다.
For the probiotic feed production, aerobic liquid fermentation of pulverized food wastes was attempted with a yeast Kluyveromyces marxianus. After grinding finely, optimal fermentation conditions of the substrate was investigated by shaking culture. The most active growth of the yeast was shown at solid content of 10%. The proper addition of urea(0.5g/l), o-phosphate(0.4g/l), molasses(4g/l), and yeast extract (1g/1) increased cell growth rate and viable cell count. For optimizing, the nutrients were all added to substrate and fermentation was carried in 2 litre jar fermenter. For the stimulation of hydrolyzing enzyme excretion, mixed culture with Aspersillus oryzae was also conducted. In 12 hours of fermentation, viable cell count of the yeast Kluyveromyces marxianus amounted to the number of 1.4 $\times$10$^{10}$ /1 in the culture medium.
Tridecanedioic acid (DC-13), starting material of the valuable musk ethylene brassylate, was obtained from n-tridecane by the Candida tropicalis mutant. The mutants were first obtained from primary screening step using the selective medium and then solid phase extraction sampling method was used for the selective isolation of organic acids from the cultured media of mutants. The resulting acids were directly converted to volatile tert-butyldimethyl silyl delivatives, which were then analyzed by gas chromatography. The efficient GC profiling method was used for the rapid identification of the mutant producing DC-13 in large quantity, and for the optimization of the culture conditions of mutant. The optimal culture conditions were found as follows: pH 8.0, 30$^{\circ}C$, 250rpm, 48hour of culture and $(NH_4)_2HPO_4$ as nitrogen source.
An actinomycete strain was isolated from northern part of Bangladesh and identified as a new Streptomyces species on the basis of its morphological, biochemical, cultural characteristics and 16S rRNA data. Attempts were made to optimize the culture conditions for the production of antimicrobial metabolites by this strain. Antimicrobial metabolites production was started after 7 days of incubation of culture broth and reached its maximum levels after 10 days and thereafter gradually decreased. The maximum production of antimicrobial metabolites was obtained when the culture medium pH was adjusted to 8. The optimum temperature for antimicrobial metabolites production was $39^{\circ}C$, indicated the new strain as mesophilic organism. Basel medium supplemented with glucose and yeast extract as carbon and nitrogen sources, respectively, was proved to be the best for the production of bioactive metabolites. Maximum production of bioactive metabolites was when NaCl concentration was 1% and among different minerals tested, $K_2HPO_4$ and NaCl showed positive influence on antibiotic production by the strain.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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